课题2　月季的花药培养课时教学实录

课题2 月季的花药培养

一、课题目标：

说出被子植物花粉发育的过程及花药培养产生花粉植株的两种途径，说出影响花药培养的因素，学习花药培养的基本技术，尝试用月季或其他植物的花药进行培养。

二、课题重点和难点：

选取适宜的培养材料和培养基。

三、技能目标：

知道被子植物花粉发育的过程；说出产生花粉植株的两种途径；记住影响花药培养的因素，尝试花药培养的实验操作过程，并进行无菌操作；知道花药培养在育种上的意义

四.教学过程：

一、自学引导

阅读课本P37～P40，完成《优化设计》的自学导引。

1、基础知识 ------被子植物的花粉发育：

（1）雄蕊由花丝和花药两部分组成。花药是雄蕊的主要部分，多数被子植物的花药由4个花粉囊组成，花粉囊外由囊壁包围，内生许多花粉粒。当花粉囊的壁组织逐步发育分化时，会形成大量的花粉母细胞（小孢子母细胞）。

（2）花粉粒是由花粉母细胞经过减数分裂而形成，因此，花粉粒是单倍体的生殖细胞。花粉的发育要经历四分体时期、单核期和双核期等阶段。

实例1. 关于被子植物花粉发育的说法，不正确的是（ ）

A、花粉粒是在花药中的花粉囊里形成的

B、被子植物精子的形成是直接减数分裂的结果

C、被子植物的花粉的发育要经历四分体时期、单核期、双核期等阶段

D、花粉粒在发育过程中，核先位于细胞一侧，再移到细胞中央

注：花粉母细胞经减数分裂形成4个单核花粉粒，每个花粉粒的细胞核进行一次有丝分裂形成1个花粉管细胞核和1个生殖细胞核，每个生殖细胞核再进行一次有丝分裂生成2个精子

基础知识 ------产生花粉植株的两种途径

途径一：花粉通过胚状体阶段发育为植株；

途径二：花粉在诱导培养基上先形成愈伤组织，再将其诱导分化成植株。

人工种子是由外植体通过组织培养而获得的胚状体，然后加上人造胚乳，人造种皮而制成；外植体进行的是有丝分裂，无须通过两性生殖细胞结合而发育成的个体，属于无性生殖

基础知识 ------影响花药培养的因素

1、主要的影响因素：材料的选择与培养基的组成。

（1）接种的花药时期：一般来说，在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧时，花药培养成功率最高。选择完全未开放的花蕾，可挑选到单核期的花药，菌少、易消毒；花瓣松动，菌多，消毒困难。

（2）此外，亲本植株的生长条件、材料的低温预处理以及接种密度对诱导成功率都有一定的影响。

二、实验操作

（一）、材料的选取

1、选择花药一般通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。

2、确定花粉发育时期最常用方法：醋酸洋红法；焙花青－铬矾法。

注：花粉细胞核内有染色体，染色体主要由DNA和蛋白质组成，醋酸洋红为碱性染色剂，染色体容易被染色。通过染色，可以确定细胞核为单核期还是双核期，是单核居中期还是单核靠边期。一般单核靠边期的花药培养成功率最高

（二）、材料的消毒

（三）、接种和培养

（四）、结果分析与评价

1、能够通过镜检找到处于适宜的发育期的花粉。用醋酸洋红法或焙花青－铬矾法检测单核靠边期的花粉粒。

2、花药出现污染的原因：

（1）消毒不彻底；（2）接种室污染；（3）人为因素的交叉污染等。

3、略

五、课后习题

1、F2代紫色甜玉米的基因型组成可能为Aasusu或Aasusu。如果运用常规育种方法，将F2代中的紫色甜玉米与白色甜玉米（aasusu）进行测交，可以选择出基因型为AAsusu纯种紫色甜玉米。但这种方法比较繁琐，耗时较长，需要至少三年的选种和育种时间。如果利用花药离体培养的技术，在F1代产生的花粉中就可能有Asu的配子组合，再将花粉植株进行秋水仙素处理，使染色体加倍，就可以直接得到紫色甜玉米的纯合体（AAsusu）。这种方法可以大大缩短育种周期。

2、植物组织培养技术与花药培养技术的相同之处是：培养基配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。两者不同之处在于：花药培养的选材非常重要，需事先摸索时期适宜的花蕾，花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基，对培养基配方的要求更为严格。这些都使花药培养的难度大为增加。

六、小结：

比较杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种

项目

杂交育种

杂交

处理

诱变育种

多倍体育种

单倍体育种

花药离体培养

用射线、化学药品处用秋水仙素处理种子理

或幼苗

基因重组，把两亲用人工方法诱发基抑制细胞分裂中纺锤诱导配子直接发育成植株，本优良性状组合因突变，产生新性状体的形成，使染色体数再用秋水仙素加倍成纯合原理

在同一后代中

和新品种

加倍后不形成两个细体

胞

方法简便，但耗时加速育种进程，大幅器官较大，营养物质含缩短育种年限，但方法复优缺点

长，需经多年才能度改变某些性状，但量高，但发育延迟，结杂，成活率低

获得纯合体

水稻杂交

例

有利个体不多

实率低

高产量青霉素菌株

三倍体无子西瓜、月季花药培养

八倍体小黑麦