第五章植物胚胎培養(yǎng)技術(shù)

1、 第五章第五章 植物胚胎培養(yǎng)技術(shù)植物胚胎培養(yǎng)技術(shù)一、植物胚胎培養(yǎng)的概念一、植物胚胎培養(yǎng)的概念（embryo embryo cultureculture） 包括成熟胚培養(yǎng)、幼胚培養(yǎng)、胚珠包括成熟胚培養(yǎng)、幼胚培養(yǎng)、胚珠培養(yǎng)、子房培養(yǎng)、胚乳培養(yǎng)、試管受精培養(yǎng)、子房培養(yǎng)、胚乳培養(yǎng)、試管受精等類型。等類型。19041904年年hanninghanning最早成功培養(yǎng)最早成功培養(yǎng)蘿卜和辣根的胚。蘿卜和辣根的胚。胚胎培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用：胚胎培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用： a.a.主要用于克服遠(yuǎn)緣雜交的主要用于克服遠(yuǎn)緣雜交的不親合不親合; ; b. b.促進(jìn)胚的發(fā)育促進(jìn)胚的發(fā)育; ; c. c.克服胚的休眠等克服胚的休眠等;

2、; d. d.用于胚胎學(xué)理論研究。用于胚胎學(xué)理論研究。二、植物胚胎培養(yǎng)技術(shù)二、植物胚胎培養(yǎng)技術(shù)（一）離體胚培養(yǎng)：包括成熟胚及幼胚的培養(yǎng)。（一）離體胚培養(yǎng)：包括成熟胚及幼胚的培養(yǎng)。 植物胚胎發(fā)生過程：植物胚胎發(fā)生過程： 原胚球形胚心型胚魚雷胚原胚球形胚心型胚魚雷胚子葉胚子葉胚 球形胚前期球形胚前期球形胚球形胚心心型型胚胚前前期期魚雷胚魚雷胚1.1.成熟胚培養(yǎng)：成熟胚培養(yǎng)： 成熟胚為子葉期以后的胚，其在簡單的培成熟胚為子葉期以后的胚，其在簡單的培養(yǎng)基上即可萌發(fā)生長。對營養(yǎng)條件要求不嚴(yán)格。養(yǎng)基上即可萌發(fā)生長。對營養(yǎng)條件要求不嚴(yán)格。 主要用來繁殖不易萌發(fā)植物，或研究胚和胚主要用來繁殖不易萌發(fā)植物，或研

3、究胚和胚乳及子葉的關(guān)系等。乳及子葉的關(guān)系等。臺灣紅豆杉成熟胚培養(yǎng)臺灣紅豆杉成熟胚培養(yǎng) 牡丹成熟胚的離體培養(yǎng)與快速繁殖牡丹成熟胚的離體培養(yǎng)與快速繁殖mature embryo culture and rapid propagation of tree peony2.2.幼胚培養(yǎng)：幼胚培養(yǎng)： 幼胚（心形胚階段）對培養(yǎng)條件和營養(yǎng)的幼胚（心形胚階段）對培養(yǎng)條件和營養(yǎng)的要求都較高。要求都較高。 需要多種的營養(yǎng)和適宜的培養(yǎng)需要多種的營養(yǎng)和適宜的培養(yǎng)條件。條件。 影響幼胚培養(yǎng)成功的因素主要包括幼胚發(fā)影響幼胚培養(yǎng)成功的因素主要包括幼胚發(fā)育時期、培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件等。育時期、培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件等。（1 1）天然提取

4、物及某些蛋白制品；）天然提取物及某些蛋白制品； 19341934年銀杏幼胚培養(yǎng)中添加銀杏胚乳有促進(jìn)作用；年銀杏幼胚培養(yǎng)中添加銀杏胚乳有促進(jìn)作用；19411941年曼佗羅幼胚培養(yǎng)中發(fā)現(xiàn)添加椰子乳能很好的促年曼佗羅幼胚培養(yǎng)中發(fā)現(xiàn)添加椰子乳能很好的促進(jìn)幼胚的發(fā)育進(jìn)幼胚的發(fā)育(200-500um(200-500um的幼胚的幼胚) )。 此外，大麥胚乳、麥芽提取物、酵母提取物、水解此外，大麥胚乳、麥芽提取物、酵母提取物、水解酪蛋白等都能促進(jìn)幼胚的發(fā)育。酪蛋白等都能促進(jìn)幼胚的發(fā)育。（2 2）滲透壓的作用）滲透壓的作用： 胚發(fā)育早期要求較高的的滲透壓，胚發(fā)育早期要求較高的的滲透壓，而隨著胚的發(fā)育逐漸降低。而

5、隨著胚的發(fā)育逐漸降低。（3 3）植物激素及生長調(diào)節(jié)劑的作用：）植物激素及生長調(diào)節(jié)劑的作用： 加入適當(dāng)濃度的生長素、細(xì)胞分裂素加入適當(dāng)濃度的生長素、細(xì)胞分裂素 可以促進(jìn)胚的發(fā)育，單一激素影響發(fā)育?？梢源龠M(jìn)胚的發(fā)育，單一激素影響發(fā)育。（4 4）其他因素：）其他因素： phph值以值以5.4-5.85.4-5.8適宜多數(shù)幼胚。適宜多數(shù)幼胚。 溫度溫度25-3025-30o oc c 適宜多數(shù)植物。適宜多數(shù)植物。（二）胚珠和子房培養(yǎng)：（二）胚珠和子房培養(yǎng)： 1 1、胚珠培養(yǎng)：、胚珠培養(yǎng)： 包括授粉胚珠和未授粉胚珠的培養(yǎng)。包括授粉胚珠和未授粉胚珠的培養(yǎng)。 19421942年最早在蘭花上獲得成功，縮短了授

6、年最早在蘭花上獲得成功，縮短了授粉到成熟的時間。粉到成熟的時間。 19801980年成功培養(yǎng)了未授粉的非洲菊、煙草年成功培養(yǎng)了未授粉的非洲菊、煙草的胚珠，獲得了單倍體植株。的胚珠，獲得了單倍體植株。 顯花植物花的結(jié)構(gòu)圖示顯花植物花的結(jié)構(gòu)圖示 影響胚珠培養(yǎng)的因素：影響胚珠培養(yǎng)的因素：（1 1）材料選擇：）材料選擇： 生理狀態(tài)、基因型、發(fā)育時期。生理狀態(tài)、基因型、發(fā)育時期。 未授粉胚珠：開花前未授粉胚珠：開花前1-61-6天，天， 授粉胚珠：授粉后授粉胚珠：授粉后1-1201-120天不等，較晚時期有天不等，較晚時期有利于胚的發(fā)育。利于胚的發(fā)育。 （2 2）材料的消毒：）材料的消毒：先處理再取出胚

7、珠培養(yǎng)。先處理再取出胚珠培養(yǎng)。（3 3）培養(yǎng)基：）培養(yǎng)基： a. a. 植物激素植物激素 授粉胚珠：細(xì)胞分裂素對胚發(fā)育通常有促進(jìn)作授粉胚珠：細(xì)胞分裂素對胚發(fā)育通常有促進(jìn)作用。用。 未授粉胚珠：外源激素不利于向日葵孤雌生殖。未授粉胚珠：外源激素不利于向日葵孤雌生殖。矮牽牛未授粉胚珠培養(yǎng)不需激素，其他需要適當(dāng)添矮牽牛未授粉胚珠培養(yǎng)不需激素，其他需要適當(dāng)添加。加。 b.b.有機(jī)物：有機(jī)物：添加有機(jī)附加物可以促進(jìn)授添加有機(jī)附加物可以促進(jìn)授粉胚珠的發(fā)育。粉胚珠的發(fā)育。 c.c.蔗糖濃度：蔗糖濃度：3-12%3-12%，通常，通常5%5%，高濃度利，高濃度利于孤雌生殖。于孤雌生殖。（4 4）胎座組織的影響

8、：）胎座組織的影響：促進(jìn)胚的發(fā)育。促進(jìn)胚的發(fā)育。 2 2、子房培養(yǎng)：、子房培養(yǎng)： 包括授粉子房和未授粉子房培養(yǎng)。包括授粉子房和未授粉子房培養(yǎng)。 19491949年和年和19511951年最早在黃瓜、番茄、菜豆、年最早在黃瓜、番茄、菜豆、草莓、煙草等植物上獲得成功。草莓、煙草等植物上獲得成功。 授粉子房培養(yǎng)形成成熟果實(shí)和種子；授粉子房培養(yǎng)形成成熟果實(shí)和種子；未授粉子房培養(yǎng)形成小的無籽果實(shí)。未授粉子房培養(yǎng)形成小的無籽果實(shí)。未授粉子房培養(yǎng)應(yīng)注意的問題：未授粉子房培養(yǎng)應(yīng)注意的問題：（1 1）材料的選擇；）材料的選擇； 基因型、發(fā)育時期（接近成熟胚囊易于成功）基因型、發(fā)育時期（接近成熟胚囊易于成功）（2

9、 2）培養(yǎng)基：基本培養(yǎng)基（禾本科）培養(yǎng)基：基本培養(yǎng)基（禾本科n6n6）、植）、植物激素（配合使用）、蔗糖濃度（物激素（配合使用）、蔗糖濃度（3-10%3-10%）（3 3）培養(yǎng)方式：直插優(yōu)于平放。）培養(yǎng)方式：直插優(yōu)于平放。 單倍體胚的來源：多種來源，可以是卵細(xì)單倍體胚的來源：多種來源，可以是卵細(xì)胞、助細(xì)胞或反足細(xì)胞等。胞、助細(xì)胞或反足細(xì)胞等。 （三）胚乳培養(yǎng)：（三）胚乳培養(yǎng)： 胚乳在被子植物中是胚乳在被子植物中是雙受精的產(chǎn)物，由極核雙受精的產(chǎn)物，由極核和雄配子結(jié)合成的三倍和雄配子結(jié)合成的三倍體組織。體組織。 而裸子植物胚乳在受而裸子植物胚乳在受精前形成，為單倍體。精前形成，為單倍體。 僅僅40

10、40多種植物進(jìn)行胚多種植物進(jìn)行胚乳培養(yǎng)研究，乳培養(yǎng)研究，2020種獲得種獲得再生植株，如獼猴桃等。再生植株，如獼猴桃等。多存在混倍現(xiàn)象。多存在混倍現(xiàn)象。胚乳培養(yǎng)應(yīng)注意的問題：胚乳培養(yǎng)應(yīng)注意的問題： （1 1）確定適宜的發(fā)育時期（生長）確定適宜的發(fā)育時期（生長旺盛期）；旺盛期）； （2 2）嚴(yán)格區(qū)分胚乳和其他組織；）嚴(yán)格區(qū)分胚乳和其他組織； （3 3）合理使用激素；）合理使用激素； （4 4）注意光、溫條件（）注意光、溫條件（24-2824-280 0c c；黑暗條件）。黑暗條件）。（四）試管受精：（四）試管受精： 植物離體受精植物離體受精( (in vitro fertilization) fertilization)或植物試管受精，即在離體的、受人工控制或植物試管受精，即在離體的、受人工控制的環(huán)境下，通過技術(shù)操作來完成植物雌雄配的環(huán)境下，通過技術(shù)操作來完成植物雌雄配子體的融合。子體的融合。 這一技術(shù)在這一技術(shù)在6060年代隨著對