1、第三章 植物组织与器官培养 本章内容 第一节 植物组织培养 第二节 植物胚胎培养 第三节 毛状根培养 第四节 人工种子 第五节 植物脱毒 第二节 植物胚胎培养 主要内容：一、胚培养 二、胚乳培养 三、胚珠和子房培养 指对植物的胚、子房、胚珠和胚乳进行离体培养，使其发育成完整植物的技术。包括胚培养(embryo culture)（成熟胚培养、幼胚培养）、胚珠培养(ovule culture)、子房培养(ovary culture)、胚乳培养(endosperm culture)。1904年Hanning最早成功培养萝卜和辣根的胚。植物胚胎培养（embryo culture）概念:胚胎培养的类型
2、植物胚胎结构 合子发育成胚合子发育成胚 珠被发育成种皮珠被发育成种皮 受精极核发育成胚乳受精极核发育成胚乳 一、胚培养 胚培养：指在无菌条件下将胚从胚珠或种子中分离出来，置于培养基上进行培养的技术。胚的发育过程包括从合子分裂到幼胚形成直至发育为成熟胚的过程。球形胚前期球形胚前期 心心型型胚胚前前期期 鱼雷胚鱼雷胚 球形胚球形胚 植物胚胎发生过程：原胚球形胚心型胚鱼雷胚子叶胚原胚球形胚心型胚鱼雷胚子叶胚 促使发育不良或中途败育的胚发育成熟 缩短育种周期 打破休眠期促进胚萌发 建立高频再生体系 可作为转基因受体材料 1.胚培养的意义 2.胚培养技术 胚的发育对营养的要求有2个阶段，即：异养期：这一
3、时期的幼小胚完全依赖胚乳和周围的母体组织提供营养。自养期：这一时期胚能吸收培养基中的无机盐和糖，经过自身的代谢作用合成其生长必需的物质，在营养上已可以完全独立。培养类型 幼胚培养(immature embryo)成熟胚培养(mature embryo)子叶形成之前子叶形成之前 子叶形成之后子叶形成之后 依据所剥离胚的发育时期不同：依据所剥离胚的发育时期不同：成熟胚珠 合点 珠心 珠被 珠柄 珠孔 胚囊胚囊 成熟胚培养 成熟胚培养：指子叶期至发育成熟的胚培养。成熟胚是自养的，培养基需要简单。仅提供一定的温度、湿度就可以发芽生成植物体。如种子的发育。培养过程：种子70%酒精消毒选取完好种子70%酒
4、精浸数秒0.1%升汞或10%次氯酸钠浸泡无菌水冲洗种子培养几天剥离种胚接种在培养基上。成熟胚培养一般较易获得成功 成熟胚培养 成熟胚培养 幼胚培养：是指处于原胚期、球形期、心形期、鱼雷期的胚培养；幼胚完全是异养的，离体条件下培养要求培养基成分复杂，培养不易成功。幼胚培养的基本程序幼胚培养的基本程序：取子房常规表面消毒解剖镜下，取胚珠、去珠被、取出完整幼胚固体培养 幼胚培养 影响幼胚培养成功的因素 培养基：无机盐、碳水化合物、激素等 环境条件(温度：多数为25-30，因植物种类有所差别。光照：一般认为黑暗或弱光条件较为合适。)提高幼胚的成活率，可采用胚乳看护培养 幼胚培养 胚龄与胚性发育的关系
5、胚龄越小，离体培养越困难；胚的发育分为自养期和异养期，双子叶植物球形胚之前属于异养，心形胚以后转入自营养；胚乳培养（Endosperm culture）：是指将胚乳组织从母体上分离出来，通过离体培养，使其发育成完整植株的技术。被子植物胚乳是由2个单倍的极核和1个单倍的精子结合而成的3倍体组织。由它可获得无子结实的3倍体植株，进而可将它加倍成6倍体植株。裸子植物很特殊，它的胚乳在受精前就已形成。裸子植物的胚乳为配子体的一部分，由大孢子直接分裂发育而成，因此是单倍体组织。二、胚乳培养 1.胚乳离体培养的意义 胚乳培养再生植株证明了全能性理论；研究胚和胚乳的关系及胚乳组织的功能；再生植株多为三倍体，
6、产生无籽果实；可以从胚乳愈伤中分离和筛选各种类型的非整倍体植株。胚乳细胞是研究淀粉、蛋白质和脂类天然产物代谢途径的理想系统。2.胚乳培养技术 胚乳培养过程 含胚乳的果实或种子表面消毒无菌条件下胚乳的剥离接种培养基培养。培养室温度25-27，黑暗或弱光下进行。胚乳培养的器官发生 愈伤组织形成、器官发生 （1）愈伤组织的诱导 （2）愈伤组织的再分化 （3）胚乳苗的生根培养 柱头柱头 花柱花柱 子房子房 花梗花梗 花托花托 花组成花组成 胚囊胚囊 卵细胞卵细胞 株心株心 珠珠 孔孔 反足细胞反足细胞 珠珠 被被 胚胚 珠珠 极核极核 株柄株柄 三、胚珠和子房培养 胚珠培养的意义:防止杂种胚早期败育，
7、获得杂种植株；受精前胚珠培养，可作为试管受精的基础；未受精胚珠培养，能培养获得单倍体植株，用于单倍体育种。子房培养的意义:获得杂种植株；未授精子房培养为试管受精提供技术基础；未受精子房培养能获得获得单倍体植株，用于单倍体育种。1.胚珠培养和子房培养的意义 2.胚珠培养和子房培养的技术 植物胚珠结构图示植物胚珠结构图示 胚珠培养：胚珠培养：将胚珠从母株中分离出来，放在无菌的人工环境条件下，让其进一步生长发育，以致形成幼苗的过程。根据胚珠是否受精分为两类：受精胚珠的培养 未受精胚珠的培养 胚珠培养 胚珠培养的方法 培养受精胚珠，摘取授粉时间合适的子房，如培养未受精胚珠，则在授粉前摘取子房表面灭菌剖
8、开子房壁，取出胚珠或带胚珠的胎座接种培养。影响胚珠培养成功的因素 材料的选择 发育时期 胎座组织 培养基 子房培养 子房培养：将子房从母株上摘下，放在无菌的人工环境条件下，让其进一步生长发育，以至形成幼苗的过程。包括授粉子房和未授粉子房培养。受精后的子房仍需进行表面消毒后再接种。而未受精子房可将花被表面消毒后，在无菌条件下直接剥取子房接种。子房培养只需较简单的培养基即可形成果实，并含成熟种子。子房培养的方法 授粉或授粉后的子房授粉或授粉后的子房 表面消毒表面消毒 接种培养接种培养 子房培养 影响子房培养的因素 材料的选择：品种间的差异、胚囊发育时期 培养基：基本培养基、激素、蔗糖（3-10%）接种方式：要注意极性；营养吸收 单倍体来源和发育途径 由助细胞或胚囊的无配子生殖产生单倍体 卵细胞、助细胞、反足细胞均可发育产生单倍体 非正常发育的大孢子四分体产生单倍体 小结:掌握胚胎培养的种类，植物胚及胚乳培养的操作过程。