花药及花粉培养

一、 概念及意义
1．概念
花药培养其外植体是植物雄性生殖器官的一部分，就培养方法和技术来讲，属于器官培养的范畴。

花粉培养的精确定义是：将处于一定发育阶段的花粉从花药中分离出来，再加以离体培养。有时花粉培养也称为小孢子培养(microspore culture)。从培养方法和技术方面来讲，它属于 细胞培养 的范畴。

2．单倍体植物的特点
所谓单倍体(haploid)是指具有配子体染色体数的孢子体(植物个体)。

diploid 植物其haploid即为monoploid
玉米 2n = 2x = 20 n = x = 10
水稻 2n = 2x = 24 n = x = 12
柑橘 2n = 2x = 18 n = x = 9
tetraploid植物其haploid为dihaploid
马铃薯 2n = 4x = 48 n = 2x = 24
陆地棉 2n = 4x = 52 n = 2x = 26
hexaploid植物其haploid为triploid
普通小麦2n = 6x = 42 n = 3x = 21
octoploid植物其haploid为tetraploid
草莓 2n = 8x = 56 n = 4x = 28
单倍体植物与它们的二倍体相比较，有三个明显的特点：
· 体细胞染色体数减半；
· 生长发育弱，体形小、各器官明显减小；
· 雌雄配子严重败育，有的甚至不能进入有性世代。

3．单倍体的应用潜力
· 迅速获得纯合型材料，缩短育种年限
· 获得育种中间材料
· 与诱变育种相结合可以提高诱变频率
· 与细胞融合相结合，使这一育种途径更具有实际应用意义
· 作为遗传工程受体更为有效
· 用作基础遗传研究的各个领域
·Utilization of haploid cell line

二、花药培养
首先报道通过花药培养获得单倍体植株成功的是印度学者Guha和Maheshwari (1964, 1966)。目前已有250多种植物花药培养成功。
目前，花药培养获得单倍体的技术途径已在禾本科作物、茄科作物、十字花科作物的育种中广泛应用。
花药培养的基本程序是：
外植体选择－外植体(花蕾)预处理—外植体消毒—剥取花药—接种—诱导培养—分化培养

1．外植体的选择：供试材料的遗传背景
供试材料的生理状态
花粉的发育时期
四分体 — 小孢子 — 单核花粉 — 双核花粉 最适期选择

2、花药预处理
大量试验结果表明，花药培养前给予一定的低温处理是十分必要的。
·烟草、茄子 3～5℃ 72小时
·水稻 10℃ 10～14天
·柑橘 3℃ 5～10天
·马铃薯 4℃ 48小时
低温处理的作用：
·可以激发花粉母细胞产生两个相等核，二不是一个营养核一个生殖核；
· 保持高比例的强生活力花粉，同时延缓体细胞组织的衰老；
· 激发花粉产生原胚；
· 促使细胞同步分裂。