植物花药培养与花粉培养的不同

植物花药培养与花粉培养的不同艾莉绵阳师范学院生命科学与技术学院12级2班1211010219摘要植物组织培养是研究植物生长和分化规律的重要手段，植物组织培养是指在无菌和人工控制的环境条件下，利用适当的培养基，对离体的植物器官、组织、细胞及原生质体进行培养，使其再生细胞或完整植株的技术。花药培养和花粉培养是植物组织培养中的两大技术，且都在育种上有很大的意义，本文主要从两者的概念、培养层次、培养过程、培养难易程度来综述花药培养和花粉培养的不同。关键词花药培养、花粉培养、不同自从印度学者Guha和Maheshuari1964年报道从毛叶蔓陀罗花药培养中获得了单倍体植物和再生植株[1]，80年代后期到90年代期间花药培养技术迅速发展，多作物小孢子培养已经成功。到目前为止，据不完全统计，已经有200多种植物通过花药培养技术获得单倍体。花粉培养是在花药培养的基础上发展起来的技术，两者都在基因遗传、作物育种上起着很大的意义，本文主要从以下几个方面论述两种培养技术的不同。1.概念1.1花药培养花药离体培养是把花粉发育到一定阶段的花药接种到培养基上，来改变花药内花粉粒的发育程序，使其分裂形成细胞团，进而分化成胚状体，形成愈伤组织，由愈伤组织再分化成植株，其培养材料是花药。1.2花粉培养当花粉发育到一定阶段，从花药中分出单个花粉粒，为获得单倍体植株接种到特定培养基上，诱导其长出愈伤组织，再将愈伤组织移植到另一种特定的培养基上〔含不同配比的细胞分裂素和生长素〕，诱导分化出根和茎、叶，成为完整的植株。其培养材料是单个的花粉粒。故花药培养和花粉培养概念不同，其研究对象不同。2.培养层次花药培养是将花药接种到培养基上，其外植体为花药，花药为花的雄性器官，故花药离体培养属于器官培养。花粉离体培养是将花药中的花粉粒接种到培养基，其外植体为花粉粒，花粉粒即雄配子体，其本质是单个细胞，故花药培养属于细胞培养。但两者其最终的目的是一样，都是要诱导花粉细胞发育成单倍体细胞，最后发育成单倍体植株。从培养层次上来看前者是器官培养，而后者是细胞培养，培养范畴不同。[3]3.培养过程3.1花药培养过程①选择材料②把花粉发育到一定阶段的花药，通过无菌操作技术，接种在人工培养基上进行离体培养③花粉在培养基所提供的特定条件下可以发生多次分裂，形成类似胚胎的构造（胚状体）或愈伤组织④诱导愈伤组织分化出芽和根，最后长成植株培养过程简述如下：选择材料-消毒-接种培养-愈伤组织生成-分化出单倍体植株。3.2花粉培养过程①选择材料②将花粉进行预处理预培养数天，然后再分离花粉③通过无菌操作技术，将分离出的花粉接种在人工培养基上进行离体培养④花粉在培养基上发生多次分裂，逐渐形成胚状体或愈伤组织⑤诱导愈伤组织分化出芽和根，最后长成植株选择材料-消毒-接种培养-愈合组织生成-分化出单倍体植株培养过程简述如下：选择材料-消毒-分离花粉-接种培养-愈伤组织形成-分化出单倍体植株从培养过程可以看成花药培养和花粉培养也是不同的，因为花药培养不需要进行花粉分离这一步骤。4.培养难易程度20世60年代末~80年代初，许多国家的花药培养研究工作进入了一个迅速发展的时期，到1983年，有247种植物获得花粉植株，其中包括杏，桃，扁桃，樱桃，咖啡，柠檬，枸橼，柑桔，苹果，楸子，葡萄，荔枝，茶树，番木瓜，橡胶树，枸杞，香蕉，草莓等果树和经济林树种，其理论和应用较花粉培养技术更为完善，技术也较成熟，故花药离体培养相对较容易。[2]而花粉离体培养是基于花药离体培养技术发展起来的一们新技术，近年来花粉培养技术也取得了较大的进步，花粉离体培养尽管不受花药壁、药隔等二倍体细胞的干扰，但这种特殊单倍体细胞的培养技术难度较大，目前只在少数植物上获得成功。在理论和应用上仍存在许多问题，远远没有达到建立起完善高效的花粉培养再生体系的程度，故花粉离体培养技术难度较大。[4]结论与展望以上就是花药培养技术和花粉培养技术的不同，尽管两者有些不同，但是这两种技术都给育种工作带来了很大的便利，大大缩短了育种周期，简化了选育程序，提高了选择效率，排除杂种优势对后代的干扰和快速建立异化授粉植物的自交系，花药培养和花粉培养已成为一种在植物育种上十分有效的技术！[1]Guha,S.andMaheashiwari,S.C..CelldivisionanddifferentiationofembryosinthepollenofDaturainvitro[J].Nature,1966,212:2057,97-98.[2]武冲，唐树海，张勇等.植物花粉培养研究进展.ChineseAgriculturalScienceBulletinVol.24No.112008November[3]中国科学院上海植物生理研究所细胞室编译.植物组织和细胞培养[M].上海:上海科学技术出版社,1987:23-27,232-267.[4]杨秀红.植物花药培养研究进展.农业科技通讯.2012