油菜小孢子培養(yǎng)技術(shù)屬于細(xì)胞工程技術(shù),是在單細(xì)胞水平上獲得單倍體的方法之一,是獲得優(yōu)良種質(zhì)資源和培育新品種的一條行之有效的途徑。為了讓大家能更直觀的了解該技術(shù),我們以現(xiàn)有實驗為基礎(chǔ),對該技術(shù)進(jìn)行做以介紹。
一、油菜小孢子培養(yǎng)機(jī)理
油菜小孢子是指花粉母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂形成的四分體從釋放出來到形成成熟花粉粒之前的雄配子體(單倍性細(xì)胞)。正常情況下,四分體形成四個單核小孢子,單核小孢子經(jīng)分裂形成二核小孢子,二核小孢子繼續(xù)發(fā)育,形成三核小孢子,最后發(fā)育為成熟花粉粒。在離體培養(yǎng)時,選擇的單核晚期小孢子不再分裂為二核(營養(yǎng)核和生殖核),而是分裂為兩個均等的子細(xì)胞,兩個子細(xì)胞繼續(xù)均等分裂成四個細(xì)胞,如此分裂,直到成為多細(xì)胞團(tuán),細(xì)胞團(tuán)繼續(xù)分裂發(fā)育為形狀不同的胚狀體,胚狀體進(jìn)一步發(fā)育為再生植株或先發(fā)育成不定芽、愈傷組織,再發(fā)育成植株。
二、油菜小孢子培養(yǎng)技術(shù)
油菜小孢子培養(yǎng)關(guān)鍵技術(shù)有以下五個方面:
1.培養(yǎng)基的配制。培養(yǎng)基是培養(yǎng)的基礎(chǔ),需要配制B5、NLN兩大類培養(yǎng)基。根據(jù)蔗糖濃度、添加劑的不同,每類可配制多種。要無雜、無菌、pH適宜。B5培養(yǎng)基經(jīng)過濾除雜后高溫高壓蒸汽滅菌,NLN培養(yǎng)基過濾除雜后需過濾除菌。
(過濾除雜)
(過濾除菌)
2.花蕾采摘取樣、鏡檢挑選。在開花前一周至初花期采蕾較好,直接進(jìn)行鏡檢挑選培養(yǎng),或低溫預(yù)處理2~3d后鏡檢挑選培養(yǎng)。選取小孢子多數(shù)處于單核晚期至雙核早期發(fā)育階段的花蕾作為培養(yǎng)材料。
(花蕾鏡檢)
3.游離培養(yǎng)。游離培養(yǎng)流程包括:(1)花蕾消毒;(2)花蕾破碎過濾;(3)B5培養(yǎng)基游離小孢子;(4)NLN培養(yǎng)基懸浮培養(yǎng)小孢子;(5)32℃熱激暗培養(yǎng)。前四步在超凈工作臺和離心機(jī)上操作,第五步在人工氣候箱內(nèi)培養(yǎng)。
(小孢子游離培養(yǎng))
4.誘導(dǎo)成胚培養(yǎng)。經(jīng)過2~3d的熱激暗培養(yǎng)后,具有胚狀體發(fā)生潛力的小孢子細(xì)胞會先膨大至原細(xì)胞的2~4倍,然后分裂為二細(xì)胞、四細(xì)胞……,通過鏡檢觀察,對形成膨大細(xì)胞的培養(yǎng)物更換NLN培養(yǎng)基,進(jìn)行誘導(dǎo)成胚的培養(yǎng)。培養(yǎng)步驟有:(1)鏡檢觀察,挑選適宜培養(yǎng)物;(2)培養(yǎng)物轉(zhuǎn)至離心管離心,獲得小孢子沉淀;(3)用NLN培養(yǎng)基懸浮沉淀;(4)懸浮液轉(zhuǎn)至培養(yǎng)皿,25℃暗培養(yǎng)。
(人工氣候箱內(nèi)暗培養(yǎng))
5.胚狀體再生成苗培養(yǎng)。誘導(dǎo)暗培養(yǎng)至出現(xiàn)肉眼可見胚狀體大約需要2~3周。胚狀體形成后,恒溫振蕩培養(yǎng)一周左右,可將心型、魚雷型、子葉型等形狀的胚狀體接種到B5固體培養(yǎng)基上培養(yǎng),直至長成幼苗植株。獲得的再生植株,經(jīng)后續(xù)繼代、煉苗、移栽大田等成為育種研究材料。
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