胚胎培養史:已有近百年,1904年的Haning首次培養了蘿卜和辣椒的胚,並萌發形成小苗。30年代把蘭科植物的胚培養成小植株。40年代進行蘋果、桃、柑桔、梨、葡萄、山楂、馬鈴薯、甘藍與大白菜的種間雜種的胚胎培養、胚乳培養及子房與胚珠培養。
(一)胚胎培養的意義
1.克服遠緣雜種的不育性 用胚胎培養和試管受精技術,解決種間和屬間胚敗育,胚發育不全,而不能正常萌發的問題。
2.使胚發育不全的植物獲得後代。如蘭花、天麻的種子成熟時,胚隻有6~7個細胞,多數胚不能成活。分離出這此些未成熟胚進行培養,得到正常植物。
3.縮短育種年限 應用胚培養技術可以縮短育種周期1~2年。
(二)離體胚培養
胚發育過程:受精→受精卵→合子→第一次分裂→分生組織和幼胚→成熟胚。在這個過程,胚靠消耗胚乳的營養而發育,同時胚處在胚囊環境中,可吸收氨基酸、維生素等營養。
離體胚培養包括成熟胚和幼胚培養。
1.成熟胚培養 指子葉期後至發育完全的胚。
培養較易成功,在含有無機大量元素和糖的培養基上,就能正常生長成幼苗。將成熟或未成熟種子→70%酒精表麵消毒→無菌水衝洗3~4次→無菌條件下進行解剖,取出胚並接種在適當的培養上培養。
2.幼胚培養 幼胚是指子葉期以前的幼小胚,現在可對心形期胚或更早期(0.1~0.2mm)的胚進行培養。
胚越小就越難培養,現在大麥、薺菜、甘蔗、甜菜、胡蘿卜等幼胚已培養成功。
I)操作方法:與成熟胚培養基本相同,切取幼胚必須在高倍解剖鏡下進行,操作時要特別細心,盡量取出完整的胚。
II)培養方式:常見有三種明顯不同的生長方式:
第一種是繼續進行正常的胚胎發育,維持“胚性生長”;
第一種是在培養後迅速萌發成幼苗,而不繼續進行胚性生長,通常稱為“早熟萌發”;第三種是發生細胞增殖形成愈傷組織,並由此再分化形成多個胚狀體或芽原基。特別是加有生長調節劑時,就更為如此。
III)影響因素:包括提供幼胚所必需的營養和環境條件。影響條件如下:
1.培養基 成熟胚對培養基要求不高,而幼胚要求較高,常用的培養基有Tukey、MS、B5、Nitsch培養基,其中前者適於成熟胚培養,其它適於未成熟胚和幼胚培養。
幼胚需要較高的蔗糖濃度,提供較高的滲透壓。由於幼胚在自然條件下賴以生存的是無定形的液體胚乳,具有較高的滲透壓,人工培養基中要創造高滲透壓的條件,它可以調節胚的生長,阻止可能的滲透壓影響,還能抑製中早熟萌發中的細胞延長,以及抑製胚的萌發,避免把細胞的伸長狀態轉化為分裂狀態。
2.生長調節物質 不同植物的胚培養需要的生長物質不同,如IAA可明顯促進向日葵胚的生長。IAA,Kt的共同作用可促進薺菜幼胚的生長。一般認為IAA可使胚的長度增加;加入BA可提高胚的生存機會。
3.天然提取物
椰乳對胚培養有一定的促進作用,如番茄胚在含有50%椰乳的培養基中可維持生長。
瓜類的胚乳提取物也能促進胚生長的能力,可能是植物激素的細胞分裂物質和一些有機氮化合物作用的結果。
4.溫光條件 大多數植物的胚在25~30℃為宜,但是,早熟果樹(如桃)必須經過一定的低溫春化階段才能正常萌發生長。
光照可以促進某些植物的胚轉綠,利於胚芽生長,而黑暗利於胚根生長。因此以光暗交替培養較為有利。
5.其它條件 胚培養中還要求較高濃度的氨基酸及無機鹽。
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