胚及胚器官(如子房、胚珠)在離體無(wú)菌條件下,,使胚發(fā)育成幼苗的技術(shù),。包括幼胚培養(yǎng)、成熟胚培養(yǎng),、胚珠培養(yǎng),、子房培養(yǎng),、胚乳培養(yǎng)等。
胚胎培養(yǎng)史:已有近百年,1904年的Haning*培養(yǎng)了蘿卜和辣椒的胚,,并萌發(fā)形成小苗。30年代把蘭科植物的胚培養(yǎng)成小植株。40年代進(jìn)行蘋果、桃、柑桔,、梨、葡萄、山楂,、馬鈴薯,、甘藍(lán)與大白菜的種間雜,,種的胚胎培養(yǎng),、胚乳培養(yǎng)及子房與胚珠培養(yǎng),。
(一)胚胎培養(yǎng)的意義
1.克服遠(yuǎn)緣種的不育性 用胚胎培養(yǎng)和試管受精技術(shù),,解決種間和屬間胚敗育,,胚發(fā)育不全,而不能正常萌發(fā)的問(wèn)題。
2.使胚發(fā)育不全的植物獲得后代,。如蘭花,、天麻的種子成熟時(shí),,胚只有6~7個(gè)細(xì)胞,,多數(shù)胚不能成活,。分離出這此些未成熟胚進(jìn)行培養(yǎng),得到正常植物,。
3.縮短育種年限 應(yīng)用胚培養(yǎng)技術(shù)可以縮短育種周期1~2年,。
(二)離體胚培養(yǎng)
胚發(fā)育過(guò)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(gè)過(guò)程,,胚靠消耗胚乳的營(yíng)養(yǎng)而發(fā)育,,同時(shí)胚處在胚囊環(huán)境中,可吸收氨基酸,、維生素等營(yíng)養(yǎng),。
離體胚培養(yǎng)包括成熟胚和幼胚培養(yǎng)。
1.成熟胚培養(yǎng) 指子葉期后至發(fā)育*的胚,。
培養(yǎng)較易成功,,在含有無(wú)機(jī)大量元素和糖的培養(yǎng)基上,就能正常生長(zhǎng)成幼苗,。將成熟或未成熟種子→70%酒精表面消毒→無(wú)菌水沖洗3~4次→無(wú)菌條件下進(jìn)行解剖,,取出胚并接種在適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)上培養(yǎng)。
2.幼胚培養(yǎng) 幼胚是指子葉期以前的幼小胚,,現(xiàn)在可對(duì)心形期胚或更早期(0.1~0.2mm)的胚進(jìn)行培養(yǎng),。
胚越小就越難培養(yǎng),現(xiàn)在大麥,、薺菜,、甘蔗、甜菜,、胡蘿卜等幼胚已培養(yǎng)成功,。
I)操作方法:與成熟胚培養(yǎng)基本相同,切取幼胚必須在高倍解剖鏡下進(jìn)行,,操作時(shí)要特別細(xì)心,,盡量取出完整的胚。
II)培養(yǎng)方式:常見有三種明顯不同的生長(zhǎng)方式:
第,,一種是繼續(xù)進(jìn)行正常的胚胎發(fā)育,,維持“胚性生長(zhǎng)”;
第,,一種是在培養(yǎng)后迅速萌發(fā)成幼苗,,而不繼續(xù)進(jìn)行胚性生長(zhǎng),通常稱為“早熟萌發(fā)”,;第三種是發(fā)生細(xì)胞增殖形成愈傷組織,,并由此再分化形成多個(gè)胚狀體或芽原基。特別是加有生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑時(shí),,就更為如此,。
III)影響因素:包括提供幼胚所必需的營(yíng)養(yǎng)和環(huán)境條件,。影響條件如下:
1.培養(yǎng)基 成熟胚對(duì)培養(yǎng)基要求不高,而幼胚要求較高,,常用的培養(yǎng)基有Tukey,、MS、B5,、Nitsch培養(yǎng)基,,其中前者適于成熟胚培養(yǎng),其它適于未成熟胚和幼胚培養(yǎng),。
幼胚需要較高的蔗糖濃度,,提供較高的滲透壓。由于幼胚在自然條件下賴以生存的是無(wú)定形的液體胚乳,,具有較高的滲透壓,,人工培養(yǎng)基中要?jiǎng)?chuàng)造高滲透壓的條件,它可以調(diào)節(jié)胚的生長(zhǎng),,阻止可能的滲透壓影響,,還能抑制中早熟萌發(fā)中的細(xì)胞延長(zhǎng),以及抑制胚的萌發(fā),,避免把細(xì)胞的伸長(zhǎng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化為分裂狀態(tài),。
2.生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì) 不同植物的胚培養(yǎng)需要的生長(zhǎng)物質(zhì)不同,如IAA可明顯促進(jìn)向日葵胚的生長(zhǎng),。IAA,Kt的共同作用可促進(jìn)薺菜幼胚的生長(zhǎng),。一般認(rèn)為IAA可使胚的長(zhǎng)度增加;加入BA可提高胚的生存機(jī)會(huì),。
3.天然提取物
椰乳對(duì)胚培養(yǎng)有一定的促進(jìn)作用,,如番茄胚在含有50%椰乳的培養(yǎng)基中可維持生長(zhǎng)。
瓜類的胚乳提取物也能促進(jìn)胚生長(zhǎng)的能力,,可能是植物激素的細(xì)胞分裂物質(zhì)和一些有機(jī)氮化合物作用的結(jié)果。
4.溫光條件 大多數(shù)植物的胚在25~30℃為宜,,但是,,早熟果樹(如桃)必須經(jīng)過(guò)一定的低溫春化階段才能正常萌發(fā)生長(zhǎng)。
光照可以促進(jìn)某些植物的胚轉(zhuǎn)綠,,利于胚芽生長(zhǎng),,而黑暗利于胚根生長(zhǎng)。因此以光暗交替培養(yǎng)較為有利,。
5.其它條件 胚培養(yǎng)中還要求較高濃度的氨基酸及無(wú)機(jī)鹽,。