由花粉长成单倍体一般有两条途径①由花粉
脱分化形成愈伤组织(即分化程度很低的
薄壁细胞团),再由愈伤组织再分化出根和芽,最后形成植株。②由花粉分裂形成胚状体(不是由
合子发育成的胚叫
胚状体),再由胚状体长成植株。当瓶中花药内长出的小苗达到一定大小时,应调节温度、湿度及光照等条件,使幼苗得到锻炼并逐步适应自然的
环境条件,然后从试管中移出种植于土壤中,进行一般的栽培和管理;或将形成的胚状体包裹人工种皮,制成
人工种子。
花药离体培养是一种
组织培养技术,其过程是:①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;②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;③诱导愈伤组织分化出芽和根,最后长成植株。
单倍体育种是一种育种方法,其过程是:在花药离体培养的基础上,用
秋水仙素继续处理单倍体
幼苗,使染色体数目加倍,重新恢复为
二倍数。因为它们的二倍数染色体是由
单倍数染色体本身加倍而来的,所以都是
纯系,自交后代不会发生
性状分离,因此在育种上有很高的应用价值。
花药离体培养得到的植株不一定是一倍体,其原因还得从花药的结构和培育过程谈起。花药是花的雄性器官,包括
体细胞性质的药壁和
药隔组织,以及雄性性细胞的
花粉粒。按染色体的
倍性来看,前者为
二倍体细胞,后者为一倍体细胞。在离体培养过程中,由于花药愈伤组织的多倍化、
核融合、
花药壁和花丝等
二倍体体细胞参与愈伤组织的形成、愈伤组织染色体的变化等因素,导致培养中有非单倍体植株出现。那些起源于花药壁、药隔或花丝细胞的植株,其染色体倍数应与提供花药的植株一样,完全可能是二倍体。
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。花粉离体培养是指把花粉从花药中分离出来,以单个花粉粒作为
外植体进行离体培养的技术,由于花粉已是单倍体细胞,诱发它经愈伤组织或胚状体发育而成的植株都是单倍体,且不受花药的药隔、药壁、
花丝等体细胞的干扰。
花药离体培养属
器官培养,花粉离体培养属
细胞培养,但花药离体培养和花粉离体培养的目的一样,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。
花药离体培养相对较容易,技术比较成熟,但最后需要对培养成的植株进行染色体倍数检测;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,只在少数植物上获得成功。
植物组织培养是将离体的
植物器官或组织在一定条件下培养成胚状体或植株幼苗,所以花药离体培养属于植物组织培养。
(2)利用单倍体及其细胞进行
诱变育种,无论是发生
显性还是
隐性突变,均可在当代表现出来,便于鉴定和选择,然后将发生有利突变的个体进行染色体加倍,即可获得
遗传性稳定的纯合植株,从而加速育种进程。