花药培养中花粉去分化启动条件和药壁变化的初步研究.docx

花药培养中花粉去分化启动条件和药壁变化的初步研究
植物花粉培养技术是近年来发展迅速的一项植物生物技术，可以通过体外培养花粉，获得大量的遗传纯净的种子，被广泛应用于杂交育种、基因工程、系统发育等研究领域。其中花药培养是一种常用的花粉培养方法，通过摘下未开花的花药，将其培养在含有适当营养物质的培养基中，以诱导花粉发育成胚珠，产生种子。但是，花药培养中花粉去分化的效率往往较低，影响了其应用效果。本文主要探讨花药培养中花粉去分化启动条件和药壁变化的初步研究结果。
一、花粉去分化启动条件
花药培养种子的最终产量取决于花粉去分化的效率，而花粉去分化能力的大小却会受到许多因素的影响。当前，广泛使用的花药培养基对花粉去分化启动条件的认知并不充分，初步研究表明，除了营养因素水平外，温度、光照、激素、pH值和氧气浓度等环境因素也对花粉去分化具有重要影响。
(一)温度和光照
花粉的发育过程和其所处的环境密切相关，而花药培养时的光照和温度是两个关键的因素。先前的研究表明，一般情况下，适宜的光照是24小时连续灯光，而温度则在25摄氏度左右，花粉在此温度下才能发育成胚珠，并开始分裂。然而，有的品种及部分外来种的花粉去分化完全相反，必须在低温（约20摄氏度）或黑暗环境中才能快速去分化，高温或光照强度过大都会抑制分化过程.
(二)激素
激素是调控花粉发育的重要因素之一，在培养基中添加激素可以增强花粉对营养物质的吸收和利用，促进花粉的快速生长，进而提高花粉的去分化率。营养物质在花药培养基中已经足够充足，而外源性激素的存在并不一定能提高花粉去分化效率，反而会增加花粉胶原质、呈现分化障碍。当然，除普适过程外，也有一些特殊的培养基及荷尔蒙培养液，可以成功地促进部分品种花粉去分化。
(三)pH值和氧气浓度
培养基中pH值和氧气浓度对花粉的去分化也有重要影响。在适宜pH值（通常为5-8）下，培养基成分和花粉之间的互动最为稳定；而过高或过低的pH值都会抑制花粉发育。同时，在受控气氛的花药培养条件下，适宜的氧气浓度范围为1%~2%，能够保持培养基的氧气范畴，加快花粉的去分化。
二、药壁变化初步研究
随着培养时间延长，花药内的花粉发生了分化，药壁外形也相应地发生变化。药壁则充当了保护花粉的作用，在分化过程中还会分泌一些物质，影响着花粉的去分化。因此，对花药发育过程中药壁的形态学及化学分析具有十分重要的意义。
(一)药壁的形态学分析
花药发育成熟过程中，药壁的细胞壁会出现不同程度的分解，内层细胞向外推进，逐渐变成大孔，药壁间隙加大，直至松散的状态。在花药培养过程中，要坚持适当的时间节点并硏究花药壁的性质，对于提高培养效率及指导实际应用也具有重要的意义。
(二)药壁的化学分析
药壁化学成分主要有多糖以及酚化合物。多糖是药壁的主要成分，研究表明，药壁含有较高的纤维素和木质素，其中木质素是药壁的重要成分，其变化对花药壁的分解以及花粉发育具有决定作用。而酚类物质则为药壳特有的成分，颜色多种多样，可以用来快速识别花药种类，同时还可以作为生物鉴定指标。
结语
花药培养是常用的花粉培养技术，研究花粉发育过程和药壁的变化对花药培养有着重要的意义。通过对培养基的改进和对花药壁的研究，可以提高花粉去分化的效率，使花药培养技术更加成熟和可靠，对于推动现代工厂化、标准化的生产具有深远的意义。