由花粉长成的植株

一颗种子入土，不几天，晶莹白嫩的玉芽就会脱壳而出，植物的一段精彩生命开始了。由种子到长成一棵植株，这是公认的极其自然的事。但是，如果说从一粒花粉也可以长成一棵植株，这简直就如要公鸡下蛋，是叫人无法相信的事。

植物细胞工程技术的发展，这种令人难以想像的“公鸡下蛋”，居然通过花药培养的办法实现了。原来，花粉也像植物其他的细胞一样具有“细胞全能性”，只要条件适合，花粉也可改变正常的发育方向而进行细胞分裂，形成多细胞的花粉球（细胞团），这些多细胞的花粉球经进一步分化就可产生胚状体（类似于种子胚的结构）或芽，直至长成为一棵棵小植株（图60）。

花药培养是将花粉发育时期适宜的花药，从植物的花内取下来，经灭菌后再培养在玻璃瓶内培养基上的一种方法。花药内花粉的发育时期很重要，一般以单核中、晚期的花粉最好，比较容易培养成为植株。由花粉长成的植株由于是未经雌、雄配合直接由花粉长出来的，所以是一种单雄生殖。它的细胞中的染色体数目比正常植物细胞的染色体数目要少一半，故又称之为单倍体。单倍体植物不能结籽，对育种没有什么利用价值，但如果把它作为育种的一个中间环节，就能加快育种速度，创造出新类型的植物品种。将单倍体的花粉试管苗用秋水仙稀溶液或其他一些化学药品处理，使单倍体植物的染色体完全照原样复制一套，就可得到两套染色体遗传结构完全一样的纯合二倍体，而成为稳定的纯种。这样，从配制杂种到获得纯种，一般只要花两、三年时间就可以了。而在作物的常规育种中，要得到一个稳定的纯种就麻烦得多。由于杂种在性细胞形成时，是来自双亲两套染色体的重新组合，杂种后代要出现分离产生出各种类型的植株。为了得到一个具有同质配子结合的纯种，需经5—6代不断连续自交后才有可能获得。所以常规育种需花6—7年时间才能得到稳定的品系。在时间上，利用花药培养法从花粉植株加倍以获得纯种，就大大缩短了育种年限。其次，花粉来的植株具有较高的稳定性，可以进行准确的选择，这样就大大提高了选种的效率。同时，也节省了一代代繁殖和选择杂种所需的人力和物力。当然，单倍体植物的应用还可以设想出很多更为广阔的前景。如通过花药培养获得单倍体以加速在玉米、洋葱等异花授粉作物上获得自交系；结合射线或化学药剂处理用于诱变育种，等等。

利用花药培养产生花粉单倍体植株的单倍体育种方法，我国首先在烟草、水稻、小麦等作物上育成了一批新品种，以后又在玉米等作物上获得自交系。作为作物育种的一个新方法，现今已在辣椒、茄子、棉花等很多作物上成功地得到应用。由于这一方法具有“快”及省时、省力等优点，可以说它又不愧为是一种多快好省的育种新方法。