雖然在很多物種中,利用花藥培養(yǎng)大量生產(chǎn)單倍體已獲得成功,但目前這種方法還不能在栽培植物的所有重要基因中普遍應(yīng)用。迄今為止,花藥培養(yǎng)的功主要局限于3個(gè)科的植物一茄科、禾本科和十字花科。非常明顯,花藥對離體培養(yǎng)的反應(yīng)在很大程度上受基因型的影響。41個(gè)馬鈴薯無性系,其中有30個(gè)無性系的小孢子在培養(yǎng)中完全不能分裂6個(gè)只能分裂幾次,在其余0個(gè)中,花粉形成了球形胚。后來的實(shí)驗(yàn)又指出,雖然000、0、和0000個(gè)系的馬鈴薯都很難形成發(fā)育充分的花粉胚和小植株,但通過其間雜交所產(chǎn)生的一個(gè)系H3703卻具有顯著的成胚潛力,在其35%、40的花藥中,每個(gè)花藥最多能產(chǎn)生10個(gè)胚。這項(xiàng)工作表明,通過把兩個(gè)培養(yǎng)反應(yīng)差的系雜交,有可能將控制形成花杓胚的基因累積起來,從而選出花粉植株形成頻率顯著高于親本的新系。
在花藥培養(yǎng)中,一般在一個(gè)花藥的小孢子總數(shù)中,大約有5能夠進(jìn)行雄核發(fā)育,但其中能長成完整孢子體的小孢子只占一個(gè)更小的比例。這對于獲得植物育種家所感興趣的各種可能的遺傳分離類型來說,不能不是一個(gè)嚴(yán)重的限制因素。造成反應(yīng)頻率低的一個(gè)可能原因,是花粉粒之間對藥室內(nèi)的空間存在著激烈的競爭。如果在大多數(shù)物種中,培養(yǎng)離體小孢子或小孢子原生質(zhì)體的技術(shù)都能獲得成功,這個(gè)問題則可得到部分解決。據(jù)Nitsch(1974)報(bào)道,在煙草的小孢子培養(yǎng)中,平均5個(gè)花藥里有3個(gè)能夠發(fā)生反應(yīng);每個(gè)花藥含有30000個(gè)小孢子,共中8%能發(fā)育成孢子體。因此,由一個(gè)花蕾中可以得到7200個(gè)花粉植株,這確是一個(gè)可觀的數(shù)字。然而在若干其他植物中,花粉對培養(yǎng)的反應(yīng)還不能令人十分滿意。為了改進(jìn)目前的花藥培養(yǎng)和離體花粉培養(yǎng)技術(shù)還需要做進(jìn)一步的研究,以便提高由每個(gè)花藥形成單倍體植株的頻率,并把這項(xiàng)技術(shù)推廣到更多的栽培植物中去,在這方面,各種預(yù)處理的方法,如低溫或以乙烯利噴灑供體植株等,還值得進(jìn)一步試驗(yàn)。
由于資料不足,對于如何能使一個(gè)本來正在進(jìn)行配子體發(fā)育的小孢子,轉(zhuǎn)而行一種方式完同的孢子體發(fā)育的機(jī)制,我們所知極少。只有在煙草和天中,一對其間細(xì)胞化學(xué)上和微結(jié)構(gòu)上的變化有一些了解·在這方面做迸一步的探索是十分必要的。
在二倍體品系的天仙子中,?捎胮-熒光笨苯丙氨酸(FPA)誘導(dǎo)單倍性。后來又研究了這種苯丙氨酸類似物對某些植物系統(tǒng)的作用。令人感興趣的是Nitzsceh在用FPA處理過的牛尾草和多花黑麥草雜種的根尖中,發(fā)現(xiàn)了不少倍體細(xì)胞。