虽然在很多物种中,利用花药培养大量生产单倍体已获得成功,但目前这种方法还不能在栽培植物的所有重要基因中普遍应用。迄今为止,花药培养的功主要局限于3个科的植物一茄科、禾本科和十字花科。非常明显,花药对离体培养的反应在很大程度上受基因型的影响。41个马铃薯无性系,其中有30个无性系的小孢子在培养中完全不能分裂6个只能分裂几次,在其余0个中,花粉形成了球形胚。后来的实验又指出,虽然000、0、和0000个系的马铃薯都很难形成发育充分的花粉胚和小植株,但通过其间杂交所产生的一个系H3703却具有显著的成胚潜力,在其35%、40的花药中,每个花药最多能产生10个胚。这项工作表明,通过把两个培养反应差的系杂交,有可能将控制形成花杓胚的基因累积起来,从而选出花粉植株形成频率显著高于亲本的新系。
在花药培养中,一般在一个花药的小孢子总数中,大约有5能够进行雄核发育,但其中能长成完整孢子体的小孢子只占一个更小的比例。这对于获得植物育种家所感兴趣的各种可能的遗传分离类型来说,不能不是一个严重的限制因素。造成反应频率低的一个可能原因,是花粉粒之间对药室内的空间存在着激烈的竞争。如果在大多数物种中,培养离体小孢子或小孢子原生质体的技术都能获得成功,这个问题则可得到部分解决。据Nitsch(1974)报道,在烟草的小孢子培养中,平均5个花药里有3个能够发生反应;每个花药含有30000个小孢子,共中8%能发育成孢子体。因此,由一个花蕾中可以得到7200个花粉植株,这确是一个可观的数字。然而在若干其他植物中,花粉对培养的反应还不能令人十分满意。为了改进目前的花药培养和离体花粉培养技术还需要做进一步的研究,以便提高由每个花药形成单倍体植株的频率,并把这项技术推广到更多的栽培植物中去,在这方面,各种预处理的方法,如低温或以乙烯利喷洒供体植株等,还值得进一步试验。
由于资料不足,对于如何能使一个本来正在进行配子体发育的小孢子,转而行一种方式完同的孢子体发育的机制,我们所知极少。只有在烟草和天中,一对其间细胞化学上和微结构上的变化有一些了解·在这方面做迸一步的探索是十分必要的。
在二倍体品系的天仙子中,常可用p-荧光笨苯丙氨酸(FPA)诱导单倍性。后来又研究了这种苯丙氨酸类似物对某些植物系统的作用。令人感兴趣的是Nitzsceh在用FPA处理过的牛尾草和多花黑麦草杂种的根尖中,发现了不少倍体细胞。