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时间:2017-11-08
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1、实验五人工诱发多倍体植物一、实验目的:三、实验材料:五、操作步骤:六、结果分析:二、实验原理:七、参考文献:四、实验说明:一、实验目的:1.了解人工诱发多倍体植物的原理、方法及其在植物育种上的意义。2.观察多倍体植物,鉴别植物染色体数目的变化及引起植物其它器官的变异。二、实验原理:自然界各种生物的染色体数目是相当恒定的,这是物种的重要特征。例如玉米体细胞染色体有20条,配成10对。遗传学上把一个配子的染色体数,称为染色体组(或称基因组)用n表示。如玉米染色体的组内包含10条染色体,它的基数n=10。一个染色体组内每个染色体的形态和功能各不相同,但又互相协调,共
2、同控制生物的生长和发育、遗传和变异。由于各种生物的来源不同,细胞核内可能具有一个或一个以上的染色体组,凡是细胞核中含有一套完整染色体组的就叫做单倍体,也用n表示。具有两套染色体组的生物体称为二倍体,以2n表示。细胞内多于两套染色体组的生物体称为多倍体。例如三倍体(3n)、四倍体(4n)、六倍体(6n)等,这类染色体数的变化是以染色体组为单位的增减,所以称作整倍体。在整倍体中,又可按染色体组的来源,区分为同原多倍体和异源多倍体。凡增加的染色体组来自同一物种或者是原来的染色体组加倍的结果,称为同源多倍体。如果增加的染色体组来自不同的物种,则称为异源多倍体。二、实验
3、原理:多倍体普遍存在于植物界,目前已知道被子植物中有1/3或更多的物种是多倍体,如小麦属(Triticum)染色体基数是7,属二倍体的有一粒小麦,四倍体的有二粒小麦,六倍体的有普通小麦。除了自然界存在的多倍物种之外,又可采用高温、低温、X射线照射、嫁接和切断等物理方法人工诱发多倍体植物。在诱发多倍体方法中,以应用化学药剂更为有效。如秋水仙素、萘嵌戊烷、异生长素、富民农等,都可诱发多倍体,其中以秋水仙素效果最好,使用最为广泛。秋水仙素是由百合科植物秋种番红花——秋水仙(Colchicumautumnale)的种子及器官中提炼出来的一种生物碱。具有麻醉作用,对植物
4、种子、幼芽、花蕾、嫩枝等可产生诱变作用。它的主要作用是抑制细胞分裂时纺锤体的形成,使染色体不走向两极而被阻止在分裂中期,这样细胞不能继续分裂,从而产生染色体数目加倍的核。或染色体加倍的细胞继续分裂,就形成了多倍性的组织,由多倍性组织分化产生的性细胞,所产生的配子是多倍性的,因而也可通过有性繁殖方法把多倍体繁殖下去。二、实验原理:多倍体已成功地应用于植物育种,用人工方法诱导的多倍体,可以得到一般二倍体所没有的优良经济性状,如粒大、穗长、抗病性强等。三倍体西瓜、三倍体甜菜、八倍体小黑麦已在生产上应用。三、实验材料:1.玉米(2n=20)、水稻(2n=24)的种子。
5、2.人工诱发的四倍体玉米和二倍体玉米的果穗、玉米粒、花粉、叶片。3.洋葱或大蒜球茎。用具:显微镜,载玻片,盖玻片,培养皿,镊子,刀片,滴管,吸水纸,测微尺。药品:0.1%和0.025%秋水仙素溶液,1mol/LHCL溶液,改良石碳酸品红溶液(也称改良酚红,配方如下:配方I.石碳酸品红(Carbolfuchsin),先配母液A和B。母液A:将3g碱性品红溶解于100ml70%酒精中。母液B:取母液A10ml加入90ml5%石碳酸水溶(2周内用完)。石碳酸品红染色液:取母液B45ml,加入6ml冰醋酸和6ml37%甲醛。配方Ⅱ:改良石碳酸品红:取石碳酸品红染色液2
6、-10ml,加入90=89ml45%的醋酸和1.8g山梨醇(sorbitol)。此液初配时颜色浅,放置二周后染色力显著增强,在室温下不沉淀且较稳定)。四、实验说明:本实验采用种子浸渍法。处理种子时,可先在一定浓度秋水仙素中浸种24小时左右,在铺有滤纸的器皿上浸渍种子,再注入0.1%—0.025%浓度的秋水仙素溶液,为避免蒸发宜加盖并置于暗处,放入20℃培养箱中,保持适宜的发芽温度,干燥种子处理的天数应比浸种多1天左右。一般发芽种子处理数小时至三天,或多至十天左右。对于种皮厚发芽慢的种子,应先催芽后再行处理。已发芽的种子宜用较低的浓度处理较短的时间,秋水仙素能阻
7、碍根系的发育,因而最好能在发根以前处理完毕。处理后用清水冲洗,移栽于盆钵或田间。染色体加倍后必须进行鉴别。同源多倍体主要是根据形态特性来判断,如叶色、叶形及气孔和花粉粒的大小。最为可靠的方法,是待收获大粒种子后,再将这些大粒种子萌发,制片根尖压片,然后检查细胞内的染色体数目,只有染色体数目加倍了,才能证明植株已诱变成四倍体。五、操作步骤:(一)多倍体植物诱导1.把玉米2n=20(或大麦2n=18、水稻2n=24)种子浸在0.1%秋水仙素溶液24小时。2.用自来水冲洗2—3次。3.将萌发种子移到盛有0.025%秋水仙素溶液润湿了吸水纸的培养皿里。4.置入20℃培
8、养箱,培养发芽。5.48小时后取出幼苗
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