实验八植物多倍体人工诱导学时综合性设计性

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1、实验八、植物多倍体人工诱导（4学时）（综合性、设计性实验）一、目的要求了解人工诱导多倍体的原理、方法及其在植物育种上的意义，并初步掌握用秋水仙素诱发多倍体的一般方法。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、基本原理生物体的细胞核中都有相对稳定的染色体数目，这是物种的基本特征之一。如玉米的体细胞具有20条染色体，人类则具有46条染色体，但是这些细胞核内的染色体并不是杂乱无序的，而是组成一个或多个染色体组（genome)，或称基因组。在同一染色体组内所有的染色体在形态上以及染色体上携带

2、的基因都不相同，但是它们包含了这一物种最基本的全套遗传物质，并以完整而协调的方式发生作用，构成了完整、协调的基因体系。在进化过程中由于选择压力的影响，这些基因以其平衡、协调的方式与环境相互作用，缺乏染色体组中的任何成分将面临淘汰的危险。每个染色体组所包含的染色体数目称为基数（basicnumber)，通常以X表示。例如玉米的20条染色体包含了2个染色体组，X=10。两组染色体之间有成对的同源染色体(homologouschromosome)，在减数分裂过程中，每对同源染色体的2个成员分到2个子细胞中，因此配子细

3、胞只含有体细胞中2组染色体中的1组。一倍体（monoploid）是指细胞核中具有一个染色体组，而单倍体（haploid）是指其细胞核内所含的染色体数与该物种配子中所含的染色体数目一样。就个体发育而言生物体生殖细胞是单倍的，但是由于产生配子的生物体的倍性水平不同，配子可以是一倍的也可是非一倍的。多倍体是在细胞中具有3个或3个以上的染色体组的生物体。自然界中有许多植物是多倍体的，是变异发生的重要途径之一。多倍体植物在形态上较二倍体的植物个体大，叶片上的气孔也很大，因此很容易辨认。多倍体的研究在育种工作中非常重要，因

4、为利用多倍体可以改良作物的某些经济性状，同时还可利用多倍体克服远缘杂交过程中的障碍。利用一些诱发因素可以人工诱导植物产生多倍体。这些因素包括物理的因素，如温度的剧变、射线处理等，还有化学因素，如植物碱、植物生长激素等。在众多的化学药品中，秋水仙素是诱导多倍体形成最为有效和常用的药品之一。在适宜浓度的秋水仙素的作用下，它既可以有效地阻止纺锤体的形成，又不至于对细胞发生较大的毒害。因此，当细胞继续分裂后，可以使细胞的染色体数加倍。如果用秋水仙素处理植物的根尖，则在根尖分生区内可检测到大量染色体加倍的细胞，若处理植物

5、幼苗的芽，则可以得到染色体加倍的植株。三、实验器具、药品试剂大蒜（Alliumsativum,2n=16)搪瓷盘、镊子、剪刀、烧杯、培养皿、恒温水浴锅、纱布、试管、2.0～4.0g/L秋水仙素水溶液、改良苯酚品红染液、Carnoy固定液。四、操作步骤1．生根：将搪瓷盘的盘口用线绳编织成许多网格，在盘内注人清水。把洋葱的鳞茎洗干净，用刀片将鳞茎上的老根削除，再把其放在搪瓷盘的网格上，使其生根部位恰好接触到水面，在25℃下培养几日至根尖长1.5-2cm。2.秋水仙素处理：将搪瓷盘内的清水换成0.1％的秋水仙素水溶液

6、，培养36-48小时，当根尖明显膨大时，上午10-11点将根尖取下，长度大约在1.5cm左右，放入固定液中固定24h。于70％乙醇中保存。3．酸解：从70％乙醇中取出固定好的根尖→流水冲洗３min→吸水纸吸干→放入盛有适量1mol/LHCl，60±0.5℃水浴保温的青霉素瓶中→解离10min。4．染色改良石炭酸品红染色：解离后材料水洗3min并吸干，挑取1/2个根尖的乳白色分生组织于载玻片上夹碎捣烂，滴加1～2滴染液，染色10～15min，压片。5．压片在经染色的材料上加一滴染液，盖上盖玻片，覆一层吸水纸，用带

7、橡皮头的铅笔垂直敲打，或以拇指垂直紧压盖片(注意勿使盖片搓动)，使材料分散压平，便于观察。6．镜检经显微镜观察，找到染色体分散良好，染色体形态清楚的4n=32的细胞。五作业1染色体加倍的原理是什么？2绘制你所观察到的染色体加倍了的中期染色体形态图。搓动的后果