实验三植物染色体畸变的观察

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1、实验三植物染色体畸变观察实验学时：6学时实验类型：设计性每组人数：4人／组实验内容：本实验分2部分进行1．学生自行设计处理方案，用秋水仙素诱发植物产生多倍体；2．通过取材、固定、解离、孚尔根染色法制片、镜检观察；3.找出根尖细胞中期分裂相，确定诱发成功的细胞，观察加倍根尖细胞的染色体数目。4．学生自行设计处理方案，用化学药剂或特定污染物处理洋葱或蚕豆根尖细胞，观察细胞有丝分裂时染色体畸变（微核、粘连、聚结、断裂等）。一、实验目的了解人工诱导植物多倍体的原理、方法及其在植物育种上的意义，并用秋水仙素诱发植物产生多倍体；学会利用feulgen染色方法鉴定细胞中DNA分布及鉴别人工诱导后植物染

2、色体数目的变化；为学习植物遗传育种学和从事有关农作物育种工作奠定基础。通过观察染色体压片，找出根尖细胞中期分裂相，确定诱发成功的细胞，观察加倍根尖细胞的染色体数目。4．学会通过检查染色体畸变情况评价环境污染的细胞遗传学简易方法。二、实验原理一）、植物多倍体人工诱发原理生物的染色体数目一般是相当稳定的，这是物种遗传稳定性的重要特征之一。遗传学上把二倍体生物的一个配子的染色体数，称为染色体组。具有两个完整染色体组的生物体或细胞称为二倍体，自然存在的生物多属于二倍体，核内多于两个染色体组的生物体则称为多倍体。其中增加的染色体组来自同一物种或者是源于染色体组加倍，称为同源多倍体。自然界存在多倍体

3、物种，此外可通过人工诱导产生多倍体植物。如秋水仙素、对二氯苯等都可用于诱发多倍体，其中以秋水仙素效果最好，使用最为广泛。其主要作用原理是抑制细胞分裂时纺锤体的形成，使染色体不能移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。二）、孚尔根(Feulgen)核染色法原理细胞内的DNA在1mol/LHCl60℃水解时部分地破坏了脱氧核糖与嘌呤碱基之间的糖苷键而使嘌呤碱基脱掉，从而使脱氧核糖的第一个碳原子上潜在的醛基暴露。无色的亚硫酸品红（Schiff试剂）是由偏重亚硫酸钠、盐酸和碱性品红配制成的。偏重亚硫酸钠与盐酸能产生亚硫酸根，当具有醌式结构的碱性品红分子与亚硫

4、酸根结合后，醌式结构的共轭双键被打开，碱性品红变为无色。当用这种无色的亚硫酸品红去染色经酸解的细胞时，就会与染色体DNA上游离的醛基结合，又出现了醌式结构，从而使DNA着色，使染色体呈现出红色。*孚尔根染色法的优点是制片清洁，染色体清晰，组织软化好，易于压片。其缺点是，染色体较软，容易缠绕，不易分散，在加强前处理使染色体缩短的情况下，可获得较好的效果。三）、细胞微核测试原理微核(micronuclei,MCN)是真核类生物细胞中的一种异常结构，往往是细胞经辐射或化学药物的作用而产生的。一般认为微核是由有丝分裂后期丧失着丝粒的断片产生的，整条染色体或几条染色体也能形成微核。这些断片或染色体

5、在细胞分裂末期被两个子细胞核所排斥便形成第三个核块。即在间期细胞形成时，核附近出现的一到几个很小的圆形结构，直径大约是主核1/3以下呈圆形、椭圆形或不规则形，这就是微核（micronucleus）微核测试用于辐射损伤、辐射防护、化学诱变剂、新药试验、染色体遗传疾病及癌症前期诊断等各方面,是一种比较理想的方法。三、材料及用品1、材料洋葱/大蒜（2n=16），刮去老根，放在小烧杯上，加水至刚与根部接触为止，室内培养至新根长出0.5～1.0cm左右。分2组分别用于多倍体诱发和微核测试。2、器具及药品(1)器具恒温培养箱，电热恒温水浴槽，显微镜，磨口带塞试管，镊子，刀片，载玻片，盖玻片，吸水纸。

6、(2)药品0.01%～0.05%的秋水仙素水溶液，卡诺氏固定液，1mol/LHCL，希夫（Schiff）试剂，10%偏重亚硫酸钠，1%醋酸洋红等四、实验内容和步骤（一）、实验内容之一：用秋水仙素诱发植物产生多倍体；通过取材、固定、解离、孚尔根染色法制片、镜检观察。以室温酸解洋葱根尖材料与60C酸解做对照，用醋酸洋红/改良石碳酸品红染色方法与孚尔根染色法作对照；找出根尖细胞中期分裂相，确定诱发成功的细胞，观察加倍根尖细胞的染色体数目。实验内容之二：学生自行设计处理方案，用化学药剂或特定污染物处理洋葱或大蒜根尖细胞，观察细胞有丝分裂时染色体畸变（微核、粘连、聚结、断裂等）。（二）、实验步骤

7、内容之一植物多倍体人工诱发及鉴定1．根尖培养将洋葱或大蒜刮去老根，室内水培养至新根长出0.5～1.0cm左右。2．多倍体诱导当洋葱或大蒜新根长至0.5～1.0cm左右时，用含0.01～0.05%秋水仙素的水溶液，置阴暗处培养4h～2d，及时观察，至根尖膨大为止，再恢复生长（学生查阅资料，自主设计秋水仙素浓度梯度和时间梯度处理洋葱根尖）。3．固定恢复生长的根尖用蒸馏水冲洗并用卡诺氏固定液(无水乙醇:冰醋酸=3:1)固定2～24h备用。