植物多倍体的诱导及其鉴定
一、实验目的
1、通过实验,把握化学诱导植物多倍体的原理和方式,学习利用秋水仙素诱 导植物多倍体的一样方式及多倍体诱导在植物育种上的意义。
2.学习利用细胞学方式观看鉴定多倍体的特点和诱导染色体加倍后的细胞学表现,利用染色体分析的方式对多倍体的细胞做出准确判定。
二、实验原理
生物体的细胞核中都有相对稳固的染色体数量,这是物种的大体特点之一。多倍体是细胞中具有3个或3个以上的染色体组的生物体。在植物育种上,利用多倍体能够改良作物的经济性状,同时还能够利用多倍体克服远缘杂交过程中的障碍。
利用一些化学因素诱导植物产生多倍体,秋水仙素是诱导多倍体形成最有效和经常使用的药品之一,利用秋水仙素处置正在进行有丝割裂的细胞,能够抑制纺锤丝的形成,使细胞有丝割裂中期纺锤丝断裂或纺锤体形成受抑制,有丝割裂后期,复制的染色体无法移向两级,细胞内的染色体加倍,形成多倍体。因此在适宜浓度的秋水仙素作用下,它既能够有效的阻止纺锤体的形成,又不至于对细胞发生较大的迫害,因此,细胞经一按时期后仍可恢复正常,继续割裂,只是染色体数量加倍成为多倍性细胞,并在此基础上进一步发育成为多倍体植物。将秋水仙素处置的植物根尖,制成临时装片,利用显微镜观看根尖分生区细胞中的染色体数量而确信是不是形成染色体。 三、实验材料、器具及试剂 一、实验材料:发芽的蚕豆,蚕豆幼苗
二、实验器具:显微镜、解剖针、小试管、刀片、镊子、载玻片、盖玻片、吸水纸、试管、培育皿、烧杯。 3、实验试剂:秋水仙素: %浓度。
卡诺固定液:3份95%酒精与1份冰醋酸配制而成。 1mol/l盐酸,45%醋酸,改良苯酚品红,70%酒精。
四、实验步骤
一、取材: 将种子消毒,并于无菌水中浸泡24小时后,将蚕豆种子(2n=16)
培育在培育皿内的湿滤纸上,室温或28℃发芽,待胚根长达1~2cm时,掏出萌生的种子,用自来水洗2~3次,备用。
二、预处置:将胚根长到1~2cm的蚕豆种子移到盛有%秋水仙素的润湿的的吸水
纸的培育皿内,室温下处置48h,待观看到根部有膨大时掏出固定,与在水中进行培育的蚕豆种子(一样植物生长周期为17~18h)做对照。同时,将实验组蚕豆根尖的生长情形与对照组的蚕豆根尖生长情形拍照做对照。
3、固定: 掏出秋水仙素处置的蚕豆种子,用清水洗净萌生的蚕豆种子上的秋水
仙素溶液,剪取约长的根尖,投入carnoy固定液中固定24h,清水洗净固定液,再移入70%酒精中保留,对照组的蚕豆根尖也需取 长的根尖投入carnoy固定液固定24h,再移至70%的乙醇中保留。
4、解离:将蚕豆根尖放入小试管中,加入1mol/L的盐酸,量没过根尖,在室温
下解离8~15min(解离能够使细胞之间的果胶层软化,经解离的组织能够使压片步骤顺利进行)
五、染色:倒掉解离液,用清水反复冲洗根尖,将根尖置于干净的载玻片上,滴
加改良苯酚品红少量,染色20~30min.
六、压片:用蒸馏水冲洗干净根尖上的染液,置干净载玻片上,滴加45%醋酸,
盖上盖玻片,其上放一片吸水纸,吸干多余染液的水分,左手指压住吸水纸的左侧,右手指从吸水纸的左端向右方轻轻抹去,再用铅笔擦头从垂直均匀的轻轻敲打盖玻片,将材料压成一层细胞(薄雾状),使细胞均用散开。
八、镜检:把压好的片子放在显微镜下,先观看细胞分散状况和中期割裂相的多
少,再检查割裂中期细胞中染色体是不是完全散开。如假设染色体分散不行而难以分辨和计数,可取下片子,平放桌面上,用手指隔着吸水纸在盖玻片上稍施压力,如果操作细心,使劲适度,即可很容易患到染色体分散良好的压片标本,然后观看染色体的数量,统计染色体组的数量,以确信染色体是不是加倍。
五、蚕豆幼苗的处置和多倍体间接鉴定
(1)蚕豆幼儿苗的处置:
在蚕豆幼苗的幼芽长到3-5mm时,用解剖刀在芽上作一纵切,然后用一浸有
秋水仙素%浓度)溶液的纱布条包在切口处,纱布条的另端浸在一个盛有秋水仙素水溶液的小烧杯内, 烧杯的口用封口膜封好以防处置液蒸发,处置12h.隔天后再处置1次,然后将幼苗洗干净,种到花盆内或地里。同时种植没有处置过的幼苗作为对照。
(2)形态观看和细胞学鉴定:
比较处置与对照的外部形态有什么不同,将叶面的表皮撕下,在显微
镜下观看,多倍体植物的气孔和花粉粒比二倍体大很多,叶片也比较肥厚。用根尖压片法制成染色体载玻片标本,在显微镜下认真观看和计数,与对照进行对照。
六、实验注意事项:
一、要保证植物种子的发芽成功,即要注意室内温度在28°C内,给予适当充沛
的水分,不能让种子干枯死亡。假设发芽条件不适宜,致使种子发芽结果不睬想,
最终将阻碍实验的观看结果。
二、取材:取根尖分生区,尽可能要小。
3、秋水仙素液的浓度要在%之内,不能过浓或稀,处置时刻在24~28小时, 假设处置时刻不够长,那么有可能使抑制纺锤体失败,致使不能成功诱导染色体加倍。
4、解离要充分,(最好在50~60°C水浴锅内进行)水洗要完全,不然不易着色。 不宜解离太长时刻,以避免根尖破碎,下一步处置材料时由于材料过软易丢失。 5、染色时,染色时刻应在内,时刻不宜太长,不然使染色过深为紫色,不易观 察到染色体,染色师要注意添加染液,不要使染液变干,在吸取多余染液时警惕 操作不要吸走样品。
六、压片时不要移动盖玻片,不能留有气泡,不然阻碍镜检的成效,用铅笔擦头