多倍体诱发及细胞学鉴定实验报告

多倍体诱发及细胞学鉴定

山东大学11级生物基地

摘要多倍体是指细胞中具有三个或者三个以上染色体组的细胞或个体。通过实验掌握人工诱导多倍体植物的方法和技术，观察多倍体的特点。并通过分析根尖细胞的染色体组成对多倍体细胞做出准确判断。（引用课件）

1.引言

遗传学上将二倍体生物一个配子的染色体总和称为染色体组，也叫基因组，用n表示，n用于个体发育的范畴。每一个染色体组的染色体数，称为染色体基数，用x表示，x揭示物种演化过程中的染色体倍数性的关系。

多倍体是指细胞中具有3个或3个以上染色体组的细胞或个体，可分为同源多倍体和异源多倍体。在自然界中，多倍体的产生多是适应恶劣环境条件的结果。其产生的原因是由于温度骤变或紫外辐射较强，导致染色体不分离。有丝分裂时染色体分离而细胞没有分裂，导致体细胞染色体加倍。减数分裂时染色体没有减数，使生殖细胞染色体加倍。

多倍体植物的特性：（引用课件）

1.巨大性。随着染色体加倍，细胞核和细胞变大，组织器官也变大。

2.可孕性低。多倍体特别是三倍体是高度不孕的。

3.适应性强。植物多倍化不仅使植株基因活性及酶的差异性增强，而且还增强了植株

的生态适应性、对逆境的抗耐性，所以分布地区较广。

4.有机合成速率增加。多倍体有多套基因，新陈代谢旺盛，酶活性加倍，提高了有机

物的合成速率。

5.克服远缘杂交的不结实性。

因此，多倍体的研究在育种中非常重要：可以改良作物的某些经济性状，也可以利用多倍体克服远缘杂交过程中的障碍。

通过合子、植株分生组织内细胞、生殖细胞的染色体加倍这三种方式都可以得到多倍体。人工诱导多倍体的方法包括物理方法：温度剧变、机械损伤、各种射线处理等。化学方法：各种植物碱、麻醉剂、植物生长激素等，可采取在体诱导或离体诱导。其中秋水仙素是诱导多倍体的最有效的方法之一。秋水仙素的作用是在细胞分裂时抑制纺锤体的形成并抑制细胞板的形成。

多倍体的鉴定方法：

间接鉴定：观察气孔的大小和花粉粒的体积。

直接鉴定：直接检查花粉母细胞或根尖细胞内的染色体数目。

在本次实验中，通过对根尖分生组织区进行染色制片，寻找染色清晰而且分散良好的中期分裂相，并观察染色体数目，直接对大蒜多倍体的诱发进行鉴定。

2.实验材料

2.1实验材料

材料：大蒜。

仪器及试剂：显微镜、解剖针、镊子、载玻片、双面刀片、盖玻片、滤纸片、1MHCl、改良苯酚品红染液。

2.2实验方法

1. 取材：取大蒜发根至0.5-1cm，然后转入盛有0.1%秋水仙素水溶液的培养皿中继续培养24小时及48小时，待观察到根部有膨大时取出固定。（固定时间：宜选在下午5-6点，染色体凝缩至最短）与在水中培养的材料做对照。

2. 固定：在卡诺固定液中固定24小时，移至70%乙醇中保存或备用。

以上步骤均由同学在准备实验中完成。

3．酸解法解离：固定后的材料用清水洗涤后，用已经预热的1MHCl在65℃水浴中恒温处理5min。在酸解过程中一定要掌握好温度和时间，若解离不够，则压片不易分散。若解离太过，在下一步处理材料时由于材料过软而易丢失。然后水洗3次。

4. 染色：准确切取根尖分生组织区，用改良苯酚品红染色10min。

5. 压片：将染色后的材料盖上盖玻片，在盖玻片上盖上两层吸水纸，用一个双面刀片，插到盖片与载片之间的一角，用左手食指压紧盖片，防止滑动，用右手持解剖针，用针柄轻敲盖片，使材料均匀分散开。然后将刀片轻轻撤出，再用针柄重敲盖片，使细胞分散压平。

6. 镜检：在制成的染色体玻片标本中，寻找染色清晰而且分散良好的中期分裂相，并记录染色体数目。

3.实验结果

在本次实验中，采用的实验材料为经0.1%秋水仙素处理48小时的大蒜根尖分生组织区细胞。在所制备的片子上，中期染色体分裂相较多。制片时一边用解剖针轻轻敲打盖玻片，一边在显微镜下观察，虽然出现部分染色体重叠现象，但总的来说染色体分散良好。由于用秋水仙素处理时间较长，观察到了二倍体和四倍体，还观察到了八倍体(8n=64)。

大蒜二倍体（2n=16）大蒜二倍体（2n=16）

大蒜四倍体（4n=32）

4.讨论

结果分析：对制片的大蒜根尖分生区细胞进行染色体数目的计数发现，经0.1%秋水仙素诱导48小时所得多倍体大多数呈整倍性的变异：普通二倍体的染色体数为2n=16，四倍体细胞中的染色体数4n=32,八倍体细胞中的染色体数8n=64。实际中因秋水仙素处理时间较长，还观察到了16n=128的十六倍体。

操作分析：

1.分生区的切取：在实验中，采用了多根大蒜根尖进行酸解离。一开始制片时，由于很难掌握好分生区的位置，故第一次制片后视野中的细胞大部分非分生组织区细胞，而是根尖细胞，导致制片不成功。解决的方法是：①在体视显微镜下观察根尖，根冠和伸长区的细胞较透明，而分生区的细胞由于处于旺盛分裂中，细胞小而密，故颜色较深。用双面刀片切下这一部分即可。②当在体视显微镜下观察不明显时，可以先切掉根冠处1mm左右，再切1-2mm即为分生区。

2.压片注意事项：压片是本实验的关键步骤。为使染色体分散良好。应该一边用解剖针轻敲盖玻片，一边在显微镜下观察。当视野中能看到分散良好的中期分裂相时，再取下片子，用大拇指垂直压一下，使细胞和染色体在同一个平面上。

总结：

在本次实验中，对根尖分生区进行了多次制片。一开始制片得到的染色体分散不是很好，出现了较多的重叠。在随后的制片中，我一边轻轻敲打盖片，一边在显微镜下观察，得到了较好的分裂相。并且在计数时能够清晰的区分大部分染色体。