植物染色体核型分析

自然界中的各种生物，其染色体的形态、结构和数目具有相对的稳定性。二倍体生物配子所含有的全套染色体，称为一个染色体组。这组染色体的数目、形态特征、染色体的两臂长度、着丝点的位置，以及次缢痕、随体的有无等构成了该物种的染色体组型，也叫核型。染色体组型分析，即核型分析是指通过对染色体标本及其照片进行测量、对比分析、配对、分组和排列，并进行形态分析的过程。染色体核型分析可以为细胞遗传分类、物种间亲缘关系，以及染色体数目和结构变异研究提供重要依据。

器材：

蚕豆（Vicia faba，2n = 12）种子。

器具：

显微镜（附摄影装置）、恒温培养箱、水浴锅、酒精灯、剪刀、镣子、解剖针、载玻片、盖玻片、滤纸、胶卷、透明尺、胶水等。

试剂：

① 秋水仙碱

② 8-羟基喳嚇溶液

③ 苏木精

④ 水合三氯乙醛

⑤ 铁钾矶

⑥ 无水乙醇

⑦ 冰醋酸

⑧ 1 mol/L盐酸

⑨ 50% 丙酸米吐尔

⑩ 无水亚硫酸钠

⑪ 对苯二酚

⑫ 无水碳酸钠

⑬ 漠化钾

⑭ 硫代硫酸钠

⑮ 硼酸

⑯ 28% 乙酸

植物染色体核型分析的基本过程可分为如下几步：

（一）材料准备

根尖：选取健康干燥的蚕豆种子，放在烧杯内，室温下清水浸泡过夜。种子吸水膨胀后，置于 20 ℃ 恒温培养箱中保湿培养，待根长 1~2 cm 时，切下根尖备用。

（二）预处理

为了获得较多细胞分裂中期相的细胞，同时使染色体缩短和分散，可对根尖进行预处理，处理方法如下。

（1）0.05%~0.2% 的秋水仙碱水溶液处理 2~4 h。

（2）0.002 mol/L 的 8-羟基哇嚇溶液处理 3~4 h。

（3）根尖浸在蒸馏水中于 1~4 ℃ 低温处理 24 h。

（三）固定

用蒸儒水洗净材料，再用卡诺氏（冰醋酸：无水乙醇 = 1：3）固定液室温下固定 30~60 min。经 90% 乙醇→80% 乙醇→70% 乙醇（各 30 min）浸泡进行转换，最后置于 70% 乙醇内 4 ℃ 冰箱保存。

（四）解离

固定好的材料用蒸馏水冲洗 2 遍，然后放入预热的 60 ℃ 的 1 mol/L 盐酸溶液中恒温处理 5 min 左右。倒去盐酸，用蒸馏水冲洗 3 遍，将材料浸泡在蒸馏水中 2 h。

（五）染色液和制片

1. 染色液

丙酸-铁钾矶苏木精配方如下。

贮存组：A 液：苏木精 2 g，溶于 100 mL 50% 丙酸。B 液：铁钾矶 0.5 g 溶于100mL 50% 丙酸。

染色液：A 液和B 液等量混合，每 5 mL 的 A 液和 B 液的混合液中加入 2 g 水合三氯乙醛，充分溶解摇匀，存放 Id 后使用。

2. 制片

选取解离后的根尖，放在干净的载玻片上，加入 1 滴上述染色液进行染色 20 min 左右，加盖玻片。注意用铅笔橡皮头轻敲盖玻片，使根尖细胞分散均匀。

（六）镜检

将制备好的片子置于显微镜下观察，寻找具有分裂相的细胞。

（七）染色体照片的测量和对比

1. 测量

选择处于细胞有丝分裂中期，染色体分散良好，没有重叠，数目完整，形态清晰，且各条染色体处于同一平面上的细胞进行测量。

2. 显微照相、冲洗和放大

将在显微镜下选定的符合要求的细胞进行显微照相，然后冲洗，选取图像清晰的底片，放大、洗印出染色体形态清晰的照片。在显微照相的同时，对镜台测微尺进行同样倍数拍摄，放大，然后根据照片上的实际长度，计算放大倍数。

3. 测量和计算

在放大的照片上准确量出各条染色体的总长度和每条染色体两臂的长度（分别量到着丝点中部位置）。

染色体形态分析常用如下指标。

染色体绝对长度（μm）=［放大染色体长度（mm）/ 放大倍数］X 1000

染色体相对长度（%）=［染色体绝对长度（μm）/ 染色体组总长度（μm）］X 100% 臂比=长臂（μm）/ 短臂（μm）

着丝粒指数=短臂（μm）/ 该染色体长度（μm）

4. 剪贴和配对

将放大照片上的各条染色体剪下，根据目测和染色体的相对长度、臂比、着丝粒位置、次缢痕的有无和位置、随体有无和形态大小等特征，进行同源染色体配对。

5. 排列和粘贴

将配对好的染色体按照由大到小的顺序依次排列起来。排列时注意把各对染色体的着丝粒排在一条直线上，并且使短臂在上，长臂在下。等长的染色体，把短臂较长的染色体排在前面。随体染色体排在最后，性染色体和额外染色体单独排列。

已排好的同源染色体按染色体编号先后顺序粘贴在绘图纸上，粘贴时注意着丝粒处在同一直线上。

6. 分类

根据着丝点的位置，确定染色体的形态类型。臂比反映了着丝点在染色体上的位置（表 29-1）。用 sat 代表具有随体的染色体，计算染色体长度时，可以包括随体也可以不包括，但需要注明。