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植物多倍体诱发实验

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一 实验目的

  1.了解人工诱导多倍体的原理,初步掌握用秋水仙素诱发多倍体的方法。

  2.了解植物多倍体细胞染色体加倍的特点

二 实验原理

植物多倍体:

  每个细胞中的染色体数具有3整套或更多套数的植物。随着染色体组倍数的增加,有可能使一些作物的经济性状发生有利的变化。因此,植物多倍体的研究和利用是育种工作中值得重视的途径之一。

秋水仙素的作用原理:

  秋水仙素溶液的主要作用是抑制细胞分裂时纺锤体的形成,使染色体向两极的移动被阻止,而停留在分裂中期,但染色体的复制不受影响,这样细胞不能继续分裂,从而产生染色体数目加倍的核。若染色体加倍的细胞继续分裂,就形成多倍性的组织.由多倍性组织分化产生的性细胞,可通过有性繁殖方法把多倍体繁殖下去。如果将种子用秋水仙素浸渍,也可诱导多倍体植株产生。

  人工诱导多倍体的方法很多,分为物理的(温度剧变、机械损伤、各种射线处理等)和化学方法的(各种植物碱、麻醉剂、植物生长激素等)诱导方法。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:

  是从百合科秋水仙属的一个种--秋水仙(Colchicum autumnale. L.)的器官和种子内提炼出来的一种植物碱。它的化学分子式为C22H25O6N。因有剧毒,故使用时要特别注意,切勿使药液进入眼内或口中。

三 实验材料

  黑麦(2n=14)

四 实验器具和药品

l.用具:

  显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、刀片、滴管,吸水纸。

2.药品:

  0.2%秋水仙素溶液,1mol/L HCl溶液 、改良苯酚品红溶液。

五 实验步骤

1.待新长出的不定根长约1.5-2mm左右时,移到盛有秋水仙素溶液的培养皿中,直到根尖膨大为止。再恢复生长24小时,诱导后细胞为多倍体细胞。

2.取下已膨大的根尖或幼芽,水洗后进行常规制片(固定,保存,水洗,酸解,水洗,染色,压片等过程),染色时滴上一、二滴改良苯酚品红染液,10-15分钟以后压片。

3.观察多倍体细胞染色体的形态并统计其染色体数目。

观察与鉴定

  处理后的植株和未处理植株在外部形态上和结构上,是有区别的。

常采用的方法是观察和比较两者气孔的大小。将叶面表皮撕下在显微镜下观察,多倍体叶面气孔比二倍体大很多,从外部形态上加倍后生长的植株比二倍体高大,叶片肥厚。 在形态观察的基础上,可进一步进行镜检观察染色体数目的变化。    

六 注意事项

1. 秋水仙素处理时间应根据供试材料的细胞周期而定,当处理时间介于供试材料细胞周期的一倍到两倍之间时,可观察到细胞由二倍体变为四倍体,当处理时间多于供试材料细胞周期的两倍以上时。

供试材料的细胞可从四倍体变为八倍体,因此,在培养多倍体细胞时,应注意用秋水仙素的处理时间;此外,秋水仙素的浓度对处理效果也有影响,应注意掌握。

2. 多倍体细胞中染色体的形态有两种,一种为一条染色体含有一条单体,另一种为一条染色体含有两条单体,应注意观察,并思考其形成原因。

3. 秋水仙素为剧毒药品,实验中应注意不要将药品沾到皮肤上,眼睛中。如果沾到皮肤上,应用大量自来水冲洗。

附:0.2-0.4%秋水仙素的配制:

  取秋水仙素1克(先用少许95%酒精助溶),溶于250-500亳升 蒸馏 水中,配成0.2-0.4%秋水仙素溶液。亦可制成较高浓度的母液,放入棕色玻璃瓶内,用时再稀释到所需的浓度。

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