植物多倍体诱发实验

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。