植物多倍体的诱导与鉴定

一、实验目的
掌握植物多倍体人工诱导技术及多倍体鉴定方法。
二、实验原理
用秋水仙素溶液处理植物的种子或幼苗，是常用的人工诱导多倍体的有效方法。秋水仙素是从百合科秋水仙属的一个种，秋水仙(Colchicum autumnale)的种子及器官中提取出来的一种生物碱，其分子式为C22H25NO6，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。秋水仙素诱导作用在于阻止有丝分裂细胞的纺锤丝的形成。而对染色体的结构和复制无显著影响。若浓度适合，药剂在细胞中扩散后，不致发生严重的毒害，这样纵列为二的染色体不能向两极分开，因而便产生了染色体加倍的重组核。当药剂的作用消除后，由于多倍体细胞继续分裂，便得到多倍体组织，以后则产生新的多倍体植株。
鉴定多倍体可分直接鉴定和间接鉴定。直接鉴定是将经过秋水仙素溶液处理的根尖、茎尖进行染色体计数，多倍体植株的染色体是加倍的。间接鉴定是根据多倍体植株外部形态变化的主要特征是巨大性这一点提出的。花粉粒和气孔的增大常作为染色体数目加倍的辅助性指标。
三、实验材料
（一）洋葱根尖 4n=32；
（二）蚕豆、西瓜、玉米等种子。
四、实验器具和药品 试剂
显微镜、生化培养箱、冰箱、 水浴 锅、天平、镊子、解剖针、刀片、载玻片、盖玻片、青霉素瓶、烧杯、量筒、滴瓶、切片架、切片盒、吸管、吸水纸。
秋水仙素、95%酒精、甲醇、冰醋酸、盐酸、碘化钾、改良苯酚品红染色液。
五、实验方法和步骤
（一）秋水仙素溶液配制 取秋水仙素1g（先用少量95%乙醇助溶），溶于250～500ml 蒸馏 水中，配成浓度为0.2～0.4%的溶液，冰箱中保存。
（二）洋葱材料的处理　将洋葱架在盛满水的 烧杯 上进行水培。待根尖长到1cm的时候，将洋葱放在盛有0.4%秋水仙素溶液的瓶盖或小 烧杯 上，避光处理24小时，然后再把洋葱进行水培24小时，加倍后根尖很肥大。切下根尖，进行固定、保存、制片。观察方法见实验一。
（三）种子的处理　先将种子用0.1～0.2%升汞消毒10分钟，清水洗净，置于培养皿或沙盘中发芽。当根长1cm时，取出洗净吸干，用0.2%秋水仙素溶液浸根处理24～36小时，根尖明显膨大时用固定液固定、制片、观察。
（四）幼苗的处理　有些植物的种子耐药性差，可选择处理幼苗的方法。由于秋水仙素只对分裂细胞发生作用，可处理茎尖、侧芽或顶端生长点。如西瓜苗：当西瓜幼苗子叶展平时，每日早晚用0.4%浓度的药液滴浸生长点各一次，每次一滴，连续四天。以后长成的植株就是多倍体植株，得到种子后可进行染色体数目的鉴定。
（五）观察气孔的大小　在四倍体玉米叶的背面中部划一切口，用尖头镊子夹住切口部分，撕下一薄层下表皮，放在载片的水滴里，铺平，盖上盖片，制成表皮装片。以同样的方法也制作一张二倍体玉米的表皮装片。然后镜检比较四倍体与二倍体气孔和保卫细胞的大小，用测微尺测量并记录。
（六）观察比较花粉粒的大小　从四倍体、二倍体玉米植株上分别采集花粉，将采集到的花粉分别浸入45%冰醋酸中，用 吸管 分别各取一滴花粉粒悬浮液到载玻片上。滴上碘化钾溶液，盖上盖片，制成花粉粒装片。然后镜检四倍体及二倍体玉米花粉粒的大小，用测微尺测量并记录。