植物多倍體的細胞學鑒定(共4頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上植物多倍體的細胞學鑒定姓名：溫建麗 學號： 0 班級：生物技術1班同組成員：馬存英 實驗時間：2013.11.4摘要 多倍體這個名詞在人們的日常生活中也許并不多見，但在自然界中多倍體的分布卻十分廣泛，此次實驗通過對大蒜根尖細胞進行多倍體誘發(fā)，初步了解并掌握誘導多倍體的方法和技術，并對誘導組織進行了染色和壓迫觀察，進行了細胞學鑒定，掌握了判斷多倍體細胞的方法和技術。1.引言多倍體是指細胞中具有3個或3個以上染色體組的細胞或個體。同源多倍體是指具有3個以上相同染色體組的細胞或個體，且染色體組來源于同一物種（AAA，AAAA）。異源多倍體是指具有3個以上染色體組且染色體組來

2、源于不同物種，通常由不相同的種雜交的雜種再經過染色體加倍而來（AABB，AABBDD）。隨著植物自然演化地位的提高，多倍體所占比例增大。自然界中，多倍體在裸子植物中占物種的13%；據估計，5070的被子植物在其進化過程中至少經歷過1次多倍化過程。許多重要的作物為異源多倍體(allopolyploid)，如小麥、燕麥、棉花等，或同源多倍體(autopolyploid)，如紫花苜蓿、馬鈴薯等。其他一些作物，如玉米、大豆、甘藍等雖為二倍體(diploid)，但其祖先在進化中也經歷了多倍化過程。自然界中多倍體可由以下方式產生：有絲分裂時染色體分離而細胞沒有分裂，導致體細胞染色體加倍；減數分裂時染色體沒

3、有減數，使生殖細胞染色體加倍；不同物種雜交產生的雜種經過自然加倍產生異源多倍體。多倍體植物的特征：（1）巨大性隨著染色體加倍，細胞核和細胞變大，組織器官也變大。根、莖粗壯、葉寬厚、色深、花大、色艷、氣孔、花粉粒、果實、種子大。（2）可孕性低多倍體特別是三倍體是高度不孕的。表現-無籽、種子皺縮，如無籽香蕉、無籽葡萄、無籽西瓜、無籽柑橘、無球懸鈴木。配子染色體組合成分的不平衡導致同源三倍體的高度不育，同源三倍體基因分離缺乏規(guī)律性。但是偶倍數的異源多倍體具有與二倍體相同的性狀遺傳規(guī)律。（3）適應性強植物多倍化不僅使植株基因活性及酶的差異性增強，而且還增強了植株的生態(tài)適應性、對逆境的抗耐性，所以分布地

4、區(qū)較廣。多倍體杜鵑多分布在我國西南山區(qū)，而二倍體只分布在平原。（4）有機合成速率增加多倍體有多套基因，新陳代謝旺盛，酶活性加倍，提高了有機物的合成速率。多倍體甜菜，產糖量高；三倍體表現出明顯的超親優(yōu)勢；漿果類，貯存期延長； 多倍體花卉花大香味濃。人工誘導多倍體的方法主要分為兩種，物理方法：溫度劇變、機械損傷、各種射線處理等?；瘜W方法：各種植物堿、麻醉劑、植物生長激素等。秋水仙素是誘導多倍體的最有效的方法之一，本實驗就是采取此種方式。秋水仙素是百合科植物秋水仙的根、種子等器官中提煉出的一種植物堿。分子式為C22H25O6N，具麻醉作用，性極毒，易溶于酒精、氯仿、甲醛和冷水中，不易溶解于乙醚、苯中

5、其主要作用是細胞分裂時抑制紡錘體的形成，抑制細胞板的形成且無殘效。2.實驗材料及方法2.1實驗材料2.1.1試驗材料 大蒜根尖2.1.2實驗器具顯微鏡一臺，解剖針兩根，眼科鑷，載玻片，蓋玻片（20mm×20mm），濾紙條，解剖刀片。2.1.3實驗試劑改良苯酚品紅，1mol/LHCl，蒸餾水，卡諾氏固定液，0.15%秋水仙素溶液，70%乙醇。2.2實驗方法2.2.1大蒜根尖細胞多倍體誘導取材：取大蒜（選取可生根成熟未經農藥處理的大蒜）發(fā)根至0.51cm（約24h），然后轉入盛有0.15%秋水仙素水溶液的培養(yǎng)皿中繼續(xù)培養(yǎng)約24小時-30小時，待觀察到根部有膨大時取出固定。固定：根尖于卡諾

6、固定液中，常溫固定約24h，移至70%乙醇中保存或備用。2.2.2材料的獲取及處理酸解法解離根尖：植物的分生組織需要經過處理以便除去細胞之間的果膠層并使細胞壁軟化，經解離的組織才能使壓片步驟順利進行。固定后的材料用清水洗滌后，用1M HCl在60水浴中恒溫處理5min。在酸解過程中一定要掌握好溫度和時間，若解離不夠，則壓片不易分散。若解離太過，在下一步處理材料時由于材料過軟而易丟失。水洗3次，每次1-2min。染色：切取根尖分生組織區(qū)，用改良苯酚品紅染色15-20min。 2.2.3制片及觀察將染色后的材料蓋上蓋玻片，在蓋玻片上蓋上兩層吸水紙，用一個雙面刀片，插到蓋片與載片之間的一角，用左手食

7、指壓緊蓋片，防止滑動，用右手持解剖針，用針柄輕敲蓋片，使材料均勻分散開。然后將刀片輕輕撤出，再用針柄重敲蓋片，使細胞分散壓平。鏡檢時先用低倍鏡進行觀察，找到好的視野后再轉用高倍鏡觀察。3.結果3.1實驗結果圖示 圖1 （40*） 圖2（40*） 圖3 （40*） 圖4（40*） 3.2圖片分析大蒜是二倍體生物，其2n=16。秋水仙素能抑制有絲分裂，破壞紡錘體，使細胞停滯在分裂中期，而一般植物生長周期約1718h，所以，經過24h秋水仙素處理，理論上應形成四倍體的大蒜根尖細胞，即4n=32條染色體。圖1展示了該視野下多個細胞染色體的數目及狀態(tài)，從中可看出，此次實驗效果較好。圖2中的染色體數目為3

8、2條，說明此細胞是一個大蒜四倍體細胞，移動載玻片，盡管有些細胞中染色體仍發(fā)生部分重疊，如圖4所示沒有完全分散開，但依舊可判別很多此數量的細胞。圖3是正常的二倍體，其中每一個染色體包含兩條姐妹染色單體，推斷此細胞正處于有絲分裂時期。對于這個細胞，將來若姐妹染色單體分離，但細胞并不分裂，則會發(fā)育呈多倍體細胞，若姐妹染色單體分離其細胞分裂，則會發(fā)育呈兩個正常的二倍體細胞。盡管此細胞中染色體有些過于分散，但根據其周圍隱約的細胞輪廓，仍可確定所有染色體都是同一細胞中的，沒有丟失，也沒有被外來染色體污染。4.討論本次實驗采用大蒜根尖作材料，大蒜容易獲得，價格便宜，但應選擇市場上未經農藥處理過，可生根的大蒜

9、，且大蒜根部生長迅速，根尖分生區(qū)細胞分裂快，可在短時間內獲得較理想的材料。本次實驗大蒜根尖細胞的多倍體誘導較為成功，秋水仙素處理24h后，從外觀上可明顯看出根尖膨大入鼓槌狀，初步判斷其中大部分細胞已成為多倍體。制片后，整體上看，大多數細胞處于分裂期，可以清楚的觀察到染色體或包含兩條姐妹染色單體的染色體，且視野內基本上為一層平展的細胞，視野內的細胞都在一個平面上，染色均勻，細胞質著色淺且染色體著色深，且觀察到包含4n=32條染色體的細胞，可初步判斷根尖已稱為多倍體。綜合同學們的實驗結果，我覺得此次實驗好壞的關鍵要點是：（1）秋水仙素處理時間長短不好控制，我們應充分考慮何時固定材料獲得更好的效果；

10、（2）壓片時的力度和時間，可影響大多數細胞中染色體交錯聚集，無法計數，此步驟最為重要；（3）解離時間，可能會影響壓片時染色體分離程度；（4）切取根尖時，切取范圍太大的話，導致制片時其他組織的細胞進入，使分生區(qū)細胞比例下降，影響觀察。從別的組實驗結果看，很多同學出現了此現象，不過我們小組都做得較成功，之后便可進行拍照分析。5.注意事項（1）在酸解過程中一定要掌握好溫度和時間，若解離不夠，則壓片不易分散。若解離太過，在下一步處理材料時由于材料過軟而易丟失。（2）在準備實驗材料時應考慮到材料的易得性、價格、準備周期等方面。（3）切取根尖時要準確，若切取組織過大，制片后視野中細胞過多，且多層，影響觀察；若過小，則丟失細胞，觀察不到多倍體。（4）在解離之前和之后，均要用清水洗