植物多倍体的诱发与鉴定

植物多倍体的诱发与鉴定

张延杰

山东大学生命科学学院09级四班

200900140178摘要

通过对大蒜根尖的秋水仙素处理，将根尖进行多倍体诱导，了解人工诱发多倍体植物的原理、方法及其在植物育种上的意义。初步掌握用秋水仙素诱发多倍体的实验技术和多倍体的鉴定方法。

引言

多倍体广泛地存在于植物界，目前已知被子植物中有三分之一以上的物种是多倍体，如普通小麦是异源六倍体，棉花是四倍体，此外还有烟草等，这些部是自然界存在的多倍体。多倍体产生的途径除自然发生外。也可以采用高温、低温、嫁接、切断和射线处理等物理方法和化学药剂处理方法，在这些方法中以化学药剂处理最为有效，如秋水仙素，萘嵌戊烷、异生长素、植物激素、富民隆等，都可诱发多倍体，其中应用最广泛、效果最好的是秋水仙素。

秋水仙素是由百合科秋水仙属的秋种番红花一一秋水仙素(Colchicum autumnale)的种子和器官中提炼出来的一种生物碱。化学分子式为。它具有麻醉作用，对植物的种子、幼芽、花蕾、花粉、嫩枝等可产生诱变作用，它的作用机理是抑制细胞分裂时纺缍体的形成，使复制后的染色体不能拉向两极，细胞不能继续分裂形成两个子细胞，从而导致染色体加倍，形成多倍体细胞，在此基础上进一步发育成多倍体植物，多倍体植物可以通过有性繁殖进行繁殖下去。用人工方法诱导的多倍体，可以得到一般二倍体没有的优良性状，如大粒、大穗、内含物量增加、抗病性强等。人工培育的三倍体西瓜、三倍体甜菜、八倍体小黑麦已在生严上厂泛应用。

对多倍体的鉴定，除了检查染色体数目变化外，形态特征的变异也是一个重要方面。多倍体植物的气孔、花器、花粉粒、种子、果实等部分明显变大，气孔数目减少而密度变稀，同源多倍体育性有一定的降低，所以同源多倍体中有部分畸形的不育花粉粒。

实验材料：

1、活体材料

大蒜。

2、实验器具

显微镜、剪刀、培养皿、载玻片、盖玻片、吸水纸、培养箱、镊子、解剖镜、

镊子、解剖针、培养皿等。

3、药品

改良苯酚品红染液、固定液、1mol／L HCl、冰醋酸、无水乙醇、医用乙醇（75%）

等。

实验方法：

1、植物根尖多倍体的诱发

将大蒜剥皮洗净后放入培养皿，放入培养箱中，用水浸泡根部1—2天，当根长到0.5cm时取出洗净，把水吸干后，倒入0.15％的秋水仙素溶液，使植物根部浸在药液中，根尖朝下，培养处理24小时，另外设加入清水的作为对照。处理完后，取出材料洗净，用卡诺氏固定液（醋酸：无水乙醇=3：1）固定24小时，固定好后洗净放入医用酒精，在4度冰箱中保存，以备镜检。

2、多倍体的鉴定

取处理过的大蒜根尖放入小离心管中，加入1M的盐酸，然后放入60摄氏度的水浴锅中水浴5到10分钟，水浴完后取出用水洗净，在解剖镜下用刀片切下根尖分生区，用改良苯酚品红染液染色10分钟，然后盖上盖玻片，在盖玻片一端垫上很薄的刀片，盖上滤纸，用解剖针轻敲盖玻片，使染色体展开，展好后放到显微镜下观察，观察分裂中期的染色体数目。

实验结果：

。

加倍染色体

正常染色体

大蒜的染色体2n=16，在实验中我们观察到，部分处于分列中期的细胞染色体为32条，部分为16条（如上图），说明通过秋水仙素的处理，已经成功诱导大蒜根尖的染色体加倍。

讨论：

1、在准备材料时，我们同时选择了发芽比较快的绿豆进行实验，在绿豆发芽后，用一定浓度的秋水仙素处理生长点，观察其分生区细胞染色体的数目，在制片观察后发现，绿豆染色体极小，无法展开使其清晰观察结果。故绿豆对本实验来说不是很好的实验材料。

2、在准备、处理材料时，通过老师提的建议，应该将处理过的绿豆进行培养，观察是否可以将其培养成多倍体植株，以便实验其植株的优越性。

3、用秋水仙素处理材料时，应注意其浓度及处理时间，时间过短，效果不明显，时间过长，染色体倍数增加不止一倍。

4、压片时，应轻敲盖玻片，慢慢将染色体展开。

参考文献：《遗传学实验》（第二版）杨大翔著