多倍体实验
多倍体诱发及细胞学鉴定实验报告
多倍体诱发及细胞学鉴定山东大学11级生物基地摘要多倍体是指细胞中具有三个或者三个以上染色体组的细胞或个体。
通过实验掌握人工诱导多倍体植物的方法和技术，观察多倍体的特点。
并通过分析根尖细胞的染色体组成对多倍体细胞做出准确判断。
（引用课件）1.引言遗传学上将二倍体生物一个配子的染色体总和称为染色体组，也叫基因组，用n表示，n用于个体发育的范畴。
每一个染色体组的染色体数，称为染色体基数，用x表示，x揭示物种演化过程中的染色体倍数性的关系。
多倍体是指细胞中具有3个或3个以上染色体组的细胞或个体，可分为同源多倍体和异源多倍体。
在自然界中，多倍体的产生多是适应恶劣环境条件的结果。
其产生的原因是由于温度骤变或紫外辐射较强，导致染色体不分离。
有丝分裂时染色体分离而细胞没有分裂，导致体细胞染色体加倍。
减数分裂时染色体没有减数，使生殖细胞染色体加倍。
多倍体植物的特性：（引用课件）1.巨大性。
随着染色体加倍，细胞核和细胞变大，组织器官也变大。
2.可孕性低。
多倍体特别是三倍体是高度不孕的。
3.适应性强。
植物多倍化不仅使植株基因活性及酶的差异性增强，而且还增强了植株的生态适应性、对逆境的抗耐性，所以分布地区较广。
4.有机合成速率增加。
多倍体有多套基因，新陈代谢旺盛，酶活性加倍，提高了有机物的合成速率。
5.克服远缘杂交的不结实性。
因此，多倍体的研究在育种中非常重要：可以改良作物的某些经济性状，也可以利用多倍体克服远缘杂交过程中的障碍。
通过合子、植株分生组织内细胞、生殖细胞的染色体加倍这三种方式都可以得到多倍体。
人工诱导多倍体的方法包括物理方法：温度剧变、机械损伤、各种射线处理等。
化学方法：各种植物碱、麻醉剂、植物生长激素等，可采取在体诱导或离体诱导。
其中秋水仙素是诱导多倍体的最有效的方法之一。
秋水仙素的作用是在细胞分裂时抑制纺锤体的形成并抑制细胞板的形成。
多倍体的鉴定方法：间接鉴定：观察气孔的大小和花粉粒的体积。
直接鉴定：直接检查花粉母细胞或根尖细胞内的染色体数目。
实验二十一 多倍体的人工诱发和鉴定
实验二十一多倍体的人工诱发和鉴定【实验目的】1、通过实验掌握诱导植物多倍体的方法和技术，观察多倍体的特点及染色体加倍后的细胞学表现；2、学习植物材料的固定方法和常规压片技术；3、利用染色体分析的方法对多倍体的细胞做出准确判断。
【实验原理】各种生物细胞中的染色体数目一般是恒定的，在自然因素和人工诱变因素（物理的、化学的）作用下，生物体细胞中的染色体数目也会发生变异，从而导致生物性状、育性、生活力等一系列改变。
多倍体是指具有了三套或三套以上完整染色体组的个体，分为三类。
同源多倍体（autoploid）：是指增加的染色体组来自同一物种（如水稻的同源三倍体、同源四倍体等）。
异源多倍体：是指增加的染色体组来自不同的物种（如普通栽培小麦）。
同源异源多倍体；是指使异源多倍体的染色体数再加倍所得个体，如人工合成的八倍体小粒野生稻。
自然发生多倍体的概率很低，如水稻中发生同源三倍体的频率为1/50000~1/30000。
利用一些诱发因素可以人工诱变植物产生多倍体，这些因素包括物理的温度剧变、机械损伤、各种射线处理等，还有化学因素，如植物碱、麻醉剂、植物生长激素等处理方法。
其中，秋水仙素（colchicine）是诱导多倍体形成最为有效和常用的药品之一。
它是从百合科植物秋水仙属秋水仙（Colchicum autumnale）的种子和鳞茎中提炼出来的一种植物碱，对植物种子、幼芽、花蕾、花粉、嫩枝等都可产生诱变作用，其分子式C22H25NO6。
商品秋水仙素为淡黄色粉末，易溶于冷水、酒精、氯仿和甲醛，但在热水中溶解度较低，不易溶于苯和乙醚。
毒性极强，可导致眼睛暂时失明及使中枢神经系统麻痹而导致呼吸困难。
使用时要注意安全并需做好药品管理工作。
一般认为，秋水仙素的主要作用是抑制细胞分裂时纺锤体的形成，使染色体不能向两极移动而被阻止在中期，染色体数目加倍，当秋水仙素处理停止后，细胞继续分裂，就形成多倍体的组织。
若多倍体组织分化产生的是性细胞，则所产生的配子也是多倍性的，因而可以通过有性生殖途径把多倍体特性遗传下去。
豌豆多倍体诱导实验报告
一、实验目的1. 掌握化学诱导植物多倍体的原理和方法。
2. 学习利用秋水仙素诱导豌豆产生多倍体的实验操作。
3. 通过细胞学方法观察鉴定多倍体的特点，以及诱导染色体加倍后的细胞学表现。
二、实验原理1. 多倍体是指细胞中具有三个或三个以上染色体组的生物体。
在植物育种中，多倍体可以提高作物的经济性状，克服远缘杂交障碍等。
2. 秋水仙素是一种常用的化学诱导剂，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体数目加倍，从而诱导植物产生多倍体。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：豌豆种子、秋水仙素、蒸馏水、培养皿、镊子、剪刀、显微镜等。
2. 实验仪器：电子天平、高压蒸汽灭菌器、恒温培养箱、显微镜等。
四、实验步骤1. 种子处理：将豌豆种子浸泡在1%的氢氧化钠溶液中，室温下浸泡24小时，然后用蒸馏水冲洗干净。
2. 秋水仙素处理：将浸泡好的豌豆种子放入培养皿中，加入适量的秋水仙素溶液，使种子充分浸泡。
根据实验要求，调整秋水仙素浓度和浸泡时间。
3. 培养与观察：将处理过的豌豆种子放入恒温培养箱中，培养条件为温度25℃、光照12小时/天。
每隔一定时间观察种子发芽情况，记录数据。
4. 细胞学观察：选取长出的幼苗，用蒸馏水冲洗干净，取根尖分生组织区，制成临时装片。
5. 显微镜观察：在显微镜下观察细胞染色体的形态、数目等特征，分析多倍体诱导效果。
五、实验结果与分析1. 发芽情况：经过秋水仙素处理的豌豆种子，发芽率明显低于对照组。
随着秋水仙素浓度和浸泡时间的增加，发芽率逐渐降低。
2. 细胞学观察：在显微镜下观察发现，经秋水仙素处理的豌豆幼苗根尖分生组织区细胞染色体数目明显增多，部分细胞染色体数目为4倍体（二倍体细胞染色体数目为2倍）。
3. 多倍体诱导效果：秋水仙素处理对豌豆多倍体诱导效果明显，诱导出多倍体细胞。
六、实验结论1. 秋水仙素能够有效诱导豌豆产生多倍体。
2. 通过调整秋水仙素浓度和浸泡时间，可以控制豌豆多倍体诱导效果。
3. 细胞学观察结果表明，秋水仙素处理可以导致豌豆细胞染色体数目加倍，形成多倍体。
不同植物同源多倍体的诱发与鉴定实验设计
不同植物同源多倍体的诱发与鉴定实验设计引言：植物的多倍化是指由于染色体加倍而产生的具有多个完整染色体组的个体。
不同植物的同源多倍体（autopolyploid）可以通过各种实验诱发和鉴定，本文将就多种诱发和鉴定方法进行阐述。
一、诱发同源多倍体的方法1. 化学诱导：可以通过化学物质诱导多倍化，如染色体稳定化剂Colchicine、Oryzalin等。
将适宜的浓度的诱导剂溶液喷洒到植株的叶片上，使其通过气孔进入植物体内，引发多倍化。
2. 温度诱导：某些植物的花粉直接暴露在高温中，能够诱发染色体变异，进而产生同源多倍体。
诱导温度通常为35-36℃，持续时间为数小时。
3. 辐射诱导：辐射可以直接或间接地引发染色体变异，造成多倍化。
常用的辐射源包括 X 射线、γ 射线、紫外线等。
4. 细胞学处理：通过细胞培养技术，可以利用化学物质、温度或辐射等对植物细胞进行处理，再通过诱导分化和植株再生获得多倍化植株。
二、鉴定同源多倍体的方法1. 核型分析：利用生物学核型技术，可以观察染色体数目和结构是否有变化。
常用的核型分析方法有染色体计数法和比较基因组杂交法。
2. 组织学观察：通过石蜡切片技术，观察植物组织的细胞形态和染色体数目。
不同倍化水平的同源多倍体在细胞外观和染色体数目上会有明显差异。
3. 分子标记分析：利用分子标记技术，如RAPD、SSR等，可以对同源多倍体的基因组进行分析，寻找遗传多样性和差异。
4. 表型观察：观察同源多倍体在形态、生理和生殖方面的变化，通过与野生型或同源单倍体进行比较，寻找差异。
结论：通过化学诱导、温度诱导、辐射诱导和细胞学处理等方法可以实现同源多倍体的诱发，而通过核型分析、组织学观察、分子标记分析和表型观察等方法可以对诱发的同源多倍体进行鉴定。
这些方法的综合应用可以帮助我们更好地理解同源多倍体的形成机制和遗传特征，为植物进化和育种工作提供理论和实践上的指导。
参考文献：1. 黄凤林, 柯华军, 林一明. 植物同源多倍体的诱导及鉴定[J].热带农业科学, 2007, 27(3): 202-207.2. 吴访苏, 韦佳伟, 郭少婵, 等. 植物染色体工程方法优化及染色体在植物生产中的应用[J]. 生物技术通讯, 2020, 31(6): 716-721.3. Li H, Li W, Hu G, et al. Advances on Induction and Identification of Autotetraploid Plants[J]. Molecular Plant Breeding, 2021, 19(4): 1929-1937.4. Jiang J, Gill B S. Different Species-Specific Chromosome Translocations in Triticum timopheevii and Triticum turgidumSupport the D-RNA Model for Nonhomologous Chromosome Synapsis[J]. Genetics, 1994, 15(1): 215-227.。
不同植物同源多倍体的诱发与鉴定实验设计
不同植物同源多倍体的诱发与鉴定实验设计要诱发和鉴定不同植物的同源多倍体，可以采用以下实验设计：1. 选择合适的植物材料：选择目标植物的种子、嫩芽或离体培养的组织为实验材料。
确保材料的品种和来源可靠。
2. 细胞处理：将植物材料经过适当的处理来诱导多倍体形成。
常用的处理方法包括化学处理、物理处理和生物处理等。
- 化学处理：使用合适的化学物质，如染色剂（如染色体特异性染料）或化学诱导剂（如某些植物生长调节剂），浸泡、喷洒或处理材料，以促进细胞的多倍化。
- 物理处理：利用离子辐射（如X射线或γ射线）或化学物理处理（如温度、压力）等方法，对植物材料进行处理，诱发细胞的多倍化。
- 生物处理：利用植物病原微生物（如农杆菌）或共生微生物（如植物内生菌）等与植物进行交互作用，诱导细胞多倍化。
3. 培养条件的优化：根据目标植物的生长习性和需要，对培养基的成分、光照条件、温度和湿度等进行优化调整，以促进多倍体形成和生长。
4. 细胞倍化检测：使用适当的细胞学方法来检测和鉴定多倍体细胞。
常用的方法包括：- 核型分析：通过染色体制备和染色，观察细胞的染色体数目和结构，来确定是否形成了多倍体。
- 流式细胞术：利用流式细胞仪分析细胞的DNA含量，多倍体细胞的DNA含量会相应增加。
- 核型鉴定：利用核型学方法，如比较基因组杂交或分子标记技术，检测植物材料的基因组组成和倍性。
5. 多倍体植株的筛选与培养：鉴定出多倍体细胞后，将其分离培养，筛选并培养出稳定的多倍体植株。
在进行实验设计时，应注意对照组的设置，以确保结果的可靠性和准确性。
同时，要充分记录实验过程和结果，以便进行数据分析和后续研究。
此外，还应考虑实验的重复性和统计学分析，以提高实验结果的可信度。
实验五 植物多倍体的诱导和鉴定
五.作业
1.分别绘出2n=16和2n=32洋葱中期分裂相细胞。
2.阐述秋水仙素诱导植物细胞染色体数目加倍的机 制。
四．步骤方法
4.保存液中取根尖，纯水漂洗2次，1mol/L盐酸60℃水解根
尖10分钟，再纯水漂洗2次
5.将两种根尖分别置于干净载玻片上，
均切下分生区，加一滴染液，用镊 子捣碎根尖染色3-5分钟
四．步骤方法
6.加盖玻片，进行压片
7.显微观察
四．步骤方法
1.剥去洋葱干茎片，整理干净根盘，泡水3-4天 2.不定根长出约2cm，部分洋葱转入0.05%秋水仙素溶液 处理2天 3.分别取经过秋水仙素溶液处理后膨大的根尖和不处理 的根尖进行固定4-6h，95%酒精冲洗及70%酒精保存 4.保存液中取根尖，纯水漂洗2次，1mol/L盐酸60℃水解 根尖10分钟，再纯水漂洗2次 5.将两种根尖分别置于干净载玻片上，均切下分生区， 加一滴染液，用镊子捣碎根尖染色3-5分钟 6.加盖玻片，进行压片 7.显微观察
人工诱导多倍体也是培育植物新品种的主要 途径之一。
4nx2n 3仙
郁金香
小麦
三．供试材料 洋葱鳞茎
四．步骤方法
1.剥去洋葱干茎片，整理干净根盘，泡水3-4天 2.不定根长出约2cm，部分洋葱转入0.05%秋水仙素溶液处
理2 天
3.分别取经过秋水仙素溶液处理后膨大的根尖和不处理的 根尖进行固定4-6h，95%酒精冲洗及70%酒精保存
实验五
一．目的要求
植物多倍体的诱导和鉴定
了解人工诱导多倍体植物的原理；学习使用秋 水仙素诱发多倍体植物的方法；掌握鉴别植物多倍 体的实验操作。
二．预备知识 具有3个或以上基本染色体组的植物称为多
倍体植物。多倍体有同源多倍体和异源多倍体。 人工诱导多倍体可以采用物理和化学药剂处 理的方法进行操作。
多倍体_实验报告
1. 掌握化学诱导植物多倍体的原理和方法。
2. 学习利用秋水仙素诱导植物多倍体的一般方法。
3. 了解多倍体在植物育种上的意义。
4. 学习利用细胞学方法观察鉴定多倍体的特点。
5. 利用染色体分析的方法对多倍体的细胞做出准确判断。
二、实验原理多倍体是指由受精卵发育而来并且体细胞中含有三个或三个以上染色体组的生物体。
在植物育种上，利用多倍体可以改良作物的经济性状，同时还可以利用多倍体克服远缘杂交过程中的障碍。
秋水仙素是一种常用的化学诱导剂，可以抑制纺锤体的形成，使细胞有丝分裂中期纺锤丝断裂或纺锤体形成受抑制，有丝分裂后期，复制的染色体无法移向两级，细胞内的染色体加倍，形成多倍体。
三、实验材料与仪器实验材料：1. 大蒜根尖分生组织区2. 秋水仙素溶液3. 氯化钠溶液4. 碘液5. 显微镜实验仪器：1. 烧杯2. 移液器3. 显微镜4. 显微摄影仪1. 预处理：将大蒜根尖分生组织区用蒸馏水清洗，并浸泡在氯化钠溶液中，以促进根尖生长。
2. 诱导处理：将处理过的大蒜根尖分生组织区浸泡在秋水仙素溶液中，处理时间为48小时。
3. 漂洗：将处理过的大蒜根尖分生组织区用蒸馏水清洗，去除多余的秋水仙素。
4. 固定：将漂洗过的大蒜根尖分生组织区用95%乙醇固定，时间为24小时。
5. 染色：将固定过的大蒜根尖分生组织区用碘液染色，时间为15分钟。
6. 制片：将染色过的大蒜根尖分生组织区用蒸馏水漂洗，并制成临时装片。
7. 观察：利用显微镜观察制片，观察大蒜根尖分生组织区的染色体数目变化。
五、实验结果与分析1. 正常细胞：在显微镜下观察，正常细胞的染色体数目为2n，即每个细胞含有两个染色体组。
2. 多倍体细胞：在显微镜下观察，部分细胞的染色体数目为4n，即每个细胞含有四个染色体组，表明秋水仙素成功地诱导了植物多倍体的形成。
六、实验结论通过本实验，我们成功掌握了化学诱导植物多倍体的原理和方法，并利用秋水仙素成功地诱导了植物多倍体的形成。
实验五 植物多倍体的诱导及细胞学鉴定
实验五植物多倍体的诱导及细胞学鉴定一、实验目的（1）掌握人工诱导多倍体的方法和技术，观察多倍体的特点及染色体加倍后的细胞学表现。
（2）了解染色体数目变异的鉴定方法二、实验原理生物体的细胞核中都有相对稳定的染色体数目，但在特定的条件下，染色体的数目变异可分为整倍体变异和非整倍体变异，以体细胞中的染色体数（2n）为基础增减了个别染色体就是非整倍体变异，如单体2n-1、缺体2n-2（1）、三体2n+1、双三体2n+1+1、四体2n+2（1）等。
以染色体组或组内染色体基数（x）为基础成倍地增减，这是整倍体变异，如一倍体x、二倍体2x、三倍体3x四倍体4x等。
三倍体以上的生物体统称多倍体。
多倍体又可分为同源多倍体和异源多倍体。
同源多倍体是指具有三个或三个以上相同染色体组的细胞或个体，其增加的染色体组来自同一物种，一般是由二倍体的染色体直接加倍产生的。
异源多倍体是指增加的染色体组来自不同物种，一般是由不同种属间的杂交种通过染色体加倍而形成。
自然界有许多植物是多倍体，是变异发生的重要途径之一。
多倍体可自然发生，也可人工诱导。
人工诱导多倍体可以采用物理方法(如高温、低温和射线等处理)和化学方法(如秋水仙碱、植物激素等处理)。
其中，应用最广泛的是秋水仙碱处理。
秋水仙碱处理的有效质量浓度为0.1~4g/L，常用2g/L秋水仙碱溶液浸泡、涂抹或点滴等方式处理植物的分生组织。
不同植物材料的最适处理质量浓度和时间不同，需通过试验来确定。
多倍体的鉴定方法主要有细胞学鉴定和形态学鉴定。
细胞学鉴定是观测根尖、茎尖分生组织或花粉母细胞的染色体数目，是一种直接的鉴定方法；形态学鉴定是观测叶片气孔保卫细胞的大小及其叶绿体数目，花、果实、种子的形态，花粉粒的大小和姓等性状的变异，是一种间接的鉴定方法。
通常多倍体植物的气孔、花器、花粉种子，果实等明显变大，气孔数目减少而密度变稀，同源多倍体可形成部分畸形的不育花粉粒，育性有一定的降低。
三、实验材料洋葱（2n= 16）、小麦（ 2n= 42）、玉米（2n=40）、水稻（2n=24）、蚕豆（2n=12）等植物的种子均可作为实验材料。
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二、实验原理
物种的重要遗传学特征：各种生物的染色体数 目稳定。
n：配子中的染色体数目，也指一个配子带有的 全部基因，所以在不同的场合也称作基因组。 x：二倍体生物的配子中染色体数目，即染色体 基数， 细胞核内含有一套完整染色体组，
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二、实验原理
二倍体生物： 2n＝2x ， n＝x，
水纸吸去溢出的染液，即可放在显微镜下观察。
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六、实验结果
二倍体 （2n＝2x＝16）
多倍体（2n＝4x＝32）
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七、作
业
1、交实验报告，绘出多倍体显微图。 2、本实验中秋水仙素的作用？
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3、根尖的固定：取膨大如鼓棰的根尖，剪下根尖约1cm， 用甲醛：冰醋酸（3：1）固定液固定6h后弃去固定液。
（用清水培养的做对照实验！）
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Hale Waihona Puke 五、实验步骤4、漂洗与解离：弃去固定液，用清水漂洗2-3次，加入6
0℃预 热的1M盐酸，于60℃水浴锅中解离10min，弃去
盐酸，漂洗根尖2-3次，彻底洗净盐酸。 5、染色、压片：置载玻片上用解剖针压散根尖组织，用 石炭酸品红染色5分钟后盖上盖玻片，用橡皮擦在盖玻片 上轻轻压一下，使细胞均匀散开成一单细胞薄层，用吸
多倍体生物： 2n＝（3、4、5….）x ，x≠n。
同源多倍体： x来源相同， 2n＝4x1 异源多倍体： x来源不同， 2n＝2x1+2 奇数多倍体： x的个数是奇数 偶数多倍体： x的个数是偶数
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二、实验原理
• 多倍化是形成物种的一种重要方式，二倍体在自然
界中较普遍，几乎全部的动物和过半数的高等植物
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三、实验材料 大蒜（2n=2x=16）
四、实验仪器设备、药品 显微镜、恒温培养箱、恒温水浴锅、镊子、
载玻片和盖玻片。
0.02%秋水仙素，冰醋酸，甲醇，石炭酸品红。
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五、实验步骤
1、大蒜幼根的培养：提前3—天进行培养，将大蒜瓣剥去 外边膜质枯皮，下端可见许多微微凸起的根原体，将 蒜瓣架在烧杯（大小与蒜瓣适宜）口上，杯中盛满清 水，使蒜瓣的下部浸入水中，置温暖处，注意每天换 水，经3—5天后， 即可长出嫩根。 2、秋水仙素处理：根长2-3cm时，用水洗净。吸干水，浸 入0.02％的秋水仙素中，25℃处理24h。
均是二倍体，多倍体在植物中广泛存在，在动物中 较少见。 • 多倍体植物特征：个体大，气孔大，性状优良。 • 多倍体的研究在育种中非常重要，可以改良作物的
某些经济性状，还可利用多倍体克服远缘杂交过程
中的障碍。
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二、实验原理
多倍体人工诱导：包括物理因素，如温度的剧变，射线处 理，嫁接和切断等，还有化学因素，如植物碱，植物 生长激素，秋水仙素、茶嵌戊烷、异生长素、富民农 等等。 秋水仙素的作用：是抑制纺锤丝的形成，使细胞有丝分裂 中期纺锤丝断裂或纺锤体的形成受到抑制，在有丝分 裂后期染色体不能移向两极，细胞加大而不分裂，着 丝粒分裂后的染色体仍在一个细胞中，细胞中的染色 体数目加倍。如果用秋水仙素处理根尖，则在根尖分 生区内可以检测到大量染色体加倍的细胞，如处理植 物幼苗的芽，则可以得到染色体加倍的植株。
实验十人工诱发多倍体生物
湖州师范学院 生命科学学院生物系
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一、实验目的
1、了解多倍体植物及其在植物遗传与进化中的
重要作用。
2、了解人工诱导植物多倍体的原理、方法及其 在植物育种中的应用。
3、应用植物染色体制片技术，鉴别诱导后染色
体数目的变化。
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