实验五 植物多倍体的诱导和鉴定
植物多倍体的诱导
正常洋葱根尖细胞染色 体： 秋水仙素处理后洋 葱根尖细胞染色体：
2n=16
2n=8x=64 2n=4x=32
六、注意事项
1、秋水仙素为白色粉末，易溶于冷水、乙醇、甲醛中，有 剧毒，使用时要特别注意，切勿使药物进入眼内或口中 2、由于秋水仙素是剧毒，使用时，秋水仙素溶液浓度不能 过大，否则会杀死细胞，0.1%左右的浓度诱导效果最好。 3、最重要的是浓度的控制 不同植物多倍体育种所需秋水仙 素是不同的
三、诱发多倍体植物意义
• 在某些农作物中，随着染色体组数的增加可使经济性状发 生有利的变化。 例如：番茄2n=4x维生素C含量比2n=2x的 多一倍；2n=3x的西瓜，香蕉、菠萝无籽；2n=3x的杜鹃因 不育而花期特长。现代月季中2n=2x花朵直径约5cm， 2n=4x花朵直径约10cm，2n=6x花朵直径约15cm；2n=6x， 2n=8x的小黑麦在高寒地区仍能获高产，并且蛋白质含量 较高。 但是多倍性也有一定的负面效应，例如，结实率 和分蘖率下降等。 相对于植物，动物的多倍体利用比较 少，原因大概是倍性的变化影响着性决定。但是，2n=3x 的银鲫,可由近缘物种的精子激活营孤雌生殖。异育方正 银鲫就是2n=3x的孤雌生殖系。 • 多倍体已成功地应用于植物育种,用人工方法诱导多倍体, 可以得到一般二倍体所没有的优良经济性状,如粒长、穗 长、抗病性强等.三倍体西瓜、三倍体甜菜、八绘制你所看到的洋葱根尖处理与对照的细胞分裂中期染 色体图像 2.根尖经秋水仙素处理之后为什么会发生膨大?
植物多倍体的诱导及观察
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。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作用；观察多倍 体植物，鉴别植物染色体数目的变化及引 起植物其他器官的变异情况
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。
多倍体鉴定实验报告
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植物多倍体的一般方法及多倍体诱导在植物育种上的意义。
3. 学习利用细胞学方法观察鉴定多倍体的特点及诱导染色体加倍后的细胞学表现。
4. 利用染色体分析的方法对多倍体的细胞做出准确判断。
二、实验原理生物体的细胞核中都有相对稳定的染色体数目，这是物种的基本特征之一。
多倍体是指细胞中具有3个或3个以上的染色体组的生物体。
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，可以抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成，使子染色体不能移向两极，从而诱导植物产生多倍体。
在适宜浓度的秋水仙素作用下，细胞经一定时期后仍可恢复正常，继续分裂，只是染色体数目加倍成为多倍性细胞。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：大蒜根尖分生组织区2. 试剂：0.2%秋水仙素溶液、卡诺氏液、改良苯酚品红染液、盐酸酒精溶液3. 仪器：显微镜、载玻片、盖玻片、吸管、滴管、酒精灯、烧杯、剪刀、镊子、培养皿四、实验步骤1. 将大蒜根尖分生组织区剪取约0.5cm，放入装有0.2%秋水仙素溶液的培养皿中，处理48小时。
2. 将处理后的根尖用蒸馏水清洗3次，放入装有卡诺氏液的培养皿中固定30分钟。
3. 将固定后的根尖用蒸馏水清洗3次，放入装有盐酸酒精溶液的培养皿中解离10分钟。
4. 将解离后的根尖用蒸馏水清洗3次，放入装有改良苯酚品红染液的培养皿中染色10分钟。
5. 将染色后的根尖用蒸馏水清洗3次，制成临时装片。
6. 在显微镜下观察染色体的形态和数目，记录观察结果。
7. 将观察结果进行统计分析，判断多倍体诱导率。
五、实验结果与分析1. 实验结果在显微镜下观察，部分大蒜根尖细胞染色体数目加倍，形成多倍体细胞。
染色体数目加倍现象主要出现在有丝分裂中期。
2. 分析通过实验，我们成功利用秋水仙素诱导了大蒜根尖分生组织区的多倍体。
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.。
植物多倍体诱导
植物多倍体的诱导及观察一．目的要求学习秋水仙素人工诱导多倍体的技术，了解诱导原理和常用的诱变方法。
二．原理秋水仙素诱导植物多倍体的机制在于其能阻止正在分裂的分生细胞不能形成纺锤丝，使已纵裂的染色体不能彼此分向两极，从而形成一个加倍的核，进而发育成一个新的多倍体植株。
三．试验材料、仪器及药品材料：大麻种子仪器及用品：培养皿、镊子、秋水仙素、蒸馏水、烧杯、玻棒、滴管、吸水纸四．试验步骤（1）本实验采用浸渍法：将事先泡好的种子分别装在10个培养皿中，每个培养皿中放20粒。
分别采用0.15%、0.2%、0.25%浓度的秋水仙素处理，分别进行24小时，36小时，48小时的处理。
对照的培养皿用蒸馏水处理。
处理结束后，用清水洗干净残余药液，在用蒸馏水培养。
（2）观察种子发芽情况并记录。
五．作业与思考题（1）列表记录观察结果表一种子发芽情况统计（注：不同处理的培养皿中20粒种子的出芽情况）（2）变异最明显的处理与对照的比较左：对照右：0.25%/36h的处理上：对照下：0.25%/36h的处理结果分析：通过不同浓度的秋水仙素处理大麻种子，我们可知，在不同浓度不同时间处理下的大麻种子出芽情况不一致。
由表一知在浓度为0.2%，处理时间为36小时的情况下发芽率最高，而由图可知，在浓度为0.25%，处理时间为36小时的情况下，大麻种子的芽与对照相比较粗壮，长势良好。
（3）秋水仙素处理中要注意的问题①注意处理部位的选择处理的组织应该是旺盛分裂的组织。
如萌动的种子、正在膨大的芽、根尖、幼苗、嫩枝生长点、花蕾等。
②注意药剂浓度和处理时间的选择溶液的浓度不宜过高或过低。
过高，会引起伤害，以至致死；过低，又不起作用。
一般采用临界范围内的高浓度、短时间处理。
通常，草本浓度较低，木本浓度较高。
③注意被处理植物的生长条件处理后，用清水冲洗,除去残留药物，并为植株生长提供良好的条件，便于植株恢复生长。
外部条件中最重要的是温度，一般25-30℃。
植物多倍体诱导及其细胞学鉴定PPT课件
玉米： 2n=2X=20，X=10，n=10，n=X； 普通小麦：2n=6X=42，X=7，n=21，n=3X 可见：n既可以等于X ，也可以是X的倍数。
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染色体倍性
• 一倍体(monoploid)：体细胞中只具有一个染
导多倍体的有效方法。 秋水仙素是从百合科秋水仙属植物秋水仙(Colchicum autumnale)
的 有种 剧子 毒及 ，故器使官用中时提要取特出别来注的意一，种切生勿物使碱药，液其进分入子眼式内为或C2口2H中25N。O6，因 秋水仙素诱导作用在于阻止有丝分裂细胞中纺锤丝的形成，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。
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４．固定 将恢复后的种子从根尖顶端切下1cm长的幼根放入广口瓶中，以卡诺氏固定液 (Carnoy‘s Fluid) （冰醋酸：乙醇=1:3）进行固定2-24h后，保存于70%乙醇溶 液中, 4℃ 冰箱保存。
5. 切取分生组织 蒸馏水浸洗固定好的幼根两次，吸水纸吸净蒸馏水，置于载玻片上，切取乳白 色分生组织1mm左右。
10. 观察多倍体细胞染色体的形态并统计其染色体数目。
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六、实验结果与分析 1. 统计100个中期细胞，计算多倍体细胞的
出现率； 2. 绘制观察到的蚕豆二倍体、多倍体的中期
分裂相图。
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注意事项
• 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。（蚕豆根尖在19℃条件下，一个细胞周期约 为19.3小时）
植物的多倍体诱导及其观察实验报告
植物多倍体的诱导及其鉴定一、实验目的1、通过实验，掌握化学诱导植物多倍体的原理以及方法，学习利用秋水仙素诱导植物多倍体的一般方法及多倍体诱导在植物育种上的意义。
2.学习利用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，利用染色体分析的方法对多倍体的细胞做出准确判断。
二、实验原理生物体的细胞核中都有相对稳定的染色体数目，这是物种的基本特征之一。
多倍体是细胞中具有3个或3个以上的染色体组的生物体。
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。
利用一些化学因素诱导植物产生多倍体，秋水仙素是诱导多倍体形成最有效和常用的药品之一，利用秋水仙素处理正在进行有丝分裂的细胞，可以抑制纺锤丝的形成，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。
因此在适宜浓度的秋水仙素作用下，它既可以有效的阻止纺锤体的形成，又不至于对细胞发生较大的毒害，因此，细胞经一定时期后仍可恢复正常，继续分裂，只是染色体数目加倍成为多倍性细胞，并在此基础上进一步发育成为多倍体植物。
将秋水仙素处理的植物根尖，制成临时装片，利用显微镜观察根尖分生区细胞中的染色体数目而确定是否形成染色体。
三、实验材料、器具及试剂1、实验材料：发芽的蚕豆，蚕豆幼苗2、实验器具：显微镜、解剖针、小试管、刀片、镊子、载玻片、盖玻片、吸水纸、试管、培养皿、烧杯。
3、实验试剂：秋水仙素： 0.1%浓度。
卡诺固定液：3份95％酒精与1份冰醋酸配制而成。
1mol/l盐酸，45%醋酸，改良苯酚品红，70%酒精。
四、实验步骤1、取材：将种子消毒，并于无菌水中浸泡24小时后，将蚕豆种子（2n=16）培养在培养皿内的湿滤纸上，室温或28℃发芽，待胚根长达1~2cm时，取出萌发的种子，用自来水洗2~3次，备用。
2、预处理：将胚根长到1~2cm的蚕豆种子移到盛有0.1%秋水仙素的润湿的的吸水纸的培养皿内，室温下处理48h,待观察到根部有膨大时取出固定，与在水中进行培养的蚕豆种子（一般植物生长周期为17~18h）做对照。
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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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。
二．预备知识