植物多倍體的細(xì)胞學(xué)鑒定(共4頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上植物多倍體的細(xì)胞學(xué)鑒定姓名：溫建麗 學(xué)號(hào)： 0 班級(jí)：生物技術(shù)1班同組成員：馬存英 實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2013.11.4摘要 多倍體這個(gè)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(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)大蒜根尖細(xì)胞進(jìn)行多倍體誘發(fā)，初步了解并掌握誘導(dǎo)多倍體的方法和技術(shù)，并對(duì)誘導(dǎo)組織進(jìn)行了染色和壓迫觀察，進(jìn)行了細(xì)胞學(xué)鑒定，掌握了判斷多倍體細(xì)胞的方法和技術(shù)。1.引言多倍體是指細(xì)胞中具有3個(gè)或3個(gè)以上染色體組的細(xì)胞或個(gè)體。同源多倍體是指具有3個(gè)以上相同染色體組的細(xì)胞或個(gè)體，且染色體組來(lái)源于同一物種（AAA，AAAA）。異源多倍體是指具有3個(gè)以上染色體組且染色體組來(lái)

2、源于不同物種，通常由不相同的種雜交的雜種再經(jīng)過(guò)染色體加倍而來(lái)（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(jù)估計(jì)，5070的被子植物在其進(jìn)化過(guò)程中至少經(jīng)歷過(guò)1次多倍化過(guò)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(lán)等雖為二倍體(diploid)，但其祖先在進(jìn)化中也經(jīng)歷了多倍化過(guò)程。自然界中多倍體可由以下方式產(chǎn)生：有絲分裂時(shí)染色體分離而細(xì)胞沒有分裂，導(dǎo)致體細(xì)胞染色體加倍；減數(shù)分裂時(shí)染色體沒

3、有減數(shù)，使生殖細(xì)胞染色體加倍；不同物種雜交產(chǎn)生的雜種經(jīng)過(guò)自然加倍產(chǎn)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(xì)胞核和細(xì)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(shí)、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(xiàn)-無(wú)籽、種子皺縮，如無(wú)籽香蕉、無(wú)籽葡萄、無(wú)籽西瓜、無(wú)籽柑橘、無(wú)球懸鈴木。配子染色體組合成分的不平衡導(dǎo)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(shù)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(yīng)性強(qiáng)植物多倍化不僅使植株基因活性及酶的差異性增強(qiáng)，而且還增強(qiáng)了植株的生態(tài)適應(yīng)性、對(duì)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(guó)西南山區(qū)，而二倍體只分布在平原。（4）有機(jī)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(jī)物的合成速率。多倍體甜菜，產(chǎn)糖量高；三倍體表現(xiàn)出明顯的超親優(yōu)勢(shì)；漿果類，貯存期延長(zhǎng)； 多倍體花卉花大香味濃。人工誘導(dǎo)多倍體的方法主要分為兩種，物理方法：溫度劇變、機(jī)械損傷、各種射線處理等?；瘜W(xué)方法：各種植物堿、麻醉劑、植物生長(zhǎng)激素等。秋水仙素是誘導(dǎo)多倍體的最有效的方法之一，本實(shí)驗(yàn)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(xì)胞分裂時(shí)抑制紡錘體的形成，抑制細(xì)胞板的形成且無(wú)殘效。2.實(shí)驗(yàn)材料及方法2.1實(shí)驗(yàn)材料2.1.1試驗(yàn)材料 大蒜根尖2.1.2實(shí)驗(yàn)器具顯微鏡一臺(tái)，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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)方法2.2.1大蒜根尖細(xì)胞多倍體誘導(dǎo)取材：取大蒜（選取可生根成熟未經(jīng)農(nóng)藥處理的大蒜）發(fā)根至0.51cm（約24h），然后轉(zhuǎn)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(shí)-30小時(shí)，待觀察到根部有膨大時(shí)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(jīng)過(guò)處理以便除去細(xì)胞之間的果膠層并使細(xì)胞壁軟化，經(jīng)解離的組織才能使壓片步驟順利進(jìn)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(guò)程中一定要掌握好溫度和時(shí)間，若解離不夠，則壓片不易分散。若解離太過(guò)，在下一步處理材料時(shí)由于材料過(guò)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(gè)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(dòng)，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(xì)胞分散壓平。鏡檢時(shí)先用低倍鏡進(jìn)行觀察，找到好的視野后再轉(zhuǎn)用高倍鏡觀察。3.結(jié)果3.1實(shí)驗(yàn)結(jié)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(xì)胞停滯在分裂中期，而一般植物生長(zhǎng)周期約1718h，所以，經(jīng)過(guò)24h秋水仙素處理，理論上應(yīng)形成四倍體的大蒜根尖細(xì)胞，即4n=32條染色體。圖1展示了該視野下多個(gè)細(xì)胞染色體的數(shù)目及狀態(tài)，從中可看出，此次實(shí)驗(yàn)效果較好。圖2中的染色體數(shù)目為3

8、2條，說(shuō)明此細(xì)胞是一個(gè)大蒜四倍體細(xì)胞，移動(dòng)載玻片，盡管有些細(xì)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(shù)量的細(xì)胞。圖3是正常的二倍體，其中每一個(gè)染色體包含兩條姐妹染色單體，推斷此細(xì)胞正處于有絲分裂時(shí)期。對(duì)于這個(gè)細(xì)胞，將來(lái)若姐妹染色單體分離，但細(xì)胞并不分裂，則會(huì)發(fā)育呈多倍體細(xì)胞，若姐妹染色單體分離其細(xì)胞分裂，則會(huì)發(fā)育呈兩個(gè)正常的二倍體細(xì)胞。盡管此細(xì)胞中染色體有些過(guò)于分散，但根據(jù)其周圍隱約的細(xì)胞輪廓，仍可確定所有染色體都是同一細(xì)胞中的，沒有丟失，也沒有被外來(lái)染色體污染。4.討論本次實(shí)驗(yàn)采用大蒜根尖作材料，大蒜容易獲得，價(jià)格便宜，但應(yīng)選擇市場(chǎng)上未經(jīng)農(nóng)藥處理過(guò)，可生根的大蒜

9、，且大蒜根部生長(zhǎng)迅速，根尖分生區(qū)細(xì)胞分裂快，可在短時(shí)間內(nèi)獲得較理想的材料。本次實(shí)驗(yàn)大蒜根尖細(xì)胞的多倍體誘導(dǎo)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(xì)胞已成為多倍體。制片后，整體上看，大多數(shù)細(xì)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(nèi)基本上為一層平展的細(xì)胞，視野內(nèi)的細(xì)胞都在一個(gè)平面上，染色均勻，細(xì)胞質(zhì)著色淺且染色體著色深，且觀察到包含4n=32條染色體的細(xì)胞，可初步判斷根尖已稱為多倍體。綜合同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我覺得此次實(shí)驗(yàn)好壞的關(guān)鍵要點(diǎn)是：（1）秋水仙素處理時(shí)間長(zhǎng)短不好控制，我們應(yīng)充分考慮何時(shí)固定材料獲得更好的效果；

10、（2）壓片時(shí)的力度和時(shí)間，可影響大多數(shù)細(xì)胞中染色體交錯(cuò)聚集，無(wú)法計(jì)數(shù)，此步驟最為重要；（3）解離時(shí)間，可能會(huì)影響壓片時(shí)染色體分離程度；（4）切取根尖時(shí)，切取范圍太大的話，導(dǎo)致制片時(shí)其他組織的細(xì)胞進(jìn)入，使分生區(qū)細(xì)胞比例下降，影響觀察。從別的組實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，很多同學(xué)出現(xiàn)了此現(xiàn)象，不過(guò)我們小組都做得較成功，之后便可進(jìn)行拍照分析。5.注意事項(xiàng)（1）在酸解過(guò)程中一定要掌握好溫度和時(shí)間，若解離不夠，則壓片不易分散。若解離太過(guò)，在下一步處理材料時(shí)由于材料過(guò)軟而易丟失。（2）在準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料時(shí)應(yīng)考慮到材料的易得性、價(jià)格、準(zhǔn)備周期等方面。（3）切取根尖時(shí)要準(zhǔn)確，若切取組織過(guò)大，制片后視野中細(xì)胞過(guò)多，且多層，影響觀察；若過(guò)小，則丟失細(xì)胞，觀察不到多倍體。（4）在解離之前和之后，均要用清水洗