植物多倍体的诱发和鉴定

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.。

植物多倍体的诱发和鉴定一、实验目的通过实验，进一步了解人工诱导多倍体的原理，并初步掌握用秋水仙素诱发多倍体的一般方法及细胞学鉴定。

二、实验原理染色体是遗传物质的主要载体。

每一个物种都具有特定的形态特征。

各个物种细胞内染色体的数目都是相对恒定的，这是一个重要的生物学特征。

染色体数目和结构的改变，将会导致生物性状的改变。

遗传学中把二倍体生物配子中所具有的染色体成为一个染色体组，通常用n来表示。

而一个染色体组中包含的染色体数目成为染色体基数，用x表示。

同一个染色体组的各个染色体的形态、结构和连锁基因群都彼此不同，但它们构成一个完整而协调的体系。

细胞中染色体数目的变异类型有两类：整倍体变异和非整倍体变异。

整倍体变异指体细胞中染色体数目按染色体组的基数（x）成倍数增加或减少的现象。

具有两套染色体组的生物体成为二倍体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的整倍体为多倍体。

多倍体按其来源可以分为：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：异源多倍体是体细胞中含有两个以上不同类型染色体组的多倍体。

自然界中的多倍体主要存在于植物中，动物中的多倍体很少。

多倍体可以在自然条件卞产生，也可以人工诱导形成。

人工诱导多倍体通常采用物理方法和化学方法。

物理方法有高温、低温、超声波、嫁接和切断等，化学方法是使用秋水仙素、异生长素、蔡骈乙烷来诱导多倍体。

在诱导多倍体的方法中，以应用化学药剂更为有效，其中以秋水仙素效果最好，使用广泛。

秋水仙素阻碍有丝分裂中细胞纺锤体的形成，这样细胞不能分离，产生染色体加倍的核。

本实验用适当浓度的秋水仙素处理洋葱或大蒜根尖，待根尖膨人后制片观察，可诱发多倍体。

三、实验材料大蒜根尖四、实验方法与步骤（一）根尖多倍体的诱发将人蒜去掉老根，置于盛水的培养皿上，25°C条件卞培养发根，待不定根长出1cm时取出洗净，把水晾干后移到0.1%秋水仙素溶液中，根尖朝下，使根部浸没在药液中，于10°C 培养箱中低温培养，直到根尖膨大为止。

实验六多倍体的诱发与鉴定多倍体：三倍和三倍以上的整倍体19世纪末世纪末，，狄.弗里斯普通月见草特别大的变异型（巨型月见草巨型月见草））2n=142n=28染色体数目变异可以导致遗传性状的变化染色体数目变异可以导致遗传性状的变化。

巨大型特征烟草的叶片气孔整倍体：体细胞染色体数为染色体组整倍数的个体。

非整倍体：体细胞染色体数增加一条或几条和减少一条或几条。

一、实验目的初步掌握秋水仙碱诱发多倍体的原理与方法原理与方法；；观察同源多倍体植物观察同源多倍体植物（（器官器官））形态特征与细胞学特点态特征与细胞学特点。

二、实验原理人工诱发多倍体最有效的方法是秋水仙碱处理，秋水仙碱的作用是阻止纺锤丝的形成与活动阻止纺锤丝的形成与活动。

当秋水仙碱水溶液渗入分生组织正在分裂的细胞时仙碱水溶液渗入分生组织正在分裂的细胞时，，纺锤丝就不能形成或被破坏就不能形成或被破坏，，有丝分裂就停留在中期状态有丝分裂就停留在中期状态。

每个染色体的两个姊妹染色单体虽然彼此分开了每个染色体的两个姊妹染色单体虽然彼此分开了，，却不能向两极移动不能向两极移动，，不能形成两个子核不能形成两个子核，，于是该分生细胞的染色体数目就加倍了胞的染色体数目就加倍了。

当染色体已经加倍了的细胞不再接受秋水仙碱处理时胞不再接受秋水仙碱处理时，，它就又恢复正常的有丝分裂分裂，，结果形成多倍体组织结果形成多倍体组织。

秋水仙碱诱发多倍体的原理多倍体的鉴定形态育性细胞学观察三、试材与用品试材：：经加倍处理的黑麦根尖•试材显微镜、、载玻片载玻片、、盖用品：：恒温水浴锅恒温水浴锅、、显微镜•用品、胶头玻璃棒、碱性品红染胶头玻璃棒、镊子、、镊子玻片玻片、、1M盐酸。

盐酸。

醋酸、、45%醋酸液、0.2%秋水仙碱秋水仙碱、四、步骤与方法实验步骤种子发芽黑麦根尖染色体加倍处理十字压片制染色体临时片观察1.1.种子发芽种子发芽将吸水纸铺在培养皿中选取均匀选取均匀、、饱满饱满、、有发芽力的黑麦种子倒入培养皿中 实验方法倒入清水浸泡浸种14～18小时室温催芽36hr左右，根长至种子发芽种子发芽，0.5~1cM2.黑麦根尖染色体加倍处理把吸水纸盖在已经发芽的黑麦种子上倒入0.2％的秋水仙碱加倍处理约26小时根尖分生区以下明显增粗洗净根尖把洗净的根尖装入广口瓶倒入固定液固定1～24小时固定液固定液：：卡诺氏Ⅰ，冰乙酸冰乙酸（（1份）：）：无水乙醇无水乙醇无水乙醇（（3份）逐级转入70%乙醇中保存备用3.制片制片：：十字压片法制临时片解离水洗软化取分生区（膨大部位以上膨大部位以上））十字压片染色加盖玻片压片、敲片镜检绘图1M 1M盐酸盐酸60ºC 水浴1515～～2020分钟分钟60ºC 温水清洗清洗33～5次4545％％醋酸2～3枚碱性品红3～5分钟2n=4x=28 2n=2x=142n=4x=281.1.绘制正常细胞和加倍细胞中期分裂相各一个绘制正常细胞和加倍细胞中期分裂相各一个2.2.写出实验收获和体会写出实验收获和体会作业。

植物多倍体的诱导及细胞学鉴定摘要多倍体即细胞中具有三个或三个以上染色体组的细胞或个体，多倍体在生物进化中有很重要的意义，其诱发突变在农业育种上有重要应用，本次实验利用大蒜作为材料，通过秋水仙素诱导，然后经过一系列的染色制片技术，最终成功观察到了大蒜根尖多倍体。

1.引言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,染色体组指的是二倍体生物一个配子的染色体总和，也叫基因组，用n表示。

如本次实验所用的材料大蒜的染色体即可表示为2n=16。

在自然界中，多倍体的产生大多是因为温度骤变，紫外线辐射导致细胞分裂时染色体不分离，导致体细胞染色体加倍。

在生物学研究中中，诱导多倍体的方法则有很多，如物理方法：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。

其中，秋水仙素[处理是诱导多倍体的最有效的方法之一。

秋水仙素(colehicine)是一种生物碱，昧苦，有毒。

在农业领域，秋水仙素常用于多倍体诱变育种。

[1]多倍体植株具有许多特性：如巨大性，随着染色体加倍，细胞核和细胞变大，组织器官也变大；可孕性低，多倍体特别是三倍体是高度不孕的，可用于培养无籽蔬菜；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，可用于开发易于种植的品种；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，客服远缘杂交不亲和的问题。

使得多倍体在农业育种中具有很大的应用。

另外，随着科学的发展，动物多倍体诱变也逐渐引起人们的兴趣，最显著的应用便是鲍的诱变。

鲍的多倍体个体具有生长速度快、抗病力强、个体大等优点，具有明显的增产效果，极具推广价值,而利用咖啡因加热休克法诱导鲍多倍体也取得了许多成效。

[2]本次实验选择大蒜根作为实验材料，通过秋水仙素处理再经过一系列的染色制片过程，最后利用直接法在显微镜下观察其染色体数目确定其是否形成了多倍体。

园艺植物多倍体的诱导和鉴定中荷1001 李腾飞一、多倍体的诱导：物理方法温度骤变、机械创伤、辐射处理等都有可能诱发多倍体的产生。

化学方法主要是利用秋水仙素诱导多倍体。

生物方法：有性杂交获得多倍体组织培养获得多倍体1、秋水仙素诱导多倍体：秋水仙素是从百合科植物秋水仙的器官和种子中提取出来的一种剧毒的植物碱。

纯品为无色或淡黄色针状结晶，熔点155℃，有苦味，易溶于冷水、酒精、氯仿和甲醛。

通常用水或酒精作溶媒。

秋水仙素诱导多倍体的原理：秋水仙素与正在分裂的细胞接触后，可抑制微管的聚合过程，不能形成纺锤丝，使染色体无法分向两极，从而产生染色体加倍的核。

适宜浓度的秋水仙素溶液，能阻碍纺锤丝的形成，但对染色体结构无明显影响。

处理的细胞在一定时间内可恢复正常，重新进行分裂。

诱导方法：①浸渍法：可用溶液浸渍幼苗、新梢、插条、接穗、种子及球根类蔬菜、花卉等材料。

为避免蒸发，宜加盖，避光。

一般发芽种子处理数小时至3d或多至10d左右。

秋水仙碱能阻碍根系的发育，处理后要用清水洗净后再播种。

发芽种子的胚根，处理后往往受到抑制，发根较慢，为利于根的生长，可在药液中添加适当生长素。

处理插条、接穗一般1-2d。

处理幼苗时，为避免根系受害，可将盆钵架起来倒置，使茎端生长点浸入秋水仙碱溶液中。

②涂抹法把秋水仙碱按一定浓度配成乳剂，涂抹在幼苗或枝条的顶端，处理部位要适当遮盖，以减少蒸发和避免雨水冲洗。

③滴液法对较大植株的顶芽、腋芽处理时可采用此法。

常用的水溶液浓度为0.1%~0.4%，每日滴一至数次，反复处理数日，使溶液透过表皮渗入组织内部。

如溶液在上面停不住时，可将小片脱脂棉包裹幼芽，再滴加溶液，浸湿棉花。

④套罩法保留新梢的顶芽，除去顶芽下面的几片叶，套上一个防水的胶囊，内盛有含1%秋水仙碱的0.65%的琼脂，经24h即可去掉胶囊。

这种方法的优点是不需加甘油，可避免甘油引起药害。

⑤毛细管法将植株的顶芽、腋芽用脱脂棉或纱布包裹后，将脱脂棉与纱布的另一端浸在盛有秋水仙碱溶液的小瓶中，小瓶置于植株旁，利用毛细管吸水作用逐渐把芽浸透，此法一般多用于大植株上芽的处理。

实验六植物多倍体的诱发实验一、实验目的了解人工诱导多倍体的原理及一般方法。

二、实验原理植物多倍体是指每个细胞中的染色体数具有3套或更多套数的植物。

随着染色体组倍数的增加，有可能使一些作物的经济性状发生有利的变化。

因此，植物多倍体的研究和利用是育种工作中值得重视的途径之一。

人工诱导多倍体的方法很多，分为物理的（温度剧变、机械损伤、各种射线处理等）和化学方法的（各种植物碱、麻醉剂、植物生长激素等）诱导方法。

其中，秋水仙素是诱导多倍体的最有效的方法之一。

秋水仙素是从百合科秋水仙素属的一个种，秋水仙（Colchicum autumnale. L.）的器官和种子内提炼出来的一种植物碱。

它的化学分子式为C22H25O6N。

因有剧毒，故使用时要特别注意，切勿使药液进入眼内或口中。

秋水仙素的作用在于阻止分裂细胞形成纺锤丝，而对染色体的结构和复制无显著影响。

若浓度适合，药物在细胞中扩散后，不致发生严重的毒害，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。

三、实验材料、器具及试剂洋葱、植物种子或幼苗显微镜、酒精灯、水浴锅、培养皿、镊子、剪刀、解剖针、刀片、载片、盖片。

0.2－0.4%秋水仙素水溶液，卡诺氏固定液固定液，1％醋酸洋红，70%酒精，0.1－0.2%升汞、蒸馏水。

四、实验步骤1.实验材料的处理（1.）洋葱（大蒜）材料的处理：将秋水仙素溶液倒入小培养皿中，放上洋葱鳞茎，使其生根部位刚和液面接触。

同时另－培养皿内放清水，亦放洋葱鳞茎作为对照。

在25C下培养数日，待鳞茎长出幼根时即可进行观察，经加倍的根尖都较正常对照的肥大，用刀片切取经处理而肥大的根尖及对照的根尖（长约2－5毫米），投入卡诺氏固定液中固定。

按前面方法进行染色体制片，计数染色体数目的变化。

（2）.处理种子：这种方法适用于发芽快、或能在数天内发芽的种子。

先将植物种子洗净用水浸一天或干燥种子用0.1－0.2%升汞溶液消毒8－10分钟，再用清水洗净，然后摆放在铺有湿滤纸的一些培养皿中，其中一部分培养皿中加入0.2%秋水仙素溶液，另一部分培养皿中注入清水作为对照。