大学课程遗传学实验实验十一 植物多倍体的诱发和鉴定课件
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植物多倍体诱发及细胞学鉴定一、实验目的1、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。
2、利用染色体分析的方法对多倍体细胞做出准确判断。
二、实验原理(一)多倍体1、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。
多倍体可以分为:同源多倍体(具有3个以上相同染色体组的细胞或个体,且染色体组来源于同一物种(AAA,AAAA);异源多倍体(具有3个以上染色体组且染色体组来源于不同物种,通常由不相同的种杂交的杂种再经过染色体加倍而来(AABB,AABBDD)。
2、多倍体是适应恶劣环境条件的结果。
3、自然界多倍体产生的原因:温度骤变,使细胞分裂时染色体不分离造成;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。
4、多倍体植物的特性:A巨大性B可孕性低C适应性强D有机合成速率增加E克服远缘杂交的不结实性(二)人工诱导多倍体的方法、原理及鉴定方法1、人工诱导多倍体的方法A、物理方法温度剧变、机械损伤、各种射线处理等B、化学方法各种植物碱、麻醉剂、植物生长激素等。
秋水仙素是诱导多倍体的最有效的方法之一。
2、秋水仙素的作用A、细胞分裂时抑制纺锤体的形成B、抑制细胞板的形成C、无残效3、诱导方法A种子浸渍处理B点滴法(滴定法) C 毛细管法D 羊毛脂法E球根处理F复合处理G离体组织水平上诱导单个细胞内染色体加倍3、鉴定方法A、间接鉴定:观察气孔的大小和花粉粒的体积最为可靠。
B、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。
三、实验步骤1、取材:取大蒜(洋葱、蚕豆、小麦等)发根至0.5-1cm,然后转入盛有0.15%秋水仙素水溶液的培养皿中继续培养24小时,待观察到根部有膨大时取出固定。
与在水中培养的材料做对照。
2、固定:在卡诺固定液中固定24小时,移至70%乙醇中保存或备用。
3、解离:植物的分生组织如根尖、茎尖等需要经过处理以便除去细胞之间的果胶层并使细胞壁软化,经解离的组织才能使压片步骤顺利进行。
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.。
植物多倍体的诱发与鉴定一、实验目的1、掌握人工诱导多倍体的原理,及其在遗传育种中的意义。
2、掌握用秋水仙素诱发多倍体的方法。
二、实验原理自然界各种生物的染色体数目是相对恒定的,这是物种的重要特征。
遗传学上把一个配子的染色体数,称为染色体组(或称基因组),用n表示。
一个染色体组内每个染色体的形态和功能各不相同,但又互相协调,共同控制生物的生长和发育、遗传和变异。
由于各种生物的来源不同,细胞核内可能具有一个或一个以上的染色体组,凡是细胞核中含有一套完整染色体组的就叫做单倍体,也用n表示。
具有两套染色体组的生物体称为二倍体,以2n表示。
细胞内多于两套染色体组的生物体称为多倍体,这类生物细胞内染色体数目的变化是以染色体组为单位进行增减的,所以称作整倍体。
多倍体普遍存在于植物界,目前已知道被子植物中约有l/3或更多的物种是多倍体,除了自然发生的多倍体物种之外,还可采用高温、低温、X射线照射、嫁接和切断等物理方法人工诱发多倍体植物。
在诱发多倍体方法中以应用化学药剂更为有效。
如秋水仙素、异生长素,富民农等,都可以诱发多倍体,其中以秋水仙素溶液效果最好,使用最为广泛。
秋水仙素溶液的主要作用是抑制细胞分裂时纺锤体的形成,使染色体向两极的移动被阻止,而停留在分裂中期的分布,这样细胞不能继续分裂,从而产生染色体数目加倍的核。
若染色体加倍的细胞继续分裂,就形成多倍性的组织.由多倍性组织分化产生的性细胞,可通过有性繁殖方法把多倍体繁殖下去。
如果将种子用秋水仙素浸渍,也可诱导多倍体植株产生。
多倍体已成功地应用于植物育种。
用人工方法诱导的多倍体,可以得到一般二倍体所没有的优良经济性状,如粒大、穗长、抗病性强等。
三倍体西瓜、三倍体甜菜、八倍体小黑麦已在生产上得到广泛的应用。
染色体加倍后必须进行鉴别,同源多倍体主要是根据形态特性来判断,如叶色、叶形及气孔和花粉粒的大小。
最为可靠的方法,是待收获大粒种子后,再将这些大粒种子萌发,制备根尖压片,然后检查细胞内的染色体数目,只有染色体数目加倍了,才能证明植株已诱变成为多倍体。