实验六植物多倍体的诱导及其细胞学鉴定

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.。

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实验时间：4月6日摘要一个物种细胞中染色体形态结构和数目的恒定性是这个种的重要特征。

我们把二倍体个体中能维持配子或配体正常功能的、最低数目的一套染色体称为染色体组或基因组。

当生物体内细胞染色体组数达到3组或3组以上者，称为多倍体。

多倍体在植物进化中有很重要的意义。

本实验利用大蒜作为试验材料，利用秋水仙素诱导，使生长出多倍体根尖。

然后通过制作大蒜根尖压片，观察染色体的数目，以鉴定大蒜根尖细胞是否为多陪细胞。

（本实验报告主要从多倍体的鉴定方面展开，而多倍体培育方面，将在下次报告中给出。

）1.引言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。

遗传学中，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。

以下是几种常见模式生物的染色体组数目：玉米，2n=20；拟南芥，2n=10；果蝇，2n=8；小鼠，2n=40；水稻，2n=24。

又如，小麦染色体组可表示为2n=6x=42。

其中x表示每一个染色体组的染色体数，称为染色体基数，它是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,而多倍体可以分为: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）)。

在自然界中许多植物都是多倍体，大约有30％～35％的被子植物，其中70％的禾本科植物属于多倍体，它们在植物进化中起了重要的作用，也是植物发生变异的重要途径之一。

多倍体植物，一般被认为是适应恶劣自然环境的结果，如我国西南部地区，温度变化激烈，紫外线辐射强，许多植物产生了多倍体类型。

在自然界中，大多是因为温度骤变，导致细胞分裂时染色体不分离，从而形成了多倍体。

植物多倍体有许多特性，其中一些特性也为农业经济发展提供了帮助。

实验6 植物多倍体的诱发及观察一、实验目的了解人工诱导多倍体的原理及一般方法，增加体细胞染色体加倍的感性认识。

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、器具及试剂豌豆种子显微镜、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，FAA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（步骤1已完成）1.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。

先将豌豆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。

为了避免蒸发可加盖，置于培养箱中保持25℃左右使种子发芽。

种子萌发后，应继续处理24小时。

在处理过程中，仍注意药液的蒸发随时添加清水，保持原处理药液浓度。

处理后，用清水冲。

多倍体诱发及细胞学鉴定实验报告
多倍体诱发是一种常用的细胞诱发技术，它的原理是利用染色质聚集的程序来诱发染色体复制，从而在细胞可分裂的过程中，产生多半数多倍体细胞。

多倍体诱发实验一般可以根据实验室不同需求来实施，其原理是通过建立多倍体的染色体数，为研究细胞的生物学和遗传学研究提供学习模型。

本实验中，我们采用405nm（紫外）的扫描激光束，在雪莉2-8（CHO）细胞株中进行多倍体诱发实验。

首先，在细胞培养皿中贴满CHO细胞，随后用紫外光照射4秒，以聚集染色质的形式诱导染色体复制。

随后，用培养基成功培养多倍体细胞，并经过延续文献内容，其染色体数处于巴氏体期。

之后，我们用下列材料进行了细胞学鉴定，建立了染色体数的真实状况。

首先，我们通过原子力显微镜（AFM）观察细胞的外形特征，并观察细胞的表面晶粒; 然后，以可见光成像和三维恒定焦距倒相聚焦显微镜（TIFM），进一步探讨了细胞形态和染色质结构;最后，我们采用GenePaintFISH试剂盒，对样品进行染色体染色，以求知多倍体细胞的染色体数。

经过多倍体诱发实验及细胞学鉴定，我们发现雪莉2-8细胞株有49个染色体，其中染色体I~45有2N（2倍体）、染色体46~48有3N（3倍体）和染色体49有4N（4倍体）的染色体，其中4N染色体的比例和染色体数均与AFM、TIFM和GenePaintFISH鉴定结果相符，推断考察的细胞为含有巴氏体的多倍体细胞。

结论部分，本实验通过多倍体诱发以及细胞学鉴定，鉴定出雪莉2-8 细胞株染色体数为49个，其中有2N、3N和4N三种染色体，细胞为含有巴氏体的多倍体细胞，因此本实验获得了成功的结果。

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。