实验五 植物多倍体的诱导和鉴定

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。

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。

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。