3-植物染色体组型分析

植物染色体常规分析技术植物染色体常规分析技术是一种用于研究植物基因组结构与功能的重要手段。

在植物遗传学和分子生物学研究中，通过对植物染色体的观察和分析，可以揭示植物的遗传特性、染色体的结构与功能，并为植物育种和基因工程提供实验依据。

本文将重点介绍植物染色体常规分析技术的原理、方法和应用。

染色体制片是最基本的植物染色体常规分析技术。

它通过对植物组织进行处理和解离，将解离的细胞制作成染色体悬滴或薄片，再通过染色体标记技术进行染色和观察。

染色体制片的制备方法有多种，如固定-解离-染色法、醋酸不敏感-解离-染色法、花草植物花蕾组织研磨法等。

G-显带和C-显带染色技术是常用的染色体染色技术，可用于对植物染色体的结构和功能进行分析。

G-显带染色技术主要通过染色体在酸性条件下的显色性质差异来观察和比较染色体的组织型结构，得到染色体的G-带。

C-显带染色技术则通过对染色体进行DNA硫酸基蛋白酶酶解和碱处理，使DNA与染色体分离，再通过DNA染色剂进行染色，得到染色体的C-带。

染色体定位可通过显微术观察染色体位置和形态的变化，以及采用染色体标记和探针技术的方法，精确定位和描绘染色体的分布情况。

常用的方法有细胞核型分析、Fluorescence In Situ Hybridization (FISH) 技术等。

染色体行为观察是研究染色体变化和功能的重要手段。

通过观察染色体在有丝分裂和减数分裂过程中的行为，可以揭示染色体的形态变化、染色体的遗传性状等。

常用的方法有染色体标记和染色体芯片技术。

基因组分析是通过对植物基因组的染色体进行分析，揭示植物基因组的组成、结构和功能，并进一步阐明基因功能和基因组演化规律。

常用的方法有荧光原位杂交（FISH）、光学显微镜观察、超高分辨率的二次离子反射质谱成像技术等。

植物染色体常规分析技术在植物遗传学研究和育种实践中得到广泛应用。

通过对植物染色体的观察和分析，可以解决植物遗传问题、揭示植物遗传基础、鉴定染色体缺陷和异常等。

实验植物染色体的组型分析【课前预习】染色体组分析通常包括哪些内容，怎么计算？【目的要求】1．学习染色体组分析的技术。

2．掌握染色体组分析的方法。

【基本原理】染色体组通常是指生物体细胞染色体所有可测定的表型特征的总称，包括染色体的总数，染色体组的数目，组内染色体基数、每条染色体大小、形态等。

它是物种特有的染色体信息之一，具有很高的稳定性和再现性。

染色组型分析是对染色体进行分组，对核型的各种特征进行定量和定性的描述，如对染色体长度、着丝点位置、臂比和随体有无等。

对染色体组型进行分析，可以帮助我们掌握物种的特征，确定物种的亲缘关系，分析物种的变异和进化过程，对单条染色体进行识别以及基因定位，同时还应用于染色体疾病、产前诊断等临床领域。

【实验用品】豌豆根尖染色体图片（2n=14）,剪刀，毫米尺。

【实验步骤】一.测量：对照片测量各条染色体的长臂（P）短臂（Q）的臂长（分别量到着丝点中部），特殊染色体的附加部分等的长度（毫米）。

二.计算有关指标的数值（指标指数）：1 染色体数目在同一物种中染色体的数目一般是稳定的。

应该注意的是，染色体记数不应仅仅根据一个或少数细胞确定，至少要统计5-10个个体、30个以上效果较好的细胞为宜，然后取其众数（大于85%）确定。

2 染色体形态分析染色体形态时，一般利用体细胞分裂中期的染色体，因为此时染色体已充分缩短而稳定。

而早中期或晚期的染色体正处于收缩过程中，各部分收缩程度不大一致误差较大。

分析染色体形态常用如下指标：①染色体绝对长度（或实际长度）均以微米（μm）表示。

一般在放大照片或描图上测量，按下列公式换算：放大的染色体长度（mm）÷放大倍数×1000绝对长度不是一个可靠的，可比较的数值，因为预处理条件不同，染色体缩短程度不同。

细胞分类学中，多用相对长度。

②相对长度（relativelength，RL）均以百分比表示。

相对长度=染色体长度÷单倍染色体总长度×100 （精确到0.01）③染色体长度比指核型中最长染色体与最短染色体的比值。

植物染色体组型分析
植物染色体组型分析是一种重要的遗传学手段，它可以帮助研究者了解植物基因组的
结构、性状的遗传规律以及物种亲缘关系等方面的问题。

植物染色体组型分析技术主要包
括核型分析和分子标记技术。

核型分析是通过显微镜对植物根尖细胞进行染色体计数和形态分析，从而确定一种植
物的染色体组型。

这项技术可以确定植物的染色体数目、结构、大小、着丝点位置等特征。

通过核型分析，可以为物种鉴定、种质资源收集、杂交育种等提供基础数据，也是判断多
倍体植物的常用手段。

分子标记技术是指利用特定的分子标记进行染色体组型鉴定，一般采用PCR扩增的方法。

植物的DNA样品经过提取、纯化等处理后，会针对特定的位点进行PCR扩增，通过不
同电泳方法进行分离和检测，最终确定样品的染色体组型。

此类技术包括全基因组扫描技术、RAPD、AFLP、SSR等。

全基因组扫描技术可以对整个基因组进行检测，但由于其检测
面过于广泛，造成信息量过大，导致分析工作变得复杂。

而RAPD、AFLP、SSR等技术则更
注重对特定位点的分析，从而更方便、有效地进行种质鉴定和杂交育种。

除此之外，植物染色体组型分析还可以通过同源染色体重排、基因芯片、比较基因组
学等手段进行更深入的研究，以揭示植物进化和基因功能演化等问题。

总之，植物染色体组型分析是植物遗传学和种质资源鉴定中不可或缺的技术，其在基
础研究和实践应用方面具有重要作用。

实验二植物染色体组型分析一、实验目的1. 学习并掌握根尖处理、染色、压片及制片观察的方法。

2. 观察有丝分裂各时期染色体的形态变化，了解有丝分裂全过程。

3.观察分析植物细胞有丝分裂中期染色体的长短、臂比和随体等形态特征；学习染色体组型分析的方法。

二、实验原理植物根尖的分生细胞的有丝分裂，每天都有分裂高峰时间，此时把根尖固定，经过染色和压片，再置放在显微镜下观察，可以看到大量处于有丝分裂各时期的细胞和染色体。

各种生物染色体的形态、结构和数目都是相对稳定的。

每一细胞内特定的染色体组成叫染色体组型。

染色体组型分析就是研究一个物种细胞核内染色体的数目及各种染色体的形态特征，如对染色体的长度、着丝点位置、臂比、随体有无等观测，从而描述和阐明该生物的染色体组成，为细胞遗传学、分类学和进化遗传学等研究提供实验依据。

染色体组型分析大都采用植物根尖等分生组织的有丝分裂中期细胞，染色体制片要求分裂相为染色体分散，互不重叠，能清楚显示着丝点位置。

然后通过显微摄影，测量放大照片上的每个染色体的长度和其它形态特征，依次配对排列，编号，并对各对染色体的形态特征作出描述。

三、实验材料1.材料：洋葱（Aillumcepa）的鳞茎，黑麦，蚕豆（Viciafaba）的种子，2.用具：载玻片，盖玻片，50ml烧杯，温度计，恒温水浴锅，试剂瓶，镊子，解剖针，吸水纸，剪刀，绘图，纸胶水等。

3.药品：Carnoy固定液，70％酒精，酸酒精，0.002M8-羟基喹啉，饱和对二氯苯水溶液，秋水仙素，1mol/HCl，石碳酸品红染色液。

四、方法与步骤（一）植物有丝分裂1、材料处理先将种子用0.1～0.2%升汞（HgCl2）消毒10分钟，清水洗净后，置于23-25℃下发根至0.5cm，再移入0.05-0.1%秋水仙素溶液，根尖朝下且浸在药液中，25℃下培养直至根尖膨大。

将洋葱，或黑麦，或蚕豆发根，待根长到1.5-2.0cm左右时备用；在分裂高峰期前3h，用0.002M8-羟基喹啉，或对二氯苯饱和水溶液，或0.02％秋水仙素溶液中，预处理3—4h；或放入冰箱(0—4℃)中预处理24h。

实验3、植物染色体标本制备及核型分析目前，国内外常用的植物染色体制片技术可以分为两种，即压片技术和去壁低渗技术。

Belling(1921)提出植物染色体压片技术后，压片已成为植物染色体研究中最广泛应用的常规技术；但是由于植物细胞有坚实的细胞壁，染色体很难象动物染色体那样平整地贴在载玻片上，Omura 和Kurata(1978)把植物原生质体技术应用到水稻染色体研究之中，用纤维素酶、果胶酶和0.075mol.L-1氯化钾处理取得了一定的进展，陈瑞阳等人（1979、1982）提出了植物染色体标本制备的酶解去壁低渗技术，并在多种植物上得到广泛应用，成为当今植物染色体研究中的重要方法。

压片技术和去壁低渗技术在取材和预处理要求及其操作都是相同的，即两者的材料基础条件是相同的，但它们所采用的染色体分散方法是不同的。

压片法是以人工外加机械压力使染色体分散，而去壁低渗法是用酶分解细胞壁，低渗液使细胞膜吸胀、水表面张力使染色体分开。

两种技术各有其优缺点，前者操作快速简便、省材省时，后者染色体易于展开、且真实不变形，尤其是对成熟细胞多的植物组织，如芽、愈伤组织等材料有独到效果，本实验主要介绍去壁低渗染色体制片技术。

一、实验目的1、掌握植物根尖、茎尖及叶片去壁低渗染色体制片技术，通过3周开放性实验教学，进行植物染色体制片技能训练；2、掌握植物染色体显微照象技术及组型分析技术，通过大量的制片观察，能获得图象清晰、完整、高度分散的染色体典型制片；通过显微摄影，获得某植物染色体自然核型图，并能用国内外通用的植物核型分析标准，确定该植物染色体模型图、核式公式及类型；3、掌握植物有丝分裂制片技术，通过大量的制片观察，能比较快速准确地判断细胞有丝分裂前、中、后、末期的染色体图象，并对其典型制片照像，收集核型分析及有丝分裂过程观察的染色体制片素材；4、结合实验，对某一新资源植物进行染色体组型分析，获得该物种染色体组型公式、类型、核型图及核型模式图。

实验植物染色体组型分析实验植物染色体组型分析实验植物染色体组型分析一、实验目的通过本实验，要求学生初步掌握植物有丝分裂观察的基本流程（包括试验材料的选取、预处理、固定、离解、染色、压片和核型观察等）和染色体组型的分析方法。

二、实验原理有丝分裂是细胞均等增殖的过程，是体细胞分裂的主要方式。

在有丝分裂过程中，细胞内每条染色体都能复制一份，然后分配到子细胞中，因此两个子细胞与母细胞所含的染色体在数目、形态和性质上均是相同的，在各种生长旺盛的植物组织中均存在着有丝分裂。

三、实验材料洋葱根尖四、实验用具显微镜、载玻片、盖玻片、酒精灯、解剖用具、刀片、秋水仙素8―羟基喹啉、醋酸洋红（或醋酸地衣红）、盐酸法莫氏固定液等。

五、实验方法1、洋葱根尖的培养在实验课前3～4天，挑洋葱一个，放到广口瓶上。

瓶内装进清水，使洋葱的底部碰触至瓶内的水面。

把这个装置放到温暖的地方，特别注意经常换水，并使洋葱的底部总是碰触至水。

等待八根5cm时，可行生长强壮的食道制片观测。

2、trained处置细胞分裂时由于纺锤体的牵引及染色体不一定都缩到最短，故在制片时染色体易相互缠绕、重叠，所以，材料在固定前必须经理化因素预先处理，目的是改变细胞质粘度，破坏或抑制纺锤体的形成，使染色体缩短，并促使染色体分散等。

常用的药物浓度，处理如下：0.04%―0.2%秋水仙碱水溶液处置2―5小时，a―溴代萘饱和状态水溶液处置0.5―4小时；对二氯苯饱和状态水溶液处置2―4小时；0.002m―0.2m8羟基喹啉2―4小时，上述处置在室温下即可，若低温处置则用蒸馏水在1―4度下处置24小时。

这些药物对植物细胞都有不同程度的毒害作用，高温或长时间的处理，往往会产生多倍体或使染色体发生粘结、聚缩和解体现象，因此处理时间一般以4小时以内为适宜，温度以10―16度效果较好。

本实验：用0.002mol／l的8-羟基喹啉20℃条件下贮藏处置4h，或者0.7mm的环己酰胺中室温处置8h，将处置液取出，然后用蒸馏水冲洗。