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
植物多倍体诱发及细胞学鉴定概要
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。
遗传学实验 植物多倍体的诱发
四、实验方法
（二）小麦、玉米多倍体植株诱发——从种子开始
4、当根长出后及时转入装有自来水的250mL烧 杯的纱网上进行水培2-3周。 记录。每种植物每组至少取10株，测量植 株地上部分高度和鲜重，根长、根数和鲜重。 观察植株叶表皮气孔形态和数目的变化（该 性状作为辅助指标）。 注意处理组与对照组的对比分析。
遗传学实验
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四、实验方法
（一）大蒜根尖多倍体细胞诱发
1、发根：在50mL烧杯中加适量自来水，将大蒜鳞 基置烧杯上，底部浸入水中。 2、秋水仙素处理：约3天后（根长1~1.5cm），将 根尖浸于0.1%秋水仙素溶液中48h。由于培养时间 较长，需要添加秋水仙素溶液。以未处理作为对照。 3、复苏：自来水冲根尖4-5次充分除去秋水仙素， 再用自来水培养根尖至2.5cm以上。
2012/10/14
遗传学实验
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Think About It…
1、经秋水仙素处理的植物种子在生长发 育上有何特点？ 2、用秋水仙素处理干种子时，为何前期 浓度较高，后期浓度较低？ 3、比较玉米和小麦对秋水仙素反应的差 异？
遗传学实验
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五、实验要求和注意事项
1、本实验为综合性性实验。两人一组进行实验。 2、由于实验周期长，要求每组同学们在每一环节 都要认真操作，否则最后得不到观察的实验材料， 也得不到有效的实验数据用于分析。 3、为了实验安全，在进行秋水仙素处理时统一在 实验室内进行，后期水培管理可以自行安排，注意 水分管理。 4、对实验的数据要求进行统计分析，比较分析处 理组与对照组之间植株生长的差异性。 5、待水培2-3周后，实验室集中取材测定与分析。
遗传学实验 5
三、试剂、材料
1、器皿及仪器：培养皿（Φ=9cm）、 250mL烧杯（带纱网），50mL烧杯，水浴锅， 盖玻片、载玻片、解剖针、显微镜等。 2、试剂：0.1%秋水仙素、0.025%秋水仙素 、卡诺氏固定液、70%乙醇、0.1M盐酸、改 良卡宝品红染色液。 3、材料：大蒜鳞基、小麦种子、玉米种子
不同植物同源多倍体的诱发与鉴定实验设计
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.。
《多倍体育种》课件
提高农作物的抗逆性和适 应性
多倍体植物通常具有更强的抗 逆性和适应性，能够在不同环 境条件下生长良好。
增加农作物产量
多倍体育种可以通过增加细胞 分裂速度和光合作用效率等方 式，提高农作物产量。
促进农业可持续发展
多倍体育种可以培育出抗病、 抗虫、抗旱等性状优良的农作 物品种，降低农药和化肥的使 用量，保护生态环境，促进农 业可持续发展。
详细描述
化学诱变法是一种常用的多倍体育种方法，通过在植物细胞分裂过程中施加化学诱变剂，干扰DNA复 制和染色体分离，导致染色体数目变异。这种方法具有操作简便、突变率高、突变谱广等优点，但同 时也存在突变方向不可控、突变体遗传稳定性差等缺点。
物理诱变法
总结词
利用物理因素如X射线、紫外线、中子等 诱导植物产生基因突变，从而创造出具 有优良性状的多倍体植株。
生长速度加快
通过多倍体育种技术，可以培育出生长速度较快的动物品种，缩 短养殖周期。
肉质改善
多倍体育种可以改善动物的肉质和口感，提高其食用价值。
抗病能力增强
多倍体育种可以增强动物的抗病能力，降低疾病的发生率。
多倍体育种在工业微生物中的应用
代谢产物增多
01
通过多倍体育种技术，可以培育出代谢产物增多的工业微生物
多倍体的形成方式
总结词
多倍体的形成主要有两种方式，即自发产生和人工诱导。
详细描述
自发产生是指生物体在自然环境中，由于遗传变异或环境因 素的影响，导致染色体组数增加，形成多倍体。人工诱导则 是通过人工手段，如化学物质处理或射线照射等，促使生物 体的染色体组数增加，从而形成多倍体。
多倍体的生物学特性
对多倍体育种的建议与展望
加强基础研究
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
8n=56 异源八倍体
根据多倍体产生的方法
天然多倍体 人工多倍体
普通小麦 6n=42， 方正银鲫 3n=150 三倍体无籽西瓜、香蕉
根据染色体组的数目
三倍体 四倍体 六倍体 八倍体 单倍体 二倍体
Triploid Tetraploid Hexaploid Octoploid Haploid Diploid
实验十一 植物多倍体的 诱发和鉴定
背景知识
染色体组——遗传学上把一个配子的染色 体数，称为染色体组，用n表示。例如洋 葱的染色体数目 2n=16，则X=8
黑麦体细胞染色体数为14条，X=7。
单倍体——凡是细胞核中含有一套完整染 色体组的生物就叫单倍体。
多倍体——含有两套以上染色体组的生物， 称为多倍体。如三倍体（3n）பைடு நூலகம்四三倍 体（4n）、六倍体（6n）等。整倍体。
秋水仙素的作用机制
1、当细胞进行分裂时，能使染色体的着丝点延 迟分裂，于是已经复制的染色体两条染色单体 分离，而着丝点仍连在一起，形成“X”形染色 体图；（秋水仙素浓度高）
2、引起分裂中期的纺锤丝断裂，或抑制纺锤体 的形成，使染色体不走向两极而被阻止在分裂 中期，这样细胞不能继续分裂，从而产生染色 体数目加倍的核。（秋水仙素浓度高）
多倍体的分类
按染色体组的来源 同源多倍体 ——增加的染色体组来自同一
物种或是原来的染色体组加倍的结果。 异源多倍体——如果增加的染色体组来自
不同的物种，则称为异源多倍体。
白鲫×红鲤
2n=100 2n=100
鲤鲫 2n=100
普通小麦×黑麦
6n=42
2n=14
黑小麦4n=28
4n=200
异源四倍体
秋水仙素对染色体结构并无明显的影 响，对细胞也不产生严重毒害，细胞解 除秋水仙素环境后仍可正常生长分裂， 因而出现细胞含有多个染色体组的情况， 亦即构成了多倍体细胞。
植物多倍体诱导及其细胞学鉴定PPT课件
玉米： 2n=2X=20，X=10，n=10，n=X； 普通小麦：2n=6X=42，X=7，n=21，n=3X 可见：n既可以等于X ，也可以是X的倍数。
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染色体倍性
• 一倍体(monoploid)：体细胞中只具有一个染
导多倍体的有效方法。 秋水仙素是从百合科秋水仙属植物秋水仙(Colchicum autumnale)
的 有种 剧子 毒及 ，故器使官用中时提要取特出别来注的意一，种切生勿物使碱药，液其进分入子眼式内为或C2口2H中25N。O6，因 秋水仙素诱导作用在于阻止有丝分裂细胞中纺锤丝的形成，而
对染色体的结构和复制无显著影响。若浓度适合，药剂在细胞中扩散 后，不致发生严重的毒害，这样纵列为二的染色体不能向两极分开， 因而便产生了染色体加倍的重组核。当药剂的作用消除后，由于多倍 体细胞继续分裂，便得到多倍体组织，以后则产生新的多倍体植株。
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４．固定 将恢复后的种子从根尖顶端切下1cm长的幼根放入广口瓶中，以卡诺氏固定液 (Carnoy‘s Fluid) （冰醋酸：乙醇=1:3）进行固定2-24h后，保存于70%乙醇溶 液中, 4℃ 冰箱保存。
5. 切取分生组织 蒸馏水浸洗固定好的幼根两次，吸水纸吸净蒸馏水，置于载玻片上，切取乳白 色分生组织1mm左右。
10. 观察多倍体细胞染色体的形态并统计其染色体数目。
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六、实验结果与分析 1. 统计100个中期细胞，计算多倍体细胞的
出现率； 2. 绘制观察到的蚕豆二倍体、多倍体的中期
分裂相图。
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注意事项
• 秋水仙素处理时间应根据供试材料的细胞周期而定，当处
理时间介于供试材料细胞周期的一倍到两倍之间时，可观 察到细胞由二倍体变为四倍体，当处理时间多于供试材料 细胞周期的两倍以上时，供试材料的细胞可从四倍体变为 八倍体。因此，在培养多倍体细胞时，应注意用秋水仙素 的处理时间；此外，秋水仙素的浓度对处理效果也有影响， 应注意掌握。（蚕豆根尖在19℃条件下，一个细胞周期约 为19.3小时）
植物多倍体的诱发和鉴定
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2 讨论： ① 选择合适的材料是实验成功的首要因素， 请问该实验选材时注意什么问题？ ② 酶解时酶液的组成及浓度如何确定？ ③ 研究原生质体的意义是什么？
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药品：蒸馏水、卡诺氏固定液、45%醋酸、秋 水仙素、改良苯酚品红染液等。
实验步骤：
1 培养根尖：将大蒜瓣放在盛有清水的培养皿
中，让根部接触水，在20~25℃光照下培养，待根 尖长到0.5~1cm时备用。
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2 多倍体诱导：将水换成0.1%的秋水仙素溶液， 在阴暗处培养2天左右。
3 固定：11：30左右将剪取根尖1~2cm冲洗后 转移至卡诺氏固定液中，室温下处理3~8小时。
用高温、低温、射线照射、等物理化学方法人工诱
发多倍体植物。其中，以应用化学试剂更为有效和
方便，如秋水仙素、异生长素、富民农等，使用最
广泛、效果最好的是秋可水编辑仙ppt素。
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实验材料：
洋葱、大蒜等。本实验选用大蒜。
实验用品：
用具：显微镜、剪刀、镊子、解剖针、载玻片、 盖玻片、酒精灯、铅笔、吸水纸等。
和果胶酶分离原生质体可。编辑ppt
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实验材料：
菠菜、油菜等。
实验用品：
用具：显微镜、离心机、载玻片、盖玻片、尼 龙过滤网、离心管、剪刀、镊子、吸水纸等。
药品：70%乙醇、甘露醇、CPW缓冲液、纤维素 酶、果胶酶、20%蔗糖溶液等。
实验步骤：
1 选取叶片：选取充分伸展的幼嫩叶片，自来 水清洗后，用吸水纸吸干水分。
请注意比较该实验结果与 有丝分裂实验结果有何不 同？
实验报告：
1 说明秋水仙素诱发多倍体的原理是什么？ 2 画出在显微镜下看到的多倍体细胞的图像；
植物多倍体的诱发及鉴定
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。
遗传学实验实验十 植物多倍体的诱发
三、实验材料、实验用具及试剂 大蒜根尖； 显微镜、染缸、酒精灯、培养皿、载玻片、盖玻片、
镊子、解剖针、刀片、擦镜纸、吸水纸等； 0.1%秋水仙素溶液、卡诺氏固定液、1mol/L盐酸、
改良苯酚品红染液。
四、操作步骤 1．生根：
将小烧杯或广口瓶装满自来水，把大蒜鳞茎洗干净， 用剪刀将鳞茎上的老根剪除，再把其放在小烧杯或广口瓶 上，使其生根部位恰好接触到水面，在25℃下培养2-3日 至根尖长1.5-2cm。 2.秋水仙素处理：
实验十 植物多倍体的诱发
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。
多倍体是在细胞中具有3个或3个以上的染色体组 的生物体。自然界中有许多植物是多倍体的，是变 异发生的重要途径之一。多倍体植物在形态上较二 倍体的植物个体大，叶片上的气孔也很大，因此很 容易辨认。多倍体的研究在育种工作中非常重要， 因为利用多倍体可以改良作物的某些经济性状，同 时还可利用多倍体克服远缘杂交过程中的障碍。
将生新根大蒜转移到装有0.1％的秋水仙素水溶液大培 养皿，培养36-48小时，当根尖明显膨大时，上午10-11点 将根尖取下，长度大约在1.5cm 左右，放入固定液中固定 24h，再用95%乙醇溶液换洗两次，转入70％乙醇保存。
3．酸解： 从70％乙醇中取出固定好的根尖→用水浸泡３
min→夹出根尖放入盛有适量1 mol/L HCl，60±0.5℃ 水浴保温的小烧杯中→解离10min。 4．染色
解离后材料水洗3min并吸干，截取1/2个根尖的乳 白色分生组织于载玻片上夹碎捣烂，滴加1～2滴改良 石炭酸品红染液，染色10～1Fra bibliotekmin，压片。
5．压片 在经染色的材料上加一滴染液，盖上盖玻片，
植物多倍体诱发和鉴定
实验材料、器具与试剂
（一）实验材料
洋葱根尖 ，大蒜（Aillum sativum）根尖
（二）实验器具 显微镜、培养箱、恒温水浴锅、温度计、镊子、刀片、载玻片、
盖玻片、烧杯、 1.5ml离心管、滴瓶、玻片、大培养皿、吸水纸、 铅笔、移液枪。 （三）药品试剂
卡诺氏固定液（无水乙醇3份，冰醋酸1份）、改良苯酚品红染色 液、1N HCl、45%醋酸。
• 2.你观察到的被鉴定物种的 染色体数目是多少？处理后 得到了哪些染色体数目变异 类型的细胞？
实验方法
（五）染色、压片 将解离后的根尖用蒸馏水冲洗后， 放入45%醋酸中软化5min左右，制片时，取一根 尖放在洁净的载玻片上，用刀片切取1mm左右的 生长区，其余部分弃掉，滴加改良苯酚品红染色液 染色15分钟左右。用刀片在材料的上方轻压几下， 使生长区的细胞分散开来，再将多余的染料用吸水 纸吸走，加盖玻片。用铅笔上的橡皮头敲击根尖部 位，重复几次，力一次比一次大，以盖玻片不破裂 为准。
植物多倍体诱发和鉴定
实验目的
•1.了解人工诱导多倍体的 原理
•2.学习用秋水仙碱诱发多 倍体植物的方法
二、实验原理
秋水仙碱是细胞有丝分裂的抑制剂，它的主要作 用是抑制纺锤丝微管的形成，因而抑制了染色体 移向两极的运动，使细胞停滞在中期状态而不能 分裂成二个新的子细胞，而秋水仙碱对染色体结 构并无明显的影响，对细胞也不产生严重毒害， 细胞解除秋水仙碱环境后仍可正常生长分裂，因 而出现细胞含有多个染色体组的情况，亦即构成 了多倍体细胞。如果用秋水仙素处理植物的根尖， 则在根尖分生区内可检测到大量染色体加倍的细 胞
实验方法
（一）材料准备 选取大蒜瓣去皮，用透明
胶带固定放在盛有清水的培养皿中，使根部 与清水接触，在 20～25℃光照条件下培养2 天左右。待根尖长到0.5～1cm时，将清水换 成含0.1%秋水仙素的水溶液中，置阴暗处培 养1～2天，至根尖膨大为止。
植物多倍体的诱导
五、实验步骤 1.培养材料 剪去洋葱的老根，置于清水中发根，然后转移到 0.1%秋水仙素中培养，一部分留在清水中，25℃培 养，直到根尖膨大并长长 2. 固定 用蒸馏水冲洗根尖2次,切取根尖末端0.5cm投入卡 诺氏固定液(无水乙醇:冰醋酸=3:1)试管中,固定4~24h。 3.洗涤： 取出固定完毕的根尖先用50%的乙醇浸泡5min，用 蒸馏水浸洗2次，每次5~10min。 4.解离 先将1%盐酸放在试管中置60 ℃水浴锅中预热，然 后把洗涤干净的根尖转移至预热的试管中进行解离
正常洋葱根尖细胞染色体：
秋水仙素处理后洋葱根尖细胞染色体： 2n=16 2n=4x=32 2n=8x=64
秋水仙素为白色粉末，易溶于冷水、乙醇、甲醛中，有剧毒，使用时要特别注意，切勿使药物进入眼内或口中 由于秋水仙素是剧毒，使用时，秋水仙素溶液浓度不能过大，否则会杀死细胞，0.1%左右的浓度诱导效果最好。 最重要的是浓度的控制 不同植物多倍体育种所需秋水仙素是不同的
植物多倍体的诱导及观察
பைடு நூலகம்
实验目的 掌握植物多倍体人工诱导技术及多倍体鉴定方法。了解人工诱发多倍体植物的原理、方法及其在植物育种上的作用；观察多倍体植物，鉴别植物染色体数目的变化及引起植物其他器官的变异情况
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实验原理
三、诱发多倍体植物意义
实验材料、器具及试剂 实验材料 洋葱（2n=16） 器具 显微镜、恒温培养箱、恒温水浴锅、剪刀、镊子、解剖针、小试管、刀片、载玻片、盖片等 试剂 1%秋水仙素，0.5%的乙醇
.绘制你所看到的洋葱根尖处理与对照的细胞分裂中期染色体图像 根尖经秋水仙素处理之后为什么会发生膨大?
思考题
园艺植物多倍体的诱导和鉴定 李腾飞
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。
植物多倍体的诱导及细胞学鉴定
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。
植物多倍体的诱导及其细胞学鉴定
植物多倍体的诱导及其细胞学鉴定植物多倍体的诱导及其细胞学鉴定摘要多倍体诱发在植物乃至在动物中都已经有了很广泛的应用，此次实验通过对大蒜根尖细胞进行多倍体诱发，初步了解并掌握了仍诱导多倍体的方法和技术，并对诱导组织进行了染色和压迫观察，进行了细胞学鉴定，掌握了判断多倍体细胞的方法和技术。
1.引言多倍体这个名词在人们的日常生活中也许并不多见，但在自然界中多倍体的分布却十分广泛，人们平时的饮食生活中，也有多倍体的身影。
现已知自然界大约有30％~35％的被子植物，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，也是变异发生的主要途径。
而我们平时吃的山药是四倍体，小麦是异源六倍体，大豆是异源四倍体，香葱也是四倍体。
自然形成的多倍体大多是植物对恶劣的自然环境的适应，而自从1937年美国学者布莱克斯利（A.F.Blakeslee）等，用秋水仙素加倍曼陀罗等植物的染色体数获得成功以后，秋水仙素就被广泛应用于细胞学、遗传学的研究和植物育种。
花卉方面：矮牵牛、金鱼草、鸡冠花等多倍体植物多表现为叶片肥厚、花色艳丽、花期长、花瓣多等特点，观赏价值得到了提高；药材方面，板蓝根四倍体有效成分含量比普通二倍体对照高出约40%；林木方面，四倍体桑树及刺槐在生长量及抗逆性方面都较之二倍体对照有了较大提高；经济作物方面，多倍体水稻的稻粒比普通水稻更加饱满、肥大。
另外，在倍性育种的过程中，育种家们还发现，植物多倍体除了适应性强、有机合成速率增加、果实大等优点外，还可克服远源杂交的不结实性和诱变率高的优点，由此可见，在人工诱导植物多倍体的基础上，如能结合其它育种手段，以培育出高质量的植物新品种，大有潜力可挖。
现在，动物多倍体诱变也逐渐发展起来，最显著的应用便是鲍的诱变。
人们发现，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。
而利用水压法、温度法等方法，也已经实现了工业化的批量生产。
植物多倍体诱发和鉴定实验报告
植物多倍体诱发和鉴定实验报告一，试验目的1.通过试验掌握植物多倍体化学诱导的原理和方法研究用秋水仙素进行植物多倍体诱导的常用方法和多倍体诱导对植物育种的重要性。
2、学会用细胞学方法来观察和识别多倍体特征及诱导染色体加倍的细胞学表现并通过染色体分析对多倍体细胞作出精确判断。
二，实验原理生物体内细胞核内均存在着比较稳定的染色体数量，这也是最基本的物种特征。
多倍体指细胞内有三个或更多染色体组存在的生物体。
在植物育种中，用多倍体可使作物经济性状得到改善，但也能用多倍体来克服远缘杂交时遇到的阻碍。
用某些化学因素来诱导植物多倍体的发生，其中秋水仙素对诱导多倍体的发生作用最大，也是目前使用频率最高的药物，用秋水仙素来处理进行有丝分裂过程中的细胞能抑制纺锤丝发生，从而在细胞有丝分裂过程中期纺锤丝被打断或者纺锤体的发生受到抑制，而在有丝分裂过程后期复制染色体不能移动到2个水平上，在细胞中染色体发生倍增而发生多倍体。
所以当秋水仙素浓度合适时，既能有效地阻断纺锤体生成，也不会对细胞产生很大毒害，所以细胞经过一段时间之后仍然能恢复正常而持续分裂，只需染色体数量倍增为多倍性细胞就能以此为基础进一步发展成多倍体植物。
用秋水仙素加工植物根尖制作临时装片并在显微镜下观察根尖分生区细胞内染色体的数量来判断染色体形成与否。
三，实验的材料，用具和试剂1.试材：萌发蚕豆及蚕豆幼苗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，烧杯等。
3.实验试剂为秋水仙素，浓度为1度。
卡诺固定液：由三种95%酒精和一种冰醋酸混合制成。
1mol·l-1盐酸、1mol·L-1醋酸、改良苯酚品红、1mol-1酒精。
四，试验步骤1.取材：种子经消毒后在无菌水中浸泡24 h,取蚕豆种子（2n=16）置于培养皿中湿滤纸中，常温或28℃条件下催芽，胚根长1~2cm,取催芽种子用自来水冲洗2~3遍待用。
2.预处理：取胚根长1~2cm蚕豆种子，移入装有蚕豆种子秋水仙素湿润吸水纸培养皿中，常温处理48h后，观察根部膨大情况后取出固定不动，并以水中培养蚕豆种子（通常植物生长周期17~18h）作对照。
李再云植物多倍体的遗传及表观遗传PPT课件
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多倍体诱发及细胞鉴定-
人类X染色质的制备与观察【摘要】多倍体是指细胞中具有3个或以上染色体组的细胞或个体。
本实验通过使用秋水仙素诱导大蒜根尖细胞形成多倍体并对诱导组织进行染色和压片观察，进行了细胞学鉴定。
【引言】多倍体在改良作物的某些经济性状，克服远缘杂交不结实等育种问题中非常重要。
多倍体是指细胞中具有3个或以上染色体组的细胞或个体，根据染色体组的来源不同可以分为同源多倍体和异源多倍体。
多倍体的形成有三种方式：通过合子染色体数加倍、通过植株分生组织内细胞染色体加倍和通过生殖细胞染色体加倍。
在自然界中多倍体形成主要是由于温度骤变导致生殖细胞染色体加倍（常见的多倍体有：小麦、山药、花生和大豆等），而人工诱导主要是由分生组织细胞内的染色体加倍产生。
人工诱导多倍体的方法有物理方法（温度剧变、机械损伤、射线处理等）和化学方法（植物碱、麻醉剂、植物生长激素处理等）。
本实验采用秋水仙素诱导多倍体产生。
多倍体植物具有以下特性：1、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；2、可孕性低：多倍体特别是三倍体是高度不孕的；3、适应性强：多倍体化使植株基因活性及酶的差异性增强也增强了植株的生态适应性、对逆境的抗耐性；4、有机合成率增加：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率；5、克服远缘杂交不结实性。
秋水仙素是百合科植物秋水仙的根、种子等器官中提炼出的一种植物碱。
分子式为C22H25O6N，具麻醉作用，性极毒，易溶于酒精、氯仿、甲醛和冷水中，不易溶解于乙醚、苯中。
秋水仙素的主要作用是抑制细胞分裂时纺锤体的形成，使染色体不能向两极移动而被阻止在中期，染色体数目加倍，当秋水仙素处理停止后，细胞继续分裂，就形成多倍体的组织。
若多倍体组织分化产生的是性细胞，则所产生的配子也是多倍性的，因而可以通过有性生殖途径把多倍体特性遗传下去。
【实验材料和方法】实验材料：大蒜、显微镜、恒温水浴锅、镊子、解剖针、单面刀片、双面刀片、载玻片、盖玻片、吸水纸、0.15%秋水仙素水溶液、70%乙醇、1M HCl、蒸馏水、改良苯酚品红实验方法：1、取材：取洋葱发根至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。
植物多倍体的诱发与鉴定
植物多倍体的诱发与鉴定张延杰山东大学生命科学学院09级四班200900140178摘要通过对大蒜根尖的秋水仙素处理，将根尖进行多倍体诱导，了解人工诱发多倍体植物的原理、方法及其在植物育种上的意义。
初步掌握用秋水仙素诱发多倍体的实验技术和多倍体的鉴定方法。
引言多倍体广泛地存在于植物界，目前已知被子植物中有三分之一以上的物种是多倍体，如普通小麦是异源六倍体，棉花是四倍体，此外还有烟草等，这些部是自然界存在的多倍体。
多倍体产生的途径除自然发生外。
也可以采用高温、低温、嫁接、切断和射线处理等物理方法和化学药剂处理方法，在这些方法中以化学药剂处理最为有效，如秋水仙素，萘嵌戊烷、异生长素、植物激素、富民隆等，都可诱发多倍体，其中应用最广泛、效果最好的是秋水仙素。
秋水仙素是由百合科秋水仙属的秋种番红花一一秋水仙素(Colchicum autumnale)的种子和器官中提炼出来的一种生物碱。
化学分子式为。
它具有麻醉作用，对植物的种子、幼芽、花蕾、花粉、嫩枝等可产生诱变作用，它的作用机理是抑制细胞分裂时纺缍体的形成，使复制后的染色体不能拉向两极，细胞不能继续分裂形成两个子细胞，从而导致染色体加倍，形成多倍体细胞，在此基础上进一步发育成多倍体植物，多倍体植物可以通过有性繁殖进行繁殖下去。
用人工方法诱导的多倍体，可以得到一般二倍体没有的优良性状，如大粒、大穗、内含物量增加、抗病性强等。
人工培育的三倍体西瓜、三倍体甜菜、八倍体小黑麦已在生严上厂泛应用。
对多倍体的鉴定，除了检查染色体数目变化外，形态特征的变异也是一个重要方面。
多倍体植物的气孔、花器、花粉粒、种子、果实等部分明显变大，气孔数目减少而密度变稀，同源多倍体育性有一定的降低，所以同源多倍体中有部分畸形的不育花粉粒。
实验材料：1、活体材料大蒜。
2、实验器具显微镜、剪刀、培养皿、载玻片、盖玻片、吸水纸、培养箱、镊子、解剖镜、镊子、解剖针、培养皿等。
3、药品改良苯酚品红染液、固定液、1mol／L HCl、冰醋酸、无水乙醇、医用乙醇（75%）等。
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8n=56 异源八倍体
根据多倍体产生的方法
天然多倍体 人工多倍体
普通小麦 6n=42， 方正银鲫 3n=150 三倍体无籽西瓜、香蕉
根据染色体组的数目
三倍体 四倍体 六倍体 八倍体 单倍体 二倍体
Triploid Tetraploid Hexaploid Octoploid Haploid Diploid
根尖。
实验器具药品
1.器具： 显微镜、烧杯、培养皿、载玻片、盖
玻片、剪刀、镊子、刀片、解剖针、纱布、 吸水纸等。 2.药品试剂：
秋水仙素、改良苯酚品红染色液、卡 诺固定液、无水酒精、冰醋酸、1N盐酸。
四、实验步骤
植物根尖多倍体诱导与观察 （1）取大蒜，刮去老根，放在小烧杯中，加水
至刚与根部接触为止，室内培养至新根长出 0.5~1.0cm，将上述小烧杯中的水换成含 0.1%秋水仙素的水溶液，至阴暗处培养2d， 至根尖膨大为止。
秋水仙素对染色体结构并无明显的影 响，对细胞也不产生严重毒害，细胞解 除秋水仙素环境后仍可正常生长分裂， 因而出现细胞含有多个染色体组的情况， 亦即构成了多倍体细胞。
如果用秋水仙素处理植物的根尖，则 在根尖分生区内可检测到大量染色体加 倍的细胞。
三、实验器材与试剂
实验材料
大蒜 (Allium sativum ,2n=16) 种子、
秋水仙素的作用机制
1、当细胞进行分裂时，能使染色体的着丝点延 迟分裂，于是已经复制的染色体两条染色单体 分离，而着丝点仍连在一起，形成“X”形染色 体图；（秋水仙素浓度高）
2、引起分裂中期的纺锤丝断裂，或抑制纺锤体 的形成，使染色体不走向两极而被阻止在分裂 中期，这样细胞不能继续分裂，从而产生染色 体数目加倍的核。（秋水仙素浓度高）
实验十一 植物多倍体的 诱发和鉴定
背景知识
染色体组——遗传学上把一个配子的染色 体数，称为染色体组，用n表示。例如洋 葱的染色体数目 2n=16，则X=8
黑麦体细胞染色体数为14条，X=7。
单倍体——凡是细胞核中含有一套完整染 色体组的生物就叫单倍体。
多倍体——含有两套以上染色体组的生物， 称为多倍体。如三倍体（3n）、四三倍 体（4n）、六倍体（6n）等。整倍体。
洋葱根尖细胞染色体 （染色体加倍）
洋葱根尖细胞染色体 （正常二倍体细胞）
对照（大蒜） 秋水仙素处理（大蒜）
作业
1、画出你所观察到的大蒜根尖细胞多倍体 染色体图；
2、所观察到的多倍体细胞中染色体有几种 形态？
一、实验目的
1、了解人工诱导植物多倍体的原理、方 法及其在植物育种上的意义；
2、初步掌握用秋水仙素诱发多倍体的实 验技术和多倍体的鉴定方法，鉴别诱导 后染色体数目的变化。
二、实验原理
诱发多倍体植物的方法
高温
低温 X射线照射
物理方法
嫁接和切断
化学方法：秋水仙素
秋水仙素
从百合科秋水仙属（Colchicum autumnale L.） C22H25NO6
（2）固定
用蒸馏水冲洗根尖2次，切取根尖末 端约 0.5cm 投入卡诺固定液(Carnoy's Fluid)中固定2~8 小时，95%的乙醇冲 洗一次，换入70%的乙醇中保存。
固定液的重要特性: 能迅速穿透细胞，将其固定并维持染 色体结构的完整性
（3）解离
1mol/L的HCl解离6~8min，以根尖伸长 区透明、分生区呈乳白色时停止解离为宜，蒸 馏水洗3次。
多倍体的分类
按染色体组的来源 同源多倍体 ——增加的染色体组来自同一
物种或是原来的染色体组加倍的结果。 异源多倍体——如果增加的染色体组来自
不同的物种，则称为异源多倍体。
白鲫×红鲤
2n=100 2n=100
鲤鲫 2n=100
普通小麦×黑麦
8
4n=200
异源四倍体
（4）染色
在载玻片上切取根尖膨大处的前部（呈乳 白色的区域），用镊子（或另一载玻片）将其 挤碎，在载玻片上有材料之处加一滴改良苯酚 品红染色液。染色8~10min。
（5）压片
覆一盖玻片，用铅笔硬头敲击压片， 然后隔吸水纸用拇指展平，吸去多余染 液。
（6）观察
低倍镜下寻找染色体分散良好的分 裂相，换高倍镜观察染色体数目。