多倍体诱导
秋水仙素诱导多倍体的原理

秋水仙素诱导多倍体的原理秋水仙素(Colchicine)是一种从秋水仙属植物中提取的生物碱,它在植物组织培养和育种中被广泛应用,可以诱导植物产生多倍体。
多倍体植物具有较大的细胞核和染色体数量,通常表现出更强壮的生长势和更大的叶片、花朵等特征。
那么,秋水仙素是如何诱导多倍体的呢?秋水仙素诱导多倍体的原理主要是通过干扰有丝分裂过程来实现的。
有丝分裂是植物细胞生长和繁殖的重要过程,它包括有丝分裂前期、有丝分裂中期、有丝分裂后期和细胞质分裂四个阶段。
秋水仙素主要作用于有丝分裂前期和有丝分裂中期,干扰了细胞的染色体分离和分裂过程,导致细胞核和细胞质的不均等分裂,从而产生多倍体细胞。
具体来说,秋水仙素通过影响微管的聚合和解聚过程,干扰了有丝分裂时的纺锤体形成和染色体分离。
在有丝分裂前期,秋水仙素阻断了微管的聚合,导致纺锤体无法形成,染色体无法准确分离。
而在有丝分裂中期,秋水仙素则影响了微管的解聚,导致染色体无法分离到两个子细胞中。
这样,细胞内的染色体数量就会产生变化,形成多倍体细胞。
除了影响有丝分裂过程,秋水仙素还可以通过其他途径诱导多倍体。
比如,秋水仙素可以影响细胞壁的合成和分解,导致细胞壁异常增厚,从而促进多倍体的形成。
此外,秋水仙素还可以影响细胞的核酸合成和代谢,进而影响细胞的染色体数量和形态。
总的来说,秋水仙素诱导多倍体的原理是多方面的,主要包括干扰有丝分裂过程和影响细胞壁合成等途径。
通过这些作用,秋水仙素可以有效地诱导植物产生多倍体细胞,为植物育种和组织培养提供了重要的工具和途径。
当然,在实际应用中,我们需要根据具体的植物种类和培养条件来确定秋水仙素的使用浓度和处理时间,以达到最佳的诱导效果。
诱导多倍体的方法
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诱导多倍体的方法诱导多倍体是一种常用的遗传工程技术,可以使植物细胞或组织中的染色体数目增加,从而形成多倍体。
多倍体植物具有许多优点,如较大的细胞和器官、更高的产量和更强的抗逆能力等。
本文将介绍几种常见的诱导多倍体的方法。
一、化学诱导化学诱导是一种常用的诱导多倍体的方法。
通过使用化学物质,如植物生长调节剂柞蚕素(colchicine)、乙醇(ethanol)和二倍体素(doubling agent),可以抑制有丝分裂的发生,从而使细胞或组织中的染色体数目加倍。
例如,将种子浸泡在柞蚕素溶液中,可以使种子发芽后的幼苗形成多倍体。
二、温度诱导温度诱导也是一种常见的诱导多倍体的方法。
通过将植物体暴露在高温环境中,可引起细胞核的异常分裂,从而使染色体数目增加。
温度诱导多倍体的方法适用于一些对高温敏感的植物,如蔬菜和花卉等。
例如,将幼苗置于高温(通常在30-40摄氏度)环境中一段时间,可以诱导出多倍体。
三、电脉冲诱导电脉冲诱导是一种利用电场脉冲诱导多倍体的方法。
通过在细胞或组织中施加高强度的电场脉冲,可以破坏细胞膜,导致细胞核的异常分裂,从而形成多倍体。
电脉冲诱导多倍体的方法适用于不同类型的植物,如小麦、玉米和葡萄等。
例如,将植物组织置于电脉冲装置中,施加适当的电场脉冲,可以诱导出多倍体。
四、基因工程诱导基因工程诱导是一种通过转基因技术诱导多倍体的方法。
通过引入特定的基因或RNA干扰(RNA interference)技术,可以改变植物细胞中的基因表达,从而诱导多倍体的形成。
基因工程诱导多倍体的方法适用于各种植物,如水稻、大豆和棉花等。
例如,利用基因编辑技术CRISPR/Cas9在植物细胞中敲除染色体分离相关基因,可以诱导多倍体。
诱导多倍体的方法有化学诱导、温度诱导、电脉冲诱导和基因工程诱导等。
这些方法在实际应用中具有一定的局限性,需要根据具体植物和研究目的选择合适的方法。
诱导多倍体技术的发展为植物育种和生物学研究提供了重要的工具,有助于改良植物品种和深入了解植物基因组的结构和功能。
人工诱导多倍体在育种上的应用
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人工诱导多倍体在育种上的应用:与二倍体植株相比,多倍体植株的茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。
例如,四倍体葡萄的果实比二倍体品种的大得多,四倍体番茄的维生素C的含量比二倍体的品种几乎增加了一倍。
因此,人们常常采用人工诱导多倍体的方法来获得多倍体,培育新品种。
目前世界各国利用人工诱导多倍体的方法已经培育出不少新品种,如含糖量高的三倍体无子西瓜和甜菜。
此外,我国科技工作者还创造出自然界没有的作物——八倍体小黑麦。
基因变异还可以带来好处,比如说杂交水稻,三倍体无籽西瓜,八倍体小黑麦等,多数采用人工方法使其基因变异。
动物也有,比如短腿安康羊。
也有利用一些酶剪切基因,比如抗虫棉。
小麦中出现矮秆、抗倒伏的变异,这就是有利变异。
有一些小麦品种在高水肥的条件下产量很高,但是由于植株高,抗倒伏能力差,大风一来,就会大片大片地倒伏,既影响产量,又不容易收割。
怎样才能得到既高产又抗倒伏的品种呢?科学工作者利用一种普通的矮秆小麦抗倒伏能力强的特性,将这种小麦与高产的高秆小麦杂交,在后代植株中再挑选秆较矮、抗倒伏、产量较高的植株进行繁殖。
经过若干代的选育以后,就得到了高产、矮秆、抗倒伏的小麦新品种。
为了得到优良的新品种,人们还采用射线照射和药物处理等手段,使种子里的遗传物质发生改变在这些种子发育成的植株或它们的后代中,就会出现各种各样的变异。
从中选出对人有益的变异类型进行定向选育,就有可能得到农作物的新品种。
有一些小麦品种在高水肥的条件下产量很高,但是由于植株高,抗倒伏能力差,大风一来,就会大片大片地倒伏,既影响产量,又不容易收割。
怎样才能得到既高产又抗倒伏的品种呢?科学工作者利用一种普通的矮秆小麦抗倒伏能力强的特性,将这种小麦与高产的高秆小麦杂交,在后代植株中再挑选秆较矮、抗倒伏、产量较高的植株进行繁殖。
经过若干代的选育以后,就得到了高产、矮秆、抗倒伏的小麦新品种。
其实在生物,医学等各个方面还有很多好处我们知道,地球上的环境是复杂多样、不断变化的。
实验五 植物多倍体的诱导和鉴定
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五.作业
1.分别绘出2n=16和2n=32洋葱中期分裂相细胞。
2.阐述秋水仙素诱导植物细胞染色体数目加倍的机 制。
四.步骤方法
4.保存液中取根尖,纯水漂洗2次,1mol/L盐酸60℃水解根
尖10分钟,再纯水漂洗2次
5.将两种根尖分别置于干净载玻片上,
均切下分生区,加一滴染液,用镊 子捣碎根尖染色3-5分钟
四.步骤方法
6.加盖玻片,进行压片
7.显微观察
四.步骤方法
1.剥去洋葱干茎片,整理干净根盘,泡水3-4天 2.不定根长出约2cm,部分洋葱转入0.05%秋水仙素溶液 处理2天 3.分别取经过秋水仙素溶液处理后膨大的根尖和不处理 的根尖进行固定4-6h,95%酒精冲洗及70%酒精保存 4.保存液中取根尖,纯水漂洗2次,1mol/L盐酸60℃水解 根尖10分钟,再纯水漂洗2次 5.将两种根尖分别置于干净载玻片上,均切下分生区, 加一滴染液,用镊子捣碎根尖染色3-5分钟 6.加盖玻片,进行压片 7.显微观察
人工诱导多倍体也是培育植物新品种的主要 途径之一。
4nx2n 3仙
郁金香
小麦
三.供试材料 洋葱鳞茎
四.步骤方法
1.剥去洋葱干茎片,整理干净根盘,泡水3-4天 2.不定根长出约2cm,部分洋葱转入0.05%秋水仙素溶液处
理2 天
3.分别取经过秋水仙素溶液处理后膨大的根尖和不处理的 根尖进行固定4-6h,95%酒精冲洗及70%酒精保存
实验五
一.目的要求
植物多倍体的诱导和鉴定
了解人工诱导多倍体植物的原理;学习使用秋 水仙素诱发多倍体植物的方法;掌握鉴别植物多倍 体的实验操作。
二.预备知识 具有3个或以上基本染色体组的植物称为多
倍体植物。多倍体有同源多倍体和异源多倍体。 人工诱导多倍体可以采用物理和化学药剂处 理的方法进行操作。
植物多倍体诱导

四、人工诱导多倍体难点
1.不易结实,因为在四倍体形成配子时 容易发生交联,导致不能正常的分开,形 成种子少,生长素含量低,发育不良。 2.大多数植物是二倍体比较稳定的,通 过秋水仙素诱导成四倍体后容易回复为二 倍体,导致四倍体个体减少。 3.多倍体大多晚熟是地理气候影响,不 易被推广。
五、多倍体育种发展
一、多倍体的特点
• 1、巨大性
• 在体形和细胞上都表现出明显的巨大性:叶
片变宽增厚、茎粗壮;花、果实、种子增大;气
孔与花粉增大等。
•
多倍体形态上的巨大性还表现在气孔与花粉
的增大,并且这种增大可用作鉴定多倍体的初步 指标。
• 2、生理特性发生变化
• 许多多倍体植物具有生长缓慢、发育延迟、 呼吸和蒸藤作用减弱、水分增加、输导作用 较差
植物多倍体诱导
杨扬 陈静芳
多倍体的各种果蔬, 粮食已经融入了我们 生活,像西瓜、八倍 体黑小麦、洋葱、草 莓等。这些新品种给 我们带来了更多的口 感更多的滋味,当然 也带来了更多的经济 效益。右图为八倍体 黑小麦。
右图为加倍了的 草莓,以及加倍与未 加倍对比的水稻。 根据这两幅图, 我们大家可以猜到, 这染色体加倍后有什 么养的好处呢 ? 我们如何人来加 倍植物的染色体呢? 多倍体的在自然 中能不能形成呢?
西瓜幼苗多倍体诱导方法研究
四倍体自然发生的频率很低, 人工诱导 是通过各种方法使原种或杂种的合子染色 体数加倍, 主要有以下途径:①利用物理方法 诱导, 利用各种射线、异常温度、超速离心 力、高电压等诱导变异。②生物方法, 如多 次摘心、嫁接后在愈伤组织处出现四倍体。 ③利用化学方法诱导, 利用化学试剂如秋水 仙素、苯乙烷、吲哚乙酸、苯及其衍生物、 有机砷制剂、有机汞制剂、磺胺剂及其他 植物碱
植物多倍体的诱导
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植物多倍体的诱导及细胞学鉴定摘要多倍体即细胞中具有三个或三个以上染色体组的细胞或个体,多倍体在生物进化中有很重要的意义,其诱发突变在农业育种上有重要应用,本次实验利用大蒜作为材料,通过秋水仙素诱导,然后经过一系列的染色制片技术,最终成功观察到了大蒜根尖多倍体。
1.引言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,染色体组指的是二倍体生物一个配子的染色体总和,也叫基因组,用n表示。
如本次实验所用的材料大蒜的染色体即可表示为2n=16。
在自然界中,多倍体的产生大多是因为温度骤变,紫外线辐射导致细胞分裂时染色体不分离,导致体细胞染色体加倍。
在生物学研究中中,诱导多倍体的方法则有很多,如物理方法:温度剧变、机械损伤、各种射线处理等;化学方法:各种植物碱、麻醉剂、植物生长激素等。
其中,秋水仙素[处理是诱导多倍体的最有效的方法之一。
秋水仙素(colehicine)是一种生物碱,昧苦,有毒。
在农业领域,秋水仙素常用于多倍体诱变育种。
[1]多倍体植株具有许多特性:如巨大性,随着染色体加倍,细胞核和细胞变大,组织器官也变大;可孕性低,多倍体特别是三倍体是高度不孕的,可用于培养无籽蔬菜;适应性强,植物多倍化不仅使植株基因活性及酶的差异性增强,而且还增强了植株的生态适应性、对逆境的抗耐性,可用于开发易于种植的品种;有机合成速率增加,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速率,客服远缘杂交不亲和的问题。
使得多倍体在农业育种中具有很大的应用。
另外,随着科学的发展,动物多倍体诱变也逐渐引起人们的兴趣,最显著的应用便是鲍的诱变。
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,而利用咖啡因加热休克法诱导鲍多倍体也取得了许多成效。
[2]本次实验选择大蒜根作为实验材料,通过秋水仙素处理再经过一系列的染色制片过程,最后利用直接法在显微镜下观察其染色体数目确定其是否形成了多倍体。
植物多倍体人工诱导
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四、操作步骤
1.生根: 把洋葱的鳞茎洗干净,用 刀片将鳞茎上的老根削除, 再把其放在搪瓷盘的网格 上,使其生根部位恰好接 触到水面,在25℃下培养 几日至根尖长1.5-2cm。
鲤鱼 104
羊 54
河虾 116
狗 78
蚯蚓 32
牡丹三倍体 2n=3X=15
金鱼草 二倍体
金鱼草 四倍体
同源三倍体是高度不育的。
染色体分离紊乱 高度不育
同源四倍体马铃薯 2n=4x=12Ⅳ
二倍体草莓 四倍体草莓
巨大性
多倍体还有哪些优点?
如何获得多倍体?
凤仙花多倍体育种
不同倍数甜菜叶片气孔大小的比较
如何获得多倍体 帕米尔高原的植物65%的种类是多倍体。猜测可能原因?
秋水仙
二 实验原理:
在适宜浓度的秋水仙素的作用下,它既可以有效地阻 止纺锤体的形成,又不至于对细胞发生较大的毒害。 因此,当细胞继续分裂后,可使细胞的染色体数加倍。
三、实验器具、药品试剂 洋葱(2n=16) 和玉米(2n=20)
七 、自主学习
植物多倍体诱导除了种子浸渍法外,还有那些 在育种实践中经常用到的方法,各有什么优缺 点?
八 、创新
以多倍体诱导为主,结合常规育种手段,设计 一套玉米育种方案
4.染色 改良石 炭酸品红染色:
解离后材料 水洗3min并吸干, 挑取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 滴染液,染色 10~15min,压片。
5.压片 在经染色的材
料上加一滴染液, 盖上盖玻片,覆一 层吸水纸,用带橡 皮头的铅笔垂直敲 打,或以拇指垂直 紧压盖片(注意勿 使盖片搓动),使 材料分散压平,便 于观察。
多倍体产生的机理
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多倍体产生的机理
多倍体产生的机理是指生物体在染色体重复或不分裂的情况下,产生了多个染色体组的现象。
多倍体产生的机理可以分为两种情况:自然多倍体和人工多倍体。
一、自然多倍体的机理
1. 无配对染色体分离:在有性生殖过程中,染色体在减数分裂时没有正确地配对和分离,导致染色体数目增加。
2. 合并染色体:在有性生殖过程中,染色体可能会发生断裂和交换,导致染色体合并,从而形成多倍体。
3. 无性繁殖:某些生物体可以通过无性繁殖方式产生多倍体,如植物的根茎分裂、叶片分裂等。
二、人工多倍体的机理
1. 化学诱导:通过化学物质诱导细胞发生染色体重复或不分裂,从而形成多倍体。
2. 物理诱导:通过物理因素如辐射、高温等诱导细胞发生染色体重复或不分裂,
从而形成多倍体。
3. 细胞融合:将两个或多个不同的细胞融合在一起,使它们合并成一个多倍体细胞。
总之,多倍体产生的机理是多种多样的,包括自然多倍体和人工多倍体。
对于生物学研究和应用,多倍体的产生具有重要的意义。
一种杂交兰花多倍体的诱导方法

一种杂交兰花多倍体的诱导方法杂交兰花是指通过不同种类的兰花进行交配,产生新的品种。
多倍体则是指染色体数目超过两倍的生物体。
本文将介绍一种诱导杂交兰花多倍体的方法。
要进行杂交兰花多倍体的诱导,需要选择适合的亲本。
一般来说,选取具有优良特性的兰花作为母本,而选择较易于杂交的兰花作为父本。
母本的特性可以通过观察植株的外观、花朵的形状和颜色等来确定。
而父本的选择则需要考虑其花粉的活力和易于获取。
接下来,进行杂交操作。
首先,将母本和父本的花朵分别准备好,确保花朵朝向相同。
然后,取出父本的花粉,轻轻撒在母本的柱头上。
这个过程需要小心、耐心,确保花粉均匀分布在柱头上。
完成杂交后,需要进行花粉管的生长观察。
观察期一般为数天至数周,具体时间取决于所选兰花品种的生长速度。
在观察期间,需要注意观察花粉管的生长情况,如果花粉管能够顺利穿过花柱并进入子房,则说明杂交成功。
成功完成杂交后,需要进行种子的培养。
首先,将杂交所得的果实采摘下来,放置在通风良好的地方进行干燥处理。
然后,将果实中的种子取出,清洗干净。
接下来,将种子放置在含有适量营养物质的培养基上,进行培养。
培养基的配方可以根据不同兰花品种的需求进行调整。
在培养基上进行种子培养的过程中,需要注意控制温度、光照和湿度等环境因素。
同时,还需要定期给培养基添加适量的营养物质,以促进种子的发芽和生长。
经过一段时间的培养,种子将逐渐发芽并形成苗。
这时,需要将苗移植到适宜的培养基或土壤中进行进一步生长。
在移植过程中,需要注意保持良好的水分和养分供应,以确保苗的健康生长。
经过一段时间的生长,杂交兰花多倍体将开始开花。
这些新品种的花朵可能具有母本和父本的特点,也可能呈现出全新的特性。
通过杂交兰花多倍体的诱导,我们可以获得更加丰富多样的兰花品种,并且为兰花的进一步研究和应用提供了基础。
杂交兰花多倍体的诱导方法包括选择适合的亲本、进行杂交操作、观察花粉管的生长、种子的培养和苗的移植等步骤。
多倍体的诱导方法和原理
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多倍体的诱导方法和原理多倍体是指具有两个或多个倍数的染色体组,其性状与普通二倍体生物相比具有一些独特的优势,比如生长速度更快、体型更大、抗逆性更强等。
利用多倍体育种育种等领域具有广阔的应用前景。
而多倍体的诱导方法和原理则是多倍体研究领域的重要内容之一,下面将从多倍体的定义、形成原理、诱导方法等方面进行详细解析。
一、多倍体的定义和形成原理多倍体是指细胞的染色体组数目是普通二倍体细胞的整数倍的一种形式。
通常我们称的二倍体生物,其细胞中具有一对相同的染色体,也即两套染色体。
而多倍体生物则有两对或多对染色体。
多倍体的形成主要有两种方式:自然发生和人为诱导。
自然发生多倍体的情况很少见,一般是由染色体非整倍体倍数的配子或胚胎形成的。
在自然条件下,某些植物经过自交或异交产生着丝粒数变化、育性不定或育性系数较低的后代,有的便能形成多倍体植株。
不过自然发生的多倍体数量较少,因此人为诱导多倍体成为了一种重要的研究和应用手段。
二、多倍体的人工诱导方法1. 化学诱导法:多倍体的诱导方法主要有化学诱导法、物理诱导法和生物技术诱导法等多种方式。
化学诱导法是利用化学药剂来破坏细胞分裂过程中的细胞壁、核膜等结构,从而诱导产生多倍体。
目前常用的化学药剂主要包括科学家John et al.研发的Colchicine 和Oryzalin,通过浸泡处理等方法,使种子或组织细胞的染色体数目发生变化,从而诱导产生多倍体。
这种方法操作简单,诱导成功率较高,成本较低,已成为目前多倍体诱导的一种主要方法。
2. 物理诱导法:物理诱导法是利用物理条件来诱导产生多倍体,主要包括辐射诱导和超声波诱导两种方式。
辐射诱导是利用辐射照射,如γ射线、X射线等,破坏细胞的遗传物质从而诱导多倍体产生。
超声波诱导则是利用超声波对细胞进行刺激,从而引发细胞染色体组数目变化,产生多倍体。
这两种方法操作简便、诱导成功率较高,但也存在辐射对人和环境的危害等问题,因此在实际应用中需要谨慎使用。
[整理版]蚕豆的多倍体诱导和判定
![[整理版]蚕豆的多倍体诱导和判定](https://img.taocdn.com/s3/m/d5da52cd51e2524de518964bcf84b9d528ea2c8d.png)
蚕豆的多倍体诱导和鉴定
一、实验目的:
初步认识化学诱发植物多倍体的过程,学习利用染色鉴定多倍性细胞的方法、原理以及多倍体诱导在植物育种上的意义。
二、实验原理:
⑴、利用秋水仙素处理正在进行有丝分裂的细胞,阻碍纺锤体的形成,使复制的染色体不分离而形成多倍体。
⑵、把用秋水仙素处理的植物根尖制成临时装片,利用显微镜观察细胞中的染色体数目而确定是否形成多倍体。
三、实验材料、药品及用具:
蚕豆、显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、刀片、培养皿、吸水纸、0.1%和0.025%的秋水仙素溶液、培养箱
四、实验步骤:
⑴、在铺有滤纸的器皿上浸渍种子并注入0.1%的秋水仙素溶液加盖
催芽。
⑵、取出种子用自来水洗2~3次。
⑶、将萌发的种子移到盛有0.025%的秋水仙素溶液润湿的吸水纸的培养皿里。
⑷、放入20℃的培养箱中培养发芽。
⑸、48小时后取出幼苗并用自来水缓缓冲洗。
⑹、把处理后的幼苗栽种到试验田里。
⑺、同期播种未经处理的蚕豆种子作为对照。
⑻、定期地除草,浇水等,对其进行良好管理。
⑼、到一定时期后分别取处理过和未处理过的蚕豆根尖制成临时装片,用显微镜观察细胞内染色体数目来鉴定是否发生染色体加倍。
植物的多倍体诱导及其观察实验报告

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。
洋葱多倍体的人工诱导及鉴定实验
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洋葱多倍体的人工诱导及鉴定一、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.鉴别不同浓度、不同时间秋水仙素对染色体加倍的效果、染色体数目变化。
二、实验原理:自然界各种生物的染色体数目是相对恒定的。
洋葱染色体有16条,配成8对。
遗传学上把二倍体生物一个配子中的全部染色体,称为染色体组。
一个染色体组内每个染色体的形态和功能各不相同,但又相互协调,共同控制生物的生长和发育、遗传、变异。
多倍体普遍存在于植物界。
除了自然界存在的多倍体物种外,又可采用物理、化学方法诱导多倍体植物。
物理的如温度剧变、射线照射、机械损伤等。
化学方法诱发多倍体,主要是应用植物碱、麻醉剂、植物生长素等各种化学药剂,如秋水仙素、异生长素、富民农等,其中以秋水仙素效果最好,使用最为广泛。
秋水仙素是从百合科秋水仙属的一个种。
具有麻醉作用,对植物种子,幼芽,花蕾,花粉,嫩枝等可产生诱变作用。
它的主要作用是抑制细胞分裂时纺锤体的形成,使染色体不走向两极而被阻止分裂中。
这样的细胞不能继续分裂,从而产生如同数目加倍的核。
若染色体加倍的细胞继续分裂,就形成多倍体组织。
三、实验材料及用品:材料:洋葱根尖用品:0.05%秋水仙素、0.1%秋水仙素、0.15% 秋水仙素、0.2% 秋水仙素、1mol/lHCL 固定液、改良苯酚品红染液、无水酒精、70%乙醇四、实验步骤:1.洋葱的采购及处理刮去老根,放在小烧杯上,加水至刚与根部接触为止,室内恒温箱培养至新根长出0.5~1.0cm左右。
2.多倍体诱导当洋葱新根长至0.5~1.0cm左右时,将上述小烧杯中的水换成含0.1%秋水仙素水溶液,置于25℃恒温箱中培养2天,至根尖膨大为止。
3.染色在载玻片上切取根尖彭大处的前部,用镊子将其挤碎,在载玻片上有材料处加一滴改良苯酚品红染色液,染色8~10min.4.压片覆一盖玻片,酒精灯火焰微烤,用胶头滴管头敲击压片,然后隔吸水纸用拇指展平,吸取多余染液。
人工诱导产生多倍体的途径.
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人工诱导产生多倍体的途径自然界产生多倍体的频率极低。
在进行植物多倍体育种时必须通过人工手段创造多倍体。
基本原理是在细胞分裂时利用物理、化学或生物学的方法增加细胞中的染色体数。
人类自20世纪初即开始进行多倍体的诱发。
开始时主要使用的是物理的方法,1937年秋水仙碱染色体加倍的作用被发现后便逐渐成为诱发植物多倍体的主要手段。
(一)物理因素诱导物理因素包括利用温度激变、机械创伤、电离辐射、非电离辐射、离心力等方法诱导染色体加倍。
早期多倍体育种主要采用这种诱导技术。
Marchal等(1909)在藓类中采用切段法和利用愈伤组织的再生作用获得多倍体。
Winkler(1916)进行龙葵与番茄的嫁接试验,切口部分的愈伤组织再生产生不定芽,由不定芽长出的枝条中发现存在番茄四倍体及龙葵四倍体的枝条。
这是高等植物中获得多倍体的第一个成功的例子,这种方法称为“切断一愈伤组织法”。
后来,有人采用番茄作试验材料,用反复摘心(去掉顶端)法,使断口处产生愈伤组织,并进一步形成新芽,得到了稳定遗传的四倍体。
Greenleaf等切除烟草的顶端生长点,用生长素处理切口表面,刺激愈伤组织形成,愈伤组织再生新芽中发现多倍体。
类似的方法在油菜、甘蔗、马铃薯、白菜等多种植物中取得了成功。
温度的变化能够诱发多倍体的产生。
Randolph用43~45℃高温处理玉米合子,获四倍体植株。
利用高温和变温处理合子,也诱导出了普通小麦、黑麦及硬粒小麦等的多倍体植株。
(二)化学因素诱导多倍体化学因素包括秋水仙碱、富民隆等处理正在分裂的细胞诱导染色体加倍产生多倍体,这是目前最常用的技术。
现在用来诱导多倍体的化学试剂主要是秋水仙碱,它是从百合科植物秋水仙(Colchicum antumnale)的器官和种子中提取出的一种成分。
分子式是C2H25N06•12H20。
秋水仙碱一般是淡黄色粉末,纯净物为针状结晶体,性极毒,熔点155℃,易溶于水、酒精、氯仿和甲醛,不溶于乙醚、苯。
诱导多倍体的方法
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诱导多倍体的方法诱导多倍体是一种常用的植物育种技术,通过改变植物细胞的染色体数目,使其产生多倍体。
多倍体植物具有许多优点,如增加植物的体型和产量,提高抗逆性和耐病性等。
本文将介绍几种常见的诱导多倍体的方法。
一、化学诱导法化学诱导法是通过处理植物组织或胚胎培养基中的化学物质来诱导多倍体。
最常用的化学物质是染色体稳定剂,如染色体稳定剂乙醚、染色体稳定剂樟脑等。
这些化学物质能够干扰细胞的有丝分裂过程,进而导致染色体数目的改变。
化学诱导法简单易行,但对植物的伤害较大,需要进行适当的优化和调整。
二、生物诱导法生物诱导法是利用特定的生物体来诱导多倍体。
常用的生物体包括细菌、真菌和病毒等。
这些生物体能够通过染色体亲和作用或基因重组等方式改变植物细胞的染色体数目。
生物诱导法的优点是对植物的伤害较小,但操作复杂且难以控制。
三、物理诱导法物理诱导法是利用物理因素来诱导多倍体。
常用的物理因素包括辐射、电击和超声波等。
这些物理因素能够破坏细胞核的结构,导致染色体数目的改变。
物理诱导法对植物的伤害较大,需要进行适当的控制和监测。
四、植物激素诱导法植物激素诱导法是利用植物激素来诱导多倍体。
常用的植物激素包括乙烯、生长素和赤霉素等。
这些植物激素能够调控细胞的分裂和扩增,进而导致染色体数目的改变。
植物激素诱导法操作简单,但对植物的伤害较大,需要进行适当的优化和调整。
五、遗传诱导法遗传诱导法是通过杂交或基因工程等方式来诱导多倍体。
可以选择具有多倍体性状的亲本进行杂交,或通过导入特定的基因来改变植物细胞的染色体数目。
遗传诱导法操作较为复杂,但对植物的伤害较小,效果较为稳定。
诱导多倍体的方法多种多样,可以根据具体情况选择适合的方法。
无论使用哪种方法,都需要进行适当的优化和调整,以提高诱导多倍体的效果。
诱导多倍体不仅可以提高植物的产量和抗逆性,还可以为植物育种和基因改良提供重要的工具和途径。
低温诱导多倍体育种原理
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低温诱导多倍体育种是一种植物育种方法,旨在通过处理植物组织或种子,使其发生染色体倍化,从而获得多倍体植物。
其原理主要涉及以下几个方面:
细胞壁破裂:低温处理可以使植物细胞壁变脆,增加了细胞壁的渗透性,为后续处理提供了便利。
细胞质融合:低温处理后,通常会进行离体培养或组织培养,使植物组织处于高度分裂活跃的状态。
在此期间,细胞质融合事件可能发生,使得染色体倍化成为可能。
紫外线辐射:在低温处理的基础上,通常会使用紫外线辐射,以促进细胞核的不对称分裂或融合,从而导致染色体的倍化。
培养基成分调整:培养基中的激素和营养物质的浓度可以调整,以促进植物组织的分裂和发育,增加多倍体形成的机会。
通过这些操作,可以使植物组织或种子发生多倍化,即染色体数目增加,从而改变植物的性状和特性。
多倍体植物通常具有较大的细胞和器官,对环境适应性和抗性可能更强,因此在育种中具有一定的应用潜力。
需要指出的是,低温诱导多倍体育种是一种复杂的技术,其成功与否受多种因素的影响,如植物物种、处理时间和条件、培养基配方等。
因此,在实际应用中需要根据具体情况进行优化和调整,以提高多倍体形成的效率和成功率。
诱导多倍体动物的方法
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诱导多倍体动物的方法多倍体动物是指具有多倍体染色体的动物。
正常情况下,动物体细胞的染色体数目是恒定的,称为二倍体。
多倍体动物可以通过不同的方法来诱导产生。
一、细胞培养诱导方法1. 细胞融合:将两个不同的二倍体细胞融合,形成一个含有双倍体染色体数目的细胞。
融合可以通过化学物质、电融合或病毒等方法进行。
2. 胚胎细胞培养:将动物胚胎细胞体外培养,经过特定的培养条件和添加物,可以诱导细胞的多倍化。
3. 基因工程:通过基因工程技术,向动物细胞中导入外源基因或突变基因,可以改变细胞的染色体数目。
二、化学诱导方法1. 化学诱导剂:某些化学物质可以干扰细胞分裂,诱导细胞染色体数目的变化。
例如,某些化学物质可以抑制细胞分裂,导致染色体数目的加倍。
2. 药物处理:使用某些特定的药物处理动物体内的细胞,可以引起染色体数目的变化。
三、辐射诱导方法1. X射线辐射:将动物暴露在X射线辐射中,可以导致细胞染色体的损伤和异常分裂,从而引起染色体数目的变化。
2. 紫外线辐射:紫外线辐射可以引起细胞的DNA损伤和突变,从而导致细胞染色体数目发生改变。
四、遗传诱导方法1. 杂交繁殖:将两个染色体组成性别染色体不同的动物杂交繁殖,可以诱导出具有多倍体染色体数目的后代。
2. 基因突变:通过基因突变所引发的染色体畸变,可以诱导染色体数目的变化。
以上是一些常见的诱导多倍体动物的方法。
需要注意的是,这些方法都需要经过严格的实验验证和一系列的技术措施。
同时,多倍体动物的产生也可能伴随着染色体畸变和遗传变异,对于动物的生长发育和繁殖能力可能产生一定的影响。
因此,在进行多倍体动物诱导时需要谨慎操作,了解其潜在的风险和应用前景。
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让我们走进多倍体动物的世界里去。
一般来说,自然界中绝大多数植物和几乎所有的动物都是二倍体生物,但多倍体动物是否存在呢?相对于植物而言,动物界的多倍体现象就较为稀罕了。
美洲角蛙是最先发现的多倍体动物,它具有四套染色体,又称为四倍体。
以后,科学家们又陆续在低等动物中发现一些多倍体动物。
例如,鱼类中有一些银鲫的种群,就是天然的三倍体。
它们的繁殖方式与众不同,是以一种名为“雌核发育”的形式来生儿育女的。
子女辈小鱼的遗传物质只来源于母亲,却不带有父亲的任何基因。
那么雌核发育到底是怎么一回事呢?原来,雌核发育就是一种假受精现象。
精子虽然能像模像样地钻入卵子中,并激活卵子,但是精子只是做了一个假动作,并没有真心真意地与卵子融合,更没有贡献出自己的染色体来共同参与卵球的发育。
因此,从遗传学的角度看,由于遗传物质只来源于母亲,因此雌核发育与单性发育相似,惟一不同的是后者不需要精子刺激卵球发育而已。
目前,大部分多倍体动物都是通过人工诱导的方法产生的。
多倍体动物的诱导,一般多采用物理法和化学法。
物理法又分冷休克、热休克、水静压等;化学法则使用细胞松驰素B、秋水仙素、咖啡因、高pH-高钙溶液等试剂处理受精卵。
用这两类方法处理受精卵,目的都在于阻止合子减数分裂时第一极体或第二极体的释放,从而达到染色体组加倍的要求。
多倍体动物具有生长速度快、成活率高及抗病能力强等特点,能带来可观的经济效益。
更重要的是,多倍体动物往往体形彪悍,有“巨型化”的趋势。
设想一下,如果人们能培育出像大象一般高大的牛,像鹅一般大的鸡,那该为我们的农业发展带来多大的利益啊。
事实上,许多经诱导产生的多倍体动物,不仅个儿高大,而且身强力壮,例如,三倍体的草鱼、锦鱼、兰罗非鱼的生存力和生长速度,都要大于天然的二倍体鱼。
在我国南方一些城市的菜场上出现一种鱼。
从外形上看,这些鱼同普通的鲤鱼和鲫鱼并没什么两样,其价格却比普通的草鱼贵2~3倍。
尽管如此,只要这种鱼一上市,“工程鱼”的牌子一挂上,马上就被人们抢购一空。
看到这种情景,人们不禁要问:为什么这种鱼如此受到人们的亲睐呢?通过杂交方法,如采用类似于无籽西瓜的培育方式,来诱导动物三倍体。
这种方法常常通过先大量诱导四倍体并培育到性成熟,然后再将四倍体与正常的二倍体进行“婚配”,生产出三倍体的子女。
这种方法尤其适合于水产养殖动物。
多倍体动物的另一个特点是高度不育,生产上可以利用这种特性提高养殖效益。
比如,鱼类和其他动物一样,在它的一生中要经历“孕育———生长———繁殖后代”三个阶段。
在池塘养殖中,鱼类生长成熟后,就要把从饲料中摄取的营养用来发育其生殖腺———精巢或卵巢。
在这个时期,鱼的身体生长就会停滞,造成产量下降。
而且,有的鱼类在怀卵、产卵期间,母体体色变得灰暗,无光泽,作为商品鱼的价值就要降低。
科技人员用鱼类三倍体操作技术,把二倍体的小型优质鱼———塘虱鱼(学名胡子鲶),变成三倍体。
这种人工三倍体塘虱鱼,比天然二倍体鱼生长快28% ,个体均匀,体色亮泽,性腺不发育或发育不良,投喂的饲料都用于鱼体生长增重。
显然,这样养成的鱼,其经济效益和品质明显比二倍体优越. 此外,多倍体还能增加肉含量和肉中的营养成分,使之具有独特的风味等特点。
比如,三倍体虹鳟的鱼肉质量和口味,明显优于二倍体;三倍体大西洋鲑可以耐低氧,可适应在低氧环境中生活,从而降低养殖成本。
美国,三倍体牡蛎已经成为牡蛎养殖中的重要品种,且已达到商品化生产水平。
1994年,美国西海岸约一半的牡蛎种苗是三倍体,虽然三倍体牡蛎的生活力与二倍体不相上下,但体形比二倍体大13% ~51% 。
我国三倍体诱导和培育技术也方兴未艾。
鲍,又名鲍鱼,是驰名世界的海产八珍之一。
它贝壳坚厚,壳为“石决明”,是眼科用药;鲍肉营养丰富,美味可口,能明目养颜;鲍壳内面富有珍珠光泽,华丽多彩,是贝雕等工艺品的优质材料。
世界鲍产量每年约2~3万吨,但自20世纪70
年代始,产量有下降趋势。
由于产量不敷需求,鲍的价格居高不下。
我国科学家选择台湾产
的九孔鲍诱导培育三倍体,经过多年的努力,取得了丰硕成果。
从育苗到商品鲍整个生产周期,只需约1年或14个月,比自然海区的生长周期大大缩短,显示出很强的竞争优势。
总之,利用多倍体育苗技术,对海水养殖的贝、虾、鱼类等重要经济品种进行遗传改良,培育生长快、品质优、抗逆能力强的新品种,将具有十分广阔的前景。
6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。
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。
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。
果树、树木:1-1.5%蔬菜、草本花卉:0.01-0.2%。