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，取洋葱一个，放在广口瓶上。瓶内装满清水，让洋葱的底部接触到瓶内的水面。把这个装置放在温暖的地方，注意经常换水，使洋葱的底部总是接触到水。待根长5 cm时，可取生长健壮的根尖制片观察。

2、预备处理

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%秋水仙碱水溶液处理2—5小时，a—溴代萘饱和水溶液处理0.5—4小时；对二氯苯饱和水溶液处理2—4小时；0.002M—0.2M 8羟基喹啉2—4小时，上述处理在室温下即可，若低温处理则用蒸馏水在1—4度下处理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0.002 mol／L的8-羟基喹啉20℃条件下避光处理4 h，或者0.7mM的环己酰胺中室温处理8h，将处理液吸出，然后用蒸馏水漂洗。

3、固定

目的是将细胞迅速杀死，并使染色体的结构尽可能保持不变和便于染色。常用的固定液为法曼氏固定液，即用95%酒精：醋酸=3：1固定1—2小时，在固定前经预处理的材料，水洗几次后可固定，必要时，可放入低温冰箱中保存，也可换至70%酒精中保存。

本实验：用卡诺液(乙醇：乙酸=3：1)4℃固定24 h以上，蒸馏水漂洗。

4、离解

根类分生组织的细胞必须经分离和软化后方可压片，常用的试剂是盐酸，把固定过的材料装入盛有1N盐酸的小瓶中在60度下离解10—20分钟，最高不超过30分钟。

1N盐酸是用蒸馏水将比重为1.18的盐酸82.5ml稀释至1升时即为1N盐酸（克当量溶液），也可用等量的95%酒精和浓盐酸达到离解目的。处理时间同上。

本实验：用2％(w／v)纤维素酶和2％(w／v)果胶酶的混合液37℃酶解40～90min。

5、染色

在洁净的载玻片上，滴上一滴醋酸洋红或醋酸地衣红溶液，而后把选定的材料（长1—2毫米的根尖）放在滴液内染色，盖上盖玻片。

染液（醋酸洋红）的配制：冰醋酸45毫升，蒸馏水55毫升加热煮沸，加2克洋红继煮，使溶液达到饱和状态，在煮沸1—5分钟，并悬入一个生锈的小铁钉至染色体液中，约1分钟后取出，冷却过滤即可，醋酸地衣红配法相同，不必加铁质。

6、压片

盖上盖玻片后用数层吸水纸放在盖玻片上面，用左手手指按住，然后右手用解剖针柄或细玻璃棒对准根尖所在位置轻轻敲击数下，移去吸水纸，将片子对光观看，成为均匀一薄层即可进行镜检。

7、组型分析

根据实验要求，对所获得染色体制片要进行细致地观察研究：比如要测定一个物种的染色体组型，必须要在相当数量的个体上取材制片，以选择足够多的，分散良好的染色体图象，体细胞的有丝分裂中期的染色体比较稳定，粗短、清晰，是通常观察、计数的适宜时期。

要识别某一物种的染色体，需要对细胞中的染色体进行计数以及一些测量与计算，首先选择10—40个染色体收缩适度、染色体均较平直、清晰的细胞，进行显微照相及测量，需测量项目计有：

（1）数染色体数目

（2）染色体的绝对长度：测量每一染色体从一端至另一端的长度，因染色体的绝对长度随细胞分裂时期的不同其长度有所不同。同时因预处理作用时间长短对其长度也有影响，故染色体的绝对长度变化较大，其数据只有相对意义，而无绝对意义。

（3）染色体的相对长度：每一染色体的绝对长度和单倍体组的总长度之比。以百分数表示，染色体的相对长度数据比较稳定。

（4）着丝点的定位

a) 长短臂比值：长臂与短臂之比，简称臂比或臂率

臂比=染色体长臂/染色体短臂

b) 着丝点指数：染色体的短臂绝对长度与染色体绝对全长之比（%）。着丝点位置一般臂比是1.0—1.7为中间着丝点（M）；1.7—3.0为近中着丝点（SM）；3.0—7.0为近端着丝点（ST）;7.0—为端着丝点（T）。

c) 臂指数（N.F值）=（中部着丝粒染色体+次中部着丝粒染色体数目）×2+（端部着丝粒染色体+次端部着丝粒染色体数）×1

（5）若有次缢痕和随体，并标明位置。

上述测量计算取平均值

若染色体均为同一着丝点类型，则一细胞内的染色体按其长短顺序配对排列，编号及分组。

六、实验报告

1.在显微镜下对已经制备好的片子进行染色体观察，并计数。

2.根据照片进行染色体的测量，包括染色体绝对长度、相对长度、臂比、着丝点指数

以及次缢痕和随体。

3.绘制染色体立线图和模式图