秋水仙素

植物多倍体的诱导与鉴定

摘要本试验以大蒜鳞茎作为试验材料，通过使用不同浓度的秋水仙素进行诱变处理，以期获得多倍体的植株。之后通过植株的形态指标测定，干湿重测定，气孔鉴定，染色体计数等鉴定倍性。结果表明，0.05%和0.1%浓度的秋水仙素处理24h，有使植物染色体加倍的作用，达到诱导植物多倍体的目的。相比较而言0.05%浓度的秋水仙素致突变率较高。且结果显示，0.1%浓度秋水仙素具一定毒害作用，抑制植株的生长。本次试验使个人掌握了人工诱导多倍体的原理与方法。

倍性育种作为一种快捷的育种方法，创造出的多倍体植物通常具有植株粗壮，花朵硕大，花期长适宜性增强等特点，而且同源多倍体还可以克服远源杂交不育的弊端，形成性状稳定的新品种。因此，倍性育种在现代植物育种中具有主要地位和广阔前景。

天然多倍体发生频率低，数量有限，不易发现和选择，难以挖掘利用。随着植物育种技术和多倍体诱导技术的发展，人们常利用人工诱导的方法提高多倍体的发生频率，从而创造植物多倍体类型。目前，已有研究的有植物多倍体人工诱导技术，各种植物诱导的最好的诱导技术与条件，植物各特征与倍性的关系等等。[1]

本实验以不同浓度秋水仙素为诱变剂，对大蒜鳞茎进行诱变处理。植物多倍体人工诱导方法主要可分为物理诱导法、化学诱变法、胚乳培养法和细胞融合法等。其中秋水仙素是应用最广且效果最好的化学诱变剂。秋水仙素的作用在于当它与正在分裂的细胞接触后，可抑制微管的聚合过程，使细胞中的纺锤丝合成受阻，从而阻止染色体向两极移动，形成染色体加倍的核。适宜浓度的秋水仙素能阻碍正在分裂的细胞纺锤丝形成，但对染色体的构造无明显影响，仍然保持细胞的活性，细胞经处理后在一定时间内即可恢复正常分裂能力。

对植株的倍性鉴定，本试验采用中期染色体计数，生理生化指标的测定，植株形态指标测量进行。

本试验通过秋水仙素诱导植物多倍体，各方法鉴定倍性，研究了不同浓度诱变剂对植物的诱变作用，秋水仙素的毒害作用。熟悉人工诱导多倍体的原理，初步掌握用秋水仙素诱发多倍体的方法。掌握植物多倍体细胞染色体加倍的特点及染色体制片的一般方法

1 材料与方法

1.1 种子来源

正常，均大的大蒜鳞茎。

1.2 实验处理方法

1.2.1 大蒜种子先用清水浸泡12小时，催根芽萌动后倒掉水分，分别浸在0.05%，0.1%的秋水仙素溶液24小时(浸没种子的2/3)。另有一组为对照组，浸

在蒸馏水中处理相同时间。处理种子时使用培养皿，下面铺上滤纸或双层纱布保湿。

1.2.2 24小时后，取出种子，用自来水冲洗种子及根2－3次以去除残留的秋水仙素。将萌发种子移到清水中培养发芽。种子根尖长到1cm左右时后取出幼苗盆栽。栽种前取1～2颗种子的10余个根尖固定后保存于70％乙醇中，用于观察中期染色体加倍情况。

1.2.3 把处理后的幼苗栽种在盆钵内，同期栽种未经处理的的种子作为对照。（每小组一个长条形盆，栽种时土与肥料比例约5：1）

1.2.4 栽种期间给以良好的管理。定时浇水，每日给予长时间的日照。

1.2.5 处理组与对照组形态及生理生化指标的测定与比较。（待对照组长至株高15-20cm时，测定生理生化、形态指标。）

1.3 观察方法

1.3.1 中期染色体观察

1.3.1.1取出早期保存于乙醇中的根尖，投入卡诺氏固定液中固定15min。

1.3.1.2取固定保存的材料放置1N盐酸中于60℃的水浴温度下，处理6～8分钟，至透明为止。

1.3.1.3用清水冲洗干净解离液。

1.3.1.4取洗净的材料，放在载玻片上，用改良品红染色10min。然后将材料移至另一清洁的载玻片上。重新用染液装片，覆以盖玻片，以铅笔的橡皮头端轻轻压盖玻片，使材料呈现分散的薄层，置镜下观察。

1.3.2 形态观察测量

测定各实验组植株的株高，根数，根长，叶长，叶宽的数值。每组随机选取3株健壮的植株测量。其中，株高为自植株基部至顶端的自然高度；叶长为从叶柄到叶尖顶端的长度，本试验统一选用植株的中部进行测量；叶宽为垂直叶柄的宽度。

1.3.3 生理生化指标测定

1.3.3.1 萌芽率统计

1.3.3.2 植株干、湿重测定

1.3.3.3 叶片气孔大小与密度

待植株地上部分达15cm长，9：00am 时，每组随机选取3株健壮的植株观察，每株植株选取幼嫩叶片3片，撕取叶片下表皮置于载玻片上，滴 1 滴蒸馏水，盖上盖玻片，显微镜下观察气孔保卫细胞。分别统计3个不同视野的气孔个数。

2 结果

2.1 中期染色体计数

图一对照组鳞茎根尖细胞的染色体(10*40)

图二 0.05%秋水仙素处理的根尖细胞的染色体(10*40)

图三 0.1%秋水仙素浓度处理的根尖细胞染色体(10*40) 图一为对照组未加倍的大蒜鳞茎根尖细胞染色体数目为2n=16，为二倍体。

图二为用0.05%秋水仙素处理24h后的大蒜鳞茎根尖细胞，染色体数目为2n=32，染色体已经加倍。可以确定该实验组的植株为四倍体，染色体数目是二倍体的两倍。

图三为用0.1%秋水仙素处理24h后的大蒜鳞茎根尖细胞，大部分细胞染色体数目为2n=16，未加倍，仍为二倍体。少量细胞染色体数目为2n=32，为四倍体。

可见，较低浓度的秋水仙素处理24h能够有效是细胞染色体加倍，但较高浓度下，如0.1%浓度的秋水仙素处理相同时间加倍作用较弱。

浓度植株株高（cm) 根长（cm）根数叶长（cm）叶宽（cm）

0 1 5.71 11.51 18.00 14.25 0.81

2 14.0

3 6.03 5.00 11.41 0.71

3 13.41 12.71 20.00 7.18 0.92

4 19.11 10.71 15.00 10.33 0.83

5 10.30 16.23 15.00 9.32 1.02

6 9.31 15.54 25.00 3.92 0.73

7 15.11 5.42 28.00 5.91 0.85

8 9.33 1.67 20.00 3.92 0.74 平均值12.94 11.16 20.14 7.43 0.83