华南农业大学：《遗传学》课程教学资源（实验指导）实验9 植物多倍体的诱发及观察

实验9植物多倍体的诱发及观察 一、实验目的 了解人工诱导多倍体的原理及一般方法。 二、实验原理 植物多倍体是指每个细胞中的染色体数具有3套或更多套数的植物。随着染色体 组倍数的增加，有可能使一些作物的经济性状发生有利的变化。因此，植物多倍体的 研究和利用是育种工作中值得重视的途径之一。 人工诱导多倍体的方法很多，分为物理的（温度剧变、机械损伤、各种射线处理 等)和化学方法的（各种植物碱、麻醉剂、植物生长激素等）诱导方法。其中，秋水 仙素是诱导多倍体的最有效的方法之一。秋水仙素是从百合科秋水仙素属的一个种， 秋水仙(Co1 chicum autumnale,.L.)的器官和种子内提炼出来的一种植物碱。它的化 学分子式为C0N。因有侧毒，故使用时要特别注意，切勿使药液进入眼内或口中。 秋水仙素的作用在于阻止分裂细胞形成纺锤丝，而对染色体的结构和复制无显著影响。 若浓度适合，药物在细胞中扩散后，不致发生严重的毒苦，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有 成为多倍体植物。 三、实验材料、器具及试剂 洋葱、烟草、水稻和大麦种子或幼苗 显微镜、酒精灯、水浴锅、培养皿、镊子、剪刀、解剖针、刀片、载片、盖片。 0.2-0.4%秋水仙素水溶液，FAA周定液，1%醋酸洋红，70%酒精，0.1一0.2%升汞、 蒸馏水。 四、实验步骤 1.洋葱材料的处理：将秋水仙素溶液倒入小培养皿中，放上洋葱鳞茎，使其生根部位 刚和液面接触。同时另一培养皿内放清水，亦放洋葱鳞茎作为对照。在25C下培养数 日，待鳞茎长出幼根时即可进行观察，经加倍的根尖都较正常对照的肥大，用刀片切 取经处理而肥大的根尖及对照的根尖（长约2一5毫米），投入FA固定液中周定。按 前面方法进行染色体制片，计数染色体数目的变化。 1

实验 9 植物多倍体的诱发及观察 一、实验目的 了解人工诱导多倍体的原理及一般方法。 二、实验原理 植物多倍体是指每个细胞中的染色体数具有 3 套或更多套数的植物。随着染色体 组倍数的增加，有可能使一些作物的经济性状发生有利的变化。因此，植物多倍体的 研究和利用是育种工作中值得重视的途径之一。 人工诱导多倍体的方法很多，分为物理的（温度剧变、机械损伤、各种射线处理 等）和化学方法的（各种植物碱、麻醉剂、植物生长激素等）诱导方法。其中，秋水 仙素是诱导多倍体的最有效的方法之一。秋水仙素是从百合科秋水仙素属的一个种， 秋水仙（Colchicum autumnale. L.）的器官和种子内提炼出来的一种植物碱。它的化 学分子式为C2 2 H2 5O6N。因有剧毒，故使用时要特别注意，切勿使药液进入眼内或口中。 秋水仙素的作用在于阻止分裂细胞形成纺锤丝，而对染色体的结构和复制无显著影响。 若浓度适合，药物在细胞中扩散后，不致发生严重的毒害，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。 三、实验材料、器具及试剂 洋葱、烟草、水稻和大麦种子或幼苗 显微镜、酒精灯、水浴锅、培养皿、镊子、剪刀、解剖针、刀片、载片、盖片。 0.2－0.4%秋水仙素水溶液，FAA 固定液，1％醋酸洋红，70%酒精，0.1－0.2%升汞、 蒸馏水。 四、实验步骤 1.洋葱材料的处理：将秋水仙素溶液倒入小培养皿中，放上洋葱鳞茎，使其生根部位 刚和液面接触。同时另－培养皿内放清水，亦放洋葱鳞茎作为对照。在 25C 下培养数 日，待鳞茎长出幼根时即可进行观察，经加倍的根尖都较正常对照的肥大，用刀片切 取经处理而肥大的根尖及对照的根尖（长约 2－ 5 毫米），投入 FAA 固定液中固定。按 前面方法进行染色体制片，计数染色体数目的变化。 1

2.处理种子：这种方法适用于发芽快、或能在数天内发芽的种子。先将水稻或大麦种 子洗净用水浸一天或干燥种子用0.1-0.2%升汞溶液消毒8一10分钟，再用清水洗净， 然后摆放在铺有湿滤纸的一些培养皿中，其中一部分培养皿中加入0.2%秋水仙素溶 液，另一部分培养皿中注入清水作为对照。为了避免蒸发可加盖，置于培养箱中保持 25℃左右使种子发芽。种子萌发后，应继续处理24小时。在处理过程中，仍注意药液 的蒸发随时添加清水，保持原处理药液浓度。处理后，用清水冲洗净种子上的残留再 播种或砂培。处理适度的种子比对照的发芽稍慢，种芽胀大。从形态上可初步区分出 加倍是否成功。 3.处理幼苗或成株：对于发芽迟缓的种子，在其出苗后处理幼苗效果更好。由于秋水 仙素只对正在分裂的细胞发生作用。因此处理部位大多在茎尖，或顶端的生长点或新 发有的侧芽。若烟草幼苗较小，可将种植幼苗的钵、盆倒置架起来，只使茎端的生长 点浸入装有0.2一0.4%秋水仙素的器皿中。如果是水稻或大麦幼苗，则可将幼苗穿过 纱布将根盖好，避免失水干燥。注意根系，一般易受药害，尤其是双子叶植物，故不 采取处理根的办法。处理后的幼苗，用清水冲洗残液后，进行栽种或砂培。 对于成株烟草则采用将有0.1一0.4%秋水仙素的棉球，置放于烟草顶芽、腋芽 的生长点处，并且经常滴加清水保持药液浓度。 处理幼苗或成株的生长点所需时间约在24一28小时之间，处理后将植株上残存 药液充分洗净，待进一步生长后，进行观察和鉴定。 5.观察与鉴定：处理后的植株和未处理植株在外部形态上和结构上，是有区别的。常 采用的方法是观察和比较两者气孔的大小。将叶面表皮撕下在显微镜下观察，多倍体 叶面气孔比二倍体大很多，从外部形态上加倍后生长的植株比二倍体高大，叶片肥厚。 在形态观察的基础上，可进一步进行镜检观察染色体数目的变化。 附：0.2-0.4%秋水仙素的配制： 取秋水仙素1克（先用少许95%酒精助溶），溶于250-500亳升蒸馏水中，配成 0.2一0.4%秋水仙素溶液。亦可制成较高浓度的母液，放入棕色玻璃瓶内，用时再稀释 到所需的度

2.处理种子：这种方法适用于发芽快、或能在数天内发芽的种子。先将水稻或大麦种 子洗净用水浸一天或干燥种子用 0.1－ 0.2%升汞溶液消毒 8－ 10 分钟，再用清水洗净， 然后摆放在铺有湿滤纸的一些培养皿中，其中一部分培养皿中加入 0.2%秋水仙素溶 液，另一部分培养皿中注入清水作为对照。为了避免蒸发可加盖，置于培养箱中保持 25℃左右使种子发芽。种子萌发后，应继续处理 24 小时。在处理过程中，仍注意药液 的蒸发随时添加清水，保持原处理药液浓度。处理后，用清水冲洗净种子上的残留再 播种或砂培。处理适度的种子比对照的发芽稍慢，种芽胀大。从形态上可初步区分出 加倍是否成功。 3.处理幼苗或成株：对于发芽迟缓的种子，在其出苗后处理幼苗效果更好。由于秋水 仙素只对正在分裂的细胞发生作用。因此处理部位大多在茎尖，或顶端的生长点或新 发育的侧芽。若烟草幼苗较小，可将种植幼苗的钵、盆倒置架起来，只使茎端的生长 点浸入装有 0.2－0.4%秋水仙素的器皿中。如果是水稻或大麦幼苗，则可将幼苗穿过 纱布将根盖好，避免失水干燥。注意根系，一般易受药害，尤其是双子叶植物，故不 采取处理根的办法。处理后的幼苗，用清水冲洗残液后，进行栽种或砂培。 对于成株烟草则采用将蘸有 0.1－ 0.4％秋水仙素的棉球，置放于烟草顶芽、腋芽 的生长点处，并且经常滴加清水保持药液浓度。 处理幼苗或成株的生长点所需时间约在 24－28 小时之间，处理后将植株上残存 药液充分洗净，待进一步生长后，进行观察和鉴定。 5.观察与鉴定：处理后的植株和未处理植株在外部形态上和结构上，是有区别的。常 采用的方法是观察和比较两者气孔的大小。将叶面表皮撕下在显微镜下观察，多倍体 叶面气孔比二倍体大很多，从外部形态上加倍后生长的植株比二倍体高大，叶片肥厚。 在形态观察的基础上，可进一步进行镜检观察染色体数目的变化。 附：0.2－0.4%秋水仙素的配制： 取秋水仙素 1 克（先用少许 95%酒精助溶），溶于 250－500 亳升蒸馏水中，配成 0.2－ 0.4%秋水仙素溶液。亦可制成较高浓度的母液，放入棕色玻璃瓶内，用时再稀释 到所需的浓度。 2