實驗西瓜染色體加倍和鑒定

實驗西瓜染色體加倍和鑒定遺傳學1第一頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三一、實驗目的：學習應用秋水仙堿溶液誘發(fā)四倍體西瓜的方法（西瓜幼苗直接加倍法和組培苗離體培養(yǎng)加倍法）；觀察鑒定四倍體西瓜的形態(tài)特征及其細胞學特點。遺傳學2第二頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三二、實驗原理用秋水仙堿的水溶液處理二倍體（2X）西瓜的分生組織可以抑制細胞分裂時紡錘體的形成，使細胞不能分裂為二，但不影響染色體的復制染色體復制加倍，而細胞沒有分裂以致細胞內染色體數(shù)目成倍地增加，形成為四倍體細胞產生四倍體組織進而獲得四倍體植株（4X）。四倍體植株的性母細胞經(jīng)減數(shù)分裂所產生的雌雄配子以2X為主通過受精又可成為四倍體植株。當以四倍體西瓜為母本，與二倍體西瓜雜交可以生產3X無籽西瓜。遺傳學3第三頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三秋水仙遺傳學4第四頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三臨床應用：治療乳腺癌、肺癌、胃癌、皮膚癌及慢性粒細胞白血病，緩解痛風的急性發(fā)作。毒副作用較大，口服6毫克秋水仙堿即可致人死亡。急性中毒癥狀：劇烈腹痛、腹瀉、惡心、嘔吐，嚴重者可致呼吸中樞麻痹而死亡。慢性中毒：對骨髓造血有直接抑制作用，易引起粒細胞缺乏、再生障礙性貧血等。秋水仙素（從秋水仙球莖中提取），能誘導單倍體植株的染色體加倍形成多倍體，培育花卉和農作物新品種。秋水仙堿遺傳學5第五頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三遺傳學6第六頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三三、實驗材料

二倍體西瓜（2n=2X=22）的種子。遺傳學7第七頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三四、實驗方法1.西瓜幼苗直接加倍法2.組培苗離體培養(yǎng)加倍法

遺傳學8第八頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三1.西瓜幼苗直接加倍法：⑴將西瓜種子小心嗑開，去除種皮放入70%酒精中消毒10分鐘，用蒸餾水沖洗5次再放入培養(yǎng)皿（2層濾紙+少量蒸餾水）中在25-28℃下發(fā)芽。⑵從田間取回肥沃的泥土，在120℃烘箱中干燥消毒24小時冷卻、調濕后裝入紙杯（可適當加入一些肥料）。遺傳學9第九頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三⑶將發(fā)芽1-2天的種子胚根朝下播入泥土中，在25-28℃的培養(yǎng)箱或恒溫室中生長，每天在泥土表面噴1-2次水。遺傳學10第十頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三

⑷在3-4天后，當苗已長出、兩片子葉張開約30度角時，在兩片子葉間固定少許棉花然后在棉花上滴加濃度為0.4%的秋水仙堿溶液，每隔4小時滴加１次共滴加２天。遺傳學11第十一頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三⑸在20-30天后，當西瓜苗長有3片左右真葉時移栽到大田，株距大于50厘米。此時氣溫最好能穩(wěn)定在25℃以上（4月中旬）。遺傳學12第十二頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三⑹在移栽后40天左右（5月下旬），當西瓜開花時，每株取若干雄花花蕾進行減數(shù)分裂觀察，鑒定是否加倍成功。二倍體西瓜四倍體西瓜遺傳學13第十三頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三

⑺開花后30天左右（6月下旬），當西瓜基本成熟時，觀察比較不同倍性西瓜的株型和瓜型的形態(tài)特征。遺傳學14第十四頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三

多倍體的鑒定：

①用秋水仙素溶液處理后，應注意觀察多倍體植株。若形成多倍體，它萌芽的肥厚度明顯增加，幼根尖端發(fā)生膨大現(xiàn)象；②考察植株的體型，多倍體具有體型較大的特點。如葉片較大，根莖變粗，花、果實、種子都較大，莖葉組織比較粗糙，顏色深綠，有時有皺縮現(xiàn)象；③四倍體葉面的氣孔較大，單位面積氣孔數(shù)目相對減少，花粉粒較二倍體的花粉粒大一倍以上；④直接在顯微鏡下檢查染色體數(shù)目是否已經(jīng)加倍(普通二倍體西瓜2X=22，四倍體西瓜4X=44)。遺傳學15第十五頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三2.組培苗離體培養(yǎng)加倍法⑴培養(yǎng)基的配制：

西瓜種子的發(fā)芽培養(yǎng)基：1/2MS+0.7%瓊脂的固體培養(yǎng)基；

誘導和生長培養(yǎng)基：MS+BA1.1263mg/L；

生根培養(yǎng)基：Miller+IAA0.5mg/L。以上培養(yǎng)基除已說明外，均含3%蔗糖和0.7%瓊脂，液體培養(yǎng)基則不含瓊脂。遺傳學16第十六頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三⑵無菌苗的準備：

種子剝去種殼用70%的乙醇浸泡處理1分鐘再用0.1%的升汞處理10分鐘，無菌水沖洗4次無菌濾紙吸干后接種于發(fā)芽培養(yǎng)基上在培養(yǎng)箱內于26℃，光照度3000lx，每日光照16小時條件下培養(yǎng)備用。遺傳學17第十七頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三遺傳學18第十八頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三

遺傳學19第十九頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三

遺傳學20第二十頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三(3)秋水仙堿處理和莖尖培養(yǎng)：

在無菌條件下，切取8天苗齡的莖尖（長約5mm）

放入含0.1mg/L秋水仙素的液體誘導和生長培養(yǎng)基中

在弱射光下，用搖床以120r/min的轉速搖動處理24~48小時

然后取出莖尖用無菌水沖洗1次

再插在相應的不含秋水仙素的固體誘導和生長培養(yǎng)基上誘導莖尖生長

在與培養(yǎng)無菌苗相同的條件下培養(yǎng)。遺傳學21第二十一頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三遺傳學22第二十二頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三

⑷生根培養(yǎng)：4周后根據(jù)生長情況，將長成的無根苗剪下轉至生根培養(yǎng)基上。

遺傳學23第二十三頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三(5)染色體鑒定：

生根后切取根尖鑒定植株倍性。

根尖制片方法如下：幼根用0.002

M8-羥基喹啉溶液處理4小時用新配制的卡諾氏固定液（100%乙醇∶冰醋酸=3∶1）固定24小時然后放入1N鹽酸，在60℃恒溫水浴鍋中解離10分鐘（注意：不能超過10分鐘?。?。遺傳學24第二十四頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三

處理后的根尖置于載玻片上，用刀片切去根尖最前端0.5毫米的根冠和伸長區(qū)然后切取少于1毫米的分生組織，滴一滴改良苯酚品紅染色液半分鐘后蓋上蓋玻片，用手指按住蓋玻片一角（手指下可先放一濾紙）再用解剖針在材料上面垂直輕敲蓋玻片，最后蓋