实验西瓜染色体加倍和鉴定

实验西瓜染色体加倍和鉴定遗传学1第一页，共二十六页，编辑于2023年，星期三一、实验目的：学习应用秋水仙碱溶液诱发四倍体西瓜的方法（西瓜幼苗直接加倍法和组培苗离体培养加倍法）；观察鉴定四倍体西瓜的形态特征及其细胞学特点。遗传学2第二页，共二十六页，编辑于2023年，星期三二、实验原理用秋水仙碱的水溶液处理二倍体（2X）西瓜的分生组织可以抑制细胞分裂时纺锤体的形成，使细胞不能分裂为二，但不影响染色体的复制染色体复制加倍，而细胞没有分裂以致细胞内染色体数目成倍地增加，形成为四倍体细胞产生四倍体组织进而获得四倍体植株（4X）。四倍体植株的性母细胞经减数分裂所产生的雌雄配子以2X为主通过受精又可成为四倍体植株。当以四倍体西瓜为母本，与二倍体西瓜杂交可以生产3X无籽西瓜。遗传学3第三页，共二十六页，编辑于2023年，星期三秋水仙遗传学4第四页，共二十六页，编辑于2023年，星期三临床应用：治疗乳腺癌、肺癌、胃癌、皮肤癌及慢性粒细胞白血病，缓解痛风的急性发作。毒副作用较大，口服6毫克秋水仙碱即可致人死亡。急性中毒症状：剧烈腹痛、腹泻、恶心、呕吐，严重者可致呼吸中枢麻痹而死亡。慢性中毒：对骨髓造血有直接抑制作用，易引起粒细胞缺乏、再生障碍性贫血等。秋水仙素（从秋水仙球茎中提取），能诱导单倍体植株的染色体加倍形成多倍体，培育花卉和农作物新品种。秋水仙碱遗传学5第五页，共二十六页，编辑于2023年，星期三遗传学6第六页，共二十六页，编辑于2023年，星期三三、实验材料

二倍体西瓜（2n=2X=22）的种子。遗传学7第七页，共二十六页，编辑于2023年，星期三四、实验方法1.西瓜幼苗直接加倍法2.组培苗离体培养加倍法

遗传学8第八页，共二十六页，编辑于2023年，星期三1.西瓜幼苗直接加倍法：⑴将西瓜种子小心嗑开，去除种皮放入70%酒精中消毒10分钟，用蒸馏水冲洗5次再放入培养皿（2层滤纸+少量蒸馏水）中在25-28℃下发芽。⑵从田间取回肥沃的泥土，在120℃烘箱中干燥消毒24小时冷却、调湿后装入纸杯（可适当加入一些肥料）。遗传学9第九页，共二十六页，编辑于2023年，星期三⑶将发芽1-2天的种子胚根朝下播入泥土中，在25-28℃的培养箱或恒温室中生长，每天在泥土表面喷1-2次水。遗传学10第十页，共二十六页，编辑于2023年，星期三

⑷在3-4天后，当苗已长出、两片子叶张开约30度角时，在两片子叶间固定少许棉花然后在棉花上滴加浓度为0.4%的秋水仙碱溶液，每隔4小时滴加１次共滴加２天。遗传学11第十一页，共二十六页，编辑于2023年，星期三⑸在20-30天后，当西瓜苗长有3片左右真叶时移栽到大田，株距大于50厘米。此时气温最好能稳定在25℃以上（4月中旬）。遗传学12第十二页，共二十六页，编辑于2023年，星期三⑹在移栽后40天左右（5月下旬），当西瓜开花时，每株取若干雄花花蕾进行减数分裂观察，鉴定是否加倍成功。二倍体西瓜四倍体西瓜遗传学13第十三页，共二十六页，编辑于2023年，星期三

⑺开花后30天左右（6月下旬），当西瓜基本成熟时，观察比较不同倍性西瓜的株型和瓜型的形态特征。遗传学14第十四页，共二十六页，编辑于2023年，星期三

多倍体的鉴定：

①用秋水仙素溶液处理后，应注意观察多倍体植株。若形成多倍体，它萌芽的肥厚度明显增加，幼根尖端发生膨大现象；②考察植株的体型，多倍体具有体型较大的特点。如叶片较大，根茎变粗，花、果实、种子都较大，茎叶组织比较粗糙，颜色深绿，有时有皱缩现象；③四倍体叶面的气孔较大，单位面积气孔数目相对减少，花粉粒较二倍体的花粉粒大一倍以上；④直接在显微镜下检查染色体数目是否已经加倍(普通二倍体西瓜2X=22，四倍体西瓜4X=44)。遗传学15第十五页，共二十六页，编辑于2023年，星期三2.组培苗离体培养加倍法⑴培养基的配制：

西瓜种子的发芽培养基：1/2MS+0.7%琼脂的固体培养基；

诱导和生长培养基：MS+BA1.1263mg/L；

生根培养基：Miller+IAA0.5mg/L。以上培养基除已说明外，均含3%蔗糖和0.7%琼脂，液体培养基则不含琼脂。遗传学16第十六页，共二十六页，编辑于2023年，星期三⑵无菌苗的准备：

种子剥去种壳用70%的乙醇浸泡处理1分钟再用0.1%的升汞处理10分钟，无菌水冲洗4次无菌滤纸吸干后接种于发芽培养基上在培养箱内于26℃，光照度3000lx，每日光照16小时条件下培养备用。遗传学17第十七页，共二十六页，编辑于2023年，星期三遗传学18第十八页，共二十六页，编辑于2023年，星期三

遗传学19第十九页，共二十六页，编辑于2023年，星期三

遗传学20第二十页，共二十六页，编辑于2023年，星期三(3)秋水仙碱处理和茎尖培养：

在无菌条件下，切取8天苗龄的茎尖（长约5mm）

放入含0.1mg/L秋水仙素的液体诱导和生长培养基中

在弱射光下，用摇床以120r/min的转速摇动处理24~48小时

然后取出茎尖用无菌水冲洗1次

再插在相应的不含秋水仙素的固体诱导和生长培养基上诱导茎尖生长

在与培养无菌苗相同的条件下培养。遗传学21第二十一页，共二十六页，编辑于2023年，星期三遗传学22第二十二页，共二十六页，编辑于2023年，星期三

⑷生根培养：4周后根据生长情况，将长成的无根苗剪下转至生根培养基上。

遗传学23第二十三页，共二十六页，编辑于2023年，星期三(5)染色体鉴定：

生根后切取根尖鉴定植株倍性。

根尖制片方法如下：幼根用0.002

M8-羟基喹啉溶液处理4小时用新配制的卡诺氏固定液（100%乙醇∶冰醋酸=3∶1）固定24小时然后放入1N盐酸，在60℃恒温水浴锅中解离10分钟（注意：不能超过10分钟！）。遗传学24第二十四页，共二十六页，编辑于2023年，星期三

处理后的根尖置于载玻片上，用刀片切去根尖最前端0.5毫米的根冠和伸长区然后切取少于1毫米的分生组织，滴一滴改良苯酚品红染色液半分钟后盖上盖玻片，用手指按住盖玻片一角（手指下可先放一滤纸）再用解剖针在材料上面垂直轻敲盖玻片，最后盖