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1、遗传学,1,实验三 西瓜染色体加倍和鉴定,遗传学,2,一、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,3,二、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3
2、X无籽西瓜。,遗传学,4,秋水仙,遗传学,5,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,6,遗传学,7,三、实验材料 二倍体西瓜（2n=2X=22）的种子。,遗传学,8,四、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,9,1.西瓜幼苗直
3、接加倍法：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。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,10,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,11,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小时滴加次共滴加天。,遗传学,12,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
4、于50厘米。此时气温最好能稳定在25以上（4月中旬）。,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,14,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,15,多倍体的鉴定：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；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；四倍体叶面的气孔较大，单位面积气孔数目相对减少，
5、花粉粒较二倍体的花粉粒大一倍以上；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,16,2.组培苗离体培养加倍法 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+IAA 0.5mg/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,17,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3000l
6、x，每日光照16小时条件下培养备用。,遗传学,18,遗传学,19,遗传学,20,遗传学,21,(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2448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,22,遗传学,23,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,24,(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0.002M 8-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=31）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,25,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，最后盖上滤纸用大拇指用力压片。经镜检，发现有数目完整、重叠少、染色体特征明显的细胞，利用数码显微镜观察、摄影和图片保存。,遗传学,26,五、实验作业叙述西瓜染色体加倍和鉴定的具体方法。,
