一、目的 学习应用秋水仙碱诱变园艺植物染色体加倍的操作技术,以及掌握染色体倍性鉴定的常用方法。
二、材料和设备 黄瓜种子以及幼苗;秋水仙碱、二甲基亚矾(DMSO)、聚乙二醇(PEG);蒸馏水,小滴管,50ml量筒,100ml容量瓶,卷尺、放大镜等。
三、说明 应用化学诱变剂诱导植物产生变异,进行选择育种的方法是化学诱变育种。化学诱变育种分为两类,一类是诱导产生多倍体,常用的试剂是秋水仙碱(Colchicine);另一类是诱发基因突变或染色体断裂,如甲基磺酸乙酯等烷化剂。前者的应用较多、较广泛。 秋水仙碱是从百合科植物秋水仙中提取出来的植物碱,极毒,易溶于冷水和酒精中。用于园艺植物诱变育种的秋水仙碱的有效浓为0.1%~1%,以0.2%最有效。秋水仙碱诱变是通过阻断纺锤体的正常形成,使染色体不能分离而导致加倍。由于有效诱变只发生在细胞分裂状态活跃的细胞、组织,所以常用萌动或萌发的种子、幼苗或生长旺盛的茎尖作为诱变材料。二甲基亚矾(DMSO)具有改善细胞膜的透性,可以促进植物对秋水仙的吸收;聚乙二醇(PEG)可以提高细胞的渗透压,利于细胞吸收秋水仙,因此,它们常被用作秋水仙诱变的增效剂。
四、方法及步骤 1、药剂配制 可以先用少量酒精溶解秋水仙粉剂,然后定容到所需的浓度;或直接用冷的蒸馏水配制。实验设计的浓度为0.2%和0.5%。秋水仙羊毛酯剂,不同浓度的秋水仙水溶液3~4,羊毛脂6,充分搅匀,到看不见游离的水溶液为止。 2、诱变 ①滴苗:在两片真叶刚吐出(两叶一心)时,分别用0.2%的秋水仙、0.2%秋水仙+1.5%DMSO、0.5%秋水仙、0.5%秋水仙+1.5%DMSO每天8:00和18:00滴生长点。为了减少秋水仙滴落和蒸发,可用脱脂棉置于生长点上,并在滴后遮盖遮阳网。连续处理5天。20天后,统计成活株和变异株。每种处理至少50株。 ②浸种:用0.2%、0.5%、0.2%秋水仙+1.5%DMSO和0.5%秋水仙+1.5%DMSO的秋水仙碱分别浸渍(用湿纱布包裹种子)已经催芽尚未露白的种子6hr、12hr和24hr。每种处理至少50株。然后播种在营养钵中。1周后统计出苗株和变异株。 ③四倍体的鉴定:在变异株中鉴定。本实验以间接鉴定为主,直接鉴定为辅。间接鉴定是与二倍体植株相比,同一基因型的四倍体特征如下:生长缓慢;叶片肥厚、色深,叶片较宽或较大,有皱折;茎较粗壮,节间变短;花冠明显增大,花色较重。在显微镜下观察比较变异株和对照株的气孔数目和大小,以及花粉粒的形态。四倍体植株的气孔,通常数目变少,但气孔变大;出现畸形花粉粒和4个萌发孔的花粉粒。果实结籽率低。直接鉴定是由1~2位同学利用卷须观察体细胞染色体数目,确证是否是2n=28。 |