植物染色体结构变异的诱导及鉴定

1植物染色体结构变异的诱导及鉴定10农生一班第一组卢**摘要用物理因素（X射线，γ射线和快中子等）和化学药剂等处理植物材料，染色体的断裂频率会大大增加。在染色体移向两极时无着丝粒染色体由于没有着色粒而不受纺锤丝的牵引而随机地停留在细胞的各个部位，称为染色体断片。细胞分裂末期或二分体时期或四分体时期，染色体断片形成核状的结构，称为微核或拟核。关键词物理因素、化学因素、染色体、微核引言本文利用植物根尖作为材料，用不同的诱导剂经行处理，利用细胞生物学方法观察其微、核率来表示动植物受遗传损伤程度的一种方法.微核的形成是细胞受诱变剂作用后的一种遗传学终点。此实验可以应用于寻找最佳诱变剂,和环境敏感型植物,最终用来指导实际生活中的环保工作,其中包括预测实际环境可能引起污染的因素,进行环境监测的科学方法,可用于环境监测的敏感型植物.从而让科学研究真正服务于人类事业.1材料及方法1.1验材料及器具1.1.1验材料洋葱和大蒜根尖1.1.2验器具恒温培养箱、显微镜、计数器、镊子、载玻片、盖玻片、烧杯、白瓷盘、紫外灯(长为365nm10W)、吸水纸1.1.3验试剂CuSO4浓度(0、0.1、0.2、0.5、1.0、5.0和10.0mg/L)；实验室常用XX牌子的洗手液，分别稀释25，50，75，100，200倍，并用稀盐酸调节酸碱度，使pH为7-8；卡诺固定液(95%酒精:冰醋酸3:l),70%乙醇,1mol/LHCl,95%酒精和浓盐酸,卡宝品红染色液1.2步骤1.2.1发根：选取大小均匀，无病害的大蒜鳞茎，洋葱鳞茎，置于铺好含充分的纱布的培养皿中，并将培养皿放进25℃的恒温箱中2~3d。在此过程中要不断加水，保证植物生根所需水分。在根长至2cm时，即根细胞分裂高峰期取出。1.2.2诱变处理重金属处理：取出若干个处理组大蒜，每组至少需要15个植株,分别用硫酸铜溶液浓度(0、0.1、0.2、0.5、1.0、5.0和10.0mg/L)，每个浓度梯度下分别处理其根尖24小时。诱变处理后，用清水冲洗根表面的溶液，用蒸馏水继续培养24h。紫外线处理：取出6个处理组大蒜，洋葱，每组至少需要15个植株，在细胞分裂高峰期，用10W紫外灯距离分别，26cm照射，分别照射0min,20min,25min,30min,35min。并在照射后的3d分别取根尖制片观察微核数，处理时的水温，气温均为24。C，空气相对湿度80%.洗手液处理：将实验室常用威露士牌子的洗手液，分别稀释25，50，75，100，200倍，并用稀盐酸调节酸碱度，使pH为7-8。选取生长良好、根长一致的植物体随机分成6组，2每组至少需要15个植株,恒温恒湿培养箱（25℃）中分别处理24小时，用蒸馏水恢复培养24h。设蒸馏水对照1.3染色体制片（具体情况择优采用）1.3.1固定：取0.5一1厘米的根尖，投人卡诺固定液(95%酒精:冰醋酸3:l)中，4℃条件下固定24h。用70%乙醇冲洗2次后转入70%乙醇中置4℃冰箱中保存待用；1.3.2染色截取前端1一1.5毫米长的淡黄色部分(生长点)，用另一块载玻片与前者交叉成十字形压片，将材料压成薄层。揭片后，两块载玻片的中间部分都粘有相似的一薄层材料，将其中一块载玻片上的薄层材料用少量蒸馏水冲到另一块上，滴l一2卡宝品红染色剂，用镊子将生长点捣碎，染色10min，将染液吸净后，再滴加蒸馏水，小心加上盖玻片，注意防止大量气泡产生，然后再覆盖吸水纸，用大拇指轻压，或用铅笔的一头敲压，使染色区呈云雾状。1.3.3镜检至少观察3-5个根尖，一般两根尖制一个片,具体应根据根尖生长点的大小而定,每个根尖观察1000个左右细胞，观察并统计微核数。2数据及结果2.1数据记录2.1.1、不同浓度CuSO4对大蒜根尖的诱变影响表1不同浓度CuSO4对大蒜根尖的诱变影响重金属溶液度(mg/L)00.10.20.51510总细胞数1601199417881968167914862174微核细胞数14912102125微核率‰0.625‰2.006‰7.830‰8.130‰10.125‰16.151‰13.799‰断片及断桥005473532.1.2、不同浓度的洗手液处理洋葱及大蒜根尖的诱变影响表2不同浓度洗手液对大蒜根尖的诱变影响洗手液稀释倍数0倍25倍50倍75倍100倍200倍总细胞数160118831489107716201103微核细胞数120231197微核率‰0.625‰11.152‰16.790‰10.214‰8.025‰5.440‰断桥及断片012040表3不同浓度洗手液对洋葱根尖的诱变影响洗手液稀释倍数0倍25倍50倍75倍100倍200倍总细胞数130610041952158711591477微核细胞数28191187微核率‰1.531‰7.968‰11.27‰8.192‰8.628‰7.448‰断桥及断片00322442.1.3、不同时间的紫外线对大蒜及洋葱根尖的诱导影响表4不同时间的紫外线对大蒜的诱导影响表5不同时间的紫外线对洋葱的诱导影响紫外线照射时间/min020253040总细胞数1306152211747911539微核细胞数2371113微核率‰1.531‰7.227‰8.518‰20.228‰12.995‰紫外线照射时间/min020253040总细胞数1601250018008001600微核细胞数1242369微核率‰0.625‰9.60‰12.78‰7.50‰5.625‰52.2数据分析图1不同浓度CuSO4对大蒜根尖的诱变影响图2不同浓度洗手液对大蒜及洋葱根尖的诱变影响02468101214161800.10.20.51510微核率‰CuSO4浓度mg/L不同浓度CuSO4对大蒜根尖的诱变影响051015200255075100200微核率‰稀释倍数不同浓度洗手液对大蒜及洋葱根尖的诱导影响大蒜洋葱6图3不同时间紫外线对大蒜及洋葱根尖的诱变影响2.3实验结果图45mg/LCuSO4溶液处理大蒜根尖40倍下显微镜微核照片图5稀释50倍洗手液处理大蒜根尖40倍下显微镜微核照片0510152025020253040微核率‰紫外线照射时间/min不同时间紫外线对大蒜及洋葱根尖的诱导影响大蒜洋葱7图6紫外线25min处理大蒜根尖40倍下显微镜微核照片图7紫外线25min处理洋葱根尖40倍下显微镜断片照片3实验讨论由处理与植物根尖细胞诱导率的关系曲线来看,该曲线呈单峰状,说明在一定限度下,随着处理剂量的增加,细胞的微核率也随着增加,当其达到峰值时,细胞的微核率反而下降.可能的原因是诱导因素的处理剂量过大时,已经对植物细胞造成损伤甚至致死,细胞不再分裂,自然也就无法形成微核.在CuSO4处理组中可以看出，当其浓度为5mg/L是对植物根尖的影响最大，其微核率达16.151‰；在洗手液处理组中，大蒜根尖较洋葱根尖反应更为敏感，但当洗手液稀释50倍时，微核率二者均达峰值；在紫外线处理组中，大蒜在紫外线照射25min时诱变率最高，而洋葱则在30min时，达到峰值。由于制片的问题，可能有气泡和杂质，会影响对微核等的判断，这也是实验误差的主要来源。1、此实验不适宜在夏天进行,由于夏天天气湿热,微生物大量繁殖,材料容易发霉,须频繁换水,特别是小型豆类,如豌豆.2、洋葱根尖细胞以上午6-9时左右为分裂高峰期。大蒜根尖细胞分裂高峰期为中午11-13时，尤其是在11-12时之间。参考文献【1】普通遗传学综合性实验/刘向东,李亚娟主编.中国农业出版社，2011.7，第二章【2】遗传学综合实验/主编李雅轩,赵昕，北京:科学出版社,2006