辐射对植物染色体的诱变作用实验

物理射 线的电离辐射,具有非常短的波长以及相应的较大频率,其穿透力很大,在空气中γ-射线,射程可达几百米,速度为30万公里/秒。因此,对植物给予一定剂量的照射,很容易引起基因突变和染色体畸变,常见的有染色体粘着,着丝点区域断裂,破坏纺锤丝形成,染色体或染色单体的断裂等细胞学现象。可通过细胞分裂观察到这种现象。 在实际工作中,选择合适的剂量是很重要的。一般要求尽量减少对植物的生理损伤,提高遗传方面的效应,以有效地选择优良的变异类型和个体。
一、实验材料和实验用品

1.材料:圆葱、大蒜、。

用品:显微镜、恒温箱、冰箱、水浴锅、分析天平、剪子、镊子、刀片、载玻片、盖玻片、滤纸、量筒、培养皿、烧杯、滴瓶、酒精灯、切片盒、标签等。多媒体系统(附显微演示)。

2.药品:无水乙醇、95%乙醇、冰醋酸、蒸馏水、碱性品红、苏木精、秋水仙素、饱和对二氯苯溶液、0.002mol/L 8-羟基喹啉、1mol/L盐酸、4%铁矾水溶液、2%醋酸洋红染色液、2.5%纤维素酶和2.5%果胶酶混合液。

二、实验内容和实验步骤

1.处理和发根:将园葱、大蒜鳞茎分别用1000伦琴、2000伦琴、3000伦琴处理。

处理后的园葱置于盛清水的小烧杯口上,使根茎部与水接触,或将圆葱半埋于湿沙内。在20~25℃光照条件下培养2~3天,待根长1~2cm时,选健壮根自尖端约1cm处剪下备预处理用。处理后的大蒜瓣去皮,用细铁丝串起放在盛水的培养皿内培养,其它要求同上。剪取根尖的时间以上午10时左右为好。

2.预处理:为了阻止纺锤体的活动,获得更多的中期分裂相,使染色体缩短,便于染色体分散和计数,对根尖需进行预处理。如果只是为了观察有丝分裂各期染色体动态,可以不进行预处理。预处理的方法有冰冻法和药物法两种。

(1)冰冻预处理:将根尖浸泡在蒸馏水中,置于1~4℃冰箱内或盛有冰块的保温瓶中冰冻24小时。这种方法对染色体无破坏作用,染色体缩短均匀,效果良好,简便易行,各种作物都适用。

(2)药物预处理:常用的药物有0.05~0.2%秋水仙素溶液、饱和对二氯苯溶液、0.002mol/L 8-羟基喹啉等。预处理时,将根尖直接浸泡在药液中,在适宜的温度下处理一定的时间(实验3)。这些药物的作用能使染色体缩短变粗,便于对染色体的观察。

3.固定或前低渗:为保持染色体的固有形态和结构,预处理后的根尖用蒸馏水冲洗两次(约5分钟)后要进行及时固定。固定液采用卡诺氏固定液,用无水酒精:冰醋酸=3:1,或用95% 乙醇代替无水乙醇。固定液要现配现用。固定20~24小时后即可进行观察。如果需要长期保存,可先用70%酒精冲洗2次然后转入70%酒精中保存。

4.解离:解离的方法有:

(1)将根尖用蒸馏水冲洗2次,然后放入已经在60℃水浴锅中预热的1mol/L盐酸中。在60℃恒温条件下处理10~15分钟,当根尖透明呈米黄色时取出。

(2)将根尖置于95%酒精和浓盐酸的等量混合液中处理2~10分钟。或将根尖放在5ol/L盐酸内处理5~10分钟。

5.后低渗:将解离后的根尖放在蒸馏水中冲洗2~3次(约10分钟),放入70%酒精中备用。

6.染色与压片:染色与压片的方法有以下几种:

(1)醋酸洋红染色法:取一根尖放在吸水纸上吸去多余的保存液,然后放在一张干净的载玻片中央。用刀片将根尖分生组织切下,将其切成薄片(越薄越好),滴1滴2% 醋酸洋红染色液,盖上盖玻片,进行压片。压片时用一手固定盖玻片,另一手用镊尖或解剖针柄轻敲盖玻片,使材料溃散。用火轻烤载玻片背面,然后继续轻敲,待材料呈云雾状即可镜检。加热的目的是使染色体充分染色和软化,以及破坏细胞质的染色。如发现有较理想的分裂相,可再轻烤一下片子,然后在盖玻片上盖一张吸水纸,用大拇指用力压片(不可使盖玻片移动),然后镜检。

也可以采用十字交叉压片法。即:取根尖放在吸水纸上吸去多余的保存液,然后放在干净的载玻片中央。用刀片将分生组织切下,将其切成薄片。取另一张干净的载玻片,呈十字形交叉盖在放有材料的载玻片上。在载玻片上盖一张吸水纸,并用大拇指压片,使材料压成一薄层。然后将两载玻片分开,各滴加1滴染色液进行染色。稍停片刻后加上盖玻片,在酒精灯上轻烤一下片子,一手固定盖玻片,另一手用铅笔橡皮头对准材料轻轻敲打,使根尖细胞分散均匀。

(2)改良卡宝品红染色压片法:将根尖置于干净的载玻片中央,切下根尖分生组织,将其切成薄片,滴一滴改良卡宝品红染色液,盖上盖玻片压片。。

(3)铁矾苏木精染色压片法:先将根尖放入4%铁矾水溶液中媒染2~4小时。然后流水冲洗20分钟,再将根尖放入0.5%苏木精染液中避光染色40~120分钟,取出后放入蒸馏水中备用。其制片方法,取一染色后的根尖放在干净载玻片的中央。用刀片将根尖分生组织切下,将其切成薄片(越薄越好),滴1滴45%冰醋酸,加盖玻片,具体压片方法同上。

7.镜检:压好的片子先在低倍镜下镜检,找到分裂细胞后转换高倍镜观察。如果染色体分散较好,图象清晰,绘出镜下畸变染色体的染色体类型并计数。
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