低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化

實(shí)驗(yàn)原理：

進(jìn)行正常有絲分裂的植物分生組織細(xì)胞，在有絲分裂后期，染色體的著絲點(diǎn)分裂，子染色體在紡錘絲的作用下分別移向兩級(jí)，最終被平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中。用低溫處理植物分生組織細(xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成，以致影響染色體被拉向兩極，細(xì)胞也不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，于是植物細(xì)胞染色體數(shù)目發(fā)生變化。

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學(xué)習(xí)低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化的方法；理解低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目變化的作用機(jī)制。

實(shí)驗(yàn)材料：

洋蔥根尖、培養(yǎng)皿、冰箱、酒精、冰醋酸、蒸餾水、剪刀、鑷子、改良苯酚品紅（改良苯酚品紅染液的配制：母液A： 取3 g 堿性品紅， 溶解在100 mL 的70%乙醇（可長(zhǎng)期保存）；母液B： 取母液A 10 mL， 加入90 mL 的5%苯酚水溶液（2 周內(nèi)使用）；取B 液45 mL,加入6 mL 冰醋酸和6 mL 37%甲醛，此為苯酚品紅染色液；改良苯酚品紅：取10 mL 苯酚品紅染液，加入90 mL 的45%冰醋酸和1.8 g 山梨醇即可）

實(shí)驗(yàn)步驟：

1 洋蔥根尖的培養(yǎng)

1.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到洋蔥發(fā)根少的問(wèn)題，主要原因在于洋蔥收獲后有一個(gè)自然休眠期。實(shí)驗(yàn)時(shí)采用將洋蔥鱗莖預(yù)先低溫處理一段時(shí)間的辦法，可以打破洋蔥的自然休眠期，很好地促進(jìn)了洋蔥的發(fā)根。

具體方法是發(fā)根前將洋蔥鱗莖置于冰箱冷藏室（4℃左右）中放置4～7 d。從冰箱取出鱗莖后，剝?nèi)ネ鈱痈慎[片，稍削去根基部的老根，洗凈后置于盛滿(mǎn)清水的燒杯或廣口瓶上，水以浸沒(méi)根基部為宜。25℃左右下約3～4 d 根基部即長(zhǎng)出了大量1～2 cm 長(zhǎng)的根，一般有20 根左右， 這樣一個(gè)班學(xué)生正常準(zhǔn)備4 個(gè)洋蔥就足夠?qū)嶒?yàn)。經(jīng)過(guò)摸索，筆者還發(fā)現(xiàn)在洋蔥鱗莖底部中央加挖一小洞，可以促進(jìn)根的生長(zhǎng)速度。

1.2 在實(shí)驗(yàn)課前3～4 d，將洋蔥放在25℃的恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)，待長(zhǎng)出l cm 左右的根時(shí)，將材料移入4℃冰箱中，繼續(xù)誘導(dǎo)培養(yǎng)24～36 h。這樣，便可以在之后的鏡檢中明顯看出細(xì)胞中染色體數(shù)目增加，并且有較多處于中期和后期的細(xì)胞分裂相。

2 取材、固定

有關(guān)取材的時(shí)間，因不同的季節(jié)、溫度及光照時(shí)間等條件而有所不同，通常洋蔥根尖在上午11時(shí)左右細(xì)胞分裂旺盛。低溫誘導(dǎo)完成后剪取約0.5 cm 長(zhǎng)的根尖，取材后可立即放入解離液解離，也可先用卡諾氏液（無(wú)水酒精∶冰醋酸=3∶1，宜現(xiàn)配現(xiàn)用）固定5 min。若實(shí)驗(yàn)安排在其他時(shí)間， 可將剪取的根尖用卡諾氏液固定2 h 左右，然后經(jīng)95%酒精10 min→85%酒精10 min→70%酒精處理，將上述處理過(guò)的根尖4℃保存于70%酒精中，一年內(nèi)均可用于實(shí)驗(yàn)。

3 解離

解離的目的在于使細(xì)胞相互分開(kāi)，適當(dāng)延長(zhǎng)解離時(shí)間有助于細(xì)胞分開(kāi)（特別是在實(shí)驗(yàn)溫度較低時(shí)要注意這一點(diǎn)）， 考慮到一節(jié)課時(shí)間限制，解離時(shí)間以10 min 為宜，氣溫過(guò)低時(shí)適當(dāng)再延長(zhǎng)解離時(shí)間或提高解離溫度。解離液置于斜放的小培養(yǎng)皿中，或置于小指管中可節(jié)省藥液，期間輕搖幾次。解離后的根尖分生區(qū)呈乳白色，約針孔大小。

4 漂洗

漂洗最好用蒸餾水，除了洗去解離液防止解離過(guò)度外，也可起到低滲作用，使細(xì)胞體積有一定的膨脹，便于以后染色體形態(tài)的觀察。漂洗3 遍，每遍2～3 min。

5 染色、壓片

將處理好的根尖放在載玻片上，用刀片切取根尖乳白色分生區(qū)部分，用鑷子盡量搗碎（帶少量蒸餾水，起到低滲的作用，不可過(guò)多以免沖稀染色液），滴上1 滴改良苯酚品紅染液，染色5 min 左右。要注意的是， 改良苯酚溶液配成后可立即使用，但著色能力較差，一般在配制2 周后染色能力顯著增強(qiáng)。用鑷子夾起充分潤(rùn)濕的蓋玻片， 傾斜45°角左右， 使蓋玻片基部接觸載玻片中溶液并先推后拉使液體散開(kāi)，最后緩緩地蓋上，使氣體從一側(cè)排出。在蓋玻片上面鋪上吸水紙，用拇指垂直壓片，稍用力。用力不可太輕，否則細(xì)胞分散不好。也可在壓片后再用鉛筆橡皮頭圍著根尖材料的四周垂直輕輕敲擊（操作時(shí)要防止蓋玻片與載玻片間發(fā)生滑動(dòng))，使染色液振動(dòng)促使材料呈霧狀均勻分散。將制成的裝片鏡檢即可觀察到明顯的染色體數(shù)量增加的現(xiàn)象，處于中期和后期的分裂相明顯增多。

討論：

1.???? 低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)加倍的原理是什么？

2.???? 如果染色時(shí)不用改良苯酚品紅染液，還可以用什么染色劑呢？

3.???? 如果不進(jìn)行漂洗步驟實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)怎樣？

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編者：徐美玉