秋水仙素濃度對大蒜根尖細胞中期分裂指數(shù)的影響

1、秋水仙素對大蒜根尖細胞有絲分裂的影響廣二師生物系hexuecheng摘要：為了解秋水仙素及其濃度對大蒜根尖細胞有絲分裂的影響，以大蒜根尖為材料，在不同濃度（0.00%、0.025%、0.05%）相同時間（4h）條件下測定了根尖細胞的中期分裂指數(shù)及細胞加倍指數(shù)。結(jié)果表明 ,秋水仙素在不同濃度下對大蒜根尖細胞中期分裂指數(shù)和細胞加倍指數(shù)的影響是不相同的。0.025%的秋水仙素處理的細胞中期分裂指數(shù)較高，為14.2%，細胞加倍指數(shù)為0.3%：0.05%的中期分裂指數(shù)較低，為13.8%，細胞加倍指數(shù)卻較高，為0.5%；對照組0.00%的中期分裂指數(shù)最低，為4.0%，細胞加倍指數(shù)為0.0%。關(guān)鍵詞：大蒜

2、秋水仙素 中期分裂指數(shù) 細胞加倍指數(shù)前言：1染色體是遺傳物質(zhì)最主要的載體。在有絲分裂過程中 ,染色體的形態(tài)和結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出一系列規(guī)律性的變化。尤其是分裂中期的染色體收縮程度很好 ,適于進行染色體形態(tài)的識別和研究。染色體計數(shù)、核型分析或顯帶技術(shù)等遺傳學(xué)研究就是以中期染色體為研究對象。但在整個細胞分裂周期中 ,中期細胞數(shù)較少 ,且染色體因紡錘絲的牽引而緊密排列在赤道板上 ,造成計數(shù)及識別染色體形態(tài)、結(jié)構(gòu)的困難。為了獲得較多的分裂期細胞,最理想的措施是使細胞同步分裂。1常用低溫或化學(xué)藥劑處理可以達到此目的,目前使用最廣泛的化學(xué)藥劑為秋水仙素，其能抑制有絲分裂，破壞紡錘體，使染色體停滯在分裂中期。許多研究

3、者只是選用單一適宜濃度的秋水仙素對實驗材料進行預(yù)處理，沒有對秋水仙素的濃度進行實驗。而且，大蒜是常用的細胞分裂的研究材料，目前有關(guān)于秋水仙素對大蒜根尖細胞有絲分裂影響的報道較少。基于以上兩點，筆者選用了2種不同濃度的秋水仙素處理大蒜根尖，并以蒸餾水處理作為對照。目的在于研究秋水仙素及其濃度對大蒜根尖細胞有絲分裂的影響，為秋水仙素在大蒜的研究上提供研究依據(jù)。1材料與方法1.1主要試劑秋水仙素:用蒸餾水配制成0.025%和0.05%的溶液?？ㄖZ固定液:甲醇-冰醋酸（3:1）解離液:1mol/L鹽酸。1.2材料白皮大蒜。1.3方法1.3.1根尖培養(yǎng)方法 選擇大小均勻無損傷的大蒜蒜瓣置于培養(yǎng)皿中 ,在

4、室溫條件下用蒸餾水培養(yǎng)。由于大蒜在培養(yǎng)過程中分泌抑制物質(zhì) ,抑制根的生長 ,所以每天換水 2 次。待根尖長至 1.52. 0 cm 時，于上午 9 :0010 :00 取材。1.3.2材料處理方法 分別用0.00%（用蒸餾水代替）0.025%、0.05%的秋水仙素溶液處理大蒜根尖4h ,每種處理的大蒜至少 10 頭 ,之后分別用卡諾氏固定液于 4 冰箱中固定 24 h ,固定后的材料用 1 mol/ L HCl 在60 恒溫下酸解 10 min。再用蒸餾 水洗3 5次，蒸餾水浸泡20min。用 改良苯酚品紅染色液染色 10min，把根尖放在載玻片上，切取

5、分生區(qū)部分，加一滴染液，用鑷子搗碎，蓋上蓋 玻片， 然后在蓋玻片上放上一濾紙， 用鉛筆上的橡皮頭輕輕敲打蓋片， 使細胞和染色體分散，鏡檢。每個濃度處理選擇有代表性的2個制片，每張片選五個視野，一個視野觀察100個細胞，即每個濃度處理統(tǒng)計1000個細胞。從中統(tǒng)計出中期細胞數(shù)和加倍細胞數(shù)。1.3.3統(tǒng)計分析 中期分裂指數(shù)和細胞加倍指數(shù)按以下公式計算：中期分裂指數(shù)=中期分裂細胞數(shù)/觀察細胞總數(shù)×100%細胞加倍指數(shù)=細胞加倍數(shù)/觀察細胞總數(shù)×100%2結(jié)果與分析2.1不同秋水仙素濃度對中期分裂指數(shù)的影響不同濃度的秋水仙素對大蒜根尖細胞有絲分

6、裂的影響見表1。0.025%和0.05%秋水仙素處理4h后，大蒜根尖細胞中期分裂指數(shù)均明顯高于對照組，說明秋水仙素對細胞進入分裂期有明顯的促進作用，但濃度過高促進作用會減弱。不同濃度的秋水仙素對中期分裂指數(shù)的影響規(guī)律不明顯。其中以較低濃度0.025%秋水仙素處理中期分裂指數(shù)較大（14.2%），而較高濃度0.05%秋水仙素處理的中期分裂指數(shù)相對較小，為13.8%促進分裂作用減弱。說明0.05%秋水仙素濃度過高，對洋蔥根尖有較高的毒害作用。表1 不同濃度秋水仙素對大蒜根尖細胞中期分裂指數(shù)的影響秋水仙素濃度（%） 中期分裂指數(shù)（%）0.00 （對照組） 4.00.025 14.20.05 13.82

7、.2不同秋水仙素濃度對細胞加倍指數(shù)的影響不同濃度的秋水仙素對大蒜根尖細胞加倍指數(shù)的影響見表2。結(jié)果表明，大蒜根尖細胞經(jīng)秋水仙素處理后，細胞加倍現(xiàn)象明顯，兩種濃度處理的細胞加倍指數(shù)均明顯高于對照組。且不同濃度的秋水仙素對細胞加倍指數(shù)的影響規(guī)律明顯， 0.05%較高濃度處理的細胞加倍指數(shù)為 4.5%，而0.025%較低濃度處理的細胞加倍指數(shù)為 3.1% ,未經(jīng)秋水仙素處理的細胞加倍指數(shù)很低，為0.4%。表2 不同濃度秋水仙素對大蒜根尖細胞細胞加倍指數(shù)的影響秋水仙素濃度（%） 細胞加倍指數(shù)（%）0.00（對照組） 0.40.025 3.1 0.05 4.53 討 論3.1 秋水仙素對大蒜根尖細胞有絲

8、分裂的影響及機制本實驗采用3種不同濃度秋水仙素對洋蔥根尖進行處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，秋水仙素對洋蔥根尖有絲分裂有明顯的促進作用，但處理濃度過高會使大蒜根尖細胞的中期分裂指數(shù)下降。秋水仙素還能誘導(dǎo)大蒜根尖細胞染色體加倍，濃度越高，對洋蔥根尖的誘變效應(yīng)也越大，產(chǎn)生的加倍細胞越多。黃永蓮等2以洋蔥為材料,研究了不同濃度的秋水仙素對洋蔥根尖細胞有絲分裂指數(shù)的影響,結(jié)果表明在實驗的3個濃度組(0.05%,0.1%和0.2%)中,以0.05%的秋水仙素為最佳濃度,有絲分裂指數(shù)最高,為對照的2.4倍,之后隨濃度升高,有絲分裂指數(shù)均呈現(xiàn)下降趨勢2。筆者的結(jié)果也表現(xiàn)了相似的特點,0.025%的中期分裂指數(shù)比0.05%的

9、高。只是較適宜的秋水仙素濃度不一樣,本實驗較適宜的秋水仙素濃度為0.05%,這可能跟不同物種(大蒜與洋蔥)的差異有關(guān)。  秋水仙素能抑制有絲分裂，破壞紡錘體，使染色體停滯在分裂中期。它能夠結(jié)合和穩(wěn)定游離的微管蛋白,使它無法聚合成微管或能夠引起微管的解聚作用,由此使得紡錘體不能夠形成或使已經(jīng)形成的紡錘體解聚,細胞不能夠一分為二,而此前,染色體已經(jīng)復(fù)制,于是造成染色體加倍。這是秋水仙素促進分裂與誘導(dǎo)多倍體發(fā)生的機制。因此，當(dāng)大蒜根尖細胞進行分裂時，秋水仙素一方面能使染色體的著絲點延遲分裂，于是已復(fù)制的染色體兩條單體分離，而著絲點仍連在一起，形成“X”形染色體圖象，使細胞處于分裂

10、中期；另一方面是引起分裂中期的紡錘絲斷裂，或抑制紡錘體的形成，結(jié)果到分裂后期染色體不能移向兩極，而重組成一個雙倍性的細胞核。這時候，細胞加大而不分裂，或者分裂成一個無細胞核的子細胞和一個有雙倍性細胞核的子細胞。經(jīng)過一個時期以后，這種染色體數(shù)目加倍了的細胞再分裂增長時，就構(gòu)成了雙倍性的細胞。3. 2 取材對植物細胞有絲分裂的影響1一般來說 ,凡是進行分裂的分生組織、器官甚至單個細胞 ,都可用于染色體觀察。但也不是隨意取來上述材料都可以獲得期望的結(jié)果。因此 ,適當(dāng)取材是非常關(guān)鍵的。如果要研究染色體計數(shù),染色體最好應(yīng)滿足以下三個條件 ,(1)染色體所處的分裂時期應(yīng)準(zhǔn)確可辨; (2)染色體縱向濃縮均勻一致; (3)縊痕顯示清晰。本研究就是以水培大蒜根尖為材料 ,經(jīng)不同濃度的秋水仙素預(yù)處理 ,結(jié)果表明 ,經(jīng)預(yù)處理的材料能較多地積累中期細胞 ,且染色體分散性好 ,易于進行更深入的分析研究。另外 ,取材時間也是非常關(guān)鍵的。通過對大蒜的研究發(fā)現(xiàn) ,在一晝夜的時間里 ,以上午 9 : 0010 :00時取材最好 ,此時大蒜根尖正處于分裂高峰期。1 綜上，以大蒜為材料研究染色體是可行的。秋水仙素能提升大蒜根尖細胞有絲分裂的中期分裂指數(shù)，但高濃度的秋水仙素會降低其作用。秋水仙素能誘導(dǎo)大蒜根尖細胞染色體倍數(shù)加倍，且濃度越高誘導(dǎo)效應(yīng)越好。因此，在研究細胞有絲分裂的實驗中，若要取得較多