对“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的再探讨

在以蚕豆、大蒜、红葱、吊兰和风信子为实验材料进行低温诱导实验的基础上,对高中生物学实验"低温诱导植物染色体数目的变化"教学实践中出现的若干疑问与认知误区进行再探讨,并提出实验教学建议:1以双核细胞作为该实验辅助观测指标;2在认识低温诱导植物细胞染色体数目变化的同时,还可以引导学生观察低温下微管解聚、纺锤体被破坏所带来的细胞染色体行为的变化,以形成对该实验作用机理较为全面的认识。     

“低温诱导植物染色体数目变化”实验的探究与思考

为解决"低温诱导植物染色体数目变化"实验成功率较低的问题,组织学生从诱导温度、恢复常温培养、制片过程中的细节等方面,利用多种实验材料进行一系列的探究。通过实验结果表明,洋葱是较好的实验材料,解离时间依据实验材料和温度不同有所差异。材料在2℃、4℃诱导下均可观察到染色体数量变化,且洋葱根尖在4℃条件下诱导36 h效果更好。观察中发现双核细胞并运用于染色体数目变化细胞的确定。     

对“低温诱导植物染色体数目的变化”实验细节上的补充

就高中生物学新课程“低温诱导植物染色体数目的变化”实验提出一些细节上的补充．试图通过在培养、取材、固定等常规实验步骤做更详细的处理,以提高实验的成功率,保证教学的顺利完成。     

低温和秋水仙素诱导植物细胞染色体数目变化的效果比较

低温和秋水仙素均能抑制植物细胞有丝分裂时纺锤体的正常形成,使染色体数目发生变异,但二者作用机制略有差异.探究了不同浓度的秋水仙素对大蒜根尖生长的影响及诱导根尖分生区细胞中染色体数目变化的效果差异,比较了低温与秋水仙素2种方法的诱导效果.与秋水仙素单因子的诱导结果相比,在低温与不同浓度的秋水仙素共同诱导下,分裂细胞中染色...     

低温胁迫诱导玉米根尖细胞凋亡的形态和生化证据

近来体外培养细胞体系研究的结果表明 ,一定条件的低温胁迫可导致植物细胞凋亡。本文利用DNA梯状图谱 (DNAladdering)以及染色体涂片的TUNEL(terminaldeoxynucleotidyltransferase mediateddUTPnickend labeling)原位检测 ,从原位以及生化水平对低温胁迫下的玉米根尖细胞死亡作了研究 ,形态和生化方面的证据表明 ,同体外一样 ,低温胁迫也能诱导体内植物细胞凋亡。同时对低温胁迫下植物细胞凋亡的形态及生化变化特征和变化次序做了初步观察。实验结果对植物抗低温的生理机制提供了新的研究思路     

打开经典实验的问号——以摩尔根果蝇杂交实验为例

在实际教学中,对教材所描述的"摩尔根的果蝇交配实验"存有不少疑惑。从最初发现的白眼果蝇进行了几次交配、摩尔根通过哪种测交进一步验证了假设、如何理解白眼的遗传与X染色体遗传相似等3个方面着手,尝试解开该经典实验的问号。     

蛋白质的变化与植物抗寒性的关系研究进展

蛋白质的变化在植物抗寒生理研究中一直被广泛关注。低温胁迫期间在蛋白质含量变化的同时,还可能发生质的变化,合成新的蛋白质——低温诱导蛋白。综述了低温胁迫期间植物体内蛋白质的变化,重点阐述了抗冻蛋白、脱水蛋白和热激蛋白等3种低温诱导蛋白的特性及其与植物抗寒性的关系,并对该领域今后的研究做了展望,为进一步阐明植物抗寒的分子机制、提高植物的抗寒力提供了新的思路。     

提高水稻转化效率几个主要因素的研究

对水稻转化过程中涉及的愈伤组织的诱导、筛选、分化等进行了研究。幼胚在接种前低温预处理4天或7天,可提高愈伤组织的再生频率;对于继代时间较长的愈伤组织,高渗处理可提高抗性愈伤的比率。同时在筛选时期加大筛选压力,分化时去掉筛选压力,壮苗时加适当的选择压力,也可提高转化率。另外,在脯氨酸、二甲基亚砜对分化的影响,也进行了尝试。     

凡纳滨对虾ANT2 基因的克隆及低温表达谱分析

为研究凡纳滨对虾适应低温的分子机理, 实验对从低温处理凡纳滨对虾抑制性消减文库中筛选出的一个360 bp EST 序列进行了研究。首先, 同源比对显示该EST 片段与其他物种的ANT2 基因高度同源, 命名为凡纳滨对虾ANT2 基因(LVANT2); 其次, 通过构建凡纳滨对虾肝胰腺全长cDNA 文库, PCR 扩增获得LVANT2 基因的全长cDNA1540 bp, 其中包括1011 bp 的完整开放阅读框, 编码336 个氨基酸残基。然后, 对基因进行了不同组织和低温处理的表达谱分析: (1)组织表达谱的结果显示, 该基因在凡纳滨对虾肌肉组织中表达量最高; (2)在不同低温处理下的表达结果显示, 该基因在15℃处理下基因表达量发生显著变化, 13℃开始呈下调表达, 11℃时表达量又升高; 13℃低温处理不同时间发现该基因在12h 内表达量发生显著变化,48h 后表达量最高。LVANT2 基因的低温诱导表达模式说明其可能在凡纳滨对虾低温适应中发挥作用       

从“湖北光敏感核不育水稻”的未受精子房和花药培养出单倍体植株

采用10种诱导培养基,培养湖北光敏感核不育水稻农垦58品种的未受精子房和花药。共培养未受精子房2790个,获得胚囊愈伤组织17块,最高诱导频率达3.33%,其中2块分化出绿苗。培养花药16740个,获得花药愈伤组织15块,最高诱导频率为0.92%,其中3块分化出苗,2丛白苗,1株绿苗。胚囊植株和花粉植株经根尖染色体检查为单倍体,2n=x=12。实验证明,液体培养、2,4-D0.2-0.5 mg/1、低温预处理对诱导胚囊愈伤组织及花粉愈伤组织的形成具良好效果。     

不同山茶种质组培条件下染色体倍性的维持与变化

植物染色体的倍性维持和变化受环境因素影响,组培再生过程由于培养条件等因素往往导致染色体的结构和倍性变化。为探索组培条件下山茶种质的倍性变化,该研究利用山茶种质的愈伤组织诱导体系,通过流式细胞仪分析倍性变化情况,并结合秋水仙素处理对组培再生条件下倍性的稳定性和变化进行分析。结果表明:(1)10个山茶种质中6个为二倍体,2个为四倍体,1个为六倍体和1个为十倍体,在组培诱导愈伤及再生过程中不同倍性的种质材料能够保持稳定的倍性。(2)获得了秋水仙素处理的最适诱导条件,即培养基配方为秋水仙素浓度20 mg·L^-1,愈伤增殖培养10 d。(3)对56个独立组织样品(含愈伤和芽)开展了倍性检测发现,有38个组织样品的倍性在1.5～2.5倍之间,11个组织样品产生了低于1.5倍性的特异现象。该研究结果进一步探索了不同山茶种质之间的倍性关系,为山茶属植物的倍性调控和多倍体诱导提供了理论基础。     

一种提高体外培养细胞中期分裂相的新方法

为了提高体外培养细胞中期分裂相,用黄牛胎儿成纤维细胞系 （YFF）和西门塔尔小牛成纤维细胞系（CNF）为实验材料,先经4℃低温休克再用秋水仙素处理后制备染色体,比较了不同低温休克处理时间获得的中期分裂相百分率,并运用该方法对20代内YFF和CNF核型变异进行了分析。实验发现,YFF和 CNF经低温休克中期分裂相百分率显著高于对照组（P<0.05）。其中, 20 h低温组中期分裂相（31.7﹪和40.2﹪）高于对照组（4.7﹪和6.4﹪）5倍以上（P<0.01）。实验结果表明,4℃低温休克法是一种提高体外培养细胞中期分裂相的简便方法,适于监测体外培养细胞核型变异。     

红掌花药培养

研究了发育时期、基因型、培养基、低温预处理等因素对红掌花药愈伤组织诱导的影响.结果表明,小孢子中晚期是红掌花药培养的适宜时期;基因型对花药膨大率有显著的影响;不同培养基上的Sweet Dream和Jungle Bush的花药膨大率差异显著;低温预处理明显提高Sweet Dream的花药膨大率.从Sweet Dream花药诱导出致密和疏松两种愈伤组织,两种愈伤组织芽分化率和生根率存在明显差异,致密愈伤组织的小苗生根率为95.00%,而疏松愈伤组织的小苗生根率为30.00%.Sweet Dream的花药再生植株与叶片再生植株在形态特征上有差异,染色体鉴定结果表明,花药再生植株均是二倍体.     

探讨植物单染色体测序中的假阳性问题

单细胞测序技术目前虽已广泛应用于人类、动物、微生物等物种的研究,但由于细胞壁的存在,使得该技术在植物上的应用举步维艰。如果能先分离出植物单条染色体,然后再应用单细胞测序技术进行扩增和测序,则可以避免细胞壁的干扰,从而具有重要的应用价值。虽然科研人员一直尝试针对单条植物染色体进行测序,但目前尚未见有成功的报道,也未见有文章对失败的原因进行讨论。该研究以六倍体中国春小麦为材料,针对使用单细胞测序技术进行单染色体扩增过程中出现的假阳性问题进行了探讨,分析了单染色体扩增失败的主要原因,并通过高通量测序技术研究了外源污染的可能来源。结果表明:在对实验器具、耗材、环境污染严格防控的基础上,人体接触可能是造成污染的主要来源;同时,推测单染色体之所以扩增失败可能是因为染色体自身超螺旋状态造成引物难以结合和复制。该研究还针对存在的问题提出了可行性建议,为将来成功进行单染色体测序提供了有益的借鉴。     

果蝇唾腺染色体制片技术的改进

观察果蝇唾腺细胞染色体,是高中生物学中的一个主要实验。通过实验使学生对遗传物质的载体——染色体有一个感性认识。虽然在许多书刊上较详细地介绍了果蝇唾腺染色体装片的制作方法,但许多中学教师仍感到困难。主要问题是染色体成团,染色体的臂伸展不开,影响实验效果。为此我们进行了多方面的实验探索,以三龄幼虫低温冷冻方法效果较好,现     

反例微视频教学法在“微生物学实验”课程中的实践研究

"微生物学实验"是生物类相关专业的一门必修课程,该课程的开展对提高学生实验技能和理解微生物学知识原理至关重要。因此,不断探索和改进实验课程教学方法、减少学生的错误实验操作、提高实验课堂教学效率是任课教师的基本任务。反例微视频教学法是将传统的案例教学法、反例教学法和当下流行的微课程相结合的一种教学方法。本文阐述了该教学法的原理、基本操作流程、课堂应用效果和存在的问题。该教学法的实施能较好地提高实验课堂效率,大幅减少学生错误实验操作的次数,值得在本科生物类实验课堂中进行推广。     

低温预处理提高水稻花粉愈伤组织诱导频率的作用(初报)

在水稻花药培养中,低温预处理可以显著提高花粉愈伤组织的诱导频率。在低温预处理期间,花粉可以完成其转向孢子体发育的诱导过程并且很少退化;未处理的花粉需要培养5～6天才能完成此过程,此时大部份花粉已经退化。经过低温预处理的花药,在培养最初4天,其花粉退化也较少。低温预处理的上述效应可能是提高水稻花粉愈伤组织诱导频率的主要原因。     

不同低温胁迫对烟草愈伤组织抗氰交替途径诱导和交替氧化酶表达影响的比较

比较了不同低温（14℃和4℃）胁迫对烟草（Nicotiana rustica L.）愈伤组织抗氰交替途径诱导和交替氧化酶表达的影响。结果显示,不同低温胁迫处理能显著诱导烟草愈伤组织交替途径容量和实际运行的增加,且都呈现出基本相同的变化模式：在胁迫的初期（1～3 d）持续增加,在3 d时达到最高,而后下降到一个相对恒定的水平。但交替途径容量增加的幅度与温度下降的程度密切相关,而交替途径实际运行量的诱导程度在不同低温胁迫下的差异却很小。表明交替途径容量和实际运行对低温胁迫的响应是不同的。免疫印迹分析结果表明：低温胁迫明显诱导了交替氧化酶总蛋白的增加,且其随低温胁迫进程的变化与交替途径容量的变化基本一致;而对交替氧化酶单体与二聚体在低温胁迫下的含量变化检测结果则显示,烟草愈伤组织中交替氧化酶主要以二聚体形式存在,且这一存在形式并不随低温胁迫程度的加深而发生改变。两种形式的交替氧化酶蛋白含量都能被低温胁迫诱导增加,但其单体水平在两种不同的低温胁迫下并无明显差别,而4℃低温胁迫诱导的二聚体交替氧化酶蛋白含量明显高于14℃。表明不同程度低温对抗氰交替途径发生的不同影响主要是由于对交替氧化酶蛋白二聚体形式的不同诱导程度所致;而高活性的交替氧化酶单体形式则不因低温胁迫程度的加重而被明显诱导升高,使得抗氰交替途径的运行程度在两种不同的低温胁迫处理条件下无显著差异。     

不同低温胁迫对烟草愈伤组织抗氰交替途径诱导和交替氧化酶表达影响的比较

比较了不同低温(14℃和4℃)胁迫对烟草(Nicotiana rusticaL．)愈伤组织抗氰交替途径诱导和交替氧化酶表达的影响。结果显示,不同低温胁迫处理能显著诱导烟草愈伤组织交替途径容量和实际运行的增加,且都呈现出基本相同的变化模式：在胁迫的初期(1—3d)持续增加,在3d时达到最高,而后下降到一个相对恒定的水平。但交替途径容量增加的幅度与温度下降的程度密切相关,而交替途径实际运行量的诱导程度在不同低温胁迫下的差异却很小。表明交替途径容量和实际运行对低温胁迫的响应是不同的。免疫印迹分析结果表明：低温胁迫明显诱导了交替氧化酶总蛋白的增加,且其随低温胁迫进程的变化与交替途径容量的变化基本一致;而对交替氧化酶单体与二聚体在低温胁迫下的含量变化检测结果则显示,烟草愈伤组织中交替氧化酶主要以二聚体形式存在,且这一存在形式并不随低温胁迫程度的加深而发生改变。两种形式的交替氧化酶蛋白含量都能被低温胁迫诱导增加,但其单体水平在两种不同的低温胁迫下并无明显差别,而4℃低温胁迫诱导的二聚体交替氧化酶蛋白含量明显高于14℃。表明不同程度低温对抗氰交替途径发生的不同影响主要是由于对交替氧化酶蛋白二聚体形式的不同诱导程度所致;而高活性的交替氧化酶单体形式则不因低温胁迫程度的加重而被明显诱导升高,使得抗氰交替途径的运行程度在两种不同的低温胁迫处理条件下无显著差异。     

不同激素对伊贝母组织培养中染色体不稳定性的研究

伊贝母鳞茎培养在附加2,4—D、IAA、NAA和2,4—D+KT、IAA+KT、NAA+KT的MS培养基上(2,4—D、IAA、NAA1毫克/升,KT0.1毫克/升),研究了愈伤组织细胞染色体的变异及愈伤组织的分化和再生植株的染色体倍性。结果表明,2,4—D能有效地引起染色体数目的变化,当和KT结合使用时,可诱导高频率的多倍化细胞。IAA的作用次之,NAA较小。各种激素均能程度不同地引起各种类型的有丝分裂异常及染色体结构变异,其效应与对染色体数目变异的影响呈现明显的一致性。研究还得出,染色体的整倍性是愈伤组织得以分化的重要因素,所以再生植株主要是二倍体,也有少量的四倍体,混倍体仅占少数。根据实验结果,对染色体变异的原因以及染色体数目变异与愈伤组织分化的关系进行了讨论。