蠶豆根尖培養(yǎng)方法比較研究

吳雪芳，劉瑞祥

（1.大同市衛(wèi)生學(xué)校，山西 大同 037004；2.長(zhǎng)治學(xué)院生物科學(xué)技術(shù)系，山西 長(zhǎng)治 046011）

蠶豆根尖培養(yǎng)方法比較研究

吳雪芳1，劉瑞祥2

（1.大同市衛(wèi)生學(xué)校，山西 大同 037004；2.長(zhǎng)治學(xué)院生物科學(xué)技術(shù)系，山西 長(zhǎng)治 046011）

對(duì)8種蠶豆根尖培養(yǎng)方法以完整組和去皮組進(jìn)行比較研究。結(jié)果表明：去皮可明顯提高初生根生長(zhǎng)速度，并且根長(zhǎng)的整齊度較為一致。研制了水培器，通過實(shí)驗(yàn)證明水培法是蠶豆根尖培養(yǎng)較為理想的一種方法。

蠶豆初生根；培養(yǎng)方法；水培器

在遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)材料的培養(yǎng)至關(guān)重要[1]。植物根尖分生組織的細(xì)胞是有絲分裂的高發(fā)部位。根尖由于取材方便，是觀察植物染色最常用的材料。根尖染色體壓片法，是觀察植物染色體最常用的方法。通過蠶豆根尖的培養(yǎng)及不同的實(shí)驗(yàn)外理，可進(jìn)行細(xì)胞周期觀察[2]、feulfen染色[3]、染色體組型分析[2]、姐妹染色單體色差[4]、微核檢測(cè)[2]等研究。蠶豆根尖培養(yǎng)常用的方法有脫脂棉培養(yǎng)法、雙層紗布包裹培養(yǎng)法、濾紙培養(yǎng)法、鋸末培養(yǎng)法等，迄今尚未有蠶豆根尖培養(yǎng)方法比較的報(bào)道。文章對(duì)幾種常見的蠶豆根尖培養(yǎng)方法進(jìn)行了比較與改進(jìn)，旨在尋求更為經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、有效的蠶豆根尖培養(yǎng)新方法。

1 材料和方法

1.1 材料及處理

蠶豆（vicia faba）選自山西大同地區(qū)當(dāng)年產(chǎn)新鮮蠶豆。將蠶豆種子放入盛有蒸餾水的燒杯中，在25℃下浸泡24 h，期間至少換水2次，選取160粒充分吸漲、大小均勻的種子用于實(shí)驗(yàn)。80粒不去種皮，為完整組（Ⅰ）中；另80粒用刀片小心地從種孔到胚軸處切去一小塊三角形種皮，露出胚根，作為去皮組（Ⅱ）。

1.2 培養(yǎng)方法

脫脂棉培養(yǎng)法：將蠶豆種子平展于鋪有濕潤(rùn)脫脂的培養(yǎng)皿中，水分以將培養(yǎng)傾斜時(shí)沒有大量水流出時(shí)為宜，雙層濕紗布覆蓋，25℃培養(yǎng)。

濾紙培養(yǎng)法：將蠶豆種子置于鋪有三層濾紙的培養(yǎng)皿中，25℃培養(yǎng)。

紗布包裹培養(yǎng)法：將蠶豆種子用雙層濕紗布包裹置于培養(yǎng)皿中，25℃培養(yǎng)。

鋸末培養(yǎng)法：鋸末用紗布包裹（或裝入潔凈的長(zhǎng)筒絲襪中），流水沖洗至流出的水清澈為止。將蠶豆種子胚根向下插立到濕鋸末的搪瓷盤中，鋸末堆放以4-6 cm為宜，保持濕潤(rùn)，25℃培養(yǎng)。

蛭石培養(yǎng)法：方法同鋸末培養(yǎng)。

土培法：方法同鋸末培養(yǎng)。

沙培法：方法同鋸末培養(yǎng)，河沙洗凈160℃消毒3 h，冷后100 g沙加15 ml蒸餾水[5]。取上部在側(cè)壁距切線處2 cm處打孔，用棉線織成網(wǎng)狀，然后倒扣在下面那部分即可。將蠶豆種子胚根向下置于網(wǎng)孔，加水至網(wǎng)沿，于25℃培養(yǎng)。

2 結(jié)果

2.1 不同培養(yǎng)方法對(duì)初根生長(zhǎng)速度的影響

各組蠶豆根尖生長(zhǎng)速度見圖1。

圖1 各組蠶豆初生根生長(zhǎng)速度Fig.1 Vicia faba root tip growth rate of each group

由圖1可知，紗布包裹培養(yǎng)法、水培法、濾紙培養(yǎng)法和鋸末培養(yǎng)法均能在44 h根長(zhǎng)超過2 cm；脫脂棉和蛭石培養(yǎng)需要55～70 h；沙培和土培則需要 70～80 h。此外，由圖上也可看出，去皮組生根速度超過完整組，當(dāng)大多數(shù)根長(zhǎng)為2～3 cm時(shí)，去皮組所用的時(shí)間比完整組至少提前25 h。

2.2 不同培養(yǎng)方法對(duì)初生根長(zhǎng)度的影響

以每組中初生根生長(zhǎng)最快的6粒蠶豆進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)大多數(shù)蠶豆初生根長(zhǎng)為2～3 cm時(shí)，各組蠶豆初生根長(zhǎng)度及統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。

由表1可知，8組培養(yǎng)方法中，除沙培和水培外，支皮組根長(zhǎng)變異系數(shù)均小于完整組，其中以鋸末培養(yǎng)法最為明顯，兩者兩差5個(gè)數(shù)量級(jí)。各種方法以水培法變異系數(shù)為最小。

表1 各組蠶豆初生根長(zhǎng)度Table The length of Vicia faba primary roots of each group

2.3 不同培養(yǎng)方法對(duì)初生根生長(zhǎng)狀況的影響

當(dāng)大多數(shù)蠶豆初生根長(zhǎng)為2～3 cm時(shí)，觀察其形狀、顏色、粗細(xì)等生長(zhǎng)狀況見表2。

表2 各組蠶豆初生根生長(zhǎng)狀況Table 2 The growth status of Vicia faba primary roots of each group

由表2可知，在利用脫脂棉培養(yǎng)法、紗布包裹培養(yǎng)法和濾紙培養(yǎng)蠶豆根少的過程中，易使初生根生長(zhǎng)彎曲，種臍處也容易發(fā)生霉變。沙培、土培及鋸末培養(yǎng)法也在其它方面存在一定的缺陷，以蛭石培養(yǎng)法和水培法蠶豆初生根生成長(zhǎng)狀況最為良好。

3 討論

在材料和培養(yǎng)溫度一致的情況下，不同培養(yǎng)方法對(duì)蠶豆生根的生長(zhǎng)速度、均勻程度及生長(zhǎng)狀況有影響。本研究發(fā)現(xiàn)，分別用8種培養(yǎng)方法培養(yǎng)蠶豆初生根長(zhǎng)度至2～3 cm，水培法耗時(shí)最短（44 h），根長(zhǎng)基本一致，生長(zhǎng)狀況良好。

去皮加快了蠶豆種子的萌發(fā)速度，使得根長(zhǎng)的變異系數(shù)減小，整齊度大為提高，同時(shí)也節(jié)省了材料。近年來利用蠶豆根尖作為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行微核試驗(yàn)中，培養(yǎng)基質(zhì)引起微核率本底值的波動(dòng)會(huì)直接影響檢測(cè)結(jié)果[6]。然而，在植蠶豆初生根長(zhǎng)度與根尖細(xì)胞微核率呈顯著正相關(guān)[8]。由此引發(fā)測(cè)試結(jié)果可信度的質(zhì)疑。本研究中水培法較好地解決了以上難題，并且水培器廢物利用、制作簡(jiǎn)單、便于操作、易于觀察，是蠶豆根尖培養(yǎng)較為理想的一種方法。

［1］李雅軒，趙昕，胡英考等，遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2005，23（4）：99-101.

［2］李雅軒，趙昕.遺傳學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)［M］.北京：科學(xué)出版社，2006.

［3］劉祖洞，江紹慧.遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)［M］.北京：高等教育也版社，1979.

［4］孔志明，吳慶龍，夏恩中，等，蠶豆SCE檢測(cè)環(huán)境誘變劑的方法學(xué)研究［J］.環(huán)境科學(xué)，1986.17（1）：41-19.

［5］王英彥，湯大友，15種化學(xué)物質(zhì)的蠶豆根尖細(xì)胞微核效應(yīng)［J］.中國(guó)環(huán)境學(xué)科學(xué)，1986，6（2）：19-23.

［6］曹佳，微核試驗(yàn)在中國(guó)的應(yīng)用、發(fā)展與展望［J］.遺傳，2003，25（1）：73-76.

［7］劉二曼，鄒莉，劉清臻等，植物微核技術(shù)在監(jiān)測(cè)水質(zhì)污染的就用［J］.植物研究，1998，18（1）：90-96.

［8］陶少武，初生根長(zhǎng)度對(duì)蠶豆根尖細(xì)胞微核率影響的研究［J］.廣西植物，2005，25（5）：447-448.

S529

A

1673-2014（2011）05-0026-03

2011—04—08

山西省教育科學(xué)“十一五”規(guī)劃課題（GH-09067）資助。

吳雪芳（1963— ），女，山西大同人，講師，主要從事遺傳學(xué)研究。

（責(zé)任編輯 王璟琳）