全 文 ：第12 卷 第 2 期
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染色体和同工酶分析
李国珍 王风
北京师范大学生物系 )
李国凤
( L卜I里刃科学院 、 北京价物研究所
提 要
利用火焰千燥涂片法制片和吉姆沙染液分化染色 , 分析了粗 山羊草的染色
体组型和 C一带带型 。 粗 山羊草具有 7 对染色体 , 包括 5 对中部着丝点染色体 、
1 对亚中部着丝点染色体和 1 对随体染色体 。 除第 1对 染色体外 , 所有染色体
都具着丝点带。 有的染色体具变化较大的中间带和末端带 。 据聚丙烯酞胺凝胶
电泳分析粗山羊草的醋晦和过氧化物酶同工酶 , 在幼苗不同时期 , 其晦谱是不
同的。
六倍体的普通小麦 ( T . a 。 万叫二 L . nZ = 4 2 ) 具有 A A B B D D染色 体 组 。 一般认为
粗山羊草 ( A 。 、 : g “ ar or sa )是其二倍体祖先种之一 , 也是其 D 染色体组的供体 。 一些作
者通过形态学 、 细胞学及电泳分析 , 支持这一结论 〔 1 、 : 、 。 、 的 。
染色体作为主要的遗传物质载体 , 同工酶作为基因产物 , 它们反映生物遗传特性 ,
也反映植物种属的亲缘关系 。 为探讨小黑龙新物种的形成及其遗传传递规律 , 续以前分
析了 A 和 R染色体组后 , 我们用低渗火焰千燥涂片法和聚丙烯酞胺凝胶电 泳又分析了粗
山羊草的染色体组型和酷酶同工酶 。
材 料 和 方 法
材料包括伊朗 、 苏联冬性的及加拿大春性的粗山羊草种子 , 系由中国农业科学院品
种资源研究所和青海高原生物研究所提供 。
染色体制片方法是我们过去采用的涂片法 。 按 L e v a n标准 , 根据臂比值将染色体分
类 , 根据长度递减将染色体排列顺序。 将染色体玻片标本用 饱 和 的 B a ( O H ) 2溶液在
40 ~ 45 ℃下处理 30 分钟 , 转入 2 火 S S C 60 ℃下处理 90 分钟。 以吉姆沙 ( iG e m s a ) 染液
染色 , 得到 C 一带 。 因带型呈多态性 , 以多数细胞染色体具有的带纹为准进行分析 。
用聚丙烯酞胺凝胶板式电泳进行酷酶和过氧化物酶同工酶分析 。 种子萌发后 , 取生
长 9 天及 26 天幼苗 , 全苗冰冻研磨 , 过滤和电泳 。 然后用联苯胺法染过氧化物同工酶 ,
用 a 一乙酸蔡醋和卜乙酸蔡醋为底物 , 以坚牢兰 R R盐染酷酶 。 据酶带迁 移距离及染色深
承蒙孙雨珍和王世金同志提供 实验种子 , 特此致谢
本文 29 8 4年 9 月 1 1日收到 .
丈3 。 作 物 学 报 招卷
浅绘图 , 并进行照相 。
结 果 和 分 析
一 、 染色体组型
粗山羊草有 7 对染色体 ( Z n 二 14 ) , 其测量计算值列于表 1 。 染色体 组型及 C一带
带型见图 1 、 图版 I a 。 在有丝分裂中期 ,粗山羊草染色体的长度范围为 7 . 75 ~ 1 1 . 3 7拼。
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第 1 至第 5 对和第 7 对染色体为中部着丝点染色体 , 其中第 4 对染色体具有较 大 的 随
体 。 这一组染色体的相对长度 为 12 一 16 . 2 , 臂比为 1 . 23 一 1 . 60 。 第 6 对染色体为亚中部
着丝点染色体 , 其相对长度为 1 2 . 8臂比为 2 . 0。
粗山羊草染色体的 C 一带带型如下 : 除第 1 对染色体外都具着丝点带 , 一般染色体
有弱的中间带 , 少数染色体有弱的端粒带 ; 随体染色体有次绕痕 带 。 除第 l 对染色体
外 , 其余大部份同源染色体的带型呈明显差别。 其端粒带的有无及 中间带的数 目及位置
变化较大。
粗山羊草染色体的形态及 C 一带带型 .如下 :
染色体 1 : 为中部着丝点染色体 , 没有着丝点带 , 短臂有一条中间带 , 长臂有一条
较深 、 两条浅的中间带 。
染色体 2 : 中部着丝点染色体 , 具着丝点带。 两臂各有一条中间带 , 两条染色体的
中间带的位置不同 。
染色体 3 : 中部着丝点染色体 , 有着丝点带 , 两条染色体的短臂各有一条 , 而长臂
分别有 2 或 3条中间带 。
染色体 4 : 随体染色体 , 除具着丝点外 , 短臂有核仁绕痕带和随体带 , 一条染色体
的短臂有一条 , 而另一条染色体的长臂有两条中间带。
染色体 5 : 中部着丝点染色体 , 具着丝点带 , 短臂有两条中间带 , 两条染色体的长
臂分别有 2 . 3条弱的中间带 。
染色体 6 : 亚中音睛丝点染色体 , 着丝点带不显著 , 一条染色体的长臂有 3 条 , 而
另一染色体有 4 条弱的中间带。
染色体 7 : 中部着丝点染色体 , 具着丝点带 , 只一条染色体的 长 短臂 各有 一条中
2期 李国珍等 : 粗 山羊草 ( Ae . 忍q o a r r o : a) 的染色体和同工酶分析
间带。
我们曾前后几次用过加拿大春性 , 苏联冬性和伊朗等粗山羊草进行研究分析 。 它们
虽有不同来源和春性 、 冬性不同的遗传特性 , 但其染色体的数 目 、 形态都相同 。 这些特
征和 B h a d u r i ( 2 9 5 4 ) , C h e n n a v e e r a i a h ( 1 9 6 0 ) , 木原均 ( 1 9 7 9 ) 等按 传统压片方
法所得结果近似 。 因此 ,可 以认为粗山羊草染色体组型的数 目及形态学特征是较稳定的 。
虽然我们的结果与L ar s e n J . ( 1 9 7 3 ) 等人通过单体分析所得到的粗 山羊草组型图
有出入 〔` 、 “ 、 4 、 e 〕 。 这可能是因为实验分析方法不同所致 。 染色体带型与 G il 等 ( 19 74 )
的试验结果有相同之处 , 但亦有差异 〔 5 〕。 另外 , 在实验 中观察到不同种 子来 源 , 甚至
同一批种子 , 同一细胞的同源染色体之间的 C 一带在数 目及位置上都有变 化 。 因此 , 以
C 一带作为识别粗山羊草染色体的指标尚有困难 , 需要注意染色体的多 态性 , 并需要进
一步改进分带方法 , 严格掌握实验条件 。 如条件变化 , 染色体变短 , 则引起带纹减少 ,
带的位置变化 , 同源染色体间的差异更显著。
二 、 同工酶分析
凝胶 电泳结果 ( 图 2 , 图版 b Z ) 表明 , 粗山羊草的酷酶和过氧化物同工 酶 随幼苗
生 长 天 数 不同而有变化 。 9 天苗的酶带数目较多 , 如醋酶有 巧一 16 条 , 过氧化物酶有
7 一 8 条酶带 。 而且不同时期幼苗的主酶带的数 目和位置也不一样 。 如过氧化物酶同工
酶 , 9 天苗从阴极到阳极有 5 一 6条主酶带 , 而 26 天酶只有一条主酶带还限于在阳极出
现 。 这种差别和粗山羊草的生长发育过程有关 , 其根本原因涉及发育过程 中基因的表达
问题 。
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图 2 粗山 羊草同工酶酶谱 ,
粗山羊草来源 : 1 . 伊朗 ; 2 . 苏联冬性 ; 3 . 加拿大 , 春性
另外 , 上述苗期试验还表明 , 不同来源粗山羊草的醋酶和过氧化物酶同工酶酶谱的
酶带数 目和位置基本相同 , 但是其活性强弱不同 。 这种差别稳定而且显著 , 可 以作为识
别不同材料的根据 。 我们 以前曾报道过 , 在作物的不同生长发育时期 , 同工酶可能表现
很不相同 。 如找到关键时期关键酶 , 将能更有效地揭示生物类群间的差异 。 因此 , 同工
酶这一生化指标 , 作为基因的产物既反映了生物的遗传特性 , 也能直接 、 细致地反映不
同生态条件对生物的影响 , 说明不同来源材料的差别 , 这些对于研究生物的遗传变异规
律无疑是有重大作用的。
13 2作 物 学 报 2 1卷
9 天苗醋酶 6 2天苗醋酶 9 天苗过氧化物黝
图版 1a . 粗山 羊草的染色体组型及 c 一带带型 。 b . 粗 山羊草的同工酶 电泳照相 :
1
. 粗山 羊草 , 伊朗 ; 2 . 粗山羊草 , 苏联 , 冬性 , 3 . 粗山羊草 , 加拿大 , 春性 。
参 考 文 献
〔 1 〕 木原均 , 1盯。 , 小麦 O 合成 。
〔 2 〕 松村清二 , 1 9 7 2 , 小麦的染 色体与染色体组 , 农业科技译丛 , 2 , 3 ~ 8 。
〔 3 〕 B五a d u r i , P . N . e t a t . , 1 9 5 4 . C h-Z o m o : o m e o q 让a , h e s i n e e : e a ! s , S t a in T e e h n o lo g y , 2 9 , 2 6 9一
2 76
-
〔 4 〕 Ch e 红 n a v e e : a i a h , M . 5 . , 1 9 6 0 . K a : y o m o r P h o l o g i e a n d e y t o t a x o n o m ie s t u d i e s In A e g i lo p s , A e t a
H o : t ie C o t o b u r g e n s i s
, 2 3 5 5~ 27 5
.
〔后 〕 G i ll , B . 5 . e t a l . , 1 0 7选 . G e m sa C 一 b a n d i n g a n d t il e e v o l u t i o n o f w il e a t , P r o e . N a t . A e a d ·
U S A
, 7 2 ( 10 )
, 4 0 5。 ~ 4 0 9 0 .
〔 6 〕 L a r o e n , 丁. , K i m b e r , G . , 19了3 . C h: o m o s o m e le n g t h a n d a r m 住 t i o o f T r i t i e u沉 t o r夕 i d u阴 a n d
丁 . T a “ s c h “ s t u d ie d b了 a n e w m e t h o d , p r o e . o f t五e 4 一 t h i n t e r n a t i o n a l w h e a t g e n e t i e s s y m p o -
i u m
, 6 9 1~ 6 9 5
。
〔 7 〕 M o r r i s , R 。 , S e a r s , E . , R · , 1 0 6 7 . T h e e y t吃 e n e t ie s o f w h e a t a n d i t 尹 5 er la t i v e s , W h e a t a n d
s w h
e o t i m p r o v e m e n t
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o e ie t y o f 戈 r 0 0 0 m y , z 。~ 3 4 .〔 s 〕 W o l f , G . a n d L a r e h , B . , 1 9 了3 . G e n o m e a n a l y s i s i n t五e T : i t i e i n a e u s i n g i s o e 且 z y m e s o f p h o s p -
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