全 文 ：圆锥小麦高亲和种质的 C 带分析
　收文日期　1998-04-17.
四川省教委重点科研项目.
C-BANDING ANALYSIS ON THE HIGH COMPATIBILITY
GERMPLASM OF TRITICUM TURGIDUM L.
彭正松
Peng Zhengsong
　 邓晓皋
Deng Xiaogao
　彭　钧
Peng Jun
　 王祖秀
Wang Zuxiu
(四川师范学院生物系 ,南充　637002)
(Dept.of Biology , Sichuan Teachers College , Nanchong　637002)
正跃
Gou Zhengyue
(阆中市教委 ,阆中　637400)
(Educat ion Committee of Langzhong Ci ty , Langzhong　637400)
摘　要　采用改良 C 带技术对圆锥小麦高亲和种质矮兰麦的根尖细胞染色体进行了分析.矮兰麦体
细胞具 14 对染色体 , 非同源染色体之间 ,带的大小 、强弱和分布不同.矮兰麦 2AL和 7AS 染色体臂及 7B 染色
体的带型与野生二粒小麦不同;矮兰麦 3B , 4A , 4B 及 7B 染色体与普通小麦相应染色体的带型也有差别.因
此 ,染色体重排是小麦属植物进化中可遗传变异的来源之一.
关键词　小麦 ,染色体 , C 带 , 核型 ,细胞学标记 , 进化.
分类号　Q243
ABSTRACT　The chromosomes in the root cell of the high compatibility g ermplasm of Triticum turgidum
L., Ailanmai are analyzed by using the modified C-banding technique.Each somatic cell po ssesses 14 pairs of chro-
mosomes.The size , intensity and distribution of bands are distinguishable between nohomologous chromosomes.Chro-
mosomal arms 2AL and 7AS , and chromosome 7B of Ailanmai are different from those of wild emmer w heat in C-
banding pattern.In addition , the C-banding pattern difference between Ailanmai and common wheat exist in chro-
mosomes 3B , 4A , 4B and 7B.Therefore , chromosomal rearrangement is considered as one source of the inheritable
v ariation in evolution of the Genus T riticum.
KEYWORDS　w heat , chromosome , C-banding , kary otype , cy tolo gic marker , evolution.
圆锥小麦(Triticum turgidum L.)是小麦属中的一栽培种.根据传统的染色体组分析结
果 ,圆锥小麦的染色体组型为 AABB[ 1 , 2] ,其 A ,B两个染色体组与普通小麦(T .aestivum L.)
的同源[ 3 ,4] .由于染色体组分析法的科学基础是同源配对[ 2 , 5] ,而同源配对法则是有例外的[ 5] ;
小麦第5部份同源转化群染色体就有控制配对的少数几个基因存在[ 6] .为此 ,有必要采用新的
　第 19卷第 3期　　　　四 川 师 范 学 院 学 报 (自 然 科 学 版)　　　　1998年 9月
　Vol.19 , No.3　　 Journal of Sichuan Teachers College(Natural Science)　　　Sep.1998
DOI :10.16246/j.issn.1673-5072.1998.03.001
研究技术对小麦属各物种的染色体组成作更精细的分析.对圆锥小麦 C 带分析的结果 ,将为
深入探讨小麦属物种演化提供更直接反映物种遗传基础的重要细胞学资料.
高亲和种质是指与外源属种植物杂交容易成功的材料.它是通过远缘杂交将优良基因导
入栽培植物的重要桥梁亲本 ,也是植物染色体工程的重要工具材料.欲深入开发和合理利用现
存的高亲和种质资源 ,必须对其进行精细的遗传分析.本文采用改良的 C 带技术 ,对圆锥小麦
高亲和材料进行遗传分析 ,以弄清其染色体结构特征.
1　材料和方法
1.1　材料
圆锥小麦地方品种———矮兰麦 ,从四川农业大学小麦研究所引进.
1.2　改良 C 带分带程序
1.2.1 　材料制备　种子放于垫有两层湿滤纸的培养皿中 , 20 ～ 22 ℃保温培养到根长约
1.5 ～ 2.0 cm 时 ,剪取根尖端 ,于 0 ～ 4 ℃的冰水混合液中预处理 20 h ,卡洛氏固定液中固定过
夜.
1.2.2　制片　经固定的根尖于 0.2 mol/L HCl溶液中 ,20 ℃左右解离 50 ～ 60 min ,再浸泡于
45 %的醋酸溶液中.去根冠后 ,挤出分生组织 ,压片.用液氮揭片后 ,再用无水乙醇脱水 1 h ,置
空气中干燥备用.
1.2.3　分带处理　干燥的制片经 0.2 mol/L HCl于 60 ℃处理 2.5 ～ 3.0 min ,过夜后再用 5
%的 Ba(OH)2·8H2O 于室温下处理 13 ～ 15 min ,水洗后用 2×SSC溶液于 52 ～ 54 ℃孵育 1.5
～ 2.0 h.最后 ,用 0.1 mol/L 磷酸缓冲液(pH 6.8)配制的 5 %的 Giemsa溶液染色至适度.
1.3　带型分析　
选染色体分散 、带型好的细胞于显微镜下照相.在放大的照片上 ,结合用显微镜直接观察
的结果 ,分析各染色体的 C带带型特征.根据 5个细胞中染色体带的分布情况 ,绘制出矮兰麦
的C 带核型模式图.
染色体带的分类按 Gill et al[ 7]的方法进行;染色体鉴别与排列参照文献[ 8 , 9]进行.
2　实验结果
矮兰麦体细胞内共有 28条染色体 ,经分带处理后 ,各染色体显示清晰的 C带.仅个别弱
带在少数制片中不能显示 ,强带及特征性带均能稳定地显示 ,带型重复性好.矮兰麦属自花授
粉植物 ,种内染色体结构异质性小 ,实验中未见带型多态性及带型杂合性现象.根据各染色体
C 带的大小 、强弱及分布情况 ,可将矮兰麦的染色体分为 A组和 B组两个染色体组.
矮兰麦各染色体的 C带带型互有差别(图 1),但均能显示着丝粒带.各染色体之间 ,带型
的差异表现在中间带及其分布方面.
1A 染色体:1A 染色体长臂近着丝粒区有一弱小的中间带 ,是 1A 染色体的鉴别性特征.
1A 染色体短臂末端偶尔可见末端带;长臂上的末端带易见 ,但较弱.
2A 染色体:长臂近着丝粒区具 1条中间带 ,是该染色体的鉴别性特征;长臂中部有两条中
等强度的中间带 ,这是矮兰麦染色体特有的;短臂具有一较强的中间带.
3A 染色体:两端无末端带 ,短臂近端及长臂远端各有一中间带.
240　　　　　　　　　　　　　四川师范学院学报(自然科学版)　　　　　　　　　1998年
图 1　矮兰麦的 C 带带型模式
　　4A染色体:短臂上无末端带 ,但在
近着丝粒区常可见一较强的中间带;长
臂远端和近端各有 1条中间带 ,远端的
更大一些.长臂常有末端带.
5A 染色体:短臂无中间带 ,但末端
带明显;长臂上常可见 2条邻近分布的
中间带 ,某些制片中 ,因染色体缩短过
度 ,该 2条带合为 1条.
6A染色体:6A 染色体是 A 组中最
短的 1条染色体.短臂无带;长臂上有两
条中间带 ,往往能见到末端带.
7A 染色体:长 、短臂上的末端带明
显.长臂近末端有一较强的中间带 ,是该
染色体的鉴别性特征.此外 ,长臂近着丝
粒区及中部都有中间带;短臂远端也有
中间带.
1B染色体:该染色体具有随体 ,随
体大部及次缢痕区分别显示随体带(S
带)与次缢痕带(N带).短臂有两条中等
大小的中间带 ,其中近着丝粒的带更强;
长臂末端带很强而且较大 ,近着丝粒区
及远端各有一强中间带 ,在某些制片中 ,
于远端中间带靠近末端的一侧还可见一
弱小的中间带.
2B染色体:短臂具末端带 ,而长臂没有.短臂近末端具有一中等大小的强带;长臂近着丝
粒区及中部共具 3条中等大小的弱带.
3B染色体:该染色体短臂上的带明显强于长臂上的带.短臂近着丝粒区及远端均有较大
的强带;长臂中部具一较弱的中间带 ,某些制片中 ,该带的远侧还可见一更弱更小的中间带.短
臂末端带明显.
4B染色体:该染色体中部是异染色质的密集区 ,C带强而体积大 ,在放大的照片中常不易
将各带区分开 ,但在显微镜下是能够区别的.4B染色体短臂与长臂末端均可见端带.长臂末端
的中间带中等大小 ,但较强 ,长臂中部的二条中间带较弱;短臂的中间带分布于近着丝粒区域
及远端.
5B染色体:该染色体的臂比值最大 ,据此容易将其与同组的其它染色体区分开.5B染色
体长臂及短臂上均有末端带 ,短臂上的末端带更强.短臂近着丝粒区域有一强而大的中间带 ,
在早中期染色体的短臂中部还可见一弱的中间带;长臂近端部及中部各有一中间带 ,近端部的
带弱 ,中部的带强 ,在中部强带的近侧有时可见一较小的强中间带.
6B染色体:6B染色体是矮兰麦染色体组中的第二对随体染色体 ,随体位于短臂的末端 ,
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随体与次缢痕区均显带.在一些制片中 ,6B 染色体上的随体可因制片过程中的压力作用而与
短臂脱离 ,但这并不妨碍对6B染色体的识别.短臂具1条中等大小的强中间带;长臂3条中间
带分散 ,强弱不等.长臂具末端带.
7B染色体:7B染色体着丝粒两侧均有中等大小的中间带 ,其强度弱于着丝粒带;短臂远
端具两条较强的中间带 ,长臂中部有两条较强的中间带;长臂具弱小的末端带.
矮兰麦 B组染色体总是比属于同一部份同源转化群的 A组染色体显示更多的带纹 ,而且
C 带更强 ,这表明 B组染色体比 A组染色体具更多的结构异染色质.
3　讨　论
经本文描述的改良 C带分带程序之后 ,矮兰麦的染色体显示 C 带带纹丰富 、稳定 、可重复
性好 ,实验成功率高.非同源染色体之间 ,甚至同组染色体之间 ,带的数目 、强弱 、大小及分布情
况差异很大(图 1),很易区分.可用 C带带型来区分矮兰麦的单对染色体 ,及绝大多数的染色
体臂.因此 ,C带是识别矮兰麦单对染色体良好的细胞学标记.
与圆锥小麦的祖先种 ———野生二粒小麦(T .dicoccoides Körn)的 C 带带型[ 9]相比 ,矮兰
麦有其特有的带型特征:矮兰麦2 AL(L=long arm)中部具两条中间带 ,而野生二粒小麦无;矮
兰麦 7 AS(S=sho rt arm)具中间带而野生二粒小麦相应染色体臂上无;矮兰麦7B染色体上中
间带的分布与祖先种之间也有差异.这些差异的存在表明在由野生二粒小麦到圆锥小麦的演
化过程中 ,上述染色体发生了重排;染色体结构变异是小麦属植物进化过程中遗传变异的来源
之一.但是 ,总的看来 ,矮兰麦的 C 带带型与野生二粒小麦的基本相似 ,这证实了前人关于野
生二粒小麦是圆锥小麦祖先种的推断[ 3～ 5] .
除野生二粒小麦与圆锥小麦外 ,小麦属的另一物种 ———普通小麦也具 A , B染色体组(此
外 ,尚具 D染色体组)[ 3 ,5] .在细胞遗传学研究中 ,以“中国春”作为普通小麦的标准品种 ,它具
最原始的染色体结构类型 ,其染色体带型特征也已十分清楚[ 8 ,10 , 11] .矮兰麦染色体的带型与
“中国春”相应染色体的带型之间有差异.首先 ,“中国春” 4B染色体是等臂的 ,而矮兰麦 4B染
色体的臂比远大于 1∶1;其次 ,矮兰麦 4AS 近着丝粒区有一弱中间带 ,而“中国春”无;第三 ,矮
兰麦的 3B和 7B染色体的异染色质化程度低于“中国春” .这些差异与矮兰麦和野生二粒小麦
之间的差异不同.因此 ,尽管在由野生二粒小麦到普通小麦的演化过程中也发生染色体重排 ,
但它与圆锥小麦演化过程中的重排方式有差别.
矮兰麦是圆锥小麦地方品种中少有的几份高亲和性种质之一[ 12] .从本实验结果来看 ,尽
管其具自身特有的 C带带型 ,但与野生二粒小麦和普通小麦的带型差异不大;这表明 3种植
物的 A 、B 染色体组是同源的.如果通过有性杂交将它们的染色体合于同一细胞 ,可望发生有
性重组 ,从而将矮兰麦的优良基因导入普通小麦 ,或将野生二粒小麦的优良基因导入圆锥小麦
和普通小麦品种.
参 考 文 献
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2　Kihara H.cytologische und genetische studien bei wichtigen getreidearten mit besonderer rucksicht auf das ver-
242　　　　　　　　　　　　　四川师范学院学报(自然科学版)　　　　　　　　　1998年
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243　第 19卷第 3期　　　　　彭正松等:圆锥小麦高亲和种质的 C带分析