全 文 ：江西农业学报　2010, 22(1):61～ 63ActaAgriculturaeJiangxi
利用子房壁鉴定香石竹染色体数目的研究
周旭红 1 ,桂 敏 1 ,夏 晶 2 ,蒋亚莲1 ,李绅崇1 ,曹桦 1 ,张婷 1 ,莫锡君 1＊
　 　收稿日期:2009-11-12
基金项目:云南省科技攻关项目 (2006NG14);云南省星火产业带项目(2006NG37)。
作者简介:周旭红(1978-),女 ,湖南永州人,助理研究员 ,硕士 ,研究方向:花卉遗传育种。 ＊通讯作者:莫锡君。
(1.云南省农业科学院花卉研究所 、云南省花卉育种重点实验室 、云南省花卉工程中心,云南昆明 650205;
2.西南农业大学园艺园林学院 ,重庆 400716)
摘　要:以香石竹花蕾的子房壁为材料 , 研究了不同大小花蕾和预处理方法对香石竹染色体制片效果的影响。结果表
明:幼嫩花蕾的子房壁中期分裂相细胞多;在 3种预处理方法中 , 用冰水混合物预处理 24 h效果最好;与根尖相比 , 幼嫩子房
壁中处于分裂中期的细胞较多 ,且中期染色体在形态上与根尖中的无明显区别;利用子房壁制片, 验证了 13个香石竹品种的
染色体数目, 多数为 30(二倍体)。
关键词:香石竹;染色体;子房壁;有丝分裂
中图分类号:S681.5　文献标识码:A　文章编号:1001-8581(2010)01-0061-03
StudiesonIdentifyingNumberofChromosomeinCarnationbyUsingOvaryWal
ZHOUXu-hong1 , GUIMin1 , XIAJing2 , JIANGYa-lian1 , LIShen-chong1 , CAOHua1 , ZHANGTing1 , MOXi-jun1＊
(1.FlowerResearchInstitute, YunnanAcademyofAgriculturalSciences;KeyLaboratoryofFlowerBreedingofYunnanProv-
ince;FlowerEngineeringCenterofYunnanProvince, Kunming650205, China;2.ColegeofHorticultureandLandscapeArchitec-
ture, SouthwestAgriculturalUniversity, Chongqing400716, China)
Abstract:Theovarywalsofcarnationbudswereusedtostudytheefectsofdiferentsizesofbudsandpretreatmentmethodson
theslide-preparationofthechromosomesincarnation.Theresultsrevealedthattheovarywallofyoungbudshadmoremetaphase
cels;thepretreatmentwithmixtureoficeandwaterfor24hourshadthebestresultamongthreemethodsofpretreatment.Incompari-
sonwiththeroottip, theimmatureovarywalpossessedmorecelswhichwereatmetaphasestage.Therewasnoobviousdiferencein
themorphologyofmetaphasechromosomesinbothmaterials.Throughchromosomepreparationsbyusingovarywal, thechromosome
numberof13 carnationcultivarswasconfirmed, theresultsshowedthatthechromosomenumberofmostcarnationcultivarswas30
(diplont).
Keywords:Carnation;Chromosome;Ovarywall;Mitosis
　　香石竹(DianthuscaryophylusLinn),又名康乃馨 ,为
石竹科石竹属的多年生宿根性草本植物 ,是世界著名的
鲜切花之一 ,也是云南省最主要的大宗出口花卉之一
[ 1] 。迄今为止 ,香石竹生产大都依赖国外品种 ,价格昂
贵 ,生产成本高 ,缺乏自主知识产权的花卉新品种已成为
我国花卉产业发展的瓶颈 。而香石竹杂交育种中存在杂
交不亲合、结实率低的现象 ,极大地制约了育种的进
程 [ 2] 。其中一部分原因是对很多种质的细胞学背景不
清楚便盲目地进行配组杂交 。为了增加杂交的成功率 、
提高杂交育种效率 ,对不同香石竹品种的染色体倍性进
行分析很有必要。
香石竹的染色体长度为 2.5 ～ 4.0 μm,属小染色体
类型 ,具有正常的着丝点 [ 3] 。由于香石竹染色体数目多 ,
且属于小染色体 ,压片难度较大 ,因此需寻找细胞分裂指
数高的材料进行染色体计数。大部分植物以根尖作为染
色体制片的材料 ,但在取材不便的情况下 ,就要寻找新的
染色体制片材料。幼小的花蕾取材容易 ,在取材适宜的
情况下 ,其细胞分裂指数往往要高于根尖[ 4] 。本实验以
子房壁为材料从取材时间、预处理方法进行香石竹染色
体制片的研究 ,并与根尖染色体制片进行比较 ,目的在于
探索一套适合香石竹染色体制片的技术 。
1　材料与方法
1.1　材料　13个香石竹品种全部由云南省农业科学院
花卉研究所提供 ,选取健壮 、适龄、无病虫害植株的花蕾 。
1.2　方法
1.2.1　子房壁染色体的制备
1.2.1.1　取材时期　2009年 5月于始花期晴天 8:30 ～
10:00取香石竹品种迷恋(D.P.Barbara)不同大小的花
蕾 ,花蕾长分别为 1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7 cm,将子房
纵向切开 ,取其子房壁进行预处理。
1.2.1.2　预处理试验及固定方法　取花蕾长度 1.5 cm
的子房壁进行预处理 。预处理方法有:饱和的对二氯苯
液处理 2.5 h;0.0005mol/L8-羟基喹啉液处理 24 h;冰
水混合物预处理 24 h。预处理后用卡诺氏 I固定液固定
2 ～24 h,用蒸馏水清洗 2 ～ 3次 ,再转入 70%酒精内 ,保
存于 4 ℃冰箱中 。
1.2.1.3　离析、染色及观察　将材料置于 1 mol/L盐酸
中 ,在室温条件下酸解 20 min。处理后将材料清洗 2 ～ 3
次 ,用卡宝品红染色 10 min。选取 50个有丝分裂中期相
较好的细胞在 Olympus显微镜下观察 ,统计其染色体的
数目。
1.2.2　根尖染色体的制备　取香石竹品种迷恋(D.P.
Barbara)的插穗 ,蘸生根粉插于经蒸汽消毒的蛭石中 ,培
养 15d长根后 ,取根长 0.5 ～ 1.5cm的根 ,用冰水混合物
预处理 24 h,卡诺氏 I固定液固定 2 h,在室温条件下酸
解 15min,切取 1 ～ 2mm的根尖 ,用卡宝品红染色 10min
后压片 。
1.2.3　子房壁制片鉴定香石竹染色体的数目　取香石
竹品种俏姑娘 (Whitetundra)、田园 (Rupia)、罗加特
(Nogalte)、紫罗兰(Vrevalo)、黄飞鸿(Malaga)、粉恋(L.
P.Barbara)、迷恋(D.P.Barbara)、绿宝石(GreenLem-
on)、秋色(Simba)、日出(Andaluz)、流星(Fanele)、兰贵
人(Rendez-vous)和皇族(Tessino)1.2 ～ 1.5 cm长花蕾
的子房壁 ,用冰水混合物预处理 24 h,卡诺氏 I固定液固
定 2 h,在室温条件下酸解 20 min,选取有丝分裂中期相
较好的细胞 ,统计 13个香石竹品种的染色体数目。
2　结果与分析
2.1　取材时期比较　分别取 1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7
cm长度花蕾的子房壁进行制片 ,结果见图 1,发现 1.2
cm长花蕾的子房壁有丝分裂指数最高 ,为 3.92%, 1.7
cm花蕾的子房壁中期分裂相细胞最少 ,有丝分裂指数为
1.16%。说明幼嫩的花蕾子房壁细胞有丝分裂相对旺
盛 ,细胞分裂指数高 ,是染色体制片的适宜取材时期 。
图 1　子房壁和根尖细胞有丝分裂比较
2.2　预处理效果比较　用饱和的对二氯苯液处理 2.5 h
后 ,染色体收缩不足 ,相互之间容易粘连 ,分散度不好
(图 2A);用 0.0005 mol/L的 8-羟基喹啉溶液预处理 24
h后 ,染色体过于收缩 ,主缢痕和次缢痕不清晰 ,各条染
色体之间的形态差别不明显(图 2B);用冰水混合物预处
理 24 h,则可以得到形态清晰、分散良好的中期分裂相
(图 2C)。可能是冰水混合物对染色体毒害较小 ,中期染
色体积累较多的原因 。
A:饱和的对二氯苯液处理迷恋子房壁 2.5h;B:0.0005mol/L的 8-羟基喹啉溶液处理迷恋子房壁 24h;
C:冰水混合物处理迷恋子房壁 24h;D:迷恋根尖染色体;E:皇族子房壁染色体;F:兰贵人子房壁染色体。
图 2　不同预处理香石竹的染色体形态
2.3　子房壁和根尖染色体制片效果的比较　子房壁染
色体制片所观察的细胞数多 ,中期细胞分裂相多 ,有丝分
裂不同步 ,有丝分裂指数平均为 1.85%(见图 1);根尖染
色体制片所观察的细胞数相对少 ,中期细胞分裂相少 ,有
丝分裂不同步 ,有丝分裂指数平均为 0.85%(见图 1)。
由图 2C和图 2D可见 ,子房壁中获得的中期染色体形态
与根尖染色体形态无明显差异。
2.4　不同香石竹品种染色体的数目　利用子房壁进行
染色体制片 ,鉴定了 13个香石竹品种的染色体数目 ,结
果见表 1。其中大部分品种为二倍体(如图 2E),少数品
62 江　西　农　业　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　　22卷
种为四倍体(如图 2F)。因此利用子房壁进行香石竹染
色体计数 ,是行之有效的方法 。
表 1　不同香石竹品种的染色体数目
序号 品种名称 染色体数目 倍性
1 俏姑娘(Whitetundra) 60 四倍体
2 田园(Rupia) 30 二倍体
3 罗加特(Nogalte) 30 二倍体
4 紫罗兰(Vrevalo) 30 二倍体
5 黄飞鸿(Malaga) 60 四倍体
6 粉恋(L.P.Barbara) 30 二倍体
7 迷恋(D.P.Barbara) 30 二倍体
8 绿宝石(GreenLemon) 30 二倍体
9 秋色(Simba) 30 二倍体
10 日出(Andaluz) 30 二倍体
11 流星(Fanelle) 30 二倍体
12 兰贵人(Rendez-vous) 60 四倍体
13 皇族(Tessino) 30 二倍体
3　讨论
根尖是染色体计数最常用的材料 ,与根尖相比 ,幼
小的花蕾往往更有价值。李懋学等 [ 4]在芍药、牡丹 、月季
等植物中利用花蕾进行染色体制片 , Bianco等[ 5]用子房
壁制片的方法研究兰花的染色体 , MurataandMotoyo-
shi[ 6]用拟南芥花蕾组织包括雌蕊和花瓣的有丝分裂的
前中期 、中期观察染色体 , KeselandMarks[ 7]用花蕾花冠
组织计数马铃薯的染色体 ,张红梅等[ 8]用幼嫩雌蕊进行
染色体核型分析 ,均发现幼小花蕾是染色体计数的良好
材料。
染色体制片包括压片法和去壁低渗火燃干燥法 ,压
片法的主要优点是程序简单 ,机动性大[ 4] 。压片法有取
材 、预处理 、固定 、解离和染色等步骤 。从取材部位来看 ,
子房壁有丝分裂指数高于根尖 ,且无需材料的培养 ,缩短
了试验周期 ,简化了试验流程[ 8] ;从取材时期看 ,花蕾越
小 ,有丝分裂越旺盛 。本实验发现 1.2 cm长的花蕾子房
壁有丝分裂指数最高 ,并未对更小的花蕾进行观察 ,原因
是小于 1.2 cm长的花蕾子房壁太小 ,取材困难 。子房壁
与根尖染色体制片的不同之处主要是离解时间不同 ,根
尖在室温条件下离解时间 10 ～ 15 min,时间稍长 ,细胞易
破裂;子房壁在室温条件下离解时间 20 min,时间稍短 ,
离解不彻底 ,细胞不易分开 。
子房壁染色体制片不仅用于染色体计数 ,还可应用
于核型分析 [ 8] 、荧光原位杂交[ 6]等 。因此 ,在根尖不易
获取 、植株正在开花的情况下 ,子房壁制片法是研究香石
竹染色体的有效方法 。
参考文献:
[ 1] 莫锡君 , 熊丽 ,顾强健 ,等.切花香石竹高效化栽培 [ J] .云南
农业科技 , 2003, (2):34～ 35.
[ 2] 莫锡君 , 熊丽 , 桂敏 ,等.红花香石竹品种间杂交后代的表现
[J] .西南农业大学学报 , 2003, 25(增刊):16 ～ 18.
[ 3] 瞿素萍 ,熊丽 , 莫锡君 ,等.大花香石竹的倍性分析 [ J] .西南
农业学报 , 2004, (17):504～ 507.
[ 4] 李懋学 , 张赞平.作物染色体及其研究技术(第 1版)[ M] .
北京:中国农业出版社 , 1996.23～ 314.
[ 5] BiancoP, DemericoSD, MedagliP, etal.Polyploidyandaneu-
ploidyinOphrys, Orchis, andAnacamptis(Orchidaceae)[ J] .
Pl.Syst.Evol., 1991, 178:235～ 245.
[ 6] MurataM, MotoyoshiF.FloralchromosomesofArabidopsisthali-
anafordetectinglow-copyDNAsequencesbyfluorescencein
situhybridization[J].Chromosoma, 1995, 104:39 ～ 43.
[ 7] KesselR, MarksGE.Makingchromosomecountsinsolanumu-
singcorolatissue[ J] .PotatoRes., 1970, 13:151～ 153.
[ 8] 张红梅 , 张蜀宁 , 孔艳娥 , 等.利用青花菜幼嫩雌蕊进行染色
体核型分析 [J].园艺学报 , 2009, 36(5):727～ 730.
63　1期　　　　　　　　　　　　周旭红等:利用子房壁鉴定香石竹染色体数目的研究