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OT系百合3个品种的核型分析



全 文 :第 41 卷 第 11 期 东 北 林 业 大 学 学 报 Vol. 41 No. 11
2013 年 11 月 JOURNAL OF NORTHEAST FORESTRY UNIVERSITY Nov. 2013
1)林业公益性行业科研专项(201204609)、北京地区花卉生产
优势品种育种研发(YLHH201200116)。
第一作者简介:魏迟,男,1989 年 9 月生,北京林业大学园林学
院,博士研究生。
通信作者:贾桂霞,北京林业大学园林学院,国家花卉工程技术
研究中心(北京林业大学) ,教授。E-mail:gxjia@ bjfu. edu. cn。
收稿日期:2013 年 3 月 22 日。
责任编辑:任 俐。
OT系百合 3 个品种的核型分析1)
魏 迟 王中轩 贾桂霞
(北京林业大学,北京,100083)
摘 要 采用常规根尖压片法,对百合 OT杂种系的‘Nymph’、‘Valparaiso’和‘Yelloween’3 个品种进行了核
型分析。因 OT系列的品种为东方百合和喇叭百合杂种系间的杂交品种,染色体高度杂合,核型复杂,故将每条染
色体分别列出单独分析。研究结果显示:‘Valparaiso’为三倍体,其余两种为二倍体。3 品种均为 3B 型,核型不对
称系数分别为 79. 79%、80. 15%和 81. 73%。其中‘Valparaiso’可能存在 B染色体。核型公式分别为‘Nymph’2n=
2x=24 =2m(SAT)+2sm+9t+11st;‘Valparaiso’3n=3x=36=4m(SAT)+3sm(SAT)+15st+14t;‘Yelloween’2n=2x=24=
4m(2SAT)+16t+4st。
关键词 OT杂种系百合;染色体;核型分析
分类号 S682. 2;Q943. 2
Karyotype Analysis of Three Cultivars from OT Hybrid Lily /Wei Chi,Wang Zhongxuan,Jia Guixia(Beijing Forestry
University,Beijing 100083,P. R. China)/ / Journal of Northeast Forestry University. -2013,41(11). -59 ~ 62
The karyotype of three representative new cultivars from OT Hybrid Lilies,‘Nymph’,‘Valparaiso’and‘Yellow-
een’were taken as samples for analysis by traditional squash method. The chromosomes were listed for analysis separately
considering the karyotypic complexity of the OT lily as a intersectional hybrid.‘Valparaiso’is triploid,and the other two
cultivars are diploid. Karyotypes of all the Lilium cultivars are 3B,and the asymmetry index (As·K%)are 79. 79%,
80. 18% and 81. 73%,respectively. B chromosomes may be in‘Valparaiso’. The karyotype formula of‘Nymph’is 2n=
2x=24 =2m(SAT)+2sm+9t+11st,that of‘Valparaiso’is 3n= 3x= 36 = 4m(SAT)+3sm(SAT)+15st+14t,and that of
‘Yelloween’is 2n=2x=24 =4m(2SAT)+16t+4st.
Keywords OT hybrid lily;Chromosome;Karyotype analysis
百合(Lilium spp.)作为目前世界上最受欢迎的
花卉种类之一,有着悠久的栽培历史[1]。其中,由
东方百合和喇叭百合杂交而来的 OT 杂种系的品种
由于既具有东方百合的花形与香气,又兼有喇叭百
合的出色抗性,一经问世便受到了市场的广泛欢迎,
新品种不断涌现,很快成为了百合育种的一个新的
重要方向[2]。
染色体的数目及其核型结构的分析是从细胞学
方面对植物类群的系统发育和物种形成进行研究。
近年来,研究者已经在百合属植物的核型分析方面
做出了诸多工作,除百合野生种外,麝香百合、东方
百合、亚洲百合和 LA 杂种系百合品种的核型均有
报道[3-4]。OT杂种系百合由于面世时间较短,相关
研究仍十分匮乏,其染色体核型亦鲜见文献报道。
本研究通过对 OT杂种系百合栽培品种染色体数目
及核型的分析,试图为了解其品种遗传变异提供依
据,并为观赏百合杂交育种亲本选择和后代鉴定等
遗传分析提供指导基础。
1 材料与方法
本研究材料为‘Nymph’、‘Valparaiso’和‘Yellow-
een’3个品种,种球由荷兰引进,种植于国家花卉工
程技术研究中心北京小汤山资源与种质创新基地。
采用植物染色体常规压片法。于0 9:0 0—
11:00 挖取生长旺盛的根尖,洗净后用 0. 7 mmol·
L-1 放线菌酮室温预处理 4 h,再用卡诺氏固定液(V
(无水乙醇)∶ V(乙酸)= 3 ∶ 1,现配)固定 12 h。之
后放入 1%纤维素酶和果胶酶混合液解离,2%醋酸
洋红染色压片,于 Leica DM LS2 计算机型光学显微
镜下镜检并照相。
每种材料均观察 30 个左右细胞确定染色体数,
并选用 5 个分散良好的中期分裂相进行分析测量,
以获得核型数据。核型分析按照李懋学等[5]制定
的标准进行,臂比值分类遵循 Levan 核型分类系
统[6],并根据 Stebbins 的标准进行核型分类[7]。核
型不对称系数(As,K,%)根据荒野久雄
[8]的方法,比
值越大,核型越不对称。
2 结果与分析
考虑到 OT 杂种系百合是杂种系间的品种,其
染色体组成复杂,本研究将各条染色体参数按相对
长度单独排列。
2. 1 ‘Nymph’核型分析
经观察计数确定‘Nymph’材料为二倍体,染色
体数为 24。核型公式为 2n = 2x = 24 = 2m(SAT)+
2sm+9t+11st。平均臂比为 6. 38,最长与最短染色
体之比为 2. 19,臂比值大于 2. 00 的染色体占全部
染色体数量的 88%,核型不对称系数为 79. 79%,属
3B型。第 1、3 条为中部着丝点区染色体,短臂处具
次缢痕,着丝点与次缢痕存在随体,即居间随体;第
2、4 条为近中部着丝点区染色体,其余为近端部或
端部着丝点区染色体(表 1,图 1A、图 2A、图 3A)。
2. 2 ‘Valparaiso’核型分析
经观察计数确定‘Valparaiso’为三倍体,染色体
数为 36。核型公式为 3n = 3x = 36 = 4m(SAT)+3sm
(SAT)+15st+14t。平均臂比为 7. 01,最长与最短染
色体之比为 3. 75,臂比值大于 2. 00 的染色体占全
部染色体数量的 86%,核型不对称系数为 80. 15%,
属 3B型。第 1 ~ 4 条为中部着丝点区染色体,其中
第 2 条具居间随体;第 5、6、36 条为近中部着丝点区
染色体,其中第 6 条长臂处具次缢痕,连接一小型随
体;其余为近端部或端部着丝点区染色体,第 19 条
长臂处具次缢痕。可能存在 0 ~ 3 个不等的 B 染色
体(表 2,图 1B、图 2B、图 3B)。
表 1 OT杂种系百合‘Nymph’核型参数
编号 相对长度 /% 臂比 类型
1 3. 03+3. 24 =6. 27 1. 07 m(SAT)
2 1. 94+4. 04 =5. 98 2. 08 sm
3 2. 94+3. 03 =5. 97 1. 03 m(SAT)
4 1. 94+3. 54 =5. 48 1. 83 sm
5 0. 75+4. 03 =4. 78 5. 39 st
6 0. 33+4. 20 =4. 53 12. 78 t
7 0. 36+4. 07 =4. 43 11. 32 t
8 0. 35+4. 03 =4. 38 11. 59 t
9 0. 47+3. 91 =4. 37 8. 36 t
10 0. 42+3. 87 =4. 29 9. 19 t
11 0. 79+3. 38 =4. 18 4. 26 st
12 0. 36+3. 77 =4. 13 10. 58 t
13 0. 59+3. 38 =3. 96 5. 74 st
14 0. 63+3. 29 =3. 92 5. 20 st
15 0. 25+3. 49 =3. 74 13. 90 t
16 0. 67+3. 09 =3. 77 4. 60 st
17 0. 64+3. 00 =3. 64 4. 68 st
18 0. 56+3. 03 =3. 59 5. 43 st
19 0. 72+2. 75 =3. 47 3. 80 st
20 0. 68+2. 55 =3. 24 3. 75 st
21 0. 50+2. 62 =3. 12 5. 25 st
22 0. 37+2. 68 =3. 04 7. 33 t
23 0. 67+2. 20 =2. 87 3. 26 st
24 0. 25+2. 62 =2. 87 10. 64 t
注:随体长度已计入;数值经四舍五入后可能导致等式左右不
等;着丝点位置类型字母含义:m.中部着丝点区,sm. 近中部着丝点
区,st.近端部着丝点区,t.端部着丝点区。
A.‘Nymph’;B.‘Valparaiso’;C.‘Yelloween’。
图 1 OT杂种系百合 3 品种染色体中期形态图
2. 3 ‘Yelloween’核型分析
经观察计数确定‘Yelloween’为二倍体,染色体
数为 24。核型公式为 2n=2x=24 =4m(2SAT)+16t+
4st。平均臂比为 7. 66,最长与最短染色体之比为
2. 04,臂比值大于 2. 00 的染色体占全部染色体数量
的 83%,核型不对称系数为 81. 73%,属 3B 型。第
1 ~ 2 条为中部着丝点区染色体,第 2、3 条短臂具居
间随体;其余均为近端部或端部着丝点区染色体
(表 3,图 1C、图 2C、图 3C)。
3 结论与讨论
OT杂种系百合是两大杂种系间的杂交品系,其
中的二倍体由喇叭百合和东方百合的 F1 代选育而
来,而三倍体则是由高度不育的 OT 杂种产生 2n 配
子后回交的结果。因此,OT杂种系百合各对染色体
实际上并不是严格意义上的同源染色体,而是近源
染色体[9],例如,二倍体 OT 杂种系百合的 24 条染
色体从不能形成任何二价体到可形成 12 对二价体
均有可能。同时,染色体长度并非染色体配对的唯
一凭据,相互配对的两条染色体也未必形态一致。
这是经高度选育的栽培植物与野生植物核型上的重
要区别,从前文分析结果也能看出,其各条染色体均
具有独特性,很难配对,因而在分析方法上,本研究
没有按照传统强行两两(或三三)平均取值,而改将
06 东 北 林 业 大 学 学 报 第 41 卷
其一一完整列出,以暂不配对的形式加以分析。
A.‘Nymph’;B.‘Valparaiso’;C.‘Yelloween’。
图 2 OT杂种系百合 3 品种染色体排列图
A.‘Nymph’;B.‘Valparaiso’;C.‘Yelloween’。
图 3 OT杂种系百合 3 品种核型模式图
与所有百合属植物一样,二倍体‘Nymph’和
‘Yelloween’的染色体组成均包括 1 /6 的、较长的
中部(m)或近中部(sm)着丝点染色体和 5 /6 的、
较短的近端部(st)或端部(t)着丝点染色体[10]。
但三倍体‘Valparaiso’的第 36 条也是近中部着丝
点染色体,且其长度明显短于组内其余染色体,同
时该品种第 1 条染色体也明显长于其余染色体。
此外,在大部分百合属植物第 1 ~ 4 条染色体着丝
点处往往存在次缢痕,有的居间随体清晰可见,有
的则不明显[5]。本研究中的‘Nymph’较为明显,
而‘Valparaiso’第 6 条染色体次缢痕出现在长臂末
端,且在第 19 条也存在次缢痕。同时,在‘Valpa-
raiso’中还发现额外存在有 0 ~ 3 个不等的完整小
染色体,很可能为 B 染色体。B 染色体一般是因
种内或种间杂交而形成的衍生染色体[11]。喇叭百
合的重要亲本岷江百合(L. regale)中曾发现有 B
染色体[12],但在栽培百合品种中鲜有报道,Xie[13]
在麝香百合与喇叭百合的四倍体杂种及其杂种后
代中发现有 B 染色体,张艺萍等[14]发现在‘Manis-
sa’中存在 B 染色体。以上现象说明‘Valparaiso’
可能是在 F1 代回交过程中发生了染色体易位和
倒位等变异。
16第 11 期 魏 迟等:OT系百合 3 个品种的核型分析
表 2 OT杂种系百合‘Valparaiso’核型参数
编号 相对长度 /% 臂比 类型
1 2. 40+2. 65 =5. 05 1. 10 m
2 1. 98+2. 26 =4. 24 1. 14 m(SAT)
3 1. 81+2. 29 =4. 10 1. 27 m
4 1. 70+2. 23 =3. 93 1. 31 m
5 1. 39+2. 41 =3. 81 1. 73 sm
6 1. 24+2. 53 =3. 77 2. 04 sm(SAT)
7 0. 20+3. 09 =3. 29 15. 60 t
8 0. 26+2. 96 =3. 22 11. 57 t
9 0. 33+2. 83 =3. 16 8. 52 t
10 0. 51+2. 55 =3. 06 5. 02 st
11 0. 16+2. 86 =3. 02 17. 90 t
12 0. 21+2. 74 =2. 95 13. 04 t
13 0. 51+2. 46 =2. 96 4. 86 st
14 0. 23+2. 64 =2. 87 11. 40 t
15 0. 21+2. 65 =2. 87 12. 33 t
16 0. 41+2. 41 =2. 82 5. 86 st
17 0. 25+2. 54 =2. 80 10. 02 t
18 0. 21+2. 55 =2. 76 11. 96 t
19 0. 50+2. 21 =2. 71 4. 42 st
20 0. 53+2. 08 =2. 61 3. 92 st
21 0. 34+2. 23 =2. 58 6. 53 st
22 0. 43+2. 10 =2. 53 4. 88 st
23 0. 34+2. 18 =2. 52 6. 46 st
24 0. 30+2. 17 =2. 47 7. 22 t
25 0. 41+1. 97 =2. 38 4. 84 st
26 0. 23+2. 11 =2. 34 9. 21 t
27 0. 32+1. 91 =2. 23 6. 03 st
28 0. 46+1. 75 =2. 21 3. 80 st
29 0. 37+1. 80 =2. 18 4. 83 st
30 0. 24+1. 90 =2. 14 7. 98 t
31 0. 23+1. 89 =2. 12 8. 16 t
32 0. 17+1. 82 =1. 98 10. 97 t
33 0. 13+1. 66 =1. 79 12. 91 t
34 0. 28+1. 48 =1. 75 5. 36 st
35 0. 24+1. 28 =1. 52 5. 36 st
36 0. 33+0. 94 =1. 28 2. 83 sm
注:随体长度已计入;数值经四舍五入后可能导致等式左右不
等;着丝点位置类型字母含义:m.中部着丝点区,sm.近中部着丝点
区,st.近端部着丝点区,t.端部着丝点区。
一般认为,百合属植物染色体核型类型是稳定
的 3B 型[15]。试验结果与此结论相符,所研究的 3
个品种均表现为一致的 3B 型。不过前人的报道显
示,百合品种中也可能存在其他类型的品种:戴小红
等[3]得出‘Pollyanna’为 3A 型,于雪等[16]得出
‘Alessia’、‘Anaise’、‘Crystal Blanca’为 2B 型,
‘Corvara’为 2A 型。这可能和研究的材料选择、研
究者的试验水平与操作技巧有关。本研究涉及的 3
个品种核型均为极不对称性,核型不对称系数相近,
与东方百合[17]接近,介于岷江百合[18]、宜昌百合和
泸定百合[19]等喇叭百合原始亲本系数之间,整体属
于较为进化的类型。
由于尚缺乏带型和原位杂交等进一步分析,目
前在核型分析层面难以区分各条染色体的来源和配
对情况。但本研究结果足以将 OT 杂种系百合的品
种区分开来,为杂交育种亲本选择和亲缘关系鉴定
提供依据。
表 3 OT杂种系百合‘Yelloween’核型参数
编号 相对长度 /% 臂比 类型
1 2. 64+3. 38 =6. 03 1. 28 m
2 2. 87+3. 02 =5. 89 1. 05 m(SAT)
3 2. 33+3. 44 =5. 77 1. 48 m(SAT)
4 2. 24+3. 20 =5. 44 1. 43 m
5 0. 41+4. 37 =4. 78 10. 63 t
6 0. 40+4. 24 =4. 64 10. 59 t
7 0. 39+4. 03 =4. 43 10. 23 t
8 0. 41+3. 94 =4. 35 9. 70 t
9 0. 49+3. 79 =4. 29 7. 69 t
10 0. 65+3. 62 =4. 28 5. 55 st
11 0. 51+3. 62 =4. 13 7. 05 t
12 0. 34+3. 65 =3. 99 10. 69 t
13 0. 36+3. 63 =3. 99 10. 22 t
14 0. 28+3. 70 =3. 98 13. 44 t
15 0. 64+3. 30 =3. 94 5. 19 st
16 0. 28+3. 59 =3. 87 12. 68 t
17 0. 34+3. 45 =3. 79 10. 24 t
18 0. 33+3. 08 =3. 41 9. 20 t
19 0. 42+2. 97 =3. 38 7. 09 t
20 0. 43+2. 78 =3. 20 6. 47 st
21 0. 59+2. 60 =3. 18 4. 44 st
22 0. 34+2. 82 =3. 16 8. 37 t
23 0. 27+2. 88 =3. 14 10. 82 t
24 0. 32+2. 63 =2. 95 8. 26 t
注:随体长度已计入;数值经四舍五入后可能导致等式左右不
等;着丝点位置类型字母含义:m.中部着丝点区,sm. 近中部着丝点
区,st.近端部着丝点区,t.端部着丝点区。
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