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沙米染色体核型分析



全 文 :·生物技术· 北方园艺2013(01):114~116
第一作者简介:王前(1984-),女,博士,研究方向为民族生态学。
E-mail:wangqian121@sina.com.
责任作者:王俊丽(1964-),女,博士,教授,博士生导师,现主要从
事植物资源利用与植物细胞工程等研究工作。E-mail:wangjun-
li2008@yahoo.com.cn.
基金项目:国家“985”工程计划资助项目(MUC98504-14,
MUC98507-08);高等学校学科创新引智计划资助项目(B08044)。
收稿日期:2012-08-27
沙 米 染 色 体 核 型 分 析
王   前1,2,陈 海 魁3,王 俊 丽1
(1.中央民族大学 生命与环境科学学院,北京100081;2.北京市八达岭林场,北京102112;
3.北方民族大学 生物科学与工程学院,宁夏 银川750021)
  摘 要:采用染色体常规制片法,结合显微摄影技术对沙米(Agriophylum squarrosum
(Linn.)Moq.)染色体进行检测分析。结果表明:沙米为二倍体,体细胞染色体数目为18;核型公
式为2n=2×=18=14m+4sm,染色体相对长度组成为10M1+8M2,全组染色体长为24.09μm,
核型不对称系数(AS.K%)为58.86%,属于1A型;染色体总体积为85.95μm
3。
关键词:沙米;染色体;核型分析
中图分类号:S 681.9 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2013)01-0114-03
  沙米(Agriophylum squarrosum (Linn.)Moq.)为藜
科(Chenopodiaceae)沙蓬属(Agriophylum)1a生草本植
物,又叫沙蓬,茎直立,植株高14~60cm,基部多分枝,幼
时全株密被分枝毛,后期部分脱落。叶无柄,互生,披针
形至条形,先端渐尖,具刺尖,基部渐狭,全缘。穗状花
序紧密,卵圆状或椭圆状,无总梗,常1~3枚腋生,苞片
宽卵形,先端急缩具小尖头,后期反折,背部密被分枝
毛,花被片1~3,膜质;雄蕊2~3;子房扁卵形。胞果卵
圆形或椭圆形,两面扁平或背部稍凸,上部边缘略具翅;
种子近圆形,光滑,有时有浅褐色斑点。花期8~10
月[1]。沙米为耐寒、耐早的沙生植物,是亚洲大陆干旱、
半干旱地区沙地上的一个广布种,是流沙上的先锋植
物,主要分布于我国西北、华北、东北各省区的沙漠地区
以及河南、西藏等地区;蒙古、苏联西伯利亚和中亚地区
也有分布[2]。
目前,有关沙米的报道主要集中在生长特性、生理
生态机制和营养成分等方面的研究[3-5],而对其染色体
的核型分析鲜见报道。该研究通过开展沙米染色体核
型分析的研究,了解沙米染色体数目、形态、核型及其它
相关信息,对探索物种遗传机制、亲缘关系与进化、远缘
杂种的鉴定等提供必要的细胞学资料。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试沙米(Agriophylum squarrosum (Linn.)Moq.)
种子采自甘肃民勤县。
1.2 试验方法
沙米种子→浸泡3~5h→27℃恒温培养→取胚根
(0.3~0.5cm)→秋水仙素处理(0.05%)→蒸馏水冲
洗→卡诺固定液固定→蒸馏水冲洗→1mol/L盐酸处理
15min(60℃)→蒸馏水冲洗→改良苯酚品红染液染色
(45%)→压片镜检。选择染色体分散较好、核相较好,符
合分析要求的片子,冰冻法揭片,干燥后用中性树胶封
片,然后显微摄影并进行染色体核型分析。
1.3 项目测定
细胞核型分析按我国1984年8月第一届全国植物
染色体学术讨论会上由李懋学等[6]所作的“关于植物核
型分析的标准化问题的标准”,对染色体进行计数、配
对、排列、测量、计算、列表、绘制核型模式图、核型公式、
核型分类等程序,并参照Levan等[7]的方法根据染色体
臂比来确定着丝粒位置;参照Stebbins的核型分类方
法,按核型中最长染色体与最短染色体之比及臂比大于
2的染色体所占的比例来确定染色体核型对称与不对称
程度[8];按Arano[9]方法计算核型不对称系数(AS.K),
按Kuo等[10]的方法确定染色体相对长度系数,染色体
体积采用De-vescovi等[11]的方法计算:染色体体积计
算=π×(1/2宽度)2×总长度。
2 结果与分析
2.1 沙米染色体数目及形态
选择30个染色体数目清晰的分裂中期细胞对染色
体进行计数。其中有27个细胞染色体数目为18条(图1)
占计数细胞的90%。可见沙米染色体数目为2n=18。
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北方园艺2013(01):114~116 ·生物技术·
图1 沙米根尖细胞有丝分裂中期相(2n=18)和核型图
Fig.1 The mitotic metaphase and karyotype maps of
Agriophyllum quarrosum (2n=18)
2.2 染色体长度组成
用OLYMPUS显微镜对染色体和标有尺寸的镜台
测微尺在相同放大倍数下进行拍照,然后将染色体和镜
台测微尺(10μm)的照片放大成相同的尺寸打印。随后
对染色体进行数据测量,即可测得染色体的绝对长度,
再根据绝对长度得出染色体其它参数(表1)。经测量分
析,沙米的18条染色体可配为9对,为二倍体,具有2个
染色体组,染色体基数为n=9。沙米全部染色体绝对长
度总长为24.09μm,最长的染色体为2.98μm,最短的染
色体长度为2.45μm,平均长度为2.68μm,染色体长度
组成为2n=18=10M1+8M2。
根据表1中沙米染色体的相对长度数据,绘制沙米
染色体核型模式图。绘制图形时,长臂在下,短臂在上,
结果见图2。
表1 沙米染色体的核型分析
  Table 1 Karyotype analysis of Agriophyllum squarrosum
序号
染色体长度/μm 相对长度/%
长臂 短臂 总长 长臂 短臂 总长
相对长
度系数
长度
类型
臂比 类型
1  1.78  1.20  2.98  7.39  4.98  12.37  1.11 M2  1.48 m
2  1.75  1.22  2.97  7.26  5.06  12.33  1.11 M2  1.43 m
3  1.57  1.16  2.73  6.52  4.82  11.33  1.02 M2  1.35 m
4  1.53  1.18  2.71  6.35  4.90  11.25  1.01 M2  1.30 m
5  1.51  1.12  2.63  6.27  4.65  10.92  0.98 M1  1.35 m
6  1.38  1.22  2.60  5.73  5.06  10.79  0.97 M1  1.13 m
7  1.62  0.92  2.54  6.72  3.82  10.54  0.95 M1  1.76 sm
8  1.42  1.06  2.48  5.89  4.40  10.29  0.93 M1  1.34 m
9  1.62  0.83  2.45  6.72  3.45  10.17  0.91 M1  1.95 sm
图2 沙米染色体核型模式图
Fig.2 The ideogram of Agriophyllum squarrosum
2.3 核型公式及分类
沙米染色体臂比的变化在1.13~1.95之间,核型公
式是2n=18=14m+4sm,根据Arano的计算方法,核型
不对称系数(AS.K%)为58.86%。最长染色体与最短
染色体之比是1.22,臂比大于2的染色体有0对。根据
Stebbins[8]的核型分类方法,沙米染色体核型类型为最
对称的1A型。
2.4 染色体体积
根据De-vescovi等[11]的染色体计算公式得出各对
染色体体积,全组染色体体积为85.95μm
3。
表2 沙米染色体体积
  Table 2 Volume of the chromosomes of Agriophylum squarrosum
编号 染色体长度/μm 染色体宽度/μm 染色体体积/μm3
1  2.98  1.53  10.95
2  2.97  1.31  8.00
3  2.73  1.83  14.35
4  2.71  1.46  9.07
5  2.63  1.29  6.87
6  2.60  1.47  8.82
7  2.54  1.49  8.85
8  2.48  1.46  8.30
9  2.45  1.67  10.73
总计 20.49  13.51  85.95
3 结论
沙米染色体数为18条,核型公式为2n=18=14m+
4sm,全组染色体长为24.09μm,长臂总长为14.18μm,
核型不对称系数(AS.K%)为58.86%,对称程度较高,
属于较为对称类型。最长染色体与最短染色体之比为
1.22,9对染色体臂比值均小于2,为1A型,即最原始的类
型。总体积为85.95μm
3。通过染色体数目、形态和结构
差异的分析,可以从细胞学水平鉴别物种的差异,为研究
物种间的遗传距离、亲缘关系和进化提供客观的依据,同
时也为其进一步的开发和利用奠定一定的理论基础。
参考文献
[1] 刘媖心.中国沙漠植物志[M].北京:科学出版社,1985:404-405.
[2] 薛苹苹,何兴东,高玉葆,等.沙丘先锋植物沙蓬生长可塑性的研究
[J].中国沙漠,2008,28(2):285-255.
[3] 齐凯,安晓亮,叶世河.沙米生长特性调查[J].内蒙古林业科技,
2010,36(1):19-21.
[4] 赵敏杰.沙米适应干旱环境的生理机制[D].北京:中央民族大学,
2009:1-3.
[5] 任文明,刘雪峰,倪春梅.毛乌素沙漠大然沙米营养成分的分析[J].
内蒙古农业大学学报,2005,26(2):88-90.
[6] 李懋学,陈瑞平.关于植物核型分析的标准化问题[J].武汉植物学
研究,1985,3(4):297-302.
[7] Levan A,Fredga K,Sandberg A.Nomenclature for centromeric position
on chromosomes[J].Hereditas,1964,52:197-201.
[8] Stebbins G L.Chromosome evolution in higher plants[M].London:
Edward Arnold,1971:87-89.
[9] Arano H.Cytological studies in subfamily Carduoideae(Compositae)of
Japan,IX.The karyotype analysis and phylogenetic considerations on Pertya
and Ainsliaca[J].Bot Mag(Tokyo),1963,76:32-40.
[10]Kuo S R,Wang T T,Huang T C.Karyotype analysis of some Formosan
gymnosperms[J].Taiwania,1972,17(1):66-80.
[11]De-vescovi M A,Szikla O.Comparative karyotype analysis of Douglas-fir
[J].Silvae Genet,1975,24(2-3):4-12.
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·生物技术· 北方园艺2013(01):116~118
第一作者简介:伍亚平(1986-),女,在读硕士,现主要从事植物遗
传育种工作。E-mail:wuyaping812@163.com.
责任作者:唐道城(1954-),男,硕士,教授,博士生导师,现主要从
事高原花卉研究工作。E-mail:tangdaocheng6333@163.com.
基金项目:农业部科技成果转化资助项目(2009GB2G200396)。
收稿日期:2012-09-19
万寿菊雄性不育系离体保存及快繁体系的建立
伍 亚 平,唐 道 城
(青海大学 高原花卉研究中心,青海 西宁810016)
  摘 要:以9个万寿菊雄性不育系植株的腋芽为外植体,进行诱导、继代和生根培养基配方
的优化研究。结果表明:适合万寿菊雄性不育系腋芽诱导丛生芽的培养基最佳配方是:MS+
6-BA 0.3mg/L+NAA 0.10mg/L;适合丛生芽继代增殖培养的培养基最佳配方是:MS+6-BA
0.5mg/L+NAA 0.10mg/L;适合生根的培养基最佳配方是:1/2MS+IBA 0.10mg/L。初步建成
了万寿菊雄性不育系离体保存体系。
关键词:万寿菊;雄性不育系;腋芽;培养基配方;离体保存
中图分类号:S 681.903.6 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2013)01-0116-03
  万寿菊(Tagetes erectal)为菊科万寿菊属1a生草本
植物,又名蜂窝菊、臭芙蓉[1]。杂交种繁育常利用雄性
不育两用系的不育系作母本,与强优势的恢复系杂交,
配制F1杂交种用于生产[2]。万寿菊的雄性不育两用系
即不育株和可育株共存于同一群体中。不育株小花呈
丝状,只有雌蕾,无雄蕾和花瓣,为结构型雄性不育,自
交不能结实,即不育系;可育株为两性花,能自花结
实[2-3]。在杂种优势利用中,采用姊妹交保持其不育性,
即两用系,用不育系与恢复系杂交完成杂交种制种。万
寿菊雄性不育繁植株来之不易,如何保存万寿菊雄性不
育性状,为接下来的杂交制种利用及雄性不育遗传机理
方面的研究提供材料来源是一个极其重要的问题[4]。
   
目前,雄性不育的保存与繁殖主要采用“两用系”自交和
组织培养的方法保存。其中组织培养可以不受生长季
节限制,繁殖速度快、繁殖系数大,基本能保持原有品种
的优良性状等特点,所以建立万寿菊雄性不育系离体保
存及快繁体系,对育种和种子生产非常重要[5]。该试验
以青海大学高原花卉中心选育的9个万寿菊雄性不育
系的幼嫩腋芽为外植体,研究适宜的诱导、继代及生根
培养基配方,以期建立简单有效的离体保存及快繁体
系,为后续研究及种子生产奠定资源基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料均来自青海大学高原花卉中心试验田。
清晨于试验田内剪取9个万寿菊雄性不育系健壮无病
害植株的幼嫩腋芽,放入采样袋内并分别编号,然后置
于低温采样箱中保存。以 MS培养基为基本培养基,进
行组织培养。
1.2 试验方法
1.2.1 外植体的灭菌 取出腋芽放入小烧杯中,先用洗
   
Karyotype Analysis of the Chromosome of Agriophylum squarrosum
WANG Qian1,2,CHEN Hai-kui 3,WANG Jun-li 1
(1.Colege of Life and Environmental Science,Minzu University of China,Beijing 100081;2.Badaling Forest Farm,Beijing 102112;3.Colege of
Biological Sciences and Engineering,Beifang University of Nationalities,Yinchuan,Ningxia 750021)
Abstract:The chromosomes was tested and analyzed through normal method for preparing sides with the technique of
microphotography.The results showed that the karyotype formula was 2n=2×=18=14m+4sm and belongs to‘1A’
type of Karyotypic.The chromosome complement based on relative length formula was 10M1+8M2.The total length of
al set of chromosome was 24.09μm,the AS.K was 58.86%.The total volume of chromosome was 85.95μm3.
Key words:Agriophylum squarrosum (Linn.)Moq.;chromosome;karyotype analysis
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