全 文 ：葎草的核型和性染色体研究
王连军 ,邓传良 ,卢龙斗* ,高武军
(河南师范大学 生命科学学院 ,河南 新乡 453007)
摘要:通过对葎草核型和减数分裂的研究 ,表明葎草的性别决定方式是:雌株是 2n=14+XX;雄株
是 2n=14+XXY。其中性染色体是最大的染色体 。
关键词:葎草;核型;减数分裂;性染色体
中图分类号:S451　　文献标识码:A　　文章编号:1004 3268(2007)10 0061 03
　　葎草[ Humulus scandens (Lour.) Mer r. ]是桑
科葎草属植物 ,雌雄异株 [ 1] 。关于葎草染色体的报
道很少 。汪劲松等[ 2] 认为葎草有 18条染色体 ,而杨
德奎 [ 3]则认为葎草有 16条染色体。本研究通过研
究已知性别的葎草茎尖核型和花粉母细胞的减数分
裂过程 ,确定了葎草的核型并对葎草的性染色体进
行了鉴定 ,以期对葎草性别决定机制的研究奠定
基础 。
1 　材料和方法
1. 1　材料
葎草雌 、雄株茎尖及雄花花蕾均取自河南师范
大学生命科学学院温室大棚 。经河南师范大学生命
科学学院李发启老师鉴定。
1. 2　方法
1. 2. 1　雌雄株茎尖有丝分裂中期染色体制片　分
别取幼嫩雌雄株葎草的茎尖 ,用 0. 05%秋水仙素与
0. 002mo l /L 8 - 羟基喹啉(1∶1)处理 3. 5 h 后;加
入新配制的卡诺氏固定液(无水乙醇∶冰醋酸=3∶
1),于 4 ℃过夜;然后转移到 70%酒精中保存于 4℃
冰箱内;2%纤维素酶与 2%果胶酶以 2∶1的比例
混合配制的酶液 37℃处理 1. 5 h;吸去酶液 ,加入蒸
馏水进行后低渗 10min;涂片 ,火焰干燥;改良苯酚
品红染色约 30min ,冲洗 ,风干;镜检拍照。
收稿日期:2007 04 17
基金项目:河南省自然科学基金项目(0611030300);河南省教育厅自然科学基金项目(2007180028)
作者简介:王连军(1982 ), 男 ,河南辉县人 , 在读硕士研究生 ,研究方向:植物遗传。
通讯作者:卢龙斗(1954 ), 男 ,河南宜阳人 , 教授 ,博士 , 主要从事遗传学教学与科研工作。
阿维菌素 600倍和 0. 3%苦参碱 600倍防效在 70%
以上;施药后 72h ,前两者仍在 90%以上 ,生物农药
0. 9%阿维菌素 600倍和 1200倍防效在 85%以上 ,0.
3%苦参碱 600倍和1 200倍防效在 75%以上。
2. 4. 2　室外大面积防治　于 2004年丝棉木金星尺
蛾三龄幼虫盛期 ,在京珠高速公路许漯段道路中心
隔离带和市内绿化区大叶黄杨上分别喷施 0. 9%阿
维菌素乳油 600倍 、0. 3%苦参碱水剂 600倍 、4. 5%
高效氯氰菊酯 1 000倍和 52. 5%农地乐 1 200倍 ,施
药后 1 d调查 ,前两者防效在 70%以上 ,后两者均在
85%以上 ,3 d和 7 d前两者防效在 80%以上 ,后两
者均在 95%以上 。
3　结论与讨论
1)丝棉木金星尺蛾在漯河市一年发生 3 ～ 4
代 ,以蛹在树干基部周围疏松土中或地被物内越冬 。
由于各虫态历期长短不一致 ,世代重叠现象严重。
2)根据丝棉木金星尺蛾的生物学特性和危害
特点 ,要采取多种防治方法相结合的综合防治措施。
4月下旬至 5月上旬 、9月下旬至 10 月上旬为防治
适期 ,防治时 ,尽量采用生物农药 ,生物农药虽然见
面效稍慢 ,防效不如化学农药高 ,但对人畜安全 ,易
降解 ,无污染 ,能够保护环境和天敌。同时应要严密
监测虫情 ,虫口密度较大必须采用化学药剂防治时 ,
应选择高效 、低毒 、低残留的农药 。
参考文献:
[ 1] 　丁伟 ,赵志谟 , 黎阳燕 .丝棉木金星尺蠖的生物学特性
及防治技术[ J] . 植物保护 , 2002(3):29 - 31.
[ 2] 　史洪中 , 胡孔峰.丝棉木金星尺蠖的发生规律及综合防
治技术[ J] . 湖北农业科学 , 2005(3):57 - 60.
[ 3] 　吴丽芳.丝棉木金星尺蛾的生态习性及防治[ J] . 安徽
农学通报 , 2005 , 11(4):109 - 111.
[ 4] 　桑明 , 郑发科.丝棉木金星尺蛾的药效试验[ J] .西华师
范大学学报(自然科学版), 2004 , 25(1):67 - 69.
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河南农业科学
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1. 2. 2　花粉母细胞减数分裂观察　取葎草幼小雄
花花蕾(约 0. 5mm),在卡诺氏固定液中固定 24 h ,
然后转移到 70%酒精中保存于 4℃冰箱内 。在室
温条件下取出花蕾 ,用蒸溜水冲洗数遍 ,然后剥开并
置于载玻片上 ,用解剖针轻压花药挤出花粉母细胞 ,
用改良品红染液染色 30m in。加上盖玻片使染液刚
好布满载玻片和盖玻片间成一薄层 ,压片。显微镜
观察 ,拍照 。
1. 2. 3　数据分析　核型分析按李懋学等[ 4] 总结的
方法计算 。
2　结果与分析
2. 1　雄株核型和性染色体特征
对 20个中期分裂相的统计结果表明 ,葎草雄株
的染色体数目为 2n=17。对其核型分析(表 1)的结
果如下:根据染色体长度和着丝点位置 ,发现这 17
条染色体包括 15条中部着丝粒染色体和 2条亚中
部着丝粒染色体。最长的染色体为性染色体 ,其相
对长度为 22. 37%;最短的染色体为 7号染色体 ,其
相对长度为 8. 77%,最长与最短染色体的长度比为
2. 55 ,无臂比大于 2. 00的染色体。因此 ,根据 Steb-
bins的核型分类标准来划分 ,葎草雄株的核型为 1B
型 ,属于相对原始的类型 ,其核型公式为 2n=2x =
17=15m+2sm 。雄株具有 3条大染色体 ,推测其为
性染色体 。葎草雄株茎尖染色体图片 、核型图和核
型模式图分别见图 1 , 2 ,3。箭头所示为性染色体。
表 1　葎草雄株核型参数
染色体
序号
相对长度(%)
(长臂+短臂=全长)
着丝粒
指 数 臂比 形态类型
1 7. 89+7. 89=15. 79 50. 00 1. 00 M
2 8. 77+6. 14=14. 91 41. 18 1. 43 m
3 7. 89+6. 14=14. 04 43. 75 1. 29 m
4 6. 14+5. 26=11. 40 46. 15 1. 17 m
5 6. 14+3. 50=9. 65 36. 36 1. 75 sm
6 5. 26+4. 39=9. 65 45. 45 1. 20 m
7 5. 26+3. 51=8. 77 40. 00 1. 50 m
X 13. 16+9. 21=22. 37 41. 18 1. 43 m
Y 7. 89+7. 89=15. 79 50. 00 1. 00 M
图 1　葎草雄株茎尖染色体
图 2　葎草雄株茎尖核型
图 3　葎草雄株茎尖核型模式
2. 2　雌株核型和性染色体特征
对 20个中期分裂相的统计结果表明 ,葎草雌株
的染色体数目为 2n=16 。根据染色体长度和着丝
点位置 ,发现 16条染色体包括 14条中部着丝粒染
色体和 2条亚中部着丝粒染色体 。最长的染色体为
性染色体 ,其相对长度为 21. 08%;最短的染色体为
6 , 7号染色体 ,其相对长度为 9. 64%(表 2),最长与
最短染色体的长度比为 2. 19 ,有 2条臂比等于 2. 00
的染色体 ,其百分比为 12. 50%。因此 ,根据 Steb-
bins的核型分类标准来划分 ,葎草雄株的核型为 2B
型 ,其核型公式为 2n=2x =16=14m+2sm 。雌株
的 X染色体相对长度为 21. 08%,与雄株相比 ,更接
近于雄株的 X染色体。葎草雌株的核型参数见表 2 ,
表 2　葎草雌株核型参数
染色体
序号
相对长度(%)
(长臂+短臂=全长)
着丝粒
指数 臂比 形态类型
1 7. 83+6. 02=13. 86 43. 48 1. 30 m
2 7. 23+4. 82=12. 05 40. 00 1. 50 m
3 6. 02+6. 02=12. 05 50. 00 1. 00 M
4 6. 02+4. 82=10. 84 44. 44 1. 25 m
5 7. 23+3. 61=10. 84 33. 33 2. 00 sm
6 4. 82+4. 82=9. 64 50. 00 1. 00 M
7 4. 82+4. 82=9. 64 50. 00 1. 00 M
X 11. 45+9. 64=21. 08 45. 71 1. 19 m
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2007年第 10期
葎草雌株茎尖染色体图片 、核型图和核型模式图分
别见图 4 ,5 , 6。箭头所示为性染色体 。
图 4　葎草雌株茎尖染色体
图 5　葎草雌株茎尖核型
图 6　葎草雌株茎尖核型模式
2. 3　花粉母细胞减数分裂特征
葎草花粉母细胞减数分裂时由于具有 3条性染
色体 ,所以配对时性染色体的行为比较特殊。结果
显示 ,在减数分裂终变期存在 7个二价体和 1 个三
价体 。核型参数见表 3 ,葎草减数分裂终变期和终
变期核型分别见图 7 , 8。箭头所示为性染色体 。
表 3　葎草终变期核型参数
染色体序号 1 2 3 4
相对长度(%) 15. 75 12. 60 12. 60 11. 81
染色体序号 5 6 7 X Y
相对长度(%) 11. 02 9. 45 7. 87 18. 90 18. 90
图 7　葎草减数分裂终变期
图 8　葎草减数分裂终变期核型
3　讨论
通过对葎草茎尖的核型和减数分裂进行分析 ,
发现存在两种类型的核型:雄株为 17条染色体 ,雌
株为 16条染色体 ,其中性染色体为最大的染色体。
减数分裂终变期结果充分说明了葎草存在性染色
体 ,且性染色体为最大的 3条。在自然界中很少见
雌雄株染色体数目不同 ,但酸模[ 5] 有这种现象 ,雌
株:2n=2A+XX;雄株:2n =2A +X+Y1Y2。由
于葎草的性染色体特征明显 ,同时又是一种生命力
极强的杂草 ,且种子数量巨大 ,为植物性别决定机制
的研究提供了很大的便利。
参考文献:
[ 1] 　汪发缵. 中国植物志(第 15 卷)[ M] . 北京:科学出版
社 , 1978:220 - 221.
[ 2] 　汪劲松 , 黄阜峰.葎草的核型研究[ J] .湖北师范学院学
报 , 1999 , 19(4):71 - 74.
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[ 4] 　李懋学 , 张敦方. 植物染色体研究技术[ M] . 哈尔滨:
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[ 5] 　吴世斌 , 李正理. 中国产酸模性染色体的初步研究
[ J] .植物学报 , 1983 , 25(1):17 - 23.
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河南农业科学