全 文 ：江西农业学报　2009, 21(2):73 ～ 75ActaAgriculturaeJiangxi
利用 Photoshop进行芦笋核型分析的研究
周劲松 1 ,苏小波 2 ,汤泳萍1 ,罗绍春1 ,占丰溪 1 ,陈光宇1＊
　 　收稿日期:2008-10-30
基金项目:江西省自然科学基金资助项目(0630108)。
作者简介:周劲松(1976-),男 ,硕士 ,助理研究员 ,从事作物遗传育种及生物技术利用研究。 ＊通讯作者:陈光宇。
(1.江西省农业科学院生物工程中心 ,江西南昌 330200;2.江西省农业科学院 科技情报研究所 ,江西南昌 330200)
摘　要:利用 Photoshop软件对芦笋染色体核型进行了分析, 结果表明:芦笋染色体的数目为 2n=20,核型公式 K(2n)=
2X =2n=20=14m(2SAT)+6sm, 核型类型属于 2A型, 较不对称 , 为较原始类型;利用 Photoshop进行核型分析 , 方法简单可
行 ,操作性好 ,且经济实用 ,值得推广。
关键词:芦笋;染色体;核型分析;Photoshop
中图分类号:S644.6　文献标识码:A　文章编号:1001-8581(2009)02-0073-03
AnalysisofChromosomalKaryotypeofAsparagusbyUseofSoftwarePhotoshop
ZHOUJin-song1 , SUXiao-bo2 , TANGYong-ping1 , LUOShao-chun1 , ZHANFeng-xi1 , CHENGuang-yu1＊
(1.BiotechnologyCenter, JiangxiAcademyofAgriculturalSciences, Nanchang330200, China;
2.AgriculturalInformationResearchInstitute, JiangxiAcademyofAgriculturalSciences, Nanchang330200, China)
Abstract:ThechromosomalkaryotypeanalysisofAsparagusofficinalisL.wasconductedbysoftwarePhotoshop.Theresults
showedthatitschromosomalnumberwas2n=20, andthekaryogramformulawasK(2n)=2X=2n=20=14m(2SAT)+6sm, the
karyogrambelongedtothetypeof2A, anditwasasymmetricandrelativelyprimitive.Thismethodofkaryotypeanalysisbysoftware
Photoshopispractical, economicalandreliable, hencevaluabletoapplication.
Keywords:Asparagusofficinalis;Chromosome;Analysisofkaryotype;Photoshop
　　芦笋(AsparagusoficinalisL.),属百合科天门冬属
多年生宿根性草本植物 ,是一种深受消费者喜爱的营养
保健型高档蔬菜 ,素有 “蔬菜之王”的美誉 [ 1] 。 2006年作
者进行了用去壁低渗法制备芦笋染色体标本的研究[ 2] ,
在此基础上笔者又进行了芦笋核型分析研究 ,以期为芦
笋遗传育种提供细胞学依据。
长期以来 , 染色体核型分析的步骤一直是显微摄
影 、放大、剪裁、分组、排列 、粘贴 、复拍制成核型照片[ 3] 。
该方法耗时费力而且容易出错的环节较多 。目前国外新
推出一种全自动染色体分析系统 , 但价格昂贵[ 4] 。为
此 ,作者利用当前流行的图像处理软件 AdobePhotoshop
进行芦笋核型分析 , 成功地摸索出一套较为方便、快捷
的染色体核型分析方法 ,取得了较为满意的效果 , 也适
合于其他植物的染色体核型分析 ,现将结果报道如下。
1　材料和方法
1.1　供试材料　供试材料为江西省农科院第二届国际
芦笋区域试验品种 Atlas的种子 。将芦笋种子用 0.1%
HgCl2溶液消毒 15 min,在温水中浸种 30 h,放在培养皿
中用滤纸法催芽 ,温度 22 ～ 28℃。
1.2　染色体标本制备方法　用去壁低渗火焰干燥法制
备染色体标本 。①取材:上午 9:00 ～11:00挑选根长 1 ～
2 cm、生长势好的种子 ,切下其 1㎝长的根尖。 ②预处
理:8-羟基喹啉 , 2 mmol/L,处理 2 h。③固定:甲醇∶冰
醋酸 =3∶1,静置固定 30 min, ddH2O洗 3次 ,最后 1次浸
5min作为前低渗。④酶解去壁:2.0%纤维素酶 +1.0%
果胶酶 , 37 ℃, 30 ～ 60 min。然后 ddH2O洗 3次 ,最后 1
次浸 5 min作为后低渗。 ⑤再固定:甲醇∶冰醋酸 =3∶1,
静置 30 min。 ⑥制片:涂片法 ,火焰干燥 。⑦甲醇脱水 3
～ 5 s后 ,用 40磷酸缓冲液∶1 Giemsa染色液(pH7.2)染
色 4 ～5 h。 ⑧自来水冲洗分化 ,干燥。
1.3　显微观察　观察 30个分散良好的细胞 ,先确定染
色体数目。然后选择染色体铺展良好、收缩适度 、无失散
现象 、没有或很少重叠的有丝分裂中期细胞 ,先用低倍镜
观察 ,再在油镜下进行观察 ,最后用 Lecai成像拍照 ,并
存储为 JPEG格式 ,以供下一步利用 Photoshop进行染色
体核型分析 。
1.4　染色体核型分析　核型分析采用李懋学等的核型
标准 [ 5]进行 ,染色体的相对长度、臂比及类型按 Levan等
的命名系统[ 6] ,核型分类按照 Stebbins的标准[ 7]划分。
核型不对称系数(As· K, %)计算公式为:长臂总长 /全
组染色体总长 ×100。利用 AdobePhotoshop8.0版本辅
助进行核型分析 。
2　结果与分析
2.1　从原始图中扣出染色体 ,根据目测 ,进行同源染色
体配对 ,排序　从 AdobePhotoshop8.0中打开供核型分
析的芦笋染色体中期分裂相原始图(图 1),选择工具箱
中的魔棒工具 ,将容差设为 70,单击要扣出的某条染色
体 ,将会以该条染色体边缘建立选区 ,按 Ctrl+J建立新
图层(图 2),并对图层进行命名 。用同样的方法扣出其
余染色体。根据目测 ,对染色体进行大致归类及同源染
色体配对 ,所对应图层依次命名为 1A, 1B;2A, 2B;3A, 3B
……,以便于以后操作。按从大到小的顺序 ,进行同源染
色体配对 ,移动染色体所对应的图层 ,对染色体进行配对
排序 ,并选择自由变形工具(快捷键 Ctrl+T)对染色体位
置进行调整 ,使其短臂朝上 ,长臂朝下 ,使所有染色体主
缢痕尽量在同一水平线上(图 3)。
2.2　测量每条染色体的总长与臂长 ,调整 “误配 ”的染
色体　打开初步排列好的染色体核型图 ,依次选择菜单
栏 “视图※显示※网格 ”显示网格线 , “视图※标尺 ”或按
Ctrl+R快捷键显示标尺 ,在显示的标尺处单击鼠标右
键 ,设置单位为 mm,将图片放大比例设为 300%,在左上
角水平标尺和垂直标尺相交处单击鼠标左键将标尺原
点拖动至染色体主缢痕 ,根据网格线标示测量每条染
色体短臂和长臂的长度 。测量 5个细胞 ,算出每条染
色体短臂和长臂的长度平均值 ,以及每条染色体的总
长 、臂比等参数 。这些参数最为接近的两条染色体视
为同源染色体 。根据这些结果 ,对目测有误的配对结
果进行调整。
图 3　在网格视图中测量每条染色体的长度
2.3　整理芦笋核型分析结果和核型图 ,并绘制核型模式
图　通过对供试材料中期分裂相的细胞进行观察和统
计 ,芦笋染色体数为 2n=2X=20(图 1)。芦笋染色体
形态如图 1,核型模式如图 4,核型如图 5,染色体参数如
表 1。核型公式为 K(2n)=2X=2n=20=14m(2SAT)
+6sm,没有发现 B染色体;根据 Levan等的染色体分类
标准 ,第 2、4、6、7、8、9、10号染色体为中部着丝点染色
体 ,第 1、3、5号染色体为近中部着丝点染色体 ,第 6号染
色体具有随体 。染色体相对长度变化范围为 21.75 ～
40.10,最长染色体与最短染色体值比为 1.84,平均臂比
为 1.55,核型不对称系数为 60.91%,核型为 2A型 ,表现
为较不对称性和较原始的特点。
表 1　芦笋染色体参数
序号 染色体相对长度全长 长臂 短臂 臂比 类型
1 40.10 27.20 12.90 2.11 sm
2 38.95 24.50 14.45 1.70 m
3 36.40 23.60 12.80 1.84 sm
4 35.75 20.75 15.00 1.38 m
5 30.70 20.85 9.85 2.12 sm
6＊ 28.35 15.90 12.45 1.28 m
7 24.45 14.15 10.30 1.37 m
8 23.40 13.50 9.80 1.38 m
9 22.65 12.05 10.60 1.14 m
10 21.75 11.75 10.00 1.18 m
　注:＊代表随体染色体 ,随体长度未计算在内。
图 4　芦笋染色体核型模式
74 江　西　农　业　学　报　　　　　　　　　　　　 　　　　　　21卷
3　讨论
本研究利用 Photoshop软件成功地进行了芦笋核型
分析 ,得到较为满意的分析结果 。比传统的核型分析方
法 [ 3]方便、快捷 、准确性高 ,而与目前国外新推出的一种
全自动染色体分析系统[ 4]相比 ,简单经济。关于利用
Photoshop进行核型分析研究 ,查新显示 ,只有两篇相关
报道[ 3 , 8] ,蒋姗姗等[ 3]没有介绍具体的 Photoshop处理方
法 ,更没有提供核型图 ,无从比较;与杨大翔 [ 8]的操作方
法相比 ,本研究不需要扫描图像 ,而是直接处理染色体中
期分裂相图像 ,使用魔棒工具 ,因此更为方便快捷 ,其关
键是选择合适的容差;测量臂长时充分运用标尺原点 ,操
作简单 ,而且利用 Word绘制了核型模式图 ,这些改进将
完善利用 Photoshop进行核型分析的方法。总之 ,本研究
利用 Photoshop进行核型分析 ,方法简单可行 ,操作性好 ,
且经济实用 ,值得推广 。
图 5　芦笋核型(×1000)
关于芦笋核型分析 ,林俊芳等[ 9]报道 ,品种 SEMILLA
的核型为 2n=20=10m+10sm(2SAT), UC72和 UC157的
核型为 2n=20=8m+12sm(2SAT),玛丽华盛顿 500W的
核型为 2n=20=12m(2SAT)+8sm,核型都为 2B型 ,而本
试验中品种 Atlas的染色体核型为 2A型 ,核型公式为 2n
=2X=2n=20=14m(2SAT)+6sm,与前述报道相比 ,染
色体数目、随体有无等相同 ,但具体核型有所不同 ,究其
原因 ,很可能是试验材料的不同所致 ,但也不排除与试验
分析方法有关 ,有待于今后进一步深入探讨 。
致谢:本研究部分得到了扬州大学教育部植物功能
基因组学重点实验室龚志云等老师的指导和帮助 ,在此
表示感谢。
参考文献:
[ 1] 陈光宇.芦笋无公害生产技术 [ M] .北京:中国农业出版
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研究 [J] .江西农业学报 , 2006, 18(2):15～ 16.
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件进行核型分析 [ J] .第四军医大学学报 , 2000, 21(7):860.
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[ 8] 杨大翔.用 AdobePhotoshop进行核型分析 [ J].农业网络信
息 , 2005, (3):44～ 45.
[ 9] 林俊芳 ,张伟建.芦笋染色体组型研究 [ J].福建省农科院学
报 , 1993, 8(3):27～ 31.
(上接第 72页)
土 0 ～ 40 cm转移到 41 ～ 60 cm的土层 ,增强了橄榄树的
抗逆性 ,提高了吸收养分的能力 ,为衰老树复壮奠定了
基础。
橄榄隐芽寿命虽然很长 ,但需要受到一定程度的刺
激才能促其萌发 ,将衰老的枝条短截 、回缩 ,可以促其剪
口附近的隐芽抽发较壮的更新枝 ,达到树势恢复的目的 。
因此树冠修剪回缩更新是复壮橄榄衰弱树地上部的基本
方法[ 4] 。依据果园不同类型树势 ,采用不同修剪技术 ,试
验果园初衰树采用废病枝修剪 ,局部枝组更新 ,促进树势
恢复;半衰退树进行重度更新回缩修剪 ,促进基部健壮的
隐芽抽发枝梢形成新的树冠。树龄 100年以上的橄榄衰
老树的隐芽经重截刺激后 ,可萌发抽枝 ,并具有强大的生
长势。
通过 4年来试验研究 ,试验园平均每公顷产量达
15300 kg以上 ,比试验前增产 795%,产值增加 27.18万
元 /hm2;比对照园增产 16倍多 , 产值增加 28.8万
元 /hm2 。
衰弱树通过更新复壮后 ,能迅速恢复树冠提早结
果 ,延长经济寿命 ,是老果园改造提高单产的一条捷径 ,
对促进橄榄生产具有一定的推广应用价值。
经过复壮后的老树 ,其经济寿命能延长多久 ,以及
如何在老树更新短截后 ,应用生长调节剂诱导潜伏芽抽
生枝梢 ,培养结果合理的新树冠等问题 ,有待于进一步
探讨 。
参考文献:
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社 , 1999.1～ 2.
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北京:中国三峡出版社农业科教出版中心 , 2007.3～ 6.
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[ 4] 赵永基.橄榄衰退树更新复壮技术 [ J] .福建热作科技 , 2003,
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