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试验研究
2012年第 4期 总第 132期
安陆白花菜核型分析
吴建桥 1 高亚琳 2
(1.湖北职业技术学院医学院 孝感 432000; 2.孝感市孝南区实验中学 432000)
中图分类号:S565;Q943 文献标识码:A 文章编号:1005-6114(2012)04-015-003
摘 要:安陆白花菜是湖北安陆市地方性经济作物,市场价值和药用价值都较高,本研究采用酶解
去壁法获得高清晰度的染色体制片,利用显微分析技术对安陆白花菜染色体数目、核型等进行了系统研
究。结果表明:安陆白花菜的染色体数目为 34条,体细胞是二倍体,染色体基数 x=17,核型公式为 K
(2n)=34=14m(2SAT)+20sm(2SAT),其中第 11、16对对染色体长臂末端带有随体(sat),平均臂比 1.733,最
长染色体/最短染色体 1.478,臂比大于 2的比率 29.41,核型不对称系数 62.73,染色体相对长度组成为
2L+12M2+20M1,核型类型为 2A,本研究为进一步鉴定其种质资源、细胞学、比较分析以及分子生物学研
究奠定基础。
关键词:安陆白花菜;染色体数目;核型分析
安陆白花菜属一年生草本植物,集中生长在
湖北中部的安陆市各地,以及京山县境内与安陆
市接壤的漳水河两岸,是闻名遐迩的安陆地方特
产,其茎叶腌制后可食用,味清香鲜美,产品远销
全国各地,其营养元素钙、磷、铁和微量营养元素
铜、锌、锰的含量是普通蔬菜的 8倍~10倍[1],白花
菜还具有较高的药用价值,《本草纲目》和《药典
大全》描述其茎、叶和根都是较好的中药材,具有
清热解毒、祛风降湿、开胃健脾、增强食欲、防病
治病等多重功效[2]。
目前的资料表明安陆白花菜研究都局限在
形态 [1] [3] [4] [5]、生理方面 [6,安陆白花菜的分子细胞
遗传学的研究成果较少,没见相关报道,本研究
采用安陆漳水河两岸的白花菜种子为材料,研究
其根尖细胞染色体核型,从细胞遗传学角度为其
品种鉴定提供可靠的依据及方法,为进一步鉴定
其种质资源、细胞学比较分析以及分子生物学研
究奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料
湖北安陆市漳水河两岸的白花菜种子。
1.2 方法
1.2.1 染色体的制备
染色体制片按 Song和 Gustafson [7]的方法稍
加改进。取生长旺盛的根尖,室温用饱和 -溴萘
水溶液处理 2h~3h,切取 1mm左右根尖,0.075 mol/
L KC1前低渗处理 30min,用新鲜卡诺固定液(甲
醇:冰醋酸= 3:1 )固定,双蒸水充分清洗根尖。用
2%的纤维素酶(Sigma)和 2%的果胶酶(Sigma)
1:1混合,28℃下酶解 3h~4h,双蒸水后低渗 30min,
采用火焰干燥法制片,- 20℃保存备用。
1.2.2 图像检测及分析
染色体制片用 5 L/mL DAPI(4,6-diamidi-
收稿日期:2012-06-01
项目基金:湖北职业技术学院科研项目:2008(B19号)
作者简介:吴建桥(1970-),男,湖北职业技术学院医学院硕士学位,主要研究方向:分子细胞遗传。
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试验研究
2012年第 4期 总第 132期
no-2-phenylindole)复染,加抗淬灭剂Vector-shield
(Vector Lab),用 Olympus BX60荧光显微镜下用
UV滤片观察,用Photomet-rics SenSys CCD(charge
coupled device)1400E照相装置和Metamorph4.6.3
(Universal Ima-ging Crop)软件俘获图像,Photo-
shop7.0.1软件进行图片处理。
1.2.3 染色体数目确定
选取染色体数目清晰的分裂中期细胞进行
统计,以超过 95%的细胞染色体数目为标准,确
定安陆白花菜的染色体数目。
1.2.4 染色体分析
核型分析按李懋学 [8]等确定的标准;染色体
的相对长度、臂比及类型按Leven[9]等命名系统;
核型分类参照 Stebbinst[10]标准。
2 结果与分析
图 1 安陆白花菜染色体形态
图 2 安陆白花菜染色体配对
通过观察统计 50个完整的中期分裂相确定
染色体数目与体细胞染色体倍数,精确测量 5个
细胞的染色体长度,得出红龙草染色体数目、形
态及核型、核型模式图,见图 1、图 2、图 3。染色
体分析参数见表 1。
图 3 安陆白花菜核型模式图
表 1 白花菜染色体相对长度、臂比和类型
序号
1
3
4
6
2
5
7
8
9
11
13
14
16
17
15
12
10
2.624
相对长度/S+L=T
2.770
2.915
2.478
2.187
2.405
1.822
1.895
1.603
1.822
1.895
1.822
1.895
2.041
1.749
2.551
1.822
相对长
度系数
着丝粒
指数/% 臂比 类型
sm34.617
38.779
1.289
7.143
6.632
7.580
4.373
3.717
4.738
3.644
3.790
3.717
3.134
3.571
3.280
3.571
3.280
3.061
3.426
3.863
4.082
3.499
4.956
6.560
6.195
5.977
5.831
5.758
5.539
5.393
5.248
5.175
5.174
5.102
4.956
5.758
5.977
1.214
1.127
1.115
1.053
1.016
1.016
0.991
0.979
0.979
0.942
0.917
0.892
0.880
0.880
0.867
0.843 38.236
35.711
30.982
36.618
34.718
33.785
43.419
32.911
35.446
29.995
36.590
41.459
41.178
27.774
43.954
1.579
1.889
1.275
1.428
2.600
1.412
1.733
2.334
1.821
2.039
1.303
1.880
1.731
2.228
1.800
1.615
1.960
m
m
sm
m
m
sm
sm
sm
sm
sm
sm
sm
sm
m
m
sm
结果显示:安陆白花菜的染色体数目为 34
条,体细胞是二倍体,染色体基数 x=17,核型公
式为 K(2n)=34=14m(2SAT)+20sm(2SAT),第 2、
3、5、6、11、15、17等 7对染色体为中部着丝粒染
色体(m),其中第 11对染色体长臂末端带有随体
(sat);第 1、4、7、8、9、10、12、13、14、16等 10对染
色体为近中着丝粒染色体(sm),其中第 16对染
色体长臂末端带有随体(sat), 平均臂比:1.733,
最长染色体/最短染色体:1.478,臂比大于 2的比
率:29.41,核型不对称系数:62.73,染色体相对长
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试验研究
2012年第 4期 总第 132期
度组成: 2L+12M2+20M1,核型类型:2A。
3 讨论
对安陆白花菜根尖体细胞染色体计数没有
发现多倍体,染色体都为 2n=2x=34,此结果与陈
瑞阳 [11]研究的白花菜体细胞染色体计数和核型
公式结果一致,又因两者外部形态特征[4][11],可以
认为安陆白花菜与植物志中记载白花菜
L属于同一植物,属白花菜目白花菜科
,但在平均臂比、核型不对称系数上
有细微的差别,这种差异可能是染色体前处理、
核型分析方法的差异所造成的。
安陆白花菜果夹似羊角,其花姿似蝴蝶飞
舞,优美别致,特有的香味,当地又叫醉蝶花、羊
角花或香菜,王健美 [12]等用常规染色体制片方
法确定醉蝶花 体细胞染色体数目
2n=20,可见安陆白花菜与植物志中记载醉蝶花
可能属于完全不同的两种植物。
核型分析可为研究生物的系统发育和近缘
关系提供依据,与单纯的形态分类相比,染色体
数据可以解决常规形态分类难以解决的问题。
本研究结果表明安陆白花菜的体细胞染色体数
目为 2n=2x=34;核型公式为 K(2n)=34=14m
(2SAT)+20sm(2SAT),染色体大多数由 m和 sm
染色体组成的,核型不对称系数 62.73%,核型类
型均为 2A型,为基本对称型,一般认为染色体基
本对称的植物为原始类型 [13],在系统演化上, 安
陆白花菜可能属于原始的种类。
过去有的分类系统将白花菜类和罂粟类联
在一起,组成罂粟目 ,后来根据白花菜
目含生物碱很少、不含异喹啉碱、有黑芥子酶细
胞 能产生芥子油 、雄蕊发育
是离心式的等特征,将这二类植物分别各自成立
1个目,本研究确定了安陆白花菜的染色体数目,
得出其核型公式和核型类型,为安陆白花菜的良
种选育及综合利用提供了遗传学依据,同时也为
安陆白花菜的组织培养及快繁技术、挥发油类、
黄酮类、三萜类[6]等成分的特性和稳定性的研究
等进一步研究提供遗传学依据。
参考文献
[1] 周淑荣.白花菜的栽培及食用方法[J].特种经济动植物,2007,
11:42~42.
[2] 中国医学科学院药物研究所.中药志(第 3册)第 2版 [M].北
京:北京人民卫生出版社,1984,7:303~303.
[3] 吴沿友.白花菜的组织培养及快速繁殖 [J].植物生理学通讯,
1995,31(5):359~359.
[4] 刘砾善.名特蔬菜——白花菜的性状与栽培[J].农业科技通讯,
1989,8:15~15.
[5] 李健,赵朝辉,袁丽.无公害白花菜生产技术要点 [J].湖北植
保,2008,2:34~34.
[6] 耿红梅,祁金龙.白花菜的研究进展 [J].时珍国医国药,2008,
19(l1):2809~2809.
[7] Song YC,Gustafson JP.The physical location of fourteen RFLP
markers in rice(Oryza sativa L) [J].Theor Appl Genet,1995,90
(1):113~119.
[8] 李懋学,陈瑞阳.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.
[9] Leven A,Fredga K,Sandberg A.Nomenclacture for centromeric
position on chromosomes[J].Hereditas,1964,16(52):197~201.
[10] Stebbins GL.Chromosomel evolution in higher plants[M].Lon-
don:Edward A ronld,1971,19(8):121~123.
[11] 陈瑞阳.中国药用植物染色体图谱(第五册)[M]。北京:科学
出版社,2009,1:125~127.
[12] 王健美,刘志斌,吴俊,杨毅,李旭锋.醉蝶花的组织培养及其
细胞遗传学研究 [J].四川大学学报 ( 自然科学版),2004,41
(2):418~421.
[13] 祝水金.遗传学实验指导(第二版) [M].北京:中国农业出版
社,2005,01:201~202.
(上接第 5页)
3.4.6 解决专项执法活动经费
常年开展执法专项活动,如高毒农药整治、
春夏秋季的农资打假、农产品质量突击抽检、农
业自然灾害调查和农业保险评估等专项执法活
动需要大量经费支撑。
3.4.7 抓好农业行政执法体系建设
重点解决执法人员参公管理、提高执法人员
素质和水平、提升执法设施、提升执法部门形象
等问题。建议各级政府进一步理顺农业执法体
系,尽快出台相应的政策和方案,并采取切实有
效的措施来加强农业依法行政能力建设。