全 文 ：园 艺 学 报 2008, 35 (7):1081-1084
ActaHorticulturaeSinica
收稿日期:2008-04-03;修回日期:2008-06-12
＊通讯作者 Authorforcorrespondence(E-mail:peak0041@vip.sina.com)
致谢:本研究中FISH试验在武汉大学生命科学学院分子细胞遗传学实验室完成 , 承蒙李立家教授的大力帮助 , 特此表示感谢。
蓝猪耳 45SrDNA荧光原位杂交作图及其核型分析
陆 续 , 罗锐敏 , 高 峰＊
(华南师范大学生命科学学院 , 广东省植物发育生物工程重点实验室 , 广州 510631)
摘 要:以番茄 45SrDNA为探针 , 结合核型分析和荧光原位杂交 (FISH)技术 , 对蓝猪耳染色体的
核型以及 45SrDNA在染色体上的定位进行了研究。结果表明 , 蓝猪耳染色体的核型为 1A型 , 核型不对称
系数为 57.46, 染色体相对长度变异范围为 4.455% ～ 6.990%, 最长染色体与最短染色体的比值为 1.57,
染色体相对长度组成为 2L+4M2 +12M1 , 核型公式为 2n=2x=18=14m+4sm(2SAT)。在蓝猪耳体细胞有
丝分裂中期染色体和间期核中 , 均发现 45SrDNA有 2个杂交信号 , 且信号在有丝分裂中期位于第 5对染色
体短臂近着丝粒处。基于上述结果绘制了蓝猪耳染色体的核型图。
关键词:蓝猪耳;染色体;荧光原位杂交;45SrDNA;核型
中图分类号:S681 文献标识码:A 文章编号:0513-353X(2008) 07-1081-04
45SrDNA-FISHMappingandKaryotypeAnalysisofToreniafournieriL.
LUXu, LUORui-min, andGAOFeng＊
(GuangdongKeyLaboratoryofBiotechnologyforPlantDevelopment, SchoolofLifeSciences, SouthChinaNormalUniversity,
Guangzhou510631, China)
Abstract:Karyotypeanalysisand45SrDNA-florescenceinsituhybridization(FISH)mappingofTore-
niafournieriL.wereperformedbyusingLycopersiconesculentum45SrDNAasaprobe.TheT.fournierikary-
otypewasclassifiedintothetype1AintheStebbinscategory.Theasymmetryindexwas57.46.Variationin
chromosomerelativelengthrangedfrom4.455%to6.990%.Theratioofthelongestovertheshortestlength
ofchromosomes(L/S)was1.57.Chromosomeconstitutionofrelativelengthwas2L+4M2 +12M1.Thekar-
yotypeformulacanberepresentedas2n=2x=18=14m+4sm(2SAT).Twohybridizedsignalswerefound
onthefifthpairofchromosomenearthecentromereatthemetaphaseandintheinterphasenucleusofT.
fournieri.Anidiogramwasobtainedbasedonthesefindings.
Keywords:ToreniafournieriL.;chromosome;florescenceinsituhybridization;45SrDNA;karyotype
蓝猪耳 (ToreniafournieriL.)是玄参科蝴蝶草属植物 , 作为一种优良草花 , 是夏季重要的盆栽
观赏花卉 , 同时因其生活周期短 , 胚珠裸露 , 是研究被子植物受精机理 、 胚胎发育以及花卉分子生物
学与转基因技术的理想试验材料。
由于蓝猪耳的染色体属于小染色体 , 难以获得可进行核型分析的染色体制片标本。迄今 , 只有
Kikuchi等 (2006)对蓝猪耳的核型进行了初步探讨 , 并尝试以 45SrDNA和 5SrDNA为探针对蓝猪
耳有丝分裂中期染色体进行了荧光原位杂交定位研究 , 但未列出有关蓝猪耳染色体的分类 、相对长度
和长度比等基本数据以及核型公式。
作者通过改进蓝猪耳染色体制片方法 , 并采用来自番茄的 45SrDNA为探针的荧光原位杂交技
术 , 对蓝猪耳的染色体核型以及 45SrDNA在蓝猪耳染色体上的信号位点数和位置进行研究 , 旨在为
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其细胞遗传学研究提供基础数据和稳定有效的染色体识别标记。
1 材料与方法
蓝猪耳种子为美国泛美种子公司生产 , 购于广州三力园艺公司。
采用去壁低渗—火焰干燥法制备体细胞染色体标本 , 镜检 , -20 ℃保存备用。
含有 45SrDNA序列的质粒由武汉大学李立家教授实验室保存并惠赠 。 45SrDNA序列来源于番
茄 , 片段长度为 9.1kb。碱裂解法提取含有 45SrDNA序列的质粒 DNA, 采用罗氏切口平移试剂盒以
地高辛 -dUTP(Digoxin-dUTP, Roche)标记探针 。
染色体原位杂交及杂交信号的检测参照 Li和 Arumuganathan(2001)的方法略做修改 。
选择 30个染色体分散较好的有丝分裂中期细胞进行染色体计数 , 核型分析时取其中 5个细胞的
平均值 。
染色体分类按 Levan等 (1964)的命名法 , 核型分析按李懋学和陈瑞阳 (1985)的方法 , 按照
Stebbins标准进行核型分类 。核型不对称系数计算公式为:长臂总长 /全组染色体总长 ×100 (Arano,
1963), 染色体相对长度系数的计算按 Guo等 (1972)的方法。
染色体玻片凭证标本保存于华南师范大学生命科学学院植物遗传学实验室 。
2 结果与分析
2.1 核型分析
观察发现 , 蓝猪耳体细胞染色体由 7对中部着丝点染色体 (第 1、 2、 3、 4、 6、 7、 8)和 2对近
中部着丝点染色体 (第 5和 9)组成 (图 1;图 2 , A～ C)。
根据试验中的观察结果 (表 1), 确定蓝猪耳的核型为 2n=2x=18 =14m+4sm(2SAT), 属于
“ 1A” 类型。
染色体相对长度变异范围为 4.455% ～ 6.990%, 最长染色体与最短染色体的比值为 1.57;核型
不对称系数为 57.46 , 染色体相对长度组成为 2L+4M2 +12M1。
表 1 蓝猪耳的核型分析
Table1 KaryotypeanalysisofT.fournieriL.
染色体序号
PairNo.
相对长度 /%
Relativelength(S+L=T)
相对长度系数
I.R.L
臂比(长臂 /短臂)
Armratio(Long/Short)
类型
Type
1 2.879 + 4.111 = 6.990 1.258 1.428 m
2 3.165 + 3.435 = 6.600 1.188 1.085 m
3 2.845 + 3.259 = 6.104 1.099 1.146 m
4 2.189 + 3.374 = 5.563 1.001 1.608 m
5＊ 1.906 + 3.428 = 5.334 0.960 1.799 sm
6 2.428 + 2.805 = 5.233 0.942 1.155 m
7 2.088 + 2.866 = 4.954 0.892 1.373 m
8 2.219 + 2.549 = 4.768 0.858 1.149 m
9 1.552 + 2.903 = 4.455 0.802 1.870 sm
＊随体长度计算在内。
＊Thelengthofsatelitesisincludedinthechromosomelength.
2.2 染色体上 45SrDNA的定位
用 Dig-dUTP标记的 45SrDNA探针与蓝猪耳染色体制片杂交 ,分别对 50个有丝分裂中期分裂相和
间期的细胞核进行检测 ,结果(图 2)显示 ,在有丝分裂间期和 90%中期染色体中具有 2个 45SrDNA杂
交信号 ,杂交位点在第 5对染色体短臂近着丝粒处 。
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7期 陆 续等:蓝猪耳 45SrDNA的荧光原位杂交作图及其核型分析
2.3 蓝猪耳染色体核型模式图
根据蓝猪耳染色体的核型分析以及
45SrDNA位点在其中期和间期染色体上
的定位观测结果 ,绘制出蓝猪耳染色体的
核型模式图 。
核型模式图见图 3。 图 3 蓝猪耳染色体的核型模式图
Fig.3 TheidiogramofT.fournieriL.
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3 讨论
在本文的染色体核型图中 ,第 5对染色体的其中一个同源染色体的长臂有一定的折叠 ,在核型分析
时难于确定其长臂的长度。通过 45SrDNA在染色体上的定位 ,可清晰的观察到在其短臂上有一个 45S
rDNA杂交信号 ,因此判断其与另一短臂上有一个 45SrDNA杂交信号的染色体为同源染色体 ,长臂长
度按其同源染色体的长度来计算。
Kikuchi等(2006)将蓝猪耳带有 45SrDNA位点的染色体单独命名为染色体 A,而将其余染色体按
照长度分别命名为 B、D、E、F、G、H和 I。本文的研究证实了蓝猪耳染色体组成为 2n=2x=18的结论 ,
并且按照植物染色体核型分析标准(李懋学和陈瑞阳 , 1985)对染色体进行了统一排序和编号 ,确定了
蓝猪耳染色体的核型公式和带有 45SrDNA标记的 FISH核型图 。这不仅有利于蓝猪耳染色体分析的
规范化和标准化 ,而且进一步丰富了蓝猪耳染色体分析的基础资料 。 45SrDNA参与核仁组织区(NOR)
的构成 ,且核仁组织区通常被认为是随体染色体的次缢痕(Martins＆Galeti, 2000)。前人的研究表明 ,
蓝猪耳染色体 A是一个具有随体的染色体(sat-chromosome), 45SrDNA位于该染色体短臂的近着丝点
处(Kikuchietal., 2006)。本文结合上述研究结果 ,推测蓝猪耳第 5对染色体上的 45SrDNA杂交位点
为该随体染色体的次缢痕 。
一般认为 ,端部和近端部着丝粒染色体是由中部或近中部着丝粒染色体演化来的(李雅轩 , 2001)。
本试验结果表明 ,蓝猪耳的染色体组成只有中部着丝粒和近中部着丝粒的染色体 ,因此应属于本科中较
原始的类群 。此外 ,蓝猪耳核型具有较高的对称性 ,为 “1A”型 ,核型不对称系数为 57.46。Stebbins
(1957)认为 ,高等植物核型进化的基本趋势是由对称向不对称方向发展 。因此 ,笔者认为 ,在玄参科植
物的系统进化中 ,具有对称核型的蝴蝶草属植物蓝猪耳应该处于相对原始的地位 。这与蓝猪耳在玄参
科系统分类表中位置相对靠前的结论(李光照 , 1994)相一致。
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