全 文 ：蔗茅（Erianthus fulvus）是禾本科（Gramineae）甘
蔗亚族（Saccharinae）蔗茅属（Erianthus）内的一个野
生种，原产于热带、 亚热带和温带 [1]， 现主要分布
于中国的云南、 贵州、 四川、 湖北、 陕西、 西藏等
地， 印度北部、 尼泊尔、 巴基斯坦也有分布 [1-5]。
根据李富生等 [6]的研究结果， 蔗茅具有很多特异优
良性状， 如抗旱、 抗寒、 耐瘠， 锤度高， 是其它甘
蔗（Saccharum spp.）近缘野生种所不能及的， 在甘
蔗杂交育种方面具有重要的利用价值。 为将蔗茅血
缘成功引入甘蔗栽培品种， 云南农业大学甘蔗研究
所从 2001 年起致力于以昆明蔗茅为父本与甘蔗栽
培品种或栽培原种进行杂交， 获得了数百份蔗茅与
甘蔗的杂种后代材料 [6-9]。 该类子代材料能忍耐选
育地——昆明试验点的冬季低温而存活下来， 表明
其具有一定的耐寒能力， 同时此材料中有些还具有
抗旱、 蔗茎产量高及蔗糖分含量高等优良性状 [10]，
热带作物学报 2014， 35（1）： 007-011
Chinese Journal of Tropical Crops
收稿日期 2013-09-20 修回日期 2013-10-30
基金项目 国家自然科学基金项目（No. 30960045）； 云南省现代农业甘蔗产业技术体系建设项目（云财教[2013]160 号）； 云南省重点新产品
开发计划项目（农业部分， No. 2012BB014）； 云南农业大学高原山地作物可持续生产系统研究省创新团队之 “高原山地特色作物
种质创新及利用” 项目（云科人发[2012] 18 号）； 云南省教育厅基金项目（No. 2011C174）。
作者简介 王先宏（1977 年—）， 博士， 讲师； 研究方向： 甘蔗分子及细胞遗传。 *通讯作者（Corresponding author）： 李富生（LI Fusheng），
E-mail： lfs810@sina.com。
甘蔗与蔗茅杂交双亲染色体在
F1及 F2子代中的传递
王先宏， 李富生 *， 何丽莲， 娄红波， 杨清辉， 何顺长
云南农业大学甘蔗研究所， 云南昆明 650201
摘 要 甘蔗与蔗茅杂交的后代材料抗旱、 耐寒， 在甘蔗抗逆育种中具有较好的应用前景， 为将其有效应用于
甘蔗新品种的选育及品种改良， 特对甘蔗与蔗茅杂交各世代的染色体传递方式进行研究。 采用去壁低渗法对 F1、
F2杂种及其亲本材料的根尖体细胞染色体进行研究。 结果表明： 各后代材料的体细胞染色体数目均不恒定， F1
材料的染色体变幅为 10～11 条， F2材料的变幅为 6～14 条； 双亲染色体在 F1代材料中的传递方式为 “2n+n”， 而
在 F2中既以“n+n”又以“2n+n”的方式进行传递。 本研究结果可为诸类材料在甘蔗育种中的进一步利用提供细胞
学依据。
关键词 甘蔗； 蔗茅； 杂交后代； 染色体数目
中图分类号 Q23 文献标识码 A
Transmission of Parental Chromosomes in F1 and F2 Progenies
Between Sugarcane and Erianthus fulvus
WANG Xianhong， LI Fusheng*， HE Lilian，
LOU Hongbo， YANG Qinghui， HE Shunchang
Sugarcane Research Institute， Yunnan Agricultural University， Kunming， Yunnan 650201， China
Abstract T he hybrids between sugarcane and wild species Erianthus fulvus possessed ideal characteristics to
resist drought and cold. To effectively using the hybrids in sugarcane breeding programs for new cultivars selection
or cultivars modification， it is necessary to study the chromosomal transmission of parents in hybrids. Somatic cell
chromosomes of root-tips of F1 and F2 hybrids were observed following the wall degradation hypotonic method. The
result showed that all of the chromosome numbers of hybrids were variable in different somatic cells range from
10 to 11 in F1 and 6 to 14 in F2 progenies. Chromosomes of parents were transmitted by“2n+n”in F1 progenies，
and by “2n+n”and “n+n”in F2 progenies， respectively. The cytological information is helpful for the further use of
hybrids in sugarcane breeding.
Key words Sugarcane； E. fulvus； Hybrids； Chromosome number
doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.01.002
第 35 卷热 带 作 物 学 报
材料名称 备注
崖城 89/9 F1子代的母本
昆明蔗茅 F1子代的父本
YAU 01/47 崖城 89/9×昆明蔗茅的 F1子代（F2子代的母本）
YAU 01/120 崖城 89/9×昆明蔗茅的 F1子代（F2子代的母本）
ROC 10 YAU 01/47×ROC 10 杂交组合的父本
崖城 93/26 YAU 01/120×崖城 93/26 杂交组合的父本
YAU 04/10 YAU 01/47×ROC10 的 F2子代
YAU 04/102 YAU 01/47× ROC10 的 F2子代
YAU 04/167 YAU 01/120×崖城 93/26 的 F2子代
YAU 04/185 YAU 01/120×崖城 93/26 的 F2子代
表 1 用于细胞学分析的亲本及子代材料
Table 1 Parents and progenies used for cytological analysis
有望被作为新的特异种质应用于抗逆、 广适、 高
产、 高糖的甘蔗新品种的培育或对一些已有甘蔗品
种进行改良。
甘蔗具有广泛的种质血缘基础， 目前的栽培品
种大都含有甘蔗属 3～5 个种的血缘。 大多数甘蔗
无性系由于不易开花， 花期差异大， 花粉量和花粉
育性等开花习性的差异及配合力等原因， 致使在杂
交育种常规组合选配中， 可使用的亲本材料少， 长
期近亲杂交， 品种间的遗传性逐渐趋于一致， 从而
限制了品种生产力的进一步提高 [11]。 为扩大异质
性， 各国育种家不断进行了甘蔗种间、 近缘属间和
远缘属间杂交， 通过染色体数目分析推断， 甘蔗远
缘杂交存在“2n+n”、 “n+n”、“n+2n”、“2n+2n”等多
种类型， 并且 n常常不是单倍体的原来数目， 常有
增减， 即存在 “不平衡杂种”[12]。
本研究对甘蔗与蔗茅杂交获得的部分 F1、 F2
材料及其亲本进行染色体数目研究， 以期探讨不
同世代材料间的染色体遗传方式， 为甘蔗创新种
质材料的保存及其在甘蔗育种中的应用提供细胞
学依据。
1 材料与方法
1.1 材料
以蔗茅花粉对 CP72/1210 和崖城 82/108（主要
含热带种及割手密血缘的种间杂种）的杂交后代材
料崖城 89/9[13]进行授粉， 产生的后代材料经分子标
记方法鉴定为真实杂种； 用于研究的材料为甘蔗与
昆明蔗茅杂交亲本及所获得的 F1、 F2 材料（表 1），
集中种植于云南农业大学甘蔗所甘蔗资源圃。
1.2 方法
采集盆栽种植材料的幼嫩根尖， 参照陈瑞阳
等 [14-15]的去壁低渗法并加以改进制备染色体标本玻
片： （1）取幼嫩根尖用 0.04％的 8-羟基喹啉于 4 ℃
冰箱内预处理 4 h， 用卡诺固定液[无水乙醇 ∶ 冰乙
酸（V ∶ V）=3 ∶ 1]清洗后于 4 ℃冰箱内固定 72 h， 用
70％的酒精清洗并保存备用； （2）制片时将备用材
料用水清洗 1 次后再用水浸泡 10 min ， 弃水后
用 0.25 mol /L HCl 于室温下解离 10 min， 弃 HCl
并用水清洗及浸泡 10 min 后再用酶解缓冲液（将
1.47 g 柠檬酸钠 、 1.05 g 柠檬酸及 2.8 g 氯化钾
溶于500 mL 水中， 调 pH 至 4.5）浸泡 10 min； （3）
切取根尖置于内盛 5％纤维素酶和 1％果胶酶混合
酶液的小离心管中于 37 ℃恒温下酶解 1.5~3 h， 用
水轻洗一次并转至另一盛有水的小离心管中低渗
20~60 min 后以改良苯酚品红染色压片； （4）用德
国蔡氏公司 Zmager A2 显微镜观察， 选取 20 个以
上染色体分散好的中期分裂相拍照， 取众数进行染
色体计数。
2 结果与分析
10 份材料的染色体数目研究结果（图1）表明，
各材料的体细胞染色体数目均不恒定（表 2）， F1母
本崖城 89/9 的染色体数目变化范围为 98 至 110，
变幅达 13 条； F1 子代 YAU 01/47 及 YAU 01/120
的染色体数目变幅分别为 11、 10 条； F2父本 ROC
10 及崖城 93/26 的染色体数目变幅均为 6 条； F2
子 代 YAU 04/10、 YAU 04/102、 YAU 04/167、
YAU 04/185 的染色体数目变幅分别为 14、 11、 7
及 9条。
基于亲本及各世代材料的染色体数目， 将亲本
染色体在子代中的传递方式总结如图 2。 由图 2 可
知， 在甘蔗与蔗茅杂交时， F1 子代的体细胞染色
体数目远大于双亲各自单倍的配子体染色体数目之
和， 双亲染色体在子代中呈“2n+n”的方式传递； F2
8- -
第 1 期
材料名称 染色体数目/2n 染色体数目变化幅度 备 注
崖城 89/9 108 98～110 F1子代的母本
昆明蔗茅 20 F1子代的父本
YAU 01/47 84 80～90 崖城 89/9×昆明蔗茅的 F1子代（F2子代的母本）
YAU 01/120 80 75～84 崖城 89/9×昆明蔗茅的 F1子代（F2子代的母本）
ROC 10 108 105～110 YAU 01/47×ROC 10 杂交组合的父本
崖城 93/26 112 109～114 YAU 01/47×崖城 93/26 杂交组合的父本
YAU 04/10 98 88～101 YAU 01/47×ROC10 的 F2子代
YAU 04/102 102 94～104 YAU 01/47×ROC10 的 F2子代
YAU 04/167 108 103～109 YAU 01/120×崖城 93/26 的 F2子代
YAU 04/185 90 85～93 YAU 01/120×崖城 93/26 的 F2子代
表 2 参试材料的染色体数目
Table 2 Chromosome numbers of the materials used for study
A： 崖城 89/9； B： YAU 01/47； C： ROC10； D： YAU 01/120； E： 崖城 93/26； F： YAU 04/10； G： YAU 04/
102； H： YAU 04/167； I： YAU 04/185。
A： Yacheng 89/9； B： YAU 01/47； C： ROC10； D： YAU 01/120； E： Yacheng 93/26； F： YAU 04/10； G：
YAU 04/102； H： YAU 04/167； I： YAU 04/185。
图 1 亲本及子代材料的中期染色体图
Fig. 1 Metaphase chromosome of the parents and progenies
子代 YAU 04/10、 YAU 04/102 及 YAU 04/167 的
体细胞染色体比双亲单倍的配子体染色体数目之和
多， 双亲的染色体在子代中应以“2n+n”的方式进
行传递； 而在 YAU 04/185 的体细胞中， 染色体数
目比双亲单倍的配子体染色体数目之和少， 双亲的
染色体在此材料中应以“n+n”的方式进行传递。
3 讨论与结论
在甘蔗育种中， 双亲染色体在后代材料中的传
递方式一直是研究热点。 Bremer[16]早在 1961 年就
对热带种及割手密间的杂交后代染色体传递方式进
行研究， 其结果表明杂种中的染色体数目有比预期
的双亲各自单倍的配子体染色体数目之和要多的现
王先宏等： 甘蔗与蔗茅杂交双亲染色体在 F1及 F2子代中的传递 9- -
第 35 卷热 带 作 物 学 报
象， 并认为这种现象源于来自母本一方染色体的
“二倍化”（diploidization）， 虽然这些多出的染色体
并不严格等于母本单倍的配子体染色体数目（通常
是比母本单倍的配子体染色体数目要少）， 但甘蔗
育种学家仍把那些母本一方增加的染色体看作是一
组额外的单倍体染色体组并认为母本染色体在子代
中以“2n”的方式进行传递； Gill 等 [17]则认为甘蔗亚
族（Saccharinae）内不同属的植物间进行杂交时， 双
亲都可能产生未减数的配子， 导致双亲的染色体在
后代中可能以 “n+n”、 “n+2n”及“2n+2n”的方式进
行传递； Burner等 [18]和 Nair[19]的研究则发现双亲的
染色体在子代中严格以“n+n”的方式进行传递； 而
更多的研究表明杂交后代中双亲的染色体多呈
不严格的 “n+n”方式传递 [20-24]， 但也有以“2n+n”
的方式进行传递的 [21， 24-26]。
本研究中， 甘蔗与蔗茅杂交 F1 代的体细胞染
色体数目远大于双亲各自单倍的配子体染色体数目
之和， 呈“2n+n”的方式传递； 当以 F1为父本与其
它栽培品种进行回交时， F2 代的体细胞染色体数
目虽不严格等于却非常接近于双亲各自单倍的配子
体染色体数目之和。 其中， 子代材料 YAU 04/10、
YAU 04/102 及 YAU 04/167 的体细胞染色体比双
亲单倍的配子体染色体数目之和多， 推测其与母本
一方的染色体“二倍化”有关， 据此推断双亲的染色
体在子代中应以“2n+n”的方式进行传递； 而子代
材料 YAU 04/185 的体细胞中染色体数目比双亲单
倍的配子体染色体数目之和少， 双亲的染色体在这
份材料中应以“n+n”的方式进行传递， Nair[19]的研
究结果也表明子代中的染色体数目有比双亲单倍的
配子体染色体数目之和少的现象， 这种现象产生的
原因有待于进一步研究。
综上所述， 甘蔗与蔗茅（或蔗茅杂种）杂交时，
双亲的染色体在 F1代中呈 “2n+n”的方式传递， 在
F2中同时以“2n+n”及“n+n”的方式传递。
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YAU 04/10（2n=98） YAU 04/102（2n=102）
YAU 04/167（2n=84）
YAU 04/185（2n=90）
崖城93/26（2n=112）
YAU 01/120（2n=80）
崖城 89/9（2n=20） 蔗茅（2n=20）
YAU 04/167（2n=108）F2
F1
图 2 甘蔗与蔗茅杂交各世代亲本染色体在子代中的传递方式
Fig. 2 Transmission of parental chromosome in progenies of different generations between sugarcane and E. fulvus
× ×
10- -
第 1 期
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责任编辑： 林海妹
王先宏等： 甘蔗与蔗茅杂交双亲染色体在 F1及 F2子代中的传递 11- -