全 文 ：甘蔗与蔗茅杂交F2BC1代的染色体遗传分析
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，昆明 650201）
摘 要：为更有效的将蔗茅杂交后代应用于现代甘蔗新品种的选育及对旧有甘蔗品种进行改良提供科学
依据，采用压片法制备甘蔗与蔗茅(2n=20)杂交的F2及F2BC1子代及其亲本材料的染色体玻片，对其杂交
获得的F2及F2BC1世代材料进行染色体数目的传递分析，以探索其染色体传递机制。结果表明，各后代
材料的体细胞染色体数目均不恒定；双亲染色体在F2代04/14中以“2n+n”方式进行传递，在F2BC1代中
均以“n+n”的方式进行传递。研究结果可为这些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；染色体传递
中图分类号：S326，Q23 文献标志码：A 论文编号：2013-2559
Chromosomal Transmission of F2BC1 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 650201)
Abstract: To effectively using the F2 and F2BC1 progenies of E. fulvus in sugarcane breeding for new sugarcane
cultivars selection or the old sugarcane cultivars modification, it is necessary to further study the chromosomal
transmission of parents in the hybrids. The root- tips of different generation clones were collected, treated
following the wall degradation hypotonic method, and prepared the slides used for chromosome counting of
somatic cells. The results showed that, all of the chromosome numbers of hybrids were variable in different
somatic cells, and chromosomes of parents were transmitted by“2n+n”into the somatic cells of F2 hybrid and
“n+n”into F2BC1 hybrids. The results of current study can provide cytological information for the further use of
these hybrids in sugarcane breeding programs.
Key words: sugarcane; Erianthus fulvus; hybrid; chromosomal transmission
0 引言
蔗茅(Erianthus fulvus)是栽培甘蔗的近缘野生种，
具有抗旱、抗寒、耐瘠、锤度高等优良性状[1]，甘蔗与蔗
茅进行杂交获得的后代材料也具有上述性状，在甘蔗
杂交育种中具有较好的潜在利用价值。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[2]。为拓宽
栽培甘蔗遗传基础，各国甘蔗育种学家不断进行了甘
蔗种间、近缘属间和远缘属间杂交，引入新血缘以扩大
栽培甘蔗异质性。为将蔗茅的各种优良性状引入栽培
基金项目：国家自然科学基金项目“蔗茅杂种染色体传递规律及特异DNA序列定位的研究”(30960045)；云南省现代农业甘蔗产业技术体系建设项
目“育种与繁育研究室岗位”(云财教[2013]160号)；云南省重点新产品开发计划项目“高产高糖宿根甘蔗新品种选育及产业化开发”(农业部分，
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项目“高原山地特色作物种质创新及利用”(云科人发[2012]18号)；云南省
教育厅基金项目“甘蔗野生种蔗茅的遗传多样性”(2011C174)。
第一作者简介：王先宏，男，1977年出生，云南楚雄人，讲师，博士，研究方向：甘蔗分子及细胞遗传。通信地址：650201云南省昆明市北郊黑龙潭云南
农业大学农学与生物技术学院，Tel：0871-65227704，E-mail：x.h_wang@163.com。
通讯作者：李富生，男，1968年出生，河南确山人，教授，博士，研究方向：甘蔗资源研究与利用。通信地址：650201云南省昆明市北郊黑龙潭云南农业
大学农学与生物技术学院，Tel：0871-65220502，E-mail：lfs810@sina.com。
收稿日期：2013-09-29，修回日期：2013-11-30。
中国农学通报 2014,30(15):81-85
Chinese Agricultural Science Bulletin
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
甘蔗，特用蔗茅为父本与栽培甘蔗进行杂交并获得大
量耐寒、抗旱、高产、高糖的杂种后代[1,3-6]，是甘蔗新品
种选育及现有品种改良的重要亲本材料。染色体数目
分析是指对亲本间及其后代染色体数目进行数目的清
理与研究，是鉴定材料传递是否稳定的手段之一。通
过对染色体的数目分析，可以阐明生物染色体遗传的
一般规律，也可以作为材料种质基因是否稳定的依
据。甘蔗远缘杂交过程中，双亲的染色体在后代材料
中的传递方式较为复杂，并非全为经典的“n+n”的类
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”[7]；研究表明甘蔗与蔗茅杂交时双
亲染色体在F1子代中并非以“n+n”的方式传递[8-9]。探
索双亲染色体在甘蔗与蔗茅杂交F2BC1代材料中的传
递可为这些材料在甘蔗育种中的进一步利用提供细胞
学依据。
1 材料与方法
1.1 材料
用于研究的材料为野生种昆明蔗茅杂种 F1(2n=
材料名称
YAU04/14
YAU09/02
YAU09/05
YAU09/26
YAU09/52
备注
F1代YAU01/47与ROC10杂交获得的F2子代
F2代YAU04/14与ROC10回交获得的F2BC1子代
F2代YAU04/14与ROC10回交获得的F2BC1子代
F2代YAU04/14与ROC10回交获得的F2BC1子代
F2代YAU04/14与ROC10回交获得的F2BC1子代
表1 用于核型分析的亲本及子代材料
84)与甘蔗栽培品种ROC10(2n=108)杂交所获得的F2、
F2与ROC10回交获得的F2BC1材料（表1），集中种植在
云南农业大学甘蔗所甘蔗资源圃。
1.2 方法
染色体的制备取材于植株的根尖细胞，制备方法
参照陈瑞阳等[10]、D’Hont[11]的去壁低渗法并加以改进：
取幼嫩根尖用 0.04%的 8-羟基喹啉于 4℃冰箱内预处
理2.5~3 h，用卡诺固定液（无水乙醇:冰乙酸=3:1）清洗
后固定于4℃冰箱内72 h，然后用70%的酒精清洗并保
存备用；制片时将备用材料用水洗一次后再用水浸泡
10 min，除去水用 0.25 mol/L HCl 于室温下解离
10 min，除去HCl用水清洗并浸泡 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，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，材料用水轻洗一次
并转至另一盛有水的小离心管中后低渗20~60 min后
改良苯酚品红染色压片，用德国蔡氏公司 Imaging A2
显微镜观察。
1.3 数据分析
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
2.1 参试材料的染色体数目
5份材料的染色体数目研究结果（图1）表明，它们
的体细胞染色体数目均不恒定（表 2），F2母本YAU04/
14的染色体数目变化范围为105~107条，变幅为3条；
F2BC1 子 代 YAU09/02、YAU09/05、YAU09/26 及
YAU09/52的染色体数目变幅分别为4、7、4、7条。
2.2 参试材料各世代的染色体传递方式
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所示。由图2可
知，在甘蔗与蔗茅杂交时，F2子代YAU 04/14的体细胞
染色体比双亲单倍的配子体染色体数目之和（96条）
多，双亲的染色体在子代中应以“2n+n”的方式进行传
递；而 F2BC1子代YAU09/02、YAU09/05、YAU09/26及
YAU09/52的染色体数目比双亲单倍的配子体染色体
数目之和（107条）少，双亲的染色体在这些材料中应
以“n+n”的方式进行传递。
3 结论与讨论
3.1 甘蔗育种中双亲染色体的传递行为
甘蔗亲子代染色体传递往往不符合经典的细胞遗
传规律。多种甘蔗属间杂种的细胞学研究表明，各种
杂种按“n+n、2n+n、n+2n、2n+2n”的配子类型结合[7]，尽
管倍数水平不同，但杂种的配对仍以同源联会的形式
进行，并且大多为二价体，表明在属间杂交和甘蔗育种
中，可利用染色体数目不减半的配子和同源染色体的配
对，进行有效的基因转移[11]。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[12-16]，
但也有以2n+n的方式进行传递的[13-16]。
··82
材料名称
YAU04/14
YAU09/02
YAU09/05
YAU09/26
YAU09/52
染色体数目(2n)
106
106
106
102
106
染色体变化幅度/条
105~107
103~106
102~108
100~103
103~109
备注
F1代YAU01/47与ROC10杂交获得的F2子代
F2代YAU04/14与ROC10回交获得的F2BC1子代
F2代YAU04/14与ROC10回交获得的F2BC1子代
F2代YAU04/14与ROC10回交获得的F2BC1子代
F2代YAU04/14与ROC10回交获得的F2BC1子代
A：04/14；B：09/02；C：09/05；D：09/26；E：09/52
图1 亲本及子代材料的中期染色体图
表2 蔗茅杂种F2、F2BC1材料的染色体数目
王先宏等：甘蔗与蔗茅杂交F2BC1代的染色体遗传分析 ··83
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3.2 双亲染色体在甘蔗与蔗茅杂交F2BC1子代中的传
递方式
在崖城 89/9(2n=108)与蔗茅(2n=20)杂交时，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
ROC10进进一步杂交时，F2子代YAU 04/14的体细胞
染色体比双亲单倍的配子体染色体数目之和多，而
F2BC1 子 代 YAU09/02、YAU09/05、YAU09/26 及
YAU09/52的染色体数目比双亲单倍的配子体染色体
数目之和少，表明双亲的染色体在F1、F2子代材料中的
传递方式不符合经典的细胞遗传规律，而在 F2BC1中
的传递方式则与经典的细胞遗传规律相符。Bremer[17-19]
曾报道在甘蔗的种间及属间杂交时，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的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。
本研究中结果表明，双亲的染色体在F2子代中应
以“2n+n”的方式进行传递，而在F2BC1子代中应以“n+
n”的方式进行传递。
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