全 文 ：吉 林 农 业 大 学 学 报 了9 8 4年 第 6 卷 第 2真明
慧从 、 川 谷 染 色 体 组 型
及 G ie ms a 带 型 的研 究 ’
朴 铁 夫
( 遗 传 教 研 室)
要
本文使用去壁 、 低渗 、 火焰干燥技术 , 研究了惹茵属的慧茵及其变种 、 川谷的染色体组
型和 iG e m : a 带型 , 并对显带技术进行了探讨 。 通过对慧茵 、 川谷染色体组型和 iG e ; s a 带型
的分析 , 对昔茵和川谷的亲缘关系提出了初步看法 。
前 言
惹该为常用 的中草药 , 多产于亚洲热带 。 在我国 , 慧苗属只有 1 种 , 1变种 , 即慧
苗 ( C o ￡5 L a e r 夕m a一 jo b i L ) 和川谷 ( C o i s L a e r 夕。 a 一 jo b i v a r m a 一 y u e n A m s -
t a p f ) [ 1 2〕。
慧茵的细胞学主要研究者 : W . M . M y e r s [ 2 0〕 , T a t e o k a [` 9〕, p a r o d i , J a n a k l
A m m a l
,
J
. e h r i s t o p h e r 〔` 6 ] 。 他们分别报道过着苗的染色体数目为 Z n = 2 0 。 M a n g e l s -
d o r f和 R e e v s , N a i r o d i [ ` 6〕 分别报道为 n = 1 0。 而川谷 , D a r i n g t o n 等 [ ` 5 ] 则报道染
色体数目为 2 0 。
自1 9 7 2年 V os a 等在植物上应用 G i e m s a 分带技术以来 , 有关植物染色体分带技术
的研究方兴未艾 〔 4 〕。 但对慧茵属植物染色体 G ie m s a 带型的研究 , 迄今未见报道 。
为了给普苗的遗传育种提供细胞学根据 , 并探讨昔苗和川谷 的亲缘关系 , 本文研究
了昔该和川谷 的染色体 组型和 G ie m ” a 带型 , 报道如下 。
材 料 和 方 法
材 料 : 慧茵 “ 薄壳 5 号 ” , 川谷 “ 草珠子 ” , 由本校特产系遗传育种教研室提供 。
方法 :
本文在隋文彬 副教授指导下完成的 , 并蒙中国农业科学院作物育种所朱凤绥先生 的热情帮助 , 一并 致谢 .
本文 19 8 3年 1 月 20 日收到
DOI : 10. 13327 /j . j jl au. 1984. 02. 002
第 6卷 第 2期 慧苗 、 川谷染色体组型 及 Gm e isa 带型 的研究
1 、 将种子预先浸泡4 2 h, 然后在 25 一 28 ℃条件下催芽 。
2
、 前处理 : 待根长至 1一 2 o m , 切下根 尖 , 置于 o . 0 02 M 8 一经基喳琳溶液中 ,
在 18 ℃下处理 Z h 。
3
、 前低渗 : 经前处理后 的根尖 , 水洗 2 一 3 次后 , 放入 0 . 0 75 M K CI 溶液中 , 在
2 5一 2 8℃条件下处理 2 0 m i n 。
4 、 酶解 : 倒去 K C I溶液 , 加入 2 . 5%纤维素酶和 2 , 5% 果胶酶混 合 溶 液 (用 I N
H C I调 pH 至 5 一 5 . 5 ) , 在 2 5一 2 s o(涤件下处理 4 0一 6 o m i n 。
5
、 后低渗 : 倒去酶液 , 用 25 一仑8 ℃蒸馏水冲洗 2 一 3 次 , 然后在蒸馏水 中停留 5
m i n
。
6
、 固定 : 将根尖浸于 3 : 1 甲醇 ,冰醋酸固定液中 , 在室温下固定 0 . .5 一24 h 。
7
、 火焰干燥 : 截取 1 m m 左右带有分生组织的根尖放在清洁 的载片上 , 加 1滴固
定液 , 用镊柄捣碎 , 然后再加 1 滴固定液 。 在酒精灯火焰上微微加热 , 使材料干燥 。
s
、 染色 : 将干燥后的片子 , 用 10% G i e m s a (用 1八 5 M S石r e n s o n 缓冲液稀释 ,
p H 7 ) 染色 1 m i n , 蒸馏水洗 , 晾干 , 达玛胶封缄 , 镜检 。
结 果 和 分 析
使用去壁 、 低渗 、 火焰干燥技术 , 慧茵和川谷细胞 有丝分裂 的晚前期 , 早 中期染色
体均显带 , 带纹清晰 , 重复性高 (见图版 1 、 2 、 3 、 4 ) 。 选取慧茵和川 谷 各 12 个
染色体分散好的早中期细胞进行观察 、 照相 、 放大 、 测量 、 核型分析 , 并绘 制 G i e m “ a
带型模式图 。
染色体的相对长度 , 臂比 ,标准误分别见表 1 、 2 ; G i e m s a 带型分别见模式图 1 、 2
及图版 1 、 2 、 3 、 4 。
表 1 慈该染色体相对长度 、 臂比 表 2 川谷染色体相对长度 、 臂比
相对长度 着丝点 黔 相对长度臂 比 臂 比编号 \ } ` } 日立 置 编号 \ } % { }淡
几入V’lyM
L 1 0
13
.
5 7士 0 . 0 3
1 1
.
9 4士 0 . 2 5
1 1
.
2 7士 o . x 6
1 1
.
0 3士 0 . 3 7
l o
.
x 3士 0 . 2 3
。 . 2 9士 0 . 2 0
5
.
9 8士 0 . 2 4
5
.
7 1士 0 . 2 6
5
.
0 一士 。一 8
7
.
3 7土 0 . 3 0
1
.
1 2土 0 . 0 4 9
1
.
4 2土 0 . 13 0
1
.
4 1土 0 . 0 7 5
1
.
2 0士 0 . 0 3 5
1
.
3一土 0 . 0 70
一 2 7士 0 . 0 5 5
2
.
6 9士 0 . 1 4 8
1
.
2 6士 0 . 0 5 1
飞 . 2 7士 0 . 0 60
1
.
18士 0 . 0 1 9
r 3
.
3 2士 0 . 4 6
1 3
.
2 9士 0 . 2 6
1 1
.
7 5士 0 . 5 ,
10
.
9 0士。 , 0 5
9
.
7 5士 0 . 26
9
.
19士 0 . 17
8
.
7 2土。一 5
5
.
3 9士 0 . 2 4
7
.
9 6士 0 . 3 -
7
.
0 6士 0 . 2 3
1
.
19士 0 . 0 4 7
1
.
4 6士 0 . 0 5 5
1
.
3 e士 0 . 0 5 7
1
.
2 4士 0 . 0 72
1
.
2 4土 0 . 0 6 1
1
.
2 6士 0 . 0 4 3
1
.
2 7士 o . o e 3
2
.
6 1士0 . 13 2
1
.
25士 0 . 0 3 7
1
.
1 3士 0 . 0 4 0
着丝点
位 置
M
M
M
M
M
M
M
S M
M
M
-盆8毛肠.7皿OL
. 为带随体的染色体 , 随体的长度不计算在内 . 为带随体的染色体 , 随体的长度不计算在内
图 1 慈截染色体组型及带型模式 图 2 川谷染色体组型及带型模式
(一 ) 昔苗染色体组型及 G ie m s a 带型的分析
着政的染色体组型可以下式表示 : 2n = 20 = 16 M + 2 “ ’ M + ZS M , 即惹政染色体数 目
为 Z n = 2 0 , 为中部 , 亚中部着丝点型 。 这和 J . C h r i s ot p h e r 〔` 6〕 观察结果是一致的 。 中
部着丝点染色体中有一对是带有随体的染色体 , 这和 T u 妙 e T “ t e o k “ 〔` ” 〕 所描绘的惹
苗染色体图相符合 。
为了便于说 明起见 , 按相对长度将 各对同源染色体编 以 L , , L Z , L 。 , … … L , 。 。
慧截染色体除 L 7 为亚中部着丝点外 , 其余全都是 中部着丝点 。
L ,
, 相对长度为 13 . 57 , 臂比为 1 . 1 2。 两臂均显著着丝点带 , 长臂着丝点带旁有时
显现一间带 。
L
Z , 相对长度为 n . 04 , 臂比为 1 . 42 。 两俏牡显着丝点带 。 长臂具有较小呈球状的
端带 , 短臂着丝点带旁有时显现一间带 。
L
3 , 相对长度 n . 27 , 臂比 1 . 4 1 , 短臂带有随体 , 随体显带 。 副溢痕显带 , 染色浅
淡 , 两臂均显着丝点带 。
L
` , 相对长度 n . 03 , 臂比 1 . 2 0。 两臂均显着丝点带 。
L
。 , 相对长度 10 . 13 , 臂比 1 . 3 1。 两臂均显着丝点带 , 带稍宽 , 长臂中间偏向端部
有一稍宽的间带 。
L
。 , 相对长度 9 . 2 9 ,臂比 1 . 2 7 ,两臂均显着丝点带 ,长臂中间有时显现较窄的间带 。
L
7 , 相对长度8 . 98 , 臂比 2 . 69 。 短臂全部显带 , 长臂显着丝点带及端带 。
L
。 , 相对长度 8 . 71 夕臂比 1 . 26 。 两臂均显着丝点带 , 长臂着丝点带旁有一 间 带 ,
二者常融合成稍宽 的着丝点带 。
L
。 , 相对长度 8 . 01 , 臂 比 1 . 27 。 两臂均显着丝点带 。
.
L
, 。 , 相对长度 7 . 37 , 臂比 1 . 1 80 两臂均显着丝点带 。
(二 ) 川谷的染色体组型和 G i e m “ a 带型的分析
)日谷染色体组型以下式表示 : 2n = 20 二 16 M 十 2 ” M 十 ZS M , 可见组型与慧政是 一
玫的 , 但在带型方面则有显著差异 。
为了便于说明 , 将各对 同源染色体按相对长度分别编 :以 · V , , V : , V 。 , … … V 10 。
川谷染色体除 V , (慧苗为 L 7 ) 为亚中部着丝点外 , 其余全部为中部着丝点 。
V ,
, 相对长度 13 . 32 , 臂比 1 . 19 。 两臂均显着丝点带 , 长臂着丝点带旁有时显现一
第 6卷 第 2 期 慧苗 、 川谷染色体组型及 . G j e m , a 带型的研究
间带 。
V :
, 相对长度 13 . 29 , 臂比 1 . 46 。 两臂均显着丝点带 , 短臂着丝点带旁有时显现一
间带 。 长短臂均显端带 。 但长臂 _ L的端带较小呈球状 。
V
3 , 相对长度 n . 78 , 臂比 1 . 36 。 短臂具随体 , 随体显带 , 副溢痕显 带 , 染 色 浅
淡 。 两臂均显着丝点带 。
V
4 , 相对长度 10 . 90 , 臂 比 1 . 24 。 两臂均显着丝点带 。
V
S , 相对 长度 9 . 78 , 臂比 1 . 24 。 两臂均显着丝点带 。 长臂中间偏 向端部有时 显 稍
宽之间带 。
V
。 , 相对长度 9 . 1 9 , 臂 比 1 . 26 。 两臂均显着丝点带 。
V
7 , 相对长度 5 . 7 2 , 臂 比 1 . 2 7 。 两臂均显着丝点带 , 带稍宽 。
V
。 , 相对长度 8 . 39 , 臂 比 2 . 6 1。 短臂全部显带 , 长臂为着丝点带 。
V
。 , 相对长度 7 . 96 , 臂 比 1 . 28 。 两臂均显着丝点带 。
V , 。 , 相对长度 7 . 06 , 臂 比 1 . 13 C 两臂均显着丝点带 。
公士 论
1
、 制片技术和 显带的关系
自 19 7 2年 S u m n “ r 改进 A r r i g ih 和 H S u 等的 C 带技术以来 , B S G 方法被广泛地应
用于动植物染色体 G i e m s a 分带上 。 但是 由于采用一般 的压片方法 , 对染 色体数 目较多
而形态较小的植物 , 很难得到适于分带的染色体标本 , 因而影响了对这些植物染色体的
分带研究 。
1 9 7 8年 K “ r “ t “ 和 q m u r “ 〔`“ 〕 等发 明了去壁 、 低渗 、 火焰干燥技术 , 并在水稻染
色体组型 的研究上取得 了良好效果 。 他们还意外地发现未经所谓 “ 变性 ” 、 “ 复性 ” 处
理的染色体也显现了 G ie m s a 带纹 。 尔后 , 朱凤绥〔 1 〕、 陈瑞阳 〔 5 3、 张 自立 〔 7 〕 等先后
使用该技术进行 G i e m s a 分带的研究 , 均取得了良好的结果 。
在慧茵和川谷染色体组型和 G i “ 。: ” a 带型的研究 中 , 我们也采用了该技术制片 , 不
仅获得 了良好效果 , 而且进一步证实了仅用 K ur at a 等 〔`” 〕 的新制片技术也能使慧茵和
川谷染色体显带 , 而且带型与经 B S G 法处理者所显带型相一致 。
为了验证带型是否与经 B S G 法处理所显现 的带型一致 , 我们按照 H i z u m e 等 lz[ 〕的
方法 , 作了如下的实验 , 即把用去壁 、 . 低渗 、 火焰干燥技术制成的染色体标本 , 在显微
镜下观察摄影后用 45 %醋酸褪色 , 再按 B S G 方法进行 “ 变性 ” 和 “ 复性” 处理 , G i “ 一
m s a 染色 , 制成永久标本 , 然后对 同一细胞进行镜检 、 摄影 、 比较 , 发现二者 的带型完
全一致 ( 图版 5 、 6 ) 。
其次 , K u r a t a 等 〔` 8〕用 6% 的纤维素酶和果胶酶 , p H 4 . o , H i z u m e 等 [ ` 7 〕用 4% 的纤
维素酶和果胶酶 , p H 4 . 0一 4 . 5 , 陈瑞阳等 〔 6 〕用 2 . 5%纤维素酶和果胶 酶进行酶解 ; 我们
则使用不含 H C I 的 1 % 的纤维素酶和果胶酶混合溶液 p H 6 . 8进行酶解实验 , 观察 到 昔
苗和川谷的染色体依然显带 , 甚至用未经任何前处理及低渗 , 酶解的根尖 , 直接用火焰
干燥法制片 , 染色体也能显带 。 由此可见 , 显制的机制是一个很复杂 的间题 , 有待于进
吉 林 农 业 大 兴 学 报 19 3 4年
一步进行深入的研究 。
2
、 关干显带的最适时期
V o “ a 等指出 , 大麦染色休在晚前期和早中期 , G i e m s a 带型较易观察和 确 定 。 张
自立等〔“ 〕 也提出了对蚕豆 、 洋葱染色体分带 , 在早中期为好 。 朱凤绥等 〔 , 〕 观察到 :
玉米有 4对染色体 , 在有丝分裂 的晚前期或早中期均有近端的中间带 , 而在中期分裂 相
中 , 其中间带则缩成假象的末端带 。 可见 , 在晚前期— 早中期进行分带 , 是有利于带型 的研究的 。
我们使用去壁 、 低渗 、 火焰干燥制片技术 , 对慧苗和川谷 的染色体带型纂的 研究 结
果 , 也证 明以晚前期— 早中期为显带的最适时期 。
3
、 关于蔽该和川谷的亲缘关系
川谷是昔苗的变种 〔 1 0 、 1 1 、 2 2 、 一3 、 14 〕 。 贾祖璋等 [ 9 〕曾认 为 , 着苗是川谷 的
“ 培养变种 ” 。 但在我国长江以南各地 l[ “ 〕 以及西南和黄河流域均发现有野生慧苗的分
布〔 3 3 , 却未见有野生川谷分布的报道 。 根据这种情况来看 , 着茵不可能是川谷` 的 “ 培
养变种 ” . , 相反 , 应该说川谷是 由慧改演变而来的 。
对慧改和川谷的染色体组型和带型的分析表明 , 惹苗和川谷 的染色体除有一对亚中
部着丝点染色体外 , 其余全部为中部着丝点型 ; 昔茵和川谷染色体的 G i e m s a 带型 , 除
惫苗的 L Z , L 7 与川谷 的 v Z , V 。 染色体有明显差异外 , 其余相对应的染色体的带型均
相类似 。
A
.
E L 一 G a id 等对葱属的 3个种 (其中包括 A il u m o e p a 等 ) 染色体的 G i e m ” “ 带
型进行了比较 , 发现它们所有的染色体两臂都显 悦咚 。
V o s a 等对 10个栽培大麦品种 ( H o r d e u m v u l g a : e ) 和 7个野生大麦种 ( H . S p o n -
t a n e u m 等 ) 的染色体 G诀 m s a 带型进行分析 , 发现它们主要显着丝点带 。
上述研究和许多研究结果都表 明 , 亲缘关系较近的物种 , 带型都是相似的〔 2 〕。
惹芯和川谷染色体 G i e m s a 带型有许多类似之处 , 表明二者的亲缘关系是相近 的 。
D 石b e l 等用马来酞腾诱发蚕豆染色体畸变 , 并借助 G ie m “ a 显带技术 , 分 另lJ检 出
A C B
,
A C E
,
B K H 及 E F 4 个核型不同的染色体上 的倒位 与易位 。 发现由于易位 , 使
有的染色体比标准核型的染色体变长 , 有的变短 。
R
.
T s i o g h 等用 G i e m s a 分带技术研究了黑麦 ( S e e a l e e e r a l e ) 和 3个 野 生 黑
麦 ( s . v a v i l o r , s . a f r i e a n u m , s . m o n t a n u m ) 之间的进化关系 , 鉴定出栽 培 黑 麦
从野生黑麦中分离一出来的染色体易位 。
慧改 L : 和川谷 V : 染色体两臂均显着丝点带 , 长臂都显端带 , 而且形状 类 似 。 不
同的是 , V : 短臂显端带 , L : 短臂不显端带 。 意茵 L 7 和川谷 V 。染色体 , 短臂 全 部显
带 , 长臂也都显着丝点带 。 不同的是 L 7 长臂显端带 , V : 长臂不显端带 (可 比 较 图 版
l
、
2
、
3
、
4 )
。
通过对惹茵和川谷染色体的带型比较 , 可推测在进化过程中 , ·有可能慧苗染色体 L 7
的长臂和 L : 的短臂发生 了易位 。 因而使 L : 变成 V Z ,其相对长度变长 ,且其短臂显端带 ;
L
, 变成 V S , 其相对长度变短 , 且其长臂失去了端带 ; 经过这样的染色体易位 , 因而由
昔苗演变成其变种— 川谷 。 关于这个问题 , 有必要对慧茵和川谷的杂 F , 种 的减数分

第 6卷 第 2土明 禾穗粥 ( G 6) 96等新农药防治小麦散黑穗病的研究
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l
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(上接第 13 页 )
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C y t
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l
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A t e e h红 i q u e f o r e b a o d io g i a V i e i a F a b a C h r o m o s o m e s J A P N
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J
.
G
e o e t i e s V
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N o 4
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1 3 19 7 4 3 9 5