全 文 ：犬草(Elymus caninus)的染色体 C带
杨瑞武1 , 周永红2 , 郑有良2
(四川农业大学 1.生命科学与理学院 , 四川 雅安　625014;　2.小麦研究所 , 四川 都江堰　611830)
摘要:利用改良的 Giemsa C带技术 , 分析了犬草(Elymus caninus)的染色体 C 带带型。其染色体核型是:2n=4x=
28=2M+24m+2sm。不同染色体之间的 C 带带型在带的数量 、大小 、强弱及位置等方面存在明显差异 , 因此认为
C 带带型可作为犬草染色体的细胞学标记。
关键词:犬草;染色体;Giemsa C 带
中图分类号:Q949.714.2　　文献标识码:A　　文章编号:1000-2650(2003)03-0193-03
　　犬草(Elymus caninus)是小麦族(Triticeae Du-
mortier)披碱草属(Elymus L.)的一种四倍体多年
生禾草(2n=4x =28)。该种对潮湿气候具有很强
的适应性 ,对麦类植物赤霉病具有极高的抗性 ,可以
作为麦类作物抗赤霉病育种的宝贵资源[ 1] 。
染色体分带技术是鉴别染色体和研究染色体结
构变异的常规而经典的技术。Giemsa C 带技术在
植物中的应用 ,不仅增加了一种新型的染色体形态
标记 ,而且因为其 C 带带纹在植物中特别丰富 ,不
同物种的染色体甚至同一染色体组中的不同染色体
及其臂上都存在 C带的带纹差异 ,为准确地识别单
一染色体提供了技术条件[ 2 ,3] 。本文分析了犬草的
Giemsa C 带 ,旨在为利用该物种进行麦类作物抗赤
霉病育种积累染色体 C 带方面的细胞学资料。
1　材料与方法
1.1　材　料
犬草 E .caninus(编号为 Y1815 , 染色体组为
S tStHH)来源于新疆阿勒泰 ,种植保存于四川农业
大学小麦研究所多年生材料种质圃 。
1.2　Giemsa C带方法
Giemsa C 带采用任正隆等的方法[ 4](稍有改
动)。其基本过程简述如下。
1.2.1　材料制备
种子在恒温(22 ～ 24 ℃)下发芽 ,待根长至 1 ～
1.5 cm 时 ,取旺盛生长的幼根根尖。用冰水混合物
处理 24 h ,卡诺氏固定液 Ⅰ(冰醋酸∶酒精=3∶1)固
定过夜 ,在 4 ℃冰箱中保存备用。
1.2.2　制　片
固定后的根尖用 0.2 mol/L HCl在室温(22 ～
24 ℃)下解离 1 ～ 1.5 h ,再浸泡于 45%HAc溶液中
20 ～ 30 min。根尖置于载玻片上 ,切去根冠 ,挤出分
生组织 , 用 45% HAc 压片 , 液氮揭片 。自然干燥
后 ,用无水乙醇处理 1 h ,放入干燥器中保存 1 ～ 2 d 。
1.2.3　分　带
干燥后的制片在 60 ℃下经 0.2 mol/L HCl处
理 3 min ,在室温 20 ～ 23 ℃下用 Sigma 公司生产的
Ba(OH)2 饱和溶液处理 7 min ,冲洗干净再用 2×
SSC 溶液处理 15 min后 ,换入新鲜的 2×SSC溶液 ,
放入水浴锅中 ,加温至 52 ℃,温浴 1.5 h 。用过滤后
的 3%Giemsa溶液(溶于 0.1mol/ L 的磷酸缓冲液)
染色至合适为止。
1.3　带型分析
选取染色体带型好且较分散的细胞在 Olympus
BH2显微摄影相机上照相。在放大的相片上 ,结合
显微镜直接观察结果 ,分析各染色体的 C 带带型特
征 。根据 5个细胞中染色体带的情况 ,绘制出带型
图 。
染色体的鉴别与排列参照 Morris &Gill的标
准[ 5]进行。染色体相对长度和臂比的计算以及染
色体类型的划分均参照李懋学等的方法和标准[ 6]
进行。
2　观察结果
2.1　犬草的 Giemsa C带核型
犬草是 Elymus 的一个四倍体物种 ,染色体数
目为 2n=4x=28。其染色体的相对长度和臂比值
列于表 1。染色体相对长度介于 5.92 ～ 8.20之间 ,
第 21 卷　第 3 期
2003 年 9 月 　　　　　　　　 　
四川农业大学学报
Journal of Sichuan Ag ricultural University
　　　　　　　　 　Vol.21 No.3
Sep.2003
收稿日期:2002-12-06
基金项目:四川省教育厅科研项目。
DOI :10.16036/j.issn.1000-2650.2003.03.002
臂比为 1.00 ～ 2.09 之间。除 2St染色体为近中部
着丝粒染色体和 4H 为正中部着丝粒染色体 ,其余
12对染色体均属于中部着丝粒染色体 。核型公式
为:2n=4x=28=2M+24m+2sm 。
表 1　犬草染色体的臂比和类型
Table 1　Arm ratio and type of chromosomes of E.caninus
染色体 相对长度(%) 臂比(L/S) 类型
1St 5.01+3.19=8.20 1.57 m
2St 5.24+2.51=7.75 2.09 sm
3St 4.33+3.19=7.52 1.36 m
4St 4.10+3.19=7.29 1.29 m
5St 4.56+2.73=7.29 1.67 m
6St 3.64+2.73=6.37 1.33 m
7St 3.87+2.28=6.15 1.70 m
1H 4.78+3.42=8.20 1.40 m
2H 4.56+3.42=7.98 1.33 m
3H 3.87+3.41=7.29 1.13 m
4H 3.64+3.64=7.28 1.00 M
5H 3.64+2.73=6.37 1.33 m
6H 3.64+2.28=5.92 1.60 m
7H 3.87+2.51=6.38 1.55 m
图 1　犬草的 Giemsa C 带核型
Fig 1　Giemsa C-banding karyotype of E.caninus
2.2　犬草的Giemsa C 带带型分析
其根尖细胞有丝分裂中期染色体的 Giemsa C
带核型见图 1 ,每条染色体可显示出 2 ～ 9条带。每
对染色体的C 带带型简述如下:
染色体 1St:短臂的带较强而长臂的带较弱 。
短臂具有末端带和 1条中间带;着丝粒带十分明显;
长臂具有中间带 、近端带和末端带各 1条。
染色体 2St:是臂比最大的染色体。短臂的末
端带强而宽大 ,紧接其后的近端带则强而细小;着丝
粒带为明显强带;长臂上具有 1强 1弱的中间带和
1条弱的近端带 ,末端带也较弱。
染色体 3S t:短臂上具有强的末端带和 1 条中
间带;着丝粒带也较强;长臂上有 2条强的中间带以
及弱的近着丝粒带和近端带各 1条 。
染色体 4S t:短臂的末端带较弱 ,长臂的末端带
较强;短臂的中间带十分强大而长臂的中间带很弱
小;着丝粒带很强 。
染色体 5St:除长臂的 1 条近端带较弱 ,其余 C
带均较强 。短臂的末端带和近端带呈“愈合”状;长
臂上的 3条中间带更是“愈合”在一起而不易分开 ,
长臂的末端带不及短臂末端带宽大。
染色体 6St:短臂具有强的末端带和 1 条弱的
中间带;着丝粒带也相对较弱;长臂上具有弱的中间
带和近端带各 1条 。
染色体 7St:长臂上无带;短臂的末端带也很
弱;而着丝粒带则很强 。
染色体 1H:为 C 带最丰富的染色体之一 ,共有
9条带 。除短臂的 1 条中间带为弱带外 ,其余均为
强带 。两臂均具有末端带和近着丝粒带 ,长臂上的
近着丝粒带较宽大 ,此外 ,长臂上还有 3条中间带;
着丝粒带着色也较深。
染色体 2H:短臂上具有强的末端带和 1条强的
近着丝粒带;长臂上具有 1条强的近着丝粒带 ,1条
弱的中间带和 1条强的近端带。
染色体 3H:带型近于对称分布。短臂与长臂都
具有末端带和 1条中间带 ,长臂的中间带较弱;着丝
粒带也相对较弱。
染色体 4H:为 C 带丰富的染色体之一 ,并且为
正中部着丝粒染色体。短臂上具有强的末端带和弱
的近着丝粒带 ,还有 1弱 1强的中间带;着丝粒带为
明显的强带;长臂上具有 1条弱的近着丝粒带 ,1条
强的中间带 ,1条强的近端带与末端带呈“愈合”状
态 ,形成 1条宽大的端带。
染色体 5H:短臂上具有末端带;着丝粒带呈明
显强带;长臂具有 1条强的近端带。
染色体 6H:短臂上具有 2条强的近端带和 1条
弱的近着丝粒带;长臂具有 3条中间带 ,其中 2条较
弱 1条较强而小。
染色体 7H:短臂仅具有细小的末端带;着丝粒
带明显;长臂具有 3条弱的中间带。
3　讨　论
Morris and Gill 以 Pseudoroegneria spicata
(St)、Cri tesion bogdanii (H)、C.cali fornicum (H)
和 E .trachycaulus(StH)为材料 ,首先建立了 St 、H
染色体组的 C带带型[ 5] 。本实验中 , E .caninus的
St 、H 染色体组的 C 带带型与 E .trachycaulus
(StH)的相应染色体组具有一定的相似性 ,但也表
现出明显的 C带带型差异 。St染色体组中 , E.tra-
194　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　四川农业大学学报　　　　　　　　　　　　　　　　　　第 21 卷
chycaulus的 3St 染色体仅具短臂末端带 , E .cani-
nus的 3St 染色体具有丰富的 C 带带纹 ,两臂和着
丝粒处共显示出 7条带。H 染色体组中 , E .cani-
nus的 3H 染色体比 E .trachycaulus 的 3H 染色体
具有较丰富的 C带 ,而 7H 染色体则不如 E .trachy-
caulus的 7H 染色体的 C带带纹多。造成这种差异
的主要原因是由于所用实验材料的来源不同 , Mor-
ris and Gill所用的材料来自北美和欧洲 ,而本实验
的材料 E .caninus 来源于中国新疆。Dewey 阐明
了北美 Elymus(广义的 Elymus 包括鹅观草属
Roegneria)的 St染色体组来源于北美的拟鹅观草属
(Pseudoroegneria)的二倍体物种 , H 来源于大麦属
Hordeum 的二倍体种[ 7] 。Lu et al也认为亚洲物种
的起源与北美物种的起源可能有差异[ 8] 。此外 ,C
带分带技术的不一致也可能是造成这种差异的一个
原因 。
在现有的麦类作物种质资源中 ,缺少对麦类作
物赤霉病有效的抗源材料 ,而犬草对赤霉病具有极
高的抗性 ,是麦类作物抗赤霉病育种的宝贵资源 。
本研究采用任正隆等改良的Giemsa C 带方法[ 4] ,对
犬草进行 C 带观察 ,结果表明 ,犬草的不同染色体
之间的C 带带型具有明显的差异 。其差异表现在C
带的数量 、位置 、强弱和大小等方面 。通过染色体的
C带特征 ,结合核型分析 ,完全能够对犬草每一染色
体进行准确的鉴定 ,从而可以为利用该物种进行麦
类作物抗赤霉病育种的遗传或杂交中 ,追踪某一特
定染色体的去向提供识别依据 ,也可以为检测麦类
作物远缘杂种中的这些外源染色体提供证据。
参考文献:
[ 1] 　万永芳.小麦族遗传资源对赤霉病抗性的多样性[ A] .郑有
良:小麦特异种质资源研究[ C] , 1999.45-63.
[ 2] 　Gill B S , Kimber G.Giemsa C-banding and the evolut ion of
w heat[ J] .Proc Nat l Acad S ci USA , 1974 , 71:4086-4090.
[ 3] 　Cai X W , Liu D J.Identif icat ion of a 1B/1R wheat-rye ch romo-
some t ranslocation[ J] .Theor Appl Genet , 1989 , 77:81-83.
[ 4] 　任正隆 , 张怀琼.一个改良的染色体 C 带技术[ J] .四川农业
大学学报 , 1995 , 13(1):1-5.
[ 5] 　Morris K L D , Gill B S.Genomic affini ties of individual ch romo-
somes based on C- and N-banding analyses of tetraploid Elymus
species and thei r diploid progenitor species[ J] .Genome , 1987 ,
29:247-252.
[ 6] 　李懋学 , 张敬方.植物染色体及染色体技术[ M ] .哈尔滨:东
北林业大学出版社, 1991.
[ 7] 　Dew ey D R.Genomic and phylogenetic relationships among North
American perennical Triticeae[ A ] .In:Estes J R , Ty rl R J ,
Brunken J N (eds).Grasses and Grasslands:Systematics and E-
cology[ C] .Norman:University of Oklahoma Press , 1982.51-
88.
[ 8] 　Lu B R , Bothmer R von.Genome constitution of Elymus
parviglumis and E.pseudonutans (T rit iceae:Poaceae)[ J] .
Hereditas , 1990 , 113:109-119.
Chromosome C-banding of Elymus caninus
Y ANG Rui-wu1 , ZHOU Y ong-hong 2 , ZHENG Y ou-liang2
(1.College of Biology and Science, Sichuan Agricultural University , Yaan 625014 , Sichuan , China;
2.T riticeae Research Institute , Sichuan Agricultural University , Dujiangyan 611830 , Sichuan , China)
Abstract:The Giemsa C-banding analysis of E lymus caninus is carried out by using an improved C-banding pro-
cedure.The karyotype fo rmulae is as follow s:2n=4x=28=2M+24m+2sm.The C-banding pat terns in num-
ber , size , dyeabili ty and dist ribution among chromosomes are dist inct ly dif ferent.So the C-banding pat tern
could be regarded as a cy tological marker of all chromosomes in E.caninus.
Key words:Elymus caninus;chromosome;giemsa C-banding
(本文审稿傅体华)
195第 3期　　　　　　　　　　　　杨瑞武(等):犬草(Elymus caninus)的染色体 C 带