全 文 ：收稿日期:2006-02-26。
基金项目:国家自然科学基金项目(No. 30270825),安徽科技学院自然科学研究项目(No. 2 RC 200547)。
作者简介:蔡华(1972～ ),男 ,讲师 ,硕士;主要从事植物遗传育种研究。
通讯作者:马传喜(1963～ ),男 ,教授 ,博士生导师;主要从事小麦遗传育种研究。
麦田杂草节节麦染色体核型分析研究
蔡 华 1, 2　乔玉强 1　王业精 2　赵 茹 2　张传和 2
(1.安徽农业大学农学院　合肥　230036;　2.安徽科技学院生命科学学院　凤阳　233100)
摘要:对麦田杂草二倍体节节麦( Triticum tausch ii L. )的植株形态特征及根尖细胞染色体核型作了分析 , 并和六倍体普
通小麦(Triticum aestivum L. )中国春核型作比较。结果表明 ,节节麦的核型公式为 2 n=2 x=14=10M +4 SM(2 SAT),
在第 4号染色体上有一对随体。节节麦染色体组和普通小麦中国春 D组全套染色体类型相同 , 表明这两组染色体具有
较强的同源性;但二者在染色体相对长度和臂比值上表现出一定的差异 ,表明该地区节节麦未参与普通小麦的起源。
关键词　节节麦　普通小麦　染色体　核型分析
A S tudy on the Chromosom eK aryo type of
RuderalTriticum tausch ii L. in cornfield
CaiHua
1, 2 , Q iao Yuqiang1 , Wang Yejing2 , ZhaoRu2 , Zhang Chuanhe2
(1. C ollege o fAg ronomy, Anhu iAg ricu ltural Unive rsity, Hefe iAnhui 230036;
2. L ife Science C ollege, Anhu i Science and Techno logy Unive rsity, Fengyang A nhui 233100)
Abstract:The morphologic cha racter and chromosome karyo type of rude ra lTri ticum tausch ii L. in cornfield
we re discussed, a t the same time we compared the chromosome karyo type o fTriticum tau schii L and Triticum
aestivum L. The results show ed:the karyo type fo rmu la o fTriticum tauschii L. w as 2 n =2 x =14=10M +
4 SM(2 SAT), the re w ere a pair of SAT in No. 4 chromosome. that the genome classifica tion of Triticum
tausch ii L. and Trit icum aestivum L. w as same, it show s tha t the re w as clea r homo logy in the tw o genomes;
but they w ere diffe rent in chromosome rela tive leng th and arm ratio, which ind ica ted that theTrit icum tauschii
L. in Fengyang did no t participate in genesis ofTriticum aestivum L.
Key words　Trit icum tausch ii L. 　Trit icum aestivum L. 　Ch romosom e　K aryo type
异源六倍体普通小麦 (Tri ticum aest ivum L. ,染色体组为 AABBDD , 2 n=6 x=42)是大约在 8 000年前由四倍
体二粒小麦 (Triticum turgidum L. ,染色体组为 AABB , 2 n=28)为母本 ,与二倍体节节麦 (Triticum tauschii L. ,
染色体组为 DD , 2 n=2 x=14)为父本天然杂交后 ,通过染色体自然加倍形成的异源多倍体 [ 1] 。节节麦是一种二
倍体野生小麦亲属 ,起源于中东地区 ,在我国的部分地区也存在其衍生系品种。由于节节麦的封闭进化关系和容
易杂交的特点 ,使其在改良六倍体普通小麦遗传性状方面越来越多地受到重视 ,人们已经把数种对小麦病原体具
有抗病作用的基因从节节麦导入普通小麦中 [ 2] 。另一方面 ,节节麦也被认为是一种易与普通小麦发生远缘杂交
的田间杂草 ,从理论上看 ,普通小麦(AABBDD)与节节麦 (DD)杂交后产生的子一代为异源四倍体 ABDD ,具有不
育性 ,但这种不育的个体如发生染色体自然加倍 ,即可产生染色体组为 AABBDDDD的可育异源八倍体小麦属新
物种。因此 ,对节节麦染色体组的研究近年来逐渐引起人们的重视 。本文对节节麦的染色体核型进行了分析研
究 ,并比较了节节麦与普通小麦中国春的 D组染色体 ,旨在探讨二倍体节节麦与六倍体普通小麦的细胞学同源
性关系 ,为节节麦和普通小麦的遗传研究提供理论依据 。
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第 25卷　第 6期　　2006年 6月　　　　　　　　　　　种　子　(Seed)　　　　　　　　　　　Vo.l 25　No. 6　 Jun. 　2006
DOI牶牨牥牣牨牰牭牴牥牤j牣cnki牣牨牥牥牨牠牬牱牥牭牣牪牥牥牰牣牥牰牣牥牬牬
1　材料与方法
1. 1　材料
试验于 2005年 3 ～ 8月在安徽科技学院生物技术中心进行 ,节节麦选自凤阳地区特有野生种质 ,于黄熟期但
穗节尚未脱落时采集 ,自然干燥后保存。
1. 2　方法
将节节麦每一小穗中的种子小心剥出 ,选择籽粒饱满的种子 ,清水洁净后分别放至培养皿里已清毒的湿细砂
中浸泡 (T=20℃),待根长约 1 ～ 2 cm时 ,剪取根尖放入 20℃的 0. 002mo l /L的 8羟基喹啉溶液中处理 3 h,卡诺
氏溶液 (无水乙醇∶冰醋酸 =3∶1 , V /V)固定 24 h以上 ,取出材料用蒸馏水洗净后放入 1mo l /L盐酸溶液中 , 60℃
水浴中解离 3 ～ 5m in,然后用蒸馏水漂洗干净 ,改良苯酚品红染色液染色 10m in后镜检 [ 3] 。核型分析按李懋学
和陈瑞阳(1985)建议的统一标准 [ 4]进行 。
2　结果与分析
2. 1　节节麦植株形态特征
节节麦属禾本科 ,山羊草属 ,一年生的普通小麦近缘物种 。须根细弱 ,植株高 20 ～ 50 cm ,具顶生圆柱型穗状
花序 ,分蘖较普通小麦多 ,每一分蘖含小穗 5 ～ 13枚 ,小穗单生 ,紧贴穗轴 ,穗轴节间较顶端稍膨大 (图 1、2),于成
熟后逐节折断或整个穗轴自基部脱节 ,但成熟时种子与颖壳难以自然分离。
　　图 1　节节麦植株　　　　 　　　　图 2　开花的节节麦穗　　　　　　　　　图 3　节节麦染色体核型
2. 2　节节麦的核型组成
观察节节麦约 100个根尖细胞有丝分裂中期分裂相 ,从中选择 5个镜像效果良好的染色体制片 ,统计染色体
数 ,测量计算每条染色体相对长度 、长短臂长度及臂比 ,建立染色体核型图 (表 1及图 3)。结果表明 ,实验所选
节节麦染色体数为 2 n=2 x=14条 ,二倍体 ,染色体基数 x=15。在节节麦的 7对染色体中 ,具有中部着丝点的染
色体(M型 )有 5对 (No. 1, 2 , 3, 6, 7),其中第 4号染色具有一对随体;具有近中部着丝点 (SM型)的染色体有 2对
(N o. 4 , 5),核型公式为 2 n=2 x=14=10M +4 SM(2 SAT)。
表 1　节节麦的核型数据
染色体
编号
　　　　节节麦染色体组　　　　 　小麦 D组染色体**　
长臂
(%)
短臂
(%)
相对长度
(%) 臂比 类型
相对长度
(%) 臂比 类型
1D 8. 6 8. 5 17. 1 1. 0 M 12. 2 1. 6 M
2D 8. 8 7. 3 16. 1 1. 2 M 14. 7 1. 3 M
3D 8. 0 6. 9 14. 9 1. 2 M 15. 6 1. 4 M
4D 9. 6 3. 9 13. 5 2. 5 SM* 13. 1 1. 8 SM
5D 8. 5 5. 2 13. 7 1. 7 SM 15. 1 1. 9 SM
6D 8. 1 5. 1 13. 2 1. 6 M 14. 4 1. 2 M
7D 6. 6 4. 9 11. 5 1. 4 M 14. 7 1. 1 M
*不包括随体长度;**小麦 D组染色体的资料引自 G ill等 1987年的资料。
2. 3　节节麦和普通小麦中国春的核型比较
从表 1可以看出 ,节节麦和普通小麦中国春的 D
染色体组具有相同类型的染色体 ,均表现为第 4、5号
染色体为近中着丝点染色体 SM 型 ,而其他 5对染色
体都为中着丝点 M 型 ,但在每条染色体的长 、短臂及
相对长度和臂比上 ,二者却表现出一定的差异 ,节节麦
的 1 D、2D、4D染色体相对长度大于普通小麦相应的
染色体相对长度;4D、6D、7D染色体臂比值大于普通
小麦相应的染色体臂比值 。而染色体的相对长度和臂
比值常常是鉴定同源染色体的重要标准 ,因此 ,这种差
异表明本实验选取用的节节麦虽与普通小麦存在亲缘关系 ,但距离较远 。　　　(下转第 9页)
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建立和鉴别新育品种的遗传标记 ,是对新育品种研究的进一步深入 ,不但丰富了新育品种的稻种资源资料 ,
而且可以指导以后的亲本改良或杂交组合的亲本选配 [ 1, 6, 7] 。分子标记的应用 ,使育种者可以直接在 DNA分子
水平上对新育成的品种进行比较和鉴别 ,从而更加全面地了解新育品种的遗传基础 。利用分子标记所得到的电
泳图谱 ,对遗传背景较相似的材料具有很好的区分效果 ,具有高度的群体特异性和环境稳定性 ,在试验中平均每
对 SSR引物可检测到 2. 31个等位基因 ,利用 2对多态性引物就可以区分 4个近缘系材料 ,表明了利用 SSR标记
进行品种鉴别的有效性。同时 ,试验所得到浙 106与近缘系的 SSR标记电泳图谱 ,可以作为其用于品种认定和
种子纯度检验的指纹图谱 。由于本试验 SSR检测中选用的引物数量 ,直接影响最后等位基因的检出率和检出效
果 ,因此最大范围地筛选和开发适宜的引物 ,对构建近缘系的指纹图谱显得尤为重要 。
在 DNA提取实验中 ,采用简易法直接从糙米中提取模板 DNA ,大多数引物获得了较为清晰的扩增条带。因
此 ,利用 SSR分子标记技术对水稻进行品种鉴别和种子纯度检验时 , DNA的提取方法可以采用直接从糙米中提
取的简易法 ,无须种子发芽和叶片提取 DNA ,达到快速 、经济的效果。
参考文献
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5　Mu rray M G, Thom psonW F. Rapid iso lation of high m o lecular we ight p lant DNA. Nucl Acids Res, 1980, 8:4 321 - 4 325.
6　梁明山 ,曾宇 , 周翔等.遗传标记及其在作物品种鉴定中的应用 [ J] .植物学通报 , 2001, 18(3):257 ～ 265.
7　黄育民 ,王侯聪 , 马磊.利用 SSR标记辅助选择杂交组合亲本.分子植物育种 , 2004, 2(1):43 ～ 47.
(上接第 5页 )
3　讨 论
本文通过凤阳地区节节麦的染色体核型分析及与模式普通小麦中国春的 D组染色体的比较研究 ,发现该地
区的节节麦染色体组和中国春 D组染色体具有相同的染色体数目和类型 ,二者表现出较高的同源性 ,从细胞染
色体水平上证明了二倍体节节麦在六倍体普通小麦的起源过程中可能参与了远缘杂交。但在染色体的相对长度
和臂比上节节麦和普通小麦却显示出一定的差异 ,这说明了该地区的节节麦种质与约 8 000年前与四倍体二粒
小麦发生远缘杂交的节节麦在染色体核型上的差别 。
小麦族不同属种质的染色体核型及带型比较研究 ,是鉴定异源六倍体普通小麦起源和演化以及遗传多样性
的重要方法 ,刘登才等 [ 5]的研究表明 ,中国地区节节麦因不含有与异源可交配的 FHSD基因而没有参与中国特有
普通小麦中国春的起源与演化 ,真正参与六倍体普通小麦演化的是中东地区节节麦 。而这种不同地区之间节节
麦细胞水平上的变化可能是因为二者染色体的结构发生了重排 ,比如 4 D染色体可能发生了臂间倒位以及其他
染色体发生了相互易位[ 6] 。
参考文献
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6　F riebe B, M uka l Y, Gill B S. C-banding polym o rphism s in severa l acce ssions o fTriticum tausch ii [ J] . G enome, 1992, 35:192 - 199.
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