全 文 ：基金项目:蚌埠市科技项目(蚌科 [ 2005] 18号)。
作者简介:张晓红(1965-),女 ,湖南祁东人 ,助理实验师 ,主要从事生物实验研究。
　　收稿日期:2009-02-27
南苜蓿和紫花苜蓿染色体的核型分析
张晓红　何庆元　邹长明　王小虎
(安徽科技学院 ,安徽凤阳　 233100)
摘　要:用压片法对野生南苜蓿与紫花苜蓿品种(四季旺)的核型进行了比较分析。结果表明:南苜蓿的核型公式为
2n=16=12m+2sm+2T,各染色体间形态差异明显 ,核型类型为最对称的 1A型;四季旺的核型公式为 2n=32=28m
(4SAT)+2st+1T, 核型类型为比较对称的 2 A型;温度对苜蓿发芽率也有影响。
关键词:南苜蓿;紫花苜蓿;四季旺;染色体;核型分析比较
中图分类号　S542+.4　　　文献标识码　A　　　文章编号　1007-7731(2009)07-51-02
　　南苜蓿是一年生或多年生豆科草本植物 ,在饲用 、肥
用 、菜用 、保土绿化等方面部具有良好的利用价值 [ 1] 。紫
花苜蓿(四季旺)有 “牧草之王 ”的称号 ,是一种多年生草
本植物 [ 2] ,产草量高 、草质好 、营养丰富 ,再生性好 ,冬季生
长旺盛 ,广泛适应于各种类型的土壤 ,是一种比较优质的
牧草。
苜蓿已有几千年的栽培历史 ,世界上畜牧业发达的国
家都非常重视苜蓿生产 ,美国苜蓿已成为仅次于小麦 、玉
米和水稻的第 4大栽培作物。在中国 ,苜蓿有 2000多年
的种植历史 ,近年来 ,随着农业结构调整和西部大开发退
耕还林还草工程的实施 ,牧草产业包括苜蓿产业得到了很
快的发展。笔者对南苜蓿和紫花苜蓿品种(四季旺)进行
了核型分析 ,在细胞学基础上观察染色体形态 ,判断它们
的进化趋势和亲缘关系 ,为苜蓿育种和栽培提供理论依
据 。
1　材料与方法
1.1 　培养条件与取材　南苜蓿置于 17℃,四季旺置于
25℃光照培养箱中萌发 ,待根尖长到 0.5-2.0cm时 ,于上
午 8:00-10:00取材 。
1.2　预处理　根尖材料染色体观察预处理试验包括 3
个因素:1)两种预处理试剂为 0.002 mol/L8-羟基喹啉
和 0.1%的秋水仙素;2)两个温度条件为室温(25℃)和
4℃;3)3个处理时间为 2h, 3h和 4 h。共 12个试验处理
(表 1),每个处理设 3个重复。
表 1　不同药物 、温度和时间组合的预处理条件
项目 0.002mol/L8-羟基喹啉 0.1%的秋水仙素
2h 3h 4h 2h 3h 4h
温度(℃) 室温 4 室温 4 室温 4 室温 4 室温 4 室温 4
处理编号 QA2 QB2 QA3 QB3 QA4 QB4 SA2 SB2 SA3 SB3 SA4 SB4
1.3　固定　水冲洗根尖后用新配制的卡诺氏固定液于
4℃冰箱或室温中固定 。
1.4 　解离 　取已固定的根尖数条 ,经蒸馏水冲洗后 ,用
1mol/LHCl在 60℃恒温水浴锅中解离。
1.5　染色与制片 　解离后的根尖经蒸馏水冲洗后 ,取出
根尖用吸水滤纸吸取多余的水分 。用刀片切取根尖分生
组织 ,滴几滴改良苯酚品红染色液 ,染色 5 -20 min即盖
上盖玻片 ,用手指按住盖玻片的一角 ,再用铅笔的橡皮一
头垂直轻敲盖玻片 [ 4] ,以利于材料分散。
1.6染色体计数 、镜检与摄影　观察 30个以上细胞 ,其中
85%以上的细胞具有恒定一致的染色体数 ,可认为是该植
物的染色体数目 [ 3] 。对各条染色体处于同一片面 、分散均
匀 、数目完整 、随体和着丝点不断裂的细胞 ,进行显微摄
影 [ 4] 。
1.7　染色体核型分析　取出 5个具有代表性的细胞 ,分
别测量每条染色体的长臂长度 、断臂长度 ,取其平均值 。
按照长臂 /短臂求出臂值。根据 Stebbins核型分类的原则
将测得的参数经数理统计 ,按染色体长度由大到小顺序排
列编号 ,两条染色体长度相等的 ,即按照短臂长的排在前 ,
短者在后 ,确定核型类别 ,而后进行核型分析比较 [ 5-6] 。
图 1　南苜蓿根尖分生组织分裂中期染色体
图 2　四季旺根尖分生组织分裂中期染色体
2　结果与分析
51安徽农学通报 , AnhuiAgri.Sci.Bul.2009, 15(7)
DOI :10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2009.07.052
2.1　染色体观察结果　对根尖组织 10张制片中 30个细
胞的染色体数目进行统计 。结果表明 ,南苜蓿根尖细胞染
色体数目为 16条的有 27个 ,占 90%, 15条的有 2个 ,占
6.66%, 14条的 1个占 3.33%(表 2)。因此 ,可以验证南
苜蓿的染色体数目为 2n=16,没有随体。紫花苜蓿的染
色体数目为 2n=32。同时 ,在其中的第 1号和 6号染色体
的短臂的末端可见到 2对小而呈圆球状的随体 ,第 16号
染色体呈明显棒状 ,认为是端着丝粒染色体(图 1、图 2)。
表 2　南苜蓿与四季旺的染色体数目
南苜蓿染色
体数目(2n)
个数
(个)
所占比例
(%)
四季旺染色
体数目(2n)
个数
(个)
所占
比例(%)
16 27 90 32 27 90
15 2 6.67 31 1 3.33
14 1 3.33 30 1 3.33
28 1 3.33
2.2　染色体核型分析　南苜蓿和四季旺的染色体参数和
核型组成详见表 3、表 4,核型图见图 3和图 4。南苜蓿染
色体最长与最短染色体之比为 1.41, 相邻染色体间长度
变化不明显 ,大多数染色体为近中着丝点染色体 , 其中第
6号染色体为近端着丝点染色体 ,第 8号染色体为端部着
丝点染色体 。染色体组型公式为 2n=16 =12m+2sm+
2T。核型类别为 1A。
四季旺细胞染色体较小 ,核型公式为 2n=32 =28m
(4SAT)+2st+2T,全套染色体长度相差不大 ,最长与最
短染色体长度比仅为 2.08,大部分染色体都是中着丝粒
染色体(m)或近中着丝粒染色体(sm), 其中第 3号染色
体为近端着丝点染色体。在第 1、第 6对染色体短臂上有
一对随体。核型类型为 1C, 表明它是较对称的核型。
表 3　四季旺和南苜蓿的染色体参数
编号 四季旺 南苜蓿RL CI AR PC RL CI AR PC
1 9.67 43.55 1.31 m· 16.93 36.75 1.37 m
2 7.73 43.35 1.42 m 13.62 41.71 1.28 m
3 7.18 48.3 1.1 sm 13.21 41.72 1.23 m
4 7.18 49.6 1.35 m 13.18 38.3 1.43 m
5 6.89 40.15 1.81 m 12.13 30.65 1.94 m
6 6.65 42.65 1.57 m· 12.07 46.95 1.11 sm
7 6.37 46.85 1.31 m 12.01 40.45 1.38 m
8 6.28 47.2 1.21 m 3.88 t
9 6.28 46.3 1.27 m
10 6.25 47.05 1.21 m
11 6.25 46.45 1.26 m
12 6.22 44.9 1.22 m
13 5.63 45.85 1.35 m
14 5.02 44.3 1.59 m
15 4.65 47.05 1.29 m
16 2.47 t
　　注:RL:相对长度;CI:着丝点指数;AR:臂比;PC:着丝点位置;
具有随体的染色体;随体长度臂不计入臂长。
3　讨论与结论
3.1　不同温度下南苜蓿与四季旺发芽率的比较　在试验
过程中发现南苜蓿与四季旺发芽率在不同的温度下有较
大的差别。南苜蓿在 17℃时有最高的发芽率 ,四季旺在
25℃发芽率最高。
表 4　南苜蓿与四季旺的核型组成
材料 核型 最长:最短
不对称系
数 (%)
核型
类型
南苜蓿 2n=16=12m+2sm+2t 1.41 55.42 1A
四季旺 2n=32=28m(4SAT)+2sm+2t 2.08 56.17 1C
图 3　南苜蓿的核型
图 4　四季旺的核型
3.2　南苜蓿与四季旺染色体的比较　染色体是遗传的物
质基础 ,是细胞生命的控制者。而植物染色体的数目 、形
态等是最稳定的细胞学特征之一 。苜蓿属植物的染色体
有 2n=14和 16的二倍体 ,也有 2n=32的四倍体以及 2n
=48的六倍体 [ 3] 。从本试验得到的染色体图像(图 1、图
2)及配对后的结果观察。南苜蓿为二倍体 ,染色体没有随
体 ,不对称系数为 55.42%,核型类型为 1A,为最对称的核
型 ,南苜蓿在系统演化上处于比较古老的物种。四季旺在
1号染色体和 6号染色体上都有随体 ,而只有 16号染色体
是棒状染色体 ,所以初步推断四季旺是异源四倍体 ,可能
是由其它两种品种杂交而成 。如要进一步证实上述推断 ,
还需观察花粉母细胞减数分裂的染色体特征和进行染色
体显带试验 ,方可得出最后结论 。
参考文献
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(责编:张琪琪)
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197 (责编:陈真)
52 安徽农学通报 , AnhuiAgri.Sci.Bul.2009, 15(7)