全 文 ：云南大学学报 (自然科学版), 2004 , 26 (4):360 ～ 363 CN 53-1045/N　ISSN 0258-7971
Journal of Yunnan University
墨西哥香荚兰染色体及其变异的研究初报
陈小兰1 , 邓攀博1 , 杨明挚1 , 周恒苍2 , 陈善娜1
(1.云南大学 生物技术系 ,云南 昆明　650091;2.云南省香荚兰公司 ,云南 昆明　650091)
摘要:对栽培品种墨西哥香荚兰(Vanilla planifolia Andr.)进行了常规染色体分析 , 并对其杂交品种 、无性
繁殖植株(组培苗 、扦插苗)和野生品种滇南香荚兰(V .siamensis Rolfe ex Dow nie)的染色体变异进行了观察比
较.结果表明 ,香荚兰染色体的大小在 0.2～ 2μm 之间 ,为小染色体 , 2N=28 , 经长期继代培养的组培苗染色体
出现变异的频率明显超过扦插苗和野生品种 ,微核 、染色体桥和染色体断片的频率明显增高.
关键词:墨西哥香荚兰;滇南香荚兰;染色体变异;微核;染色体桥;染色体断片
中图分类号:Q 942.5　　文献标识码:A　　文章编号:0258-7971(2004)04-0360-04
　　香荚兰(Vanilla plani folia Andr.)是兰科香
草兰属植物 ,荚含有香兰素以及碳烃化合物 、醇类 、
羧基化合物 、酯类 、酚类 、酸类 、酚醚类和杂环化合
物等 150 ～ 170种成分 ,具有特殊的香型 ,有“食品
香料之王”的美称[ 1 ,2] .我国最初于 1960年由印尼
归侨引种回厦门种植 , 1963 年云南省西双版纳热
带作物研究所引种种植 ,目前我国主要栽种在云南
省的西双版纳和海南岛等地 ,主栽品种为墨西哥香
荚兰[ 3] .国内对香荚兰生理特性方面研究得较
多[ 4] ,其遗传背景方面的研究较少 ,可能是由于香
荚兰的染色体属于小染色体 ,难以进行常规的核型
分析.大规模种植中通常都采用组培快繁技术提供
生产苗及补充和更新[ 5 ,6] .但组培快繁过程以及不
利环境条件对遗传变异的影响尚无人涉及.作者拟
对这一问题做初步探索.
1　材料和方法
1.1　材料　所选材料来源和采样时间见表 1.
1.2　方法
1.2.1　常规染色体分析　取根尖用 0.05%秋水
仙碱水溶液在室温下处理 4 ～ 6 h ,卡诺氏固定液固
定过夜 , 75%酒精保存.制片时取出用 1 mol/L 盐
酸室温解离6 ～ 10 min ,蒸馏水漂洗后 ,用卡宝品红
染色压片.在光学显微镜油镜下观察细胞有丝分裂
过程中染色体及核形态 ,并用 Olmypus CH30光学
显微镜进行照相.
1.2.2　有丝分裂染色体畸变观察和分析　根尖取
下来后 ,为避免药剂的诱发作用 ,不经过秋水仙碱
预处理 ,直接用 1mol/ L 盐酸室温解离 6 ～ 10 min ,
蒸馏水漂洗 ,卡宝品红染色压片.在油镜下观察 、记
录微核 、染色体桥及染色体断片出现的频率 ,并用
Olmypus CH30光学显微镜进行照相.
1.2.3　减数分裂染色体畸变观察和分析　取苞片
尚未展开的幼嫩花序 ,投入卡诺氏固定液固定带回
实验室 ,在解剖镜下撕开苞片 ,取花序顶端发育较
晚的小花的花药 ,用解剖针横切开让其中的细胞散
发到载波片上的蒸馏水中 ,用卡宝品红染色后轻轻
盖上盖玻片 ,然后在 Olmypus CH30光学显微镜观
察减数分裂后期染色体 ,并进行统计分析.
2　结果与分析
2.1　墨西哥香荚兰有丝分裂中期染色体的数目及
有丝分裂各期染色体的形态　墨西哥香荚兰的染
色体同兰科其它植物类似 ,属于小染色体 ,呈点状 ,
因此无法对染色体进行常规核型分析 ,只能计数和
记录染色体的形态.对 25株香荚兰植株的 123 个
收稿日期:2003-12-17
　基金项目:云南省科技“九五”攻关项目(95A2-8);“ 211工程”二期建设费及植物学博士点经费资助.
　作者简介:陈小兰(1975-　),女 ,四川人 ,博士生,主要从事植物生物工程方面的研究.
陈善娜(1947-　),女 ,安徽人 ,教授 ,博士生导师 ,主要从事植物生理与分子生物学方面的研究.
根尖细胞有丝分裂中期的染色体进行了观察和计
数 ,认为香荚兰的染色体大小在 0.2 ～ 2 μm .染色
体数目为 2N=28.其有丝分裂中期染色体的形态
和数目见图 1(B).
2.2　有丝分裂后期微核 、染色体桥和染色体滞后
出现频率　对有丝分裂后期染色体观察发现 ,野生
品种和杂交品种的根尖细胞在有丝分裂过程中未
发现有微核 、染色体桥和染色体滞后出现 ,而栽培
品种墨西哥香荚兰的扦插苗和组培苗均出现一定
频率的微核 、染色体桥和滞后染色体(见表 2 、图
2).
2.3　减数分裂中微核 、染色体桥和滞后染色体出
现频率　对栽培品种墨西哥香荚兰的组培苗 、扦插
苗以及杂交品种的小孢子母细胞减数分裂进行观
察(野生品种未采集到合适的花序而没能观察),发
现组培苗在减数分裂后期出现了较高频率的含微
核 、滞后染色体的细胞(见表 2 、图 2).
表 1　材料来源及采集地
Tab.1 The o rigin of the plant material
材料　　　　　　　　　　　　 来源　　　　　　 采样时间
墨西哥香荚兰扦插苗 西双版纳曼菁傣种植园 2002-02
墨西哥香荚兰继代 15次的组培苗 云南香荚兰公司 2002-02
墨西哥香荚兰杂交品种 西双版纳曼菁傣种植园 2002-02
滇南香荚兰(V .siamensis Rolfe ex Downie) 河口 2002-02
图 1　墨西哥香荚兰根尖细胞有丝分裂各期染色体形态(A , B ,C ,D分别示前期 、中期 、后期和末期)
Fig.1 Chromosome mo rphology of roo t tip cells in mitosis of Vanilla planifolia(A , B , C , D show the prophase,
metaphase , anaphase and telophase of mitosis respectively)
表 2　有丝分裂和减数分裂中出现的染色体畸变频率
Tab.2 The frequency of chromosome abnormity in mitosis and miosis
材料 检测细胞总数 含微核细胞数 含染色体桥细胞数 含滞后染色体细胞数 染色体畸变总频率/%有丝 减数 有丝 减数 有丝 减数 有丝 减数 有丝 减数
墨西哥香荚兰扦插苗 61 43 1 2 3 4 0 1 6.56 16.28
墨西哥香荚兰组培苗 89 212 5 21 9 15 8 9 24.72 21.23
墨西哥香荚兰杂交品种＊ 25 21 0 0 0 0 0 0 0 0
滇南香荚兰＊＊ 25 — 0 — 0 — 0 — 0 —
　　＊由于材料较少 ,所以检测细胞总数相对较少;
＊＊由于未采到合适花序 ,未能对其减数分裂进行观察统计.
361第 4 期　　　　　　　　　　　　陈小兰等:墨西哥香荚兰染色体及其变异的研究初报
E , F:微核;G , H:染色体桥;I , J:染色体滞后
图 2　墨西哥香荚兰染色体变异
Fig.2 The chromosome abnormaty of Vanilla planifolia Andr.
3　结束语
Veilleux将体细胞无性系变异分为 5类:染色
体畸变 、可转位因子激活 、DNA 甲基化状态改变 、
点突变和外遗传变异 , 其中染色体畸变比较常
见[ 7] .体细胞无性系变异的起源有多方面 ,组织培
养中外植体的来源 、基因型 、培养使用的生长调节
剂以及离体培养的时间都可能导致染色体畸变的
出现 ,而培养时间是引起体细胞无性系变异的最主
要的原因.产生的变异有极少数是有利的 ,可用于
育种 ,大多数是不利变异 ,对生产带来负面影响.
香荚兰的规模化种植中 ,采用长期继代(继代
次数在 15 ～ 25)的组培苗作为生产和种植的材料 ,
带来了一些潜在的问题 ,如有些植株生长不好 ,有
些植株不开花结实等.与野生品种以及杂交品种相
比 ,经长期继代的组培苗及其扦插苗在细胞分裂过
程中表现出较大的染色体畸变频率.这可能与所用
的苗来自长期继代培养有关 ,较长时间的离体培
养 ,加上培养过程中使用的激素 ,对培养物形成了
一个强的诱变环境 ,可能导致细胞中出现了大量的
染色体畸变.生长点细胞有丝分裂的异常会影响到
后期的器官分化和形态建成.而大小孢子母细胞的
减数分裂一旦出现异常 ,就会影响性细胞的正常产
生 ,从而导致育性降低甚至败育.另一方面 ,由于外
界极端环境如冰雹 、低温等的作用 ,幼嫩的生长点
是首先受到伤害的部位 ,生长点细胞受冻后也会在
有丝分裂过程中表现出来.尤其是在花芽分化的关
键时期 ,花芽分生组织受到伤害就会影响花器官的
正常形成.我们于 2002年 2 月取材于西双版纳的
材料正是在花芽分化的关键时候(2001-11 ～ 2002
-01)遭受过低温和冰雹侵害的.
要尽可能地避免这些不良影响 ,生产上除了要
注意对低温的防护外 ,还应定期从源植株上采集新
外植体更换长期培养物.除细胞水平可见的染色体
畸变外 ,低温和长期离体培养还会引起诸如基因突
变 、外遗传变异等其它引起各种表型的体细胞无性
系变异 ,这将在以后工作中从分子水平如同工酶 、
分子标记等进一步加以研究.
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A primary study on chromosome and its variation
of Vanilla planifolia Andr.
CHEN Xiao-lan1 , DENG Pan-bo1 , YANG Ming-zhi1 ,
ZHOU Heng-cang2 , CHEN Shan-na1
(1.Biotechnology Department of Yunnan University , Kunming 650091 , China;
2.Ynnnan Vanilla Company , Kunming 650031 , China)
Abstract:Chromosome of Vanil la plani folia Andr.were studied in this paper.Chromosome abnormi ty of
asexual reproduction (including tissue culture and cut tage)plants of Vani lla plani foliar were observed and
compared w ith its hybrid breed and w ild breed Vani ll siamensis Rolfe ex Downie.The results show ed that
V.planifolia have 28 small chromosomes w hose size ranges f rom 0.2 to 2 micron.The frequency of chromo-
some abnormity of tissue culture plants w as higher than that of cut tage and w ild plants.It s f requency of mi-
cronuclei , chromosome bridge and chromosome lag apparently increased.
Key words:Vani lla plani fol ia Andr.;Vani ll siamensis Rolfe ex Downiew ere.;chromosome abnormity
micronuclei;chromosome bridge;chromosome lag
＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊
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The selection of antifungal bacteria against root rot of Panax notoginseng
and the isolation of active metabolism substance
LIU Li-zhi1 , WANG Qi-fang 1 , ZHANG Ke-qin1 , LI Shi-dong2
(1.Laboratory of Conservation and U tiliza tion of Bio-resources , Yunnan University , Kunming 650091 , China;
2.Bio logical Control Institute , Chinese Academy o f Agricultural Science , Beijing 100081 , China)
Abstract:Cylindrocaipon dest ructans is the primary pathogen of Panax notoginseng root rot.In order to
find an ideal biolog ical control method for this fungus , antifungal bacteria were screened from soil in w hich P .
notoginseng is cultivated , and three strains Y-4-70 , X-5-15 and X-5-32 w ere detected w ith obvious
bacteriostasis.Then different exacts of fermentation liquid of X-5-15 are tested fo r their antifungal activity
and it is found that the exact wi th petroleum has the most highest ant ifungal activity against this fungus.
Key words:Panax notoginseng;root ro t;ant ifungal bacteria
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