全 文 ：收稿日期:2004 - 11 - 16
作者简介:刁英 ,女(1978 -)硕士生 ,从事植物分子细胞遗传学与植物
转基因研究。
基金项目:国家科技攻关项目(2002BA546C)、湖北省科技攻关重大项目
(2002AA205A)、武汉市科技攻关重点项目(20022005132)。
*通讯作者. E -m ail:hu zhongli@w hu. edu. cn;loy jzx@w hu. edu. cn
蕹菜的 DAPI显带核型
刁　英 1, 2 ,陈　思 1 ,黄雨蝶1 ,周明全 1* ,胡中立1*
( 1武汉大学生命科学学院发育生物学教育部重点实验室 武汉 430072;
2渝西学院生命科学系 , 重庆永川 402168)
摘要:利用一种新的 DAPI显带技术分析了蕹菜染色体的 DAPI带型及其异染色质的分布 ,建立了类似于 G带的蕹菜 DA-
P I带模式图 , 为蕹菜的细胞遗传学研究 、育种和资源的开发利用提供帮助。
关键词:蕹菜;DAPI带;显带核型
中图分类号:Q943 文献标识码:A 文章编号:1006 -8376(2005)01 -0032 - 03
　　蕹菜(Ipomoea aquan tica Fo rsk (I. reptans Poir))
亦名空心菜 、通心菜 、藤藤菜 、竹叶菜 ,属旋花科牵牛
属蕹菜种 ,为蔓性草本植物 ,在热带为多年生 ,在亚
热带变为一年生 。蕹菜原产我国南方 ,已有约 1700
年的栽培利用历史[ 1] 。蕹菜在长期的栽培和选种过
程中 ,分化为旱蕹菜和水蕹菜两种生态型。它们之
间虽然在生物学特性上有较大的差异 ,但在植株形
态上基本相同 ,如根为须根 ,着生于茎蔓的各个节位
上 ,长 20 ～ 40cm ,数量多 ,分布于浅土层或水中。我
国福建 、广东 、广西 、江西 、四川 、湖南 、云南 、贵州等
省自治区栽培普遍 ,江浙地区亦有零星栽培。蕹菜
以嫩叶和嫩茎供食用 ,嫩叶和嫩茎可熟炒 、生拌 ,清
香淡雅 ,甘味可口 ,是人们喜食的一种大宗蔬菜 ,被
誉为 “南方奇蔬” [ 2, 3] 。
蕹菜味甘平 ,无毒 ,主解野葛毒 ,可温中通阳 ,理
气宽胸 ,散瘀止痛 ,对冠心病 、心绞痛 、神经官能症 、
胃肠炎 、慢性气管炎等症有疗效。据测定 ,蕹菜每
100g鲜重含蛋白质 2. 3g、钙 94mg、磷 36mg、铁 1. 4mg
及维生素 C 43mg等[ 3] 。目前对于蕹菜的研究主要
集中于栽培生产上 。利容千 [ 4] 、赵有为 [ 5] 和孔庆
东 [ 6]等在细胞学层面上先后对蕹菜的常规核型进行
了研究 ,结论不一致:利容千认为蕹菜染色体为 2n
=2x=30,而赵有为和孔庆东认为 2n=2x=20。本
研究利用一种新的 DAPI带对蕹菜染色体进行研
究 ,试图揭示出其染色体的结构 ,并建立 DAPI带模
式图 ,为蕹菜的品种选育提供一定的依据 。
1　材料方法
1. 1　材料
大叶空心菜 、大圆叶空心菜 、五洲牌空心菜 、韩
国甜脆和泰国火箭等 5个品种的空心菜种子 ,购于
武汉市大东门种子市场。
1. 2　方法
染色体制片参照 Song等[ 7]的方法 。浸种 1 d
后 ,将种子放在铺有潮湿滤纸的培养皿中 , 28℃黑暗
培养 ,待幼根长出 1 ～ 2cm后 ,取其根尖 ,立即放入固
定液中 (甲醇:冰醋酸体积比 3:1)固定过夜。将固
定好的根尖取出 ,用蒸馏水反复洗涤几次 ,然后放入
质量分数 2%的纤维素酶和果胶酶的混合酶液中 ,
28℃酶解 4 h。洗尽酶液后 ,取 2个根尖到干净的载
玻片上 ,加一滴固定液后用镊子捣碎 ,再滴加几滴固
定液将材料铺展开 ,并迅速从酒精灯的火焰上通过 ,
空气干燥。片子在 - 20℃储存备用。
图像采集及合成处理参照 Liu等 [ 8] 。每张制片
加 40μL 10μg /mL DAPI ( 4, 6 - d iam idino -
2pheny lindo le)染片 ,在 O lympus BX60荧光显微镜下
观察 ,利用 Sensy s CCD 1400E系统和 MetaM orph软
件合成相片 。利用 Z马达进行聚焦 ,从上到下每个
分裂相一共拍 20张图片 ,每张图片的聚焦平面距离
为 0. 1μm。图片合成及去模糊由 MetaM orph软件处
理 。我们利用软件推荐设定的模式参数:滤镜尺寸
为 7 ,缩放比例为 0. 93 ,结果比例尺为 3。
2　结果
5个品种的蕹菜染色体均为 2n=2x=30 ,具有 2
对随体染色体 ,染色体形态差异不大。我们对大圆
叶空心菜的染色体图像进行处理后 ,染色体出现了
氨基酸和生物资源　2005, 27(1):32～ 34
Am ino Acids＆B iot ic R esources
DOI牶牨牥牣牨牬牨牳牳牤j牣ajsh牣牪牥牥牭牣牥牨牣牥牥牴
类似于 G带的带纹 ,一共 36条。其中 1号染色体上
出现 4条较细致的带纹 ,其余染色体上出现大块的
DAPI深染区 ,较少出现细致的带纹。 3、4和 5号染
色体的着丝粒处 DAPI深染 ,而其余染色体着丝粒为
浅染。 13号染色体全部深染 。第 5和 13号染色体
为随体染色体 ,其中 5号染色体的随体位于长臂 ,而
13号染色体随体在短臂。图版 1展示了蕹菜的中
期染色体 DAPI带纹图 (图. 1a)及其反相图 (图.
1b), DAPI带核型 (图. 1 c)及 DAPI带模式图 (图.
1 d)。
图 1　DAPI显带的蕹菜体细胞中期染色体
a. DAPI染色的染色体;b. a的灰度反相图;c. DAPI显带核型;d. DAPI显带模式图
3　讨论
我们对 5个品种的蕹菜染色体计数没有发现多
倍体 ,染色体都为 2n=2x =30,此结果与利容千的
结果一致 ,与赵有为和孔庆东 (2n=2x=20)的结论
不同 ,这种不同可能是因为所选取的材料品种不同
造成的 。在本研究中我们还发现大叶空心菜 5号染
色体所带随体在长臂末端 ,这与前人的研究有所不
同 ,他们发现的随体均在短臂末端 ,这说明蕹菜随体
在染色体上的位置有一定的可变性。
在染色体上富含 A - T的区域通常是重复顺序
含量高的区域为异染色质区域 ,而 G - C丰富的区
域则是常染色质区 ,许多编码的基因都位于 G - C
丰富的区域 。 DAPI是一种双链 DNA特异的染料 ,
与 DNA作用至少有两种不同的机制 [ 9] 。在 A - T
碱基对富有区域 , DAPI与双链的小沟结合 ,其结合
量大 ,发出较强的荧光;在 G - C富有区 , DAPI则插
入双链的 DNA之间而产生较弱的荧光或不发荧光。
同时由于 DAPI的结合也可能影响染色体上蛋白质
结构从而产生染色体带。因此 DAPI带纹在一定程
度上反映了染色体 DNA的分子序列和蛋白组成。
现在 ,荧光显带技术在松科植物中已经运用到研究
属间 、种间及种以下水平的关系以及科内的进化水
平[ 10]的研究上。
到目前为止 ,有的种类的植物染色体在经过一
系列可能破坏染色体结构的化学处理后能够显示出
G带 ,但是许多植物的 G带带型由于受到技术的限
制还没能很好的建立起来。 Liu等发展的这项新的
DAPI荧光显带技术在染色体未经任何化学处理的
情况下 ,直接用 DAPI进行染色 ,利用荧光显微镜与
软件的结合 ,在植物染色体上展示出了类似于 G带
33 刁　英等:蕹菜的 DAPI显带核型
的丰富带纹 ,且带纹稳定 ,无论大基因组植物还是小
基因组的植物都能够很好的显示出带纹。这种方法
由于染色体未经化学处理 ,因此显示的带纹应该较
忠实地反映了染色体的结构和异染色质的分布 。本
文利用这种新的方法对蕹菜的染色体进行了分析 ,
发现异染色质在染色体的着丝粒及其两侧有集中分
布 ,这与着丝粒的结构和组成吻合 ,与其他植物中的
情况相同;同时在蕹菜染色体的短臂上也有较集中
的异染色质分布 。
核型和带型是物种特有的再现性很高的细胞遗
传学信息 ,因此本研究以大叶空心菜为基础建立蕹
菜标准的核型和 DAPI带型对蕹菜的细胞遗传学研
究的比较分析很有意义 ,同时为蕹菜的育种和资源
的开发利用提供帮助 。
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DAPI Banded Karyotype of Ipomoea aquantica
Forsk (I. reptans Poir)
D IAO Y ing
1, 2 , CHENG S i1 , HUANG Yu - die1 ,
ZHOU M ing - quan
1 , HU Zhong - li1
(1. Key Laboratory ofMOE for P lantDevelopm enta lB iology , College of L ife Science.
Wuhan University , Wuhan 430072;2. B iology Department,West
Chongqing University , Yongchuan 402168, Ch ina)
Abstract:The DAPI banded pa tte rn of Ipomoea aquan tica Fo rsk (I. reptans Po ir) and the distribu tion of het-
erochroma tin w ere investiga ted by a new DAPI banding technique. And a G - like DAPI banded idiog ram was e s-
tablished to improve the cy togenetic research, breeding and explo iting the resources of Ipomoea aquantica.
Key words:Ipomoea aquantica Fo rsk (I. reptans Po ir);DAPI band;banded karyo type
34 氨基酸和生物资源