全 文 ：生物技术通银
研 究 报 告 刀爪口T E 曰田呢址 O G Y B U L L E TI W 2以为 年增 刊
中间锦鸡儿 (car nag in t~ e山a)染色体变异研究
胡钠梅 ,2 韩素英 梁国鲁 2 齐力旺
, 中国林科院林业研究所细胞生物学实验室 ,北京 1仪兀, 1; 西南大学园艺园林学院 ,重庆 刃716)
摘 要: 对中间娜鸡儿(~ 岑 in , n e山 )种子根尖染色体进行检测 , 统计分析了染色体数目和结构变异类型核型分
析结果表明中间娜鸡儿正常核型为Zn=Zx= 16= 14m +Zsm , 还发现T 核型公式为Zn=欢= 一6+ IB = lst+gm +Zsm +zm (s盯 )+ lsm (s^ T )
+ Zm (sA T )+ IB ;核型公式为Zn=Zx二26+zB= 6sm + sm + Zm (sAT )+ zB ;以及核型公式为Zn= 2x = 15= 7sm + sm 的变异类型 本研究首
次发现了中间娜鸡儿存在B 染色体和中间随体 , 此外还发现存在单体植株 随体具有个体差异 ,有中间随体和端部随体两种 ,
且无论个体间和个体内B 染色体均存在教目和结构的多态性 对其中120 拉种子根尖染色体结果统计分析 发现具有 15 条染
色体的植株 占0.83 % ;具有 16 条染色体的植株 占89 .17 % ;具有 17 条染色体的桂株占3,3% ;具有 18 条染色体的植株占2.5% , 其
中有一个体中多于的一条染色体始终呈点状;19 条染色体的植株占1,67 % , 5 条多于染色体的占0.83 % , 而多余染色体条数在
卜3 之间变动的桂株占 1.67 %
关妞词 : 中间娜鸡儿 核型 B 染色体 随体染色体
S 加 d y o n C h ro m o som e V a riati o n o f 勘ra n a g习切 盆en ed 加
H u N anlei, H an Su协叮 Li an g G uolu , Q i Liw an 了
(Col 梦 of H o雌ic诚ure 耐 乙翻成e甲e, 肠玛 hoest Un ioers i仃, 人哪 i呀 400716:2站on川力ry of Ce u B io叭盯, 加 Re:, h 加 r吹 of
凡 re:t) Ch ine se A e诫 哪 of Fo re :娜 Be iji叮 100091)
A bst ra ot : Th e ca口na岁 in ten e苗日 seeds ob助 ed fro m th e sam e 6 m jy w ere stu di ed . C hro m osom e nu比山er y赶祖don an d
strU ctu re van ati on of 而 to ti c me ta ph as e of th eir roo t ti p eels ar e di seovere d . T he B C hro m oso m e an d in terc山叮 sa te li te are rePO 心 d
6 目 y in our res ul . K 娜 otyP e anal y 15 dem onstra ted tha t bo th th e B C hl omo so m e nu m ber y之n ati on 如 m 0 u P to s , 胡 d th e B
C hr om os , stru etu re ?Poly m orp ha m exs isr betw een di玉re nr popun ati ons or 山玉re nt ee压. In adi tion , th ere w e二 po l刃0印h后m of
sa te山 te chromo som e , in elu di ng th eir num beo an d tyl, es . Ac eord ing to th e sta n so cal res 日t of 120 ro t dp ch ro m o so m es , the二 二 89 .17 %
po Pul atio ns 硒 th no B ehrom o so m es an d no 激 e脸 e ehro m osom es , an d th eir ka 丹o tyP e 15 Zn = 2x = 16= 14m + Zsm . 3.3% PoP d肠6 ons wi th
o ne B eh ro m o so me s, 2.5% popu la tio 飞 wi th tw o B ehro m osom es , 1.67% Po pula ti ons 初 th d止ee B ehro m osom es, 0 .83 % p0 P 肠ti ons 初 th
fiv e B chro mo so m e:, 1.67 % Po Pula tio ns 诚 th uns ta bl e B ehr om osom es nu m bers 肋 m 1 to 3 in th eir own bodi o . 扣过 ysed th e Po Pu ation
初山 sat e伍 te chro m osom es, an d th e ab norm 习ka甲otyP e inelude Zn= 2x = 16+ IB = lst+ gm +2:m + lm (sAT )+ lsm (sA T)+Zm (sAT )+ IB an d
Zn=Zx= 16+ IB =6sm +sm +Zm (SAT )+ IB .
K e y w o rd s : . 月卿 加比rm e曲 K a即卿 e B e hro m oso 二 sate te ehr omo so m e
锦鸡儿属(earn 叱a interm edia)属于豆科植物 ,
全世界约百余种 , 主要分布北欧 中亚 ,东到俄罗斯
西伯利亚 ,朝鲜 韩国 日本 , 南到尼泊尔 不丹 锡
金 印度北部 我国记载的有 6 种 ,主要分布于西
北 华北 的干早和半干早地区 锦鸡儿种类 繁多 ,种
间与种内的遗传变异都很丰富1一锦鸡儿属植物
的这一特性为后续育种提供了丰富的遗传资源 , 同
时也给锦鸡儿属植物的分类带来了困难 对锦鸡儿
属植物染色体的研究可以为分类 育种 , 以及揭示
其遗传进化规律提供重要证据
收稿日期 :2X为一03一24
基金项目:十一五 国家科技支撑项 目优质抗逆生态树种柠条新品种选育 (2创巧BA朋 IA 16 )
作者简介 :胡钠梅(1983 一)女 , 在读硕士研究生 , 从事植物遗传育种方面的研究;E 一二 1:即ple ri伴@ 163 .co m
通讯作者:齐jJ 旺,E耐 l:lwqi@ af .ae.en;梁国鲁,Emaj l:lian 目@ swued u cn
2 X 旧 年 增 刊 胡钠梅等 :中间锦鸡 )L(cars nag in le n edia )染色体变异研究 205
中间锦鸡儿是锦鸡儿属中分布最广 实用性最
强的一个种 ,具有防风固沙 保持水土的生态作用 ,
而且是饲料 绿肥 薪炭 蜜源 药材 木质纤维等的
重要源料 , 具有重要的应用价值 因此 , 从这一意义
上来讲 ,中间锦鸡儿是极具开发价值但尚未被充分
利用的生态经济树种l6] 有关中间锦鸡儿染色体数
目 倍性和核型的研究虽有报道 ,但结果存在较大
分歧 , 其中 , 关于中间锦鸡儿的染色体数 目存在的
争议较多17明 本研究通过去壁低渗法 ,对中间锦鸡
儿种子根尖染色体进行详细观察 ,确定了中间锦鸡
儿染色体数目 , 分析染色体数 目与结构变异类型 ,
并保存了存在结构和数目变异的株系
1 材料与方法
1.1 试 验材料
本试验以当年采收的中间锦鸡儿种子为试材
(20 7 年采收于内蒙古柠条种质资源圃)
1.2 实验方法
当年采 收的 中间锦鸡 儿种 子 , 温水 (25~30 )
浸泡 4一6h , 并在 25 黑暗培养 , 待根尖长至 1.5-
Zc m , 取生长旺盛的根尖于 0.299.L一, 的 8一经基喳琳
溶液室温下预处理 3h 用改良去壁低渗火焰干燥
法和压片法制片 每一个个体的根尖细胞, 在普通
光学显微镜 (ol ym pus C x 31 )下对视野中选染色体分
散 良好 形态完整的摄像 (相机为 oly m pus c5 060 ),
并 观察 其结构 数 目变异 图像处理用 Ph ot os h叩
CS 软件
核型分析依 据李愚学 等 10 的植物核 型分析标
准 进行 , 染 色体类型按 照 晚va n 等1 l的分类 系统 ,
核 型类型参照 Ste bbi ns 的分类标准l2]
2 结果分析
本试验观察了中间锦鸡儿 298 粒种子根尖染
色体 , 没有发现多倍体 对其中 120 粒种子根尖染
色体结果做 了统计分析 发现 中间锦鸡儿正常染色
体数 目为 16 条 , 具有正常染 色体数 目植株 占
89.17 % , 具有 巧 条染色体 的植株 占 0.83 % , 具 有
17 条染色体的植株占 3.3% ,具有 18 条染色体的植
株占 4.17 % , 而含有杂合染色体数的植株 (染色体
条数在 17~21 条之间变 动)占 2.5% 另外 , 还观察
到了具有随体染色体的植株 , 且不同个体植株随体
染色体类型和数 目不同 进一步核型分析表明中间
锦鸡儿核型变异主要有以下几种 :表 1 正常 为即
没有随体也没有 B 染色体的一个类型 (图 1) ,核型
公式 为 Zn二2x 二16 = 14 m + Zs m ;表 l 变异 一 为既具
有中间随体 端部随体和 B 染色体的一个类型 (图
2 ) , 核 型公 式 为 Zn =Zx二16 + IB = lst+gm +Zsm + lm
(SA T)+ lsm (SAT )+Zm (SAT)+ IB ;表 l 变异二 为具
有端部随体和 B 染色体的一个类型 (图 3 ) ,核型公
式为 Zn二Zx= 16+ IB =6sm +sm +Zm (SA T)+ IB ;另外还
发现一单体植株 (图 4 , 表 1 变异三 ) , 核型公式为
Zn=Zx= 15二7sm +sm 核型参数见表 l ,核型见图 l
1 2 3
吕. : 冬名
5 6
扭吕t 忍
圈 , :正常 核型
妞C住吕1诌UL,t.co. ..21t..产..14.
圈 2 :变 异一
仁玲仲:妞砂取狡.魏f ,
圈 3 :变异 二
206 性物技术通稚 B to te ehnoto 舒 丑ule 血 2 O( 刃 年 增 刊
表 , 中间锦鸡儿的核型参数
染色体序号 染色体相对长(% ) 臂比值(长臂/短臂) 染色体类型
m油正常
m
m
mst
580肠 34237
变 异一 3 .94
smm1 46
2 .0 1
m
6 *
2 .46
m (SA T )
sm (SA T )
了 nU01n1. U.且
中 8 * m (SA T )
smm
03981-,乙
变异 二
4 .12 + 2 ,6 1二6 .7 3
4 .29 + 2 .3 8二6 .6 7
3 .9 2 + 2 .6 9 = 6 .6 1
3 .6 6 十2 .74 二6 .40
3 .5 0 + 2 .5 8二6 .0 8
2.9 + 2 9 3二5 .9 2
3 .2 4 + 2 .6 5二5 .8 9
2 9 4 + 2 .79 二5 .7 3
7 .18 + 1 .8 2二9 .的
4 .0 3 + 2 .7 5二6 .7 9
4 .4 2 + 2 .20 二6 .6 2
3 .2 0 + 2 .9 8 二6 .1 8
3 .3 1 + 2 .80 二6 .1 1
3 .伪 + 3 .0 2 二6 .0 8
2 .7 1 + 2 .4 7 二5 .1 8
4 .7 9 + 1 .9 5 二6 .7 4
3 .0 1 + 2 .9 2 二5 .9 3
3 .04 + 2 .19 二5 .2 3
5 .10 + 1 .8 1二6 .9 1
3 .8 5 + 2 .9 7 二6 .8 2
4 .5 5 + 2 .14 二6 .6 9
3 .3 6 + 2 .9 5 二6 .3 1
3 .13 + 2 .1刃 二6 .12
4 .2 9 + 1 .7 2 二6 .0 1
3 .16 + 2 .6 2二5 .7 8
2 一 9 5 + 2 .3 9 二5 .3 4
6 .3 0 + 2 .2 7 二8 .5 7
4 .9 8 + 2 .4 9 二7 .4 7
4 .5 6 + 2 .5 4 二7 .10
3 麟 + 3 .18 二6 .8 2
4 .2 2十2 4 4 二6 .6
3 .6 1 + 2 6 9二6 .3 0
3 .10 + 2 .6 9二5 .7 9
3 .17 + 2 .4 1二5 5 7
1 .30
2 .1 3
8 *
变异 三
1.14 m
1 .0 5 m
2 .4 9 sm
1 .2 l m
1.23 m (S A T)
2 .7 8 sm
2 .加 sm
1 .7 9 sm
1 .14 m
1 .7 2 sm
1 .3 4 m
1 .15 m
1 .3 l m
. 随体长度不计算在内
二..峨且fU饭h
圈 4 :变异 三
3 讨论
3.1 中间钵鸡儿染色体变异
从表 l 表 2 表 3 表 4 的核型分析 看出 中间
锦鸡儿种内核型存在丰富的变异 , 包括随体染色体
的类型和数 目差异 , B 染色体的数 目变异 本实验
通过对中间锦鸡儿根尖染色体观察 ,确定大部分中
间锦鸡儿植株具有 16 条染色体(图 1) ,核型公式
2 X 旧 年 增 刊 胡钠梅等:中间锦鸡儿(~ ag in ~ edia )染色体变异研究 2 0 7
为 Zn二Zx二16 = 14 m +Zs m ,核型类 型为 IA 型 牛西午
认为中间锦鸡儿的核型为 Zn二Zx二16二6m +ssm +ZM ,
核型类型为 ZA 型 孔红的研究得出中间锦鸡儿核
型为 Zn二2x 二16 二10m +6s m l91 本研究结果在染色体
数目上与牛西午 孔红的研究结果一致 ,核型上存
在差异可能是由于材料的地区差异所致 而段永红
等人的研究结果中中间锦鸡儿核型公式为 Zn 二18
二 16 m (4 SAT ) + ZM I,, , 与本试验的结果差别较
大 试验通过大量的观察发现第六号染色体很容易
断裂 , 推测段永红等的观察结果 2n 二18 很可能是这
两条染色体发生断裂所致 此外 , 还在变异个体中
发现了杂合性明显的同源染色体对 (如表 2 中第 1
号和第 6 号染色体 ) , 同时还在少数个体中期细胞
中发现正常染色体外的其中一条染色体稳定的呈
现连续点状 (图 5一f) 箭头所示 )
3. 2 随体染色体多态性分析
结果发现中间锦鸡儿中某些个体存在随体染
色体 , 段永红等人对中间锦鸡儿的核型研究中已有
随体的报道 随体有中间随体和居间随体两种 ,在
第三张图片中发现了一对端部随体染色体 , 在第二
张图片中除能观察到一对端部随体染色体外 ,还能
明显观察到一对具有居间随体的染色体 试验中发
现了居间随体 ,这可能是由端部随体倒位形成 在
中间锦鸡儿核型研究中 , 随体存在广泛的变异 ,种
间如此 , 种内也存在 , 这可能是染色体浓缩的因素
影响观察所致 , 但也很可能是本来存在的一种变
异 在 有丝分裂和减数分裂 中 , 同源染色体上 的
N O R 易于粘连在一起而不分离 , 其结果便会出现
一个 同源染色体上的 N O R 增大 , 另一个则丢失 这
在大蒜 和辣椒 的细胞 中均见 过 这也是产 生 NO R
多态的机制之一 ,也很有可能是 B 染色体形成机制
之一 31 但在本试验中还未发现单条随体染色体的
存在 ,说明该研究的中间锦鸡儿中不存在一条染色
体上随体增大而另一条上的丢失这样的情况
3. 3 B 染色体多态性分析
本试验首次在中间锦鸡儿中发现了 B 染色体
B 染色体数 目对于不同个体以及同一个体的不同
细胞都有不同 ,试验结果显示中间锦鸡儿中 B 染色
体条数变化范 围为 0一5 条 (图 5 ) ,这一现象在银额
果蝇 毛冠鹿的 B 染色体的研究中也见有报道 lj
B 染色体,即超数染色体 ,可能由具随体的染色体在
次缀痕处发生断裂而成 , 在世代间的传递是不规则
的和非孟德尔式的 , 常在减数分裂 时不分离 ,具有
一定的积累和消减机制 5一l9j B 染色体在减数分裂
时可以以单价体存在 ,也可以 B 染色体之间联会呈
二价体存在 , 同时 B 染色体也能与 A 染色体联会
形成二价体 三价体等阴一刹普遍的观点认为 B 染
色体在有丝分裂后期经常表现为不分离从而导致
在同一个体内的不同器官间 不同细胞间 B 染色体
数 目的变化 那么还有一种可能就是母 本本来就是
具有 B 染色体的植株 , B 染色体在减数分裂异常这
一特性 , 导致了后代 B 染色体的异常和丰富的变
异 B 染色体的存在一定程度上反应了植物的进化
信息 ,也表明该植物遗传变异活跃 目前关于 B 染
色体起源主要有两种假说 , 一种是起源于 A 染色
体 口一圳, 一种假说认为是起源 于细胞融合圈
D on al d A . 晚vi n 等认为 B 染色体出现频率与染色
体组的大小正相关圈 如果是起源于 A 染色体那么
B 染色体数目的增减必然导致相应 A 染色体变异
细胞融合假设认为 B 染色体是在配子形成过程中
供体细胞质部分融合到受体细胞内并被随机切割
所形成 的 , 因为融合 的随机 性 ,这就 很容易的解释
了 B 染色体的多态性127] 那么但到底是什么造成 B
染色体的多态性 , 以及 B 染色在植物体 中起着怎样
的作用还是一个未知之谜
圈 5一a l 条 B 染色体 圈 5一b s 条 B 染色体
圈 5一c Z 条 B 染色体 图 5一d 4 条 B 染 色体
208 吐物技术通报召勿te chnoloi 盯 B 川介雌n 2 (X 为 年增 刊
圈 5一e 3 条 B 染色体 圈5一f 多于染色体点状
3 .4 非整倍体
实验过程中还检测出了单体植株 , 因为对中间
锦鸡儿染色体的研究证据还不够多 ,结合已有的研
究结果和本实验 的核 型分析结 果看中间锦鸡儿染
色体多数属于中部和近中部着丝点染色体 .除了一
对容易断裂的染色体能明显分辨出来之外 ,没有其
他的明显的形态结构鉴别特征 本实验核型分析结
果显示该单体为 l 号染色体中的一条缺失 ,但还有
待进一步的鉴定分析
今考文献
W an g Z , H .G , H W .Han JG .W u YQ .价ner Re ,:r Crn r Ev司,
2 (X拓 ,5 3 :16 8 9 169 7 .
段永红.渠云芳.llj西农业大学学报, 20() 5,254):313 一314.
U u M H , Li ZC ,C hon H S , 晓 划 .份 neti ar iation of Carag an a
卿Iou, , i 矛例m in , ). G uih山a,2阅5 ,25 (l):53一55 .
赵一之.生态学报 , 2X) 5 ,25(12):34 11一3414
宋俊双 , 王赞. 高洪文.草地学报, 2以拓.14 (4) :384 一386.
时永杰 , 常根柱.中兽医医药杂志.20 3.14 8一14 9.
7 周其兴, 杨永平, 张明理.植物研究 , 2仪犯,22(4) :明2 灼8.
8 牛西午 , 段永红 , 蒙秋健.植物遗传资源学报 , 么力3 ,4( 1) :
8 3 ~ 8 5 .
9 孔红.西北植物学报, 20 7,27 (3) :肠12 一肠巧.
10 李惫学.陈瑞阳.武汉植物学研究, 1985 ,3(4) :297 一302 .
11 A L , FK ,H e 以ltas SA , 1叭抖 ,52 :20 1 一220 .
12 巧G .C肠 ~ evdu6on in 坛沙er P坛 .. 肠目阂:Aca de 面e
P 溉 s, 19 7 1 , 8 7 一12 3 .
13 李愁学 ,张赞平. 作物染色体及其研究技术 ,北京:中国农
业出版社出版 , 1996 , 14 一16.
一4 凌发瑶 ,北川修.动物学研究 , 1的l,12(1):93 一93.
巧 祁仲夏. 细胞生物学杂志 , 2(X) 2 ,24 :19 一202.
16 W ayne an d R . C七幻eties , 19 2 , 13 1:211 一2 3 .
17 G劝nzal ez 一San cb ez M , d 日.H e找刁ity , 2(X) 3 ,卯(2 ):12 ~ 9.
18 Bo u即urd SM ,Pl owman AB ,C肠m 一 Res , 1996 ,4(2):151 ~ 8.
19 R u, ho M L ,et 目.C七n面翻, 19 7 , 147(4):19 15 2 1.
20 CH EN Q ,JAH IE R J,CAUDERO N Y .Here 山以 , 1的3, 119:53 -
5 8 .
2 1 H E N R IQ U E SseGI L , et al .C h八班以如旧., , 1983, 88 :145 ~ 148 .
22 F肥即 nezi JN ,e电al .Cy协罗net C滋n口比R. , 2以抖,l肠 (2礴):
18 4 8 .
23 B i, hl er JA , C h心ha n DJ ,往讨n D M .G 即面, , l空臾.126 (3):
7 2 3 ~ 3 3 .
24 D har M K ,d al .C h一 . , 2加2 , 111(5): 332 一40 .
25 M ~ hner s , d al .C七n~ , 2(X) 7, 50(7):6 38 一4 .
26 JPM C ,TF s, LW B.晰 1叹袖i司 T一 石咖 面 tbe R叮al
S 祀i脚 Of 肠 ndon , 2(X X) ,355:16 3 一17 8.
27 昊沿友.罗肠, 许介眉.大 自然探索.1996 ,1s (4) :62 一肠.
28 肠讨 n D A ,e一al .E vol uti. , 2加7 ,59 (5):% 2 一9的 .