全 文 ：书早熟禾族３种基因型草坪草的染色体核型分析
陈智勇１，胡忠红２，蒋建雄１，易自力１
（１．湖南农业大学生物科学技术学院，湖南 长沙４１０１２８；２．湖南农业大学东方科技学院，湖南 长沙４１０１２８）
摘要：通过对禾本科早熟禾族（Ｐｏｅａｅ）匍匐翦股颖（帕特ｐｕｔｔｅｒ）和多年生黑麦草（首相ｐｒｅｍｉｅｒ、焦点ｆｏｃｕｓ）３种草坪
草染色体核型进行分析，结果显示，３种基因型材料的染色体均以中部着丝点和近中部着丝点染色体为主，都具有
随体。匍匐翦股颖帕特体细胞染色体数目为３０条，核型公式是２狀＝３０＝２２ｍ（２ＳＡＴ）＋２ｓｍ，核型不对称系数
（ＡＳ．Ｋ％）５５．２％，分类标准属于“２Ｃ”型；多年生黑麦草２个品种草坪草体细胞染色体数目均为１４条，其中首相核
型公式是２狀＝１４＝１２ｍ（２ＳＡＴ）＋２ｓｔ，核型不对称系数５８．０％，核型分类标准属于“２Ｃ”型；焦点核型公式是２狀＝１４
＝６ｍ（２ＳＡＴ）＋８ｓｍ，核型不对称系数６３．０５％，属于“２Ｂ”型。
关键词：早熟禾族；匍匐翦股颖；多年生黑麦草；染色体；核型分析
中图分类号：Ｑ９４３；Ｓ５４１＋．９０３　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００４５７５９（２０１０）０６０２８１０５
　 匍匐翦股颖（犃犵狉狅狊狋犻狊狊狋狅犾狅狀犻犳犲狉犪）与多年生黑麦草（犔狅犾犻狌犿狆犲狉犲狀狀犲）同属于早熟禾族２个不同的属：翦股颖
属和黑麦草属，是从国外引进的优良冷季型草坪草种。匍匐翦股颖又名匍茎翦股颖、匍茎小糠草，外形美观，恢复
能力强，极耐低剪，但不耐践踏［１］；多年生黑麦草生长发育迅速，全年生长天数２５０ｄ左右，再生性好，分蘖力强，
耐践踏，缺点是对高温和干旱等不良环境的抗性较差［２，３］。因此，探索新的育种技术，培育优质、多抗性的草坪草
种已成为当务之急。
本研究选取了匍匐翦股颖（帕特）和多年生黑麦草（首相、焦点）３种草坪草品种进行染色体数目、核型研究，
通过核型分析，对它们的亲缘关系进行探讨，旨在为研究匍匐翦股颖和多年生黑麦草的遗传结构与系统发育积累
相关的基础资料，同时为采用各种育种方法培育出优质抗逆的新品种提供理论依据。
１　材料与方法
１．１　材料
匍匐翦股颖（帕特）和多年生黑麦草（首相、焦点）的种子，由百绿公司提供。染色体永久制片凭证标本保存于
湖南农业大学生物科学技术学院遗传学学位点实验室。
将匍匐翦股颖（帕特）和多年生黑麦草（首相、焦点）的种子放入培养皿中。常规方法加水后于２５℃温室中萌
发。帕特芽尖长至１ｃｍ左右后，取芽尖；首相、焦点根尖长至１．５ｃｍ左右，取根尖。
１．２　试验方法
试验时间为２００９年２－５月。重复次数无法具体统计，是将多种试验方法及对应试验结果进行挑选，得到最
佳分裂相。
１．２．１　材料的预处理　播种：将种子每隔１ｈ放培养皿内，开始进行温室恒温培养（８－１９点共１２个计时点）。
取材：培养一段时间后，将出芽的材料按照相应的顺序每隔１ｈ取材１次（８点３０分－１９点３０分共１２个
样）。将幼芽整体放入２ｍＬ０．２％秋水仙素和０．００２ｍｏｌ／Ｌ８羟基喹啉混合液（１∶１），在２５℃下预处理２．５ｈ［４１０］。
１．２．２　材料的固定　用蒸馏水清洗上述材料３遍，然后加入卡诺氏液对材料进行固定，放入４℃冰箱２４ｈ左右。
１．２．３　材料的解离　植物细胞有细胞壁，胞间层含有果胶，这将导致压出的片子达不到理想的效果。经解离，细
胞之间的果胶层被除去，细胞壁得到软化，使压片能够顺利进行。
将上述材料用蒸馏水冲洗３遍后，加入２ｍＬ１ｍｏｌ／ＬＨＣｌ在６０℃水浴１５ｍｉｎ。之后用蒸馏水冲洗３遍，加
第１９卷　第６期
Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．６
草　业　学　报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ 　　
２８１－２８５
２０１０年１２月
 收稿日期：２００９１２０１；改回日期：２０１００１１８
基金项目：湖南省自然科学基金项目（０５ＪＪ３００３６）和湖南省教育厅科学研究重点基金项目（０５Ａ０２２）资助。
作者简介：陈智勇（１９７１），女，湖南衡阳人，副教授，博士。Ｅｍａｉｌ：ｚｈｉｙｏｎｇｃｈｅｎ７１＠１６３．ｃｏｍ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｙｉｚｉｌｉ８８９＠１６３．ｃｏｍ
入２ｍＬ纤维素酶，放入恒温箱中２５℃，３０ｍｉｎ［１１］。
１．２．４　材料的染色　改良石碳酸品红溶液染色：取茎尖或根尖，加约１／３滴染色液，用镊子的基部将其充分压
碎，并使均匀分散，加盖玻片。置酒精灯上微热，使细胞进一步软化和增强染色。静置片刻，在盖片左下角放一硬
纸片，并用左手食指压紧，以防盖片错动。右手持竹制毛衣针并用尖头部分轻轻敲击盖片，使细胞均匀分散。然
后，换用平头一端先由盖片四周再至中央先轻后重地敲击盖片，使细胞压平。最后，在盖片上加滤纸，置平整的桌
面上，用大拇指紧压即可。
１．２．５　封片　采用中性树胶封片，晾干后镜检观察。
２　结果与分析
按照李懋学和陈瑞阳［１２］１９８５年提出的标准，选取２０个良好的中期分裂相细胞，统计细胞的染色体数目，相
对长度（染色体个体长度／染色体组长度×１００％），臂比（长臂／短臂）以及染色体类型等指标参数。
２．１　染色体数目分析
选择匍匐翦股颖帕特的芽尖分生组织分裂相中染色体分散较好的２０个细胞，多年生黑麦草首相、焦点根尖
分生组织分裂相中染色体分散较好的２０个细胞，观察并统计，结果显示，匍匐翦股颖帕特体细胞染色体数为２狀
＝３０，多年生黑麦草首相、焦点体细胞染色体数为２狀＝１４。
２．２　染色体相对长度及核型分析
对染色分散良好的５个细胞进行核型分析表明，按照Ｌｅｖｅｎ等［１３］对染色体的分类标准，计算染色体的相对
长度、臂比、染色体类型等。结果显示，匍匐翦股颖帕特的１５对染色体，具中部着丝点的为第２，３，４，５，６，７，９，
１２，１３，１４，１５对染色体，具近中部着丝点的为１，８，１０，１１对染色体，带有随体的是第２对染色体，所以匍匐翦股
颖的核型公式为２狀＝３０＝２２ｍ（２ＳＡＴ）＋２ｓｍ；多年生黑麦草首相７对染色体，具中部着丝点的为第１，３，４，５，６，７
对染色体，具近端部着丝点的为第２对染色体，带有随体的是第４对染色体，所以多年生黑麦草首相的核型公式
为２狀＝２ｘ＝１４＝１２ｍ（２ＳＡＴ）＋２ｓｔ；多年生黑麦草焦点７对染色体，具中部着丝点的为第４，６，７对染色体，具近
中部着丝点的为第１，２，３，５对染色体，带有随体的是第６对染色体，所以多年生黑麦草焦点的核型公式为２狀＝
２ｘ＝１４＝６ｍ（２ＳＡＴ）＋８ｓｍ。染色体参数、核型及核型模式图分别见表１和图１～３。
表１　３种基因型草坪草的核型比较
犜犪犫犾犲１　犆狅犿狆犪狉犻狊狅狀狅犳犽犪狉狔狅狋狔狆犲犻狀狋犺犲狋犺狉犲犲犮狌犾狋犻狏犪狉狊狅犳狋狌狉犳犵狉犪狊狊犲狊
种名
Ｓｐｅｃｉｅｓ
品种名
Ｃｕｌｔｉｖａｒｓ
核型公式
Ｋａｒｙｏｔｙｐｅｆｏｒｍｕｌａ
最长与最短染色体的
长度比Ｔｈｅｌｅｎｇｔｈｒａｔｉｏ
ｏｆｂｅｔｗｅｅｎｍｏｓｔｌｏｎｇｅｓｔ
ａｎｄｍｏｓｔｓｈｏｒｔｅｓｔ
臂比大于２的染色
体数目的百分比
Ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ
ｏｆＡＲ＞２
核型不对称
系数
Ａｓｙｍｍｅｔｒｙ
ｉｎｄｅｘ（％）
核型类型
Ｋａｒｙｏｔｙｐｅ
ｔｙｐｅ
匍匐翦股颖犃．狊狋狅犾狅狀犻犳犲狉犪 帕特Ｐｕｔｔｅｒ ２狀＝２ｘ＝３０＝２２ｍ（２ＳＡＴ）＋２ｓｍ ３．０５５ ０．０６７ ５５．２ ２Ｃ
多年生黑麦草犔．狆犲狉犲狀狀犲 首相Ｐｒｅｍｉｅｒ ２狀＝２ｘ＝１４＝１２ｍ（２ＳＡＴ）＋２ｓｔ ４．８８８ ０．１４３ ５８．０ ２Ｃ
焦点Ｆｏｃｕｓ ２狀＝２ｘ＝１４＝６ｍ（２ＳＡＴ）＋８ｓｍ ３．３５７ ０．１４３ ６１．８ ２Ｂ
　ＡＲ：Ａｒｍｒａｔｉｏ．
３　讨论
３．１　早熟禾族３种基因型草坪草核型比较
以上３种材料分属于早熟禾族２个不同的属（翦股颖属和黑麦草属），根据以上核型分析结果可知，这３种不
同基因型植物的核型有以下共同特征：三者都为二倍体，基本上是由中部着丝点染色体（ｍ）和近中部着丝点染色
体（ｓｍ）组成。根据Ｓｔｅｂｂｉｎｓ［１４］的核型分类标准，帕特和首相属于 “２Ｃ”型，是不对称程度较高的染色体组成。从
随体的数目和位置特征来看，都具有１对随体，而且都在中部着丝点染色体上。
２８２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１０） Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．６
图１　３种草坪草体细胞染色体形态
犉犻犵．１　犕狅狉狆犺狅犾狅犵狔狅犳犮犺狉狅犿狅狊狅犿犲犻狀狋犺犲狋犺狉犲犲狋狌狉犳犵狉犪狊狊犲狊’狊狅犿犪狋犻犮犮犲犾
图２　３种草坪草体细胞染色体核型图
犉犻犵．２　犓犪狉狔狅狋狔狆犲狊狅犳狋犺犲狋犺狉犲犲狋狌狉犳犵狉犪狊狊犲狊犻狀狋犺犲犻狉狊狅犿犪狋犻犮犮犲犾
同时，它们之间也存在着以下差异：上述３种材料的随体数目虽然一致，但是随体所处的位置有很大的差异，
帕特、首相、焦点的随体位置分别是第２，４，６条染色体。根据 Ａｒａｎｏ［１５］的计算方法帕特核型不对称系数（ＡＳ．
Ｋ％）为５５．２％，最长染色体与最短染色体之比是４．３２∶１，染色体的臂比值变化范围为１．０６０～２．５７０，臂比大于
２的染色体有１对，为全组染色体的６．７％；首相核型不对称系数（ＡＳ．Ｋ％）为５８．０％，最长染色体与最短染色体
之比是５．９３∶１，染色体的臂比值变化范围为３．１４０～１．０４５，臂比大于２的染色体有１对，为全组染色体的
１４．３％；焦点核型不对称系数（ＡＳ．Ｋ％）为６１．８％，最长染色体与最短染色体之比是３．３６∶１，染色体的臂比值变
化范围为１．０５０～２．１９５，臂比大于２的染色体有１对，为全组染色体的１４．３％。
３８２第１９卷第６期 草业学报２０１０年
图３　３种草坪草染色体核型模式图
犉犻犵．３　犜犺犲犽犪狉狔狅狋狔狆犲犻犱犻狅犵狉犪犿狅犳狋犺犲狋犺狉犲犲狋狌狉犳犵狉犪狊狊犲狊
３．２　早熟禾族３种基因型草坪草亲缘关系分析
核型主要包括染色体的数目和形态结构特征，它是生物遗传物质在细胞水平上的表征。与外部形态性状相
比，核型受外界环境因素影响较小，而能保持相对稳定，更重要的是根据核型分析不仅判断物种或居群间的亲缘
关系，还可以推测物种在进化过程中彼此的分化历程。
综合分析３种基因型草坪草最长染色体与最短染色体的长度比、臂比大于２的染色体数目占染色体总数的
百分比、不对称系数、核型类型等参数（表１），可以看出，作为早熟禾族的植物，虽然翦股颖属帕特与黑麦草属首
相染色体核型类型相同，都属于“２Ｃ”型，但翦股颖属与黑麦草属的其他参数包括染色体数目都还是存在很大差
异，属间的亲缘关系较远；此外，同属多年生黑麦草的首相和焦点的染色体核型组成也有差异，说明这２个品种的
染色体同源性不是很高。
染色体核型是研究属下或种下等级物种或居群的亲缘关系和演化趋向的重要方法，核型相似程度往往与核
型同源性和亲缘关系存在一致性，物种间在分类阶梯上越远，它们的核型差异越大。本试验中３种基因型草坪草
的染色体核型类型分别为２Ｂ和２Ｃ型，是不对称程度较高的染色体组成，与其他禾本科植物相比［１６］，与稻属
（犗狉狔狕犪）和甘蔗属（犛犪犮犮犺犪狉狌犿）、玉蜀黍属（犣犲犪）大多数种的进化程度接近，较小麦属（犜狉犻狋犻犮狌犿）、黑麦属（犛犲
犮犪犾犲）、山羊草属（犃犲犵犻犾狅狆狊）、大麦属（犎狅狉犱犲狌犿）、燕麦属（犃狏犲狀犪）、狗尾草属（犛犲狋犪狉犻犪）、狼尾草属（犘犲狀狀犻狊犲狋狌犿）等
属［１７］的大多数种要进化，这可为研究匍匐翦股颖和多年生黑麦草的起源、进化以及遗传育种提供参考。
大多数多年生黑麦草是一种自交不亲和的专性杂交植物，匍匐翦股颖为多年生异花授粉植物，目前，对多年
生黑麦草和匍匐翦股颖及其亲缘种之间的系统发育关系还不完全了解。本试验证实，翦股颖和黑麦草由于染色
体核型的巨大差异，所以属间杂交一直存在障碍。而黑麦草种内杂交程度较高，亲缘背景比较复杂，具有很好的
杂交育种的优势［１４１７］。
４８２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１０） Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．６
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犓犪狉狔狅狋狔狆犲犪狀犪犾狔狊犻狊狅犳狋犺狉犲犲犱犻犳犳犲狉犲狀狋犵犲狀狅狋狔狆犲狊狅犳犘狅犲犪犲
ＣＨＥＮＺｈｉｙｏｎｇ１，ＨＵＺｈｏｎｇｈｏｎｇ２，ＪＩＡＮＧＪｉａｎｘｉｏｎｇ１，ＹＩＺｉｌｉ１
（１．ＣｏｌｅｇｅｏｆＢｉｏｓｃｉｅｎｃｅａｎｄＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＨｕｎａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０１２８，
Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｅｇｅｏｆＯｒｉｅｎｔｓｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＨｕｎａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０１２８，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｋａｒｙｏｔｙｐｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｒｅｅｇｅｎｏｔｙｐｅｓｆｒｏｍｔｗｏｓｐｅｃｉｅｓｏｆ犘狅犲犪犲（犃犵狉狅狊狋犻狊狊狋狅犾狅狀犻犳犲狉犪ａｎｄ犔狅犾犻狌犿
狆犲狉犲狀狀犲）ｉｓｒｅｐｏｒｔｅｄ．Ａｌｔｈｅｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｓｗｅｒｅｍｅｄｉａｎａｎｄｓｕｂｍｅｄｉａｎｃｅｎｔｒｏｍｅｒｉｃ，ｗｉｔｈｓａｔｅｌｉｔｅｓ（ＳＡＴ）．
Ｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｓｉｎ犃．狊狋狅犾狅狀犻犳犲狉犪（Ｐｕｔｔｅｒ）ｗａｓ３０（２狀），ａｎｄｉｎ犔．狆犲狉犲狀狀犲（Ｐｒｅｍｉｅｒ，Ｆｏｃｕｓ）ｗａｓ
１４（２狀）．Ｔｈｅｋａｒｙｏｔｙｐｅｆｏｒｍｕｌａｗａｓ２狀＝３０＝２２ｍ （２ＳＡＴ）＋２ｓｍｆｏｒＰｕｔｔｅｒａｎｄｔｈｅａｓｙｍｍｅｔｒｙｉｎｄｅｘｗａｓ
５５．２％，（“２Ｃ”ｔｙｐｅ），ｆｏｒＰｒｅｍｉｅｒ，ｗａｓ２狀＝１４＝１２ｍ （２ＳＡＴ）＋２ｓｔａｎｄｔｈｅａｓｙｍｍｅｔｒｙｉｎｄｅｘ５８．０％，（“２Ｃ”
ｔｙｐｅ），ａｎｄｆｏｒＦｏｃｕｓ，ｗａｓ２狀＝６ｍ（２ＳＡＴ）＋８ｓｍ，ｔｈｅａｓｙｍｍｅｔｒｙｉｎｄｅｘ６３．０５％，（“２Ｂ”ｔｙｐｅ）．
犓犲狔狑狅狉犱狊：犘狅犲犪犲；犃犵狉狅狊狋犻狊狊狋狅犾狅狀犻犳犲狉犪；犔狅犾犻狌犿狆犲狉犲狀狀犲；Ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ；ｋａｒｙｏｔｙｐｅａｎａｌｙｓｉｓ
５８２第１９卷第６期 草业学报２０１０年