全 文 ：© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
园 艺 学 报 , 一
扭 祛川
‘ 红江橙 ’ 天然多倍体的 荧光原位杂交
分析
汪卫 星 , 向素琼 , 陈 瑶 , 郭启高 , 李晓林 , 梁国鲁
’
西南大学园艺园林学院 , 重庆
摘 要 以实生筛选获得的红江橙三倍体和四倍体植株及其二倍体对照为试验材料 , 利用荧光原位杂
交 , 技术分析了不同倍性红江橙体细胞染色体上 的分布。
结果表明 , 红江橙二倍体体细胞中期染色体中存在 个 杂交位点 , 分别位于第 对染色体的核仁
组成区和第 号染色体的整个随体上 三倍体体细胞中期染色体中存在 个杂交位点 , 其中有 个与二倍
体基本相同 , 另外 个位于第 号染色体的核仁组成区 四倍体体细胞中期染色体中存在 个杂交位点 ,
分布的位置及区域和信号的强弱均与二倍体基本相同。 供试材料体细胞间期核与中期染色体中的杂交信号
数及强弱程度基本相似。 通过分析 , 提出红江橙三倍体的形成与 雌配子的形成有关 , 伴随有外源基因组
的重组 四倍体可能产生于珠心系细胞的直接加倍 , 并且伴随有染色体的断裂和易位。
关键词 柑橘 多倍体 荧光原位杂交 信号
中图分类号 文献标识码 文章编号 一 刁 狈
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柑橘属品种 ‘ 红江橙 ’ 二 ‘ 自 ’ 果形美观 , 果肉细嫩化渣 , 香
气浓郁 , 耐贮藏 , 抗逆性强 , 丰产性好 , 但其种子特别多是限制其发展的重要原因 。 目前关于红江橙
多倍体的报道并不多见 , 主要是实生筛选产生的变异类型 , 而对于其多倍体的起源并没有深人探究 。
收稿 日期 一 一 修回 日期 一 一
基金项目 国家自然科学基金项 目 《 〕
通讯作者 一 卿
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园 艺 学 报 卷
向素琼 研究了红江橙二倍体与四倍体的染色体核型及带型 , 提出其四倍体可能是由雌雄配
子双向加倍形成的。 作者以红江橙实生筛选获得的三倍体与四倍体变异类型为材料 , 利用荧光原位杂
交技术研究其多倍体的发生途径。
材料与方法
材料为 ‘ 红江橙 ’ 二倍体以及实生筛选获得的三倍体和四倍体类型 。 利用去壁低渗一火焰干燥
法 陈瑞阳 等 , 制备体细胞染色体标本 , 镜检 , 一 ℃储存备用 。 由南开大学生命科学学院
陈瑞阳教授提供的带有 序列的质粒为材料 , 利用北京鼎国的质粒快速提取试剂盒提取质粒
, 琼脂糖凝胶电泳检测 质量 , 一 ℃ 储存备用 。 原位杂交及杂交信号的检测参照
和 、 和 及 等 的方法 , 稍作改动。
结果与分析
红江橙二倍体 、 三倍体和四倍体体细胞染色体 一 结果如图 所示 。 图 中黄绿色的
图 红江橙不同倍性体细胞染色体 · 结果
一 动叹 ‘ ’
、
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期 汪卫星等 ‘ 红江橙 ’ 天然多倍体的 荧光原位杂交分析
区域即为 的杂交信号 , 其中红江橙二倍体体细胞染色体中 , 出现了 个杂交位点 , 分别位
于第 对同源染色体的核仁组成区和第 对染色体其中一条的随体上 , 并且分布于整个随体区域 , 成
为较明显的特征 图 , 。
红江橙三倍体体细胞染色体中出现了 个杂交位点 , 分别位于第 对同源染色体的其中两条染色
体的核仁组成区 、 第 对同源染色体中一条的短臂端部以及第 对同源染色体中随体染色体的整个随
体区域 图 , 。
红江橙四倍体体细胞染色体中出现了 个杂交位点 , 分别位于第 号染色体 条同源染色体的核
仁组成区和第 号染色体其中两条随体染色体的整个随体区域 图 , 。 在不同倍性的体细胞间期
核中所呈现的杂交结果与中期染色体基本相同。
二倍体体细胞染色体具有一对位置与分布区域基本相同的同源信号 , 位于一对同源染色体接近着
丝点区域附近 , 由此可见其核仁组成区的分布位置 , 另外还有一个较强且分布于整个随体区域的信
号 , 位于第 号染色体上 , 也是红 江橙惟一 的随体 图 , , 这与前人 的研究结果 向素琼 ,
有些不同。 红江橙三倍体体细胞染色体上所呈现出来的杂交信号与二倍体既有相似之处 , 也
有一定差异 。 除了与二倍体基本相同的 个杂交信号之外 , 在第 号染色体上发现了一个较强且分布
区域较大 , 位于短臂端部的杂交信号 , 由此推断三倍体的基因组形成中有外源基因组掺人 图 ,
。 红江橙四倍体体细胞染色体的杂交信号的位置与分布区域与二倍体基本相似 , 因此推测四倍体
基因组的形成最有可能就是二倍体的直接加倍 , 即与珠心胚的形成有关 图 , 。
在分析红江橙四倍体体细胞 核型的过程中发现 , 在第 号染色体中有两条染色体在形态上
与二倍体有明显的差异 , 一条较短 , 一条较长
, 根据 核型研究结果 , 推断在染色体加倍过程中
可能发生了染色体的断裂和易位 图 , 。
讨论
柑橘自然多倍体较少 , 但其自然多倍体类型很早就引起了育种学家们的注意 。 助 首次报道
山金柑 是 自然发生的四倍体 , 随后众多学者开始了自然筛选和人工杂交选育多
倍体的工作 向素琼 , 。 迄今为止 , 金柑属 “
、
积属
、
柑橘属 、
的实生苗中都发现过多倍体 , 特别是柑橘属 , 从甜橙 、
、
柠檬 和宽皮柑橘
流 以 等多个种的珠心苗中发现过四倍体 李道高 , 。 综合目前的资料 , 柑橘有三倍
体 、 四倍体
、 五倍体
、 六倍体
、
七倍体
、
八倍体
、 十倍体和非整倍体等多种倍性 , 但无一多倍体种 ,
这表明多倍体还未成为柑橘进化的主要趋势 梁国鲁 , 。 多倍体可能主要来源于 种不同的途
径 体细胞染色体加倍
、
未减数配子的融合和多精受精现象。
本试验中发现 , 红江橙二倍体体细胞染色体中存在一条具随体的染色体 , 这与前人的研究结果
向素琼 , 相同 , 而且 一 结果显示了这条随体染色体上分布的信号对于研究红江
橙与其它柑橘属植物间的亲缘关系以及起源进化具有重要的意义 。
过去对柑橘多倍体的来源研究认为 , 柑橘三倍体一般只有在有性实生苗中发生 , 而四倍体则常在
无性苗 珠心苗 中发生 关于柑橘三倍体的形成 , 早期的研究认 为
, 二倍体之间杂交产生的二倍
体可能起源于 雄配子 , 但通过后来的研究认为 , 雌配子的形成和参与导致了 自然三倍体的产
生 。 本试验的 一 结果表明 , 在三倍体的形成过程中 , 有 条染色体与二倍体体细胞染
色体来源基本相同 , 因此推测这 条染色体由二倍体母株的未减数雌配子提供。 另外的 条染色体
在形态上与母株有差异 , 而且其中第 号染色体的短臂端部具有一个较强 且分布区域较大的
杂交信号位点 , 因此认为这 条染色体可能来源于另一个基因组 。 根据本试验的研究结果认为
红江橙四倍体的形成有两种可能 , 一是由体细胞直接加倍即由珠心胚形成 , 二是由 雌
、 雄配子杂
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园 艺 学 报 卷
交产生 。 但由
一
结果发现 , 在随体染色体即第 号染色体上存在的杂交信号与二倍体完
全相同 , 因此认为四倍体来源于珠心系细胞的直接加倍 , 而且在加倍的过程中 , 存在染色体断裂或易
位现象 , 这种柑橘属植物的染色体变异现象在随体的形成以及进化演化方面有重要的作用 梁国鲁
和陈全友 , 。
自 世纪 年代以来 , 柑橘的倍性育种工作先后在美国和 日本等国较系统地开展起来 , 其中以
培育三倍体无核柑橘最具实际意义且一直为研究热点 伊华林和邓秀新 , , 并以此为目标 , 从
多种途径获得了许多品种的同源四倍体和三倍体。 但由于三倍体生长势弱 , 而四倍体多用作育种材
料 , 因此柑橘多倍体在生产上应用还很少 。 自然产生的三倍体栽培类型 只有塔希提来檬
, 由四倍体与二倍体杂交获得的三倍体柑橘只有 和 , 育成的 ‘
’ 和 ‘ ’ 两个葡萄袖品种 。 本试验所用材料为从红江橙种子中实生筛选的天然多倍体 ,
而且三倍体具有一定的基因组杂合性 , 四倍体的基因组中也有一定程度的染色体变异现象 , 这些都是
柑橘育种工作中有价值的育种材料。
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陈瑞阳 , 宋文芹 , 李秀兰 植物有丝分裂染色体制片的新方法 植物学报
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, 配 , 一
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八 , 一
一 罗 即 ,、
李道高 柑橘学 北京 农业出版社
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梁国鲁 柑桔类的细胞分类学研究 武汉植物学研究
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一 , 卜 二
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梁国鲁
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陈全友 柑桔属随体染色体系统演化研究 西南农业大学学报
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向素琼 利用染色体倍性技术培育长寿沙田抽与红江橙多倍体新种质的研究 硕士论文 重庆 西南农业大学
一 , 一 , 一
伊华林
,
邓秀新 培养三倍体柑桔植株的研究 果树科学
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