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The Chromosomes Observation of Several Rare Germplasm in Litchi and Longan

荔枝和龙眼部分珍稀种质的染色体观察



全 文 :园 艺 学 报 2010,37(12):1991–1994
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期:2010–04–01;修回日期:2010–10–08
基金项目:国家自然科学基金项目(30270922,30771498);国家自然科学基金国际(地区)合作交流项目(30510103125);国家科技
支撑计划子课题(5300-A07050);中国博士后科学基金项目(20070410837,20080440763);广东省国际合作项目(2009B050300004);广
东省科技计划项目(2009B020200010);华南农业大学国际合作交流基金项目(2007K055);现代农业产业技术体系建设专项
* 并列为第一作者
** 通信作者 Author for correspondence(E-mail:cmliu@scau.edu.cn)
荔枝和龙眼部分珍稀种质的染色体观察
张永福,卢博彬*,王 英,潘丽佳,胡又厘,周 佳,赵海燕,刘成明**
(华南农业大学园艺学院,广州 510642)
摘 要:以荔枝和龙眼部分种质幼叶为材料,采用等体积饱和对二氯苯和 2 mmol · L-1 8–羟基喹啉
混合水溶液预处理,卡诺固定液固定,酸解与酶解相结合,改良卡宝品红染色,观察了体细胞染色体数。
结果表明,‘裂叶’龙眼为单倍体(2n = x = 15),且生长表现良好;用以创建荔枝遗传图谱的作图群体母
本‘马贵荔’和父本‘焦核三月红’及用以构建龙眼遗传图谱的两个作图群体母本‘凤梨朵’和‘石硖’,
父本‘大乌圆’和‘中秋一号’均为二倍体(2n = 2x = 30),通过远缘杂交得到的 2 株荔枝和龙眼的属间
杂种 A 和 B 也为二倍体,且生长良好;一些性状独特的荔枝,如‘紫娘喜’、‘无核荔’、‘MS-07’、‘SGA’、
‘YA1’、‘YN4’,以及龙眼 ‘双季’也均为二倍体。
关键词:荔枝;龙眼;幼叶;染色体;单倍体
中图分类号:S 667.1;S 667.2 文献标识码:A 文章编号:0513-353X(2010)12-1991-04

The Chromosomes Observation of Several Rare Germplasm in Litchi and
Longan
ZHANG Yong-fu,LU Bo-bin*,WANG Ying,PAN Li-jia,HU You-li,ZHOU Jia,ZHAO Hai-yan,
and LIU Cheng-ming**
(College of Horticulture,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China)
Abstract:Young leaves of several rare germlasm resources in litchi and longan were used to observe
chromosome numbers and identify their ploidy after pretreated with the mixture of 1︰1 aqueous solution
of saturated paradichlorobenzene and 2 mmol · L-1 8-hydroxyquinoline,fixed by Carnoy’s fixative,
hydrolyzed with HCl and enzymes,and stained in improved Carbol-fuchsin. The results showed that
‘Lieye’longan was a haploid(2n = x = 15)and grew normally. The parents used to create three mapping
groups,including litchi parent ‘Maguili’ and paternal ‘Jiaohesanyuehong’,and longan parent‘Fengliduo’,
‘Shixia’and paternal‘Dawuyuan’,‘Zhongqiu 1’were all diploids(2n = 2x = 30). The intergeneric
hybrids(A and B)between Litchi and Dimocarpus were also diploids and could grow normally. Moreover,
several germplasm resources with distinct trait including litchi‘Ziniangxi’,‘Wuheli’,‘MS-07’,‘SGA’,
‘YA1’and‘YN4’as well as a longan‘Shuangji’were all diploids.
Key words:litchi;longan;young leaf;chromosome;haploid

1992 园 艺 学 报 37 卷
荔枝属有两个种,其中只有荔枝(Litchi chinensis Sonn.)有栽培价值;龙眼属约有20个种,只
有龙眼(Dimocarpus longana Lour.)为栽培种(刘玉壶 等,1985;李建国,2008)。它们在长期的
自然演化和栽培过程中,各自形成了众多品种品系,甚至还存在疑似属间杂种。
有关荔枝和龙眼细胞学的研究并不多见,1940 年 Chaudhuri 报道荔枝体细胞染色体数为 2n = 28,
之后 Darlington 和 Wylie(1955)报道为 2n = 30。Parthasarathy 等(2001)在“Biotechnology of
Horticultural Crops(Volume 1)”一书中提到龙眼染色体为 2n = 2x = 20,其依据不得而知。国内的
研究报道都认为荔枝和龙眼体细胞染色体均为 2n = 30(陈瑞阳 等,1985;吕柳新 等,1987,1994;
林国阳和柯冠武,1989),可惜涉及的品种甚少。20 世纪 90 年代后期以来,为构建荔枝和龙眼的
分子遗传图谱,华南农业大学选用了一些特殊的品种品系,先后创建了荔枝作图群体和龙眼作图群
体,并通过人工杂交获得了‘紫娘喜’ב石硖’的属间杂种苗(赵玉辉 等,2008),加上收集的
珍稀种质如‘裂叶’龙眼和‘双季’龙眼等。其中‘裂叶’龙眼果实小,且无核,但引种栽培多年
都不开花;‘双季’龙眼一年多次开花结果,花果并存现象比较普遍。因此,要弄清楚这些作图群
体的亲本品种是否为二倍体及其体细胞染色体数,用以确定所构建图谱的应用价值,并且能够解释
部分材料的不孕性,为染色体工程育种提供参考依据。
荔枝、龙眼均采用嫁接繁殖,其种子为顽拗型,不耐贮藏,且杂合性极高,研究品种的染色体
特性不宜采用根尖作为材料,因此,首先摸索了荔枝和龙眼幼叶染色体观察的相关技术,然后对以
下种质资源进行了体细胞染色体数的观察。
1 材料与方法
供试材料:第 1 类为荔枝,包括‘YA1’(矮化种质)、‘无核荔’、‘马贵荔’(特晚熟种质)、‘SGA’
(抗寒种质)、‘紫娘喜’(大果型品种)、‘YN4’(特早熟种质)、‘焦核三月红’(三月红的焦核突变
体)和‘MS-07’(马贵荔 × 焦核三月红的 F1 单株,叶片特别大)等;第 2 类为龙眼,包括‘凤梨
朵’、‘中秋一号’、‘石硖’、‘双季’龙眼、‘大乌圆’和‘裂叶’龙眼等;第 3 类包括‘紫娘喜’×
‘石硖’的属间真杂种苗 A 和 B(图版,A ~ C)。材料均采自华南农业大学荔枝、龙眼种质圃。
叶芽萌发后,小叶还未完全伸展时,用镊子夹取装入样品瓶中带回实验室。取样时间为 2009
年 5 月,早上 8:00—10:00 或下午 4:00—5:00 幼叶处于细胞分裂的高峰时期;取样后把材料置
于等体积的饱和对二氯苯和 2 mmol · L-1 8–羟基喹啉混合水溶液中 10 ~ 20 ℃预处理 3 ~ 4 h,之后
用 70%酒精漂洗 2 次并用蒸馏水冲洗数次后,用卡诺固定液 25 ℃左右固定 12 ~ 24 h;1 mol · L-1 HCl
60 ℃解离 1 h,再用 0.25%果胶酶和 0.25%纤维素酶混合溶液 37 ℃ 酶解 1 h;改良卡宝品红染色;
常规制片,每个供试材料至少取 50 个不同的幼叶分别制成 50 个片。镜检用 Olympus 生物显微镜(放
大倍数:10 × 100)对处于分裂中期且分散良好、清晰可数的染色体拍照,每份试材拍照总数不少
于 50 张。
2 结果与分析
选用 16 个珍稀荔枝和龙眼种质进行染色体数观察,发现‘裂叶’龙眼为单倍体(2n = x = 15,
图版,L);荔枝种质‘马贵荔’、‘紫娘喜’、‘无核荔’、‘MS-07’、‘焦核三月红’、‘YA1’、‘SGA’、
‘YN4’和龙眼种质‘凤梨朵’、‘石硖’、‘大乌圆’、‘中秋一号’、‘双季’,及属间杂种(A 和 B)
均为二倍体(2n = 2x = 30,图版,D ~ K,M ~ S)。另外,荔枝的染色体普遍比龙眼大,可能是这
两个属在细胞学水平上的差异,其利用价值有待探讨。
12 期 张永福等:荔枝和龙眼部分珍稀种质的染色体观察 1993

图版说明:A.杂种 A;B.杂种 B;C.由左到右为紫娘喜、杂种 A、杂种 B 和石硖;D ~ K. 荔枝体细胞染色体。D.马贵荔;E.紫娘
喜;F.MS-07;G.无核荔;H.焦核三月红;I.SGA;J.YA1;K.YN4;L ~ S. 龙眼体细胞染色体。L.裂叶(2n = x = 15);M.凤梨
朵;N.石硖;O.双季;P.大乌圆;Q.中秋一号;R.杂种 A;S.杂种 B。除‘裂叶’外,染色体数均为 2n = 2x = 30。
Explantation of plates:A.Hybrid A;B. Hybrid B;C. From left to right:Ziniangxi,Hybrid A,Hybrid B,Shixia;D ~ K. Somatic cells chromosome
in litchi. D. Maguili;E. Ziniangxi;F. MS-07;G. Wuheli;H. Jiaohesanyuehong;I. SGA;J. YA1;K. YN4;L ~ Q. Somatic cells chromosome in
longan. L. Lieye(2n = x = 15);M. Fengliduo;N. Shixia;O. Shuangji;P. Dawuyuan;Q. Zhongqiu 1;R. Hybrid A;S. Hybrid B. 2n = 2x = 30
except for‘Lieye’longan.
1994 园 艺 学 报 37 卷
3 讨论
荔枝和龙眼由于地理分布的局限性及组织器官的易褐变性,导致染色体观察研究较为滞后。本
研究中采用幼叶为材料观察荔枝龙眼及其属间杂种的染色体获得成功,这对木本果树具有重要的应
用价值。早在 1954 年,Setterfield 等(1954)就发现,褐变根尖的有丝分裂细胞数量明显减少,笔
者在对幼叶的研究中发现亦如此。用 1︰1 的饱和对二氯苯和 2 mmol · L-1 8–羟基喹啉混合水溶液
10 ~ 20 ℃预处理 3 ~ 4 h,可以得到较多的分散良好,缢痕清晰,适合于计数及核型分析的染色体。
对荔枝和龙眼幼叶而言,需结合酸解和酶解这两种解离方法才能使细胞分散成一层。
从试验结果来看,用以构建荔枝作图群体的亲本品种‘马贵荔’和‘焦核三月红’均为二倍体,
证明所构建的图谱具有较好的应用价值;其它珍稀种质‘无核荔’、‘紫娘喜’、‘MS-07’、‘SGA’、
‘YA1’、‘YN4’均为二倍体 2n = 2x = 30(图版,D ~ K)。另外,本研究发现‘裂叶’龙眼为
自然单倍体 2n = x = 15(图版,L),这是龙眼天然单倍体的首次报道,可用于诱导纯合二倍体或纯
合四倍体,进而杂交培育三倍体龙眼,这对龙眼的无核化育种有重要意义。本试验结果同时解释了
‘裂叶’龙眼的不育性问题。龙眼种质‘凤梨朵’、‘石硖’、‘双季’、‘大乌圆’、‘中秋一
号’的体细胞染色体也是二倍体 2n = 2x = 30(图版,M ~ R),说明本课题组以它们作亲本创建的
两个龙眼作图群体及分子遗传图谱也具有较大的应用价值。此外,荔枝与龙眼的属间杂种(A 和 B)
的染色体也为二倍体 2n = 2x = 30(图版,R,S),从细胞学上说明这两株杂种苗不存在超倍体或
亚倍体的情况,但其育性有待观察。

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