全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2009, 36 (5) : 727 - 730
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2008 - 12 - 31; 修回日期 : 2009 - 03 - 31
基金项目 : 江苏省自然科学基金项目 ( SBK20082174)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: snzhang@ njau1edu1cn)
利用青花菜幼嫩雌蕊进行染色体核型分析
张红梅 , 张蜀宁 3 , 孔艳娥 , 张丽丽
(南京农业大学园艺学院 , 作物遗传与种质创新国家重点实验室 , 南京 210095)
摘 　要 : 以青花菜幼嫩雌蕊及根尖为材料采用常规压片法进行染色体核型分析。结果表明 : 雌蕊子房
部位处于有丝分裂中期的细胞较花柱和柱头部位多 ; 与根尖相比 , 幼嫩子房中处于分裂中期的细胞较多 ,
且中期染色体在形态上与根尖无明显区别 , 随体均清晰可见。两种材料获得的核型公式均为 2n = 2x = 18 =
8m + 10 sm (2 sat) , 其中第 3、4、7、8对为中着丝粒染色体 , 第 1、2、5、6、9对为近中着丝粒染色体 ,
随体均位于第 6对染色体上。核型分类均为基本对称型的 2A型。用雌蕊为材料进行核型分析 , 为染色体
较小且具随体的十字花科作物的细胞学研究提供了新的方法。
关键词 : 青花菜 ; 雌蕊 ; 根尖 ; 染色体核型
中图分类号 : S 635　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2009) 0520727204
Broccoli Karyotype Ana lysis by Using Imma ture P istil
ZHANG Hong2mei, ZHANG Shu2ning3 , KONG Yan2e, and ZHANG L i2li
(College of Horticulture, S tate Key Laboratory of C rop Genetics and Germ plasm Enhancem ent, N anjing A gricultura l U niversity,
N an jing 210095, China)
Abstract: In this article, we studied broccoli karyotype using immature p istil and root tip via squash
method. The results indicated that there were more metaphase stage celles in ovary than in stigma and style.
Compared with the root tip , the immature ovary possessed more cells which were at metaphase stage; There
were no obvious differences in patterns of the morphology chromosome in both materials, we could see satellites
in both cells of two materials; No matter which material was used, the karyotype formula both were 2n = 2x =
18 = 8m + 10 sm (2 sat) , with 4 metacentric pairs ( 3, 4, 7, 8) and 5 acrocentric pairs (1, 2, 5, 6,
9) chromosomes, satellites all were observed at the sixth pair of chromosomes. The karyotype all belong to
2A, p resented a ultimately symmetry karyotype. In addition, the p istil was more p lentiful than root tip when
used as p reparation of chromosome material. This p rovided a new method about cytology studies for crucifer
crop s which have smaller chromosome and satellites.
Key words: broccoli; p istil; root tip; chromosome karyotype
青花莱 (B rassica oleracea L. var. ita lica Planch. ) 为十字花科芸薹属甘蓝种的一个变种。国内外
对青花菜的研究多集中在新品种选育、营养保健以及生理生化等方面 (M ithen et al. , 2003) , 在细胞
学方面的研究较少 (万双粉 等 , 2006) , 未见关于核型分析的报道。核型分析常用的材料是根尖染色
体。当材料珍贵根尖获取困难时 , 瓜类等作物可采用子叶、卷须等进行染色体计数 (陈劲枫和钱春
桃 , 2002) 和核型分析 (蔡华 等 , 2007)。国内外对十字花科作物的核型研究较多 , 但都是以根尖为
材料 , 本试验中首次采用幼嫩雌蕊对青花菜的染色体进行核型分析 , 为青花菜及十字花科作物的细胞
学研究提供方法和理论依据。
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1　材料与方法
供试青花菜材料为日本品种 ‘春绿 ’的株系 07Q228, 引自江苏省镇江农业科学研究所。
雌蕊染色体制备 : 2008年 3月中下旬于始花期晴天 9: 30—11: 30取长度 1～5 mm的幼蕾 , 用
镊子将雌蕊剖出 , 置于 01002 mol·L - 1 8 -羟基喹啉水溶液中预处理 3 h, 蒸馏水冲洗 3次 , 卡诺固定
液 (无水乙醇 ∶冰醋酸 = 3 ∶1) 固定 24 h, 蒸馏水冲洗 3次 , 01075 mol·L - 1氯化钾前滴渗 1 h, 蒸馏
水冲洗 3次 , 1 mol·L - 1 HCl 60 ℃水浴解离 6 m in, 蒸馏水后低渗 30 m in。切取柱头、花柱和子房 3
个部位 , 用改良卡宝品红染色 5 m in后压片。观察不同部位的压片各 50张 , 统计中期分裂相。
根尖染色体制备 : 种子常温浸种 12 h, 播于铺有湿滤纸的培养皿中 25 ℃恒温培养 , 发根后选
015～115 cm长的根尖 , 用 0102 mol·L - 1 8 - 羟基喹啉预处理 215 h, 卡诺固定液固定 24 h, 01075
mol·L - 1氯化钾前滴渗 30 m in, 1 mol·L - 1 HCl 60 ℃水浴解离 815 m in, 蒸馏水后低渗 10 m in, 切取
1～2 mm 根尖 , 改良卡宝品红染色至少 8 m in后压片。
核型分析 : 用 Zeiss Axioskop40显微镜对制片进行观察并拍照 , 从根尖和子房制片中各选取 5张
中期分裂相良好的照片 , 用 Ikaros染色体图像分析软件进行染色体核型配对分析 , 并参照李懋学和陈
瑞阳 (1985) 以及 Leven等 (1964) 的植物核型分析标准进行分析测量 , 求平均值 , 制成染色体参
数表 , 按 Stebbins (1971) 的分类标准进行核型分类。
2　结果与分析
211　幼嫩雌蕊中最佳部位的筛选
观察结果表明 : 子房组织处于有丝分裂中期的细胞最多 , 同一视野 ( 20 ×) 下 , 子房组织中平
均中期分裂相为 4113个 , 而柱头和花柱分别为 3612个和 3417个 , 故子房部位最适宜用于染色体研
究。
212　子房和根尖染色体制片效果的比较
1～5 mm长花蕾的幼嫩雌蕊正处于旺盛的有丝分裂期 , 雌蕊组织的细胞排列较根尖细胞紧密 , 同
一视野中可以观察到更多的中期分裂相。同一视野 (20 ×) 下 , 雌蕊材料中子房部位的平均中期分
裂相为 4113个 , 而根尖中为 3217个。由图 1和图 2可见 : 幼嫩雌蕊中获得的中期染色体形态与根尖
染色体无明显差异 , 随体清晰。青花菜抽薹开花期有大量花蕾 , 幼嫩雌蕊材料远比根尖材料丰富。
图 1　青花菜根尖染色体中期分裂相和核型
F ig. 1　M etapha se chrom osom es and karyotype of broccoli root tip
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　5期 张红梅等 : 利用青花菜幼嫩雌蕊进行染色体核型分析 　
图 2　青花菜幼嫩雌蕊中染色体中期分裂相和核型
F ig. 2　M etapha se chrom osom es and karyotype of broccoli imma ture stigma
213　利用幼嫩子房和根尖获得的染色体核型的比较
由表 1可以看出 , 青花菜子房和根尖染色体的核型参数基本一致 , 各个染色体的相对长度 , 以及
长、短臂无明显差别 , 相对长度的变化范围分别为 14110～8196和 13163～9105, 着丝粒指数变化范
围分别为 32179% ～46128%和 32113% ～42123% , 臂比值变化范围分别在 1116～ 2105和 1137～2111
之间。在臂比值方面 , 仅第 9对的差别较大 , 子房染色体为 1174, 根尖染色体为 2110, 这可能是由
于第 9对染色体太小而引起的误差。两种方法所得核型公式均为 2n = 2x = 18 = 8m + 10 sm (2 sat) ; 子
房和根尖染色体长度比 (最长 /最短 ) 接近 , 分别为 1157和 1151, 臂比 > 2的染色体比值分别为
11111%和 22122% ; 根据 Stebbin核型分类标准 , 核型分类均为基本对称型的 2A型 , 核型类型一致。
表 1　青花菜子房和根尖染色体的核型参数表
Table 1　The karyotype param eters table of chrom osom es of broccoli ovary and root tip
染色体编号
Chromosome No.
相对长度 /% Relative length
长臂 Long arm
根尖
Root tip
子房
Ovary
短臂 Short arm
根尖
Root tip
子房
Ovary
全长 Total lenth
根尖
Root tip
子房
Ovary
着丝粒指数 /%
Centromeric index
根尖
Root tip
子房
Ovary
臂比
A rm ratio
根尖
Root tip
子房
Ovary
染色体类型
Type
根尖
Root tip
子房
Ovary
1 8186 9106 4177 5104 13163 14110 35100 35176 1186 1180 sm sm
2 8103 8103 4143 4139 12146 12142 35155 35134 1181 1183 sm sm
3 7106 6144 4182 5114 11188 11158 40157 44135 1146 1125 m m
4 6172 6107 4163 5123 11135 11130 40177 46128 1145 1116 m m
5 7130 7100 3170 4101 11100 11102 33163 36144 1197 1174 sm sm
63 7130 7110 3146 3145 10176 10155 32113 32179 2111 2105 sm ( sat) sm ( sat)
7 5179 5198 4124 4130 10103 10127 42123 41182 1137 1139 m m
8 5184 5160 3199 4120 9183 9180 40159 42186 1146 1133 m m
9 6113 5170 2192 3127 9105 8196 32126 36146 2110 1174 sm sm
　　注 : 3 表示具随体的染色体 (随体长度不计 )。
Note: 3 means the chromosomes that had satelites and whose satelite lengths were not included.
3　讨论
根尖是核型分析最常用的材料 , 但对于一些植物而言则不一定适用。例如 , 大蒜和洋葱的根尖在
预处理过程中极易发生组织和细胞间的粘连 , 同时染色体也难以分散 (蔡华 等 , 2007)。一般来说 ,
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凡是进行细胞分裂的分生器官、组织甚至单个细胞都可以进行染色体观察。因此 , 可利用其他材料来
代替根尖材料进行核型分析。陈劲枫和钱春桃 (2002) 用卷须对黄瓜、菜豆和葡萄的染色体进行了
计数 , 钱春桃等 (2002) 利用卷须确定了佛手瓜的染色体数。蔡华等 (2007) 利用新生子叶对染色
体较大的牡丹进行核型分析。李懋学和张赞平 (1996) 曾利用幼小花蕾对芍药和牡丹的染色体进行
过研究。本试验利用幼嫩雌蕊对青花菜进行核型分析。对雌蕊和根尖材料的核型比较发现 , 两种材料
获得的核型公式均为 2n = 2x = 18 = 8m + 10 sm (2 sat)。与根尖相比 , 雌蕊无需材料的培养 , 缩短了试
验周期 , 简化了试验流程。这为染色体小且具随体的十字花科等作物的细胞学研究提供了一个简便的
新方法。
李懋学和张赞平 ( 1996) 指出 , 对于幼小花蕾 , 如取材适宜 , 其细胞分裂指数往往高于根尖 ,
取材时间与取材部位十分关键。肖增宽等 (1994) 报道 , 马铃薯花粉母细胞发育略早于胚囊母细胞。
本试验中发现 , 当花蕾长 1～5 mm左右 , 雄蕊处于减数分裂期 , 而雌蕊正处于有丝分裂旺盛期。对
雌蕊的柱头、花柱和子房部位进行压片 , 发现子房部位分裂相较其他两个部位多。这可能是由于此时
正在为胚囊母细胞的形成以及进入减数分裂做准备。不同材料制片流程和处理时间不同。黄瓜卷须制
片和根尖制片的差异主要体现在预处理和解离环节上 (陈劲枫和钱春桃 , 2002)。本研究中发现 , 青
花菜雌蕊和根尖在预处理、前低渗、后低渗特别是解离时间存在较大差异 , 当雌蕊解离时间达 815
m in时 , 细胞解离过度 , 而根尖在 815 m in时 , 解离效果最好。因此 , 必须根据材料特点筛选适宜的
制片流程。
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