全 文 ：园 艺 学 报 2008，35(7)：1081—1084
Acta Honiculturae Sinica
蓝猪耳 45S rDNA荧光原位杂交作图及其核型分析
陆 续，罗锐敏，高 峰
(华南师范大学生命科学学院，广东省植物发育生物工程重点实验室，广州 510631)
摘 要：以番茄45S rDNA为探针，结合核型分析和荧光原位杂交 (FISH)技术，对蓝猪耳染色体的
核型以及45S rDNA在染色体上的定位进行了研究。结果表明，蓝猪耳染色体的核型为 1A型，核型不对称
系数为57．46，染色体相对长度变异范围为 4．455％ ～6．990％，最长染色体与最短染色体的比值为 1．57，
染色体相对长度组成为2L+4M!+12M，，核型公式为2n=2x=18=14m+4sm(2SAT)。在蓝猪耳体细胞有
丝分裂中期染色体和问期核中，均发现45S rDNA有 2个杂交信号，且信号在有丝分裂中期位于第5对染色
体短臂近着丝粒处。基于上述结果绘制了蓝猪耳染色体的核型图。
关键词：蓝猪耳；染色体；荧光原位杂交；45S rDNA；核型
中图分类号：S 681 文献标识码：A 文章编号：0513-353X (2008)07—1081-04
45S rDNA-FISH Mapping and Karyotype Analysis of Torenia fournieri L．
LU Xu，LU0 Rui—min，and GAO Feng
(Guangdong Key Laboratory of Biotechnology for Plant Development，School of Life Sciences，South China Normal University
Guangzhou 510631，China )
Abstract：Karyotype analysis and 45S rDNA—florescence in situ hybridization(FISH)mapping of Tore—
nia fournieri L．were performed by using Lycopersicon esculentum 45S rDNA as a probe．The fournieri kary—
otype was classifed into the type 1 A in the Stebbins’category．The asymmetry index was 57．46．Variation in
chromosome relative length ranged from 4．455％ to 6．990％ ．The ratio of the longest over the shortest length
of chromosomes(L／S)was 1．57．Chromosome constitution of relative length was 2L+4M2+12M1．The kar—
yotype formula can be represented as 2n=2x=l8=14m+4sm (2SAT)．Two hybridized signals were found
on the fifth pair of chromosome near the centromere at the metaphase and in the interphase nucleus of
fournieri．An idiogram was obtained based on these findings．
Key words：Torenia fournieri L．；chromosome；florescence in situ hybridization；45 S rDNA；karyotype
蓝猪耳 (Toreniafournieri L．)是玄参科蝴蝶草属植物，作为一种优良草花，是夏季重要的盆栽
观赏花卉，同时因其生活周期短，胚珠裸露，是研究被子植物受精机理、胚胎发育以及花卉分子生物
学与转基因技术的理想试验材料。
由于蓝猪耳的染色体属于小染色体，难以获得可进行核型分析的染色体制片标本。迄今，只有
Kikuchi等 (2006)对蓝猪耳的核型进行了初步探讨，并尝试以45S rDNA和5S rDNA为探针对蓝猪
耳有丝分裂中期染色体进行了荧光原位杂交定位研究，但未列出有关蓝猪耳染色体的分类、相对长度
和长度比等基本数据以及核型公式。
作者通过改进蓝猪耳染色体制片方法，并采用来自番茄的45S rDNA为探针的荧光原位杂交技
术，对蓝猪耳的染色体核型以及45S rDNA在蓝猪耳染色体上的信号位点数和位置进行研究，旨在为
收稿日期：2008—04—03；修回日期：2008—06—12
}通讯作者Author for correspondence(E—mail：peak(K~1@vip．sina．con)
致谢：本研究中FISH试验在武汉大学生命科学学院分子细胞遗传学实验室完成，承蒙李立家教授的大力帮助，特此表示感谢。
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其细胞遗传学研究提供基础数据和稳定有效的染色体识别标记。
1 材料与方法
蓝猪耳种子为美国泛美种子公司生产，购于广州三力园艺公司。
采用去壁低渗一火焰干燥法制备体细胞染色体标本，镜检，一20℃保存备用。
含有45S rDNA序列的质粒由武汉大学李立家教授实验室保存并惠赠。45S rDNA序列来源于番
茄，片段长度为9．1 kb。碱裂解法提取含有45S rDNA序列的质粒 DNA，采用罗氏切口平移试剂盒以
地高辛 一dUTP(Digoxin—dUTP，Roche)标记探针。
染色体原位杂交及杂交信号的检测参照Li和Arumuganathan(2001)的方法略做修改。
选择30个染色体分散较好的有丝分裂中期细胞进行染色体计数，核型分析时取其中5个细胞的
平均值。
染色体分类按 Levan等 (1964)的命名法，核型分析按李懋学和陈瑞阳 (1985)的方法，按照
Stebbins标准进行核型分类。核型不对称系数计算公式为：长臂总长／全组染色体总长 ×100(Arano，
1963)，染色体相对长度系数的计算按 Guo等 (1972)的方法。
染色体玻片凭证标本保存于华南师范大学生命科学学院植物遗传学实验室。
2 结果与分析
2．1 核型分析
观察发现，蓝猪耳体细胞染色体由7对中部着丝点染色体 (第 1、2、3、4、6、7、8)和2对近
中部着丝点染色体 (第5和9)组成 (图 1；图2，A～C)。
根据试验中的观察结果 (表 1)，确定蓝猪耳的核型为 2n=2x=18=14m+4sm (2SAT)，属于
“l A”类型。
染色体相对长度变异范围为4．455％ ～6．990％，最长染色体与最短染色体的比值为 1．57；核型
不对称系数为 57．46，染色体相对长度组成为2L+4M +12M，。
表 1 蓝猪耳的核型分析
Table 1 Karyotype analysis of fournieri L．
随体长度计算在内。
The length of satellites is included in the chromosome length
2．2 染色体上45S rDNA的定位
用 Dig—dUTP标记的45S rDNA探针与蓝猪耳染色体制片杂交，分别对50个有丝分裂中期分裂相和
间期的细胞核进行检测，结果(图2)显示，在有丝分裂间期和90％中期染色体中具有2个45S rDNA杂
交信号，杂交位点在第5对染色体短臂近着丝粒处。
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陆 续等 ： 蓝 猪耳 4 5 S rD N A 的荧光原位杂交作图及其核型 分析 083
图 1 蓝 猪耳 的染 色体 核 型 图
F ig． 1 T he karyotype ofL fournieri1
图 2 4 5 S rD N A (绿 色 )在蓝猪耳 体 细胞 有丝 分 裂 中期染色体和 间期核上 的定 位
!分裂 中期染色体 ； B ． 中期 4 5 S rD N A 杂交信号 ； C ． 中期 4 5 S rD N A (绿色 ) 与 D A P I
_拘染色体 (蓝 色 ) 的合成 图 ； D ． 有丝 分裂 间期核 ； E ． 间期核 4 5 S rD N A 杂交信号 ；
间期核 4 5 S rD N A (绿 色 ) 与 D A P I 复染 的染色体 (蓝 色 ) 合成 图 。 标 尺 为 5 ~l, m o
F ig． 2 F IS H localization of4 5 S rD N A on m etaphase chrom osom es and
in interphase nucleus ofsom atic ceH s in L fournieriL ．
ase chrom osom es ofr fournieriL ． ： B ． 4 5 S rD NA F IS H signals ofthe m etaphase chrom osom es
C ． A m erged im age ofthe m etaphase chrom osom es and the F IS H sign als ．
D ． T he interphase n ucleu s ofr fournieriL ． ： E ． 4 5 S rD N A F IS H signals of
the in terphase n u cleu s ； F ． A m erged im age ofthe interphase n ucleus and
the F IS H signals ． B ar = 5 LL m ．
4 r
2． 3 蓝猪耳 染色体核型模式 图
根据蓝 猪 耳 染 色体 的核 型 分 析 以 及
4 5 S rD N A 位点 在其 中期 和 问期 染 色体 上
的定位观测结果 ， 绘制 出蓝 猪耳染色体的
核型模式 图 。
核型模式 图见 图 3 。
圳⋯⋯II
6
1
图 3
F ig． 3
2 3 4 5 6 7 8 9
染色体序号 C hrom osom e N o ．
蓝 猪耳 染色体的核 型 模式 图
T he idiogram ofL fournieriL ．
有 别 F
、 ?
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3 讨论
在本文的染色体核型图中，第5对染色体的其中一个同源染色体的长臂有一定的折叠，在核型分
析时难于确定其长臂的长度。通过45S rDNA在染色体上的定位，可清晰的观察到在其短臂上有一个
45S rDNA杂交信号，因此判断其与另一短臂上有一个45S rDNA杂交信号的染色体为同源染色体，长
臂长度按其同源染色体的长度来计算。
Kikuchi等 (2006)将蓝猪耳带有45S rDNA位点的染色体单独命名为染色体 A，而将其余染色体
按照长度分别命名为 B、D、E、F、G、H和 I。本文的研究证实了蓝猪耳染色体组成为2n=2x=18
的结论，并且按照植物染色体核型分析标准 (李懋学和陈瑞阳，1985)对染色体进行了统一排序和
编号，确定了蓝猪耳染色体的核型公式和带有45S rDNA标记的FISH核型图。这不仅有利于蓝猪耳
染色体分析的规范化和标准化，而且进一步丰富了蓝猪耳染色体分析的基础资料。45S rDNA参与核
仁组织区 (NOR)的构成，且核仁组织区通常被认为是随体染色体的次缢痕 (Martins&Galeti，
2000)。前人的研究表明，蓝猪耳染色体 A是一个具有随体的染色体 (sat．chromosome)，45S rDNA位
于该染色体短臂的近着丝点处 (Kikuchi et a1．，2006)。本文结合上述研究结果，推测蓝猪耳第5对染
色体上的45S rDNA杂交位点为该随体染色体的次缢痕。
一 般认为，端部和近端部着丝粒染色体是由中部或近中部着丝粒染色体演化来的 (李雅轩，
2001)。本试验结果表明，蓝猪耳的染色体组成只有中部着丝粒和近中部着丝粒的染色体，因此应属
于本科中较原始的类群。此外，蓝猪耳核型具有较高的对称性，为 “1A”型，核型不对称系数为
57．46。Stebbins(1957)认为，高等植物核型进化的基本趋势是由对称向不对称方向发展。因此，笔
者认为，在玄参科植物的系统进化中，具有对称核型的蝴蝶草属植物蓝猪耳应该处于相对原始的地
位。这与蓝猪耳在玄参科系统分类表中位置相对靠前的结论 (李光照，1994)相一致。
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