全 文 ：园 艺 学 报 2003，30(4)：463～464
A出 Horticultume Sireca
洋葱染色体核型的 FISH分析
赵 泓 0．Schrader2 R．Ahne2
( 北京市农林科学院蔬菜研究中心，北京 100089； 德国栽培植物育种研究所 ，Qled】ingb|嘿 D—o6484)
摘 要：挑选洋葱 (Alium cepa L．) (2n=2x=16，CC)有丝分裂中期细胞 ，以洋葱卫星 DNA序列
(AC—SAT-DNA)为探针，DIG-1 1-dUTP为标记物 ，用荧光原位杂交 (FISH)方法观察其在染色体上的定位，
并进行洋葱的核型分析。6号染色体为近端部着丝点染色体，在其长臂末端有一个卫星 DNA序列的主要位
点。其余每条染色体在其长、短臂的末端都各具有一个主要位点。差异表现在各染色体上卫星DNA序列的
次要位点分布不同。根据洋葱8对染色体各自具有的独特的卫星 DNA分布位点，可将洋葱 8对染色体全部
分开。以此为基础，构建了洋葱卫星 DNA在染色体上分布的模式图。
关键词 ：洋葱；染色体 ；卫星 DNA；FISH；核型
中图分类号：S 633．2 文献标识码：A 文章编号 ：0513—353X (2003)04-0463．02
1 目的、材料与方法
我国大约在 1980年后开始了染色体核型分析的研究，在多种蔬菜植物中取得了成功。早期制备
出的核型图通常只包括染色体全长、着丝粒位置、臂长、臂比等形态学数据u]。随后发展起来的染色
体分带技术给人们带来更多的信息。这两种分析方法存在一个共同的问题 ，即对大多数物种来说，即
使参考核型图和带型分析技术也很难在高倍显微镜下用肉眼直接区分出形态特征大致相似的两对或多
对染色体，更不可能鉴定出异源添加系中掺入的是哪条染色体。
利用荧光原位杂交技术 ，德国栽培植物育种研究所成功的鉴别出携带有 目标染色体的油菜二体添
加系。实现了不利用转基因技术也使感病植株获得抗性的目的。本研究的目的是利用荧光原位杂交技
术鉴别洋葱与油菜体细胞杂种后代中携带有目标染色体的油菜二体添加系。这就需要将洋葱的 8条染
色体逐一区分开来。
洋葱 (Alium cepa L．)种子由德国栽培植物育种研究所育种部提供，是当地常见栽培种。探针
AC．SAT-DNA是一种洋葱特异的卫星 DNA序列。此序列也是多拷贝的重复序列 ，在洋葱染色体上有多
个位点。荧光原位杂交方法见文献[2]，略有修改。
以荧光显微镜 (ZEISS)观察试验结果。DIG杂交信号呈黄色，染色体呈蓝色。黑白数码照相机
(ZEISS)拍摄。通过染色体分析软件 (MicroMeasure3．3)对试验结果进行分析。图像在 Photoshop5．0
中进行上色和叠加。将 DIG信号标记为黄色，将染色体标记为蓝色。
2 结果与讨论
根据染色体的长度，用肉眼在显微镜下将洋葱的 8条染色体分为 3组 (此分析方法与传统的正式
的染色体组分析方法不同，其目的仅仅是便于观察者区分各染色体)。第 1组最长，包括 1号、2号、
3号染色体；第2组明显短于第 1组，包括4号至7号染色体；8号染色体最短，独自被划为第3组。
从形态上看，1号、3号染色体的着丝粒位于长短臂的中部，可以很容易地与 2号染色体区分开来。5
号染色体的着丝粒位于长短臂的中部，6号着丝粒靠近染色体的端部。4号与 7号染色体不易区分。
另外，临界处的3号与 4号染色体、7号与 8号染色体有时也存在较难区分的现象 (见插页 2图版，
收稿日期：2O02—08—01；修回日期：2002一ll—l1
基金项目：国家留学基金委资助项目
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园 艺 学 报 3o卷
A)。
原位杂交结果显示，除6号染色体短臂外，在每条染色体的双臂两端都具有显著信号，大而明亮。
此外，在臂上的某些位置还有小信号 (见插页2图版，B)。洋葱的每条染色体都具有其特异的 AC．SAT．
DNA分布位点。1号、3号染色体在其长臂靠近着丝粒区域有两个相距很近的卫星 DNA座位。与 1号染
色体相比，3号染色体的小信号更靠近着丝粒一些。4号染色体有 3组小信号，其中一组位于染色体短
臂偏端部处；另外两组分别位于染色体长臂中部和近端部处，距离着丝粒较远，很容易和 3号染色体区
分开来。7号染色体也有 3组小信号，其中位于染色体短臂上的信号明显靠近着丝粒；位于染色体长臂
上的 2组信号均比4号染色体更靠近着丝粒。这样就很容易将二者区分开来。8号染色体的长短臂比明
显大于7号染色体，并且前者在染色体短臂上没有信号。
将传统的核型分析方法所包括的着丝粒位置、全长、臂长、臂比 (数据未提供)与 FISH试验结
果相结合，获得洋葱卫星DNA序列在洋葱染色体上分布的模式图 (见插页2图版，c)。以卫星 DNA
序列为探针 ，应用 FISH技术 ，可提供染色体间直观的、易于识别的差异。比纯数据上的差异能够更
方便地满足目前育种工作的要求。
此工作最重要的意义在于找到了能够同时区分洋葱 8对染色体的探针，并得到了这一探针在染色
体上的分布图。实际育种工作中已获得了大量洋葱与油菜的体细胞杂种后代，其中只有洋葱的 1对染
色体是 目标染色体 ，这对染色体携带有抗线虫的基因。应用荧光原位杂交技术，能够直接在显微镜下
观察到插入染色体的情况，从而筛选出目标杂种株系，实现在当代的幼苗期即可淘汰非目的植株，提
高育种的目的性，极大地减少人力和土地资源的消耗。
参考文献：
l 利容千主编．中国蔬菜植物核型研究．武汉：武汉大学出版社．1989．160页
2 Schrader O，Budahn H，Ahne R．Detection of 5S and 25S rRNA genes in Sinapis alba，砌加 sat／t~ts and Brasst~a napus by double fluores—
cence in situ hybridization．Them．App1． Genet．，2OOO，100：665～669
Karyotype Analysis of A／／／um cepa L．by Fluorescence in situ Hybridization
with Satelite DNA
Zhao Hong。，0
．
Sehrader2
，
and R．Ahne2
( ~j／ng Vegetab／e Research Center，8eij／ng 100089，China； Federal Centrefor Breeding Research on Plants，QI|蛾 ．
burg D-06484，Germany)
Abstract：In order to identify each pair chromosomes of Allium cepa L．，We used a simplifed fluorescence
in situ hybridization technique to localize the satelite DNA loci in metaphase cels of Alium cepa L．The resulting
hybridization paterns enabled all onion chromosome pairs to be identified．Chromosome 6-C is all acroeentric chro．
mosome． Unlike the others，it has only one main locus at the end of its long arf1．Every pair of the whole chromo—
some8 has its own special spotting pattem ，by which the 8 pairs of onion chromosomes earl be evidently identified ．
Thus，we made karyotype analysis ofthe genome．AC—SAT-DNA is a good probe for A．cepa L．ehro~ mo ana1．
ysis．
Key words：Allium cepa L．； Chromosome；Satelite DNA； FISH； r,~yotype
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插页2
玉平等：两种疏花剂对苹果授粉受精过程的影响
mg Yuping，et a1．Efect of Two Flower Thinners on Pollination and Fertilization of Apple
扳说明：l 3．授粉后48 h CFA(5g／L)处理被灼伤的柱头和花粉管(8x4)；14．授粉后4 d CFA(5g／L)处理花粉管到达子房(8xl0)；
．对照授粉后9 d胚珠发 育(8x20)；l6．对照授粉后2周胚珠发育(8x20)；l7．授粉后9 d MCPB处理胚珠 发育(8x20)；l 8．授粉后2周
2PB处理胚珠发育(8xl0)。C：胼胝质栓 ；es：胚囊；n：珠心 ；i：珠皮 ；en；胚乳核。
planation of plates：1 3．The stigma and pollen tubes injured by CFA (5g／L)treatment 48 h after pollination(8x4)：
The pollen tubes elongating in ovary 4 d after pollination by CFA 5g／L treatment(8xl0)：15．The development of ovule(contro1)
【after pollination(8x20)：16．The development of ovule(contro1)2 weeks after pollination(8x20)；17．The development
ovule 9 d after pollination by MCPB treatment(8x20)；1 8．The development of ovule 2 weeks after pollination by MCPB
atment(8x10)．c：callose plug；es：embryoac；n：nucellus；i：integument；en：endosperm nucleus．
泓等：洋葱染色体核型的FISH分析
aO Hong，et a1．Karyotype Analysis of Allium cepa L．by Fluorescence in Situ Hybridization with Satellite DNA
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{反说明 ：洋葱染色体
中期染色体 ；B．卫星DNA序列在洋葱各染色体上的分布 ；C．卫星DNA序列在洋葱染色体上分布的模式图(bar=10~tm)。
planation of plates：Genome of AIlium cepa L．(2n=2x=1 6，one of chromosome-7 was absent)
A metaphase cell comprising 1 5 chromosomes of one genome；B．FISH result shows the chromosomal localization of AC-
T-DNA；C．The model pattern of AC—SAT-DNA loci on Allium cepa genome．
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