芹菜染色體核型分析

陳瑞嬌

（韶關(guān)學(xué)院 英東生命科學(xué)學(xué)院，廣東 韶關(guān)512005）

芹菜（Apium graveolensL.）為傘型花科（Umbellifera）芹屬二年生草本植物，又稱為旱芹、藥芹［1］.原產(chǎn)于地中海沿岸,在我國(guó)已有2000多年的栽培歷史，全國(guó)各地均有栽培.芹菜富含維生素、礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)等多種營(yíng)養(yǎng)成分，而且莖葉中還含有芹菜甙、佛手甙內(nèi)酯、揮發(fā)油等藥用成分，具有降壓利尿、增進(jìn)食欲、健胃、防癌等多種藥理功效［2］.目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)于芹菜染色體及核型的研究報(bào)道較少,何興金［3］等研究了四川野生旱芹的染色體數(shù)目和核型，趙冬［4］等報(bào)道了中國(guó)芹品種鐵桿芹的染色體核型，為更好地了解芹菜不同品種的核型,本研究擬對(duì)黃心芹品種進(jìn)行染色體數(shù)目和核型分析,以期為后續(xù)的芹菜新品種選育及雜交育種中的親本選配提供細(xì)胞遺傳學(xué)資料.

1 材料和方法

1.1 材料

供試材料“黃心芹”購(gòu)于韶關(guān)市第一市場(chǎng)種子銷售店.

1.2 染色體標(biāo)本制備及核型分析方法

種子在25℃培養(yǎng)箱中浸泡24 h后，均勻擺放在鋪有2層濕濾紙的培養(yǎng)皿中,置于20℃培養(yǎng)箱培養(yǎng)，培養(yǎng)其間每天噴一次水.當(dāng)根長(zhǎng)達(dá)到0.5～1.0 cm時(shí)，于上午9:30左右剪下根尖，置于0.002 mol/L 8-羥基喹啉和0.1%秋水仙素的等量混合水溶液中17℃下預(yù)處理3 h；蒸餾水清洗2~3次后置新配置的卡諾氏固定液中,4℃條件下固定12～24 h；蒸餾水清洗2~3次后放入1 mol/L HCl中，60℃下恒溫解離6~10 min；清洗2~3次后于蒸餾水中低滲10 min；用刀片切取約2 mm長(zhǎng)的根尖滴加改良石碳酸品紅染色10~15 min，常規(guī)壓片鏡檢并統(tǒng)計(jì)染色體數(shù).選擇染色體形態(tài)清晰、分散較好的分裂相進(jìn)行顯微照相,核型分析按李懋學(xué)等［5］的標(biāo)準(zhǔn),用Adobe Photoshop圖片處理軟件，進(jìn)行染色體長(zhǎng)度的測(cè)量、同源染色體的配對(duì)和排列.按照Levan等［6］的方法進(jìn)行染色體類型分類，核型不對(duì)稱系數(shù)用Arano［7］的方法計(jì)算,核型類型按Stebbins［8］的方法劃分.

2 結(jié)果與分析

2.1 染色體數(shù)目

在本試驗(yàn)中,統(tǒng)計(jì)了30個(gè)染色體分散良好的細(xì)胞,其中28個(gè)細(xì)胞染色體數(shù)目為22條，占計(jì)數(shù)細(xì)胞總數(shù)的93.3%，因此確定黃心芹體細(xì)胞染色體數(shù)目為2n=22(見(jiàn)圖1).各細(xì)胞的22條染色體均可配成11對(duì)同源染色體，表明均為二倍體，具有2個(gè)染色體組，染色體基數(shù)為n=11.

圖1 芹菜細(xì)胞中期分裂相

圖2 芹菜染色體核型圖譜

2.2 芹菜的核型分析

芹菜的染色體參數(shù)見(jiàn)表1，核型圖及核型模式圖分別見(jiàn)圖2，圖3.

芹菜核型公式為 K(2n)=2x=2m+18st+2t.第 1、2、3、4、5、6、8、10、11 對(duì)為近端部著絲粒染色體；第 7 對(duì)為中部著絲粒染色體,第9對(duì)為端部著絲粒染色體.染色體的相對(duì)長(zhǎng)度變化范圍為6.58～10.90，臂比值變化范圍在1.14～20.9之間.核型不對(duì)稱系數(shù)為81.87%，不對(duì)稱程度較高.最長(zhǎng)染色體與最短染色體長(zhǎng)度比為1.66,小于2:1的比值,且臂比值大于2的染色體為10對(duì)，占總數(shù)的91%，根據(jù)stebbins的核型分類標(biāo)準(zhǔn)，芹菜的核型類型為3A型.未發(fā)現(xiàn)次縊痕和B染色體.

表1 芹菜的染色體參數(shù)

圖3 芹菜核型模式圖

3 討論

本研究表明，芹菜體細(xì)胞染色體數(shù)目2n=22，核型公式為K(2n)=2x=2m+18st+2t，核型類型為3A型.何興金［3］等對(duì)四川野生旱芹的染色體數(shù)目和核型進(jìn)行了研究，得出旱芹染色體數(shù)目為22，核型公式為2n=2x=22sm，染色體類型為4C型；趙冬［4］等對(duì)中國(guó)芹品種鐵桿芹的染色體核型分析結(jié)果表明其染色體數(shù)亦為 22，核型公式為K(2n)=2x=22=6m+2sm+8st+6t，染色體類型為3B型.可見(jiàn)芹菜3個(gè)不同品種的染色體數(shù)均為2n=22，說(shuō)明芹菜染色體數(shù)較為穩(wěn)定.但是研究所得的核型公式和核型類型差異較大，通過(guò)分析原文數(shù)據(jù)，何興金等所描述的旱芹最長(zhǎng)染色體與最短染色體的比值為1.54，其臂比值大于2的染色體在整個(gè)染色體組中所占的比例為100%，按照Stebbins的核型分類標(biāo)準(zhǔn)，確定旱芹核型類型應(yīng)屬于4A型，從而證實(shí)何興金等所得旱芹核型類型為4C型的結(jié)論不正確.不同的研究者所得的芹菜核型公式和核型類型存在差異，是否是所研究的的芹菜品種不同所致有待于進(jìn)一步探討.

［1］中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所.中國(guó)蔬菜品種志［M］.北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社,2001：758.

［2］王武臺(tái)，吳鋒，高國(guó)訓(xùn)，等.芹菜遺傳育種研究進(jìn)展［J］.北方園藝,2012(1):177-180.

［3］何興金，湯澤生.四川 6 種傘形科植物的細(xì)胞學(xué)研究［J］.西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1994,16（5）：488-491.

［4］趙冬,張蜀寧,鄭金雙，等.中國(guó)芹花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂終變期的核型分析［J］.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011,34(1):25-28.

［5］李懋學(xué),陳瑞陽(yáng).關(guān)于植物核型分析的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題［J］.武漢植物學(xué)研究,1985,3(4):297-302.

［6］Levan A,Fredga K,Sandberg A A.Nomenclature for centromeric position on chromosomes［J］.Hereditas，1964，52(2):201-220.

［7］Arano H.Cytological Studies in Subfamily Carduoideae(compositae)of Japan［J］.Bot Mag，1963(76):32-39.

［8］Stebbins G L.Chromosome evolution in higher plants［M］.London:Edward Arnold，1971:87-123.