李軍喬+蔣紅霞+溫馨+朱惠琴+韋梅琴

摘要:采用熒光標(biāo)記法制作蕨麻(Potentilla anserina L.)染色體標(biāo)本,通過體細(xì)胞染色體計(jì)數(shù)確定其染色體數(shù)目為42條?核型分析表明,蕨麻染色體總長(zhǎng)度為100.04 μm,全組染色體平均長(zhǎng)度16.67 μm,其核型公式為K(2 n)=42=13 sm+29 m?染色體絕對(duì)長(zhǎng)度變異范圍為2.02~4.38 μm;最長(zhǎng)染色體與最短染色體比為2.17∶1,臂比的變異范圍為1.20~2.04,臂比大于2的染色體占全組染色體的2.38%,屬于2B類型,比較對(duì)稱,為小型染色體?試驗(yàn)將對(duì)蕨麻的起源?系統(tǒng)演化及品種改良等提供細(xì)胞遺傳學(xué)依據(jù)?

關(guān)鍵詞:蕨麻(Potentilla anserina L.);染色體;核型分析

中圖分類號(hào):S567.23;Q343.2+2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):0439-8114(2014)11-2569-04

Karyotype Analysis of Sextuploid Juema

LI Jun-qiao1,2,JIANG Hong-xia1,2,WEN Xin3,ZHU Hui-qin4,WEI Mei-qin4

(1. Chemistry and Life Science College, Qinghai Nationalities University, Xining 810007, China; 2. Qinghai Province Biotechnology and Analytical Test Key Laboratory, Xining 810007, China; 3. Clinical Medical College, Tianjin Medical University,Tianjin 300270,China;

4. Agriculture and Stock College, Qinghai University, Xining 810016, China)

Abstract: Juema (Potentilla anserina L.)chromosome samples were manufactured by using fluorimetric method. The number of P. anserina L. chromosomes was 42 via counting chromosome of somatic cell. The results of karyotype analysis showed that the total length of chromosomes was 100.04 μm, with the average length of every chromosome of 16.67 μm. Its karyotype formula was K(2 n)=42=13 sm+29 m. The absolute length of chromosome variation was ranged from 2.02~4.38 μm. The ratio of the longest chromosome and the shortest chromosome was 2.17∶1. The variation of arm ratio was ranged from 1.20~2.04. Chromosomes with the ratio of arm longer than 2 occupied 2.38% of the whole chromosome, belonging to 2B type. The study would provide the basis for cell genetics of plant origin, phylogenetic evolution and variety modification of P. anserina L..

Key words: Juema(Potentilla anserina L.); chromosome; karyotype analysis

基金項(xiàng)目:科技部農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化基金項(xiàng)目(2010GB2G00514);國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(30607026,30660019);青海省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2012-Z-907)

蕨麻(Potentilla anserina L.)是薔薇科(Rosaceae)委陵菜屬(Potentilla)植物鵝絨委陵菜的變種,食用部分為塊根,俗稱人參果,始載于《西藏常用中藥材》?鵝絨委陵菜為多年生草本,廣泛分布于我國(guó)青海?西藏?四川?甘肅?寧夏?陜西等地,但只在青藏高原等高寒地區(qū)根系才膨大為塊根?蕨麻根下部膨大成圓球狀?紡錘狀或長(zhǎng)棒狀塊根,莖匍匐,在節(jié)處生根,常著地長(zhǎng)出新植株,外被疏柔毛,基生葉為間斷羽狀復(fù)葉?據(jù)測(cè)定,蕨麻塊根具有豐富的淀粉?蛋白質(zhì)?氨基酸?礦質(zhì)元素?多糖?皂苷?鞣質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)及活性成分,味甜,口感佳,具有健脾益胃?生津止渴?益氣補(bǔ)血?止咳利痰的功效,主治脾虛腹瀉?病后貧血?營(yíng)養(yǎng)不良等癥,具有抗缺氧?增強(qiáng)免疫力?保肝護(hù)肝?干擾病毒復(fù)制?抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)等功效[1-10],民間常用作營(yíng)養(yǎng)保健或藥用?

染色體是植物遺傳基因的載體,其數(shù)目?形態(tài)?結(jié)構(gòu)是植物體內(nèi)比較穩(wěn)定的重要特征,染色體的數(shù)目形態(tài)?結(jié)構(gòu)的變化是導(dǎo)致生物體之間存在差異的原因[11]?核型分析是探討植物親緣關(guān)系和系統(tǒng)演化的一種有效方法[12]?國(guó)內(nèi)外有關(guān)蕨麻的研究相對(duì)較少,主要集中在蕨麻的營(yíng)養(yǎng)藥用價(jià)值的研究上,關(guān)于蕨麻細(xì)胞學(xué)遺傳的研究未見報(bào)道[13-20]?課題組前期研究的結(jié)果表明,蕨麻的染色體組為四倍體?五倍體和六倍體,為此,通過對(duì)其染色體的觀察?計(jì)數(shù)及核型分析,針對(duì)六倍體蕨麻進(jìn)行染色體數(shù)目及倍性水平的測(cè)定分析,以期為蕨麻植物的起源?系統(tǒng)演化及品種改良等研究提供必要的細(xì)胞遺傳學(xué)依據(jù)?

1材料與方法

1.1材料

蕨麻塊根采自青海省海北州門源縣試驗(yàn)基地,室內(nèi)水培獲得根尖,待根長(zhǎng)到1.5~2.0 cm時(shí)取材處理?試驗(yàn)在西北高原生物研究所完成?

1.2方法

染色體制片采用常規(guī)壓片法,取營(yíng)養(yǎng)體生長(zhǎng)根長(zhǎng)為1.5~2.0 cm,-4 ℃冰水處理24 h,卡諾固定液固定24 h左右,45%醋酸火焰干燥壓片,相差顯微鏡觀察,挑選分裂相良好的制片-80 ℃冰凍揭片,空氣干燥后,利用含DAPI(4,6-diamidino-2-phenlindole)抗熒光衰減封片劑封片,Leica熒光顯微鏡觀察,利用CCD獲取圖像,Photoshop進(jìn)行圖像后期處理?

1.3計(jì)算方法

細(xì)胞核型分析按我國(guó)1984年8月第一屆全國(guó)植物染色體學(xué)術(shù)討論會(huì)上由李懋學(xué)?陳瑞陽所作的“關(guān)于植物核型的分析標(biāo)準(zhǔn)化問題的標(biāo)準(zhǔn)”,對(duì)染色體進(jìn)行計(jì)數(shù)?配對(duì)?排列?測(cè)量?計(jì)算?列表?繪制核型模式圖?核型公式?核型分類等程序[17,21],并參照Levan等[22]的方法根據(jù)染色體臂比來確定著絲粒位置;參照Stebbins[23]核型分類方法,按核型中最長(zhǎng)染色體與最短染色體之比及臂比大于2的染色體所占的比例來確定染色體核型對(duì)稱與不對(duì)稱程度?

1.4核型分析方法

選取染色體分散良好?著絲點(diǎn)清晰的中期分裂相進(jìn)行染色體計(jì)數(shù),并從中選擇染色體數(shù)目完整?無重疊的10個(gè)分散較好的中期分裂相,用傳統(tǒng)的方法拍攝,沖洗照片,再用300 dpi的分辨率掃描輸入計(jì)算機(jī)?

分別在10張放大的照片上測(cè)量每條染色體的總長(zhǎng)度及長(zhǎng)臂長(zhǎng)度和短臂長(zhǎng)度?因染色體彎曲不能用直尺測(cè)量,先用細(xì)線量取了與染色體等長(zhǎng)的長(zhǎng)度,再用尺子(最小刻度為0.1 mm)量出線的相應(yīng)長(zhǎng)度得出染色體長(zhǎng)度?通過10個(gè)分裂相得到相應(yīng)的10組試驗(yàn)數(shù)據(jù),取平均值再由放大的“mm”換算成染色體實(shí)際的長(zhǎng)度“μm”?測(cè)量時(shí),在每條染色體旁邊用筆作臨時(shí)標(biāo)記,一邊測(cè)量一邊記錄,包括每條染色體的長(zhǎng)臂長(zhǎng)度?短臂長(zhǎng)度?絕對(duì)長(zhǎng)度?隨體有無,對(duì)于有隨體的染色體,隨體的長(zhǎng)度記入染色體長(zhǎng)度之內(nèi)?對(duì)于每條染色體的著絲粒,采取平分為二的原則,記入兩臂長(zhǎng)度之內(nèi)?以染色體的平均相對(duì)長(zhǎng)度繪制染色體核型模式圖?以著絲點(diǎn)為坐標(biāo)0點(diǎn),橫坐標(biāo)為染色體的編號(hào),縱坐標(biāo)為染色體的相對(duì)長(zhǎng)度?

染色體相對(duì)長(zhǎng)度系數(shù)(IRL)計(jì)算公式:相對(duì)長(zhǎng)度系數(shù)(IRL)=染色體長(zhǎng)度/全組染色體平均長(zhǎng)度[21]?當(dāng)IRL≥1.26時(shí),屬于長(zhǎng)染色體(L);當(dāng)1.0≤IRL<1.26時(shí),屬于中長(zhǎng)染色體(M2);當(dāng)0.76≤IRL<1.0時(shí),屬于中短染色體(M1);當(dāng)0.67≤IRL<0.76時(shí),屬于短染色體(S)?

按著絲點(diǎn)位置劃分染色體類型[17]:臂比為1.0~1.7,染色體類型為中部著絲粒染色體(m);臂比為1.7~3.0,染色體類型為近中部著絲粒染色體(sm)?

核型分類標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)對(duì)稱到不對(duì)稱核型分類標(biāo)準(zhǔn)[24],核不對(duì)稱系數(shù)(Ask)=長(zhǎng)臂總長(zhǎng)/全組染色體總長(zhǎng)×100%,以最長(zhǎng)染色體與最短染色體之比和臂比大于2占全染色體百分比兩個(gè)參數(shù)為依據(jù),劃分12種類型,分別是1A?2A?3A?4A?1B?2B?3B?4B?1C?2C?3C?4C等12種由對(duì)稱到不對(duì)稱的類型(表1)?

2結(jié)果與分析

從蕨麻的大量制片中觀察了100個(gè)根尖細(xì)胞的中期染色體,發(fā)現(xiàn)所有細(xì)胞的染色體數(shù)為42條,占總數(shù)的100%,李懋學(xué)等[17]在核型分析標(biāo)準(zhǔn)化問題中提出,85%以上的細(xì)胞具有恒定一致的染色體數(shù)目時(shí),即可認(rèn)為是該植物的染色體數(shù)目?由圖1?圖2可以發(fā)現(xiàn),蕨麻的染色體為六倍體?觀察中未發(fā)現(xiàn)有非整性變異和多倍體現(xiàn)象,也未發(fā)現(xiàn)有B染色體存在?核型分析共測(cè)量了5個(gè)分散良好?著絲點(diǎn)清晰的中期細(xì)胞染色體,5個(gè)分裂相得到相應(yīng)的5組數(shù)據(jù),分別取其平均值后對(duì)其進(jìn)行核型分析,各參數(shù)具體情況如表2?根據(jù)表1得到的各染色體的相對(duì)長(zhǎng)度平均值繪制核型模式圖(圖3)?

由表2?圖1?圖2?圖3可知,全組染色體總長(zhǎng)度為100.04 μm,全組染色體平均長(zhǎng)度為16.67 μm?在其體細(xì)胞的42條染色體中,第1~13條染色體為近中部著絲點(diǎn)染色體,而第14~42條染色體為中部著絲點(diǎn)染色體?根據(jù)李懋學(xué)等[17]提出按著絲點(diǎn)位置劃分染色體類型,蕨麻的染色體核型公式應(yīng)為:K(2 n)=42=13 sm+29 m?

按Kuo等[20]使用的染色體長(zhǎng)度系數(shù)IRL值及張彬彬等[20]進(jìn)一步研究,蕨麻染色體的相對(duì)長(zhǎng)度系數(shù)為0.12~0.26,比短染色體還小,可視為小型染色體?最長(zhǎng)染色體與最短染色體之比為2.17∶1>2∶1,臂比大于2的染色體占全組染色體的2.38%,臂比的變異范圍為1.20~2.04?染色體實(shí)測(cè)長(zhǎng)度變異范圍為2.02~4.38 μm,差值為2.36 μm?按Stebbins[23]的核型分類標(biāo)準(zhǔn),蕨麻核型為2B型,核型較對(duì)稱,屬于小型染色體?

3小結(jié)與討論

植物染色體的數(shù)目?形態(tài)等是最穩(wěn)定的細(xì)胞學(xué)特征之一,在不同的種間,染色體有不同的數(shù)目?核型及體積等特征,植物染色體的核型?類型等也可表明該種系統(tǒng)演化位置,亦可作為相近種親緣關(guān)系的重要依據(jù)?因此,在對(duì)觀賞植物以及中草藥進(jìn)行深入研究的同時(shí),對(duì)每種植物的核型進(jìn)行系統(tǒng)研究,在良種培育及馴化等方面都具有重要意義?常規(guī)細(xì)胞學(xué)制片有壓片法和直接敲片法?壓片法一般染色體數(shù)目不易觀察,因?yàn)樵摲椒ú僮骷夹g(shù)問題而丟失,但染色體分散性差,而且背景不清晰?直接敲片技術(shù)要求較高,初次敲片往往觀察不到分裂相,敲片的方法直接影響能否獲得清晰?染色體不丟失的分裂相?熟練和理解敲片的每一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),一般能敲出分散?背景清晰,易于核型分析的染色體?但是直接敲片法導(dǎo)致染色體易丟失,敲片后難以見到細(xì)胞“輪廓”,不易確定一個(gè)物種的染色體數(shù)目,因此在植物細(xì)胞核型分析研究中,如果一個(gè)物種染色體數(shù)目未定,最好增加制片的數(shù)量或先用其他方法確定其染色體數(shù)目,再用直接敲片法進(jìn)行核型分析?本試驗(yàn)還采用了熒光染色法,更清晰地觀察到染色體的大小及形態(tài),對(duì)研究小染色體的植物提供了有利的試驗(yàn)方法?

關(guān)于蕨麻的染色體數(shù)目及核型未有報(bào)道,報(bào)道比較多的是一些鵝絨委陵菜屬植物?本試驗(yàn)研究了高原六倍體蕨麻的核型,結(jié)果表明,其核型公式為K(2n)=42=13 sm+29 m,染色體為2B型,比較對(duì)稱?由于蕨麻的染色體太小,所以隨體觀察不到,著絲點(diǎn)的位置很不明顯,觀察的結(jié)果存在一定的誤差,有待進(jìn)一步研究?

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[23] STEBBINS G L. Chromosomal Evolution in Higher Plants[M]. London: Edward Aronld Press,1971.

1.4核型分析方法

選取染色體分散良好?著絲點(diǎn)清晰的中期分裂相進(jìn)行染色體計(jì)數(shù),并從中選擇染色體數(shù)目完整?無重疊的10個(gè)分散較好的中期分裂相,用傳統(tǒng)的方法拍攝,沖洗照片,再用300 dpi的分辨率掃描輸入計(jì)算機(jī)?

分別在10張放大的照片上測(cè)量每條染色體的總長(zhǎng)度及長(zhǎng)臂長(zhǎng)度和短臂長(zhǎng)度?因染色體彎曲不能用直尺測(cè)量,先用細(xì)線量取了與染色體等長(zhǎng)的長(zhǎng)度,再用尺子(最小刻度為0.1 mm)量出線的相應(yīng)長(zhǎng)度得出染色體長(zhǎng)度?通過10個(gè)分裂相得到相應(yīng)的10組試驗(yàn)數(shù)據(jù),取平均值再由放大的“mm”換算成染色體實(shí)際的長(zhǎng)度“μm”?測(cè)量時(shí),在每條染色體旁邊用筆作臨時(shí)標(biāo)記,一邊測(cè)量一邊記錄,包括每條染色體的長(zhǎng)臂長(zhǎng)度?短臂長(zhǎng)度?絕對(duì)長(zhǎng)度?隨體有無,對(duì)于有隨體的染色體,隨體的長(zhǎng)度記入染色體長(zhǎng)度之內(nèi)?對(duì)于每條染色體的著絲粒,采取平分為二的原則,記入兩臂長(zhǎng)度之內(nèi)?以染色體的平均相對(duì)長(zhǎng)度繪制染色體核型模式圖?以著絲點(diǎn)為坐標(biāo)0點(diǎn),橫坐標(biāo)為染色體的編號(hào),縱坐標(biāo)為染色體的相對(duì)長(zhǎng)度?

染色體相對(duì)長(zhǎng)度系數(shù)(IRL)計(jì)算公式:相對(duì)長(zhǎng)度系數(shù)(IRL)=染色體長(zhǎng)度/全組染色體平均長(zhǎng)度[21]?當(dāng)IRL≥1.26時(shí),屬于長(zhǎng)染色體(L);當(dāng)1.0≤IRL<1.26時(shí),屬于中長(zhǎng)染色體(M2);當(dāng)0.76≤IRL<1.0時(shí),屬于中短染色體(M1);當(dāng)0.67≤IRL<0.76時(shí),屬于短染色體(S)?

按著絲點(diǎn)位置劃分染色體類型[17]:臂比為1.0~1.7,染色體類型為中部著絲粒染色體(m);臂比為1.7~3.0,染色體類型為近中部著絲粒染色體(sm)?

核型分類標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)對(duì)稱到不對(duì)稱核型分類標(biāo)準(zhǔn)[24],核不對(duì)稱系數(shù)(Ask)=長(zhǎng)臂總長(zhǎng)/全組染色體總長(zhǎng)×100%,以最長(zhǎng)染色體與最短染色體之比和臂比大于2占全染色體百分比兩個(gè)參數(shù)為依據(jù),劃分12種類型,分別是1A?2A?3A?4A?1B?2B?3B?4B?1C?2C?3C?4C等12種由對(duì)稱到不對(duì)稱的類型(表1)?

2結(jié)果與分析

從蕨麻的大量制片中觀察了100個(gè)根尖細(xì)胞的中期染色體,發(fā)現(xiàn)所有細(xì)胞的染色體數(shù)為42條,占總數(shù)的100%,李懋學(xué)等[17]在核型分析標(biāo)準(zhǔn)化問題中提出,85%以上的細(xì)胞具有恒定一致的染色體數(shù)目時(shí),即可認(rèn)為是該植物的染色體數(shù)目?由圖1?圖2可以發(fā)現(xiàn),蕨麻的染色體為六倍體?觀察中未發(fā)現(xiàn)有非整性變異和多倍體現(xiàn)象,也未發(fā)現(xiàn)有B染色體存在?核型分析共測(cè)量了5個(gè)分散良好?著絲點(diǎn)清晰的中期細(xì)胞染色體,5個(gè)分裂相得到相應(yīng)的5組數(shù)據(jù),分別取其平均值后對(duì)其進(jìn)行核型分析,各參數(shù)具體情況如表2?根據(jù)表1得到的各染色體的相對(duì)長(zhǎng)度平均值繪制核型模式圖(圖3)?

由表2?圖1?圖2?圖3可知,全組染色體總長(zhǎng)度為100.04 μm,全組染色體平均長(zhǎng)度為16.67 μm?在其體細(xì)胞的42條染色體中,第1~13條染色體為近中部著絲點(diǎn)染色體,而第14~42條染色體為中部著絲點(diǎn)染色體?根據(jù)李懋學(xué)等[17]提出按著絲點(diǎn)位置劃分染色體類型,蕨麻的染色體核型公式應(yīng)為:K(2 n)=42=13 sm+29 m?

按Kuo等[20]使用的染色體長(zhǎng)度系數(shù)IRL值及張彬彬等[20]進(jìn)一步研究,蕨麻染色體的相對(duì)長(zhǎng)度系數(shù)為0.12~0.26,比短染色體還小,可視為小型染色體?最長(zhǎng)染色體與最短染色體之比為2.17∶1>2∶1,臂比大于2的染色體占全組染色體的2.38%,臂比的變異范圍為1.20~2.04?染色體實(shí)測(cè)長(zhǎng)度變異范圍為2.02~4.38 μm,差值為2.36 μm?按Stebbins[23]的核型分類標(biāo)準(zhǔn),蕨麻核型為2B型,核型較對(duì)稱,屬于小型染色體?

3小結(jié)與討論

植物染色體的數(shù)目?形態(tài)等是最穩(wěn)定的細(xì)胞學(xué)特征之一,在不同的種間,染色體有不同的數(shù)目?核型及體積等特征,植物染色體的核型?類型等也可表明該種系統(tǒng)演化位置,亦可作為相近種親緣關(guān)系的重要依據(jù)?因此,在對(duì)觀賞植物以及中草藥進(jìn)行深入研究的同時(shí),對(duì)每種植物的核型進(jìn)行系統(tǒng)研究,在良種培育及馴化等方面都具有重要意義?常規(guī)細(xì)胞學(xué)制片有壓片法和直接敲片法?壓片法一般染色體數(shù)目不易觀察,因?yàn)樵摲椒ú僮骷夹g(shù)問題而丟失,但染色體分散性差,而且背景不清晰?直接敲片技術(shù)要求較高,初次敲片往往觀察不到分裂相,敲片的方法直接影響能否獲得清晰?染色體不丟失的分裂相?熟練和理解敲片的每一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),一般能敲出分散?背景清晰,易于核型分析的染色體?但是直接敲片法導(dǎo)致染色體易丟失,敲片后難以見到細(xì)胞“輪廓”,不易確定一個(gè)物種的染色體數(shù)目,因此在植物細(xì)胞核型分析研究中,如果一個(gè)物種染色體數(shù)目未定,最好增加制片的數(shù)量或先用其他方法確定其染色體數(shù)目,再用直接敲片法進(jìn)行核型分析?本試驗(yàn)還采用了熒光染色法,更清晰地觀察到染色體的大小及形態(tài),對(duì)研究小染色體的植物提供了有利的試驗(yàn)方法?

關(guān)于蕨麻的染色體數(shù)目及核型未有報(bào)道,報(bào)道比較多的是一些鵝絨委陵菜屬植物?本試驗(yàn)研究了高原六倍體蕨麻的核型,結(jié)果表明,其核型公式為K(2n)=42=13 sm+29 m,染色體為2B型,比較對(duì)稱?由于蕨麻的染色體太小,所以隨體觀察不到,著絲點(diǎn)的位置很不明顯,觀察的結(jié)果存在一定的誤差,有待進(jìn)一步研究?

參考文獻(xiàn):

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

[18] 張彬彬, 張?zhí)m, 王宏國(guó).何首烏的核型[J].細(xì)胞生物學(xué)雜志,2006,28(1):112-114.

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[21] 李懋學(xué), 張學(xué)方. 植物染色體研究技術(shù)[M]. 哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué)出版社, 1991.

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[23] STEBBINS G L. Chromosomal Evolution in Higher Plants[M]. London: Edward Aronld Press,1971.

1.4核型分析方法

選取染色體分散良好?著絲點(diǎn)清晰的中期分裂相進(jìn)行染色體計(jì)數(shù),并從中選擇染色體數(shù)目完整?無重疊的10個(gè)分散較好的中期分裂相,用傳統(tǒng)的方法拍攝,沖洗照片,再用300 dpi的分辨率掃描輸入計(jì)算機(jī)?

分別在10張放大的照片上測(cè)量每條染色體的總長(zhǎng)度及長(zhǎng)臂長(zhǎng)度和短臂長(zhǎng)度?因染色體彎曲不能用直尺測(cè)量,先用細(xì)線量取了與染色體等長(zhǎng)的長(zhǎng)度,再用尺子(最小刻度為0.1 mm)量出線的相應(yīng)長(zhǎng)度得出染色體長(zhǎng)度?通過10個(gè)分裂相得到相應(yīng)的10組試驗(yàn)數(shù)據(jù),取平均值再由放大的“mm”換算成染色體實(shí)際的長(zhǎng)度“μm”?測(cè)量時(shí),在每條染色體旁邊用筆作臨時(shí)標(biāo)記,一邊測(cè)量一邊記錄,包括每條染色體的長(zhǎng)臂長(zhǎng)度?短臂長(zhǎng)度?絕對(duì)長(zhǎng)度?隨體有無,對(duì)于有隨體的染色體,隨體的長(zhǎng)度記入染色體長(zhǎng)度之內(nèi)?對(duì)于每條染色體的著絲粒,采取平分為二的原則,記入兩臂長(zhǎng)度之內(nèi)?以染色體的平均相對(duì)長(zhǎng)度繪制染色體核型模式圖?以著絲點(diǎn)為坐標(biāo)0點(diǎn),橫坐標(biāo)為染色體的編號(hào),縱坐標(biāo)為染色體的相對(duì)長(zhǎng)度?

染色體相對(duì)長(zhǎng)度系數(shù)(IRL)計(jì)算公式:相對(duì)長(zhǎng)度系數(shù)(IRL)=染色體長(zhǎng)度/全組染色體平均長(zhǎng)度[21]?當(dāng)IRL≥1.26時(shí),屬于長(zhǎng)染色體(L);當(dāng)1.0≤IRL<1.26時(shí),屬于中長(zhǎng)染色體(M2);當(dāng)0.76≤IRL<1.0時(shí),屬于中短染色體(M1);當(dāng)0.67≤IRL<0.76時(shí),屬于短染色體(S)?

按著絲點(diǎn)位置劃分染色體類型[17]:臂比為1.0~1.7,染色體類型為中部著絲粒染色體(m);臂比為1.7~3.0,染色體類型為近中部著絲粒染色體(sm)?

核型分類標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)對(duì)稱到不對(duì)稱核型分類標(biāo)準(zhǔn)[24],核不對(duì)稱系數(shù)(Ask)=長(zhǎng)臂總長(zhǎng)/全組染色體總長(zhǎng)×100%,以最長(zhǎng)染色體與最短染色體之比和臂比大于2占全染色體百分比兩個(gè)參數(shù)為依據(jù),劃分12種類型,分別是1A?2A?3A?4A?1B?2B?3B?4B?1C?2C?3C?4C等12種由對(duì)稱到不對(duì)稱的類型(表1)?

2結(jié)果與分析

從蕨麻的大量制片中觀察了100個(gè)根尖細(xì)胞的中期染色體,發(fā)現(xiàn)所有細(xì)胞的染色體數(shù)為42條,占總數(shù)的100%,李懋學(xué)等[17]在核型分析標(biāo)準(zhǔn)化問題中提出,85%以上的細(xì)胞具有恒定一致的染色體數(shù)目時(shí),即可認(rèn)為是該植物的染色體數(shù)目?由圖1?圖2可以發(fā)現(xiàn),蕨麻的染色體為六倍體?觀察中未發(fā)現(xiàn)有非整性變異和多倍體現(xiàn)象,也未發(fā)現(xiàn)有B染色體存在?核型分析共測(cè)量了5個(gè)分散良好?著絲點(diǎn)清晰的中期細(xì)胞染色體,5個(gè)分裂相得到相應(yīng)的5組數(shù)據(jù),分別取其平均值后對(duì)其進(jìn)行核型分析,各參數(shù)具體情況如表2?根據(jù)表1得到的各染色體的相對(duì)長(zhǎng)度平均值繪制核型模式圖(圖3)?

由表2?圖1?圖2?圖3可知,全組染色體總長(zhǎng)度為100.04 μm,全組染色體平均長(zhǎng)度為16.67 μm?在其體細(xì)胞的42條染色體中,第1~13條染色體為近中部著絲點(diǎn)染色體,而第14~42條染色體為中部著絲點(diǎn)染色體?根據(jù)李懋學(xué)等[17]提出按著絲點(diǎn)位置劃分染色體類型,蕨麻的染色體核型公式應(yīng)為:K(2 n)=42=13 sm+29 m?

按Kuo等[20]使用的染色體長(zhǎng)度系數(shù)IRL值及張彬彬等[20]進(jìn)一步研究,蕨麻染色體的相對(duì)長(zhǎng)度系數(shù)為0.12~0.26,比短染色體還小,可視為小型染色體?最長(zhǎng)染色體與最短染色體之比為2.17∶1>2∶1,臂比大于2的染色體占全組染色體的2.38%,臂比的變異范圍為1.20~2.04?染色體實(shí)測(cè)長(zhǎng)度變異范圍為2.02~4.38 μm,差值為2.36 μm?按Stebbins[23]的核型分類標(biāo)準(zhǔn),蕨麻核型為2B型,核型較對(duì)稱,屬于小型染色體?

3小結(jié)與討論

植物染色體的數(shù)目?形態(tài)等是最穩(wěn)定的細(xì)胞學(xué)特征之一,在不同的種間,染色體有不同的數(shù)目?核型及體積等特征,植物染色體的核型?類型等也可表明該種系統(tǒng)演化位置,亦可作為相近種親緣關(guān)系的重要依據(jù)?因此,在對(duì)觀賞植物以及中草藥進(jìn)行深入研究的同時(shí),對(duì)每種植物的核型進(jìn)行系統(tǒng)研究,在良種培育及馴化等方面都具有重要意義?常規(guī)細(xì)胞學(xué)制片有壓片法和直接敲片法?壓片法一般染色體數(shù)目不易觀察,因?yàn)樵摲椒ú僮骷夹g(shù)問題而丟失,但染色體分散性差,而且背景不清晰?直接敲片技術(shù)要求較高,初次敲片往往觀察不到分裂相,敲片的方法直接影響能否獲得清晰?染色體不丟失的分裂相?熟練和理解敲片的每一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),一般能敲出分散?背景清晰,易于核型分析的染色體?但是直接敲片法導(dǎo)致染色體易丟失,敲片后難以見到細(xì)胞“輪廓”,不易確定一個(gè)物種的染色體數(shù)目,因此在植物細(xì)胞核型分析研究中,如果一個(gè)物種染色體數(shù)目未定,最好增加制片的數(shù)量或先用其他方法確定其染色體數(shù)目,再用直接敲片法進(jìn)行核型分析?本試驗(yàn)還采用了熒光染色法,更清晰地觀察到染色體的大小及形態(tài),對(duì)研究小染色體的植物提供了有利的試驗(yàn)方法?

關(guān)于蕨麻的染色體數(shù)目及核型未有報(bào)道,報(bào)道比較多的是一些鵝絨委陵菜屬植物?本試驗(yàn)研究了高原六倍體蕨麻的核型,結(jié)果表明,其核型公式為K(2n)=42=13 sm+29 m,染色體為2B型,比較對(duì)稱?由于蕨麻的染色體太小,所以隨體觀察不到,著絲點(diǎn)的位置很不明顯,觀察的結(jié)果存在一定的誤差,有待進(jìn)一步研究?

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