“紅衣少女”香石竹植株倍性鑒定

李晶晶，高秀梅，馬懷林，田志來

(內(nèi)蒙古和信園蒙草抗旱綠化股份有限公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010030)

?

“紅衣少女”香石竹植株倍性鑒定

李晶晶，高秀梅，馬懷林，田志來

(內(nèi)蒙古和信園蒙草抗旱綠化股份有限公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010030)

本研究以“紅衣少女”香石竹組培苗為材料，通過根尖壓片實驗對“紅衣少女”香石竹染色體計數(shù)方法進行探索，確定“紅衣少女”香石竹染色體制片的最佳技術參數(shù)，從而對其倍性進行鑒定。本實驗結(jié)果表明：以早上8：30用8-羥基喹啉處理1.5h為最佳，酸解時間以6-8min為宜。染色體壓片結(jié)果顯示：“紅衣少女”香石竹染色體數(shù)為27條，鑒定其為3倍體。

“紅衣少女”香石竹；染色體；倍性分析

“紅衣少女”香石竹(DianthuscaryophyllusL.cv Hongyishaonv)為石竹科石竹屬多年生草本植物，是由內(nèi)蒙古和信園蒙草抗旱綠化股份有限公司抗旱植物研究院2009年在“烏海機場路綠化工程”施工過程中發(fā)現(xiàn)并連根采集，經(jīng)過多年的馴化、栽培、篩選培育成功的野生品種?！凹t石少女香石竹”經(jīng)過品種比較試驗、區(qū)域試驗及生產(chǎn)試驗以其優(yōu)良的觀賞特性和較強的抗逆性通過內(nèi)蒙古草品種審定委員會的審定成功登記。

染色體是遺傳物質(zhì)的載體。生物染色體的重組常常導致新種的出現(xiàn)，甚至進化就是選擇壓力與染色體變化互相作用的結(jié)果，染色體在一定程度上能反映生物的本質(zhì)〔1〕。倍性鑒定是倍性育種及其應用的重要環(huán)節(jié)〔2〕?！凹t衣少女”香石竹由于高度不育，主要采用分株、扦插等方式進行繁殖。染色體倍性的了解對于品種的鑒定、雜交組合的選配、雜交后代材料的提前篩選、親緣關系的鑒定等均具有十分重要的意義〔3〕。本實驗擬通過對“紅衣少女”香石竹倍性水平的鑒定，對“紅衣少女”香石竹的進一步鑒定提供依據(jù)，在細胞學水平上探索其遺傳變異規(guī)律，為石竹的新品種選育提供必要的細胞學資料。

1.材料與方法

1.1 材料

供試材料為內(nèi)蒙古和信園蒙草抗旱綠化股份有限公司抗旱植物研究院基地“紅衣少女”香石竹組培幼苗根尖。

1.2 方法

“紅衣少女”香石竹根尖染色體壓片制片法。

1.2.1 取材

待“紅衣少女”香石竹組培苗根長1～2cm，在上午8∶30、9∶00及9∶30剪取幼苗根尖約0.5～1.0cm。

1.2.2 預處理

(1)將從幼根上剪下的根尖放入盛8-羥基喹啉的玻璃小瓶中，分別在溫室下處理0.5h、1.5h、2.5h。

(2)將從幼根上剪下的根尖放入盛冰水混合物的玻璃小瓶中，分別在室溫下處理12h和24h。

1.2.3 固定

分別倒掉處理液，水洗1-2次，而后將根尖放入卡諾氏固定液(無水乙醇：冰醋酸=3∶1)中固定24h后轉(zhuǎn)入70%的乙醇，4℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.4 酸解

從固定液中取出根尖，用蒸餾水反復沖洗后放入1mol/L鹽酸，在60℃水浴鍋中解離6min。

1.2.5 壓片

從水解液中取出根尖放在載玻片上，吸取多余的水分，用手術刀片將其切碎后用品紅溶液染色15min，用帶橡皮的鉛筆輕敲，使染色體分布均勻。

1.2.6 鏡檢

在OLYMPLUS-CH20顯微鏡下觀察并拍照記錄染色體數(shù)目。

2.結(jié)果與分析

2.1 技術參數(shù)的確定

2.1.1 最佳處理的確定

通過對大量“紅衣少女”香石竹根尖進行染色體壓片結(jié)果的觀察，發(fā)現(xiàn)“紅衣少女”香石竹染色體為短粗狀。分別經(jīng)8-羥基喹啉和冰水混合物處理發(fā)現(xiàn)兩者處理沒有太大差異。但經(jīng)8-羥基喹啉處理1.5h效果較理想，處理時間過長或過短會造成染色體連粘，且著絲點不清楚。

2.1.2 最佳取材時間的確定

本實驗染色體制片采取的是“紅衣少女”香石竹處于細胞分裂高峰期的分生器官(根尖)，準確確定分裂高峰期是染色體制片的關鍵。不同物種取材時間不同，本實驗在早上8∶30、9∶00和9∶30每隔半小時切取根尖。染色體制片鏡檢后觀察發(fā)現(xiàn)分生細胞的分裂相，結(jié)果表明，8∶30取材分裂相較多，是染色體制片的最佳時間。

2.2 “紅衣少女”香石竹染色體倍性鑒定

莫錫君等〔4〕對102個品種的大花香石竹染色體倍性進行鑒定得出二倍體品種占77%，三倍體品種占6%，四倍體品種占17%。董連新〔5〕對新疆兩種石竹染色體核型分析發(fā)現(xiàn)兩種石竹染色體數(shù)為30的二倍體。齊宇晴等〔6〕對石竹的染色體倍性鑒定發(fā)現(xiàn)其為染色體數(shù)目為14的二倍體。

選擇30個染色體分散良好的細胞觀察計數(shù)，具體結(jié)果如表1所示。其中有26個細胞染色體數(shù)目為27條，占細胞總數(shù)的86.67%。另外，分別有兩個細胞的染色體數(shù)目為45條和18條，因此可以確定“紅衣少女”香石竹染色體數(shù)目為2n=3x=27的三倍體，如圖1所示。

從而證明“紅衣少女”香石竹是雜交品種，并從細胞學的角度揭示其高度不育的原因。

表1 “紅衣少女”香石竹染色體倍性分析結(jié)果

圖1 “紅衣少女”香石竹細胞有絲分裂中期2n=27

圖2 “紅衣少女”香石竹細胞有絲分裂中期2n=18

圖3 “紅衣少女”香石竹細胞有絲分裂中期2n=45

3 結(jié)論與討論

染色體倍性化在植物進化、作物品種改良上作用重大，在遺傳育種、優(yōu)良農(nóng)藝性狀利用上發(fā)揮著越來越重要的作用。倍性鑒定是倍性育種及其應用的重要環(huán)節(jié)。如何應用最簡單、有效且盡可能早期鑒定出植株的倍性水平，可以大大減少育種的工作量、盲目性，降低成本，加速育種進程，在植物倍性育種中具有重要意義〔7〕。

本研究利用最直接的染色體壓片法，分別采取兩種不同的處理方法對“紅衣少女”香石竹根尖進行預處理，結(jié)果表明早上8∶30截取根尖以8-羥基喹啉處理1.5h為最佳，可獲得較多的分裂相，染色體較清楚。實驗結(jié)果表明，“紅衣少女”香石竹為2n=3x=27的三倍體雜交植株。從“紅衣少女”香石竹染色體壓片結(jié)果可以看出，其染色體著絲點基本為對稱型。根據(jù)Stebbins〔8〕有花植物核型進化中“對稱- 原始、不對稱- 進化”的觀點，可認為該“紅衣少女”香石竹的核型進化程度較低，屬于比較保守的進化類型。

〔1〕Stebbins G L.Chromosomal Evolution in higher plants〔M〕.Edward,London,1971.

〔2〕劉瑩，趙翠榮，王立峰，陳科海，彭萍，左珍喜.小麥根尖染色體制片及植株倍性鑒定〔J〕.安徽農(nóng)業(yè)科學，2012，40(25)：12349-12350.

〔3〕王榮邦，張秀海，吳忠義，黃叢林.菊花染色體倍性鑒定研究〔J〕.安徽農(nóng)業(yè)科學，2010，38(23)：12778-12780，12789.

〔4〕莫錫君，桂敏，瞿素萍，熊麗，楊明.大花香石竹多倍體育種研究〔J〕.中國農(nóng)學通報，2005，21(11):262-264.

〔5〕董連新.新疆2 種石竹屬植物的染色體核型分析〔J〕.中國園藝文摘，2013，8：12-14，32.

〔6〕齊宇晴，李新玲，張彥妮，李鳳.四種草本花卉的染色體核型分析〔J〕.生物技術通報，2013，2：72-75.

〔7〕陶抵輝，李小紅，王利群，周杰良，陳涌，霍穩(wěn)根.植物染色體倍性鑒定方法研究進展〔J〕.2009，13(5)：453-458.

〔8〕Stebbins GL. 植物的變異和進化〔M〕.復旦大學遺傳研究所，譯上海：上?？茖W技術出版社，1950.

Dianthus caryophyllus L.cv Hongyishaonv plant chromosome ploidy identification

LI Jing-jing1,GAO xiu-mei2,MA huai-lin2,TIAN zhi-lai2

(Inner Mongolia Hotision & Monsod Drought-Resistance Greening Co.,Ltd,Inner Mogolia Hohhot 010030, China)

In this paper,DianthuscaryophyllusL.cv Hongyishaonv plant chromosome number was researched by the method of root-tip cell chromosome pressing technology with the breedingDianthuscaryophyllusL.cv Hongyishaonv as the test materials. The objective of this research was to confirmed the ploidy ofDianthuscaryophyllusL.cv Hongyishaonv and the best technical parameters. The result showed that 1.5h was the best time with soaking of 8-hydroxyquinoline at 8:30 Am. The acidolysis time of root-tip should be controlled within 6-8 min. The chromosome number ofDianthuscaryophyllusL.cv Hongyishaonv was 27(2n=3x=27).

DianthuscaryophyllusL.cv Hongyishaonv;chromosome; Ploidy identification

S813.23

2095—5952(2015)03—0055—04

2015-05-08

李晶晶(1985- )，女，河北省香河縣人，主要從事植物生態(tài)學研究工作。