硬枝黃蟬染色體計(jì)數(shù)與核型分析

郭　蓉，申艷紅

(福建農(nóng)林大學(xué) 園藝學(xué)院，園藝植物遺傳育種研究所，福建 福州 350002)

硬枝黃蟬染色體計(jì)數(shù)與核型分析

郭蓉，申艷紅

(福建農(nóng)林大學(xué) 園藝學(xué)院，園藝植物遺傳育種研究所，福建 福州 350002)

以硬枝黃蟬Allamanda neriifolia幼胚為試驗(yàn)材料，對(duì)其體細(xì)胞染色體進(jìn)行計(jì)數(shù)與核型分析。結(jié)果表明，硬枝黃蟬幼胚細(xì)胞含9對(duì)染色體，由中部或近中部著絲粒染色體構(gòu)成。核型公式為2n=2x=6sm+12m。核型不對(duì)稱系數(shù)為58.95%，核型分類屬于2A型。

硬枝黃蟬；染色體；核型分析

黃蟬Allamanda neriifolia又名硬枝黃蟬，為夾竹桃科Apocynaceae黃蟬屬常綠灌木，原產(chǎn)南美洲，在福建、廣東、廣西、云南、臺(tái)灣等熱帶亞熱帶地區(qū)廣泛栽培[1]。黃蟬花期長(zhǎng)，顏色鮮艷，是城市綠化的常用材料；且含有豐富的環(huán)烯醚萜類化合物，具有抗腫瘤和抗真菌的生物活性[2—3]。因此，黃蟬具有很好的開發(fā)應(yīng)用前景。染色體數(shù)目和形態(tài)特征是生物重要的遺傳基礎(chǔ)，核型分析是染色體研究的主要技術(shù)，在起源分類、基因定位及染色體工程以及育種研究等方面均具有重要作用。Roy Tapadar等[4]和Van der Laan等[5]報(bào)道了黃蟬的染色體數(shù)目，但未進(jìn)行詳細(xì)的染色體組型分析。本文對(duì)硬枝黃蟬進(jìn)行較詳細(xì)的核型分析，旨在為黃蟬系統(tǒng)進(jìn)化、親緣關(guān)系和遺傳育種工作提供細(xì)胞學(xué)資料。

1　材料與方法

1.1材料

于晴天下午，在福建農(nóng)林大學(xué)校園內(nèi)采集硬枝黃蟬幼嫩果實(shí)，剖開取幼胚備用。

1.2方法

將幼胚浸泡在0.002 mol·L-18-羥基喹啉溶液中，室溫處理2 h，轉(zhuǎn)至0.075%氯化鉀溶液浸泡20 min，蒸餾水清洗2～3次，改良卡諾固定液(無水乙醇∶冰醋酸∶三氯甲烷= 5∶3∶2)固定1 h，放入70%乙醇4 ℃保存?zhèn)溆?。制片參照李懋學(xué)[6]的方法，用1 mol·L-1HCl于室溫解離幼胚25～30 min，蒸餾水浸泡10 min，然后切取1 mm左右的胚芽分生組織，加一滴鐵礬蘇木精染液染色壓片，Olympus顯微鏡100倍油鏡觀察拍照。

按照第一屆全國(guó)植物染色體學(xué)術(shù)討論會(huì)1984年的標(biāo)準(zhǔn)[7]，選擇染色體分散良好的細(xì)胞進(jìn)行染色體計(jì)數(shù)。挑選 5張染色體清晰、分散良好的中期分裂相照片，進(jìn)行同源染色體配對(duì)，測(cè)量長(zhǎng)臂和短臂長(zhǎng)度。采用李懋學(xué)等[7]的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行核型分析，核型分類按 Stebbins[8]標(biāo)準(zhǔn)。核型不對(duì)稱系數(shù)(As.K%)參照Arano[9]的方法，即As.K%= 長(zhǎng)臂總長(zhǎng)/ 全體染色體總長(zhǎng) × 100%。

2　結(jié)果與分析

2.1染色體數(shù)目

對(duì)分散良好的細(xì)胞進(jìn)行染色體計(jì)數(shù)，多數(shù)黃蟬幼胚細(xì)胞含有2n=2x=18條染色體，因此確定硬枝黃蟬體細(xì)胞含有18條染色體(圖1)。

圖1　硬枝黃蟬幼胚染色體中期分裂相Fig. 1　Metaphase chromosomes in immature embryos of Allamanda neriifolia

2.2核型分析

硬枝黃蟬核型參數(shù)見表1，中期染色體與核型見圖2，核型模式見圖3。染色體由中部或近中部著絲粒染色體構(gòu)成，沒有近端或端著絲粒染色體和非整倍性變異以及多倍化現(xiàn)象，也未發(fā)現(xiàn)B染色體與隨體。按Levan等[10]的分類標(biāo)準(zhǔn)，硬枝黃蟬的核型公式為2n=2x=6sm+12m。染色體組總長(zhǎng)17.63 μm，絕對(duì)長(zhǎng)度1.56～2.24 μm，根據(jù)Lima-De-Faria[11]的“染色體場(chǎng)”理論，屬小染色體。最長(zhǎng)染色體與最短染色體之比為1.44，臂比大于2的染色體占總?cè)旧w數(shù)的11%，核型為2A型，屬于相對(duì)原始的類型。核型不對(duì)稱系數(shù)(As.K%)為58.95%，小于60%，染色體的不對(duì)稱性較低。

表1　硬枝黃蟬染色體核型參數(shù)Table 1　Chromosome paramters of Allamanda neriifolia

圖2　硬枝黃蟬核型圖Fig. 2　Karyotype of Allamanda neriifolia

圖3　硬枝黃蟬核型模式圖Fig. 3　Idiogram of Allamanda neriifolia

3　討論

硬枝黃蟬幼胚細(xì)胞含有18條染色體，與Roy Tapadar等[4]和Van der Laan等[5]報(bào)道的染色體數(shù)目一致。染色體長(zhǎng)度變化范圍1.56～2.24 μm，屬于小染色體。一般情況，小染色體形態(tài)特征不明顯，不易做核型分析。Van der Laan等[5]用黃蟬根尖壓片，染色體重疊、主縊痕不明顯，沒有進(jìn)行核型分析。本研究改進(jìn)了黃蟬染色體制片技術(shù)，在材料的選擇、處理等方面進(jìn)行了探索，建立了適合硬枝黃蟬染色體制片的技術(shù)體系。首先，黃蟬幼胚是黃蟬染色體制片的好試材。幼胚生長(zhǎng)迅速，細(xì)胞分裂旺盛，中期分裂相多且取材容易。另外，改良卡諾固定液(無水乙醇∶冰醋酸∶三氯甲烷=5∶3∶2)比卡諾固定液(無水乙醇∶冰醋酸=3∶1)滲透性強(qiáng)，固定1 h即可用于壓片，操作簡(jiǎn)單方便。增加了前低滲步驟，0.075%氯化鉀溶液浸泡幼胚20 min使染色體更加分散。將鹽酸解離60 ℃下2 min改為室溫30 min，解離更溫和，染色體不重疊亦不丟失，效果好[5]。

據(jù)報(bào)道，夾竹桃科179屬中74屬完成了染色體計(jì)數(shù)[12]，學(xué)者們通過染色體數(shù)量來分析各屬間的關(guān)系。Van der Laan等[5]認(rèn)為，x=11是夾竹桃科原始的染色體基數(shù)，x=6、8、9、10、12是由x=11減少或增加而來。海芒果亞科Cerberoideae的染色體基數(shù)為x=10或20，然而雞蛋花亞科Plumerioideae和夾竹桃亞科Apocynoideae中x=8、9、10、11都有出現(xiàn)，單以染色體數(shù)目不能區(qū)分兩個(gè)亞科[4—5]。染色體組型分析將是夾竹桃科種屬分類的一個(gè)很好補(bǔ)充。然而，由于夾竹桃科植物染色體較小，核型分析困難，這方面的研究還較少。本文詳細(xì)分析了硬枝黃蟬染色體組型，建立了染色體制片的技術(shù)體系，為進(jìn)一步開展黃蟬系統(tǒng)進(jìn)化、親緣關(guān)系和遺傳育種等工作提供了理論和技術(shù)基礎(chǔ)。

[1] 華文. 黃蟬屬花木介紹[J]. 花卉, 2012(3): 21—22.

[2] 李嘉. 黃蟬屬植物化學(xué)成分研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)新藥雜志, 2006,15(16): 1341—1344.

[3] Sousa L M A, Neto R L M, Schmidt D F N, Oliveira M R. Anti-mitotic activity towards sea urchin eggs of dichloromethane fraction obtained from Allamanda schottii Pohl (Apocynaceae)[J]. Revista Brasileira de Farmacognosia, 2009,19(2A): 349—352.

[4] Roy Tapadar N N, Sen N K. Cytotaxonomical studies on the economic plants of the family Apocynaceae[J]. Caryologia, 1960,12: 367—396.

[5] Van der Laan F M, Arends J C. Cytotaxonomy of the Apocynaceae[J]. Genetica, 1985,68(1): 3—35.

[6] 李懋學(xué). 作物染色體及其研究技術(shù)[M]. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社, 1996.

[7] 李懋學(xué),陳瑞陽(yáng). 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.

[8] Stebbins G L. Chromosomal Evolution in Higher Plants[M]. London: Edward Arnold Ltd., 1971: 87—123.

[9] Arano H. Cytological studies in subfamily Carduoideae (Compositae) of Japan, IX. The karyotype analysis and phylogenic considerations on Pertya and Ainsliaea [J]. Botanical Magazine (Tokyo), 1963,76: 32—39.

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

[11] Lima-De-Faria A. Classification of genes, rearrangements and chromosomes according to the chromosome field[J]. Hereditas, 1980,93(1): 1—46.

[12] Williams J K, Stutzman J K. Chromosome number of Thevetia ahouai (Apocynaceae: Rauvolfoidae: Plumerieae) with discussion on the generic boundaries of Thevetia[J]. Journal of the Botanical Research Institute of Texas, 2008,2(1): 489—493.

Chromosome Number and Karyotype of Allamanda neriifolia

GUO Rong, SHEN Yan-hong
(Institute of Genetics & Breeding in Horticultural Plants, College of Horticulture, Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou 350002, Fujian China)

The chromosome number and karyotype of Allamanda ner iifolia were studied using immature embryos as experimental materials. The results showed that the embryo cells normally contain 9 pairs of chromosomes, and all chromosomes were metacentric or submetacentric chromosomes. The karyotype formula was 2n=2x=6sm+12m. The karyotype was 2A type, and the asymmetry index was 58.95%.

Allamanda neriifolia; chromosome; karyotype

10.3969/j.issn.1009-7791.2015.02.008

Q343.2+2; S685

A

1009-7791(2015)02-0127-03

2015-04-02

國(guó)家科技支撐計(jì)劃子課題(No. 2007BAD07B03)；福建農(nóng)林大學(xué)本科教學(xué)改革項(xiàng)目(No. 111412103)

郭蓉，本科，從事園藝學(xué)研究。E-mail: 317242938@qq.com

注：申艷紅為通訊作者。E-mail: papayacrazy@aliyun.com