紅擬棒角蝗染色體C帶核型研究(蝗總科：槌角蝗科)

許姝娟

(隴東學(xué)院生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，甘肅慶陽 745000)

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紅擬棒角蝗染色體C帶核型研究(蝗總科：槌角蝗科)

許姝娟

(隴東學(xué)院生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，甘肅慶陽 745000)

染色體是生物遺傳物質(zhì)的載體，其數(shù)目、形態(tài)、減數(shù)分裂過程的行為狀態(tài)以及染色體帶型特點(diǎn)都具有物種的基本特征，因此，可用于鑒別和區(qū)分類群的特征，提示類群之間的親緣關(guān)系，進(jìn)一步審查、改進(jìn)原來的分類系統(tǒng)。利用染色體組型，有時(shí)很容易區(qū)分在表現(xiàn)型上難于區(qū)別的類型。染色體的數(shù)目、相對(duì)長(zhǎng)度、著絲粒位置和隨體有無等一般是穩(wěn)定的，都可以作為分類指標(biāo)。通過測(cè)定和比較染色體組內(nèi)C帶異染色質(zhì)分布位置、大小及異染色質(zhì)總含量等指標(biāo)可以反映屬、種及種下階元的細(xì)胞學(xué)異同[1]。近年來應(yīng)用染色體和核型指標(biāo)來闡明物種親緣關(guān)系和系統(tǒng)演化路線已取得了很多成果，目前已對(duì)1 000多種蝗蟲進(jìn)行過染色體研究[2]。

紅擬棒角蝗Gomphocerippusrufus(Linnaeus)隸屬于直翅目Orthoptera蝗總科Acridoidea槌角蝗科Gomphoceridae擬棒角蝗屬GomphocerippusRoberts，主要分布在東北、新疆等地，是為害玉米、甘蔗、棉花、豆類等農(nóng)作物的害蟲[3]。目前有關(guān)槌角蝗科種類染色體的報(bào)道很少，紅擬棒角蝗染色體尚未見報(bào)道，筆者對(duì)紅擬棒角蝗染色體核型及C帶帶型進(jìn)行了研究，以期為槌角蝗科昆蟲的細(xì)胞遺傳學(xué)和細(xì)胞分類學(xué)研究提供染色體及其顯帶方面的基礎(chǔ)資料。

1材料與方法

1.2方法

1.2.1材料采集及活體處理。將采集的蝗蟲雄性個(gè)體注射0.05%的秋水仙素溶液(每個(gè)個(gè)體2～8 μl不等，根據(jù)蟲體大小而定)。6～8 h后，進(jìn)行活體解剖，將蟲體腹部側(cè)膜處剪一小口，用尖頭鑷子夾出精巢(保留蟲體，以備鑒定)并去除表面的結(jié)締組織等附著物，然后，放入低滲液或蒸餾水中，待5～10 min后，轉(zhuǎn)入卡諾固定液中8～12 h，最后移至70%乙醇中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2染色體制片。將保存在70%乙醇中的精巢小管用鑷子夾出置于培養(yǎng)皿中，放在解剖鏡下，滴加3～4滴固定液，用解剖針去除精小管表面的結(jié)締組織，切取其末端膨大部分，放在干凈的載玻片上(載玻片上預(yù)先滴上1～2滴45%的冰醋酸溶液)，每一載玻片上放3～5個(gè)材料，軟化10～20 min。然后蓋上蓋玻片，用力壓在材料上面，使染色體分散。壓好的玻片放置液氮罐中冰凍處理3～5 min，取出后迅速揭片，室溫下干燥或放入恒溫箱老化2～7 d，以備顯帶處理。

1.2.3C帶顯帶處理。采用BSG法處理C帶顯帶[4-5]。將老化后的玻片置于5%飽和Ba(OH)2溶液(新配制)中，在60 ℃恒溫水浴鍋內(nèi)處理5～20 min。從5%飽和Ba(OH)2溶液中取出來的玻片立即放入0.2 mol/L HCl溶液中，漂洗數(shù)秒，置于自來水下沖洗，去除鋇垢，然后置于2×SSC液中于60 ℃水浴鍋中溫育1～4 h，蒸餾水沖洗。采用扣染的方法，將上述處理好的玻片用5% Giemsa染液染色1～3 h(因不同種而異)。然后用自來水沖洗玻片，室溫下無塵處干燥。以中性樹膠封片，制成永久玻片標(biāo)本，以供后續(xù)觀察。

1.2.4鏡檢及拍照。在光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行觀察，挑選染色好、分散好、染色體形態(tài)典型的分裂相，用顯微照相設(shè)備進(jìn)行顯微攝影。

2結(jié)果與分析

2.2染色體C帶從C帶帶型上看，該種的C帶帶型單一，染色體僅具有著絲粒C帶帶紋，無其他帶型。異染色質(zhì)在整個(gè)染色體組中的總含量為19.71%。S10染色體的異染色質(zhì)含量最高，為45.54%，S9次之，其異染色質(zhì)含量為36.94%，L1染色體的異染色質(zhì)含量在整個(gè)染色體組中最低，為12.81%，性染色體X的異染色質(zhì)含量為18.95%(表1)。

圖1　紅擬棒角蝗C帶核型模式Fig.1　The mode pattern of C banding karyotype of Gomphocerippus rufus

圖2　紅擬棒角蝗染色體C帶核型Fig.2　The C banding karyotype of Gomphocerippus rufus

染色體編號(hào)Chromo-somenumber分組Grouping染色體相對(duì)長(zhǎng)度Relativelengthofchromosome∥%長(zhǎng)臂Longarm短臂Shortarm總長(zhǎng)Totallength著絲粒帶相對(duì)長(zhǎng)度Relativelengthofcentromereband∥%異染色質(zhì)含量Heterochromatincontent∥%臂比值A(chǔ)rmratio染色體類型Chromosometype1L112.627.6920.312.6012.811.64m2L29.275.6014.871.8812.921.66m3L37.085.3412.422.1616.921.33m4L410.871.7616.24t5M58.821.7319.67t6M67.021.8726.60t7M75.931.4925.16t8M85.101.8135.58t9S94.491.6636.94t10S103.061.3945.54tXX7.161.3618.95t

3結(jié)論與討論

(3)按照核型不對(duì)稱理論[8]，將動(dòng)植物核型分成1A、2A、3A、4A、1B、2B、3B、4B、1C、2C、3C、4C 12種類型，并指示“1A”最對(duì)稱，“4C”最不對(duì)稱，動(dòng)物核型進(jìn)化的總趨勢(shì)是由比較對(duì)稱到比較不對(duì)稱。紅擬棒角蝗的核型屬“1C”核型，說明其核型比較不對(duì)稱。目前擬棒角蝗屬的種類在染色體方面的研究較少，紅擬棒角蝗的進(jìn)化地位，還有待于同其他蝗蟲進(jìn)行深入研究才能確定。

參考文獻(xiàn)

[1] 李新江，張道川，王文強(qiáng).蝗蟲染色體C帶核型研究進(jìn)展(昆蟲綱：直翅目)[J].河北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2004，24(3)：332-336.

[2] 馬恩波，鄭哲民.五種稻蝗染色體核型和C帶帶型的比較[J].昆蟲學(xué)報(bào)，1989，32(4)：399-405.

[3] 鄭哲民.蝗蟲分類學(xué)[M].西安：陜西師范大學(xué)出版社，1993：353-355.

[4] 李國(guó)珍.染色體及其研究方法科學(xué)出版社[M].北京：科學(xué)出版社，1985.

[5] 馬恩波，姚愛玉.蝗蟲染色體分帶技術(shù)的研究[J].遺傳，1999，21(3)：28-30.

[6] 馬恩波，歐曉紅，喬格俠，等.蝗總科染色體研究及科級(jí)綜合比較(直翅目)[J].昆蟲分類學(xué)報(bào)，2000，2(1)：6-10.

[7] 楊海濤.蝗總科部分種類染色體指標(biāo)與系統(tǒng)學(xué)關(guān)系研究[D].太原：山西大學(xué)，2007.

摘要[目的]研究紅擬棒角蝗Gomphocerippusrufus(Linnaeus)的染色體核型及C帶帶型。[方法]采用野外活體處理，染色體常規(guī)制片法制片；利用BSG法進(jìn)行C帶顯帶處理，顯微攝影后，測(cè)量染色體和C帶帶紋的相對(duì)長(zhǎng)度，計(jì)算每條染色體異染色質(zhì)的含量。[結(jié)果]紅擬棒角蝗的染色體數(shù)目為)=21，染色體臂數(shù)NF=27。性別決定機(jī)制為XO型。染色體組式為4L+4M+2S+X。L1、L2、L3屬于中著絲粒染色體，其余的都為端著絲粒染色體。每條染色體僅具有著絲粒C帶帶紋，無其他帶型。異染色質(zhì)在整個(gè)染色體組中的總含量為19.71%。[結(jié)論]為槌角蝗科昆蟲的細(xì)胞遺傳學(xué)和細(xì)胞分類學(xué)研究提供染色體及其顯帶方面的基礎(chǔ)資料。

關(guān)鍵詞紅擬棒角蝗；染色體；C帶核型

Chromosomal C Banding Karyotype ofGomphocerippusrufus(Linnaeus) (Areidoidea: Gomphoceridae)

XU Shu-juan(College of Life Science and Technology, Longdong University, Qingyang, Gansu 745000)

Abstract[Objective] To research the chromosomal C banding karyotype ofGomphocerippusrufus. [Method] BSG method was used to carry out the banding treatment. After the micrography, the the relative lengths of chromosome and C banding were measured, and the content of heterochromatin in each chromosome was counted. [Result] The sex-determining mechanism ofG.rufuswas XO and the chromosome number was)=21 with a karyotype formula of 4L+4M+2S+X andNF= 27. The chromosomes were three metacentric pairs and five telocentric pairs, and X chromosomes was also telocentric one. All the chromosomes had the centromeric C banding. In addition, the total content of heterochromatin in the genome was 19.71%. [Conclusion] The research provides the data about the chromosome and banding for the cytogenics and cytotaxonomy of Gomphoceridae.

Key wordsGomphocerippusrufus; Chromosome; C banding karyotype

收稿日期2015-12-14

作者簡(jiǎn)介許姝娟(1983- )，女，河南開封人，講師，從事昆蟲分類及系統(tǒng)發(fā)育研究。

中圖分類號(hào)S 433.2；Q 969.26

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2016)01-231-03