虎眼萬年青染色體的核型分析及B染色體研究

李國泰，李春輝

(通化師范學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，吉林 通化 134002)

虎眼萬年青染色體的核型分析及B染色體研究

李國泰，李春輝

(通化師范學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，吉林 通化 134002)

經(jīng)過相關(guān)的B染色體和核型分析的研究在虎眼萬年青的染色體方面，獲得如下結(jié)果：虎眼萬年青的染色體數(shù)為2n=18?；⒀廴f年青染色體數(shù)量穩(wěn)定的常染色體共有18條而B染色體則有22-28條數(shù)目不等，并沒有發(fā)現(xiàn)常染色體間的形態(tài)具有明顯差異，部分表現(xiàn)成中著絲粒染色體另一部分表現(xiàn)成近中著絲粒染色體。總體染色體之間的相對長度差異最高在1.36，經(jīng)過核型分析具體的核型公式為2n=18=4m+14sm+(22～28)Bs,屬于較為對稱的2A型核型公式。討論了虎眼萬年青的B染色體的大量存在與它的生理適應(yīng)性的關(guān)系。

虎眼萬年青；核型分析；B染色體

Abstract:Ornithogalumof chromosomes were studied and B chromosome karyotype analysis, the results are as follows:Ornithogalumchromosome number is 2n = 18. WithinOrnithogalumgenome contains 18 autosomes and a stable amount of 22 to 28, ranging from the number of B chromosomes, morphological differences between autosomal body is not obvious, as the centromere chromosome or near the centromere grain chromosomes. The longest and shortest chromosome relative length ratio of 1.36, karyotype formula is 2n=18=4m+14sm+(22-28) Bs, karyotype type is relatively symmetrical type 2A. This article also discusses the existence of a large number of B chromosomesOrnithogalumrelationship with its physiological adaptation.

Keywords:OrnithogalumcaudatumJacq; Karyotype analysis; B-chromosome

虎眼萬年青(OrnithogalumcaudatumJacq.)，百合科(Liliaceae)，虎眼萬年青屬(Ornithogalum)的一種多年生草本植物，又名玻璃球花，蘭奇，海蔥、鳥乳花等。原產(chǎn)地南非，目前栽培領(lǐng)域遍布世界各地。具有喜好陽光，耐低溫，鱗莖的分生力較強(qiáng)，較高的繁殖系數(shù)等特點(diǎn)?；⒀廴f年青具有綠色卵球形的鱗莖，膜質(zhì)鱗莖皮整體覆蓋其表面。葉生于根上為基生葉，葉的形體多表現(xiàn)為帶狀或者長條狀披針形?；⒀廴f年青花軸不分枝判斷為無限花序下的總狀花序，其長度在15～30cm不等，常規(guī)情況下會排列成頂生的總狀花序或著傘房花序，花的數(shù)量大且分布較為密集。虎眼萬年青具有很大的藥用價(jià)值和觀賞價(jià)值?；⒀廴f年青在藥用價(jià)值方面具有清熱解毒、消腫舒結(jié)的功能，外服用新鮮莖汁液涂抹在瘡的患處可以有效的治療和緩解癥狀，內(nèi)服則可用于治療和緩解未知的的腫毒、肝硬化、肝炎等身體疾病。實(shí)驗(yàn)證明，虎眼萬年青具有抗癌的作用，早在很多年前，國內(nèi)外對于虎眼萬年青的抗腫瘤作用就進(jìn)行了記載?；⒀廴f年青的抗腫瘤作用體現(xiàn)在它所含有的虎眼萬年青多糖具有高的抗腫瘤活性。

B染色體是獨(dú)立的存在于物種染色體組以外的特殊染色體，廣泛的分布于生物界。它們在遺傳學(xué)行為、細(xì)胞學(xué)特性及它們引起的生物學(xué)效應(yīng)等方面，都與常染色體存在明顯的差異。在普及和簡化虎眼萬年青相關(guān)的研究方面，人們更加強(qiáng)著手于研究虎眼萬年青的核型分析以及B類染色體，來為虎眼萬年青的生理適應(yīng)性的進(jìn)一步研究提供有力的細(xì)胞學(xué)生理依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與器材

1.1.1 供試植物材料。試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)材料取自遺傳實(shí)驗(yàn)室內(nèi)栽培的虎眼萬年青的花蕾。永久裝片保存于吉林省通化師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院遺傳實(shí)驗(yàn)室。

1.1.2 試劑。固定液；70%乙醇；改良苯酚品紅染液；45%乙酸；二甲苯；中性樹膠等.

1.1.3 器材。鑷子；解剖針；毫米尺；剪刀；燒杯；廣口瓶；標(biāo)簽紙；紙板；載玻片；蓋玻片；吸水紙；膠棒；膠頭滴管；顯微鏡等.

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 取材。于上午10點(diǎn)左右，采集遺傳實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)栽培的，發(fā)育良好的虎眼萬年青的花蕾。

1.2.2 固定。放入固定液中12～24h后取出，用70%的乙醇沖洗干凈，然后放到70%乙醇中保存。

1.2.3 制片及鏡檢。將虎眼萬年青的花蕾從70%的乙醇保存液中取出來，放入盛滿清水的容器中反復(fù)沖洗干凈，然后放到洗干凈烘干的載玻片上。首先要利用解剖針來將花藥從洗干凈的花蕾中挑出來，然后將多余部分剔除，再將改良苯酚品紅染液滴在剩余部分上數(shù)量掌控在1滴，先靜放置邊等待邊染色，時(shí)間大約為5～10min，再次利用解剖針去除花蕾上的花藥壁，緩慢輕巧的蓋上玻片，使材料的位置處于蓋玻片的正中央，用吸水紙吸收多余染液，并輕輕敲擊蓋玻片，使材料更好的延展成薄薄一層，在蓋玻片一端滴加1滴45%的乙酸，在另一邊用吸水紙吸干，以減輕細(xì)胞質(zhì)的染色程度。

在顯微鏡下觀察，取觀察效果較好的裝片放入冰箱冷凍24h后取出，迅速將蓋玻片與載玻片分離，注意不要碰到材料，然后烘干后滴1滴二甲苯，用干凈的載玻片或蓋玻片用中性樹膠封片做成永久裝片。最后觀察并拍照記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 虎眼萬年青的染色體數(shù)目的計(jì)數(shù)及B染色體的確定

通過觀察發(fā)現(xiàn)虎眼萬年青的染色體數(shù)目是不固定的，大約在40～46條，為18條數(shù)目固定的常染色體和22～28條數(shù)目不等的B染色體(圖1)，由此看來，虎眼萬年青染色體數(shù)目的不同是由數(shù)目不同的B染色體引起的[5]。從形態(tài)上來詳細(xì)分析兩種染色體B染色體形態(tài)上小于常染色體中最小的染色體4,而且常染色體之間一般具有較為明顯的對應(yīng)關(guān)系，但此類染色體并沒有和常染色體之間有相對較為明顯對應(yīng)關(guān)系,通過這個(gè)可以判斷出它們?yōu)锽染色體[5]。

圖1 虎眼萬年青不同B染色體數(shù)

2.2 虎眼萬年青B染色體的遺傳多態(tài)性

觀察了所有的虎眼萬年青的有絲分裂中期的細(xì)胞后，發(fā)現(xiàn)B染色體在每一個(gè)的有絲分裂中期細(xì)胞中數(shù)目都是不確定的，但是數(shù)目為圖1所示的居多，且都是偶數(shù)，沒有發(fā)現(xiàn)奇數(shù)的B染色體在有絲分裂中的細(xì)胞中存在。這種結(jié)果說明了虎眼萬年青中B染色體的數(shù)目不是隨機(jī)產(chǎn)生的，而是有規(guī)律的，這點(diǎn)正好也驗(yàn)證了Baenziger等[7]曾經(jīng)指出，在含有B染色體的植物中，B染色體的數(shù)目不是隨機(jī)的，通常是偶數(shù)的理論。不同的細(xì)胞中B染色體的形態(tài)不同可能是因?yàn)榧?xì)胞分裂的過程中的染色體行為變化，也可能是由于不同細(xì)胞間，B染色體本身的遺傳多態(tài)性所決定的[4]。

2.3 虎眼萬年青染色體的核型分析

要進(jìn)一步加深虎眼萬年青染色體的核型分析，首先要以下面的例圖2為例，其次表1體現(xiàn)了染色體參數(shù)及核型成。2n=18=4m+14sm+(22～28)BS是通過核型分析和進(jìn)一步研究得出的得到虎眼萬年青的核型公式，在虎眼萬年青的染色體中，全部的常染色體整體形態(tài)差異較小，其中最長的常染色體與最短的常染色體進(jìn)行形態(tài)對比，結(jié)果也僅為1.24，并且整體觀察全部的染色體，一共也只分成了2類，為中著絲粒染色體(m)及近中著絲粒染色體(sm)。核型都為2A，這些都從各個(gè)方面論證了虎眼萬年青相對來說屬于較對稱的核型[5]。

圖2 虎眼萬年青的核型圖(2n=18A+24BS)

相對長度(%)序號SLS+L=T著絲粒指數(shù)(%)臂比類型11.362.623.9834.171.93sm21.332.543.8734.371.91sm31.302.473.7734.481.90sm41.292.353.6435.441.82sm51.272.233.5036.291.76sm61.252.143.3936.871.71sm71.232.093.3237.051.70m81.221.983.2038.131.62m91.201.963.1637.971.63m

注：虎眼萬年青的核型公式為2n=18=4m+14sm+(22～28)BS,染色體長度比(最長/最短)為1.24，臂比2的染色體比為0，核型類型為2A。

3 結(jié)論與討論

這次研究的對象為虎眼萬年青，試驗(yàn)對象取自室內(nèi)栽培的同一株虎眼萬年青的花粉，卻在不同的細(xì)胞中B染色體的數(shù)目是不同的，而且每個(gè)細(xì)胞中的B染色體的數(shù)目均超過它的常染體數(shù)目的總數(shù)，也就是超過18條，有的竟然達(dá)到28條之多，這是很罕見的。說明了在含有B染色體的生物中，B染色體的數(shù)目通常是不確定的，且表現(xiàn)出多樣性。王玉

元[8]認(rèn)為B染色體的出現(xiàn)頻率與降雨量以及物種所在的高度呈負(fù)相關(guān)的關(guān)系。本次實(shí)驗(yàn)取自同一株虎眼萬年青的花藥，卻在不同的細(xì)胞中，B染色體的數(shù)目不同，從而說明了虎眼萬年青B數(shù)目眾多，又不穩(wěn)定的原因是自身的細(xì)胞分裂異常引起的，并不是環(huán)境因素。

B染色體一般在細(xì)胞中不產(chǎn)生影響，但是B染色體數(shù)量過多會使植物的適應(yīng)性以及生長方面受影響。凌發(fā)瑤等[9]對不同的群居銀額果蠅的B染色體進(jìn)行了研究，他們認(rèn)為群體中出現(xiàn)B染色體的頻率很高是由于長時(shí)間對惡劣環(huán)境的選擇而產(chǎn)生的具有適應(yīng)性強(qiáng)的遺傳癥狀。而虎眼萬年青中含有較多的數(shù)目不確定的B染色體，并且這些B染色體之間存在明顯的遺傳變異，這些特異的遺傳學(xué)特征可能就是虎眼萬年青具有抗逆和抗旱等生理適應(yīng)性的細(xì)胞學(xué)證據(jù)[5]。

[1]張美萍,王義,楊繼祥.虎眼萬年表組織培養(yǎng)研究[J].吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1997,19(增刊):37-40.

[2]張曉丹.虎眼萬年青抗炎鎮(zhèn)痛作用的實(shí)驗(yàn)研究[D].哈爾濱：黑龍江中醫(yī)藥大學(xué),2009:1-2.

[3]彭世勇,關(guān)麗霞,佟巖,等.虎眼萬年青的組織培養(yǎng)于快速繁殖[J].遼寧農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2006,8(3):6-7.

[4]許竟成.B染色體研究進(jìn)展[J].黃山學(xué)院學(xué)報(bào),2005(6):93-94.

[5]蔡華,夏海武,童艷.虎眼萬年青核型分析及B染色體研究[J].熱帶作物學(xué)報(bào),2007(12):63-64.

[6]魏秀清.西番蓮(Passiflora edulis Sims)染色體微分離與單染色體DNA文庫的構(gòu)成[D].福州：福建農(nóng)業(yè)大學(xué),2007:3-6.

[7]Baenziger.Supemumerary chromosomes indipliod and tetrapliod froms of crested wheatgrass[J].Joumal of Botany,1962,40:549-561.

[8]王玉元.染色體遺傳中的一個(gè)不解之謎-B染色體[J].武漢植物學(xué)研究,1997(1):5-7.

[9]凌發(fā)瑤,施立明.銀額果蠅的B染色體研究:2.昆明群體的生活力和B染色體的關(guān)系[J].動物學(xué)研究,1992,13(3):271-275.

KaryotypeAnalysisandB-ChromosomesStudyofOrnithogalumcaudatum

Li Guotai,Li Chunhui

(College of Science, Tonghua Normal University, Tonghua, Jilin 134002)

2017-06-11

李國泰(1965-)，男，副教授，從事細(xì)胞遺傳學(xué)教學(xué)及研究，E-mail:836202528@qq.com。

S682.36;Q243

A

DOI.:10.13268/j.cnki.fbsic.2017.05.009