8個(gè)德國(guó)鳶尾栽培品種的核型分析

路斐 趙小杰 高博 王超

摘要：利用染色體常規(guī)壓片法，對(duì)8個(gè)德國(guó)鳶尾（Iris germamca L.）栽培品種進(jìn)行了染色體數(shù)目鑒定和核型分析，結(jié)果表明：8個(gè)栽培品種均為二倍體，染色體數(shù)目為2n=36～48。品種SH1701、SH1706、SH1707、SH1731、SH1742、SH1753、SH7755、SH1756核型公式依次為：2n=36=17m+16sm+3st;2n=48=13m+21sm+14st;2n=46=20m+24sm+2st;2n=44=10m+26sm+8st;2n=42=10m+9sm+23st;2n=44=17m+21sm+6st;2n=42=16m+22sm+4st;2n=40=20m+17sm+3st。其核型不對(duì)稱系數(shù)介于62.35%～72.38%之間，屬于進(jìn)化程度較高的類型。

關(guān)鍵詞：德國(guó)著尾;栽培品種;染色體;核型分析

德國(guó)鳶尾為鳶尾屬（Iris）的多年生草本植物，因其花朵姿態(tài)優(yōu)美、色彩豐富，并兼具花葉雙觀、耐寒、耐旱、耐瘠薄等特性，在世界各地廣為栽種。德國(guó)鳶尾品種繁多，我國(guó)從20世紀(jì)90年代開始引種栽培，目前德國(guó)鳶尾的研究多集中于栽培方法、組織培養(yǎng)及抗逆性等方面h-s1，而關(guān)于品種間親緣關(guān)系分析和種質(zhì)資源分類的報(bào)道較少。德國(guó)鳶尾主要親本為黃褐鳶尾（I.vanegam）和香根鳶尾（I.pallida）、在育種過程中，來自于特洛伊鳶尾（I.trojana）、中東（I.mesopotamica）與浦路斯鳶尾（I.cypriana）的優(yōu)良形狀的融入，對(duì)改良德國(guó)鳶尾新品種花朵觀賞特性和植株生長(zhǎng)特性具有重要作用，亦使得德國(guó)鳶尾品種的親緣關(guān)系和遺傳基礎(chǔ)變得極為復(fù)雜[6]，根據(jù)植物的形態(tài)學(xué)、解剖學(xué)等方式對(duì)德國(guó)鳶尾的種質(zhì)資源進(jìn)行分類鑒定不夠準(zhǔn)確。生物的染色體核型是相當(dāng)固定的，因此核型分析在判斷和分析物種間親緣關(guān)系等方面具有重要作用[7-8]。目前，關(guān)于德國(guó)鳶尾的核型特征研究較少，而且已有的關(guān)于德國(guó)鳶尾的核型報(bào)道結(jié)果存在差異。例如，毛節(jié)琦報(bào)道德國(guó)鳶尾的染色體數(shù)目為2n=28[9]，而余小芳的研究結(jié)果則表明德國(guó)鳶尾的核型公式為2n=40[10]。本研究對(duì)8個(gè)德國(guó)鳶尾栽培品種的染色體核型進(jìn)行分析比較，旨在為德國(guó)鳶尾常見栽培品種的種質(zhì)鑒定及雜交育種親本選配提供必要的細(xì)胞遺傳學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料中的8個(gè)德國(guó)鳶尾栽培品種（SH1701、SH1706、SH1707、SH1731、SH1742、SH1753、SH1755、SH1756），除SH1753引自河北省林業(yè)科學(xué)研究院外，其余7個(gè)品種均引自美國(guó)，現(xiàn)栽種于河北農(nóng)業(yè)大學(xué)西校區(qū)苗圃，材料詳細(xì)信息見表1。

1.2 方法

選取生長(zhǎng)旺盛的植株個(gè)體，取其根尖，用蒸餾水沖洗干凈后置于4℃條件預(yù)處理24h，之后用卡諾固定液（冰乙酸：無水乙醇=1：3）在4℃條件下固定24h，常規(guī)壓片法制片。根尖用1mol/L HCI于60℃水浴軟化8min，蒸餾水沖洗4～5次，改良的卡寶品紅溶液進(jìn)行染色，使用Olympus BH2光學(xué)顯微鏡觀察。選擇染色體形態(tài)清晰，分散而不重疊的分裂中期相在100倍鏡下拍照并保存。染色體計(jì)數(shù)和核型分析參照李懋學(xué)等的[11]分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，染色體類型分析按照Levan等[12]的分類系統(tǒng)，核型分類采用Stebbins[13]的標(biāo)準(zhǔn)。核型不對(duì)稱系數(shù)參照Arano[14]的方法進(jìn)行計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

2.1 染色體的數(shù)目及核型

染色體數(shù)目鑒定表明，8個(gè)栽培品種均為二倍體，但品種間的染色體數(shù)目差別較大（表2），其中SH1701為2n=36，SH1756為2n=40，SH1742和SH1701為2n=42，SH1701，SH1731和SH1753為2n=44，SH1706為2n=46，SH1707為2n=48。8個(gè)品種的平均臂比值在1.74～2.97之間（表2），其中SH1742的臂比均值最大，為2.97，SH1707的臂比均值最小，為1.74。核型公式可以直觀地表現(xiàn)出染色體組的整體特征，主要表現(xiàn)不同類型染色體所占比例。本研究中SH1701、SH1706、SH1707、SH1731、SH1753、SH1755和SH1756的大多數(shù)染色體為中部（m）或者亞中部（sm）著絲點(diǎn)染色體，少量為亞端部著絲點(diǎn)染色體（st），而SH1742的染色體中亞端部著絲點(diǎn)染色體占多數(shù)，在本研究中未發(fā)現(xiàn)具有隨體的染色體（圖1、表2）。

2.2 核型比較

8個(gè)品種的最長(zhǎng)與最短染色體的比值在1.71～3.5之間，SH1701、SH1707和SH1755屬于2A核型類別，SH1753和SH1756屬于2B核型類別，SH1742屬于3A核型類別，SH1731和SH1706屬于3B核型類別（表2）。臂比均值和核型不對(duì)稱系數(shù)表現(xiàn)的是一個(gè)核型內(nèi)所有染色體整體的不對(duì)稱性。本研究中，8個(gè)品種的核型不對(duì)稱系數(shù)介于62.35%～72.38%之間（表2、圖2），一般認(rèn)為核型變異由對(duì)稱向不對(duì)稱發(fā)展，進(jìn)化水平較高的物種常常具有相對(duì)不對(duì)稱的核型[15-17]，因此本研究中的德國(guó)鳶尾品種屬于進(jìn)化程度較高的類型。

3 討論

本研究報(bào)道的8個(gè)德國(guó)鳶尾栽培品種的染色體數(shù)目與核型，均為首次詳細(xì)報(bào)道。8個(gè)品種均為二倍體，但是染色體基數(shù)差別較大。德國(guó)鳶尾育種歷史悠久，現(xiàn)代栽培德國(guó)鳶尾品種除含有來自主要親本為黃褐鳶尾和香根鳶尾的遺傳基礎(chǔ)，在育種過程中亦融入了特洛伊鳶尾、中東鳶尾與浦路斯鳶尾的血緣，連續(xù)的種內(nèi)和種間雜交使得德國(guó)鳶尾品種間染色體數(shù)目變化較大[18]。本研究的8個(gè)德國(guó)鳶尾品種除具有m和sm類型著絲點(diǎn)染色體外，均含有不同數(shù)量的st著絲點(diǎn)染色體。鳶尾屬中的馬藺、野鳶尾和有髯鳶尾類的粗根鳶尾種只具有m和sm類型著絲點(diǎn)染色體[19-21]，中亞鳶尾同時(shí)具有m、sm和st3種著絲點(diǎn)[22]，由此可見鳶尾屬內(nèi)各種之間進(jìn)化程度不盡相同。本研究中，不同品種的核型類型也表現(xiàn)出了多樣性，出現(xiàn)了4種核型類型：2A、2B、3A、3B型，但并未出現(xiàn)極對(duì)稱和極不對(duì)稱的類型，說明德國(guó)鳶尾品種總體上是一個(gè)核型類型對(duì)稱的群體[23]。綜上所述，本研究所提供的染色體數(shù)目和核型數(shù)據(jù)，將為德國(guó)鳶尾雜交親本選配、品種分類及親緣關(guān)系鑒定提供細(xì)胞遺傳學(xué)依據(jù)。

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