中间偃麦草和长穗偃麦草染色体核型分析.docx

? ? 中间偃麦草和长穗偃麦草染色体核型分析 ? ? 张晓燕，毛培春，孟 林，张德罡 (1.甘肃农业大学草业学院，甘肃 兰州 730070；2.北京市农林科学院北京草业与环境研究发展中心，北京 100097) 偃麦草属(Elytrigia)系禾本科多年生疏丛根茎型禾草，是一类重要的优良牧草资源和水土保持、固土护坡等生态环境建设的首选植物[1]，全世界约有50 种, 我国野生分布有6种[2]。其中，中间偃麦草(E.intermedia)和长穗偃麦草(E.elongata)是研究较为系统、应用较为普遍的2个偃麦草属植物，具有抗旱、耐寒、耐盐碱等特性，并作为小麦(Triticumaestivum)野生近缘种，是小麦外源基因资源库的备用植物资源之一。它们携带有重要的抗病基因，如对小麦锈病、小麦黄矮病、赤霉病和白粉病等多种小麦病害具明显抗性的抗病基因，此外，还具有大穗、多花以及极强的抗低磷营养胁迫能力等许多优良性状基因[3]，成为小麦外源基因转移和远缘杂交育种的优良资源，被广泛应用于小麦新品种选育中[4]。同时，针对其形态结构解剖[2,5]、光合特性[6]、抗旱耐盐碱特性[7-10]、染色体组构成[11]和特异分子标记[12]等方面也有一定研究。本研究主要对从国外引进的中间偃麦草和长穗偃麦草的染色体核型进行分析，旨为对其深度开发利用提供遗传细胞学的理论依据。 1 材料与方法 1.1试验材料 研究材料由美国国家种质资源库提供的中间偃麦草(原产于乌克兰)和长穗偃麦草(原产于葡萄牙)的种子。 1.2试验方法 选取饱满的种子放在经水浸湿的铺有双层滤纸的培养皿中，置于25℃的恒温箱中培养。待种子根长为1 cm左右，于08：00-10：00，切下长约0.5 cm的根尖，经8-羟基喹啉(0.002 mol/L)处理2～4 h。然后用卡诺固定液[无水酒精∶冰醋酸=3∶1(V∶V)]固定2～4 h，1.0 mol/L盐酸60℃水浴条件下解离5～10 min。将根尖放在载玻片上，切下顶端1～2 mm，滴加石炭酸品红染液进行染色，10 min左右即可压片。 在显微镜下观察并寻找染色体轮廓清晰、染色适中、分散而不重叠的分裂中期相，利用LY-WN万能视频成像装置(成都励扬精密机电有限公司生产)读取视频显微图像，KARIO自动核型分析软件(成都励扬精密机电有限公司生产)进行核型分析。 镜检后，取3～5个细胞的染色体，用显微尺量出每条染色体的长臂值、短臂值，制成染色体参数表格和核型模式图。核型不对称系数按Arano[13]提出的长臂总长与全组染色体总长之比的核型不对称系数(AS.K%)来确定。核型分类按Stebbins[14]提出的最长染色体与最短染色体之比及臂比大于2的染色体所占的比例标准进行。采用Levan等[15]以染色体臂比来确定着丝点位置和Kuo等[16]以染色体相对长度系数将染色体分成4组的染色体分类标准。用AutoCAD作核型模式图，图像处理采用AdobePhotoshop 7.0.1软件。 2 结果 2.1中间偃麦草染色体核型分析 中间偃麦草的染色体数目为2n=6x=42(图1)。染色体平均长度2.48 μm，为小染色体。最长染色体3.98 μm，最短染色体1.23 μm。染色体相对长度变化范围为2.36～7.63，染色体臂比值变化范围为1.15～2.72，最长染色体与最短染色体之比为3.24，臂比值>2.0的染色体所占比例为9.52%，属“2B”核型，核型不对称系数为59%，为基本对称型。21对染色体中有19对为中着丝粒染色体，2对为近中着丝粒染色体，未发现随体。染色体相对长度组成为:10L+10M2+12M1+10S，核型公式为：K(2n)=6x=42=34m+8sm(表1和表2)。 2.2长穗偃麦草染色体核型分析 长穗偃麦草的染色体数目为2n=10x=70(图2)。染色体平均长度5.45 μm，为中染色体。最长染色体7.90 μm，最短染色体3.08 μm。染色体相对长度变化范围为1.62～4.14，染色体臂比值变化范围为1.01～8.96，最长染色体与最短染色体之比为2.56，臂比值>2.0的染色体所占比例为34.29%，属“2B”核型，核型不对称系数为64%，为基本对称型。35对染色体中有19对为中着丝粒染色体，11对为近中着丝粒染色体，4对近端着丝粒染色体，1对端着丝粒染色体，未发现随体。染色体相对长度组成为:10L+22M2+30M1+8S，核型公式为：K(2n)=10x=70=38m+22sm+8st+2t(表1和表3)。 图1 中间偃麦草染色体核型及核型模式图 表1 中间偃麦草和长穗偃麦草核型主要特征 表2 中间偃麦草染色体核型参数 图2 长穗偃麦草染色体核型及核型模式图 3 讨论与结论 3.1偃麦草属的分类 植物染色体的数