部分牡丹品种的染色体核型分析

侯小改，郭大龙，张亚冰，李雪萍，张赞平

(河南科技大学a.农学院;b.林学院，河南洛阳471003)

0 前言

芍药属(Paeonia L.)牡丹组(sect.Moutan DC.)植物为中国特有，栽培品种也起源于中国［1－2］，遗传资源十分丰富。中国牡丹在长期的栽培训化过程中，在株型、花型、花色等性状上产生了丰富多采的变异类型。但由于对其遗传背景、亲缘关系缺乏深入系统的研究，育种工作受到很大限制。

核型分析是分类学的一项重要依据［3］，是探讨植物亲缘关系和系统演化的一种有效方法［4］，有助于揭示物种遗传进化的过程和机制［5］。目前，牡丹野生种的核型分析多数已有报道，它们均为二倍体，属2A型核型，但某些种不同居群的核型有变化［6－15］。关于牡丹栽培品种的核型报道较少［16－20］，但出现了不同产地品种的核型存在一定差异，甚至有的品种不同研究者得出的结果也不同的现象。形成这种差异的原因，可能与研究者的制片技术及分析方法有关，也可能与栽培条件或地理位置的变化有关。因此，本文对14个不同株高、花型及花色的牡丹品种核型进行了比较研究，以期为进一步探讨牡丹育种途径、杂交育种亲本选配及不同株型、花型、花色遗传规律等提供细胞学依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试材来源于中国洛阳国家牡丹基因库，品种名称及特征见表1。

1.2 方法

2012年3月下旬采集0.5～1.0 cm饱满花蕾，用对二氯苯饱和溶液处理3～4 h后，蒸馏水冲洗干净，用卡诺氏固定液(φ(无水乙醇)∶φ(冰醋酸)=3∶1)固定24 h以上，固定好的材料如不能及时解离及制片，可将材料换至体积分数为70%酒精中，4℃冰箱保存备用。

将保存在冰箱中的材料用蒸馏水清洗，然后用1 mol/L的HCl在60℃解离5～10 min，蒸馏水漂洗，用改良的苯酚品红染色，压片法制片、镜检。

在显微镜下选择染色体分散较好的细胞进行染色体计数并照相。染色体计数和核型分析依据文献［21］的分析标准进行，每种材料均观察30个左右细胞进行染色体计数。分别选用5个分散良好的中期分裂相进行分析测量，得到核型数据。

染色体类型分析按照文献［22］的分类系统，核型类型分析参照文献［23］的分类标准。

染色体相对长度=染色体绝对长度/染色体组总长度×100%［21］。

表1 供试材料

染色体臂比值=染色体长臂长度/染色体短臂长度。

2 结果与分析

2.1 染色体核型的变化

所有供试材料的染色体数目均为2n=2x=10。各品种核型结构的主要参数见表2，各品种中期染色体及核型见图1。染色体着丝点类型分为:m代表中部着丝粒区;sm代表近中部着丝粒区;st代表近端部着丝粒区。

供试的14个品种可划分为3类核型。‘银鳞碧珠’、‘藕丝魁’、‘罂粟红’、‘紫红争艳’归为第1类，其核型组成完全相同，为2n=2x=10=6m+2sm+2st;‘酒醉杨妃’、‘红梅傲霜’、‘春归华屋’、‘金玉交章’、‘银粉金鳞’、‘十八号’、‘白玉’、‘肉芙蓉’归为第2类，其核型组成为2n=2x=10=8m+2st;‘万花盛’和‘佛门袈裟’归为第3类，其核型组成为2n=2x=10=8m+2sm。3类核型的对称性的由大到小的顺序为第3类，第2类，第1类。比较上述3类核型，其共同点是第1组、第2组、第3组均由中部着丝点染色体组成，所不同的是，第1类核型比第2类、第3类核型多了一对近中部着丝点染色体，而第3类与第1类、第2类染色体核型在第5组染色体上不同，不是近端部着丝点，而是近中部着丝点染色体。

依据文献［23］核型分类标准，供试品种均为2A类型，均属于对称型核型。根据文献［23－24］的观点，在系统演化上处于比较古老或原始的植物，往往具有较对称的核型，而不对称的核型则往往出现在较进化或特化的植物中。本文观察的14个品种中，从核型类型上看，‘银鳞碧珠’、‘藕丝魁’、‘罂粟红’、‘紫红争艳’可能属于较进化的类型。但是，这4个品种从株高、花色、花型等特征上无相近之处，第2类和3类亦如此。

2.2 染色体长度的变化

牡丹品种核型特征及核型图见表2和图1，表2和图1表明:‘紫红争艳’染色体最长，‘十八号’最短。上述牡丹品种染色体由大到小顺序为:‘紫红争艳’，‘肉芙蓉’，‘藕丝魁’，‘佛门袈裟’，‘银鳞碧珠’，‘银粉金鳞’，‘罂粟红’，‘金玉交章’，‘白玉’，‘酒醉杨妃’，‘万花盛’，‘红梅傲霜’，‘春归华屋’，‘十八号’。但是，牡丹各品种间染色体的大小及每个染色体组内各个染色体的大小，彼此相差较小，表现为连续性大小变化，均为大型染色体。且染色体大小与株高、花色及花型等性状间无明显相关性。

2.3 “随体”的变化

在‘十八号’、‘银粉金鳞’的第5对染色体短臂上及‘红梅傲霜’的第4对染色体短臂上有随体染色体存在。但这些随体染色体是不稳定的，即有的细胞中可见，有的则无。而在其他供试材料中未发现具有随体染色体。推测产生此种不稳定的原因可能是由于第Ⅳ组或第V组具近端部着丝点染色体短臂上带有较小的随体，两者往往相连而不易识别，只有在随体较延伸的细胞中方可辨认［17］。

3 讨论

3.1 关于核型类型

文献［16］观察了7个牡丹二倍体品种的核型，除‘青龙卧墨池’外均为2n=2x=10=8m+2st;文献［17］观察了12个牡丹品种的核型，分为3种类型;文献［18］比较了甘肃紫斑牡丹与中原牡丹品种染色体核型差异，其中，中原牡丹品种核型组成为2n=2x=6m+2sm+2st，甘肃紫斑牡丹品种核型组成为2n=2x=8m+2st。本文所研究的14个品种与文献［17］一致，亦分为3种类型。这说明:原产中国的牡丹存在着核型的多样性。但是，核型与牡丹株型、花型、花色等性状间无明显的相关性。

3.2 关于随体问题

本文研究表明:牡丹品种‘十八号’、‘银粉金鳞’的第5对染色体短臂上及‘红梅傲霜’第4对染色体短臂上发现有随体存在，其他品种未发现。这与文献［17］观察结果一致。但文献［16］对7个牡丹品种、文献［18］对10个牡丹品种及文献［19］对‘凤丹白’的观察并未发现随体存在。

表2 牡丹品种核型特征

图1 牡丹品种核型图

4 结论

供试的14个品种间染色体相对长度差异较小，但核型组成不同，它们分属于3种核型类型。在3个品种中发现有随体存在。但这些差异与牡丹品种间株型、花型、花色等性状无明显的相关性。究竟牡丹株型、花型及花色等性状与染色体行为是否相关，有待于进一步研究。

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