龙牙百合核型分析

2012-04-29李益锋皮俊朱敏

湖北农业科学 2012年6期

李益锋皮俊朱敏

摘要：采用染色体常规压片方法对龙牙百合根尖细胞进行了染色体核型分析，结果表明，龙牙百合的染色体数目为２ｎ＝２４，染色体核型公式为２ｎ＝２ｘ＝２４＝４ｍ（ＳＡＴ）＋２ｓｍ＋１０ｓｔ（２ＳＡＴ）＋８ｔ，核型分类属于３Ｂ类型，核型不对称系数Ａｓ．Ｋ为７６．８０％，染色体相对长度系数Ｉ．Ｒ．Ｌ＝６Ｌ＋４Ｍ２＋１０Ｍ１＋４Ｓ。

關键词：龙牙百合；核型分析；染色体

中图分类号：Ｓ６４４．１；Ｑ３４３．２＋２文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０12）06－1139-03

ＴｈｅＫａｒｙｏｔｙｐｅＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＬｉｌｉｕｍｂｒｏｗｎｉｉｖａｒ．ｖｉｒｉｄｕｌｕｍ

ＬＩＹｉ－ｆｅｎｇ，ＰＩＪｕｎ，ＺＨＵＭｉｎ

（ＨｕｎａｎＢｉｏｌｏｇｉｃａｌ and ＥｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０１２７，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： The karyotype of Lilium brownii F. E. Brown var. viridulum Baker was analyzed by conventional pressed disc method. The results indicated that the chromosome numbers were 2n=24 and the karyotype formulaeｗａｓ２ｎ＝２ｘ＝２４＝４ｍ（ＳＡＴ）＋２ｓｍ＋１０ｓｔ（２ＳＡＴ）＋８ｔ，ｔｈｅｔｙｐｅｏｆｔｈｅ karyotype ｂｅｌｏｎｇｅｄｔｏ３Ｂ．Ａｓ．Ｋ was ７６．８０％，ｔｈｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｒｅｌａｔｉｖｅｌｅｎｇｔｈＩ．Ｒ．Ｌ＝６Ｌ＋４Ｍ２＋１０Ｍ１＋４Ｓ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＬｉｌｉｕｍｂｒｏｗｎｉｉＦ．Ｅ．Ｂｒｏｗｎｖａｒ．ｖｉｒｉｄｕｌｕｍＢａｋｅｒ； kａｒｙｏｔｙｐｅ analysis； cｈｒｏｍｏｓｏｍｅ

目前，国内学者已对多种百合属（ＬｉｌｉｕｍＬ．）植物的染色体进行了核型分析［１－９］。龙牙百合（Ｌ. ｂｒｏｗｎｉｉＦ．Ｅ．Ｂｒｏｗｎｖａｒ．ｖｉｒｉｄｕｌｕｍＢａｋｅｒ）为百合科（Ｌｉｌｉａｃｅａｅ）百合属多年生草本植物，是目前湖南省和江西省的主栽食用百合，因其干品瓣形肥大微弯、色泽洁白至宝黄、形似龙牙而得名。有关其细胞学的研究与应用不是很多，已经报道的只有刘选明等［１０］运用组织培养技术结合秋水仙碱诱变处理首次获得了四倍体龙牙百合，而其核型分析结果尚未见相关报道。试验以龙牙百合根尖为材料，对其染色体核型进行了研究，旨在为其遗传利用、细胞学分析提供参考。

１材料与方法

２０１０年８月，在龙牙百合国家地理标志产地湖南省隆回县和田乡玉坪村挖取当年种植的鲜百合鳞茎，从地里挖出后，清水洗净，晾干，装入干净纸袋带回实验室。在实验室将龙牙百合鳞茎置低温保湿环境中，在２０１０年１０月上旬当鳞茎陆续长出幼嫩根尖后，于上午９∶００左右取长０．５ｃｍ左右的根尖组织，用０．０５％（质量分数）的秋水仙碱在４℃冰箱中处理２４ｈ，卡诺氏液（冰醋酸∶无水乙醇＝１∶３，体积比，下同）固定１２ｈ，用体积分数为７０％的乙醇保存备用。制片时，先将根尖用去离子水洗净，用１ｍｏｌ／Ｌ盐酸于６０ ℃恒温水浴中解离８～１０ｍｉｎ，去离子水漂洗后用卡宝品红染色，植物染色体常规压片法压片、镜检，将中期染色体清晰且分散良好的分裂相用Ｏｌｙｍｐｕｓ显微镜拍照。染色体计数观察统计３０个完整的中期分裂相视野，核型分析统计５个不同个体的细胞染色体的测量数据，取平均值。

核型分析比较按Ｌｅｖａｎ等［１１］和李懋学等［１２］的方法，用Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ软件进行处理［１３］；核型类型根据Ｓｔｅｂｂｉｎｓ［１４］的分类标准划分；核型不对称系数（Ａｓ．Ｋ＝长臂总长／全组染色体总长×１００％）按Ａｒａｎｏ［１５］的方法计算；染色体相对长度系数（Ｉ．Ｒ．Ｌ＝染色体长度／全组染色体平均长度）按Ｋｕｏ等［１６］的方法计算。

２结果与分析

龙牙百合的染色体核型参数见表１，中期染色体形态、核型图及核型模式图分别见图１、图２。由表1和测量数据可知，龙牙百合染色体的核型公式为２ｎ＝２ｘ＝２４＝４ｍ（ＳＡＴ）＋２ｓｍ＋１０ｓｔ（２ＳＡＴ）＋８ｔ。最长染色体的长度为２６．２６ μｍ，最短染色体长度为７．０９ μｍ，最长与最短染色体比值为３．７１，臂比值大于２的染色体占全部染色体的比率为８３．３％，按Ｓｔｅｂｂｉｎｓ的核型分类系统，属于３Ｂ型。平均臂比为５．１８，核型不对称系数Ａｓ．Ｋ为７６．８０％，染色体相对长度变化范围在３．３8％～１２．４8％，染色体相对长度系数Ｉ．Ｒ．Ｌ＝６Ｌ＋４Ｍ２＋１０Ｍ１＋４Ｓ。

从图１可见，龙牙百合第一对染色体的２条染色体臂上有次缢痕，且靠近着丝点，第二、第四对染色体的短臂上有随体及次缢痕，但未见Ｂ染色体。

３讨论

百合属植物的染色体为大型染色体，染色体基数ｘ＝１２，以二倍体（２ｎ＝２ｘ＝２４）最为常见。该属植物的核型也较稳定，一般由２对具中部（ｍ）或近中部（ｓｍ）着丝点的长染色体和１０对具近端（ｓｔ）或端部（ｔ）着丝粒的短染色体组成，且在第一、第二对染色体的短臂上常见居间随体［１７］，本研究报道的龙牙百合染色体数目及核型基本符合这一特征。

中国著名的三大栽培百合中，宜兴百合属于卷丹（Ｌ. ｌａｎｃｉｊｏｌｉｕｍＴｂｕｎｂ），兰州百合属于川百合（Ｌ．ｄａｖｉｄｉｉＤｕｃｈａｒｔｒｅ ex. Ｅｌｗｅｓ），龙牙百合属于百合（Ｌ．ｂｒｏｗｎｉｉＦ．Ｅ．Ｂｒｏｗｎｖａｒ．ｖｉｒｉｄｕｌｕｍＢａｋｅｒ）。宜兴百合的染色体是百合属中极少见的三倍体（２ｎ＝３ｘ＝３６）［１７，１８］，戴小红等［６］报道的兰州百合核型公式为２ｎ（２ｘ）＝２４＝２ｍ（２ＳＡＴ）＋２ｓｍ＋１０ｓｔ（２ＳＡＴ）＋８ｔ＋２Ｔ，这与本研究的龙牙百合核型２ｎ＝２ｘ＝２４＝４ｍ（ＳＡＴ）＋２ｓｍ＋１０ｓｔ（２ＳＡＴ）＋８ｔ较为相近，且均属３Ｂ型，两者的第一对染色均为中部着丝点染色体，具居间随体，第二对染色体为中部或近中部着丝点染色体；两者的主要区别在于随体数目和臂比值。

龙牙百合的核型不对称系数为７６．８０％，而兰州百合的核型不对称系数为８０．１８％［６］，根据学术界“在被子植物中，核型进化的基本趋势是由对称向不对称发展”的观点［１４］，若是排除了试验中的误差因素，龙牙百合的进化地位应该是相对较低的。

参考文献：

［１］邵建章，张定成，杨连珍，等．安徽百合属细胞学研究［Ｊ］．安徽师范大学学报（自然科学版），１９９４，１７（２）：３９－４３．

［２］杨利平，丁冰，刘香环，等．东北百合属植物的细胞遗传多样性［Ｊ］．东北林业大学学报，１９９６，２４（５）：１９－２３．

［３］范小峰，郭小强，李师翁．子午岭产４种百合科植物的核型多样性研究［Ｊ］．西北植物学报，２０００，２０（５）：８８２－８８８．

［４］虞泓，王红霞，游丹．泸定百合居群染色体形态研究［Ｊ］．云南大学学报（自然科学版），２０００，2２（１）：６０－６７.

［５］张绍斌，许介眉，虞泓．云南淡黄花百合１０个居群核型研究［Ｊ］．云南植物研究，２００４，２６（４）：４１３－４２０．

［６］戴小紅，张延龙，牛立新．百合属４种植物的核型研究［Ｊ］．西北植物学报，２００６，２６（１）：５０－５６．

［７］岳玲，雷家军，王欣．辽宁的４种野生百合（Ｌｉｌｉｕｍｓｐｐ．）的核型研究［Ｊ］．辽宁农业科学，２００６（４）：５－８．

［８］王欣，雷家军，李明旭．渥丹百合不同居群核型研究［Ｊ］．中国农学通报，２００６，２２（１０）：２８１－２８４．

［９］王树红，李巧峡，赵庆芳，等．四种观赏百合的核型分析［Ｊ］．西北师范大学学报（自然科学版），２００７，４３（４）：９３－９７．

［１０］刘选明，周朴华，何立珍，等．应用细胞工程技术选育四倍体龙牙百合的研究［Ｊ］．生物工程学报，１９９６（增刊）：１９７－２０３．