甘蔗近缘野生种云滇95-20的染色体及核型分析

2013-07-26林秀琴刘洪博

中国糖料 2013年1期

林秀琴，毛钧，陆鑫，马丽，刘洪博，蔡青，2，3

（1.云南省农业科学院甘蔗研究所/云南省甘蔗遗传改良重点实验室，开远 661699；2.云南省农业科学院生物技术与种质资源保存研究所，昆明 650223；3,云南大学生命科学院，昆明 650091）

滇蔗茅（Erianthus rockii Keng in Sinensia）是珍贵的甘蔗野生近缘属-蔗茅属（Erianthus）植物，产于四川、云南、西藏；多生于海拔500～2700m的干燥山坡草地[1]，具有耐旱、耐寒、抗锈病[2-3]等优良特性，可作为品种改良中抗逆性和抗锈病基因的重要供体野生亲本。通过诱导甘蔗属热带种与滇蔗茅花期相遇进行属间远缘杂交，所获得的F1代作为供体亲本与甘蔗品种多次杂交，从而选育出在抗寒性和抗旱性表现优良的含滇蔗茅血缘的品种，这对甘蔗产业的持续、健康、稳定发展具有重要的意义[4-5]。本研究对1份滇蔗茅材料云滇95-20进行染色体计数及核型分析，以期为该亲本的远缘杂交后代材料的鉴定和遗传研究提供细胞学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验材料为国家甘蔗种质资源圃近缘属区保存的近缘野生种云滇95-20，是甘蔗种质创新利用中的重要亲本材料之一。

1.2 方法

将材料栽种在10 L塑料桶中，底部放适量的珍珠岩，上面盖一层土，待其长出嫩黄色根尖后进行采样。取甘蔗根尖材料用对二氯苯水饱和溶液与0.002 mol/L 8-羟基喹啉等体积混合液室温预处理4 h，0.075 mol/L KCl低渗1 h（室温），用现配的卡诺氏固定液I（无水乙醇∶乙酸=3∶1）于4℃冰箱固定24 h，双蒸水洗2遍10 min，用70%乙醇溶液浸泡，放4℃冰箱保存备用。根尖用45%乙酸和1N HCl等体积混合液于65℃水浴锅解离8min，进行常规压片。制好的染色体玻片标本在德国蔡司公司（ZEISS）显微镜（型号：Axioskop 2 plus）下镜检观察，通过显微镜上CCD与微机连接，用IKaros图像分析系统进行中期细胞图片采集、分割染色体、测量染色体长度等，依照染色体大小相似，臂比相似，形态相似进行同源配对，然后根据染色体从大到小，短臂向上，长臂向下，着丝点对齐在同一直线上进行排序。当染色体长度相等时，则短臂长的排在前面。共观察75个细胞用于染色体数目统计鉴定，核型分析时取3个细胞的平均值。染色体分类（着丝点位置的命名）按Levan[6]的命名法，核型分析按李懋学等[7]建议的统一标准进行，核型分类按Stebbins[8]的方法进行。

核型分析有关参数按下列公式计算[7]：

2 结果与分析

2.1 染色体计数

对75个可以进行染色体计数的有丝分裂中期细胞进行观察和计数，结果见表1。染色体数目2n=30条所占比例最高，为66.67%，根据以众数计算染色体数目的原则，可确定该物种云滇95-20染色体数目2n=30条。图1和图2分别是云滇95-20根尖细胞染色体和核型图。

表1 云滇95-20根尖细胞染色体计数

2.2 核型分析

云滇95-20的染色体核型参数如表2。全套染色体长度相差较大，染色体长度比（最长与最短染色体的长度之比）为2.78，染色体为中着丝粒染色体（m）或近中着丝粒染色体（sm）两种类型；在所观察的根尖细胞中没有发现随体染色体。该野生滇蔗茅的核型公式为：2n=30=14m＋16sm，染色体组型为“2B”类型，表明它是比较对称的核型，进化程度位于中间位置。

3 讨论

甘蔗是我国主要的糖料作物，它的产量和品质对于解决我国食糖问题是极其重要的。而近缘野生种滇蔗茅又具有多种甘蔗所不具备的优良性状，是甘蔗遗传改良的重要种质资源，能够使滇蔗茅与甘蔗属直接杂交成功，并从杂交后代中育成了一系列具有兼抗、高产、优质的资源和品系（种），这对甘蔗育种和生产具有重要意义[9-11]。利用云滇95-20与甘蔗属热带种直接杂交已经获得成功，并获得了真实杂交后代材料，其性状表现优良，具有良好的利用价值。另外，笔者已陆续对云滇95-20远缘杂交后代材料进行了基因组荧光原位杂交分析和细胞学鉴定研究，这对我们深入了解滇蔗茅创新种质的形成及进化机制具有重要科学意义。