“红衣少女”香石竹植株倍性鉴定

李晶晶，高秀梅，马怀林，田志来

(内蒙古和信园蒙草抗旱绿化股份有限公司，内蒙古 呼和浩特 010030)



“红衣少女”香石竹植株倍性鉴定

李晶晶，高秀梅，马怀林，田志来

(内蒙古和信园蒙草抗旱绿化股份有限公司，内蒙古 呼和浩特 010030)

本研究以“红衣少女”香石竹组培苗为材料，通过根尖压片实验对“红衣少女”香石竹染色体计数方法进行探索，确定“红衣少女”香石竹染色体制片的最佳技术参数，从而对其倍性进行鉴定。本实验结果表明：以早上8：30用8-羟基喹啉处理1.5h为最佳，酸解时间以6-8min为宜。染色体压片结果显示：“红衣少女”香石竹染色体数为27条，鉴定其为3倍体。

“红衣少女”香石竹；染色体；倍性分析

“红衣少女”香石竹(DianthuscaryophyllusL.cv Hongyishaonv)为石竹科石竹属多年生草本植物，是由内蒙古和信园蒙草抗旱绿化股份有限公司抗旱植物研究院2009年在“乌海机场路绿化工程”施工过程中发现并连根采集，经过多年的驯化、栽培、筛选培育成功的野生品种。“红石少女香石竹”经过品种比较试验、区域试验及生产试验以其优良的观赏特性和较强的抗逆性通过内蒙古草品种审定委员会的审定成功登记。

染色体是遗传物质的载体。生物染色体的重组常常导致新种的出现，甚至进化就是选择压力与染色体变化互相作用的结果，染色体在一定程度上能反映生物的本质〔1〕。倍性鉴定是倍性育种及其应用的重要环节〔2〕。“红衣少女”香石竹由于高度不育，主要采用分株、扦插等方式进行繁殖。染色体倍性的了解对于品种的鉴定、杂交组合的选配、杂交后代材料的提前筛选、亲缘关系的鉴定等均具有十分重要的意义〔3〕。本实验拟通过对“红衣少女”香石竹倍性水平的鉴定，对“红衣少女”香石竹的进一步鉴定提供依据，在细胞学水平上探索其遗传变异规律，为石竹的新品种选育提供必要的细胞学资料。

1.材料与方法

1.1 材料

供试材料为内蒙古和信园蒙草抗旱绿化股份有限公司抗旱植物研究院基地“红衣少女”香石竹组培幼苗根尖。

1.2 方法

“红衣少女”香石竹根尖染色体压片制片法。

1.2.1 取材

待“红衣少女”香石竹组培苗根长1～2cm，在上午8∶30、9∶00及9∶30剪取幼苗根尖约0.5～1.0cm。

1.2.2 预处理

(1)将从幼根上剪下的根尖放入盛8-羟基喹啉的玻璃小瓶中，分别在温室下处理0.5h、1.5h、2.5h。

(2)将从幼根上剪下的根尖放入盛冰水混合物的玻璃小瓶中，分别在室温下处理12h和24h。

1.2.3 固定

分别倒掉处理液，水洗1-2次，而后将根尖放入卡诺氏固定液(无水乙醇：冰醋酸=3∶1)中固定24h后转入70%的乙醇，4℃冰箱保存备用。

1.2.4 酸解

从固定液中取出根尖，用蒸馏水反复冲洗后放入1mol/L盐酸，在60℃水浴锅中解离6min。

1.2.5 压片

从水解液中取出根尖放在载玻片上，吸取多余的水分，用手术刀片将其切碎后用品红溶液染色15min，用带橡皮的铅笔轻敲，使染色体分布均匀。

1.2.6 镜检

在OLYMPLUS-CH20显微镜下观察并拍照记录染色体数目。

2.结果与分析

2.1 技术参数的确定

2.1.1 最佳处理的确定

通过对大量“红衣少女”香石竹根尖进行染色体压片结果的观察，发现“红衣少女”香石竹染色体为短粗状。分别经8-羟基喹啉和冰水混合物处理发现两者处理没有太大差异。但经8-羟基喹啉处理1.5h效果较理想，处理时间过长或过短会造成染色体连粘，且着丝点不清楚。

2.1.2 最佳取材时间的确定

本实验染色体制片采取的是“红衣少女”香石竹处于细胞分裂高峰期的分生器官(根尖)，准确确定分裂高峰期是染色体制片的关键。不同物种取材时间不同，本实验在早上8∶30、9∶00和9∶30每隔半小时切取根尖。染色体制片镜检后观察发现分生细胞的分裂相，结果表明，8∶30取材分裂相较多，是染色体制片的最佳时间。

2.2 “红衣少女”香石竹染色体倍性鉴定

莫锡君等〔4〕对102个品种的大花香石竹染色体倍性进行鉴定得出二倍体品种占77%，三倍体品种占6%，四倍体品种占17%。董连新〔5〕对新疆两种石竹染色体核型分析发现两种石竹染色体数为30的二倍体。齐宇晴等〔6〕对石竹的染色体倍性鉴定发现其为染色体数目为14的二倍体。

选择30个染色体分散良好的细胞观察计数，具体结果如表1所示。其中有26个细胞染色体数目为27条，占细胞总数的86.67%。另外，分别有两个细胞的染色体数目为45条和18条，因此可以确定“红衣少女”香石竹染色体数目为2n=3x=27的三倍体，如图1所示。

从而证明“红衣少女”香石竹是杂交品种，并从细胞学的角度揭示其高度不育的原因。

表1 “红衣少女”香石竹染色体倍性分析结果

图1 “红衣少女”香石竹细胞有丝分裂中期2n=27

图2 “红衣少女”香石竹细胞有丝分裂中期2n=18

图3 “红衣少女”香石竹细胞有丝分裂中期2n=45

3 结论与讨论

染色体倍性化在植物进化、作物品种改良上作用重大，在遗传育种、优良农艺性状利用上发挥着越来越重要的作用。倍性鉴定是倍性育种及其应用的重要环节。如何应用最简单、有效且尽可能早期鉴定出植株的倍性水平，可以大大减少育种的工作量、盲目性，降低成本，加速育种进程，在植物倍性育种中具有重要意义〔7〕。

本研究利用最直接的染色体压片法，分别采取两种不同的处理方法对“红衣少女”香石竹根尖进行预处理，结果表明早上8∶30截取根尖以8-羟基喹啉处理1.5h为最佳，可获得较多的分裂相，染色体较清楚。实验结果表明，“红衣少女”香石竹为2n=3x=27的三倍体杂交植株。从“红衣少女”香石竹染色体压片结果可以看出，其染色体着丝点基本为对称型。根据Stebbins〔8〕有花植物核型进化中“对称- 原始、不对称- 进化”的观点，可认为该“红衣少女”香石竹的核型进化程度较低，属于比较保守的进化类型。

〔1〕Stebbins G L.Chromosomal Evolution in higher plants〔M〕.Edward,London,1971.

〔2〕刘莹，赵翠荣，王立峰，陈科海，彭萍，左珍喜.小麦根尖染色体制片及植株倍性鉴定〔J〕.安徽农业科学，2012，40(25)：12349-12350.

〔3〕王荣邦，张秀海，吴忠义，黄丛林.菊花染色体倍性鉴定研究〔J〕.安徽农业科学，2010，38(23)：12778-12780，12789.

〔4〕莫锡君，桂敏，瞿素萍，熊丽，杨明.大花香石竹多倍体育种研究〔J〕.中国农学通报，2005，21(11):262-264.

〔5〕董连新.新疆2 种石竹属植物的染色体核型分析〔J〕.中国园艺文摘，2013，8：12-14，32.

〔6〕齐宇晴，李新玲，张彦妮，李凤.四种草本花卉的染色体核型分析〔J〕.生物技术通报，2013，2：72-75.

〔7〕陶抵辉，李小红，王利群，周杰良，陈涌，霍稳根.植物染色体倍性鉴定方法研究进展〔J〕.2009，13(5)：453-458.

〔8〕Stebbins GL. 植物的变异和进化〔M〕.复旦大学遗传研究所，译上海：上海科学技术出版社，1950.

Dianthus caryophyllus L.cv Hongyishaonv plant chromosome ploidy identification

LI Jing-jing1,GAO xiu-mei2,MA huai-lin2,TIAN zhi-lai2

(Inner Mongolia Hotision & Monsod Drought-Resistance Greening Co.,Ltd,Inner Mogolia Hohhot 010030, China)

In this paper,DianthuscaryophyllusL.cv Hongyishaonv plant chromosome number was researched by the method of root-tip cell chromosome pressing technology with the breedingDianthuscaryophyllusL.cv Hongyishaonv as the test materials. The objective of this research was to confirmed the ploidy ofDianthuscaryophyllusL.cv Hongyishaonv and the best technical parameters. The result showed that 1.5h was the best time with soaking of 8-hydroxyquinoline at 8:30 Am. The acidolysis time of root-tip should be controlled within 6-8 min. The chromosome number ofDianthuscaryophyllusL.cv Hongyishaonv was 27(2n=3x=27).

DianthuscaryophyllusL.cv Hongyishaonv;chromosome; Ploidy identification

S813.23

2095—5952(2015)03—0055—04

2015-05-08

李晶晶(1985- )，女，河北省香河县人，主要从事植物生态学研究工作。