葡萄牙野燕麦的C—带带型分析

李鹏飞　安洪周　胡梅　耿广东　张素勤　张庆勤

摘要：本试验采用C-带技术对葡萄牙野燕麦根尖细胞进行了带型分析，试验结果表明：葡萄牙野燕麦具有21对染色体，其上共有90条带，包括26条端带（T）、50条中间带（I）、1条随体带（S）、13条着丝点带（C）；葡萄牙野燕麦染色体的带型公式为：2n=42=12ITC+2CIT++4ICT++2I+TC+2I+CT+2I+T+C+2IT+S+2IT+4IT++2I T++2I+T++2IC+4I+。葡萄牙野燕麦的C组染色体的带纹最为丰富，而A组、D组染色体的带纹明显减少。

关键词：野燕麦；染色体；C-带；带型分析

中图分类号： S512.603 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2015）07-0091-02

野燕麦为燕麦属一年生草本植物，是小麦的近缘种[1]，蕴藏着非常丰富的遗传变异，优良特性有抗病、抗逆、耐瘠薄、高营养、高蛋白、大穗、多花、多粒等[2]，是个巨大的、弥足珍贵的基因资源库。笔者所在课题组已分别将一粒小麦、提莫菲维小麦与葡萄牙野燕麦等远缘杂交成功，从杂种后代中筛选了综合性状优良小麦新种质[3-5]。染色体C-带技术起源于20世纪60年代，其借助于一套特殊的处理程序，使染色体显现出深浅不同的带纹，可以区分识别不同组性的染色体[6]。由于野燕麦显带比较困难，直到1993年Jellen等才获得了栽培燕麦的清晰C-带[7-8]。Jellen等将栽培燕麦（Sun Ⅱ）7对染色较深的染色体分别命名为1C、2C、3C，……，7C，其中3C、4C、6C为中着丝粒染色体，1C、2C、5C、7C为近中着丝粒染色体[9]；由于A组、D组染色体在带型中有微差别，按照染色体端带以及中间带的数量，将剩下的14对染色体简单分成1A～7A和1D～7D。燕麦有二倍体、四倍体、六倍体3个种群类型，野燕麦C-带分析不仅可以为燕麦的进化提供线索，同时可以为野燕麦在小麦遗传育种上的应用提供参考，乃至为禾本科植物染色体性状研究提供有价值的线索[10]。本试验对葡萄牙野燕麦（2n=6x=42，AACCDD）进行C-带分析，了解其染色体C-带特点，为小麦与野燕麦远缘杂交后代中外源遗传物质的鉴定及深入研究提供参考，也为栽培燕麦和小麦的遗传育种研究奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为葡萄牙野燕麦（2n=6x=42，AACCDD），是国家小麦改良中心贵州分中心保存的1种六倍体纯合野燕麦，从葡萄牙引进。

1.2 试验方法

首先将葡萄牙野燕麦种子洗净后浸泡在含有消毒粉、赤霉素的蒸馏水中8 h，取出保持一定湿度待种子露白，再将种子放在铺有滤纸的培养皿中，于室温（约25 ℃）发芽；根从胚部长出约2 cm时，剪取根尖置于冰水中处理24 h；将根尖转入卡诺固定液（乙醇 ∶乙酸=3 ∶1）固定7 d，利用醋酸洋红染色2 h后进行常规压片，显微镜观察照相。C-带技术采用Jellen等的方法[9]并略有改进，-80 ℃揭片后，于无水乙醇中脱色过夜；59 ℃、0.2 mol/L HCl 溶液中处理75 s，蒸馏水冲洗干净，气干；过饱和Ba（OH）2溶液中处理7.5 min，蒸馏水冲洗干净，气干；放入60 ℃的2×SSC溶液中处理45 min后，直接转入Giemsa染液中染色至适度，用蒸馏水洗片后气干，滴加二甲苯镜检照相。染色体分组采用Jellen等的方法[9]，同时参考李浩兵等对燕麦材料的C-带分析方法[11-12]，对葡萄牙野燕麦5个带型清晰的细胞进行C-带分析，根据其平均值进行模式图的绘制及数据分析。

2 结果与分析

葡萄牙野燕麦的21对染色体上共有90条带（图1），包括26条端带、50条中间带、1条随体带、13条着丝点带。C组染色体具有较多的带纹，而A组、D组染色体带纹明显少于C组染色体（图2）。葡萄牙野燕麦染色体的带型公式为：2n=42=12ITC+2CIT++4ICT++2I+TC +2I+CT+2I+T+C+2IT+S+2IT+4IT++2I T++2I+T++2IC+4I+。葡萄牙野燕麦与Jellen等的栽培燕麦[9]以及李浩兵等的六倍体燕麦[11-12]相比，发现葡萄牙野燕麦与栽培燕麦、通北野燕麦、五台燕麦的带型具有一致性，但是个别染色体存在较大的差别。

3 讨论

植物基因组研究表明，植物基因组中很大一部分DNA为重复序列，Flavell等估计在六倍体栽培燕麦中，基因组的83%由重复序列组成[13]。禾谷类作物不同属乃至不同族间染色体上基因的表现为共线性，同时有研究表明禾谷类作物间的差异并不是由功能基因的差别引起的，而是由于大量的重复序列差异引起的[14]。染色体C-带显示的主要就是高度重复的异染色质区域。本试验对不同时期的葡萄牙野燕麦根尖细胞进行C-带分析，发现间期及前期的染色体带型很清晰，但染色体无法区分，随着细胞分裂的进行，染色质逐渐浓缩成染色体，带型更加清晰，同时染色体更加分明，通过选取合适时期且分裂相好的细胞进行带型分析可以获得很好的研究效果。

本试验结果显示C组染色体均出现了较强的端带，同时具有较多且很强的中间带，主要包括12条端带、20条中间带、7条着丝点带；其中8条中间带在短臂上，12条中间带在长臂上。与Jellen等的带型[9]相比，本结果的C-带以点状带居多，能更加清楚地显示出带的位置，并且中间带较少。本研究结果与前人的差异可能是试验所使用的不同燕麦材料造成的。不同燕麦种的带型具有很大的多态性，这可能是在进化过程中出现的染色体易位、缺失、重复等诸多因素造成的[15]。在燕麦的进化过程中有二倍体燕麦、四倍体燕麦2个基本的进化类型，六倍体燕麦是在四倍体燕麦和其他燕麦近缘种属远缘杂交的过程中产生的。

Jellen等等研究发现，燕麦的C组染色体一端总是存在染色较浅的常染色质区域[9，11-12]。本试验在葡萄牙野燕麦C-带分析过程中也发现相似现象，这可能是燕麦进化过程中A/D组的染色体片段插入C组染色体或者发生了易位的缘故。

参考文献：

[1]张耀生，赵新全，周兴民. 高寒牧区三种豆科牧草与燕麦混播的试验研究[J]. 草业学报，2001，10（1）：13-19.

[2]安调过，许红星，许云峰. 小麦远缘杂交种质资源创新[J]. 中国生态农业学报，2011，19（5）：1011-1019.

[3]韩德俊，张小娟，魏国荣，等. 一粒小麦与葡萄牙野燕麦远缘杂交后代抗条锈病鉴定及抗性株系的筛选[J]. 麦类作物学报，2008，28（2）：345-348.

[4]盛中飞，刘利青，张素勤，等. 提莫菲维小麦与葡萄牙野燕麦远缘杂交亲本与后代核型分析[J]. 西南师范大学学报：自然科学版，2011，36（3）：172-177.

[5]安洪周，胡 梅，郑会敏，等. 提莫菲维小麦与光稃野燕麦远缘杂交后代花粉母细胞减数分裂行为分析[J]. 西北植物学报，2013，33（2）：295-300.