虎眼万年青染色体的核型分析及B染色体研究

2017-10-16李国泰李春辉

中国林副特产 2017年5期

关键词：盖玻片万年青核型

李国泰，李春辉

(通化师范学院生命科学学院，吉林通化 134002)

虎眼万年青染色体的核型分析及B染色体研究

李国泰，李春辉

(通化师范学院生命科学学院，吉林通化 134002)

经过相关的B染色体和核型分析的研究在虎眼万年青的染色体方面，获得如下结果：虎眼万年青的染色体数为2n=18。虎眼万年青染色体数量稳定的常染色体共有18条而B染色体则有22-28条数目不等，并没有发现常染色体间的形态具有明显差异，部分表现成中着丝粒染色体另一部分表现成近中着丝粒染色体。总体染色体之间的相对长度差异最高在1.36，经过核型分析具体的核型公式为2n=18=4m+14sm+(22～28)Bs,属于较为对称的2A型核型公式。讨论了虎眼万年青的B染色体的大量存在与它的生理适应性的关系。

虎眼万年青；核型分析；B染色体

Abstract:Ornithogalumof chromosomes were studied and B chromosome karyotype analysis, the results are as follows:Ornithogalumchromosome number is 2n = 18. WithinOrnithogalumgenome contains 18 autosomes and a stable amount of 22 to 28, ranging from the number of B chromosomes, morphological differences between autosomal body is not obvious, as the centromere chromosome or near the centromere grain chromosomes. The longest and shortest chromosome relative length ratio of 1.36, karyotype formula is 2n=18=4m+14sm+(22-28) Bs, karyotype type is relatively symmetrical type 2A. This article also discusses the existence of a large number of B chromosomesOrnithogalumrelationship with its physiological adaptation.

Keywords:OrnithogalumcaudatumJacq; Karyotype analysis; B-chromosome

虎眼万年青(OrnithogalumcaudatumJacq.)，百合科(Liliaceae)，虎眼万年青属(Ornithogalum)的一种多年生草本植物，又名玻璃球花，兰奇，海葱、鸟乳花等。原产地南非，目前栽培领域遍布世界各地。具有喜好阳光，耐低温，鳞茎的分生力较强，较高的繁殖系数等特点。虎眼万年青具有绿色卵球形的鳞茎，膜质鳞茎皮整体覆盖其表面。叶生于根上为基生叶，叶的形体多表现为带状或者长条状披针形。虎眼万年青花轴不分枝判断为无限花序下的总状花序，其长度在15～30cm不等，常规情况下会排列成顶生的总状花序或着伞房花序，花的数量大且分布较为密集。虎眼万年青具有很大的药用价值和观赏价值。虎眼万年青在药用价值方面具有清热解毒、消肿舒结的功能，外服用新鲜茎汁液涂抹在疮的患处可以有效的治疗和缓解症状，内服则可用于治疗和缓解未知的的肿毒、肝硬化、肝炎等身体疾病。实验证明，虎眼万年青具有抗癌的作用，早在很多年前，国内外对于虎眼万年青的抗肿瘤作用就进行了记载。虎眼万年青的抗肿瘤作用体现在它所含有的虎眼万年青多糖具有高的抗肿瘤活性。

B染色体是独立的存在于物种染色体组以外的特殊染色体，广泛的分布于生物界。它们在遗传学行为、细胞学特性及它们引起的生物学效应等方面，都与常染色体存在明显的差异。在普及和简化虎眼万年青相关的研究方面，人们更加强着手于研究虎眼万年青的核型分析以及B类染色体，来为虎眼万年青的生理适应性的进一步研究提供有力的细胞学生理依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料与器材

1.1.1 供试植物材料。试验实验材料取自遗传实验室内栽培的虎眼万年青的花蕾。永久装片保存于吉林省通化师范学院生命科学学院遗传实验室。

1.1.2 试剂。固定液；70%乙醇；改良苯酚品红染液；45%乙酸；二甲苯；中性树胶等.

1.1.3 器材。镊子；解剖针；毫米尺；剪刀；烧杯；广口瓶；标签纸；纸板；载玻片；盖玻片；吸水纸；胶棒；胶头滴管；显微镜等.

1.2 实验方法

1.2.1 取材。于上午10点左右，采集遗传实验室室内栽培的，发育良好的虎眼万年青的花蕾。

1.2.2 固定。放入固定液中12～24h后取出，用70%的乙醇冲洗干净，然后放到70%乙醇中保存。

1.2.3 制片及镜检。将虎眼万年青的花蕾从70%的乙醇保存液中取出来，放入盛满清水的容器中反复冲洗干净，然后放到洗干净烘干的载玻片上。首先要利用解剖针来将花药从洗干净的花蕾中挑出来，然后将多余部分剔除，再将改良苯酚品红染液滴在剩余部分上数量掌控在1滴，先静放置边等待边染色，时间大约为5～10min，再次利用解剖针去除花蕾上的花药壁，缓慢轻巧的盖上玻片，使材料的位置处于盖玻片的正中央，用吸水纸吸收多余染液，并轻轻敲击盖玻片，使材料更好的延展成薄薄一层，在盖玻片一端滴加1滴45%的乙酸，在另一边用吸水纸吸干，以减轻细胞质的染色程度。

在显微镜下观察，取观察效果较好的装片放入冰箱冷冻24h后取出，迅速将盖玻片与载玻片分离，注意不要碰到材料，然后烘干后滴1滴二甲苯，用干净的载玻片或盖玻片用中性树胶封片做成永久装片。最后观察并拍照记录实验结果。

2 结果与分析

2.1 虎眼万年青的染色体数目的计数及B染色体的确定

通过观察发现虎眼万年青的染色体数目是不固定的，大约在40～46条，为18条数目固定的常染色体和22～28条数目不等的B染色体(图1)，由此看来，虎眼万年青染色体数目的不同是由数目不同的B染色体引起的[5]。从形态上来详细分析两种染色体B染色体形态上小于常染色体中最小的染色体4,而且常染色体之间一般具有较为明显的对应关系，但此类染色体并没有和常染色体之间有相对较为明显对应关系,通过这个可以判断出它们为B染色体[5]。

图1 虎眼万年青不同B染色体数

2.2 虎眼万年青B染色体的遗传多态性

观察了所有的虎眼万年青的有丝分裂中期的细胞后，发现B染色体在每一个的有丝分裂中期细胞中数目都是不确定的，但是数目为图1所示的居多，且都是偶数，没有发现奇数的B染色体在有丝分裂中的细胞中存在。这种结果说明了虎眼万年青中B染色体的数目不是随机产生的，而是有规律的，这点正好也验证了Baenziger等[7]曾经指出，在含有B染色体的植物中，B染色体的数目不是随机的，通常是偶数的理论。不同的细胞中B染色体的形态不同可能是因为细胞分裂的过程中的染色体行为变化，也可能是由于不同细胞间，B染色体本身的遗传多态性所决定的[4]。

2.3 虎眼万年青染色体的核型分析

要进一步加深虎眼万年青染色体的核型分析，首先要以下面的例图2为例，其次表1体现了染色体参数及核型成。2n=18=4m+14sm+(22～28)BS是通过核型分析和进一步研究得出的得到虎眼万年青的核型公式，在虎眼万年青的染色体中，全部的常染色体整体形态差异较小，其中最长的常染色体与最短的常染色体进行形态对比，结果也仅为1.24，并且整体观察全部的染色体，一共也只分成了2类，为中着丝粒染色体(m)及近中着丝粒染色体(sm)。核型都为2A，这些都从各个方面论证了虎眼万年青相对来说属于较对称的核型[5]。

图2 虎眼万年青的核型图(2n=18A+24BS)

相对长度(%)序号SLS+L=T着丝粒指数(%)臂比类型11.362.623.9834.171.93sm21.332.543.8734.371.91sm31.302.473.7734.481.90sm41.292.353.6435.441.82sm51.272.233.5036.291.76sm61.252.143.3936.871.71sm71.232.093.3237.051.70m81.221.983.2038.131.62m91.201.963.1637.971.63m

注：虎眼万年青的核型公式为2n=18=4m+14sm+(22～28)BS,染色体长度比(最长/最短)为1.24，臂比2的染色体比为0，核型类型为2A。

3 结论与讨论

这次研究的对象为虎眼万年青，试验对象取自室内栽培的同一株虎眼万年青的花粉，却在不同的细胞中B染色体的数目是不同的，而且每个细胞中的B染色体的数目均超过它的常染体数目的总数，也就是超过18条，有的竟然达到28条之多，这是很罕见的。说明了在含有B染色体的生物中，B染色体的数目通常是不确定的，且表现出多样性。王玉

元[8]认为B染色体的出现频率与降雨量以及物种所在的高度呈负相关的关系。本次实验取自同一株虎眼万年青的花药，却在不同的细胞中，B染色体的数目不同，从而说明了虎眼万年青B数目众多，又不稳定的原因是自身的细胞分裂异常引起的，并不是环境因素。

B染色体一般在细胞中不产生影响，但是B染色体数量过多会使植物的适应性以及生长方面受影响。凌发瑶等[9]对不同的群居银额果蝇的B染色体进行了研究，他们认为群体中出现B染色体的频率很高是由于长时间对恶劣环境的选择而产生的具有适应性强的遗传症状。而虎眼万年青中含有较多的数目不确定的B染色体，并且这些B染色体之间存在明显的遗传变异，这些特异的遗传学特征可能就是虎眼万年青具有抗逆和抗旱等生理适应性的细胞学证据[5]。

[1]张美萍,王义,杨继祥.虎眼万年表组织培养研究[J].吉林农业大学学报,1997,19(增刊):37-40.

[2]张晓丹.虎眼万年青抗炎镇痛作用的实验研究[D].哈尔滨：黑龙江中医药大学,2009:1-2.

[3]彭世勇,关丽霞,佟岩,等.虎眼万年青的组织培养于快速繁殖[J].辽宁农业职业技术学院学报,2006,8(3):6-7.

[4]许竟成.B染色体研究进展[J].黄山学院学报,2005(6):93-94.

[5]蔡华,夏海武,童艳.虎眼万年青核型分析及B染色体研究[J].热带作物学报,2007(12):63-64.

[6]魏秀清.西番莲(Passiflora edulis Sims)染色体微分离与单染色体DNA文库的构成[D].福州：福建农业大学,2007:3-6.

[7]Baenziger.Supemumerary chromosomes indipliod and tetrapliod froms of crested wheatgrass[J].Joumal of Botany,1962,40:549-561.

[8]王玉元.染色体遗传中的一个不解之谜-B染色体[J].武汉植物学研究,1997(1):5-7.

[9]凌发瑶,施立明.银额果蝇的B染色体研究:2.昆明群体的生活力和B染色体的关系[J].动物学研究,1992,13(3):271-275.

KaryotypeAnalysisandB-ChromosomesStudyofOrnithogalumcaudatum

Li Guotai,Li Chunhui

(College of Science, Tonghua Normal University, Tonghua, Jilin 134002)