8个德国鸢尾栽培品种的核型分析

路 斐，赵小杰，高 博，王 超

（河北农业大学园林与旅游学院，河北保定 071001）

德国鸢尾为鸢尾属（Iris）的多年生草本植物，因其花朵姿态优美、色彩丰富，并兼具花叶双观、耐寒、耐旱、耐瘠薄等特性，在世界各地广为栽种。德国鸢尾品种繁多，我国从20世纪90年代开始引种栽培，目前德国鸢尾的研究多集中于栽培方法、组织培养及抗逆性等方面[1-5]，而关于品种间亲缘关系分析和种质资源分类的报道较少。德国鸢尾主要亲本为黄褐鸢尾（I.variegata）和香根鸢尾（I.pallida），在育种过程中，来自于特洛伊鸢尾（I.trojana）、中东鸢尾（I.mesopotamica）与浦路斯鸢尾（I.cypriana）的优良形状的融入，对改良德国鸢尾新品种花朵观赏特性和植株生长特性具有重要作用，亦使得德国鸢尾品种的亲缘关系和遗传基础变得极为复杂[6]，根据植物的形态学、解剖学等方式对德国鸢尾的种质资源进行分类鉴定不够准确。生物的染色体核型是相当固定的，因此核型分析在判断和分析物种间亲缘关系等方面具有重要作用[7-8]。目前，关于德国鸢尾的核型特征研究较少，而且已有的关于德国鸢尾的核型报道结果存在差异。例如，毛节琦报道德国鸢尾的染色体数目为2n=28[9]，而余小芳的研究结果则表明德国鸢尾的核型公式为2n=40[10]。本研究对8个德国鸢尾栽培品种的染色体核型进行分析比较，旨在为德国鸢尾常见栽培品种的种质鉴定及杂交育种亲本选配提供必要的细胞遗传学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料中的8个德国鸢尾栽培品种（SH1701、SH1706、SH1707、SH1731、SH1742、SH1753、SH1755、SH1756），除SH1753引自河北省林业科学研究院外，其余7个品种均引自美国，现栽种于河北农业大学西校区苗圃，材料详细信息见表1。

1.2 方法

选取生长旺盛的植株个体，取其根尖，用蒸馏水冲洗干净后置于4℃条件预处理24h，之后用卡诺固定液（冰乙酸∶无水乙醇=1∶3）在4℃条件下固定24h，常规压片法制片。根尖用1 mol/L HCl于60℃水浴软化8min，蒸馏水冲洗4～5次，改良的卡宝品红溶液进行染色，使用Olympus BH2光学显微镜观察。选择染色体形态清晰，分散而不重叠的分裂中期相在100倍镜下拍照并保存。染色体计数和核型分析参照李懋学等的[11]分类标准进行，染色体类型分析按照Levan等[12]的分类系统，核型分类采用Stebbins[13]的标准。核型不对称系数参照Arano[14]的方法进行计算。

表1 8个德国鸢尾栽培品种的特征及来源

2 结果与分析

2.1 染色体的数目及核型

染色体数目鉴定表明，8个栽培品种均为二倍体，但品种间的染色体数目差别较大（表2），其中SH1701为 2n=36，SH1756 为 2n=40，SH1742 和 SH1701 为2n=42，SH1701，SH1731 和 SH1753 为 2n=44，SH1706为2n=46，SH1707为2n=48。8个品种的平均臂比值在1.74～2.97之间（表2），其中SH1742的臂比均值最大，为2.97,SH1707的臂比均值最小，为1.74。核型公式可以直观地表现出染色体组的整体特征，主要表现不同类型染色体所占比例。本研究中SH1701、SH1706、SH1707、SH1731、SH1753、SH1755 和 SH1756 的大多数染色体为中部（m）或者亚中部（sm）着丝点染色体，少量为亚端部着丝点染色体（st），而SH1742的染色体中亚端部着丝点染色体占多数，在本研究中未发现具有随体的染色体（图1、表2）。

2.2 核型比较

8个品种的最长与最短染色体的比值在1.71～3.5之间，SH1701、SH1707和SH1755属于2A核型类别，SH1753和SH1756属于2B核型类别，SH1742属于3A核型类别，SH1731和SH1706属于3B核型类别（表2）。臂比均值和核型不对称系数表现的是一个核型内所有染色体整体的不对称性。本研究中，8个品种的核型不对称系数介于62.35%～72.38%之间（表2、图2），一般认为核型变异由对称向不对称发展，进化水平较高的物种常常具有相对不对称的核型[15-17]，因此本研究中的德国鸢尾品种属于进化程度较高的类型。

图1 8种德国鸢尾栽培品种的染色体形态和核型图A:SH1701；B:SH1706；C:SH1707；D:SH17031；E:SH17042；F:SH17053；G:SH17055；H:SH1756.

图2 8种德国鸢尾栽培品种的核型模式图A:SH1701；B:SH1706；C:SH1707；D:SH17031；E:SH17042；F:SH17053；G:SH17055；H:SH1756.

表2 8种德国鸢尾栽培品种的主要核型特征

3 讨论

本研究报道的8个德国鸢尾栽培品种的染色体数目与核型，均为首次详细报道。8个品种均为二倍体，但是染色体基数差别较大。德国鸢尾育种历史悠久，现代栽培德国鸢尾品种除含有来自主要亲本为黄褐鸢尾和香根鸢尾的遗传基础，在育种过程中亦融入了特洛伊鸢尾、中东鸢尾与浦路斯鸢尾的血缘，连续的种内和种间杂交使得德国鸢尾品种间染色体数目变化较大[18]。本研究的8个德国鸢尾品种除具有m和sm类型着丝点染色体外，均含有不同数量的st着丝点染色体。鸢尾属中的马蔺、野鸢尾和有髯鸢尾类的粗根鸢尾种只具有m和sm类型着丝点染色体[19-21]，中亚鸢尾同时具有m、sm和st 3种着丝点[22]，由此可见鸢尾属内各种之间进化程度不尽相同。本研究中，不同品种的核型类型也表现出了多样性，出现了 4种核型类型：2A、2B、3A、3B 型，但并未出现极对称和极不对称的类型，说明德国鸢尾品种总体上是一个核型类型对称的群体[23]。综上所述，本研究所提供的染色体数目和核型数据，将为德国鸢尾杂交亲本选配、品种分类及亲缘关系鉴定提供细胞遗传学依据。