酸浆与毛酸浆的染色体研究

◎ 高习嘉，许 天，唐鑫雨，霍黎黎，李国泰，薛长松

（1.通化师范学院吉林省长白山生物种质资源评价及应用重点实验室，吉林 通化 134000；2.吉林基蛋生物科技有限公司，吉林 长春 130000；3.通化果真不凡科技开发有限公司，吉林 通化 134000）

酸浆（Physalis alkekengiL.）与毛酸浆（Physalis pubescens Lamarck）均属茄科[1]。二者营养价值高，味道甜美、清香可口，果实内含有多种维生素、矿物质、氨基酸和药用成分，适合大众消费，是老少皆宜的可食用特色浆果[2-3]。目前对于二者的研究主要集中在化学成分研究、栽培技术、功能性应用等方面[4]。本实验优化酸浆与毛酸浆染色体制片方法，对多个不同地区种源进行体细胞染色体分析，拟从细胞水平上为酸浆、毛酸浆的新品种选育提供基础研究参考依据，为酸浆、毛酸浆的功效评价筛选提供实验材料[5]。

1 材料与方法

1.1 材料

本实验所选材料为多个地区酸浆属市售或野外酸浆（红菇茑）与毛酸浆（黄菇茑）种子，分别来源于吉林省、黑龙江省各地的种子市场或野外逸出种的采收。选取籽粒饱满，大小均一的种子各若干份，每份20粒左右。

1.2 试验步骤

首先将种子置于60 ℃温水中进行烫种，待到水温下降到室温，取出，洗净种子上的杂物。将被清洗过的种子放入事先配制好的0.1 mg·L-1赤霉素中，浸泡48 h，将其种皮软化。软化后将酸浆、毛酸浆种子取出，用湿润的纱布将其包好，然后置于上下各垫有两层滤纸的培养皿中，放入30～35 ℃恒温箱，每过5 h换一次纱布，直至全部种子发芽，注意保持培养皿内湿润，待根尖长至1 cm左右，取出，挑选其中品相完好，种牙没有折断的种子，备用。

1.2.1 预处理

在10:00或者15:00左右将备用的种子取出，小心剪取种子的根尖部位，把剪好的根尖放入对二氯苯饱和溶液进行预处理，预处理时间为5～6 h。

1.2.2 固定

将预处理后的种子根尖放入无水乙醇∶冰醋酸=3∶1中固定10 h左右，注意让根尖保持在液面之下，不能让根尖干燥。固定后将根尖取出，将残留在表面的试剂用滤纸轻轻擦净，然后将种子放入放置有60%乙醇溶液的培养皿中，4 ℃低温保存，备用。

1.2.3 解离

将固定好的根尖取出，擦净，放入装有1 mol·L-1的盐酸溶液的锥形瓶中，在60 ℃水浴锅解离，解离时间一般为6 min或7 min（以解离程度完全为度调整时间，解离时间最长可至12 min左右，最短为6 min左右），解离后取出，蒸馏水清洗，重复3次，每次5～10 min。

1.2.4 染色压片

将清洗后的根尖取出，在载玻片上切取根尖前端1 mm分生区，放在另一片干净的载玻片上，滴入改良石炭酸品红染色液，轻轻盖上盖玻片染色，用一手拇指轻轻按压固定盖玻片，另一手拇指轻刮盖玻片使细胞分散，用滤纸吸出多余染色液。设定3个染色时间分别为15 min、20 min、30 min，观察染色情况，最后取染色度较好的时间段为染色标准时间并适时调整。

1.2.5 显微镜观察

将载玻片放在显微镜载物台上，将根尖部位放置在光圈正中央，先用40倍物镜找到清晰中期分裂相，再用100倍油镜观察清晰完整染色体，并记录染色体染色情况，染色体条数。

2 结果与分析

2.1 染色条件优选

酸浆（红菇茑）与毛酸浆（黄菇茑）种子种皮较硬，在试验时发现发芽率过低，影响实验进度。因此先考察了酸浆、毛酸浆种子萌发处理条件与方法，获得了较好的萌发率。

对二氯苯饱和溶液是应用广泛的预处理试剂，处理细胞的机制是破坏纺锤丝的形成，使细胞周期停留在有丝分裂中期，得到良好的染色体制片，以便于进行染色体的计数和形态观察[6]。用冰水混合物的处理作用效果同化学试剂相同，得到有丝分裂中期的染色体制片[7]。现在也有越来越多的学者将预处理试剂混合使用[8]。本实验中，分别对上述情况进行考察，结果发现对于酸浆与毛酸浆，用对二氯苯饱和溶液4 ℃处理2个品种的根尖，作用效果明显，染色体较为清晰，易于观察染色体数目。

植物细胞具有细胞壁，不利于后期的染色和制片[9]。解离的作用机制是软化细胞壁去除果胶[10]。对于不同的植物材料，解离液的选择和解离时间均不相同。本实验中采用的是酸解方式，选用的解离液是1 mol·L-1HCl。作用效果明显，解离后的细胞背景清晰。由于材料不同，解离时间也会有所不同。经考察，本实验最终确定采用的是60 ℃酸解3～6 min，其中多数6 min的染色体图像效果较佳。

实验过程中，由于诸多可变因素均可影响实验最终染色效果，因此实验设置3个染色时间以应对诸多可变因素对实验最终染色效果的影响。每次实验中，按1.2.4设定的3个染色时间，分别在15 min、20 min、30 min时间段采样，观察染色情况进行试验，选取染色度最佳的时间段作为该次实验染色时间标准。实验结果发现，本操作方法可以应对试验过程中的复杂情况，获得高效快捷的染色结果。同次实验过程中不同时间染色效果举例见图1（a）、图1（b）和图 1（c）。

2.2 染色体数目

如图2（a）、图2（b）所示，经过观察可以看出不同地区来源的与毛酸浆（黄菇茑）与酸浆（红菇茑）染色体均为24条，且均为二倍体，都属小型染色体。这与许亮等[7]和沙成卓等[9]报道的毛酸浆的结果一致，而且还与酸浆属的挂金灯的染色体数目保持一致，均是以近中部着丝粒染色体和中部着丝粒染色体为主，这与其进化过程相一致[11-12]。

3 结论

植物染色体的数目、形态等是最稳定的细胞学特征之一，不同种的染色体有不同的数目、核型及体积等特征，表明了此种在系统演化的位置以及和相近种的亲缘关系[13-15]。本研究结果表明，毛酸浆与同属酸浆的染色体数目相似、核型相似，可为探讨种间亲缘关系提供参考，同时为酸浆与毛酸浆杂交、多倍体育种、筛选优质种质资源以及具功能性的特色食品产业化开发奠定了前期实验基础。