锦葵科悬铃花的核型分析

黄碧兰 张玄兵 范红霞

摘 要 利用根尖压片法对悬铃花进行核型分析。结果表明：悬铃花体细胞的染色体数为2n=28， 相对长度系数组成为：2L+10M2+8M1+6S，核型不对称系数为：59.95%；其核型公式为：20m+8sm，属2B核型。为今后锦葵科悬铃花属植物核型分析研究提供一定的借鉴和依据。

关键词 悬铃花 ；染色体 ；核型分析

分类号 S68

悬铃花，别名大红袍、卷瓣朱槿、南美朱槿，属常绿小灌木。往往逸为野生，华南地区多植于庭院。悬铃花形似风铃，美丽可爱，为不可多得的盆栽佳品，也是园林造景中常用的灌木植物，形态优美，花色艳丽，花期较长，具有极高的观赏价值。染色体是生物遗传物质的载体，染色体数目及形态结构反映了一个物种的基本特征。植物染色体核型分析对于研究植物的系统演化、起源、物种间亲缘关系及远缘杂交等方面都有着重要的意义。从目前研究状况来看，国内外对悬铃花的染色体核型研究尚未见报道。为此，本文以悬铃花为研究对象，通过悬铃花染色体核型分析，探索悬铃花的细胞遗传特征，为悬铃花的分类、杂交育种、品种改良提供细胞学基础和理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

以栽培悬铃花作为研究对象，温室栽培，室内处理。早上8：00～10：00温室取材。

1.2 方法

以常规压片法制备染色体标本，以李懋学，陈瑞阳[1]的核型分析方法为参照标准进行核型分析。

1.2.1 取材

等悬铃花花的根长至1.0～1.5 cm 时，选取饱满、健壮的根尖，截取2～3 mm。

1.2.2 预处理

预处理的目的是阻止或破坏纺垂体微管的形成，累计比较多的处于细胞分裂中期的染色体图象。同时促进染色体浓缩变短、改变胞质粘度，促进染色体清晰及细胞质清洁，便于观察。所以预处理是否适宜，是染色体制片技术中最关键的操作步骤。本试验采用了0.002～0.004 mol/L的8羟基处理的方法，处理时间为2～3 h[2-4]。

1.2.3 固定

预处理后将根尖用蒸馏水清洗干净后转入改良的卡诺氏固定液。用卡诺氏固定液（无水乙醇∶冰醋酸=3∶1）置4℃或常温对材料处理2～24 h[5-7]。

1.2.4 解离

采用酸解法，将固定好的材料用蒸馏水清洗10 min，解离液用1 mol/L 盐酸在（60±1）℃水浴锅内预热5～10 min[8-9]。

1.2.5 染色

将解离好的根尖用蒸馏水冲洗净后就可进行染色了，在洗涤时一定要将材料中残留的盐酸溶液彻底清洗干净，否则不利于染色。染色剂选用卡宝品红染液，染色时间为12、24、36 h，最后确定染色效果最好的时间。

1.2.6 制片

采用常规压片法进行制片。用镊子夹取一个根尖放置在载玻片上，然后滴上一滴45%的醋酸，盖上盖玻片，用镊子轻轻敲打盖玻片，使细胞和染色体分散开来[9]。敲完后再放酒精灯上微热5～10 s，最后再轻压一下玻片。压片时要注意控制力度不要敲碎盖玻片，同时要保证盖玻片和载玻片不发生滑动。

1.2.7 镜检

在显微镜下观察制片，选择染色体分散较好的细胞进行染色体数目统计，并且拍照。

2 结果与分析

2.1 预处理效果

实验表明，用0.002 mol/ L 的8-羟基喹啉水溶液处理悬铃花根尖材料2.0 h ，在流动的自来水中处理并不断振荡，期间更换一次新鲜溶液，这样的制片效果比较好，可以得到较多染色体形态清晰、收缩较好的中期分裂相细胞。

2.2 固定时间

实验表明，用改良的卡诺氏固定液固定24 h，可以更清楚的表现出染色体的固有形态和结构。

2.3 解离时间

实验表明，用0.002 mol/L 8羟基喹啉水溶液处理根尖2.0 h后，用改良的卡诺氏固定液固定24 h，再在（60±1）℃水浴锅内解离10 min，根尖软化程度较好，压片时细胞易分散，染色体形态自然，细胞背景清晰。解离5 min ，根尖软化程度不够，细胞难以压散，观察时不够清晰；解离15 min以上，材料又过度软化，细胞容易被压碎，压片时常造成染色体丢失，不便于统计。

2.4 染色效果

卡宝品红对染色体的染色效果，与盐酸的解离条件密切相关，不同的植物需要不同的解离条件。实验表明。将悬铃花根尖材料在（60±1）℃水浴锅内解离10 min后染色，效果较好，这时染色体呈紫红色，细胞质无色或只有极淡的红色。

2.5 制片效果

实验表明，盖盖玻片时应倾斜下放，尽量不留气泡在盖片内。敲片时用力要均匀、适度，以防敲碎盖玻片。压片时手的力气要朝一个方向，这样的制片染色体比较分散且无重叠现象，易于观察。

2.6 镜检过程

实验表明，在镜检过程中先用20倍镜观察，看到比较清晰的后转入40倍镜，最后用100倍的油镜拍照。在整个过程中，用100倍镜滴香柏油时需特别小心，用量要少，防止香柏油进入玻片内冲走染色体。

通过AutoCAD 2004 Chs、Adobe Photoshop CS、Microsoft Excel、Microsoft Word等软件及工具得出数据和图。见表1和图1、2、3。

由表1可得出以下结论：

（1）染色体数目：2n=2x=28

（2）核型公式：20m+8sm

（3）相对长度系数组成为：2L+10M2+8M1+6S

（4）核型不对称系数为：59.95%

（5）最长染色体/最短染色体之比为：2.171

（6）臂比大于2 的染色体比例为：0.071

（7）细胞类型为：2B

2.7 核型的组成

选取2个染色体分散较好、形态较清晰的悬铃花中期染色体分裂相细胞进行核型分析。悬铃花的核型模式见图1，悬铃花染色体的模式照片见图2。结果表明，悬铃花体细胞的染色体数为2n=28。在悬铃花的14对染色体中，具近中部着丝点4对；具中部着丝点10对。其核型公式为：20m+8sm，其核型图见图3。

2.8 核型类型

悬铃花的最长染色体/最短染色体之比是2.171，因此根据Stebbins[10]的划分标准可以得出：悬铃花的细胞类型为2B

2.9 染色体相对长度系数组成

根据染色体相对长度系数（Index of relative length， I. R. L），I.R.L=染色体长度/全组染色体平均长度组成划分[11]，即I.R.L≥1.26为长染色体（L）；1.01≤I.R.L≤1.25为中长染色体（M2）；0.76≤I.R.L≤1.00为中短染色体（M1）；I.R.L<0.76为短染色体（S）。由此可得悬铃花有1对长染色体，5对中长染色体，4对中短染色体和3对短染色体。

2.10 核型不对称系数

核型不对称系数[A sk=（长臂总长/全组染色体总长）×100%]，其比值愈大愈不对称。本实验测得悬铃花的染色体核型不对称系数为59.95，比较对称。

研究证明，高等植物核型进化的基本趋势是由对称向不对称发展，系统演化上处于比较古老或原始的植物，往往具有较对称的核型，而不对称的核型则通常出现在较进化或较特化的植物中。按Stebbins划分标准，1A最对称，4C最不对称。根据这个观点，悬铃花为2B，应该属于较对称核型，实验证明亦是如此。由此可见，悬铃花在同属植物中属于相对原始的植物。

3 结论与讨论

实验结果表明：根尖取样以早上8：00～10：00温室取材为佳，切取根尖2～3 mm，用0.002 mol/L 8-羟基喹啉预处理2 h（处理期间振荡指形管更换一次溶液并置于流动的自来水中），用改良的卡诺氏固定液固定24 h，用1 mol/L HCL在（60±1）℃水浴锅中解离10 min，用卡宝品红染色24 h，效果较好。结果显示：悬铃花体细胞的染色体数为2n=28；相对长度系数组成为：2L+10M2+8M1+6S；核型不对称系数为：59.95%；其核型公式为：20m+8sm，细胞类型为2B。Levitsky[12]、Stebbins[13]曾指出，在系统演化上，处于较古老的或原始的植物具有对称的核型，而不对称核型往往出现在进化水平较高或特化的植物中，亲缘关系比较近的物种往往具有较相似的核型。所以悬铃花在核型进化上应属于较原始的核型类型。已有研究表明，生物的进化是复杂的、多方向和多样化的，在已知的某些科、属内，核型并不完全表现为由对称向不对称进化，而有可能表现为由不对称向对称进化[14]。悬铃花植物的进化属于何种，有待于进一步的研究。

参考文献

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