硬枝黄蝉染色体计数与核型分析

郭　蓉，申艳红

(福建农林大学 园艺学院，园艺植物遗传育种研究所，福建 福州 350002)

硬枝黄蝉染色体计数与核型分析

郭蓉，申艳红

(福建农林大学 园艺学院，园艺植物遗传育种研究所，福建 福州 350002)

以硬枝黄蝉Allamanda neriifolia幼胚为试验材料，对其体细胞染色体进行计数与核型分析。结果表明，硬枝黄蝉幼胚细胞含9对染色体，由中部或近中部着丝粒染色体构成。核型公式为2n=2x=6sm+12m。核型不对称系数为58.95%，核型分类属于2A型。

硬枝黄蝉；染色体；核型分析

黄蝉Allamanda neriifolia又名硬枝黄蝉，为夹竹桃科Apocynaceae黄蝉属常绿灌木，原产南美洲，在福建、广东、广西、云南、台湾等热带亚热带地区广泛栽培[1]。黄蝉花期长，颜色鲜艳，是城市绿化的常用材料；且含有丰富的环烯醚萜类化合物，具有抗肿瘤和抗真菌的生物活性[2—3]。因此，黄蝉具有很好的开发应用前景。染色体数目和形态特征是生物重要的遗传基础，核型分析是染色体研究的主要技术，在起源分类、基因定位及染色体工程以及育种研究等方面均具有重要作用。Roy Tapadar等[4]和Van der Laan等[5]报道了黄蝉的染色体数目，但未进行详细的染色体组型分析。本文对硬枝黄蝉进行较详细的核型分析，旨在为黄蝉系统进化、亲缘关系和遗传育种工作提供细胞学资料。

1　材料与方法

1.1材料

于晴天下午，在福建农林大学校园内采集硬枝黄蝉幼嫩果实，剖开取幼胚备用。

1.2方法

将幼胚浸泡在0.002 mol·L-18-羟基喹啉溶液中，室温处理2 h，转至0.075%氯化钾溶液浸泡20 min，蒸馏水清洗2～3次，改良卡诺固定液(无水乙醇∶冰醋酸∶三氯甲烷= 5∶3∶2)固定1 h，放入70%乙醇4 ℃保存备用。制片参照李懋学[6]的方法，用1 mol·L-1HCl于室温解离幼胚25～30 min，蒸馏水浸泡10 min，然后切取1 mm左右的胚芽分生组织，加一滴铁矾苏木精染液染色压片，Olympus显微镜100倍油镜观察拍照。

按照第一届全国植物染色体学术讨论会1984年的标准[7]，选择染色体分散良好的细胞进行染色体计数。挑选 5张染色体清晰、分散良好的中期分裂相照片，进行同源染色体配对，测量长臂和短臂长度。采用李懋学等[7]的标准进行核型分析，核型分类按 Stebbins[8]标准。核型不对称系数(As.K%)参照Arano[9]的方法，即As.K%= 长臂总长/ 全体染色体总长 × 100%。

2　结果与分析

2.1染色体数目

对分散良好的细胞进行染色体计数，多数黄蝉幼胚细胞含有2n=2x=18条染色体，因此确定硬枝黄蝉体细胞含有18条染色体(图1)。

图1　硬枝黄蝉幼胚染色体中期分裂相Fig. 1　Metaphase chromosomes in immature embryos of Allamanda neriifolia

2.2核型分析

硬枝黄蝉核型参数见表1，中期染色体与核型见图2，核型模式见图3。染色体由中部或近中部着丝粒染色体构成，没有近端或端着丝粒染色体和非整倍性变异以及多倍化现象，也未发现B染色体与随体。按Levan等[10]的分类标准，硬枝黄蝉的核型公式为2n=2x=6sm+12m。染色体组总长17.63 μm，绝对长度1.56～2.24 μm，根据Lima-De-Faria[11]的“染色体场”理论，属小染色体。最长染色体与最短染色体之比为1.44，臂比大于2的染色体占总染色体数的11%，核型为2A型，属于相对原始的类型。核型不对称系数(As.K%)为58.95%，小于60%，染色体的不对称性较低。

表1　硬枝黄蝉染色体核型参数Table 1　Chromosome paramters of Allamanda neriifolia

图2　硬枝黄蝉核型图Fig. 2　Karyotype of Allamanda neriifolia

图3　硬枝黄蝉核型模式图Fig. 3　Idiogram of Allamanda neriifolia

3　讨论

硬枝黄蝉幼胚细胞含有18条染色体，与Roy Tapadar等[4]和Van der Laan等[5]报道的染色体数目一致。染色体长度变化范围1.56～2.24 μm，属于小染色体。一般情况，小染色体形态特征不明显，不易做核型分析。Van der Laan等[5]用黄蝉根尖压片，染色体重叠、主缢痕不明显，没有进行核型分析。本研究改进了黄蝉染色体制片技术，在材料的选择、处理等方面进行了探索，建立了适合硬枝黄蝉染色体制片的技术体系。首先，黄蝉幼胚是黄蝉染色体制片的好试材。幼胚生长迅速，细胞分裂旺盛，中期分裂相多且取材容易。另外，改良卡诺固定液(无水乙醇∶冰醋酸∶三氯甲烷=5∶3∶2)比卡诺固定液(无水乙醇∶冰醋酸=3∶1)渗透性强，固定1 h即可用于压片，操作简单方便。增加了前低渗步骤，0.075%氯化钾溶液浸泡幼胚20 min使染色体更加分散。将盐酸解离60 ℃下2 min改为室温30 min，解离更温和，染色体不重叠亦不丢失，效果好[5]。

据报道，夹竹桃科179属中74属完成了染色体计数[12]，学者们通过染色体数量来分析各属间的关系。Van der Laan等[5]认为，x=11是夹竹桃科原始的染色体基数，x=6、8、9、10、12是由x=11减少或增加而来。海芒果亚科Cerberoideae的染色体基数为x=10或20，然而鸡蛋花亚科Plumerioideae和夹竹桃亚科Apocynoideae中x=8、9、10、11都有出现，单以染色体数目不能区分两个亚科[4—5]。染色体组型分析将是夹竹桃科种属分类的一个很好补充。然而，由于夹竹桃科植物染色体较小，核型分析困难，这方面的研究还较少。本文详细分析了硬枝黄蝉染色体组型，建立了染色体制片的技术体系，为进一步开展黄蝉系统进化、亲缘关系和遗传育种等工作提供了理论和技术基础。

[1] 华文. 黄蝉属花木介绍[J]. 花卉, 2012(3): 21—22.

[2] 李嘉. 黄蝉属植物化学成分研究进展[J]. 中国新药杂志, 2006,15(16): 1341—1344.

[3] Sousa L M A, Neto R L M, Schmidt D F N, Oliveira M R. Anti-mitotic activity towards sea urchin eggs of dichloromethane fraction obtained from Allamanda schottii Pohl (Apocynaceae)[J]. Revista Brasileira de Farmacognosia, 2009,19(2A): 349—352.

[4] Roy Tapadar N N, Sen N K. Cytotaxonomical studies on the economic plants of the family Apocynaceae[J]. Caryologia, 1960,12: 367—396.

[5] Van der Laan F M, Arends J C. Cytotaxonomy of the Apocynaceae[J]. Genetica, 1985,68(1): 3—35.

[6] 李懋学. 作物染色体及其研究技术[M]. 北京: 中国农业出版社, 1996.

[7] 李懋学,陈瑞阳. 关于植物核型分析的标准化问题[J]. 武汉植物学研究, 1985,3(4): 297—302.

[8] Stebbins G L. Chromosomal Evolution in Higher Plants[M]. London: Edward Arnold Ltd., 1971: 87—123.

[9] Arano H. Cytological studies in subfamily Carduoideae (Compositae) of Japan, IX. The karyotype analysis and phylogenic considerations on Pertya and Ainsliaea [J]. Botanical Magazine (Tokyo), 1963,76: 32—39.

[10] Levan A, Fredga K, Sandberg A A. Nomenclature for centromeric position on chromosomes[J]. Hereditas, 1964,52(2): 201—220.

[11] Lima-De-Faria A. Classification of genes, rearrangements and chromosomes according to the chromosome field[J]. Hereditas, 1980,93(1): 1—46.

[12] Williams J K, Stutzman J K. Chromosome number of Thevetia ahouai (Apocynaceae: Rauvolfoidae: Plumerieae) with discussion on the generic boundaries of Thevetia[J]. Journal of the Botanical Research Institute of Texas, 2008,2(1): 489—493.

Chromosome Number and Karyotype of Allamanda neriifolia

GUO Rong, SHEN Yan-hong
(Institute of Genetics & Breeding in Horticultural Plants, College of Horticulture, Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou 350002, Fujian China)

The chromosome number and karyotype of Allamanda ner iifolia were studied using immature embryos as experimental materials. The results showed that the embryo cells normally contain 9 pairs of chromosomes, and all chromosomes were metacentric or submetacentric chromosomes. The karyotype formula was 2n=2x=6sm+12m. The karyotype was 2A type, and the asymmetry index was 58.95%.

Allamanda neriifolia; chromosome; karyotype

10.3969/j.issn.1009-7791.2015.02.008

Q343.2+2; S685

A

1009-7791(2015)02-0127-03

2015-04-02

国家科技支撑计划子课题(No. 2007BAD07B03)；福建农林大学本科教学改革项目(No. 111412103)

郭蓉，本科，从事园艺学研究。E-mail: 317242938@qq.com

注：申艳红为通讯作者。E-mail: papayacrazy@aliyun.com