毛酸浆2个栽培品种的核型分析

祁宏英 徐洪国 顾灵杰

摘 要 以毛酸浆的根尖为实验材料，对几种预处理方法、解离方法、染色体制片方法进行了比较研究。结果表明：毛酸浆根尖用0.1%秋水仙素和0.002 mol/L 8-羟基喹啉1 ∶ 1混合液4 ℃条件下处理3 h，固定后先用1 mol/L HCl在60 ℃条件下解离3 min，再用混合酶液进行酶解，染色制片后得到的染色体图像效果比较清晰。供试的2个品种染色体数目均为2n=24，属于小型染色体，但它们的核型具有明显差异，‘铁把小菇娘：染色体总长为30.72 μm，绝对长度范围1.61～3.42 μm，核型公式2n=2sm+22m，属于1B核型，核型不对称系数为56.35%；‘粒粒甜菇娘：染色体总长28.42 μm，绝对长度范围1.52～3.32 μm，核型公式2n=2sm+2M+20m，属于2B核型，核型不对称系数为54.93%。

关键词 毛酸浆；染色体；核型分析

中图分类号 S641.9 文献标识码 A

Karyotype Analysis of Two Cultivars Physali pubescens L.

QI Hongying， XU Hongguo， GU Lingjie

College of Life Science and Agriculture Forestry， Qiqihaer University， Qiqihaer， Heilongjiang 161006， China

Abstract In this paper， the experimental materials were the root tips of two cultivars from Physalis pubescens L. The methods of pretreatment， dissociation and chromosome sectioning technique were studied for the karyotype analysis. The root tips of P. pubescens L. were pretreated with 0.1% colchicines and 0.002 mol/L 8-hydroxyquinoline（1 ∶ 1）for 3 h at 4 ℃. The root tips were dissociated in 1 N HCl at 60 ℃ for 3 min， and then the root tips were enzymatic hydrolyzed with mixed enzymes. The results showed the images of the chromosome were clear. The chromosome number of the two cultivars were both 2n=24， and which were both small chromosome. However， the karyotypes were different. P. pubescens‘Tieba：The chromosome length was 30.72 μm， and the variation range of the chromosome length was 1.61～3.42 μm. The karyotype formula was 2n=2sm+22m， which belongs to“1B”type， as the karyotype asymmetry index was 56.35%. P. pubescens‘Lilitian：The chromosome length was 28.42 μm， and the variation range of the chromosome length was 1.52～3.32 μm. The karyotype formula was 2n=2sm+2M+20m， which belongs to“2B”type， as the karyotype asymmetry index was 54.93%.

Key words Physali pubescens L.； chromosome preparation； karyotype analysis

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.08.002

毛酸浆（Physalis pubescens L.）属茄科酸浆属，又名黄菇娘、洋菇娘等，营养价值高[1]，味道甜美，清香可口，果实内含有多种维生素、多种矿物质和氨基酸[2]，是老少皆宜的水果，具有多种药用成分[3]，适合大众消费[4]。目前，對于毛酸浆的研究主要集中在组织培养[2]、化学成分研究[3，5]、栽培技术[4，6]等方面，酸浆属部分植物核型分析方面也有报道，许亮等[7]以挂金灯（P. alkekengi var. franchetii）为植物材料，采用常规的制片方法进行核型分析，核型属于“1A”型。许亮等[8]以毛酸浆（P. pubescens L.）为植物材料进行染色体的核型分析，结果是染色体数目与酸浆属其他植物相同，核型公式为K（2n）=2m+20sm+2st，属于“3A”型。沙成卓等[9]以挂金灯（P. alkekengi var. franchetii）、通肯酸浆（P. ixocarpa）及毛酸浆（P. pubescens L.）3种酸浆属的植物为材料，得到3种酸浆属植物的体细胞染色体数目相同2n=24，但染色体核型却有明显不同的表型，挂金灯和通肯酸浆的核型较为相似，属于“2A”型，但是毛酸浆的核型与两者差异较大，属于“3A”型。

茄科植物的染色体较小[10-11]，进行染色体制片时，染色体容易出现重叠，影响染色体的计数和核型分析，要想获得分散良好且清晰的中期分裂相，对制片技术要求较高，且不同的栽培品种间在遗传物质结构组成上有很大的差异[12]。本实验对毛酸浆2个栽培品种染色体制片优化及核型分析，拟从细胞水平上为毛酸浆品种的遗传变异和新品种的选育提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为栽培品种‘铁把小菇娘（P. pubescens‘Tieba）和‘粒粒甜菇娘（P. pubescens‘Lilitian），由哈尔滨金龙农业有限公司生产。

1.2 预处理

将毛酸浆种子置于上下各垫有两层滤纸的培养皿中，放入温箱30～35 ℃发芽，注意保持培养皿内湿润，待根尖长至1 cm左右时，在上午10 ： 00左右剪取根尖后进行预处理。预处理试剂是0.1%秋水仙素和0.002 mol/L 8-羟基喹啉，方法见表1。

1.3 固定

将预处理后的根尖用蒸馏水冲洗数次，用卡诺固定液25～30 ℃固定8 h后，冲洗干净，70%乙醇中4 ℃保存备用。

1.4 解离

单用酸解：60 ℃恒温条件用1 mol/L HCl解离3 min。

单用酶解：将固定后的根尖放入0.075 mol/L KCl中低渗30 min后，放入2.5%纤维素酶和2%果胶酶的混合酶解液中，25～30 ℃下解离1.5 h，用蒸馏水冲洗数次后，放入0.075 mol/L KCl中后低渗8 min左右。

先酸解后酶解：先在60 ℃恒温条件用1 mol/L HCl解离3 min，冲洗数次后，放入纤维素酶和果胶酶的混合酶液中室温解离1.5 h，冲洗数次后放入0.075 mol/L KCl中进行后低渗[13]。

1.5 染色压片及图像采集

取根尖前端1 mm分生区，放在干净的载玻片上，使用卡宝品红染液染色10～15 min。轻轻盖上盖玻片，用手指轻轻按压后，再用橡皮笔头轻敲细胞区域，使细胞充分分散，用滤纸吸除多余的染液[14]。用NIKON ECLIPSE 50显微镜观察制片，在10×的物镜下找到分散良好且清晰的中期分裂相，之后在100×油镜下用Motic Images Advanced 3.2图像处理系统进行图像采集。染色体数目确定及核型分析方法按李懋学等[15]提出的标准进行。

2 结果与分析

2.1 对毛酸浆根尖不同预处理的结果

从毛酸浆根尖材料预处理（图1）结果，可以看出A1、A2和B1、B2 0.1%秋水仙素处理的根尖处理3 h和4 h，染色体都不够分散，有重叠的片段，空白对照如A5、B5显示所有染色体聚缩成团。但是从A3、B3来，0.1%秋水仙素和0.002 mol/L 8-羟基喹啉混合液4 ℃处理3 h的整体效果较好，染色体分散且清晰，缢痕较容易分辨，整体效果优于15 ℃处理A4、B4。同一处理方法处理的毛酸浆，虽然品种不同，但是处理效果基本一致。

2.2 毛酸浆根尖不同解离液的解离结果

毛酸浆不同解离方法的解离结果如图2，单用酸解（图2-a）和单用酶解（图2-b）的效果相似，细胞不易分散，重叠，不易观察；而先用1 mol/L HCl 60 ℃恒温6 min，再用混合酶液酶解1 h左右，解离效果（图2-c）优于单用酸解和单用酶解的，细胞分散性良好，易于观察染色体的形态和计数。

2.3 ‘铁把小菇娘的核型分析

通过对染色体制片进行观察，选取30～50个染色体分散良好且形态清晰的细胞进行染色体计数。本实验中植物材料的染色体基数均为x=12，‘铁把小菇娘和‘粒粒甜菇娘均为二倍体，即染色体数目为2n=24。

选取染色体形态结构清晰的中期分裂相进行核型分析，得表2的核型参数和图3的核型图与模式图。‘铁把小菇娘的染色体总长为30.72 μm，绝对长度范围1.61～3.42 μm，属于小型染色体；1号染色体为近中部着丝粒染色体，其余为中部着丝粒染色体，核型公式为K（2n）=24=2sm+22m；染色体相对长度的范围为5.21%～11.08%，染色体长度比为2.13，臂比的范围为1.13～1.83，臂比值大于2 ∶ 1的染色体比率为0，属于1B核型，核型不对称系数（AS.K.%）为56.35%。

‘粒粒甜菇娘染色体总长28.42 μm，绝对长度范围1.52～3.32 μm，也属于小型染色体；1号染色体为近中部着丝粒染色体，10号染色体为正中部着丝粒染色体，其余为中部着丝粒染色体，核型公式为K（2n）=24=2sm+2M+20m。染色体相对长度范围为5.26%～11.61%，染色体长度比为2.20，臂比的范围为1.00～1.75，臂比值大于2 ∶ 1的染色体比率为8.33%，属于2B核型，核型不对称系数（AS.K.%）为54.93%。

3 讨论

秋水仙素和8-羟基喹啉均是广泛应用的预处理试剂，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[16]。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[17]。现在也有越来越多的学者将预处理试剂混合使用[18-19]，本实验中，用0.1%秋水仙素和0.002 mol/L 8-羟基喹啉1 ∶ 1混合液4 ℃处理毛酸浆2个品种根尖，作用效果明显好于其他预处理，染色体较为为清晰。

植物细胞具有细胞壁，不利于后期的染色和制片。解离的作用机制是软化细胞壁去除果胶。对于不同的植物材料，解离液的选择和解离时间均不相同。本实验中选用的解离液是1 mol/L HCl和纤维素酶与果胶酶混合酶液。采用的是先用酸解再用酶解，作用效果明显优于单用酸解的效果，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。本实验中，毛酸浆则采用的是60 ℃酸解3 min后，用混合酶液酶解1 h进行后低渗，得到的染色体图像效果较佳。本实验对毛酸浆2个栽培品种的核型进行了报道。结果表明，2个毛酸浆品种铁把和粒粒甜染色体数目均为2n=24，均为二倍体植物，且都属小型染色体，与许亮等[8]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[7]，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。‘粒粒甜菇娘的核型为2B型，‘铁把小菇娘的核型为1B型。比较核型不对称系数，‘粒粒甜菇娘的54.93%小于‘铁把小菇娘的56.35%，2个的栽培品种在核型上有很大的差异，这种差異的产生原因这还有待于更深入的研究。

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