孔紅++薛敏

摘要：研究百日草（Zinnia elegans Jacq.）的核形態(tài)學(xué)特征，可為分類和育種工作提供細(xì)胞學(xué)依據(jù)。采用常規(guī)壓片法，對(duì)百日草進(jìn)行了核形態(tài)學(xué)研究。結(jié)果表明，①間期核里染色中心數(shù)目較少，形狀比較規(guī)則，多分布于細(xì)胞中央，為復(fù)雜染色中心型。②有絲分裂前期染色體由染色較深的異固縮節(jié)段和染色較淺的常染色質(zhì)節(jié)段相間排列而成，較多地分布于細(xì)胞中央，前期染色體為中間型。③有絲分裂中期染色體數(shù)目2n=24，為二倍體。④核型公式為：K（2n）=2x=24=24 m，最長(zhǎng)染色體與最短染色體的比值為1.52，臂比大于2的染色體百分率為0，核型屬1A型，為最對(duì)稱的核型。臂指數(shù)NF值為48。⑤有絲分裂后期和末期正常。這些核形態(tài)學(xué)的證據(jù)進(jìn)一步支持了百日草在形態(tài)上屬于原始類群的觀點(diǎn).

關(guān)鍵詞：百日草（Zinnia elegans Jacq.）；染色體；核型；核形態(tài)學(xué)

中圖分類號(hào)：S681.9；Q343.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2015）17-4225-03

百日草（Zinnia elegans Jacq.）屬于菊科（Compositae）百日草屬（Zinnia L.）一年生草本花卉，原產(chǎn)墨西哥等北美洲國(guó)家，全年開(kāi)花，品種繁多。中國(guó)百日草栽培始于20世紀(jì)20年代，主要從美國(guó)和日本引進(jìn)。20世紀(jì)80年代后，中國(guó)較大規(guī)模地從美國(guó)、日本以及歐洲引種百日草新品種，使國(guó)內(nèi)的百日草盆花生產(chǎn)得到快速發(fā)展。目前百日草的研究多集中在引種和栽培技術(shù)上，有關(guān)細(xì)胞學(xué)方面的研究有一些報(bào)道[1-6]，但核形態(tài)學(xué)未見(jiàn)有全面系統(tǒng)的研究。試驗(yàn)對(duì)百日草細(xì)胞的有絲分裂各期進(jìn)行了觀察、對(duì)中期染色體進(jìn)行計(jì)數(shù)并做核型分析，同時(shí)與前人的研究進(jìn)行比較，旨在為百日草的種質(zhì)資源鑒定、起源分類、物種演替、良種培育補(bǔ)充更多的細(xì)胞學(xué)證據(jù)。

1 材料與方法

試驗(yàn)采用的百日草種子購(gòu)于河北省廊坊市西環(huán)花卉市場(chǎng)。將百日草成熟種子水培萌發(fā)，采用根尖常規(guī)壓片法做核型分析，選取百日草生長(zhǎng)正常的根長(zhǎng)0.5 cm左右的前端部分，用0.002 mol/L的8-羥基喹啉處理3 h，卡諾Ι固定液固定20 h，取出后用1mol/L HCl 在60 ℃下解離10 min，去離子水沖洗3次后，卡寶品紅染色，取根尖1～2 mm部分（分生組織）壓片觀察，常規(guī)壓片，冰凍揭蓋片，自然干燥，中性樹(shù)膠封片，在Olympus光學(xué)顯微鏡下選取若干個(gè)染色體分散良好、著絲點(diǎn)清晰的根尖細(xì)胞進(jìn)行核型分析與核型分類，并顯微攝影。間期核與有絲分裂前期核染色體形態(tài)劃分按Tanaka[7，8]的標(biāo)準(zhǔn)，中期染色體核型分析按全國(guó)第一次植物染色體學(xué)術(shù)討論會(huì)建議的標(biāo)準(zhǔn)[9]實(shí)施，核型分類按Stebbins[10]提出的標(biāo)準(zhǔn)完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 根尖細(xì)胞間期核和有絲分裂前期染色體

百日草根尖細(xì)胞有絲分裂觀察結(jié)果見(jiàn)圖1。從圖1可見(jiàn)，百日草根尖細(xì)胞間期核異染色質(zhì)形成較多的染色中央微粒，局部聚集形成若干大的異固縮塊，分布于細(xì)胞一側(cè)（圖1-A）。前期染色體由染色較深的異固縮節(jié)段和染色較淺的常染色質(zhì)節(jié)段相間排列而成（圖1-B），按照Tanaka[7，8]的標(biāo)準(zhǔn)，間期核屬于復(fù)雜染色中心型，前期染色體屬于中間型。

2.2 根尖細(xì)胞有絲分裂中期染色體

根尖細(xì)胞有絲分裂中期染色體數(shù)目及核型見(jiàn)圖2，核型模式圖見(jiàn)圖3，核型分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。從圖2、圖3、表1可見(jiàn)，百日草體細(xì)胞染色體數(shù)目2n=24，為二倍體。核型公式K（2n）=2x=24=24 m，均為中部著絲點(diǎn)染色體。最長(zhǎng)染色體與最短染色體的比值為1.52，臂比大于2的染色體百分率為0，核型屬1A型，臂指數(shù)NF值為48。

2.3 根尖細(xì)胞有絲分裂有絲分裂后期和末期染色體

從圖1還可見(jiàn)，百日草根尖細(xì)胞有絲分裂在后期（圖1-C）和末期（圖1-D）正常，沒(méi)有觀察到染色體數(shù)加倍、染色體橋、落后染色體、雙核等異?，F(xiàn)象。

3 小結(jié)與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，百日草體細(xì)胞染色體數(shù)目2n=24，染色體基數(shù)為12，這個(gè)結(jié)果與文獻(xiàn)報(bào)道[1-4]的染色體數(shù)目相同，并且都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)多倍體和非整倍體現(xiàn)象。雖然以上研究取材的地點(diǎn)差異較大，但染色體數(shù)目受環(huán)境的影響較小，具有很高的穩(wěn)定性，說(shuō)明不同居群百日草體細(xì)胞染色體數(shù)目表現(xiàn)出了高度的一致性。

從百日草的核型公式來(lái)看，試驗(yàn)結(jié)果和其他文獻(xiàn)報(bào)道的情況存在一定的差異，具體見(jiàn)表2。分析表2可知，試驗(yàn)得到的核型公式與之前已發(fā)表的研究報(bào)道差異主要體現(xiàn)在隨體的數(shù)目和位置上。陳瑞陽(yáng)等[1]報(bào)道，百日草染色體核型公式為K（2n）=2x=24=24 m（2SAT），第一對(duì)染色體具隨體；胡成華等[2]報(bào)道，百日草染色體核型公式K（2n）=2x=24=4 M+16 m+4 m（SAT），有兩對(duì)隨體染色體，隨體位置未說(shuō)明；黃少甫等[3]研究認(rèn)為，百日草染色體核型公式為K（2n）=2x=24=22 m +2 m（SAT），第三對(duì)染色體具隨體。本試驗(yàn)研究結(jié)果顯示，百日草染色體核型公式為K（2n）=2x=24=24 m，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)隨體；這種核型的多樣性反映出了百日草在居群水平上存在遺傳多樣性，這在其他菊科植物的染色體研究中也有不同居群核型公式出現(xiàn)差異的報(bào)道[11]。

百日草的核型屬1A型，為最對(duì)稱的核型，這與前人的報(bào)道[1-4]一致。按Stebbins[10]的核型分類標(biāo)準(zhǔn)，在植物界，核型進(jìn)化的基本趨勢(shì)是由對(duì)稱向不對(duì)稱發(fā)展，系統(tǒng)演化上處于比較古老或原始的植物大多數(shù)具有較對(duì)稱的核型，而不對(duì)稱的核型則常見(jiàn)于衍生或進(jìn)化較高級(jí)的植物中?？梢?jiàn)百日草是菊科向日葵族較為原始的種類，細(xì)胞學(xué)的證據(jù)進(jìn)一步支持了它在形態(tài)上屬于原始類群的觀點(diǎn)。

多倍體植株一般具有花朵大、花瓣較多、花色加深或改變、花期延長(zhǎng)、抗逆性和適應(yīng)性加強(qiáng)、耐貯運(yùn)等形態(tài)或特性改變，因而多倍體育種將大大增強(qiáng)觀賞植物的觀賞價(jià)值和商品價(jià)值。百日草的染色體數(shù)目2n=2x=24，數(shù)目較少，倍數(shù)低，可嘗試對(duì)其進(jìn)行多倍體誘導(dǎo)育種研究，以期選育出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的多倍體新品種。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳瑞陽(yáng)，宋文芹，李秀蘭，等.中國(guó)主要經(jīng)濟(jì)植物基因組染色體圖譜（第三冊(cè)）[M].北京：科學(xué)出版社，2003.235-236.

[2] 胡成華，方建忠.百日草染色體核型分析[J].南京大學(xué)學(xué)報(bào)，1991，27（2）：412-414.

[3] 黃少甫，趙治芬.三種觀賞植物的染色體研究[J].廣西植物，1995，15（1）：43-46.

[4] 葉要妹，陳天花，齊迎春，等.百日草根尖和花藥愈傷組織染色體制片技術(shù)[J].廣西植物，2007，27（5）：673-675.

[5] 葉要妹，陳天花，胡秋實(shí)，等.百日草雄性不育系的獲得及其細(xì)胞學(xué)觀察[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，41（5）：1436-1443.

[6] RAMALINGAM R S，RANGASOMY S R，RAMAN V S. The cytology of an interspecific hybrid in Zinnia[J]. Cytologia， 1971， 36： 522-528.

[7] TANAKA R.Types of resting nuclei in Orchidaceae[J].Botanical Magazine Tokyo， 1971， 84： 118-122.

[8] TANAKA R. Recent karyotype studies[A].OGAWA K， KOIKE S，KUROSUMI I， et al. Plant Cytology[M]. Tokyo： Asakura， 1977. 293-326.

[9] 李懋學(xué)，陳瑞陽(yáng).關(guān)于植物核型分析的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題[J].武漢植物學(xué)研究，1985，3（4）：297-302.

[10] STEBBINS G L.Chromosomal Evolution in Higher Plant[M]. London： Edward Amold，1971.87-90.

[11] 張 凡，張 芹，龍雙紅.波斯菊核型分析[J].草業(yè)科學(xué)，2012，29（11）：1715-1717.