以峨眉含笑(Michelia wilsonii Finet et Gagnep.)种子萌发后的根尖为实验材料,用DAPI染色法制作染色体标本分析其染色体核型。结果表明,峨眉含笑为二倍体,染色体数目38条,核型公式为2n = 38 = 32m + 4sm + 2st,核型不对称系数为56.3%,核型属Stebbins的2A型,在进化上处于原始的地位。本研究确定了峨眉含笑的核型及进化地位,为其开发利用和保护提供了细胞学资料。<br/>The root tips of Michelia wilsonii Finet et Gagnep. was used for experiment to analyze chromo-some karyotypes by DAPI staining method. The results show that Michelia wilsonii is diploid, there are 38 chromosomes, its karyotype formula is 2n = 38 = 32m + 4sm + 2st. The karyotype asymmetry coefficient is 56.3%, and the karyotype is Stebbins’s 2A, which is in a primordial po-sition in evolution. The study determined the karyotype and evolutionary status of Michelia wilsonii, and provided cytological data for its development, utilization and protection of the en-dangered species.
以峨眉含笑(Michelia wilsonii Finet et Gagnep.)种子萌发后的根尖为实验材料,用DAPI染色法制作染色体标本分析其染色体核型。结果表明,峨眉含笑为二倍体,染色体数目38条,核型公式为2n = 38 = 32m + 4sm + 2st,核型不对称系数为56.3%,核型属Stebbins的2A型,在进化上处于原始的地位。本研究确定了峨眉含笑的核型及进化地位,为其开发利用和保护提供了细胞学资料。
峨眉含笑,染色体类型,核型分析
Xuling Chen1, Daoping Yu1,2*, Zhiqiang Fang1,2, Xiaojie Li1, Cehong Li1, Kongping Xie1,2
1Emei Mountain Biotic Resource Experimental Station, Emeishan Sichuan
2Sichuan Provincial Institute of Natural Resource Science, Chengdu Sichuan
Received: Dec. 25th, 2020; accepted: Jan. 15th, 2021; published: Jan. 26th, 2021
The root tips of Michelia wilsonii Finet et Gagnep. was used for experiment to analyze chromosome karyotypes by DAPI staining method. The results show that Michelia wilsonii is diploid, there are 38 chromosomes, its karyotype formula is 2n = 38 = 32m + 4sm + 2st. The karyotype asymmetry coefficient is 56.3%, and the karyotype is Stebbins’s 2A, which is in a primordial position in evolution. The study determined the karyotype and evolutionary status of Michelia wilsonii, and provided cytological data for its development, utilization and protection of the endangered species.
Keywords:Michelia wilsonii, Chromosome Type, Karyotype Analysis
Copyright © 2021 by author(s) and Hans Publishers Inc.
This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0).
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
植物染色体核型分析是将细胞染色体的数目、形态、长度、着丝点位置等内容进行分析研究,是分类和遗传研究的重要手段 [
本研究供试材料来源于中国西南的峨眉山,采集地海拔1050 m,东经103˚22',北纬29˚35'。9月底待峨眉含笑果实中鲜红色的种粒开始暴露时采收,去掉蓇葖,清洗掉红色种皮,水沉法选取籽粒饱满的种子,阴干备用。
1) 种子萌发
用1000 mg/L的赤霉素浸泡峨眉含笑种子24 h后放入人工气候箱,在恒温25℃、相对湿度75%、光照强度6000~8000 lux、光照时间12 h/d的条件下进行萌发。
2) 取根与固定
根长至0.5~2 cm时取样,放入0.5 ml EP管中置于冰上,在其盖上戳一个直径约为3 mm左右的小洞,将EP管放入0.9 Mpa笑气罐中处理2 h,取出EP管置于冰上加入90%乙酸,固定根尖8~10 min [
3) 制片与染色
切下长度约0.5 cm的根尖部分置于果胶纤维素酶混合酶液中,37℃酶解1 h。用70%乙醇洗尽酶液,捣碎根尖,4000 rmp离心2 min,加入15~50 μl乙酸,获得根尖细胞悬浮液,滴片。自然风干后DAPI染色盖上盖片 [
4) 染色体检测与核型分析
选择分散良好、着丝点清晰的染色体分裂相,对其进行形态观察和数目统计,用GIMP软件分别测量染色体的总长、长臂、短臂。体细胞分裂中期核型分析参照李懋学和陈瑞阳 [
观察了处于有丝分裂中期、中后期、后期细胞分裂相图片,均未观察到随体和端部着丝粒染色体,染色体形态和结构均比较稳定(图1)。选取分散良好、形态清晰的有丝分裂中后期图,从着丝粒个数可以确定,峨眉含笑染色体数目为38条,且为二倍体,故2n = 38 (如图2)。
图1. 峨眉含笑染色体形态
图2. 峨眉含笑染色体核型
结果表明(见表1、图2、图3),19对峨眉含笑染色体中,中部着丝粒染色体(m)有16对(第1、3~6、9~19号),近中部着丝粒染色体(sm)有2对(第7~8号),近端部着丝粒染色体(st) 1对(第2号)。核型公式为2n = 2x = 38 = 32m + 4sm + 2st。
基于植物核型分析标准,计算结果(表1)显示,峨眉含笑染色体绝对变异幅度为0.94~1.7 μm,相对长度为4~7.07%,臂比值在1.03~3.62之间,臂比值大于2:1的占10.5%,核型不对称系数为56.3%。最长与最短染色体的比值为1.768。核型不对称性为2A型。
染色体序号 | 染色体绝对长度(μm) | 相对长度(%) | 臂比值(长/短) | 着丝点位置 | ||
---|---|---|---|---|---|---|
短臂长 | 长臂长 | 染色体长 | ||||
1 | 0.40 | 0.54 | 0.94 | 4.00 | 1.35 | m |
2 | 0.21 | 0.76 | 0.97 | 4.03 | 3.62 | st |
3 | 0.42 | 0.58 | 1.00 | 4.16 | 1.38 | m |
4 | 0.49 | 0.54 | 1.03 | 4.28 | 1.10 | m |
5 | 0.47 | 0.58 | 1.05 | 4.37 | 1.23 | m |
6 | 0.49 | 0.61 | 1.10 | 4.57 | 1.24 | m |
7 | 0.31 | 0.79 | 1.10 | 4.57 | 2.55 | sm |
8 | 0.41 | 0.71 | 1.12 | 4.66 | 1.73 | sm |
9 | 0.51 | 0.63 | 1.14 | 4.74 | 1.24 | m |
10 | 0.56 | 0.62 | 1.18 | 4.91 | 1.11 | m |
11 | 0.52 | 0.71 | 1.23 | 5.11 | 1.37 | m |
12 | 0.59 | 0.68 | 1.27 | 5.28 | 1.15 | m |
13 | 0.63 | 0.74 | 1.37 | 5.70 | 1.17 | m |
14 | 0.70 | 0.72 | 1.42 | 6.00 | 1.03 | m |
15 | 0.77 | 0.79 | 1.56 | 6.00 | 1.03 | m |
16 | 0.67 | 0.88 | 1.55 | 5.70 | 1.31 | m |
17 | 0.71 | 0.91 | 1.62 | 6.74 | 1.28 | m |
18 | 0.73 | 0.95 | 1.68 | 6.99 | 1.30 | m |
19 | 0.76 | 0.94 | 1.70 | 7.07 | 1.24 | m |
表1. 峨眉含笑的染色体参数
m: metacentric的缩写,表示具中部着丝点染色体;sm: submetacentric的缩写,表示具亚中部着丝点染色体;st: subterminal的缩写,表示近端部着丝点染色体。
图3. 峨眉含笑染色体核型模式图
本研究中峨眉含笑染色体数目2n = 38,为二倍体,与前人报道的木兰科大多数属的染色体数目和倍性一致 [
李秀兰报道的峨眉含笑的核型公式为2n = 30m + 8sm (2SAT) [
四川省科技计划重点研发项目“峨眉3种濒危植物野生种群自然更新能力评估与人工促进措施”(2019YFS0459)、四川省植物资源共享平台建设项目(2019JDPT0028)和峨眉山植物园科普教育基地能力提升创新与示范(2018KZ0006)。
陈绪玲,余道平,方志强,李小杰,李策宏,谢孔平. 濒危植物峨眉含笑染色体核型分析A Karyotype Analysis on the Endangered Species Michelia wilsonii[J]. 植物学研究, 2021, 10(01): 79-84. https://doi.org/10.12677/BR.2021.101012