薹菜的核型分析

宋廷宇 韓文妍 吳春燕 宋述堯 何啟偉

（1 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，吉林長春 130118；2 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所，山東濟(jì)南 250100）

薹菜〔Brassica campestrisL.ssp.chinensis（L.）Makino var.tai-tsaiHort〕又稱蕓薹菜、油菜薹，為十字花科蕓薹屬蕓薹種白菜亞種的一個(gè)變種。薹菜原產(chǎn)于中國，是我國黃河流域和淮河流域的地方特產(chǎn)蔬菜之一，尤以山東、江蘇等地種植較多（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所，2001）。薹菜是我國的地方特產(chǎn)蔬菜，由于地域限制和重視程度不夠，關(guān)于薹菜的研究不多，種質(zhì)資源流失嚴(yán)重，目前瀕臨滅絕。但是，薹菜又在十字花科蔬菜中占有重要的地位，有必要對(duì)其營養(yǎng)、生理生化、分子標(biāo)記和分子克隆方面開展細(xì)致的研究（宋廷宇 等，2007a，2007b，2008，2010a，2010b，2012）。但在細(xì)胞遺傳學(xué)方面，只是對(duì)花粉的形態(tài)進(jìn)行過研究（宋廷宇 等，2010c），在核型分析方面尚未見報(bào)道。而核型又是染色體數(shù)目、大小及其形態(tài)特征的綜合反映，且每一物種都有其特異的核型。研究薹菜的核型并和其他白菜類蔬菜的核型進(jìn)行比較，有助于進(jìn)一步揭示薹菜核型的進(jìn)化過程和機(jī)制，為薹菜在細(xì)胞遺傳學(xué)以及其進(jìn)化分類等方面的研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為濟(jì)南小葉薹菜（山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所何啟偉研究員提供），該品種為地方品種，葉片綠色，葉緣淺裂，葉柄灰白色。試驗(yàn)于2008年在山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所分子生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

1.2 方法

常溫下浸種12 h，播于鋪有濕濾紙的培養(yǎng)皿中，25℃恒溫培養(yǎng)，3～4 d后在上午11：00 取1.5 cm 長的根尖，用0.05%秋水仙素20℃下處理2～4 h，清洗干凈，用卡諾固定液在5℃下固定24 h，洗去固定液。再用1 mol·L-1HCL 在60℃水中解離10 min，用蒸餾水多次沖洗，取分生區(qū)組織1～2 mm 置于載玻片上，用改良的卡寶品紅染色8～10 min，常規(guī)壓片。在顯微鏡下進(jìn)行觀察，同時(shí)用油鏡進(jìn)行顯微攝影（吳建國 等，1999）。選分散良好、著絲點(diǎn)清晰的中期分裂相進(jìn)行染色體計(jì)數(shù)，并從中選擇染色體數(shù)目完整、無重疊的30個(gè)分散較好的分裂相進(jìn)行顯微攝影。染色體的核型分析參照Levan 等（1964）的分類系統(tǒng)，染色體相對(duì)長度系數(shù)按Kuo 等（1972）方法劃分，核型分類采用Stebbins（1971）的標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 染色體數(shù)目

選擇30個(gè)染色體分散良好的細(xì)胞觀察計(jì)數(shù)，所有細(xì)胞的染色體數(shù)目均為20條，因此確定薹菜體細(xì)胞染色體數(shù)目為2n=20（圖1）。

圖1 薹菜體細(xì)胞分裂中期

2.2 染色體相對(duì)長度組成及核型分析

經(jīng)測量分析可將薹菜的20條染色體配為10 對(duì)（圖2），染色體平均長度為3.015 μm，按Kuo 等（1972）的分類標(biāo)準(zhǔn)，可將薹菜的10 對(duì)染色體分成3 組（表1）。第1、2 對(duì)為L組，第3～6 對(duì)為M2 組，第7～10 對(duì)為S 組，染色體相對(duì)長度組成為2n=20=2L+4M2+4S。

圖2 薹菜染色體核型圖

根據(jù)Levan 等（1964）的分類標(biāo)準(zhǔn)，薹菜的10 對(duì)染色體中具有中部著絲點(diǎn)的為第1～6 對(duì)和第10 對(duì)，第7、8 對(duì)為遠(yuǎn)端著絲點(diǎn)染色體，第9 對(duì)為近端著絲點(diǎn)染色體（圖3）。其核型公式為K（2n）=2X=20=7M+2T+St。

薹菜的最長染色體與最短染色體之比為2.81∶1，第1～6 對(duì)和第10 對(duì)染色體的臂比值變化范圍是1.11～1.54，表現(xiàn)為高度對(duì)稱性。第7～9 對(duì)染色體為端著絲點(diǎn)類型，所以臂比大于2的染色體有3 對(duì)，為全組染色體的30%（表1）。根據(jù)Stebbins（1971）的核型分類標(biāo)準(zhǔn)，屬于2A型。

表1 薹菜染色體參數(shù)

圖3 薹菜核型模式圖

3 結(jié)論與討論

我國栽培的白菜類蔬菜及蕓薹種分為蕪菁、白菜和大白菜3個(gè)亞種，其中薹菜〔Brassica campestrisL.ssp.chinensis（L.）Makino var.tai-tsaiHort〕和菜薹（Brassica compestrisL.ssp.chinensis（L.）var.utilisTsen et Lee〕同為蕓薹屬蕓薹種白菜亞種的兩個(gè)變種，二者極易混淆。本試驗(yàn)研究的薹菜與菜薹的染色體基數(shù)均為X=10。菜薹的核型公式為K（2n）=2X=20=8M+10SM+2St（2SAT）。按照Stebbins 的核型分類標(biāo)準(zhǔn)，其染色體核型在遺傳進(jìn)化上屬于2B型（袁文煥和王新娥，2008）。而薹菜的核型公式為K（2n）=2X=20=7M+2T+St，染色體組型為2A型。

根據(jù)Stebbins（1971）的理論：在生物的進(jìn)化過程中染色體核型是由對(duì)稱性向非對(duì)稱性演化的。Stebbins 通過對(duì)植物核型資料的分析，將染色體核型按對(duì)稱性程度的高低分為1A、2A、3A、4A；1B、2B、3B、4B；1C、2C、3C、4C 等12種類型，且認(rèn)為核型對(duì)稱性程度越高的生物，其染色體變異越小，進(jìn)化程度也越低；而非對(duì)稱性程度越高的生物，其染色體變異越大，進(jìn)化程度越高。本試驗(yàn)結(jié)果證明，薹菜為二倍體，染色體數(shù)2n=20，核型公式為K（2n）=2X=20=7M+2T+St，染色體相對(duì)長度組成為2n=20=2L+4M2+4S，染色體組型為2A型。按照Stebbins 的觀點(diǎn)，薹菜的進(jìn)化程度要明顯地低于菜薹。這一結(jié)果充分反映了薹菜與菜薹在細(xì)胞學(xué)水平上存在的差異，也為薹菜與其他種的區(qū)分提供一個(gè)客觀的細(xì)胞學(xué)依據(jù)，對(duì)進(jìn)一步研究植物系統(tǒng)分類具有一定的參考價(jià)值。

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