葡萄牙野燕麥的C—帶帶型分析

李鵬飛　安洪周　胡梅　耿廣東　張素勤　張慶勤

摘要：本試驗(yàn)采用C-帶技術(shù)對(duì)葡萄牙野燕麥根尖細(xì)胞進(jìn)行了帶型分析，試驗(yàn)結(jié)果表明：葡萄牙野燕麥具有21對(duì)染色體，其上共有90條帶，包括26條端帶（T）、50條中間帶（I）、1條隨體帶（S）、13條著絲點(diǎn)帶（C）；葡萄牙野燕麥染色體的帶型公式為：2n=42=12ITC+2CIT++4ICT++2I+TC+2I+CT+2I+T+C+2IT+S+2IT+4IT++2I T++2I+T++2IC+4I+。葡萄牙野燕麥的C組染色體的帶紋最為豐富，而A組、D組染色體的帶紋明顯減少。

關(guān)鍵詞：野燕麥；染色體；C-帶；帶型分析

中圖分類(lèi)號(hào)： S512.603 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1002-1302（2015）07-0091-02

野燕麥為燕麥屬一年生草本植物，是小麥的近緣種[1]，蘊(yùn)藏著非常豐富的遺傳變異，優(yōu)良特性有抗病、抗逆、耐瘠薄、高營(yíng)養(yǎng)、高蛋白、大穗、多花、多粒等[2]，是個(gè)巨大的、彌足珍貴的基因資源庫(kù)。筆者所在課題組已分別將一粒小麥、提莫菲維小麥與葡萄牙野燕麥等遠(yuǎn)緣雜交成功，從雜種后代中篩選了綜合性狀優(yōu)良小麥新種質(zhì)[3-5]。染色體C-帶技術(shù)起源于20世紀(jì)60年代，其借助于一套特殊的處理程序，使染色體顯現(xiàn)出深淺不同的帶紋，可以區(qū)分識(shí)別不同組性的染色體[6]。由于野燕麥顯帶比較困難，直到1993年Jellen等才獲得了栽培燕麥的清晰C-帶[7-8]。Jellen等將栽培燕麥（Sun Ⅱ）7對(duì)染色較深的染色體分別命名為1C、2C、3C，……，7C，其中3C、4C、6C為中著絲粒染色體，1C、2C、5C、7C為近中著絲粒染色體[9]；由于A(yíng)組、D組染色體在帶型中有微差別，按照染色體端帶以及中間帶的數(shù)量，將剩下的14對(duì)染色體簡(jiǎn)單分成1A～7A和1D～7D。燕麥有二倍體、四倍體、六倍體3個(gè)種群類(lèi)型，野燕麥C-帶分析不僅可以為燕麥的進(jìn)化提供線(xiàn)索，同時(shí)可以為野燕麥在小麥遺傳育種上的應(yīng)用提供參考，乃至為禾本科植物染色體性狀研究提供有價(jià)值的線(xiàn)索[10]。本試驗(yàn)對(duì)葡萄牙野燕麥（2n=6x=42，AACCDD）進(jìn)行C-帶分析，了解其染色體C-帶特點(diǎn)，為小麥與野燕麥遠(yuǎn)緣雜交后代中外源遺傳物質(zhì)的鑒定及深入研究提供參考，也為栽培燕麥和小麥的遺傳育種研究奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為葡萄牙野燕麥（2n=6x=42，AACCDD），是國(guó)家小麥改良中心貴州分中心保存的1種六倍體純合野燕麥，從葡萄牙引進(jìn)。

1.2 試驗(yàn)方法

首先將葡萄牙野燕麥種子洗凈后浸泡在含有消毒粉、赤霉素的蒸餾水中8 h，取出保持一定濕度待種子露白，再將種子放在鋪有濾紙的培養(yǎng)皿中，于室溫（約25 ℃）發(fā)芽；根從胚部長(zhǎng)出約2 cm時(shí)，剪取根尖置于冰水中處理24 h；將根尖轉(zhuǎn)入卡諾固定液（乙醇 ∶乙酸=3 ∶1）固定7 d，利用醋酸洋紅染色2 h后進(jìn)行常規(guī)壓片，顯微鏡觀(guān)察照相。C-帶技術(shù)采用Jellen等的方法[9]并略有改進(jìn)，-80 ℃揭片后，于無(wú)水乙醇中脫色過(guò)夜；59 ℃、0.2 mol/L HCl 溶液中處理75 s，蒸餾水沖洗干凈，氣干；過(guò)飽和Ba（OH）2溶液中處理7.5 min，蒸餾水沖洗干凈，氣干；放入60 ℃的2×SSC溶液中處理45 min后，直接轉(zhuǎn)入Giemsa染液中染色至適度，用蒸餾水洗片后氣干，滴加二甲苯鏡檢照相。染色體分組采用Jellen等的方法[9]，同時(shí)參考李浩兵等對(duì)燕麥材料的C-帶分析方法[11-12]，對(duì)葡萄牙野燕麥5個(gè)帶型清晰的細(xì)胞進(jìn)行C-帶分析，根據(jù)其平均值進(jìn)行模式圖的繪制及數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

葡萄牙野燕麥的21對(duì)染色體上共有90條帶（圖1），包括26條端帶、50條中間帶、1條隨體帶、13條著絲點(diǎn)帶。C組染色體具有較多的帶紋，而A組、D組染色體帶紋明顯少于C組染色體（圖2）。葡萄牙野燕麥染色體的帶型公式為：2n=42=12ITC+2CIT++4ICT++2I+TC +2I+CT+2I+T+C+2IT+S+2IT+4IT++2I T++2I+T++2IC+4I+。葡萄牙野燕麥與Jellen等的栽培燕麥[9]以及李浩兵等的六倍體燕麥[11-12]相比，發(fā)現(xiàn)葡萄牙野燕麥與栽培燕麥、通北野燕麥、五臺(tái)燕麥的帶型具有一致性，但是個(gè)別染色體存在較大的差別。

3 討論

植物基因組研究表明，植物基因組中很大一部分DNA為重復(fù)序列，F(xiàn)lavell等估計(jì)在六倍體栽培燕麥中，基因組的83%由重復(fù)序列組成[13]。禾谷類(lèi)作物不同屬乃至不同族間染色體上基因的表現(xiàn)為共線(xiàn)性，同時(shí)有研究表明禾谷類(lèi)作物間的差異并不是由功能基因的差別引起的，而是由于大量的重復(fù)序列差異引起的[14]。染色體C-帶顯示的主要就是高度重復(fù)的異染色質(zhì)區(qū)域。本試驗(yàn)對(duì)不同時(shí)期的葡萄牙野燕麥根尖細(xì)胞進(jìn)行C-帶分析，發(fā)現(xiàn)間期及前期的染色體帶型很清晰，但染色體無(wú)法區(qū)分，隨著細(xì)胞分裂的進(jìn)行，染色質(zhì)逐漸濃縮成染色體，帶型更加清晰，同時(shí)染色體更加分明，通過(guò)選取合適時(shí)期且分裂相好的細(xì)胞進(jìn)行帶型分析可以獲得很好的研究效果。

本試驗(yàn)結(jié)果顯示C組染色體均出現(xiàn)了較強(qiáng)的端帶，同時(shí)具有較多且很強(qiáng)的中間帶，主要包括12條端帶、20條中間帶、7條著絲點(diǎn)帶；其中8條中間帶在短臂上，12條中間帶在長(zhǎng)臂上。與Jellen等的帶型[9]相比，本結(jié)果的C-帶以點(diǎn)狀帶居多，能更加清楚地顯示出帶的位置，并且中間帶較少。本研究結(jié)果與前人的差異可能是試驗(yàn)所使用的不同燕麥材料造成的。不同燕麥種的帶型具有很大的多態(tài)性，這可能是在進(jìn)化過(guò)程中出現(xiàn)的染色體易位、缺失、重復(fù)等諸多因素造成的[15]。在燕麥的進(jìn)化過(guò)程中有二倍體燕麥、四倍體燕麥2個(gè)基本的進(jìn)化類(lèi)型，六倍體燕麥?zhǔn)窃谒谋扼w燕麥和其他燕麥近緣種屬遠(yuǎn)緣雜交的過(guò)程中產(chǎn)生的。

Jellen等等研究發(fā)現(xiàn)，燕麥的C組染色體一端總是存在染色較淺的常染色質(zhì)區(qū)域[9，11-12]。本試驗(yàn)在葡萄牙野燕麥C-帶分析過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)相似現(xiàn)象，這可能是燕麥進(jìn)化過(guò)程中A/D組的染色體片段插入C組染色體或者發(fā)生了易位的緣故。

參考文獻(xiàn)：

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