植物染色体倍性分析
植物染色体倍性分析实用文档
流动室紧急清洗
• 将1.6ml0.5%次氯酸钠用一样品管盛装后，置于进样口处 ，点击START（开始）按钮，运行15秒后，卡住鞘液管， 点击STOP停止运行，让液体在管道内停留15分钟来润洗管 道；再按START按钮重新启动系统，直到样品测量及自动 清洗程序完成。
• 用1.6ml的清洗液重新洗涤，可以洗剂过夜。 • 将1.6ml鞘液装于样品管置于进样口处，点击START按钮运
➢操作便捷---无需制备和染色中期染色体。
➢适用于DAPI和PI（需配备532nm绿色激光器） 染色的生物DNA倍体检测；
➢用途广泛---任何植物样品均可被检测：叶、 秧苗、根茎、花、果实、种子等。
➢任何动物、海洋及淡水生物均可被检测。
➢高精确性---绝大多数动植物倍体检测精度可 以达到±1染色体。
名称
特点
缺点
应用范围
PI
1.由488nm或532nm光源 1.剧毒
激发
2.染料本身粘附性高
DNA含量分析 基因组大小比对
2.能够对整个基因组染色 3.发光弱，对荧光浓度要求 细胞周期
3.能够进行同一种属或不 高，即高荧光分子结合率下
同种属间的基因组大小比 只能获得相对低的荧光强度
对和精确鉴定
4.分辨率低，通常 CV≥3%
此外，植物倍性鉴定还可用于分析细胞分裂活动等植物发育研究。
植物学研究中Partec倍体分析仪的应用
在植物细胞研究中还可以分选出活的原生质体，并通过分选出来的原生质体再 生出植株，其中最有意义的就是选出由原生质体融合所产生的异核体。对酸橙 (Citrus aurantium L．)叶肉原生质体和甜橙(C sineniscv．Shamouti)胚性愈 伤组织原生质体电融合后再生的体细胞杂种进行分析，结果表明，所有的体细 胞杂种植株荧光强度是二倍体对照的两倍，这说明两者的原生质体已经融合。
朱顶红染色体核型分析及倍性鉴定
收稿日期:2017-01-09基金项目:上海市农委项目[沪农青字(2016)第1-22号];上海市科委项目(18DZ2291400);上海市农委项目[沪农科种字(2013)第9号];上海市科委项目(14391900500)作者简介:李心(1986 ),女,博士,助理研究员,主要从事花卉育种㊁栽培生理及分子机制研究㊂E-mail:saaslx@ ㊀∗通信作者,E-mail:yangliuyan61@上海农业学报㊀2018,34(4):1-6Acta Agriculturae Shanghai DOI:10.15955∕j.issn1000-3924.2018.04.01文章编号:1000-3924(2018)04-001-06朱顶红染色体核型分析及倍性鉴定李㊀心,张永春,姜红红,孙㊀翊,李青竹,杨柳燕∗(上海市农业科学院林木果树研究所,上海201403)摘㊀要:以朱顶红新生根尖为材料,采用常规压片法进行染色体制片,对朱顶红属品种进行了染色体核型分析及倍性鉴定㊂结果表明:0.002mol∕L 8-羟基喹啉水溶液4ħ预处理朱顶红根尖9 24h,1mol∕L HCl 溶液60ħ解离根尖9min 获得的染色体制片效果最好㊂首次对朱顶红品种 柠檬冰糕 进行核型分析,发现其为三倍体朱顶红,核型公式为K(2n)=3x =33=12m +12sm +9st,核型不对称系数(As.K)为70.19%,核型类型为3B型㊂根据染色体制片结果对6个朱顶红品种进行倍性鉴定表明: 凤蝶 为二倍体朱顶红, 特伦蒂诺 为三倍体朱顶红, 粉色惊奇 快车 苹果花 樱桃妮芙 均为四倍体朱顶红㊂关键词:朱顶红;染色体制片;核型分析;倍性鉴定中图分类号:S682.2㊀㊀文献标识码:A Karyotype analysis and ploidy identification of HippeastrumLI Xin,ZHANG Yong-chun,JIANG Hong-hong,SUN Yi,LI Qing-zhu,YANG Liu-yan ∗(Forest and Fruit Tree Research Institute ,Shanghai Academy of Agricultural Sciences ,Shanghai 201403,China )Abstract :Taking the new root tips as materials,karyotype analysis and ploidy identification of Hippeastrum cultivars were carried out by traditional chromosome tabletting method.The results showed that the best chromosome morphology was observed when root tips treated with 0.002mol∕L 8-Hydroxyquinoline for 9 24h at 4ħand 1mol∕L HCl for 9min at 60ħ.The karyotype of Hippeastrum cultivar Lemon Sorbet was analyzed for the first time.It was found that Lemon Sorbet was triploid,the karyotype formula was K(2n)=3x =33=12m +12sm +9st,the asymmetrical karyotype coefficient(As.K)was 70.19%and the karyotype type was 3B .With the same method,the ploidy identification of 6Hippeastrum cultivars showed that H.papilio was diploid, Trentino was triploid, Pink Surprise , Rapido , Apple Blossom and Cherry Nymph were all tetraploid.Key words :Hippeastrum ;Chromosome preparation;Karyotype analysis;Ploidy identification朱顶红为石蒜科朱顶红属(Hippeastrum Herb.)多年生球根花卉,是本属原生种和现代改良园艺杂交种的总称[1-2]㊂朱顶红原产于南美洲,17世纪传入欧洲和北美,20世纪初引入中国,目前全球约有75个原生种和超过600个园艺品种[3-4]㊂朱顶红花大色艳,形态优美,观赏价值极高,不仅可以作为重要的盆栽和切花材料,还可以作为露地景观栽植,具有极其广泛的应用价值[5]㊂植物细胞染色体的观察与分析技术是细胞遗传学一项基本技术,多被应用于染色体核型分析[6-7]㊁倍性鉴定[8-9]等生物学领域㊂针对染色体形态进行的核型分析有助于了解生物的遗传物质组成㊁变异规律㊁物种起源㊁进化关系等,在细胞分类学㊁染色体工程㊁品种间亲缘关系鉴定中具有重要地位[10]㊂依据染色体计数进行的倍性鉴定方法是目前最直接㊁最可靠㊁应用最广泛的鉴定方法,在辅助植物杂交育种研究和植物遗传学研究中具有重要的应用价值[11]㊂2李心,等:朱顶红染色体核型分析及倍性鉴定迄今为止,国内外鲜见关于朱顶红染色体制片技术及核型分析的报道㊂1994年,邹琦丽等[12]通过对朱顶红原生种 线缟华胄 (H.rutilum)的染色体核型分析,发现其染色体数目为33条,核型公式为K(2n)=3x=33=12m+9sm+12st,被鉴定为三倍体朱顶红㊂2013年,陈瑞娇[13]通过0.1%秋水仙素溶液预处理朱顶红根尖进行常规压片,对白肋朱顶红(H.reticulatum var.striatifolium)进行染色体制片,核型分析结果表明,白肋朱顶红的染色体数目为22条,核型公式为K(2n)=2x=8m+6sm+8st,核型不对称系数(As.K)为69.96%,核型类型为3B型,被鉴定为二倍体朱顶红㊂本试验以朱顶红新生根尖为材料,通过低温与8-羟基喹啉水溶液相结合的预处理方法和HCl解离对朱顶红的染色体制片技术进行进一步的研究,并首次对朱顶红园艺品种 柠檬冰糕 ( Lemon Sorbet )进行了染色体核型分析㊂同时,依据染色体计数结果对6个朱顶红商业品种 凤蝶 (H.papilio)㊁ 特伦蒂诺 ( Trentino )㊁ 粉色惊奇 ( Pink Surprise )㊁ 快车 ( Rapido )㊁ 苹果花 ( Apple Blossom )㊁ 樱桃妮芙 ( Cherry Nymph )细胞水平进行倍性鉴定,以期为朱顶红属资源多样性研究㊁新品种选育㊁亲本选配等奠定细胞遗传学基础㊂1㊀材料与方法1.1㊀材料取9ħ冷藏处理后的朱顶红开花球,于2015年12月种植于上海市农业科学院花卉基地塑料大棚中,待长出新根后,取新根用于染色体制片㊂1.2㊀方法切取朱顶红品种 柠檬冰糕 新生根尖1cm左右为试验材料,取样时间为上午9:00 10:00;4ħ条件下,用0.002mol∕L的8-羟基喹啉水溶液对根尖材料分别进行不同时间(1h㊁3h㊁6h㊁9h㊁12h㊁24h)的预处理;预处理后的根尖用蒸馏水清洗后置于卡诺氏固定液中,4ħ固定12 24h;蒸馏水清洗后可暂存于70%酒精中;之后取出根尖用蒸馏水清洗,在60ħ条件下用1mol∕L HCl水溶液进行解离处理,时间分别为6min㊁9min㊁12min;清洗后在蒸馏水中低渗30min;用刀片切除根冠后,再切取1mm根尖于载玻片上,捣碎后滴加卡宝品红染色液染色10 20min;常规压片后镜检并于100倍油镜下拍照㊂探索到合适的条件后,以同样的方法对 凤蝶 特伦蒂诺 粉色惊奇 快车 苹果花 樱桃妮芙 进行染色体制片㊂根据染色体制片结果,对朱顶红品种 柠檬冰糕 进行核型分析,并通过染色体计数对 凤蝶 特伦蒂诺 粉色惊奇 快车 苹果花 樱桃妮芙 进行倍性鉴定㊂核型分析根据李懋学等[14]制定的标准进行,使用ImageJ图像处理软件进行染色体配对㊁排列㊁测量等㊂染色体类型分类根据Levan等[15]的方法进行,核型不对称系数采用Arano[16]的方法计算㊂核型类型根据Stebbins[17]的方法划分㊂相关公式为:臂比(L∕S)=长臂(L)∕短臂(S);染色体相对长度=染色体长度∕染色体组总长度ˑ100%;核型不对称系数(As.K)=长臂总长∕染色体组总长度ˑ100%㊂2㊀结果与分析2.1㊀染色体制片2.1.1㊀预处理时间随着0.002mol∕L8-羟基喹啉水溶液预处理时间的增加,染色体逐渐缩短,细胞质浓度逐渐降低,染色体分散程度越来越好(图1)㊂其中1h㊁3h㊁6h预处理后,染色体虽渐渐缩短,但仍然未浓缩到一定程度,相互缠绕现象严重;而9h㊁12h㊁24h预处理后,染色体缩短程度基本相差不明显,且分散程度良好,结构清晰,因此在朱顶红染色体制片中,选用9 24h预处理时间较为合适㊂2.1.2㊀解离时间使用1mol∕L的HCl溶液解离6min后,细胞分散效果良好,染色清晰,但染色体酸解程度不够,相互缠绕现象严重,无法进行染色体相关分析;解离12min后,细胞分散较好,但染色体过度酸解,结构已受到破坏,着色较淡,同样无法进行分析;而9min的解离时间相对适宜,细胞分散良好,染色体酸解适当,着色良好,结构清晰(图2)㊂3上㊀海㊀农㊀业㊀学㊀报1h3h6h10μm10μm10μm 9h12h24h10μm10μm10μm图1㊀不同预处理时间下的染色体形态Fig.1㊀Chromosome morphology under different pretreatment time6m i n9m i n12m i n20μm20μm20μm图2㊀不同解离时间下的染色体形态Fig.2㊀Chromosome morphology under different dissociation time2.2㊀核型分析在 柠檬冰糕 染色体制片图中,选择30个染色体分散良好的细胞进行计数,所有染色体数目均为33条,占计数细胞的比例为100%,因而确定 柠檬冰糕 的染色体数目为2n=33㊂选择染色体形态清晰㊁分散较好的分裂相进行染色体长短臂测量,根据染色体长度由长至短进行配对㊁排列和编号(表1㊁图3 5)㊂表1㊀ 柠檬冰糕 染色体参数Table1㊀Chromosome parameters of Lemon Sorbet染色体序号相对长度∕%臂比(L∕S)类型㊀19.00+3.60=12.60 2.50sm28.54+3.44=11.98 2.48sm38.60+3.13=11.73 2.74sm47.45+2.61=10.06 2.85sm57.84+2.19=10.03 3.57st67.70+2.02=9.72 3.81st77.02+1.82=8.84 3.85st8 4.17+2.70=6.87 1.55m9 3.53+3.06=6.60 1.15m10 3.42+2.66=6.08 1.29m11 2.92+2.57=5.50 1.13m根据配对结果确定 柠檬冰糕 为三倍体朱顶红品种,其染色体数目为2n=3x=33,具有3个染色体组,染色体基数为11㊂核型分析结果表明, 柠檬冰糕 核型公式为K(2n)=3x=33=12m+12sm+9st㊂其中1㊁2㊁3㊁4号为近中部着丝粒染色体(sm);5㊁6㊁7号为近端部着丝粒染色体(st);8㊁9㊁10㊁11号为中部着丝粒染色体(m)㊂染色体的相对长度变化范围为5.50% 12.60%,臂比的变化范围为1.13 3.85,最长染色体与最短染色体长度比为2.29㊂核型不对称系数(As.K)为70.19%㊂臂比大于2ʒ1的染色体所占比例为李心,等:朱顶红染色体核型分析及倍性鉴定63.64%,根据Stebbins 的核型分类标准, 柠檬冰糕 核型类型为3B 型㊂10μm 图3㊀ 柠檬冰糕 染色体形态Fig.3㊀Chromosome morphology ofLemon Sorbet㊀㊀1234567891011图4㊀ 柠檬冰糕 染色体核型Fig.4㊀Chromosome karyotype ofLemon Sorbet 123456789染色体序号6420246810相对长度/%1011图5㊀ 柠檬冰糕 染色体核型模式图Fig.5㊀Chromosome karyotype pattern of Lemon Sorbet‘凤蝶’‘特伦蒂诺’‘粉色惊奇’‘快车’‘苹果花’‘樱桃妮芙’10μm10μm 10μm10μm 10μm 10μm图6㊀不同朱顶红品种的染色体形态Fig.6㊀The chromosome morphology of different Hippeastrum cultivars2.3㊀倍性鉴定6个朱顶红园艺品种的染色体制片结果表明: 凤蝶 染色体计数为22条; 特伦蒂诺 染色体计数为33条; 粉色惊奇 快车 苹果花 樱桃妮芙 染色体计数均为44条(图6)㊂因朱顶红品种染色体基数为11,故 凤蝶 染色体数目为2n =2x =22,具有两个染色体组,为二倍体朱顶红; 特伦蒂诺 染色体数目为2n =3x =33,具有三个染色体组,为三倍体朱顶红; 粉色惊奇 快车 苹果花 樱桃妮芙 染色体数目为2n =4x =44,具有四个染色体组,均为四倍体朱顶红㊂45上㊀海㊀农㊀业㊀学㊀报3㊀讨论染色体制片技术环节主要包括:取材时间与部位㊁预处理方法㊁固定时间㊁解离试剂与时间㊁低渗时间等[18]㊂其中预处理的主要作用是阻断纺锤体形成㊁提高中期分裂相频率㊁促进染色体缩短㊁改变胞质粘度等㊂目前常用的化学处理试剂为8-羟基喹啉㊁秋水仙素㊁饱和对二氯苯和α-溴萘,藜芦碱㊁风油精㊁放线菌酮等也有少量研究者使用[19]㊂物理处理方法主要是0 8ħ低温处理[20]㊂朱顶红的核型分析中,邹琦丽等[12]并未提及研究中所用的预处理方法,陈瑞娇[13]采用的是秋水仙素预处理朱顶红根尖的方法㊂本研究首次使用了8-羟基喹啉与低温处理相结合的方法,其试剂毒性相对秋水仙素较小,获得的染色体形态分散良好㊁缩短长度适宜㊁缢痕明显,可以在朱顶红染色体制片研究中推广应用㊂解离的作用是促进细胞分散和染色体分离㊂酶解主要使用的试剂是纤维素酶与果胶酶,费用相对昂贵,温度在25 37ħ,时间一般在1 4h[6]㊂酸解一般使用的试剂为盐酸,费用低廉,温度为60ħ,时间一般为5 20min[7,20]㊂由此可知,酸解是一种比较高效低廉的解离手段,本研究和陈瑞娇[13]均采用了酸解的方法,效果非常理想,因而在朱顶红制片中应优先采用㊂本研究认为朱顶红品种 柠檬冰糕 的核型公式为K(2n)=3x=33=12m+12sm+9st,其中1㊁2㊁3㊁4号染色体类型为sm,5㊁6㊁7号染色体类型为st,8㊁9㊁10㊁11号染色体类型为m㊂邹琦丽等[12]和陈瑞娇[13]分别对朱顶红原生种 线缟华胄 和白肋朱顶红进行了核型分析,其核型公式分别为K(2n)=3x= 33=12m+9sm+12st和K(2n)=2x=8m+6sm+8st,其中1㊁2㊁3号染色体类型为sm,4㊁5㊁6㊁7号染色体类型为st,8㊁9㊁10㊁11号染色体类型为m㊂本研究和前人研究结果基本一致,唯一的分歧在于4号染色体类型㊂前人的研究中4号染色体臂比值为3.06 3.07,而本研究中4号染色体臂比值为2.85,比值相差并不大,因而这种差异很有可能是染色体测量误差导致㊂综合这3次核型分析结果来看,朱顶红核型不对称系数(As.K)分别为72.59%㊁69.96%㊁70.19%,核型类型均为3B型㊂在生物进化过程中,染色体核型不对称程度越高,其进化程度也越高[17],因此朱顶红应该是植物演化史中进化程度较高的物种㊂另外,这3个朱顶红品种染色体基数均为11,核型也基本一致,说明朱顶红属植物在亲缘关系上较为接近,这与朱顶红大部分原生种可以轻易杂交这一现象也比较一致㊂本研究还对6个朱顶红品种 凤蝶 特伦蒂诺 粉色惊奇 快车 苹果花 樱桃妮芙 进行了倍性鉴定㊂ 凤蝶 原产巴西,是1970发现的原生种; 特伦蒂诺 为南非园艺品种,于2007年育成; 粉色惊奇 快车 苹果花 樱桃妮芙 是荷兰育种家分别于2005年㊁2001年㊁1954年和2004年培育成的园艺品种㊂研究结果表明: 凤蝶 为二倍体, 特伦蒂诺 为三倍体, 粉色惊奇 快车 苹果花 和 樱桃妮芙 均为四倍体㊂花瓣形态数据表明, 粉色惊奇 快车 苹果花 和 樱桃妮芙 相比 凤蝶 特伦蒂诺 花径更大(未发表),观赏性状更为优良㊂说明朱顶红多倍体育种在观赏性方面改进较大,具有较为重要的意义㊂另外,杂交育种在朱顶红育种工作中占有重要地位,在近年来国内外育种家的共同努力下,朱顶红园艺品种越来越多,而对这些来源不同的品种进行的系统性归纳和研究并不多㊂本研究对其中1个原生种和5个园艺品种在染色体水平上进行了倍性鉴定,为杂交育种和倍性育种工作的开展提供了细胞遗传学理论基础㊂参㊀考㊀文㊀献[1]HANNEKE V D,MINEKE K.The complete encyclopedia of bulbs&tubes[M].Lisse:Rebo publishers,2001:159-160.[2]LCZUKI A,WINKELMANN T,RICHARTZ S,et al.In vitro propagation of Hippeastrumˑchmielii Chm.-influence of flurprimidol and theculture in solid or liquid medium and in temporary immersion systems[J].Plant Cell 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植物染色体倍性鉴定方法概述
相关 陡， 据统计可得 出其正相关系数 ， 据此可作 为植 物 染色体倍性研究 。利用形态学性状来 鉴定倍性 的一个
优点是简便 、 快速 ， 无需任何仪器设 备 ， 可在苗期进 行 。 该方法的另一个优点是实用性强 ，只要熟悉花培 的人
就很容易掌握该测定方法 ， 准确率也较高。 不足之处是 经验因素过多 ， 可 能会 因人而异。 而且部分材料要在植 株生长发育较 晚时期鉴定 ， 难以及时采取加倍 等措施 ，
使育种材 料不 能得 到充分利用 。
作 为植株倍性鉴定的直接方法 ，染色体制片法虽 ⑩
２ ０ １ ４年第 ２ 期
现代 园艺
廊坊市果 品现状与发 展探究
彰雪松 ’ ， 贾会茹
ｆ １ 河北 省廊坊 市林 业局 ０ ６ ５ ０ ０ ０ ； ２ 廊坊职业技术学院 ）
披 要： 通过对果品生产现状的调查 ， 剖析廊坊 市果品生产 中存在 的突出问题 ， 从 而提 出能 够有效解决廊坊 市果品业健康发展 的
以提高植物体内各种有效成分 的含量 。 利用倍性鉴定 ， 准确地辨认多倍体并将其挑选 出来 ，也是 多倍体 育种 中的重要一环。 另外 ， 倍性鉴定也可用 于分析细胞分裂
检测 ， 然后 经仪器 附设计算机 自动统计分析 ， 最后绘 制 出Ｄ Ｎ Ａ含量（ 倍性） 的分布 曲线图。利用流式细胞分 析
现代园艺
２ ０ １ ４ 年第 ２ 期
植物染色体倍性鉴定方法概述
杨清淮
（ 河南省信 阳市平桥 区林业局
４ ６ ４ １ ０ ０ ）
摘 要： 综述 了 植物细胞染 色体倍性 鉴定的染色体计数法、 流式细胞分析法、 植物形态 以及细胞形态学方法等各种检 测法， 并对其
倍性育种
第一节染色体倍性育种的概念和意义园艺植物与其他植物一样，其细胞中所包含的染色体数目都是一定的。
如柑桔类植物，其性细胞都是具有一套数目为9条的染色体组(也称染色体基数x=9)，其体细胞则含有两套完整的染色体组，称为二倍体(2n=2x=18)。
大多植物种类、品种、类型或单株，体细胞一般都是二倍体。
如果植物体细胞的染色体数目只有基数的一倍的，称为单倍体；为基数的三倍或三倍以上的称为多倍体，如三倍体(3x)、四倍体(4x)、五倍体和六倍体等。
其中，三倍体和五倍体等称奇数多倍体，四倍体和六倍体等称偶数多倍体。
所谓染色体的倍性育种就是指利用各种园艺植物染色体倍性特点，通过各种途径，获得各种园艺植物表现优良的倍性群体。
并通过鉴定、选择，从中筛选出表现最优良的类型，以至最终培育成优良的新品种。
倍性育种包括多倍体育种和单倍体育种。
多倍体育种具有较大的实践意义，多是以培育出优良的多倍体新品种为目的。
根据报道，植物界中多倍体是普遍存在的，特别是在被子植物中，多倍体种约占全部的30～47％，育种资源相当丰富。
不少园艺植物的多倍体类型具有营养生长旺盛，生物产量高，果大、花大，果实少籽或无籽，经济价值，适应性和抗逆性强等优良性状，所以通过多倍体育种所产生的多倍体优良品种，在生产上具有较高应用价值。
首先在果树上多倍体品种在应用上成就较突出。
除自然多倍体，如三倍体香蕉、大蕉、粉蕉、龙牙蕉等，六倍体欧洲李和柿，八倍体大果型草莓，六倍体、七倍体、八倍体大果型树莓，以及六倍体、八倍体桑，甚至二十二倍体黑桑等为生产上的主要栽培类型外，还有许多人工培育的优良多倍体品种成为生产上的主栽品种，如欧洲葡萄森田尼、大玫瑰香、大无核等9个四倍体品种；美洲葡萄康可品种有７个四倍体芽变选出的品种；欧美杂种有巨峰、吉峰系列、黑奥林、红富士、吉香、“高尾”等十几个四倍体品种。
西瓜上的四倍体少籽西瓜和三倍体无籽西瓜品种，柑桔上的美国oroblanco 三倍体无核葡萄柚和我国的四倍体少籽十月桔，以及菠萝上的西印度群岛的三倍体Cabezona等也都在生产具有较高的栽培价值。
紫薇属植物染色体倍性鉴定研究进展
第50卷第2期2021年4月Vol.50,No.2Apr.,2021湖北林业科技HubeiForestryScienceandTechnology紫薇属植物染色体倍性鉴定研究进展李振芳⑴彭婵⑴黄国伟⑴马林江⑴柯尊发⑵杨彦伶⑴!.湖北省林业科学研究院武汉430075".湖北省太子山林场管理局京山448000)摘要：紫薇属植物的倍性研究是其遗传育种工作的基础，本文从直接鉴定、间接鉴定两个方面进行了阐述和总结，包括染色体计数、流式细胞仪、分子标记法、形态学鉴定和生理生化指标等方法，以期为紫薇育种和染色体倍性研究工作提供理论依据和实践参考。
关键词：紫薇；染色体;倍性；流式细胞仪中图分类号*685.99文献标识码：A文章编号!004-3020(2021)02-0014-05Research Progress on Chromosome Ploidy Identification of LagerstroemiaLi Zhenfang⑴Peng Chan⑴Huang Guowei⑴Ma Linjiang⑴Ke Zunfa t2)Yang Yanling⑴(1.Hubei Academy of Forestry Wuhan430075；2.Taizi Mountain Management Bureau of Hubei Province Jingshan448000)Abstract:The ploidy study of Lagerstroemia is the basis of its genetic breeding work.The authors expounds and summa-rizesthedirectidentificationandindirectidentification，includingchromosomecounting，flowcytometry，molecularmark-ermethod，morphologicalidentificationandphysiologicalandbiochemicalindexes，inordertoprovidetheoreticalbasis andpracticalreferencefor La erstroemia breedingandchromosomeploidystudy6Key words:Lagerstroemia；chromosome；ploidy"low cytometry紫薇属植物多为落叶或常绿灌木或乔木，分布于亚洲东部、东南部、南部的热带、亚热带等地区，全世界约55种,其中中国原产16种，引入栽培2种:大花紫薇Lagerstroemia speciosa和南洋紫薇L.siamica,是中国优良的夏季园林观花树种：1-3］。
薏苡属1种植物染色体倍数鉴定及核型分析
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２０ 年 ２月出版 ０７
表 １ 供试 材料 一览 表
表 ２ 薏苡 染色 体数 目统计 及倍 性分 析 表
之 分散 ， 便于 观察 。 因此预处 理 时间 的掌握 在制 片 各 环节 中非 常重要 。 （ 收稿 Ｅ期 ：０６，６０ ） ｔ ２０ ０ ，７
见栽 培或逸 生植 物 ， 于温 暖潮湿 的水 边地 和 山谷 生
玻 片上 ， 用刀 片将 根 尖切 取 ０５—１ ｍ， ． ｍ 加滴 染 液 ，
盖上玻 片 并轻 敲 使 细胞 分 散 。将 压 好 的 片 子放 置
溪沟， 海拔 ２０ ００米 以下 较 普遍 。其 颖 果 含 有 丰 富
的营养成 分 ， 可作 保健食 品。米 仁可 入药 ， 有健 脾 、
细胞 周期 及 高峰期 各有 不 同 ， 同科 属 植物 的取材 不 差 异性 更大 。本 次研 究 供 试 材料 的取 材 时 间 主要 集 中在 上午 ９；０—９ ４ 间 。 ０ ：０之
２ ｍ。本 次 实验 采用 卡 诺 固定 液 固定 １— ｈ的 低 ｍ ２
温 处理 和 ０ ０ ２ ｌＬ ． ０ Ｍｏ ８一羟 基 喹 啉 药 物 处 理 ２— ／
薏苡 多生 于潮湿 的屋 旁 、 塘 、 池 海沟 、 山谷 或受 涝 的 农 田等 地方 。海 拔 ２ ０— ０ ０米 处常 见 ， 生 或栽 ０ ２０ 野
裂 中期 的细胞进 行染 色体 数 目统计 ， 以确 定植 物染 色体 的倍 性并 对其 进行 核型分 析 。挑 选 较为清 晰 、 分散 较好 的 细胞在 油镜下 进行 观察 、 测量 、 计算 、 并 进行 显 微 照 相 ， 染 色 体 配 对 组 合 ， 制 核 型 经 绘
植物染色体倍性鉴定方法概述_杨清淮
现代园艺２０１４年第２期植物染色体倍性鉴定方法概述杨清淮（河南省信阳市平桥区林业局４６４１００）摘要：综述了植物细胞染色体倍性鉴定的染色体计数法、流式细胞分析法、植物形态以及细胞形态学方法等各种检测法，并对其优缺点进行了评述。
关键词：植物；倍性；染色体；流式细胞分析然直观可信，但操作过程比较繁琐，工作量大，费时费力，需要较高的细胞学操作技术，不能适应多倍体产业化的需要。
所以人们一直在探索简便、快速、准确鉴定染色体倍性的方法。
细胞染色体倍性间接的鉴定方法主要有以下几种：2.1流式细胞分析法(F l ow C yto m etry )不同倍性细胞的ＤＮＡ含量有所不同［１］。
该方法即是通过流式细胞分析仪对大量的处于分裂间期的细胞ＤＮＡ含量［２］进行检测，然后经仪器附设计算机自动统计分析，最后绘制出ＤＮＡ含量（倍性）的分布曲线图。
利用流式细胞分析仪的特点是快速、简便、准确。
该方法不受植物体取材部位和细胞所处时期限制，取材部位可以是叶片、茎、根、花、果皮、种子等。
特别是在离体培养过程中，试管中的芽或小植株很小和很嫩时，此方法仅用１ｃｍ２的样品就很容易决定其材料倍性，而且准确率高。
缺点是需要有较昂贵的专门设备，并且维护人员需较高的专业水平以及仪器操作复杂。
2.2细胞形态学鉴定法不同倍性细胞在形态上存在差异，因此可根据不同倍性植物叶片气孔大小、气孔密度、气孔保卫细胞长度、气孔保卫细胞中叶绿体数目、花粉粒发芽孔数目、花粉母细胞四分体时的小孢子数及小孢子所含的核仁数等的不同进行倍性判定［３］。
与根尖压片观察染色体数和开花结实验证相比，细胞形态学鉴定法简便、快速、准确。
但缺点是技术难度大，此外，采用花粉判别需在开花期进行，占地且费时；对于特定植物的某些细胞，由于其细胞长度重叠问题，易造成测定结果的不确定性。
2.3植株形态指标鉴定随着植物特定细胞染色体倍性的增加，其植物根、茎、叶、花等生物学表现也呈现相关性，据统计可得出其正相关系数，据此可作为植物染色体倍性研究。
植物染色体倍性鉴定方法研究进展
安阳工学院学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｎｙａｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ２００８年植物染色体倍性鉴定方法研究进展陶抵辉１，２刘明月１肖君泽ｚ邓建平２宋为兵３霍稳根４（１．湖南农业大学园艺园林学院，湖南长沙４１０１２５；２．湖南生物机电职业技术学院，湖南长沙４１０１２７；３．湖南宁乡县农业局，湖南宁乡４１０６００；４．湖南汩罗市农业局，湖南汩罗４１４４００）摘要：对植物染色体倍性的间接、直接鉴定方法进行了综述．并对各种方法的优越性和不足之处进行了评述。
指出：植物染色体倍性鉴定应因陋就简，多采用早期鉴定和破坏性较小的鉴定方法，同时各种鉴定方法综合运用，对不同植物采用不同的鉴定办法，为育种实践服务。
关键词：染色体；倍性鉴定；流式细胞仪中图分类号：Ｓ３３文献标识码：Ａ植物染色体倍性现象在自然界普通存在ｌｌ】。
单倍体及其加倍后的二倍体系（ＤＨ）在遗传上是一致的【２】．单倍体及其ＤＨ系在植物细胞学、作物遗传及育种上具有重要作用，可加速育种进程，缩短育种周期，提高选育效益［３１。
基因加倍（Ｇｅｎｅｄｕｐｌｉｃａｔｉｏｎ）被认为是植物进化的加速器１４１．染色体数的增加及其引起的基因沉余被认为是真核生物（尤其是有花植物）进化的主要原动力１５１，多倍体经常出现一些新的表型．如抗旱、无性生殖、抗病虫、无核、花期、器官体积、生物量的变化等，使其更适合自身或农业生产的需要１６１。
自１９３７年人工诱导多倍体成功以来．多倍体的育种和应用进入了薪新的时代．倍性育种为农业生产带来了可喜局面ｒ７叫。
倍性鉴定是倍性育种及其应用的需要环节，如何应用最简便、最有效且尽可能早期鉴定出植株的倍性水平。
可以大大减少育种的工作量及盲目性，降低成本，加速育种进程，在农作物倍性育种中具有重要意义。
本文对各种倍性鉴定方法进行了综述，并对其优缺点进行了点评。
１间接鉴定法１．１形态鉴定根据植株器官如根、茎、叶、花、果实、种子的形态、颜色等在各倍性之间的差异来进行倍性识别。
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➢任何动物、海洋及淡水生物均 可被检测。
➢高精确性---绝大多数动植物 倍体检测精度可以达到±1染色 体。
Partec倍性分析仪在植物领域的突出优势
• 可以实现2分钟内完成所有植物（花、叶、茎、根、果实、 种子、花粉）样本的染色制备及上机检测；
固定24 h，取出的根用蒸馏水冲
洗两遍后转入1 mol／L盐酸溶液，
60℃水浴中解离6～7 min，然后
在蒸馏水中浸泡10 min以上。用
卡宝品红染色压片，奥林巴斯显
微镜(BH—2)400倍下观察根尖细
胞染色体并计数，每个再生株观
察5条根。荧光显微数码摄细胞分析，又称流式
的情况发生。 3. 不同样本的染色时间不同，应根据样本特性决定染色时间。
大多数植物样本在裂解和染色的时间只需要一分钟种。对 于某些特殊的样本，需在研究中摸索最佳的染色时间，适 当延长。
• 最少的样品处理步骤； • 可以实现最为精准的DNA含量检测； • 最简单的仪器操作程序； • 最省时省力且省钱的后期维护保养； • 可以为您的论文添加世界上最为完美的DNA峰直方图； • 可以在您的研究领域开创与DNA含量相关的新篇章。
样本的处理（以植物叶片为例）
所需试剂：Partec DNA二步法试剂 其它工具：刀片、培养皿、30um滤网，样品管、加样枪等
纵坐标，Y轴 表示数量累计，相同强度的光 信号在同一横坐标点（通道） 内向Y轴方向累计。
DNA-DAPI
倍体分析仪测试流程
倍体分析方法比较
染色体计数法
Partec倍体分析仪
• 实验操作复杂
• 取样容易，不受取材的时间
• 耗时长、检测通量低（不适 季节限制
合大量材料的倍性鉴定） • 可以检测大量样本，节约时
实验步骤
1. 取待测新鲜植物叶片0.5平方厘米，置于培养皿中。 2. 取400ul裂解液加于植物叶片周围，裂解1分钟。 3. 裂解完成后，用刀片将叶片切碎。 4. 向切碎的植物叶片中加入染液1600ul，染色1分钟。 5. 将培养皿中的液体用30um滤网过滤至样品管中 6. 上样。
注意事项
1. 所取植物叶片需新鲜，易于切碎，不易过大或过小。 2. 在切叶片的过程中，尽量切碎植物叶片，避免割植物叶片
伤组织原生质体电融合后再生的体细胞杂种进行分析， 结果表明，所有的体细
胞杂种植株荧光强度是二倍体对照的两倍，这说明两者
倍体分析的传统方法—染色体计数与分析
• 实验方法与步骤
实验结果
• 取每个再生株根部刚发出的小于
1 cm的根5～6条立刻放入饱和对
氯二苯溶液中，常温下放置4 h
后，转入卡诺(Camoy s)固定液
细胞术（FCM），是以高
能量激光照射高速流动状
态下被荧光色素染色的单
细胞或微粒，测量其产生
的散射光和发射荧光的强
度，从而对细胞（或微粒）
的物理、生理、生化、免
疫、遗传、分子生物学性
特点：
状及功能状态等进行定性 或定量检测的一种现代细
（1）单细胞分析。（2）快速分析。（胞3）分多析参技数术相。关测量。
体育种是利用人工诱变或自然变异等，通过细胞染色体 组加倍获得多倍体育种
植物学研究中Partec倍体分析仪的应用
在植物细胞研究中还可以分选出活的原生质体，并通过 分选出来的原生质体再
生出植株，其中最有意义的就是选出由原生质体融合所 产生的异核体。对酸橙
(Citrus aurantium L．)叶肉原生质体和甜橙(C sineniscv．Shamouti)胚性愈
Partec染色体倍性分析仪在植物研究中的应用
植物学研究中Partec倍体分析仪的应用
植物的核DNA含量和倍性水平是植物学研究中的基础研 究指标。
对植物种质资源鉴定 、种群进化、物种分类、生态学 研究、多倍体育种、单倍
体育种、多倍体诱导等多方面都具有重要意义。
植物学研究中Partec倍体分析仪的应用
生物体的单倍体基因组所含DNA总量称为C值。C值是种 群进化、物种分类和生态
学研究的有利分析工具和证据。
由于近缘物种的C值极为相似，因而可以通过C值获取基 因组大小这一特征信
息，用于构建物种的系统进化树，分析亲缘关系，同时 可以通过测定C值来鉴定
杂交物种。
借助C值与气孔保卫细胞长度、面积正相关的规律，通 过测量植物化石的气孔长
植物学研究中Partec倍体分析仪的应用
植物染色体组多倍化是促进物种形成的重要因素之一， 大部分开花植物的祖先
都经历过一轮或者几轮多倍化。植物类群染色体倍性对 研究植物系统进化，澄
清植物的物种起源模式有科学研究价值。
鉴定染色体倍性是植物单倍体育种的必要环节，例如在 花药单倍体育种实验
中，再生组织可能是纯单倍体，也可能是混倍体。还可 用于多倍体育种，多倍
间，每天可测超过200个样本，
通过改进流程每天可测试
1000个样本
• 仪器自动识别倍体峰值
CyFlow® PA
检测时间小于2分钟；
➢采用Partec专利染色技术，无 细胞壁标本处理及染色时间小于 2分钟，有细胞壁标本处理及染 色时间小于15分钟。
➢操作便捷---无需制备和染色 中期染色体。
➢适用于DAPI和PI（需配备 532nm绿色激光器）染色的生物 DNA倍体检测；
荧光信号的线性测量
线性放大： 即放大器的输出与输入是线性关系
，细胞DNA含量、RNA含量、总蛋白质含量等 的测量一般选用线性放大测量。在倍体分析 实验中，待测样本的倍性（荧光强度）为标 样的整数倍，在测量时一定选择线性放大。
倍体分析仪数据的显示－－－直方图
横坐标，X轴 表示光强度，强度高的光信号 靠右侧显示。
（4）定性或定量分析细胞。（5）统计学意义明显。 （6）分
选。
嵌入性染料
荧光染料DAPI，直接与细胞内的DNA双螺旋结构中的AT碱基对结合，从而使细胞在激发光的照射下发特定波 长的光，通过判断发射光的强弱来推算A-T碱基对的多 少，从而得知DNA的倍性关系。
信号检测与分析
当细胞携带荧光素标记物，通过激光照射区时，受激 光激发，产生代表细胞内不同物质、不同波长的荧光 信号，这些信号以细胞为中心，向空间360度立体角发 射，产生散射光和荧光信号, 下图是以激发光光源波 长488nm为例的示意图：