8個德國鳶尾栽培品種的核型分析

路斐 趙小杰 高博 王超

摘要：利用染色體常規壓片法，對8個德國鳶尾（Iris germamca L.）栽培品種進行了染色體數目鑒定和核型分析，結果表明：8個栽培品種均為二倍體，染色體數目為2n=36～48。品種SH1701、SH1706、SH1707、SH1731、SH1742、SH1753、SH7755、SH1756核型公式依次為：2n=36=17m+16sm+3st;2n=48=13m+21sm+14st;2n=46=20m+24sm+2st;2n=44=10m+26sm+8st;2n=42=10m+9sm+23st;2n=44=17m+21sm+6st;2n=42=16m+22sm+4st;2n=40=20m+17sm+3st。其核型不對稱系數介于62.35%～72.38%之間，屬于進化程度較高的類型。

關鍵詞：德國著尾;栽培品種;染色體;核型分析

德國鳶尾為鳶尾屬（Iris）的多年生草本植物，因其花朵姿態優美、色彩豐富，并兼具花葉雙觀、耐寒、耐旱、耐瘠薄等特性，在世界各地廣為栽種。德國鳶尾品種繁多，我國從20世紀90年代開始引種栽培，目前德國鳶尾的研究多集中于栽培方法、組織培養及抗逆性等方面h-s1，而關于品種間親緣關系分析和種質資源分類的報道較少。德國鳶尾主要親本為黃褐鳶尾（I.vanegam）和香根鳶尾（I.pallida）、在育種過程中，來自于特洛伊鳶尾（I.trojana）、中東（I.mesopotamica）與浦路斯鳶尾（I.cypriana）的優良形狀的融入，對改良德國鳶尾新品種花朵觀賞特性和植株生長特性具有重要作用，亦使得德國鳶尾品種的親緣關系和遺傳基礎變得極為復雜[6]，根據植物的形態學、解剖學等方式對德國鳶尾的種質資源進行分類鑒定不夠準確。生物的染色體核型是相當固定的，因此核型分析在判斷和分析物種間親緣關系等方面具有重要作用[7-8]。目前，關于德國鳶尾的核型特征研究較少，而且已有的關于德國鳶尾的核型報道結果存在差異。例如，毛節琦報道德國鳶尾的染色體數目為2n=28[9]，而余小芳的研究結果則表明德國鳶尾的核型公式為2n=40[10]。本研究對8個德國鳶尾栽培品種的染色體核型進行分析比較，旨在為德國鳶尾常見栽培品種的種質鑒定及雜交育種親本選配提供必要的細胞遺傳學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料中的8個德國鳶尾栽培品種（SH1701、SH1706、SH1707、SH1731、SH1742、SH1753、SH1755、SH1756），除SH1753引自河北省林業科學研究院外，其余7個品種均引自美國，現栽種于河北農業大學西校區苗圃，材料詳細信息見表1。

1.2 方法

選取生長旺盛的植株個體，取其根尖，用蒸餾水沖洗干凈后置于4℃條件預處理24h，之后用卡諾固定液（冰乙酸：無水乙醇=1：3）在4℃條件下固定24h，常規壓片法制片。根尖用1mol/L HCI于60℃水浴軟化8min，蒸餾水沖洗4～5次，改良的卡寶品紅溶液進行染色，使用Olympus BH2光學顯微鏡觀察。選擇染色體形態清晰，分散而不重疊的分裂中期相在100倍鏡下拍照并保存。染色體計數和核型分析參照李懋學等的[11]分類標準進行，染色體類型分析按照Levan等[12]的分類系統，核型分類采用Stebbins[13]的標準。核型不對稱系數參照Arano[14]的方法進行計算。

2 結果與分析

2.1 染色體的數目及核型

染色體數目鑒定表明，8個栽培品種均為二倍體，但品種間的染色體數目差別較大（表2），其中SH1701為2n=36，SH1756為2n=40，SH1742和SH1701為2n=42，SH1701，SH1731和SH1753為2n=44，SH1706為2n=46，SH1707為2n=48。8個品種的平均臂比值在1.74～2.97之間（表2），其中SH1742的臂比均值最大，為2.97，SH1707的臂比均值最小，為1.74。核型公式可以直觀地表現出染色體組的整體特征，主要表現不同類型染色體所占比例。本研究中SH1701、SH1706、SH1707、SH1731、SH1753、SH1755和SH1756的大多數染色體為中部（m）或者亞中部（sm）著絲點染色體，少量為亞端部著絲點染色體（st），而SH1742的染色體中亞端部著絲點染色體占多數，在本研究中未發現具有隨體的染色體（圖1、表2）。

2.2 核型比較

8個品種的最長與最短染色體的比值在1.71～3.5之間，SH1701、SH1707和SH1755屬于2A核型類別，SH1753和SH1756屬于2B核型類別，SH1742屬于3A核型類別，SH1731和SH1706屬于3B核型類別（表2）。臂比均值和核型不對稱系數表現的是一個核型內所有染色體整體的不對稱性。本研究中，8個品種的核型不對稱系數介于62.35%～72.38%之間（表2、圖2），一般認為核型變異由對稱向不對稱發展，進化水平較高的物種常常具有相對不對稱的核型[15-17]，因此本研究中的德國鳶尾品種屬于進化程度較高的類型。

3 討論

本研究報道的8個德國鳶尾栽培品種的染色體數目與核型，均為首次詳細報道。8個品種均為二倍體，但是染色體基數差別較大。德國鳶尾育種歷史悠久，現代栽培德國鳶尾品種除含有來自主要親本為黃褐鳶尾和香根鳶尾的遺傳基礎，在育種過程中亦融入了特洛伊鳶尾、中東鳶尾與浦路斯鳶尾的血緣，連續的種內和種間雜交使得德國鳶尾品種間染色體數目變化較大[18]。本研究的8個德國鳶尾品種除具有m和sm類型著絲點染色體外，均含有不同數量的st著絲點染色體。鳶尾屬中的馬藺、野鳶尾和有髯鳶尾類的粗根鳶尾種只具有m和sm類型著絲點染色體[19-21]，中亞鳶尾同時具有m、sm和st3種著絲點[22]，由此可見鳶尾屬內各種之間進化程度不盡相同。本研究中，不同品種的核型類型也表現出了多樣性，出現了4種核型類型：2A、2B、3A、3B型，但并未出現極對稱和極不對稱的類型，說明德國鳶尾品種總體上是一個核型類型對稱的群體[23]。綜上所述，本研究所提供的染色體數目和核型數據，將為德國鳶尾雜交親本選配、品種分類及親緣關系鑒定提供細胞遺傳學依據。

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