宜昌橙(Citrus ichangensis)体细胞中期染色体CMA荧光显带分析

【目的】宜昌橙是柑橘属抗逆性较强的一类重要野生种质资源,且具有特殊的体细胞中期染色体联会现象,染色体研究对其起源与进化、重要基因的发掘与应用以及染色体结构与组成等研究具有重要意义。宜昌橙体细胞中期染色体CMA荧光显带分析可为丰富其染色体特征、遗传差异与亲缘关系以及体细胞染色体联会现象发生机制探讨等提供理论与技术支持。【方法】选取8个不同类型的宜昌橙为试验材料,采集幼嫩茎尖制备体细胞中期染色体标本,利用CMA荧光显带技术对其进行荧光带型分析。【结果】8个类型宜昌橙均显示出了不同的CMA(+)带型,根据带型特征并结合前人研究将其分为4个不同类型:C型:两臂的端部具有CMA(+)荧光带;D型:长臂或短臂的端部具有CMA(+)荧光带;E型:没有荧光带或较弱;Bst型:宜昌橙随体染色体荧光带型,呈现为一个端部、近着丝粒区域及整个随体具有CMA(+)荧光带。【结论】各供试宜昌橙CMA带型呈现明显的多态性与差异性,且部分同源染色体表现出CMA(+)条带杂合性;CMA显带分析可初步对宜昌橙不同种质进行遗传分类;宜昌橙遗传差异与CMA荧光显带技术在宜昌橙与柑橘属植物染色体特征分析以及系统分类方面具有一定的应用前景。     

同源四倍体胡萝卜的减数分裂行为观察

 以花药培养获得的同源四倍体胡萝卜（2n=4x=36）植株为试材,对其花粉母细胞减数分裂行为观察,发现其与正常二倍体胡萝卜存在较大差异：前减数分裂间期及前期Ⅰ发现部分花粉母细胞具有多核仁现象;终变期、中期Ⅰ除二价体外,还观察到单价体及多价体联会形式;中期Ⅰ、中期Ⅱ,分别有23.00%和32.29%细胞存在一些染色体（1～6条）未排在赤道板上;中期Ⅰ染色体平均构型为0.86Ⅰ+4.01Ⅱ+2.99Ⅲ+1.89Ⅳ+0.81Ⅴ+1.09Ⅵ;后期Ⅰ、后期Ⅱ均观察到落后染色体或染色体桥现象,以及染色体分离多极化现象。由于其异常减数分裂行为,造成了四倍体胡萝卜的配子多样化,花粉畸形,育性低。     

柑橘体细胞杂种有性后代花粉母细胞减数分裂的观察

柑橘体细胞杂种后代为三亲来源,采用酸解压片法对柑橘体细胞杂种[哈姆林甜橙(Citrus sinensis Osbeck)+粗柠檬(C.jambhiri Luss)]与单胚二倍体植株宜本杂4号[华农本地早橘(C.reticulata Blanco)×宜昌橙(C.ichangensis Swingle)]的有性杂种后代进行减数分裂观察,以明晰柑橘体细胞杂种有性后代减数分裂行为。结果表明,有性后代二倍体后代减数分裂行为与二亲杂种后代相似;三倍体后代减数分裂过程异常现象较二亲杂种后代复杂,中期Ⅰ出现56.9%的不配对染色体以及各种多价体,中期Ⅰ和中期Ⅱ观察到游离在赤道板外的染色单体,变幅为1～3个,平均比例分别为51.2%和38.68%;后期Ⅰ和后期Ⅱ观察到染色体桥及染色体断片、落后染色体;四分体时期含微核等。同时对后代植株花蕾直径与花粉母细胞减数分裂各个时期之间的关系进行了分析。     

苹果属五个二倍体种的染色体行为观察

本文采用改良涂片法对苹果属5个二倍体种(苹果、花红、陇东海棠、河南海棠和,西府海棠)的花粉母细胞减数分裂染色体行为进行了观察。结果表明:染色体联会具有二价体、四价体及六价体3种构型,其中二价体占染色体观察总数的91～96%。在后期I;末期I及末期I偶尔也能看到落后染色体、微核、三分体、五分体等,但所占频率很低。对苹果属植物染色体的次级配对现象以及染色体基数的起源进行了讨论。     

沙田柚宜昌橙杂种核型及基因组原位杂交分析

利用核型分析和基因组原位杂交技术（GISH）对沙田柚宜昌橙异源二倍体和异源四倍体材料的遗传组成进行了初步分析。比较11份材料的染色体类型、随体数与位置、臂比、染色体相对长度等,在核型变化,随体有无、数量和位置方面显示出多样性;与亲本相比,异源四倍体与二倍体未显示明显的染色体结构变异,但核型不同显示在杂交和多倍体形成过程中存在染色体重组和一些微染色体结构上的变异。GISH分析表明,异源四倍体（CSY）和二倍体（SY）确实为沙田柚与宜昌橙杂种,端部具较强信号的染色体为体细胞半数的染色体数,表明这些染色体可能是来源于探针亲本的染色体,基本明确CSY和SY的染色体来源。沙田柚与宜昌橙杂交获得的不同倍性材料的核型与GISH分析为柑橘遗传育种研究提供了细胞遗传学资料,同时GISH技术在柑橘中的应用在今后开展柑橘基因组遗传分析中可起到一定参考作用。     

大白菜—结球甘蓝异源三倍体（ACC）基于25S rDNA的FISH分析

 应用25S rDNA-FISH对大白菜—结球甘蓝异源三倍体（ACC）中期染色体组成和减数分裂染色体行为进行了分析,并进行了花粉特性和结实性的研究。结果表明,大白菜—结球甘蓝异源三倍体染色体数为28,含有9个25S rDNA位点,其中4个来自结球甘蓝4号和7号染色体;5个来自大白菜1 ~ 5号染色体;A、C基因组间不同染色体同源程度不同,减数分裂终变期常形成单价体、二价体和三价体等不同的联会方式;中期Ⅰ和中期Ⅱ存在游离染色体;后期Ⅰ和后期Ⅱ染色体分离不均衡,并存在染色体落后或丢失;末期Ⅱ有微核产生。异源三倍体花粉整齐度和生活力远低于其二倍体亲本,自交及与亲本甘蓝（CC）回交的结籽率都极低,仅为0.01%。     

芥蓝部分初级三体的选育及细胞学研究

初级三体是用于基因染色体定位的基础材料。以芥蓝自交系‘9501’为试材,采用根尖细胞染色体计数法,从其三倍体与二倍体回交子代中筛选出了34个2n + 1植株,利用无性快繁技术建成可持续利用的单株试管无性系,经核型分析从中初步获得了4个初级三体（1号初级三体,6号初级三体,8号初级三体和随体-初级三体）。各初级三体在株高、株形、叶形等形态特征上表现出一定差异,在减数分裂终变期均以8Ⅱ + 1Ⅲ的联会方式为主,后期Ⅰ染色体呈9/10分离的占绝大多数,额外染色体通过雌配子的传递率为10.15% ~ 27.63%,通过雄配子的传递率为4.91% ~ 11.86%。     

红桔小孢子母细胞减数分裂染色体行为的研究

本研究对红桔小孢子母细胞减数分裂各时期染色体进行了详细观察。结果表明：细线期、偶线期、粗线期和终变期具有较高的同步性，四分体时期完全一致；染色体行为较为有规律；双线期同源染色体联会构型有棒形、环形、“Ｔ”形、“＋”字形、环叉形及“３”字形；终变期具９个正常二价体的频率为６０％，其余细胞中可观察到单价体、双核、落后染色体、三分体等畸变类型。文章讨论了红桔花粉低育性的遗传学机制。     

三倍体和四倍体枣减数分裂行为异常现象观察

以枣自然三倍体‘赞皇大枣’（2n = 3x = 36）和人工诱变同源四倍体‘辰光’（2n = 4x = 48）为试材,对多倍体枣花粉母细胞减数分裂过程进行了观察和定量分析,并重点分析了其异常行为。结果表明,多倍体枣减数分裂的每个时期都存在异常,终变期染色体不规则配对,有单价体、二价体、三价体和四价体出现,且出现双核仁;中期Ⅰ和中期Ⅱ有部分染色体游离于赤道板外;中期Ⅱ除十字形纺锤体外,还有平行纺锤体和八字形纺锤体出现;后期Ⅰ和后期Ⅱ出现落后染色体及染色体桥现象;四分体时期出现含有微核或者不含微核的二分体、三分体、四分体。仅在‘赞皇大枣’四分体时期观察到多分体的发生,仅在‘辰光’后期Ⅰ和后期Ⅱ存在胞质提前分裂现象。由于多倍体枣减数分裂行为异常,造成了配子多样化、花粉畸形和育性降低。初步推断,‘赞皇大枣’为同源三倍体,其染色体减数分裂异常行为较同源四倍体‘辰光’更严重。     

用酶解法观察柑桔染色体

用酶解法观察了枳和宜昌橙根尖细胞的染色体。根尖经固定后于37℃下在含有6％果胶酶和2％纤维索酶的溶液中解离1.5～2小时,用DAPI或吉姆萨染色均能获得处于分裂晚前期或中期的清晰的染色体。     

黄瓜抗白粉病染色体片段导入系的SSR鉴定

 以黄瓜高抗白粉病品种JIN5-508为供体亲本,以高感白粉病品种D8为轮回亲本,通过多代回交后自交,并在每个世代结合白粉病抗性进行接种鉴定,获得了17个以D8为遗传背景但具有抗白粉病的染色体片段导入系。利用平均分布于黄瓜7条染色体上的324对SSR引物对17个导入系63个抗病单株（病情指数 ≤ 10）的染色体导入片段特征进行了鉴定。结果表明：74对SSR引物在亲本间表现多态性;63个抗病单株中单片段导入系共25株,占39.68%;导入双片段的共32株,占50.79%;有3个供体片段导入的为4株,占6.35%;无片段导入的2株,占3.17%。出现频率较高的导入片段共4个,分别位于1号染色体的23.4 ~ 41.3 cM、3号染色体的51.1 ~ 54.0 cM、4号染色体的9.3 ~ 11.3 cM和6号染色体的1.4 ~ 3.2 cM处,出现的频率分别为74.6%、44.4%、25.4%和7.9%。     

栽培小菊17个品种的核型多样性

 采用常规压片法对具有不同株型和用途的17个栽培小菊品种制备染色体标本,进行核型分析。结果表明：（1）17个栽培小菊均为混倍体,染色体数在49～57之间变异,以54条为主;（2）染色体呈现多态性：多数品种由中部、近中部和近端部着丝粒染色体组成;最长与最短染色体的比值为1.62～2.39;臂比＞2的染色体所占的比率为11.11%～29.62%;核型不对称系数为59.74%～63.37%;3个地被菊品种和‘奥运橙光’、‘金陵白凤’（2n=53）核型类型为“2B”,其它品种为“2A”型。核型多样性不仅仅是简单的染色体突变,很可能是染色体重组所致。     

苹果属植物染色体基数X=17起源的细胞遗传学研究

采用改良涂片法和去壁低渗法对苹果属10个二倍体种的小孢子母细胞染色体行为及根尖体细胞核对进行了分析.结果表明:小孢子染色体行为大多表现正常,联会构型以17Ⅱ占绝对优势.但偶尔也发现某些二价体的提早成延迟分离,多价体的发生,异型二价体、单价体、落后染色体及微核的形成以及后期的不均等分配;在体细胞染色体组成上,以中部着终点染色体(m)和近中都着丝点染色体(sm)为主,此外还有1—2个近端都着终点(st)同源染色体,核型为2A、2B和3B型.在每一种类的核型组成上均存在不同程度的染色体杂合现象.这些结果表明了苹果染色体组的异源多倍体起源,最后讨论了基数X=17的起源类型.     

大白菜—结球甘蓝1号染色体二体异附加系的获得与鉴定

 以大白菜附加结球甘蓝1号和6号染色体的双单体异附加系为材料,从其自交后代38个植株中筛选出3株2n = 22的植株。通过核型分析及SSR鉴定确定这3个植株为大白菜—结球甘蓝1号染色体二体异附加系,其外观性状在营养生长时期与二倍体大白菜没有明显的差异,在生殖生长期具有部分结球甘蓝的特征,其减数分裂终变期染色体联会时,11个二价体的比率达90.10%,后期Ⅱ以11-11-11-11分离的比例为83.50%,从而证明了具有很高的遗传稳定性。     

芥蓝—菜薹种间三倍体回交子代染色体数鉴定及单体异附加系的选育

为创造CC染色体组附加A染色体组的单体异附加系,以芥蓝—菜薹种间三倍体(CCA)为材料,采用人工杂交、形态和细胞学鉴定及核型分析等方法,比较了芥蓝—菜薹种间三倍体与其亲本芥蓝(CC)正、反交的结实性,分析了杂交子代的染色体数及频率分布,并对筛选出的单体异附加系进行了系统研究。结果表明:CCA×CC和CC×CCA的结籽率分别为0.28%和0.63%;在鉴定的88个CC×CCA的子代中,全部为2n=18的整倍体植株;在鉴定的156个CCA×CC的子代中,(2n+1)～(2n+9)等各类非整倍体均有存在,其中附加1条染色体的1个、附加2条染色体的16个;形态学标记鉴定和核型分析显示附加1条染色体的那个子代植株为单体异附加系CC+A9;在减数分裂终变期,单体异附加系CC+A9的A9染色体常与一对C组的染色体发生局部联会,两者间存在着部分同源关系;单体异附加系CC+A9的n+1雌、雄配子均有一定传递率,分别为18.75%和9.82%;单体异附加系CC+A9自交获得了1株双体异附加系。     

大花蕙兰品种的染色体数目分析

 对引进的33个大花蕙兰品种进行了染色体分析及倍性鉴定。结果表明, 大花蕙兰栽培种中有二倍体、三倍体、四倍体, 也有非整倍体, 以三倍体品种居多, 占45.5% , 四倍体品种占30.3% , 二倍体品种占21.2% , 非整倍体品种占3%。通过同一杂交组合的染色体数目比较和具亲缘关系的品种间染色体数目比较, 发现在大花蕙兰杂交育种中, 会出现“二倍体×二倍体=四倍体”的现象。     

黄瓜单体异附加系的筛选与观察

 将甜瓜属异源三倍体与栽培黄瓜‘北京截头’杂交，经胚胎拯救获得了两个2n=15 (14C+1H)的单体异附加系，编号分别为02—17和02—39。02一l7植株叶形为戟形，02—39为深陷的掌状形，并且果刺均为白色，不同于异源三倍体的掌状心脏形和黑刺，果形比异源三倍体黄瓜长而更接近普通黄瓜。细胞学研究发现，单体异附加系在终变期和中期I染色体构型主要是由7个二价体和1个单价体构成，出现三价体的频率为4％ ～5％ ，中期Ⅱ不均等分裂形成不同的两极，一极染色体为8条，另一极为7条。RAPD分析证明它们分刖附加了野生种Cucum／s hystrix的染色体。     

香椿染色体核型分析及SSR分子标记开发

对香椿进行染色体核型分析和SSR分子标记的开发。染色体核型分析发现两个居群的香椿染色体数都是56条,为2A型,香椿的染色体较为原始,变异较小。转录组测序结果共获得66921条Unigene,从中检索得到13 324个SSR位点,分布于11 184条Unigene中,SSR出现频率为19.91%,平均分布距离为3.84 kb。优势重复基序为单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸,分别占SSR总数的62.33%、19.66%和15.99%,单核苷酸A/T为优势重复基元,占总SSR的62.23%,二核苷酸以AG/CT为主要重复基元,占总位点的10.31%,三核苷酸以AAG/CTT为主要重复基元,占4.85%。利用Primer 3.0设计了8 218对引物,随机选取了19对引物对17个香椿种质进行PCR扩增,6对引物显示出可重复的多态性。     

四倍体甜瓜花粉母细胞减数分裂的观察

以同源四倍体甜瓜为材料,采用常规压片法研究花粉母细胞减数分裂行为。结果表明:同源四倍体甜瓜花粉母细胞减数分裂过程与二倍体类似,但有其特殊性。主要表现在:粗线期观察到有6.7%的细胞出现双核;终变期的四倍体染色体构型较复杂,有二价体、多价体、三价体和单价体;中期I和中期II有赤道板外染色体;后期I和后期II出现染色体桥和落后染色体;四分体时期出现二分体、三分体和多分体。花粉母细胞减数分裂的异常是同源四倍体甜瓜育性低的细胞学原因。     

裕民无刺红花染色体制片优化及核型分析

比较了不同预处理和解离方法对裕民无刺红花染色体制片的影响,观察500个根尖细胞,比较不同部位中期细胞和适宜核型分析的中期细胞所占比例。结果表明:用0.002 mol/L8-羟基喹啉与0.1%秋水仙素按1∶1混合8 h,1 mol/L盐酸常温解离6 min制片所得染色体分散效果最佳。核型公式为2n=2X=24 m,核型不对称系数(As.k%)为58.25%,属于1 B类型,核型对称性程度高,表明裕民无刺红花在进化中处于比较原始类型。