優雅蟈螽細胞減數分裂期染色體行為的觀察

關曉利

(山西大同大學繼續教育學院，山西大同 037009）

優雅蟈螽細胞減數分裂期染色體行為的觀察

關曉利

(山西大同大學繼續教育學院，山西大同 037009）

本文以螽斯精巢為實驗材料，經過低滲、固定、壓片、空氣干燥、改良品紅染色制備染色體標本，對優雅蟈螽減數分裂染色體行為進行了研究.結果：優雅蟈螽精巢細胞染色體2n♂＝31，染色體幾乎全部為近端部著絲粒染色體，其性別決定機制為：XO為雄性，XX為雌性.減數分裂雙線期同源染色體形成環狀或8字狀，端部交叉的結構.

優雅蟈螽 減數分裂 染色體

昆蟲染色體的研究，包括分析染色體核型、有絲分裂、減數分裂、特殊染色體、染色體的結構與數量變異，不僅對昆蟲分類系統的建立、近緣種的區分、昆蟲種類演替規律及種間種內進化，而且對遺傳學、害蟲的遺傳防治及害蟲抗藥性機理具有重要意義.我國在昆蟲染色體研究方面，對許多種類的染色體核型進行了研究，取得了一些成果[1].研究優雅蟈螽減數分裂染色體行為，將為螽斯生殖生理、系統發育等提供資料.

1 材料與方法

1.1 材料

花鳥市場購買優雅蟈螽末齡若蟲，室內飼養.

1.2 方法

1.2.1 取材、預處理、固定及保存

將螽斯雄蟲活體注射0.05%濃度的秋水仙素溶液，每只個體注射2～8μL，以蟲體大小而定，6～8 h后，進行活體解剖，在蟲體腹部側膜處剪一小口，用尖頭鑷子夾出精巢，除去精巢表面的結締組織，將精巢浸入低滲液中5～10min，轉入卡諾固定液 (甲醇：冰醋酸＝3：1)中約8～12 h，其間換固定液一次，然后移至70%酒精中，于4℃冰箱保存備用[2].

1.2.2 染色體制片

本文采用壓片法制作染色體玻片標本.用鑷子夾取精巢小管，至于培養皿中，切取其末端膨大部分，放到洗凈的載玻片上，滴加一滴40%～ 60%的冰醋酸溶液，軟化10～20 min，加蓋片，覆濾紙，施加壓力，使細胞分散，然后液氮冰凍揭片，無塵處自然干燥.用品紅染色，蒸餾水沖洗，干燥，鏡檢[2].

1.2.3 染色體的觀察拍照

將干燥后的染色體標本置于光學顯微鏡下觀察，選擇好的分裂相進行拍照分析.

2 優雅蟈螽精原細胞減數分裂的染色體行為

減數分裂是一種特殊的有絲分裂形式，僅發生于有性生殖細胞形成過程中的某個階段.減數分裂的主要特征是細胞僅進行一次染色體的復制，隨后進行兩次分裂.兩次分裂分別稱為減數分裂Ⅰ期和減數分裂Ⅱ期.兩性生殖細胞經過減數分裂，各自的染色體數減少一半.

減數分裂與有絲分裂的一個主要區別在于其復雜的分裂前期，在粗線期同源染色體形成聯會復合體，在雙線期同源染色體分離，表現出特殊的染色體形態行為.

2.1 細線期(Leptonema)

細線期為前期Ⅰ的開始階段，染色體細長纏繞在一起，難以區分各條染色體 (圖1-1).每條染色體復制為兩條姐妹染色單體，但在顯微鏡下還分辨不出.

2.2 偶線期(zygotene)

染色體開始濃縮，但仍然是細絲狀.在這個時期，同源染色體開始配對，但還沒有完全配對，在同源染色體之間存在著間隙(圖1-2).

2.3 粗線期(Pachytene)

同源染色體完全配對，形成二價染色體，在此過程中，染色體進一步濃縮，變粗變短，此時已經可以區分各個二價染色體，同時我們在這一時期觀察到了分叉現象的存在(圖1-3).

2.4 雙線期(Diplotene)

同源染色體間的聯會逐漸解體，兩側軸從中部開始分離.在早雙線期，同源染色體剛剛開始分離，聯會復合體之間大部分還相互連接，只有一小部分已經分開 (圖1-4).晚雙線期同源染色體之間幾乎完全分離，只是在中間部分還相互交聯，有的已經完全分開，并排排列在一起.有的形成8字狀(圖1-5).

2.5 終變期(Diakinesis)

同源染色體已經完全分離，形成了兩條非常明顯的染色體，染色體形成短棒狀結構(圖1-6).

2.6 中期Ⅰ(MetaphaseⅠ)

染色體進一步縮短變粗，幾乎成為點狀.此時的同源染色體在紡錘絲的牽引下，排列在赤道板周圍(圖1-7).

2.7 后期Ⅰ(NanphaseⅠ)

同源染色體相互分離并向兩極移動，但染色體只是剛剛開始分離，還沒有到達細胞的兩極 (圖1-8).

2.8 早末期Ⅰ(Early telophase)

同源染色體到達細胞兩極，并且開始去凝集(圖1-9).

2.9 中期Ⅱ(MetaphaseⅡ)，末期Ⅱ(TelophaseⅡ)

減數分裂中期Ⅱ與有絲分裂的過程相似，但仔細觀察會發現：第一細胞內沒有成對的同源染色體，第二染色體有時會以奇數的形式出現.(圖1-10)，在末期Ⅱ，染色體去凝集，有成為染色質狀態.此時，原來的親本細胞經過減數分裂得到四個子細胞(圖1-11).

圖1 優雅蟈螽精原細胞減數分裂染色體

3 討論

優雅蟈螽屬于螽斯科Tettigoniidae，染色體數目為2n＝31，對于其他做過染色體研究的螽斯總科昆蟲的染色體數目多為2n♂＝29，但也有幾種與優雅蟈螽相同，如亞螽亞科Saginae、以及盾螽亞科Decticinae和露螽亞科Phaneropterinae中的個別種類.從圖中可以看到大部分的染色體沒有很明顯的中部著絲粒，因此本人認為優雅蟈螽精原細胞染色體幾乎全部為近端部著絲粒染色體，性別決定機制為XO♂/XX♀[3].

優雅蟈螽的X染色體呈現異固縮現象，在減數分裂的前期就已經濃縮.在減數分裂的中期Ⅰ分裂相中可以很清楚的看到，X染色體與其它的染色體有所不同，它可能是中部著絲粒[4].

我國昆蟲染色體的研究經歷幾十年發展，取得了一批重大的成果，填補了較多的研究空白.如今我國直翅目蝗總科的細胞分裂學初步形成了體系[5]，隨著對半翅目、同翅目、雙翅目等昆蟲染色體核型研究的展開[6]，染色體分析已成為分析系統關系的一個新手段.然而，我們也必須看到，我國昆蟲染色體的研究整體水平同國際差距仍然很大，研究規模也不符合我國昆蟲種類繁多，分布廣泛的現狀，同害蟲治理的實際需求好存在一定的差距.因此，探尋有效的核型分析方法應是昆蟲染色體深入研究的首要任務.

[1]張禮生，張青文，蔡青年，等.中國昆蟲染色體研究現狀與展望[J].昆蟲學報，2003，46(6)：773-782.

[2]常巖林，廉振民.露螽科四種昆蟲的核型研究[J].遺傳，2000，22(6)：385-388.

[3]Warchalowska SliwaE，BugrovAG.Maryanska Nadachowska AKaryotyoes and the banding pattern so for some species of the Phaneropterinae(Orthoptera，Tettigonioidea)[J].FoliiaBiol(Krakow)，1996，44：5-10.

[4]WarchalowskaSliwaE，BugrovAG，Maryanska NadachowskaA.Karyotypes of the three species of the genera Poecilimon Fisch.and IsophyaBr.W.(Orthoptera，Tettigonioidea，Phaneropterinae)from the NorthCancasus[J].Caryologia，1995，48：27-34.

[5]馬恩波，歐曉紅，喬格俠.蝗總科染色體研究及科級綜合比較(直翅目)[J].昆蟲分類學報，2000，22(1)：6-9.

[6]付建業，張青文，蔡青年，等.甜菜夜蛾細胞分裂期染色體的觀察[J].昆蟲學報，2005，48(1)：135-138.

Observation on M eiotic C hromosomes of the Gampsodeis G ratiosa

GUAN Xiao-li
(School of Continual Education，ShanxiDatong University，Datong Shanxi，037009)

Chromosome preparations weremade from testis tissue of the Gampsodeis gratiosa with the airdrymethod.Themorphological characteristics and behaviors of the chromosomes at various phases ofmitosis and meiosis were studied.The chromosome number of the Gampsodeis gratiosawas determined as 2n＝31，all chromosomes are acrocentric.During the diplotene the synaptonemal complexes showed rings crossed.

Gampsodeis gratiosa；meiosis；chromosome

Q969.26+3.2

A

〔編輯 楊德兵〕

1674-0874(2010)01-0059-03

2009-07-18

關曉利(1963-)，女，山西大同人，副教授，研究方向：微生物學.