百日草的核形態學研究

孔紅++薛敏

摘要：研究百日草（Zinnia elegans Jacq.）的核形態學特征，可為分類和育種工作提供細胞學依據。采用常規壓片法，對百日草進行了核形態學研究。結果表明，①間期核里染色中心數目較少，形狀比較規則，多分布于細胞中央，為復雜染色中心型。②有絲分裂前期染色體由染色較深的異固縮節段和染色較淺的常染色質節段相間排列而成，較多地分布于細胞中央，前期染色體為中間型。③有絲分裂中期染色體數目2n=24，為二倍體。④核型公式為：K（2n）=2x=24=24 m，最長染色體與最短染色體的比值為1.52，臂比大于2的染色體百分率為0，核型屬1A型，為最對稱的核型。臂指數NF值為48。⑤有絲分裂后期和末期正常。這些核形態學的證據進一步支持了百日草在形態上屬于原始類群的觀點.

關鍵詞：百日草（Zinnia elegans Jacq.）；染色體；核型；核形態學

中圖分類號：S681.9；Q343.2 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）17-4225-03

百日草（Zinnia elegans Jacq.）屬于菊科（Compositae）百日草屬（Zinnia L.）一年生草本花卉，原產墨西哥等北美洲國家，全年開花，品種繁多。中國百日草栽培始于20世紀20年代，主要從美國和日本引進。20世紀80年代后，中國較大規模地從美國、日本以及歐洲引種百日草新品種，使國內的百日草盆花生產得到快速發展。目前百日草的研究多集中在引種和栽培技術上，有關細胞學方面的研究有一些報道[1-6]，但核形態學未見有全面系統的研究。試驗對百日草細胞的有絲分裂各期進行了觀察、對中期染色體進行計數并做核型分析，同時與前人的研究進行比較，旨在為百日草的種質資源鑒定、起源分類、物種演替、良種培育補充更多的細胞學證據。

1 材料與方法

試驗采用的百日草種子購于河北省廊坊市西環花卉市場。將百日草成熟種子水培萌發，采用根尖常規壓片法做核型分析，選取百日草生長正常的根長0.5 cm左右的前端部分，用0.002 mol/L的8-羥基喹啉處理3 h，卡諾Ι固定液固定20 h，取出后用1mol/L HCl 在60 ℃下解離10 min，去離子水沖洗3次后，卡寶品紅染色，取根尖1～2 mm部分（分生組織）壓片觀察，常規壓片，冰凍揭蓋片，自然干燥，中性樹膠封片，在Olympus光學顯微鏡下選取若干個染色體分散良好、著絲點清晰的根尖細胞進行核型分析與核型分類，并顯微攝影。間期核與有絲分裂前期核染色體形態劃分按Tanaka[7，8]的標準，中期染色體核型分析按全國第一次植物染色體學術討論會建議的標準[9]實施，核型分類按Stebbins[10]提出的標準完成。

2 結果與分析

2.1 根尖細胞間期核和有絲分裂前期染色體

百日草根尖細胞有絲分裂觀察結果見圖1。從圖1可見，百日草根尖細胞間期核異染色質形成較多的染色中央微粒，局部聚集形成若干大的異固縮塊，分布于細胞一側（圖1-A）。前期染色體由染色較深的異固縮節段和染色較淺的常染色質節段相間排列而成（圖1-B），按照Tanaka[7，8]的標準，間期核屬于復雜染色中心型，前期染色體屬于中間型。

2.2 根尖細胞有絲分裂中期染色體

根尖細胞有絲分裂中期染色體數目及核型見圖2，核型模式圖見圖3，核型分析數據見表1。從圖2、圖3、表1可見，百日草體細胞染色體數目2n=24，為二倍體。核型公式K（2n）=2x=24=24 m，均為中部著絲點染色體。最長染色體與最短染色體的比值為1.52，臂比大于2的染色體百分率為0，核型屬1A型，臂指數NF值為48。

2.3 根尖細胞有絲分裂有絲分裂后期和末期染色體

從圖1還可見，百日草根尖細胞有絲分裂在后期（圖1-C）和末期（圖1-D）正常，沒有觀察到染色體數加倍、染色體橋、落后染色體、雙核等異常現象。

3 小結與討論

試驗結果表明，百日草體細胞染色體數目2n=24，染色體基數為12，這個結果與文獻報道[1-4]的染色體數目相同，并且都沒有發現多倍體和非整倍體現象。雖然以上研究取材的地點差異較大，但染色體數目受環境的影響較小，具有很高的穩定性，說明不同居群百日草體細胞染色體數目表現出了高度的一致性。

從百日草的核型公式來看，試驗結果和其他文獻報道的情況存在一定的差異，具體見表2。分析表2可知，試驗得到的核型公式與之前已發表的研究報道差異主要體現在隨體的數目和位置上。陳瑞陽等[1]報道，百日草染色體核型公式為K（2n）=2x=24=24 m（2SAT），第一對染色體具隨體；胡成華等[2]報道，百日草染色體核型公式K（2n）=2x=24=4 M+16 m+4 m（SAT），有兩對隨體染色體，隨體位置未說明；黃少甫等[3]研究認為，百日草染色體核型公式為K（2n）=2x=24=22 m +2 m（SAT），第三對染色體具隨體。本試驗研究結果顯示，百日草染色體核型公式為K（2n）=2x=24=24 m，沒有發現隨體；這種核型的多樣性反映出了百日草在居群水平上存在遺傳多樣性，這在其他菊科植物的染色體研究中也有不同居群核型公式出現差異的報道[11]。

百日草的核型屬1A型，為最對稱的核型，這與前人的報道[1-4]一致。按Stebbins[10]的核型分類標準，在植物界，核型進化的基本趨勢是由對稱向不對稱發展，系統演化上處于比較古老或原始的植物大多數具有較對稱的核型，而不對稱的核型則常見于衍生或進化較高級的植物中。可見百日草是菊科向日葵族較為原始的種類，細胞學的證據進一步支持了它在形態上屬于原始類群的觀點。

多倍體植株一般具有花朵大、花瓣較多、花色加深或改變、花期延長、抗逆性和適應性加強、耐貯運等形態或特性改變，因而多倍體育種將大大增強觀賞植物的觀賞價值和商品價值。百日草的染色體數目2n=2x=24，數目較少，倍數低，可嘗試對其進行多倍體誘導育種研究，以期選育出具有自主知識產權的多倍體新品種。

參考文獻：

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