核型分析名词解释 什么叫论文的核心概念

核型分析名词解释 什么叫论文的核心概念

公积金申请-因的笔顺怎么写

甜玉米的核型分析

闫红博

（华南师范大学生命科学学院，广州，510631）

摘要：玉米的对生性状是一个新的变异类型，其叶片和果穗均为对生，是高产育种极

其珍贵的种质资源。采用常规根尖压片法对甜玉米和糯玉米的染色体标本进行核型分析(结

果表明:甜玉米(L-11株系)和糯玉米(L-70株系)的染色体数均为2n=20，两者均为二

倍体(甜玉米核型公式为2n=2x20=2M+12m+6sm(2Sat)，染色体相对长度系数组成为

2L+4M2+12M1+2S，按照Stebbins标准核型分类属于2B核型，不对称系数AS.K%=59.66%.

关键词：甜玉米核型压片

Karyotypeanalysisofsweetcorn

YanHongbo

(Collegeoflifescience,SouthChinaNormalUniversity,Guangzhou,510631)

Abstract:theoppositecharacterofmaizeisanewtypeofmutation,theleafand

earareopposite,isextremelyhighyieldbreeding

ventionalroottipsquashingmethodof

sweetcornandwaxycornchromosomespecimensofkaryotypeanalysis,resultsshowed

that2n=20chromosomenumberofsweetcorn(L-11lines)withandwaxycorn(L-70

lines),botharediploid(sweetcornkaryotypeformulafor2n=2x20=2M+12m+6sm2Sat,

chromosomerelativelengtharraybecome2L+4M2+12M1+ingtoStebbins

karyotypeclassificationbelongtothe2Bkaryotypeasymmetrycoefficient

AS.K%=59.66%.

Keywords:SweetCornkaryotypetablet

一、目的意义和国内外研究概况

1.1研究甜玉米核型的目的意义

1.1.1玉米是三大粮食作物之一，且是重要的饲料、蔬菜和工业原料作物，在国民经济发展

中占据重要的地位。随着农业结构的调整，迫切需要高产、优质的玉米组合。因此，发掘特

殊的基因资源，选育特殊类型的杂交组合，是玉米生产中急待解决的问题。

1.1.2玉米染色体核型观察和分析，对于染色体核型分析以及培养过程中玉米细胞变异等遗

传学现象的研究具有重要意义。染色体核型分析对于细胞遗传、细胞分类以及遗传工程的研

究都是十分基本而必要。

1.2研究甜玉米核型的国内外研究状况

1.2.1国外对甜玉米的遗传研究及育种工作开展较早,美国在世界上居领先地位。1836年诺

埃斯达林育成第一个甜玉米品种/达林早熟。1900~1907年,美国开始正式设立甜玉米育种

项目。1911年Eest和Hayes描述了甜玉米的su基因。1924年琼斯育成第一个白粒

/Redgreen0甜玉米单交种并进入商品生产,1927年史密斯育成著名单交种/高登彭顿广泛栽

培至今。今天以su1基因为基础的甜玉米已有几百个杂交种在世界各地销售。1956年Peat

等研究指出,su突变体能产生WSp,但其胚乳可溶性糖的总量较低。1954、1956年Camerson

等和Creech等研究指出,sh和bt突变体(超甜玉米)籽粒乳熟期胚乳中可溶性糖分的含量比

普甜玉米高一倍以上,但不能积累WSp,影响了甜玉米的食用品质。20世纪80年代后期培育

成以su1se隐性组合为遗传基础的加强甜玉米。目前,双、三隐性突变体已从研究阶段进入

实用阶段,著名的su1se双隐性组合、复合突变体(aesu1Wx)正在被广泛研究。1987年

报道了三隐性突变体su1sesu2及其品种Symphony。近年来,美国Rogersbrother

公司等国外一些育种机构育成发放一批加强甜玉米。

1.2.21929年，McClintock描述了玉米粗线期染色体的形态特征。通过玉米减数分裂的研

究获得的，直到1969年和1973年，Chen]和Filion等才分别描述了玉米体细胞染色体

的核型。1974年，Neuffer等进而提出了玉米体细胞染色体的核型模式图。此后，虽已有

一些玉米核型的研究报道，但其内容主要是介绍制片技术或作为一种细胞学鉴别特征用于分

析染色体的结构变异及其近缘属的关系。

1.2.3在中国均有研究玉米自交系和杂交系的染色体形态结构，以期对玉米的演化进程有更

深入的了解，在该项领域已有许多的研究报告，积累了大量玉米品种的遗传分析资料，但由

于玉米品种，亚种繁多，所以当前的研究工作基本仍是在对不同玉米品种的核型分析。如吕

桂华的“玉米与四倍体多年生玉米杂交后代遗传的研究”，该项研究主要目的是通过对玉米

（自交系48-2）与3种不同玉米野生型近缘种的核型比较研究，从而揭示玉米起源和演化

及其种间关系.也有对玉米新品种的核型分析的，如苏子潘的“86451玉米新物种种质核型

分析。另外，由于分子技术的发展，对玉米的核型分析手段也愈来愈侧重于分子水平了。

二、论文的理论依据、研究方法、研究内容

2.1论文理论依据

玉米是一年生禾本科草本植物，是重要的粮食作物和饲料来源。玉米按其籽粒形状、

胚乳性质及稃壳有无，可分为９个亚种或类型。甜玉米（又称水果玉米）因其籽粒在乳熟期

含糖量较高而得名，其原产于美洲，是一类胚乳隐性突变体，由su１，su２，sh１，sh２，

sh４，se，bt１，bt２等系列隐性突变基因控制。根据遗传基础的不同，甜玉米可分为普甜

（susu）、超甜（sh２sh２／sh２sh２sh２）、脆甜（bt１bt1／bt１bt１bt１和bt

２bt２／bt２bt２bt２）和加强甜（su１sesu１se／su１sesu１sesu１se）４种

类型，其胚乳各种糖分含量因类型而异。

每一生物体内特定的染色体组成染色体组型。染色体组型分析（也称核型分析）是对染

色体数目、形态、着丝点位置、长度、臂比和随体等进行定性或定量的分析，是研究物种演

化、分类以及染色体结构、形态与功能之间的关系所不可缺少的重要手段。关于玉米染色

体核型的研究，Ｋｕｗａｄａ证实玉米的染色体数目为２n＝２０。

2.2研究方法

2.2.1实验材料甜玉米种子

2.2.1材料培养

把干燥的玉米种子至于水中浸泡24h，种子吸水膨胀后转到铺有几层吸水纸的培养皿

中，25℃-28℃条件下培养待根长1-1.5cm时。

2.2.2压片法进行染色体纸片

（1）预处理处在细胞分裂中期的染色体最易观察，但细胞分裂中期持续时间很短，一般

只有10-30min，因此固定材料的中期分裂相较少，而且染色体紧密排列在赤道面上，很难

将染色体分开，这样就不能准确的进行染色体技术和形态观察。经过预处理可以拽细胞分裂

中纺锤体的形成，又不影响前期细胞的正常分裂，使得细胞分裂停止于中期，获得较多的中

期分裂相，染色体更分散，方便观察材料中的染色体，待根尖长到1-2cm切取根尖0.5cm，

投入空试剂瓶中，加入一定量的0.05%-0.2%的秋水仙碱，在处理4h。

（2）固定将预处理过的根尖用蒸馏水冲洗两次，一如卡诺氏固定液中，在4℃-15℃条件

下固定24小时，用90%的乙醇冲洗两次后，转入70%乙醇中置4℃冰箱中保存使用。

（3）解离酸解：将70%乙醇中取出的根尖用蒸馏水冲洗两次，置于60℃恒温水浴锅中预

热的1MHCL中，解离10分钟，然后用蒸馏水冲洗两次。

（4）染色在培养皿中倒适量改良品红，将解离后的根尖置于其中，进行染色10分钟。

（5）压片取一染色的根尖置于载玻片中央，用吸水纸吸取多余的溶液，加1滴新鲜染液

盖上盖玻片，并在高波偏上盖上一些吸水纸，左手固定载玻片，右手用笔敲盖玻片，是材料

尽量分散。

（6）镜检选择分散的较好的中期染色体在显微镜下拍照分析。每种材料观察３０个以上

中期分裂相进行染色体计数。

2.3研究内容：

核型分析

核型分析按照李懋学等的标准，核型分类按Stebbins的分类标准，按Arano方法计算核型

不对称系数(As．k%)，按KuoSＲ等的方法确定染色体相对长度系数(Indexofrelative

length)，采用Levan着丝点命名系统。每种材料观察30个以上中期分裂相进行染色体计

数，并选取5个分散良好的中期分裂相，用尼康显微镜(80i)在100倍油镜下拍照。采用

手工剪分，取其平均值供核型分析，用Excel绘制核型模式图。

三、研究条件、可能存在的问题

3.1研究条件

材料、试剂、水浴锅、显微镜由实验室提供，相机自带，处理软件可上网下载，对压片法操

作较熟悉。

3.2可能存在的问题

3.2.1药品不齐或实验室不能提供适宜环境

解决方案：提前与实验室老师沟通协商好

3.2.2实验制片效果不好，耗时长

解决方案：全组人员齐心协力，认真制片观察，总结经验，相互沟通交流经验，实验过程中

应合理安排工作，提高效率。

3.2.3染色体重叠，难以观察

解决方案：重复制片，争取找到染色体完全分散的形态，使结果更清晰准确。

③用Excel绘制核型模式图

4.3甜玉米染色体参数

四、实验结果

1、甜玉米染色体压片图

甜玉米10*40显微镜图（来自闫红博）甜玉米核型100倍油镜图（来自闫红博）

甜玉米核型100倍油镜图（来自易芝琳）甜玉米核型分析图（来自吴惠剑）

2、甜玉米染色体剪切图（此图原型来自易芝琳）

3、染色体测量结果汇总

依次各测量染色体长臂和短臂的长度，随体计入臂长与否须注明。根据显微测量或放

大照片测量、记录染色体形态测量数据如下：

1、绝对长度（μm）=放大的染色体长度÷放大倍数

2、染色体组总长度=该细胞单倍体全部染色体长度（包括性染色体）之和

3、相对长度（%）=每个染色体长度÷染色体组总长度×100

4、臂比=长臂长度÷短臂长度

5、着丝粒指数=短臂÷该染色体长度×100

6、计数体细胞染色体数目：统计细胞数≥30，85%具有恒定一致的数目；

7、以分裂中期、高质量的体细胞染色体图像作为形态描述，以5个以上的细胞染色体，

测其平均值。

8、核不对称系数（Ask）＝长臂总长÷全组染色体总长×100%

9、染色体的长短：按Kuo等的方法，以染色体相对长度系数（I.R.L）组成划分染色体

的长短，即I.R.L≥1.26为长染色体（L）；1.01≤I.R.L≤1.25为中长染色体（M2）；0.7

6≤I.R.L≤1.00为中短染色体（M1）；I.R.L﹤0.76为短染色体（S）。2n=24=8L+2M2+10M1

+4S。

10、相对长度系数（I.R.L）=每条染色体的相对长度÷染色体的平均相对长度

序号染色体相对长度

全长=短臂+长臂

相对长

度系数

臂比着丝点指数类型

10.20+0.40=0.600.102.0033.33m

20.20+0.30=0.500.081.5040.00m

30.20+0.20=0.400.071.0050.00M

40.20+0.30=0.500.081.5040.00m

50.25+0.25=0.500.081.0050.00M

60.40+0.60=1.000.161.5040.00m

70.40+0.50=0.900.181.2544.44m

80.30+0.40=0.700.111.3343.10m

90.20+0.20=0.400.071.0050.00M

100.30+0.30=0.600.101.0050.00M

五、讨论分析

甜玉米与糯玉米是属于不同类型的个玉米品种(两者的起源不同，甜玉米主要起源于

美洲，而糯玉米是我国西南的特殊变异类型，对环境的适应性更强(甜玉米引入后经过长

时间的驯化种植(基因提纯(选择，对国内的环境(包括土壤(气侯等)适应能力逐步加强，

也能很好地适应国内的生产种植(但它们的起源演化过程的不同，可能导致它们核型的差

异(另外，栽培居群的不同也可能导致核型的差异(由于不同的生长地点在气候条件(土壤

性质等生境方面的差异，同种植物很有可能因适应不同环境。

结果表明，甜玉米核型公式为2n=2x20=2M+12m+6sm(2Sat)，染色体相对长度系数组成

为2L+4M2+12M1+2S，核型分析所得的染色体数目相符合(2n=20)，甜玉米最长与最短的

染色体比值为2.5，臂比大于2的染色体比例为10%，核型不对称系数为57%，核型属2B型。

染色体相对长度变化范围为7%~16%。

对材料预处理(压片技术等，可能导致核型参数产生差异，比如染色体长度在预处理过

程中受药剂种类、浓度及处理时间的影响，可能会明显缩短(玉米染色体较小，给制片与核

型分析带来一定的影响。因此要获得准确的结果，合适的预处理浓度和时间。我们小组通

过多次试验发现，酶解浓度过大或者时间过长，会导致材料变太软，不利于压片。此外染色

时间控制在10~15min最为合适。

制作清晰、高质量的染色体玻片标本是关键，运用染色体分带技术作核型分析，更能准

确反映核型上的差异(X<带是染色体本身特征的本质反应，结合X<带分析可有效地提

高了核型分析的精确度。同样，植物染色体的3<带显示的部位主要是组成型异染色质，

它们主要是由分布在染色体末端和着丝粒附近的9%-重复序列组成，不同物种的染色体3

<带带型具有明显的差异，根据染色体的3<带可以进行物种的鉴别(原位杂交技术(分子

遗传标记等技术的应用也为物种的起源(亲缘关系的准确分析提供了更广阔的前景。

六、参考文献

[1]张芹，李保会，张凡.３种补血草属植物的核型分析.河北农业大学学报

[J].2013,36(2):65-68.

[2]杨宁，谈永霞，李巧峡，贾凌云，陈锡莲，刘效瑞.百里香染色体制片优化及核型分析.

草业学报[J].2012,21(1):184-189.

[3]李惫学,陈瑞阳.关于植物核型分析的标准化问题.武汉植物学研究

[J].1985,3(4):297-302.

[4]刘立岩.甜玉米的研究进展.辽宁师专学报[J].2008,10(3)95-96.

[5]刘继琳,刘彩霞，郭佳静，杨国强，黎杰强.甜玉米与糯玉米的染色体核型分析.华南师

范大学学报(自然科学版)[J]．2012,46(6):98-103

[6]宗成志,李姝婧,吴士筠.杂交玉米华甜1号与登海9号染色体G-显带核型分析.现代农业

科学[J].2008,15(10):1-3.

[7]刘永安,冯海生,陈志国,畅喜云,刘瑞娟,窦全文,王海庆.植物染色体核型分析常用方法

概述.贵州农业科学[J].2006,34(1):98-102.

[8]刘华敏,智丽,赵丽华,眭顺照,李名扬.四种野生百合核型分析.植物遗传资源学报

[J].2010,11(4):469-473.