糯玉米的染色体核型分析(压片法)20122501008 胡发枝

糯玉米的染色体核型分析（压片法）

胡发枝

（广州市华南师范大学生命科学学院，广州510631）

摘要：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。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。本次实验运用压片法，糯玉米核型公式为2n=10m+10sm，最长染色体与最短染色体的比值为 1.51，臂比大于2的染色体比例为10%，核型不对称系数为59.78%，按照Stebbins标准核型分类属于2A型。以外，经过多次的交流和实践，本次实验在压片法操作上有不少独特经验。

关键字：糯玉米核型分析压片法

一、研究背景

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。

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。

二、研究进展

糯玉米也称蜡质玉米或粘玉米, 学名Zea mays L ceretina kulesh。因子粒干燥后胚乳呈角质不透明、无光泽的蜡质状, 所以叫蜡质玉米, 又因胚乳淀粉几乎全部是支链淀粉, 遇碘呈紫色( 褐红色) 反应, 蒸煮后呈粘性, 所以又称粘玉米。糯玉米淀粉比之普通玉米易于消化, 糯玉米的消化率为85%, 比普通玉米的消化率69%高, 鲜嫩玉米所具有的独特风味更为人们所青睐。

国外对玉米的研究较早，经研究发现，糯玉米是由普通玉米引入我国后在西南地区种植发生变异而形成的一种特殊玉米[1]。糯玉米的遗传研究始于19世纪初，1906年，Collins，G.N.把糯性基因定名为wx，遗传是一对隐性基因（wxwx）

控制。1935年，Emerson，R.A.把糯玉米的基因定位在第9染色体上,与普通玉米之间存在较大的遗传变异[ 2] , 编码一种60kd 的蛋白质, 能使尿苷二磷酸葡萄糖( VDPG) 转移酶活性极度降低, 因而基本上不合成直链淀粉, 纯合的wxw x 玉米胚乳和带有wx 基因的花粉粒几乎全部合成支链淀粉。当w x 基因与其它玉米胚乳基因结合产生相互作用时, 可以使胚乳碳水化合物成分发生变化, 提高糖分含量, 改善食用品质和风味[3-4]。

1982年，Geiser. M.等第一次克隆了糯玉米sx基因，为解开糯玉米wx基因的密码序列奠定了基础。关于玉米染色体核型的研究，Kuwada[5]证实玉米的染色体数目为2n=20。Chen[6]和Filion[7]分别描述了其体细胞染色体的核型。Neuffer[8]提出了玉米体细胞染色日的核型模式图。

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。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。但是对于糯玉米的核型分析，在国内较少，有刘继琳等用压片法研究了糯玉米的核型，为探讨特种玉米的进化和系统发育提供了细胞学依据。

三、材料、试剂及仪器

本实验以糯玉米S2n种子作为实验材料，用到的试剂与仪器包括秋水仙碱、卡诺氏固定液、乙醇、1mol/L HCl、纤维素酶、果胶酶、改良品红、尼康显微镜( 80i)。

四、实验方法

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预处理

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。

3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。

4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1M HCL中，解离10分钟，然后用蒸馏水冲洗两次。

酶解：

5染色

将解离后的根尖至于载玻片中，稍微压散，滴入适量改良品红，染色10-15分钟。

6压片

用吸水纸吸取多余的溶液，加1滴新鲜染液盖上盖玻片，并盖上一些吸水纸，左手固定载玻片，右手用笔敲盖玻片，使材料尽量分散。

7镜检

在高倍显微镜或油镜下观察结果，选择分散的较好的中期染色体拍照分析。8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Kuo SR等的方法确定染色体相对长度系数( Index of relative 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。

五、实验结果

糯玉米（S2n）的染色体数目为20，这与张赞平［9］、刘继琳[10]等对糯玉米材料根尖细胞染色体数目一致(2n=20)。

图1 糯玉米的染色体核型

图2 糯玉米的染色体核型模式图

表1 糯玉米的染色体参数

序号 相对长度/% (短臂+长臂=全长) 相对长 度系数 臂比

着丝点 指数 类型

1 4.59+7.01=11.60 1.16 1.53 39.58 sm

2 3.87+8.00=11.87 1.18 2.06 32.65 sm

3 4.00+6.17=10.17 1.01 1.55 39.29 sm

4 2.42+8.70=11.12 1.11 3.60 21.73 sm

5 4.35+7.26=11.61 1.1

6 1.6

7 37.50 sm 6 4.00+5.32=9.32 1.02 1.3

8 42.10 m

7

3.75+5.44=9.19

0.92

1.45 40.79

m