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甜瓜属种间杂交新种Cucumis×hytivus Chen & Kirkbride的细胞遗传学研究

钱春桃  
【摘要】: 以甜瓜属种间杂交新种Cucumis×hytivus Chen Kirkbride、及其双亲北京截头黄瓜和野生种C.hyslrix Chakr等为材料,系统地进行了染色体制片技术、减数分裂行为和核型的研究。 (1)制片技术 在材料珍贵稀少、种子根尖无法获取时,卷须是有卷须类植物(如甜瓜属植物)染色体研究的理想替代物。与以根尖为材料的制片过程相比,卷须制片的优点在于数量多且取材方便;不同于以根尖为材料的制片环节主要在于预处理和解离。实验利用卷须制片首次获得新种的染色体2n=38。 研究新种、北京截头和异源三倍体黄瓜减数分裂的制片技术,发现3种倍性材料对取材的要求不同;卡诺液固定2-24hr和75%的酒精适度保存有利于提高制片质量;以卡宝品红为染色液,结合45%或20%的醋酸褪色和火焰微烤,可以提高分色效果。实验规范了这3种材料减数分裂的制片流程。 (2)减数分裂 考察不同基因型栽培黄瓜的减数分裂过程,简要报道黄瓜全部减数分裂过程各个时期的特点,发现黄瓜中期Ⅰ染色体构型主要为环型二价体,首次分析季节性的低温逆境等对常规二倍体黄瓜品种形成多分孢子的影响。实验还首次发现西双版纳黄瓜变种特异的核仁数量变化和其它特殊的减数分裂行为。 研究原初二倍体种间杂种和原初新种的减数分裂行为,发现二倍体种间杂种中期Ⅰ的染色体构型主要是19个单价体(19Ⅰ);后期Ⅰ染色体分离紊乱,出现染色体滞后和不等分离,未见正常的减数分裂过程。相比较,染色体加倍后的种间杂种的减数分裂过程要正常得多,可见全部正常的减数分裂过程。在终变期和中期Ⅰ,染色体优先配对,90%以上的染色体构型为二价体,不到3%的为三价体和四价体。后期Ⅰ观察到染色体均等分离(19+19),也发现染色体滞后和不等分离等现象。后期Ⅱ,可以发现染色体均等分向四极,经过末期Ⅱ,形成正常的四分孢子。 新种自交一代实生植株和再生植株的染色体计数表明,实生植株和再生植株的染色体都是2n=38,数目稳定。再生株系(C1-77和C1-33)的减数分裂行为株系内一致,株系间存在着一定差异。8株实生植株的减数分裂行为株间差异明显,1#植株二倍体化程度最高,中期Ⅰ的二价体频率最高(90%以上),染色体滞后和不等分离等异常行为最少。以5#实生植株为代表,分析了染色体组分离在不同时期的表现,据此推测新种可以产生n=7和n=12两种小孢子。还讨论了离体快繁和有性自交对新种遗传稳定和通过新种进行外源基因导入的不同影响。 在异源三倍体黄瓜减数分裂中期Ⅰ,多数的染色体构型为2n=26=7Ⅱ(CC)+12Ⅰ(H),两种染色体组之间存在着明显的分离现象;同时也发现三价体(1个条黄瓜染色体的二价体和1C.hystrix的单价体);后期Ⅱ约20.5%的花粉母细胞中出现的(7C+1~2H)染色体分离方式,暗示异源三倍体黄瓜与普通黄瓜回交后代中可以出现异附加系。还探讨了多分孢子的类型和比例。 (3)核型分析 实验首先利用卷须制片分析北京截头黄瓜和野生种C.hystrix的核型,为新种核 型分析奠定基础。分析发现,新种C133中期单套染色体组的总长度为33.9p3,染色 体绝对长度界于 0.97—2.26pm,多数(78.94O)属于*、染色体,最长/最短的值为 2.33。新种中来自黄瓜的1#和2#染色体可能与C蜘Vix的染色体发生了互换。本文 还发现有丝分裂中前期的染色体分析是小染色体中期核型分析的有益补克。


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