第18 卷 第 4 期 1999 年 11 月大 豆 科 学 SOYBEAN SCIENCEVol. 18 No. 4Nov. 1999山西晋北三种类型大豆的核型分析?李贵全 杜维俊 孔照胜 岳爱琴( 山西农业大学农学系 太谷 030801)摘 要本文对山西省北部三种不同生态类型大豆( 小黑豆、 大黑豆、 黄豆) 进行了核型分析 结果表明: 三种大豆体细胞染色体数均为 2n= 40, 主要由中部和亚中部着丝点染色体组成三种大豆只有一对位于最长染色体上的随体, 而且随体染色体形态相近, 三种大豆的核型公式分别为: 小黑豆2n= 2x= 40= 28m+ 12sm( 2SAT) ; 大黑豆 2n=2x = 40= 6M + 18m + 12sm + 4st ( 2SAT ) ; 黄豆 2n= 2x = 40= 2M + 30m + 8sm( 2SAT) 从核型分析中可以看出三个品种的染色体比较对称 说明大豆的核型进化是由不对称向对称方向演化, 也充分证明大豆是一种多型性的植物关键词 大豆 染色体 核型分析大豆( Glycinemax ) 起源于中国[ 1], 而且是起源于几个地区。
大豆是“ 多型性” 作物, 在我国种植历史悠久, 栽培大豆的各种性状都是由野生大豆在栽培环境中, 经不断的变异和人工选择而来的目前, 我国各地不仅有籽粒小, 粒形长扁, 种皮黑色, 茎细长蔓生的野生 大豆, 而且有籽粒较小、 粒形扁椭圆, 种皮黑色或黄色, 茎细而蔓生的近野生类型, 还有粒大、 粒圆, 种皮黄色, 茎粗短而直立的栽培大豆类型 山西位于北纬 34° 34′ - 40° 45′ 之间, 大豆种质资源丰富, 类型繁多, 在晋北高原干旱区, 大豆以黑豆( 小黑豆、 大黑豆) 为主, 生育期短, 平均 127. 9 天, 代表品种有右玉圆黑豆, 应县小黑豆等; 从海拔 700m 的谷地到 1600m 的高山都有这些品种的分布多少年来, 由于大豆染色体数目较多, 形态较小, 核型分析难度较大, 因而对其研究较少[ 2], 从目前大豆研究进展看, 1994 年 2 月 20 日- 26日在泰国青迈市举行了第五届世界大豆研究会议, 从会议所设的专题内容分析, 缺乏细胞学方面的研究内容 为此, 我们结合山西大豆的品种资源分布, 对山西晋北高原的小黑豆、 大黑豆、 黄豆代表性的三个品种进行了细胞学分析, 现将结果报道如下。
材料与方法1 材料1996 年春分别从山西晋北征集应县小黑豆、 右玉、 左云的圆黑豆, 山阴的黄大豆等三? 收稿日期 1999- 03- 15 Received on March 15, 1999个农家品种 2 方法在 25℃- 28℃条件下进行砂培, 约 2- 3 天后待根长至 2- 3cm 时剪取根尖, 于自来水冲洗, 用 0. 002M8- 羟基喹啉, 加 2- 3 滴 ? - 溴萘混合液中处理 5 小时用 3∶1 的卡诺氏固定液固定 2- 24小时, 1N HCl 60℃解离 90 秒, 蒸馏水冲洗3 次, 卡宝品红染色 2- 3 小时后压片, 镜检, 挑选分散良好的中期分裂相, 显微摄影, 冲洗, 放大, 测量, 具体方法参照北京大学生命科学学院李懋学( 1991)[ 6]的方法进行核型分析表 1 三个地方品种的主要性状T able 1 品种 Varieties产地 Place of origin生育期( 天) Growth stage株高( cm) Plant high结荚习性 Bearing pods habit粒型 Seed type百粒重( g) 100 seeds Wt应县小黑豆山西应县13891无限蔓生小扁椭圆12. 4右玉大黑豆山西右玉县12764. 8有限大圆型23. 0山阴黄豆山西山阴县13180亚有限圆型18. 0结果分析1 大豆体细胞染色体数目 在观察的大豆三个品种( 小黑豆、 大黑豆、 黄豆) 材料中, 体细胞染色体数均为 2n= 40图 1 山西晋北三种类型大豆根尖细胞染色体和核型图 Fig. 1 Chromosome morphology of somatic cells in soybeanA、 应县小黑豆B、 右玉大黑豆C、 山阴黄豆A. Yingxian Xiaoheidou B. Youyu Dalheidou C. Shanyin Huangdou2954 期 李贵全等: 山西晋北三种类型大豆的核型分析( 图版 1) , 染色体小, 形态差异不如其它物种的染色体明显, 这与前人报道的结果一致, 至 于随体的染色体数目, 本研究在显微观察中只发现一对, 照片中由于染色体较小, 难以辨认。
这与Palmer[ 7]等和郑惠玉等[ 3]的报道中有 2 对随体存在不同, 这可能是不同品种间材料的差异而已2 大豆三个品种核型的比较 鉴于分析方法起见, 将选取三个品种( 小黑豆、 大黑豆、 黄豆) 核型分析的结果统一列于表 2 及图 1, 由表 2 和图 1 可以看出三个品种的共同特征: 其一, 大豆体细胞染色体数恒定为 2n= 40; 其二, 3 个品种的随体均在第一对染色体上; 其三, 除大黑豆具有 2 对近端 着丝点( st) 染色体外, 其余均为具中部( M. m) 和亚中部( sm) 着丝点染色体组成以上三个主要核型特征, 说明三个品种在核型结构与起源上有很好的一致性表 2 三种类型大豆的染色体参数T able2 The parameters of chormosomes in the three types of soybeean序号No.相对长度( % ) ( 长臂+ 短臂= 全长)Relative Length( 1. + s. = t. )臂比( 长/ 短)Arm ratio( l/ s)类型TypeⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ13. 89+ 3. 05= 6. 946. 21+ 1. 78= 7. 994. 40+ 1. 60= 6. 001. 283. 492.75m*st*sm*23. 83+ 2. 98= 6. 815. 33+ 1. 78= 7. 113. 57+ 2. 36= 5. 931. 292. 991.51msmm33. 83+ 2. 92= 6. 754. 09+ 2. 67= 6. 763. 13+ 2. 59= 5. 721. 311. 531.21mmm43. 80+ 2. 89= 6. 693. 55+ 2. 67= 6. 223. 13+ 2. 38= 5. 511. 311. 331.32mmm53. 73+ 2. 76= 6. 493. 73+ 1. 96= 5. 692. 85+ 2. 61= 5. 461. 351. 901.09mmm63. 63+ 2. 57= 6. 204. 27+ 1. 08= 5. 352. 61+ 2. 61= 5. 221. 413. 951.00mstM73. 50+ 2. 51= 6. 012. 67+ 2. 67= 5. 342. 85+ 2. 36= 5. 211. 391. 001.21mMm83. 41+ 2. 34= 5. 753. 56+ 1. 78= 5. 342. 82+ 2. 30= 5. 121. 462. 001.23msmm93. 31+ 2. 32= 5. 633. 20+ 2. 13= 5. 333. 26+ 1. 71= 4. 971. 431. 501.91mmsm103. 21+ 2. 22= 5. 433. 38+ 1. 78= 5. 162. 61+ 2. 33= 4. 941. 451. 901.12msmm113. 02+ 1. 93= 4. 953. 20+ 1. 96= 5. 162. 61+ 2. 30= 4. 911. 561. 631.13mmm122. 83+ 1. 73= 4. 563. 56+ 1. 42= 4. 982. 85+ 2. 05= 4. 901. 642. 511.39msmm132. 64+ 1. 57= 4. 213. 02+ 1. 78= 4. 802. 82+ 2. 05= 4. 871. 681. 701.38mmm142. 48+ 1. 47= 3. 953. 20+ 1. 60= 4. 802. 64+ 2. 15= 4. 791. 692. 001.23msmm152. 38+ 1. 32= 3. 703. 20+ 1. 60= 4. 803. 37+ 1. 32= 4. 691. 802. 002.55smsmsm162. 28+ 1. 22= 3. 502. 67+ 1. 60= 4. 272. 61+ 1. 84= 4. 451. 871. 671.42smmm172. 12+ 1. 09= 3. 212. 13+ 2. 13= 4. 262. 59+ 1. 79= 4. 381. 941. 001.45smMm182. 09+ 1. 03= 3. 121. 87+ 1. 69= 3. 562. 82+ 1. 50= 4. 322. 031. 111.88smmsm192. 06+ 1. 02= 3. 081. 60+ 1. 60= 3. 202. 33+ 1. 84= 4. 172. 021. 001.27smMm202. 03+ 0. 99= 3. 021. 78+ 1. 33= 3. 112. 33+ 1. 84= 4. 172. 051. 341.27smmm随体长度计算在内。
T he length of satellite is inclued.Ⅰ. 小黑豆( Xiaohei Dou) 2B Ⅱ. 大黑豆( Dahei Dou) 2B Ⅲ. 黄豆( Huang Dou) 2A296大 豆 科 学 18 卷图 2 山西晋北三种类型大豆核型模式图Fig. 2 Soybean karyotype ideogram of three type in North Shanxi provinceA. 应县小黑豆 B. 右玉大黑豆 C. 山阴黄豆A. Yingxian Xiaoheidou B. Youyu Daheidou C. Shanyin Huanghou2974 期 李贵全等: 山西晋北三种类型大豆的核型分析但是, 在核型的细节上, 各类型之间又表现出程度不同的差异, 这些差异主要表现在 组成核型的不同类型的染色体各占比例不同, 即使数量相同, 在核型中的顺序, 位置是明显不同的, 例如表 2, 小黑豆的核型公式为 2n= 40= 28m+ 12sm( 2SAT) , 相对长度的变化范围为 3. 02- 6. 94%, 其中 7 对长的为( 6. 01- 6. 94) , 7 对短的( 3. 02- 3. 95) 和 6 对中间 的( 4. 21- 5. 75) , 臂比率为 1. 28- 2. 05, 属于 2B 型。
但其它两种( 大黑豆、 黄豆) , 大黑豆核型公式为: 2n= 2x= 40= 6M+ 18m+ 12sm+ 4st( 2SAT ) , 染色体相对长度的变异范围为( 3. 11- 7. 99%) 平均臂比值为 1. 87, 染色体形态相近, 染色体着丝点大多为近中部或 近端部, 较不对称, 为 2B黄豆: 核型公式为 2n= 2x= 40= 2M+ 30m+ 8sm( 2SAT ) , 相对长度变化范围为 4. 17- 6. 00%, 最长染色体与最短染色体之比为 1. 44∶1, 臂比大于 2∶1 的染色体百分比为 10%, 核型分类为 2A 型此外, 核型最有鉴别特征的随体染色体, 虽 然在显微观察中都位于第一对染色体的短臂上, 但该染色体的臂比值或着丝点位置也是有差异的按照 Sarma 等的分类也可分为 3 种类型, 即 A1( m) , A2( sm)。