【doc】云南大叶茶花粉母细胞减数分裂过程中的染色体行为

【doc】云南大叶茶花粉母细胞减数分裂过程中的染色体行为 云南大叶茶花粉母细胞减数分裂过程中的 染色体行为 l1,lLI,e J.-叶d.科学,':.一. 云南大叶茶花粉母细胞减数分裂 过程中的染色体行为 梁国鲁王守生周才琼李晓林, (西南农业大学,重庆630716) 摘要 对云南大叶茶(Camelliasinensisvar.assamica?)花粉母细胞减数分裂各时期的染色 体行为进 行了详细观察.结果表明:染色体行为较有规律,终变期染色体联会构型以.T字形 为主,依次 为十字形,环形,棒形和删叉形.经过两次分裂.染色体数目减少了一半.对茶村减数 分裂 染色体制片方法,棱仁组成区染色体特性及双线期和终变期中染色体结构变异进 行了讨论. ~lllill:j童吐羞-苎墼佥型-銎垒筚勉.蓐树 StudiesontheChromosomeBehaviorDuringtheMeiosisof PollenMothercellsofCamelliasinensisvar.assamica LiangGuoh,WangSousheng.ZhouCaiqiong,LiXiaolin (ChinaAgricuh~alUniversity,Chongqlng630716) Abstract Detaihdobservationsonchromosomebehavioratallstagesduringthemeiosisofpollenmoth ercallsof Camellia~nensisvat.assamicawEit-econducted.Thechromosomebehaviorwasgenerallyr egularandthechro. f?咖meconfigurationatthediakinesiswasmainlytheT-shapedform,andthenthecross—shaped.thering— shaped,therod-shapedandthering-cross-shaped.Through2divisionsduringthemeiosis,th echromosome humbetreducedfrom2n=30ton=15.Themethodofthemeiosischromosomepreparation.th echaraeteris- tiesofthechromosomesinthenucholusorganizingregion.andthestructurevariationofchro mosomeatthe diploteneandthediakinesisweredetailed. Keywords{Camelliasinensisvar.aasamica~MeiosisfChromosomebehavior 前言胞减数分裂过程中染色体行为进行了观察 , 云南大叶茶体细胞染色体数2n=30.其旨在为茶树的遗传育种理论及教学实践提供 染色体核型已有报道..本文对其花粉母细重要的参考资料. 文稿收到日期;1993--10--11 -国家自拣科学基金资助课遥内窖之 茶叶科学14卷 材料和方法 于云南大叶茶花蕾分化期,取直径 3.5—5.5mm左右的花蕾,立即置甲醇一冰 乙酸(3:1)固定液中固定4h,采用笔者的 改良涂片法,每一花蕾可制片1—3张, Giemsa染色,镜检和摄影.花粉母细胞减数 分裂各时期划分的见图版. 结果与分析 (一)减数分裂 L前期I当花粉母细胞进入前期I之 前,可以看到较多的分裂间期细胞,其核膜 核仁明显,染色体处于解螺旋状态,呈现的 颗粒充满细胞核(照片1). (1)细线期:染色体呈细长的线状结构, 某些细线的局部可见染色粒(照片2).此期 还观察到许多细线密集,偏于核一边的凝线 期(照片3).核仁明显,位于核膜附近. (2)偶线期:染色体仍为较长的细线,各 同源染色体两两配对,但仍互相缠绕在一起, 一 般看不清两条染色单体(照片4).在制片 良好的标本上可清楚看到两条联会在一起的 同源染色体.核仁位于核膜附近. (3)粗线期:染色体明显缩短变粗,这 时联会的两条同源染色体紧密结合,不易看 清其中的每条染色体,只在局部位置可以分 辨(照片5).这个时期可以很清楚地看到染 色体形态上一个很明显的特征,即纵向分化 的一串特异性染色粒(照片5). (4)双线期:染色体剧烈缩短变粗,联 会的两条同源染色体开始分离,但在交叉点 上仍保持连接,交叉明显(照片6).随着分 裂的进程,交叉向染色体端部移动而末端化, 导致交叉数目逐渐减少,每个二价体的构型 是由它的交叉数目及分布所决定的. (5)终变期:染色体继续缩短变粗,并 向核的周边活动.在核阿较均匀地分散开,是 —12). 观察染色体构型的适宜时期(照片7具有一个端部交叉的二价体呈棒形;具有一 个非端部交叉的二价体,呈.十"字形;具 有一个端部和一个非端部交叉的二价体,呈 "T"字形或环叉形;每一个臂上具有一个端 部交叉的二价体,呈环形.其中,以"T"字 形为多(4.69),其它依次为"十"字形 (3.63),环形(3.56),棒形(2.31)和环叉 形(O.81).每一细胞的平均交叉数为23.在 统计的3O个终变期细胞中,常可观察到一个 "十"字形与棒形端部交叉的四价体构型,在少数细胞中还存在2条单价体.在核仁附近 还着生有1—3个具次缢痕的二价体. 2.中期I核仁核膜消失,呈最高凝缩 状态的二价体聚集在赤道板上.极面上观察., 同源染色体均匀分布(照片13). 3.后期I二价体中的两条同源染色体 分开,分别向两极移动.每一极只得到n条 染色体,但这时的每条染色体是由两条染色 单体组成的(照片14). 4末期I染色体到达两极后,又聚集 并逐渐解螺旋化,染色体变细长,但部分位 置仍保持凝缩状态核膜重建,核仁重新出 现,形成两个子核,接着在赤道板处形成两 个子细胞.此时两个子细胞仍接近在一起,故 称为"二分体"(照片15). (二)减数分裂I 在进行第二次分裂前有一个分裂间期. 染色体解螺旋呈现松驰卷曲状态.但此时期 不明显(照片16).第二次减数分裂与普通有 丝分裂基本相同. 1.前期I每个二分体的姊妹染色单体 出现明显的互斥,二分体染色体的外貌呈 "x"形(照片17). 2.中期I核仁和核被膜消失.二分体 的染色体排列在赤道板上,此时染色体明显 缩短(照片18). 3.后期?姊妹染色单体随着着丝点的 分离.分别移向两极,每一极含有单倍体的 染色体组.偶可观察到中期I残留下的染色 2期粱国鲁等:云南大叶茶花粉母细胞减数分裂过程中的染色体行为139 体桥(照片19). 4.末期?4个单倍体染色体组的每一 个都被核被膜包围着,核仁又重新出现.染 色体又出现解螺旋化.逐渐松开而无法识别 每个染色体(照片20).随着胞质分裂.形成 四分体细胞(照片21).经过发育,逐渐分化 形成花粉粒(照片2Z). 讨论 采用改良涂片法和Giemsa染色,同源 染色体的配对,交叉,分离的形态结构和染 色体数目较清楚,对于茶树的细胞遗传,染 色体工程,组织培养和杂交育种等方面的研 究,观察其形态结构的变化规律,无疑是一 种较理想的实验手段.首先是染色体分散好, 效率高.所试材料遍及整个载玻片.供观察 面大,并且方法简便,质量高,1h可制成8O 其次是染色体平整.杂质干扰少,背 份标本} 景清晰;最后是Giemsa分染效果好,即染色 体及细胞核呈紫红色,细胞质呈淡蓝绿色. 李素在柿大茶中观察到"父"字形二 价体构型.这在云南大叶茶中也同样存在在 终变期,此二价体清晰地附着在核仁上(照 片18),故无疑是1对随体染色体;此外,在 核仁附近还着生有1—3个二价体染色体(照 片6,9,10).而体细胞核型分析均只发现2 个随体存在].我们认为这1—3个具有核 仁组成区的二价体染色体并不一定具有随 体,只对核仁的形成起作用.类似情况在延 龄草属(Trillium)的几个种和Nathoscordum in.tile内也存在.而进一步的研究还待银染 分析. 在双线期和终变期细胞中,常呈现染色 体颜色深浅的结构变化(照片8),这与人类 染色体显带过程中呈现的情况类似.我们认 为这是茶树染色体经固定和制片过程中火焰 烘烤的共同作用,致使特异性非组蛋白质变 性的结果.在过度烘烤后,还可诱导出染色 体的螺旋结构.此现象在体细胞的前中期和 早中期诱导最理想.而减数分裂则是在经由 粗线期螺旋化形成的双线期和终变期为最理 想的诱导时期.这可能对研究染色体的交叉 机制以及染色体的基本结构方面是有价值 的. 参考文献 1李繁学,严学成.中国某些野生和栽培茶时枉垂研究 武汉植物学研究,1985|3(4)I310—324 2桨国鲁,林蒙矗,陈家玉等.茶村细瞻丹娄学研究.植 物分类,1998}30(6):498—5o7 3李素芳.茶树小孢子发生过程时观察.中国茶叶,1998 (2):16—17 4桨国鲁,冉志华.四川两十栽培茶村的接型比较.茶韭 通报,1988(1):18—2O 圈版说明 1.阃期|2.细域期}3.细线期示密集细线位于棱仁一边}4,偶线期|5.粗线期}5 构|6,双线期}7—12.垫变期:7.150}8.13I+1N(实心箭头示十字形与棒形墙部交叉的价悻}空5-箭头示 父字构型)|9.2I+12I+1|10,11I+2}儿.2I+12I+1?(高温作用下染色体呈理蘸色深浅的变化,可 清整地看见四价俸的交夏构型,两十单价俸呈现3条带纹)|12.13I+12Y(箭头示环卫形二价体构垂);13.中期】示 15|14.后期;15.末期I}16间期{17.前期0}18.中期0|19.后期II2o.末期0}21.四分体|22花 粉粒.×560(5J和8'为×750). 140茶叶科学14卷 图版Plate ?一?? ??一? 一??? 1.InterpbaseI2.Leptoaeraaj3.Lep~neraarshowingthechromosomesdenselya,~angedatO nesideofthenueleolusj 4.Zyg~tene|5.PachyteneI5'Pachytene,showmgthepartsofchrolilo~.ome$?mp1ified,6.DiplcteneI7--12.Diakir,esis| 7ljlI8.13I+1]1/(thesolbd洲Lndicatesone2tetravalentolter叫mlchisn1awithc啪自androdchromosomes,the hoIlowa1~-owindieates"父typeassociation)}9.21+l2l+1?I10,11I+2]1/Il12I+12_+1, (und盯thetre^血ent ofhightemperature,chromosomesshowvariationsincolor,andthetetravalerttc~niigurarionisvisiblebythenakedeyesand twounvalentsshowthreebands)I12.12I+1w(theallOWindicatespilering-crossbivalentDonurati~n)'13.Metaphese 1showing15I|14.Anaphase】 'l5.TelopbaseII16.InterpbaseIl7.PropbaseII18.MetapheseII19.Anaphese II2O.TelopbaseII21.TetradI22.pollengrain.×560(5'and8.aze×75O)