2023年不同基因组类型的香蕉核型分析.docx

天道酬勤 不同基因组类型的香蕉核型分析 郭计华　李绍鹏等 摘 要： 【目的】基于不同基因组类型间的进化程度存在不同程度的差异，在染色体水平上揭示香蕉种质遗传特性。【方法】以 9份不同基因组类型香蕉〔Musa spp.〕种质为材料，采用改进的去壁低渗法对其核型进行分析。【结果】‘霸王岭野生蕉核型公式为2n=2x=22=4L+8M2+6M1+4S，属“2 A〞核型；‘百花岭野生蕉核型公式为2n=2x=22=4L+8M2+6M1+4S，属“2 B〞核型；‘巴西蕉核型公式为2n=3x=33=3L+15M2+12M1+3S，属“3A〞核型；‘Pisang Ceyla核型公式为2n=3x=33=12L+6M2+6M1+9S，属“2B〞核型；‘东莞中把大蕉核型公式为2n=3x=33=3L+12M2+12M1+ 6S，属“2 B〞核型；‘FHIA-17核型公式为2n=4x=44=4L+20M2+12M1+8S，属“2 B〞核型；‘CRBP-39核型公式为2n=4x=44=4L+16M2+20M1+4S，属“1B〞核型；‘FHIA-03核型公式为2n=4x=44=4L+20M2+16M1+4S，属“2B〞核型；‘TMBx5295-1核型公式为2n=4x=44=4L+20M2+12M1+8S，属“2B〞核型。【结论】基于核型分析结果，绘制了9份不同基因组类型香蕉种质的核型模式图。 关键词：香蕉；基因组类型；核型分析 中图分类号：S668.1 文献标志码：A 文章编号：1009-9980？穴2023？雪04-0567-06 香蕉〔Musa spp.〕属于芭蕉科〔Musanceae〕芭蕉属〔Musa〕单子叶植物，最早起源于东南亚地区[1]，在植物学分类上，大局部栽培香蕉起源于芭蕉属中最大的一个正蕉组〔Eumusa〕[2]，香蕉的栽培品种繁多〔大约300多个〕。栽培的香蕉类型主要是三倍体〔AAA、AAB和ABB〕， 少量种植二倍体〔AA〕和四倍体〔AAAA、AAAB、AABB和ABBB〕品种〔系〕。野生类型还有二倍体〔BB〕、三倍体〔BBB〕等[3]。 如今，香蕉的分类大多仍沿用Simmonds的形态学特征的传统分类法[4]，但王正询等[5]认为该分类系统侧重于形态，与染色体的构成并无必然的对应关系，且易受栽培条件和环境因子的影响，缺乏较精确的理论依据，不利于种质资源鉴定和遗传育种进程。前人[6-10]进行香蕉形态、分子等标记为主的研究，但这些形态特征为假设干基因所控制，同时受环境条件影响较大，不能确切地反映各种质之间的遗传多样性。 核型是分类学的一项重要依据。染色体数目、核型、分带带型和减数分裂的行为可作为研究资源分类和亲缘关系的有力证据之一[11]。目前有关香蕉核型的研究甚少，陈豫梅[12]研究发现大局部野生蕉种质为二倍体，染色体数有 18、20、22 等 3 种情况。王正询[13]报道多个香蕉种质的核型及减数分裂行为，探讨了广东大蕉的分类位置。龚玉莲等[14]通过核型研究发现红皮香蕉与王正询等[13]报道的野生蕉有种间相似性。劳世辉等[15]研究A 基因组香蕉核型差异与香蕉枯萎病的抗性关系。我们通过香蕉种质的染色体形态特征、配对情况、随体数量与基因组类型的关系，对巴西蕉〔M. acuminata cv. AAA〕等9种基因型9份香蕉种质的体细胞染色体核型进行分析，以期为香蕉种质的进化、遗传变异、系统演化、分类、遗传多样性以及育种工作提供理论依据。 1 材料和方法 1.1 材料 1.2 方法 2 结果与分析 2.1 二倍体基因组香蕉品种的核型分析 2.2 三倍体基因组香蕉品种的核型分析 2.3 四倍体基因组香蕉品种的核型分析 3 讨 论 3.1 核型分析用于蕉类遗传关系分析结果的可靠性 核型分析是通过染色体的结构和数量特征来显示。染色体的结构特征包括染色体的核型和带型，主要包括染色体的长度、着丝粒位置和随体有无等，可以反映出染色体的缺失、重复、倒位和易位等变异[5]。蕉类作为栽培历史久远的植物之一，种类繁多，变异复杂，在长期的进化过程中，染色体的数目、结构会发生变化，随之造成了核型上的改变，所以可通过对其染色体的核型进行分析进而探讨该物种的进化程度和物种间的亲缘进化关系[16]，也是探究生物系统发生及进行育种的根底，是选种、育种中坚决和选择新本材料的必备技术。 本研究通过对9份香蕉种质的染色体测量分析，发现香蕉染色体属于小染色体，基因调动的自由度非常小，且染色体场是严格的[19]。此外，根据 stebblins[18]的分类标准，该9份香蕉种质的核型分类介于2B-3A，属于较原始的类型。 3.2 核型分析揭示蕉类植物种间遗传关系 本实验结果说明，属于AA基因组类型的霸王岭野生蕉的2号染色体上具有1对随体；属于AAA基因组类型的巴西蕉没有发现随体；而AAAA基因组类型的FHIA-17的7号染色体具有1对随体，AAAB基因型CRBP-39的10号染色体具有1对随体，AABB基因型FHIA-03的2号染色体具有1对随体；ABBB基因型TMBx5295-1的5、8号染色体各具有1对随体；BB基因组类型的百花岭野生蕉1、3号染色体各具有1对随体；属于ABB基因组类型的东莞中把大蕉与AAB基因组类型的Pisang Ceylan均没有观察到随体染色体，可能由于他们的随体太小无法分辨。即以随体的数量作为判别A、B基因组的参考指标可能并不完全科学，而确定不同香蕉品种中A、B基因组的随体数量与位置，那么有待于采用荧光原位杂交技术作进一步观察研究。〔本文图版见插2〕 参考文献 References： [1] ALEXANDRA E P D， GIUSTI M M， RONDLD E W， BEATRIZ M A G. Anthocyanins from bananabracts 〔Musa X paradisiaca〕 as potential food colorants[J]. Food Chemistry， 2001， 73〔3〕： 327-332. [2] SIMMONDS N W. The evolution of the bananas[M]. Longman， 1962： 1-12. [3] CHEN Yuan. In Vitro conservation and RAPD analysis of banana 〔Musa spp.〕 germplasm in Fujian[D]. Fuzhou： Fujian Agriculture & Forestry University， 2022. 陈源. 福建栽培和野生香蕉种质资源离体保存及RAPD分析[D].福州： 福建农林大学，2022. [4] SMARTT J，SIMMONDS N W. Evolution of crop plants[M].Oxford，England， 1995： 370-375. [5] WANG Zheng-xun， LIN Zhao-ping， PAN Kun-qing. Cytogenetical studies in Musa 〔Eumusa〕[J]. Acta Genetica Sinica， 1994， 21〔6〕： 453-462. 王正询， 林兆平， 潘坤清. 蕉类的细胞遗传学研究[J]. 遗传学报， 1994， 21〔6〕： 453-462. [6] ORTIZ R. Morphological variation in Musa germplasm[J]. Genetic Resources and Crop Evolution， 1997， 44： 393-404. [7] YI Gan-jun， HUO He-qiang， HUANG Bing-zhi， YU Xiao-ying， TAN Wei-ping， CHEN Da-cheng， HUANG Zi-ran. Identification and classification of banana 〔Musa AAA group cavendish〕 varieties by AFLP[J]. Journal of Fruit Science， 2002， 19〔4〕： 247-251. 易干军， 霍合强， 黄秉智， 于晓英， 谭卫萍， 陈大成， 黄自然. 应用 AFLP 进行香牙蕉品种〔系〕的鉴别与分类[J]. 果树学报， 2002， 19〔4〕： 247-251. [8] YI Gan-jun， YU Xiao-ying， HUO He-qiang， TAN Wei-ping， HUANG Zi-ran， CHEN Da-cheng， HUANG Bing-zhi. Studies on the certification of Musa ABB group Dajiao， M. AAB group Fenjiao and M. AAB group Longyajiao by AFLP[J]. Acta Horticulturae Sinica， 2002，29〔5〕： 413-417. 易干军， 于晓英， 霍合强， 谭卫萍， 黄自然， 陈大成， 黄秉智. 粉蕉、大蕉和龙牙蕉的 AFLP 分类研究[J]. 园艺学报， 2002，29〔5〕： 413 -417. [9] WEI Jun-ya， LIU De-bing， WEI Shou-xing， XIE Zi-si， CHEN Ye-yuan. Establishment and optimization of SRAP-PCR reaction system in banana genome[J]. Bulletin of Botanical Research， 2023， 29〔3〕： 352-356. 魏军亚， 刘德兵， 魏守兴， 谢子四，陈业渊. 香蕉基因组SRAP反响体系的建立和优化[J]. 植物研究， 2023， 29〔3〕： 352-356. [10] GUO Ji-hua， LI Xin-guo， LI Li， LI Shao-peng， LUO Xuan， WEI Shou-xing， XIE Zi-si. Based on the ISSR analysis of genomic DNA of 28 banana germplasms diversity[J]. Genomics and Applied Biology， 2023， 31〔5〕： 492-497. 郭计华， 李新国， 李丽， 李绍鹏， 罗轩， 魏守兴， 谢子四. 基于 ISSR 分析 28 份香蕉种质的基因组 DNA 多样性[J]. 基因组学与应用生物学， 2023， 31〔5〕： 492-497. [11] QIN Xian-quan， PENG Hong-xiang， CAO Hui-qing. Research and utilization of banana germplasm resources[J]. Journal of Guangxi Agriculture， 2022， 22〔6〕： 53-56. 秦献泉， 彭宏祥， 曹辉庆. 香蕉种质资源研究与利用进展[J]. 广西农学报， 2022， 22〔6〕： 53-56. [12] CHEN Yu-mei. Characterization and classification of China Musa germplasm on the morphological and cytological level[D]. Guangzhou： South China Agricultural University， 2002. 陈豫梅.中国香蕉种质资源形态学与细胞学鉴定[D]. 广州： 华南农业大学， 2002. [13] WANG Zheng-xun. The taxonomic positi