摘要：【目的】改良多倍体西瓜染色体标本制片技术，比较多倍体西瓜常规核型分析与荧光核型分析结果，为西瓜细胞遗传学研究及辅助构建西瓜物理遗传图谱提供参考依据。【方法】以多倍体西瓜为材料，以传统染色体制片方法去壁—低渗火焰干燥法为基础，去掉其前低渗和后低渗两个步骤，合并其再固定与火焰涂片两个步骤，用吉姆萨染色剂和荧光染料DAPI分别对多倍体西瓜染色体进行常规染色和荧光染色，并进行核型分析。【结果】使用改良型酶解去壁火焰干燥法进行多倍体西瓜染色体制片，比传统去壁—低渗火焰干燥法简化了用KCl溶液前低渗、后低渗及用卡诺固定液再固定3个步骤，可缩短制片时间1.0～2.0 h，提高制片效率，获得的染色体样本数目齐全、分散良好、形态清晰。用DAPI染色比用吉姆萨染色更容易检测到细胞中期分裂相，每张玻片可缩短检测时间0.5～1.5 h；染色体的着丝点、长臂及短臂形态更清晰。【结论】采用改良染色体制片方法可提高多倍体西瓜染色体的制片效率，对该制片进行荧光核型分析比常规核型分析更准确，效率更高。
关键词： 多倍体西瓜；染色体制片；荧光染色；核型分析
中图分类号： S651 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2017）04-0663-06
Abstract：【Objective】Technique of chromosome preparation for polyploid watermelon was improved，conventional karyotype and fluorescence karyotype for polyploid watermelons were compared in order to provide reference for research on genetics of watermelon and establishment of physical genetic map of watermelon. 【Method】Polyploid watermelons were used as materials in the study. Based on traditional chromosome preparation technique， namely wall degradation-hypotonic flaming-drying method， pre-hypotonic and after-hypotonic were deleted， and re-fixation and flame smear were combined into one procedure. Giemsa stain and DAPI fluorescence stain were used to stain， and carried out conventional karyotype analysis and fluorescence karyotype analysis respectively. 【Result】The optimized enzymolysis flaming-drying method was used to prepare chromosome of polyploid watermelons. Compared with the traditional technique， the optimized one simplified three procedures which were pre-hypotonic and after-hypotonic of KCL solution and re-fixation by Carnoy fixative. Thus the time was 1.0-2.0 h shorter. Production efficiency was improved， and samples with complete amount， good dispersion and clear configuration were obtained. Slides stained with DAPI could shorten the detection time for 0.5-1.5 h each slide， and were more easily to be detected metaphases with more clear centromere，long arm and short arm of chromosome than stained with Giemsa. 【Conclusion】The modified method can improve the efficiency of chromosome preparation of polyploid watermelon. Fluorescent karyotype analysis is more accurate and efficient than conventional karyotype analysis.
Key words： polyploid watermelon； chromosome preparation； fluorescence stain； karyotype analysis
0 引言
【研究意義】多倍体西瓜一般包括三倍体无籽西瓜和四倍体西瓜，具有比二倍体西瓜适应性广、抗逆性强、含糖量高、无籽、耐贮运和产量高等优势（谭素英等，1994；刘文革等，2009）。多倍体西瓜染色体制片技术和核型分析是西瓜细胞学的重要研究内容，但传统染色体制片技术常用的压片法制片很难获得数目齐全、分散良好、形态结构清晰的染色体样本，由此获得的核型分析数据也不够准确，而改良型酶解去壁火焰干燥法能克服这些缺点。因此，进行多倍体西瓜染色体制片技术改良及常规和荧光核型分析，对西瓜的倍性鉴定和倍性育种均具有重要意义。【前人研究进展】多年来，由于西瓜染色体较小、细胞质浓厚，致使染色体制片难度大，尤其是多倍体西瓜染色体制片难度更大，效果不佳（肖光辉等，1997；张志忠和吕柳新，2009）。不同倍性水平的鉴定方法有染色体直接计数法和间接鉴定法，间接鉴定法包括细胞形态学鉴定法（谭素英等，1994）、高温和低温胁迫法（郭启高等，2000）、流式细胞测定法（施先锋等，2010）和植物形态学鉴定法（袁建民等，2013），但间接检测西瓜倍性方法的直观性和准确性均比染色体直接计数法差（刘文革等，2009）。直接观察西瓜体细胞染色体不仅可统计染色体的数目，还可观察到各染色体的形态并进行核型分析。目前针对多倍体西瓜制片方法及核型分析的研究较少，主要是采用压片法（赵虎基等，2000；徐道娜等，2007；江姣等，2012；袁建民等，2013）制作二倍体西瓜的染色体标本并进行核型分析，而对于西瓜这种小染色体作物，压片法很难获得数目完整、形态清晰、分散良好的染色体中期分裂相，由此进行的核型分析也不够准确。国内外学者利用荧光染料DAPI（4"-6-二脒基-2-苯基吲哚）已成功构建了蕹菜（刁英等，2005）等植物的染色体模式图，揭示了染色体上AT富含的区域并识别特定染色体（Belonogova and Karamysheva，2006；谢莉等，2008）。【本研究切入点】截至目前，鲜见针对西瓜细胞学研究和荧光核型分析的报道。【拟解决的关键问题】以多倍体西瓜为材料，采用改良型酶解去壁火焰干燥法进行染色体制片，用吉姆萨染料和荧光染料DAPI分别染色，对比常规核型分析和荧光核型分析的优缺点，为西瓜倍性鉴定和倍性育种提供参考依据。