摘要:简要叙述了辽宁省昆虫染色体研究的现状,包括研究涉及的昆虫类群、核型分析结果、研究方法和手段、染色体有丝分裂、减数分裂、染色体形态变异、结构变异和数量变异等。我国学者对辽宁省昆虫染色体研究从20世纪40年代开始,迄今已对蚌蟒目、半翅目、同翅目、鞘翅目、鳞翅目、双翅目和膜翅目等10目481种昆虫的核型进行了研究,主要集中在蝗虫、蜷类、蚜虫、蚕类、果蝇、摇蚊及实蝇等。在染色体行为方而的研究主要有:蚕类和果蝇等有丝分裂;蜚镰类、蝗类、蜷类和蚕类的减数分裂及性别决定机制;部分昆虫的联会复合体分析。
关键词:染色体;昆虫;辽宁省
引言
目前小叶蝉亚科的分类研究所借助的手段主要是比较形态学,关于染色体方面的研究,国内外涉及的研究都很少,但染色体核型研究可为分类研究的各个层次提供细胞学水平的证据。因此,本研究拟通过对小叶蝉亚科昆虫的染色体数目及变化、相对体积和染色体行为等特征进行研究,探讨小叶蝉亚科各个分类阶元的染色体变化规律,同时,为某些近缘种的划分提供细胞学数据。本研究记述了小叶蝉亚科斑小叶蝉族Erythroneurini、小叶蝉族肠phlocybini,塔叶蝉族Zyginellini、绿小叶蝉族Empoascini,叉脉叶蝉族Dikraneurini、眼小叶蝉族Alebrini共6族23属56种小叶蝉的雄性成虫精巢减数分裂的核型特征,选取了染色体数目、相对大小和减数分裂期间染色体的行为等特征进行比较分析,初步探讨了小叶蝉亚科的染色体变化规律,得出以下结论:
1.染色体数目:56种小叶蝉亚科雄性昆虫的染色体数目变化范围在2n=12-22之间,峰值为2n=16(14+XO),另外类型2n=14, 18也有较高的出现频率。
2.性别决定机制:56种小叶蝉亚科雄性昆虫的性别决定机制均为XO型,未发现XY型;
3.染色体行为:小叶蝉亚科减数分裂前期工的典型特征为出现花束期;在中期I,染色体的空间排列方式一般为:常染色体呈棒状,同源染色体围成环状,性染色体一般呈深染的圆点状,排列于常染色体围成的环的中央,但由于压片角度的不同,在实际拍摄的照片中性染色体多位于常染色体的一侧;后期I,同源染色体纵向分离,呈圆盘状排列,分别移向细胞的两极,性染色体落后于常染色体的分离,出现滞后现象,这一行为没有种属特异性;
4.小叶蝉亚科的染色体数目变化范围在高级阶元比较稳定,可以作为系统发育分析的参考,而每个种的核型都有其特异性,可为种级阶元尤其是近缘种的鉴定提供细胞学数据。通过核型分析,对小叶蝉亚科的部分分类问题进行了讨论,认为小叶蝉亚科在叶蝉科内应属于比较进化的类群,进一步验证了了小叶蝉族的篙小叶蝉属组与其它属组存在差异,长柄叶蝉属的种团可以得到细胞学数据支持,但对雅小叶蝉属的种团划分提出质疑。
1.研究材料与制片方法
1.1试剂与制片技术
1.1.1以昆虫的生殖细胞(包括性腺细胞)为试材:利用这种方法已研究过的昆虫有蚌蟒、蜚蝙、蝗虫、蠢斯、蛾、象甲、果蝇和赤眼蜂类。蝗虫类用成虫(精巢)、蜚蝙类用3} 4龄若虫(精巢或者卵巢)、蛾类以5龄幼虫(辜丸或卵巢)、象甲类用精巢、果蝇类和赤眼蜂类先经离体培养处理后染色压片,也可采用冰冻揭片法制片。
1.1.2以胚胎制片:该方法见于蚜虫类的染色体制片。挤出3-4龄有翅或无翅若虫胚胎,经固定后即行染色观察。
1. 1. 3以幼虫脑神经节为材料制片:该方法已应用于蚊虫、果蝇、赤眼蜂、蚤类等的染色体研究。把蚊虫、果蝇、赤眼蜂的3龄或4龄幼虫在解剖液中取出脑神经节,置于秋水仙素中离体培养,吸去培养液即可进行染色、压片;对蚤类昆虫则稍加改进,经低渗处理、卡诺氏固定液固定、染色、压片。
1.1.4以唾腺为材料:该方法特别适于双翅目昆虫。一般将3-4龄幼虫置于有解剖液的玻片上,取出唾腺后固宁、染色、压片。
1.2染色体分离、分析技术
1.2.1染色体分带技术在昆虫学方面的应用:尽管染色体分带技术手段较多,但在我国昆虫染色体研究中,因C带核型较其他带型具有制片方法简单,重复性高,一般借助光学显微镜就可观察的特点,故利用C带技术分析核型特征较为普遍。银染一联会复合体的研究也有一些报道,该技术适用于昆虫减数分裂和粗线期染色体结构研究。其他带型在昆虫学研究中也见报道,如G带在蜚蝙目、直翅目、双翅目的核型分析中就被成功应用。但总体上,我国昆虫染色体分带技术的充分利用,并进一步深入分析细胞遗传学规律与国外相比还有差距,部分领域有待深入。
1.2.2染色体特征分析方法:我国学者大多采用常规光学显微摄影的方法进行染色体分析,此外也有利用扫描电镜和透射电镜分析染色体核型、联会复合体结构、染色体轴结构、易位、倒位、多线染色体、B染色体、遗传变异行为及规律的报道,并开始利用专业分析软件来处理数据,达到精确分析昆虫染色体核型和细胞遗传学特征的效果。
1.3染色体变异情况
1.3.1形态变异:多线染色体、B染色体、环染色体、等臂染色体
1.3.2结构变异:尽管染色体结构是相对稳定的,但在自然或人为条件下可发生变异。染色体结构变异也包括功能、传递行为的变异,在细胞遗传学中备受重视。
1.3.3数量变异:细胞中包含一定数量的染色体是物种的重要特征,每一物种的染色体数目是恒定的,一旦发生数量变异同样将导致遗传性状的变化。
2.结论:
我认为,无论是研究方向还是涉及领域,对昆虫染色体的研究都有大量工作函待开展。考虑到目前的实际,研究重点应首先选择重要农业昆虫、经济昆虫、模式昆虫,研究的层次不妨循序渐进,从了解昆虫的核型特征入手,进而探讨昆虫染色体的结构、行为、变异等内容,从细胞水平来揭示昆虫生命规律,做为连接个体与分子研究的桥梁,辽宁省昆虫染色体研究一定会有光明灿烂的前景。
参考文献:
[1]蔡文琴.2003.现代实用细胞与分子生物学实验技术.北京:人民军医出版社.555.
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