近来,有茶友想了解茶树的细胞遗传学知识,在此,作一些简单的介绍,供茶友参考。

         一、什么是染色体

    染色体( Chromosome )是生物细胞内具有遗传性质的,是由脱氧核醣核酸(DNA)和核醣核酸(RNA)所组成的线状物,易被碱性染料染成深色,所以叫染色体(由染色质组成)。染色体和染色质是同一物质在细胞分裂间期和分裂期的不同形态表现。染色体出现于分裂期。染色质出现于间期,呈丝状。其本质主要是脱氧核糖核酸(DNA)和蛋白质的组合(即核蛋白组成的),不均匀地分布于细胞核中,是遗传物质的主要载体。

    云南省的国家级良种云抗10号茶树的间期核形态见下图,在实验中发现有单核细胞、双核细胞和多核细胞(该论文《云南大叶茶细胞学研究》发表于《广西植物》,1988年第03期)。

QQ截图20170813202532.png

          二、研究染色体的意义

    上世纪初,发现染色体是生物遗传的重要物质。近几十年来的研究表明,染色体作为生物遗传基因的重要载体,具有一定的结构与功能。研究染色体不仅有助于阐明生物特种的本质,而且也将进一步阐明生物进化的机制和途径,这对生物遗传、变异、进化和分类的研究都必须具有重要的价值。由于植物物种分类群之间的亲缘关系常常反映在它们染色体的同源性(homology)上,因此,确定自然的或更多的是人工杂种的染色体在减数分裂时的行为,表明了它们间分化的程度。以染色体资料为基础的物种生物学(biosystematics)在Stebbins不朽的经典著作《植物的变异与进化》的推动下,已成为现代分类学发展的一个生长点。
    在遗传学上常用n表示配子中的染色体数,如茶树n=15,体细胞为2n=30;x是指同一个属中各物种共同的染色体基数,如山茶属植物中的茶树、油茶、红山茶、金花茶等,x都是 15,配子n可以等于x,也可以是x的倍数。如三倍体茶树是2n=3x=45,四倍体茶树 2n=4x=60 。

QQ截图20170813104154.png

      体细胞染色体数是染色体基数三倍或三倍以上的个体,称多倍体。在茶树栽培种中也存在一些天然的多倍体植株,如武夷水仙等即为自然三倍体(2n=3X=45)。多倍体茶树由于染色体加倍,细胞核和细胞质体积变大,器官相应变大,表现出较高的产量和生命力,如茎干变粗,芽叶肥壮,叶深质厚,新陈代谢旺盛,抗性增强等,有利于产量和品质的提高,展现出很好的应用前景。采用人工杂交方式(如四倍体和二倍体杂交,可获得三倍体茶树),产生多倍体茶树,可以缩短茶树育种的周期,培育符合人们对茶树产量和品质,以及特殊要求的新品种,满足茶叶生产和市场的需要。

 

QQ截图20170813104255.png

 

       在物种的进化方面,杂交和多倍化是植物最重要的进化方式之一。自然界的多倍体是由二倍体进化而来的。二倍体物种的染色体加倍,不同二倍体物种间杂交,染色体自发加倍是多倍体产生的主要来源。这是物种形成的另一种方式,是一种只经过一二代就能产生新物种的方式。由于多倍体生物一旦形成,它和原来的物种就发生生殖隔离,因而它成了新种,所以这种方式被称为爆发式的。多倍体在动物界极少发生,在植物界却相当普遍。很多植物种都是通过多倍体途径而产生的。研究物种的倍性变化,有助于了解植物的起源与进化关系。