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长足大竹象(Cyrtotrachelus buqueti Guer)属鞘翅目象甲科,是目前竹林的最主要有害虫类之一,对丛生的竹林的危害率达到50%~90%[1],2003年,长足大竹象已被列为我国林业危险性有害生物的一种。该虫主要分布在我国四川、广东、广西、贵州等地,国外主要分布泰国、缅甸、越南等东南亚国家[2-3]。在长足大竹象的探究方面,李涛、聂学文等研究了长足大竹象生物学特性及防治试验[2-3],鞠瑞亭、玉鹏等分别研究报道了该虫的在四川地区、上海地区及广西地区的发生、危害及防治[4-5],杨桦等一些学者研究了长足大竹象的繁殖行为和交配行为[6],忙定泽等人提取和鉴定了长足大竹象成虫体表的信息化学物质[7],蒲远凤等分析和评价了该虫的营养成分[8],杨瑶君等研究了长足大竹象的前胸背板、鞘翅、触角的超微结构及对竹笋挥发物的触角电位反应,研究了该虫的生殖系统、呼吸系统的形态及超微结构,虫口密度与虫孔数、竹笋受害率的关系以及幼虫种群动态对气候的预测模型等[9-14]。尚未有长足大竹象染色体核型分析的研究报道,而染色体核型分析是遗传学、分子生物学、分类学等研究的基础。本研究以长足大竹象精巢为研究材料,研究了长足大竹象染色体的数目、形态等,并分析其核型特征,为期为长足大竹象的进一步研究提供基础资料。
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通过显微镜观察,共选择出中期分裂相较好的细胞112个,染色体计数统计结果见表1。结果表明,染色体数目低于等于18条的细胞占总数的7.4%;染色体数目介于18至22条的细胞有21个,占总数的10.7%;而染色体数目等于22条的细胞73个,占总数的65.2%;而高于22条的细胞有18个,所占比例为16.1%。由此可知,长足大竹象的染色体众数为22,核型为2n=22,染色体臂数NF=22。
染色体数 分裂相数目 占比/% ≤18 9 8.0 18<,≥21 12 10.7 22 73 65.2 >22 18 16.1 总计 112 100.0 Table 1. Metaphase chromosome count statictics of Cyrtotrachelus buqueti Guer
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采用Adobe photoshop 7.0软件对长足大竹象处理并编号(见图1B)。长足大竹象核型分析数据见表2。可以看出,长足大竹象的染色体数目为2n=22,性别决定机制为Xyp型,都有着丝粒结构,此外,在试验中未观察到次级缢痕及随体的特征。其中16条为中部着丝粒染色体(m),4条为亚中部着丝粒染色体(sm),核型公式为:2n=22=16 m+4 sm+Xyp,X染色体为中部着丝粒染色体,属于中长染色体,在整个染色体组中排第4位,其相对长度为10.22±0.62 μm,Y染色体呈圆点状,相对长度为3.93±0.08 μm,在整个染色体中最小(图1箭头所示)。1号染色体相对长度最长,为17.92±0.27 μm,是一对中部着丝粒染色体。染色体中最长与最短染色体比大于4∶1,臂比大于2∶1的染色体百分比为0.1,故长足大竹象的染色体核型为2C型。
染色体编号
Chromosome NO.实际长度
Physical length/μm相对长度
Relative length/μm着丝点指数
Arm ratio臂比值
Centromeric index/%类型
Type1 5.05±0.70 17.92±0.27 0.4 1.52±0.04 m 2 4.28±0.30 15.18±0.20 0.46 1.20±0.09 m 3 3.74±0.36 13.28±0.14 0.41 1.51±0.31 m 4 2.43±0.14 8.62±0.01 0.31 2.27±0.10 sm 5 2.26±0.41 8.04±0.17 0.37 1.70±0.12 m 6 2.07±0.03 7.36±0.05 0.475 1.23±0.23 m 7 1.99±0.51 7.07±0.20 0.343 1.99±0.04 sm 8 1.90±0.60 6.73±0.27 0.42 1.39±0.03 m 9 1.51±0.42 5.35±0.18 0.43 1.35±0.02 m 10 1.43±0.18 5.06±0.13 0.4 1.52±0.05 m X 2.88±1.07 10.22±0.62 0.39 1.58±0.23 m Y 1.11±0.10 3.93±0.08 − − − Table 2. Karyotype index of Cyrtotrachelus buqueti Guer
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长足大竹象细胞在减数第一次分裂的四分体时期,显微镜明场和荧光观察可以清晰的看到11对同源染色体正在联会(见图2:A、B、C、D),同时在联会时,同源染色体表现为明显的“8”“0”“X”等形状(见图2E、F)。
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在实验材料的筛选过程中发现一些多倍体(见图3),特别是幼虫的组织,其中成虫精巢组织中也有相应数量的多倍体细胞,可能是脂肪体细胞,脂肪体细胞是昆虫的营养物质贮存的主要器官,也是中间代谢的主要组织,与生长、变态和生殖等生理机能密切相关[20]。