首页 百科知识 中国部分百里香属植物染色体研究

中国部分百里香属植物染色体研究

时间:2022-02-17 百科知识 版权反馈
【摘要】:因此,我们需要对中国部分百里香属植物的染色体数目与核形态特征进行研究,积累细胞学资料,为其系统学及亲缘关系的研究提供一定参考。百里香染色体未观察到次缢痕和随体。中国百里香属植物分布范围广泛,具有广泛的多型性。
中国部分百里香属植物染色体研究_中国百里香属植物

任何生物都有特定的一组(一套)染色体,这组(套)染色体的数目以及每条染色体的形态特征,比如两臂长度,着丝粒的位置,随体的有无等,都是比较固定并具有种的特异性的(杨大翔,2004),它们是不同物种基因组最简单明了的形象表现,成为生物相关领域研究的基础。目前国外对百里香属植物核型和染色体数目方面的研究已有一些报道[Favarger et al.,1961;Hartvig,1987;Jalas,1971(a)(b),1973]。中国在这方面的研究目前还很少,仅有部分唇形科植物染色体数目的报道及少数核型研究 (董晓东,1994;房丽琴等,2007;葛传吉,1990;黄珊珊等,2007;王冰等,1998)。中国百里香属植物染色体数目究竟是多少?其染色体核型分析方面有何特征?其染色体数目在种间或种内居群间有什么样的不同?这些植物学研究基础问题的不清楚,是中国百里香属植物资源研究的缺憾。因此,我们需要对中国部分百里香属植物的染色体数目与核形态特征进行研究,积累细胞学资料,为其系统学及亲缘关系的研究提供一定参考。

一、研究方法

(一)材料及前处理

研究材料见表1,将野外采集的成熟种子播于装有湿滤纸的培养皿中,于培养箱中黑暗培养,温度设为18/22 ℃(夜温/日温),2~3 d后,待种子下胚轴长至5~10mm时,分别于上午7:00、9:00和11:00切取根尖放入0.1%的秋水仙素溶液中,4 ℃处理12 h,然后转入冰醋酸∶无水乙醇为1∶3的卡诺固定液中4 ℃处理24 h,经蒸馏水冲洗后放入70%的乙醇中,4 ℃保存。

(二)染色体制片及分析

将以上处理好的根尖经蒸馏水冲洗后放入1mol/L的 HCL中,60 ℃恒温解离10~15min不等,改良品红染色15min,醋酸分色,常规制片后于光学显微镜下观察。选取30个染色体分散良好、着丝点清晰、可准确进行染色体计数的细胞中期分裂相细胞,于ZEISS STEMI SVII光学显微镜下拍照。采用Karyotyping System V4.3.8 软件进行染色体核型分析和染色体配对。染色体相对长度系数计算按Kuo(1972)等的方法进行,核型分析参照Levan(1964)等和李懋学(1985)等报道的方法,核型分类按Stebbins(1971)的核型分类标准,染色体核型参照陈瑞阳(2003)等的方法制图表。

表1 材料来源

二、结果与分析

所观察百里香属植物染色体均为二倍体:2n=2x,染色体基数均为:x=12或13,核类型均为2B(百里香种未确定),都具有相同的染色体间期和前期的核类型,没有发现非整倍体变异和多倍现象。各材料染色体中期照片及核型分析图见图1,图2;染色体的参数和核型见表2,表3。

(一)地椒

地椒染色体数为2n=24,核型公式为2n=2x=24=16m+8sm,12对染色体中,第1、5、8、9对染色体为近中部着丝粒染色体(sm),其他8对全为中部着丝粒染色体(m),未观察到次缢痕和随体。

(二)地椒亚洲变种

地椒亚洲变种的染色体数为2n=24,核型公式为2n=2x=24=18m+4sm(1sat),在12对染色体中,第1、6、12对染色体为近中部着丝粒染色体(sm),其他9对全为中部着丝粒染色体(m),在第1号染色体观察到1个随体。

(三)地椒展毛变种

地椒展毛变种的染色体数为2n=26,核型公式为2n=2x=26=14m+12sm,在13对染色体中,第3、4、5、6、9、13对染色体为近中部着丝粒染色体(sm),其他7对全为中部着丝粒染色体(m),无次缢痕和随体。

(四)百里香

百里香染色体数为2n=26,由于染色体为小染色体,参照陈瑞阳关于小染色体核型分析的提议,只计算其染色体数目,每对染色体相对长度,是否具随体及染色体长度比。百里香染色体未观察到次缢痕和随体。

(五)短节百里香

短节百里香染色体数为2n=24,核型公式为2n=2x=24=18m+6sm,在其体细胞的12对染色体中,第1、7、8对染色体为近中部着丝粒染色体(sm),其他9对全为中部着丝粒染色体(m),未观察到次缢痕和随体。

(六)黑龙江百里香

黑龙江百里香的染色体数为2n=24,核型公式为2n=2x=24=20m+4sm,12对染色体中,第5、8对染色体为近中部着丝粒染色体(sm),其他10对全为中部着丝粒染色体(m),未观察到次缢痕和随体。

表3 5种国产百里香属植物的核型比较

注:ML/MD表示最长染色体长度/最短染色体长度;Ri表示臂比值>2%的染色体的百分比

图1 6种国产百里香属植物有丝分裂中期染色体图

注:1.地椒(怀远居群)2.地椒亚洲变种(左云居群)3.地椒展毛变种(兴凯湖居群)4.百里香(榆林居群)5.短节百里香(帽儿山居群)6.黑龙江百里香(五大连池居群)

图2 6种国产百里香属植物染色体核型图

注:1.地椒(怀远居群)2.地椒亚洲变种(左云居群)3.地椒展毛变种(兴凯湖居群)4.百里香(榆林居群)5.短节百里香(帽儿山居群)6.黑龙江百里香(五大连池居群)

三、小结及讨论

结合以上细胞学研究结果,中国百里香属植物的染色体基数为12或13,核类型为2B,不同种间的染色体数目变化较为稳定。百里香属属于野芝麻亚科,该亚科随着喜马拉雅山脉的隆起,古地中海上升为陆地,在地中海、近东中亚以及喜马拉雅至中国、日本一带迅速地发展和分化。其中百里香属以地中海为分布中心,是其中较为进化的一个属(吴征镒等,1982)。中国百里香属植物分布范围广泛,具有广泛的多型性。国外对百里香属许多种的研究结果表明,Micantes组的物种为二倍体,染色体数目为30;mastichina组的物种为二倍体和四倍体,染色体数目有30、58、60,染色体基数多为15或15的倍数;Piperella组的物种为二倍体,染色体基数为14;Pseudothymbra组包括二倍体和四倍体,染色体数目包括28、30、56,染色体基数为14、15或相应的倍数;Thymus组的情况比较复杂,染色体数目包括28、30、54、56、58,染色体基数多为14、15、27、28、29;Hyphodromi组染色体数目十分复杂,目前报道的染色体数目有26、28、42、54、56、58、60、62、84、90,染色体基数复杂,包括13、14、21及它们的倍数等;Serpyllum组同Hyphodromi组较相似,染色体数目有24、26、28、30、32、35、52、56、58、84、90,染色体基数包括12、13、14等(Hartvig,1987; Jalas,1971a,1971b,1973)。从以上报道的百里香属各组的染色体数目资料可以看出,中国百里香属各种的染色体数目及基数均较小。从染色体数目、地理学分布及部分形态学标的比较可以初步看出,中国百里香属植物的染色体数目及形态特征与本属内的Hyphodromi组和Serpyllum组较为相似,地理分布紧密关联,有较为密切的关系,其中与Serpyllum组的关系可能更近。同时从本研究结果可以看出,地椒展毛变种兴凯湖居群在种内出现了明显的染色体数目及核型差异,对其在属内的分类地位还需进一步考察。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈