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      紅花金銀花染色體核型及進(jìn)化分析

      2014-07-05 04:13王志濤
      湖北農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014年5期
      關(guān)鍵詞:染色體

      王志濤

      摘要:采用常規(guī)制片方法對(duì)紅花金銀花(Lonicera syringantha Maxim.)的染色體進(jìn)行核型分析。結(jié)果表明,紅花金銀花的染色體數(shù)目為18條,基數(shù)為9,染色體核型公式為:2n=18=2M+12m(2SAT)+2sm+2st,其中第3號(hào)染色體具隨體,染色體相對(duì)長(zhǎng)度組成為2n=18=4L+4M2+4M1+6S,核型屬于“2B”型,核型不對(duì)稱系數(shù)為63.12%,屬于由對(duì)稱向不對(duì)稱演化的過渡型;同時(shí)對(duì)核型的4個(gè)重要性狀進(jìn)行了分析,結(jié)果表明,紅花金銀花的進(jìn)化指數(shù)為8,進(jìn)化程度較高;表明紅花金銀花是較野生金銀花進(jìn)化的類型。

      關(guān)鍵詞:紅花金銀花(Lonicera syringantha Maxim.);染色體;核型分析;進(jìn)化指數(shù)

      中圖分類號(hào):S687.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2014)05-1075-03

      金銀花(Lonicera japonica Thunb.)又名忍冬和金銀藤,為忍冬科(Caprifoliaceae)忍冬屬(Lonicera)半常綠纏繞藤本植物[1]。是北方常見的野生觀賞植物和園林綠化及藥用、保健植物之一。金銀花適應(yīng)性強(qiáng),能耐-35 ℃極低嚴(yán)寒,耐旱、耐澇,在山區(qū)石縫坡堤、平原壩堰溝坎、屋邊空坪隙地均可栽植,還適宜于平原少丘河灘栽植防風(fēng)固沙,防止土壤板結(jié),減少災(zāi)害;山區(qū)栽植還能保持水土、改良土壤、調(diào)節(jié)氣候。同時(shí)具有清熱解毒、涼散風(fēng)熱的功效,主治癰腫疔瘡、喉痹、丹毒、熱毒血痢、風(fēng)熱感冒、溫病發(fā)熱,并有降血壓延緩衰老等藥用功效,因此被譽(yù)為“中藥抗生素”、“長(zhǎng)生不老藥”。

      試驗(yàn)材料為青海省農(nóng)林科學(xué)院試驗(yàn)基地從山東平邑縣引進(jìn)的紅花金銀花(Lonicera syringantha Maxim.),該品種藥用及保健價(jià)值極高,是集城市與家庭觀花、綠化、藥用為一體的奇特品種。綠原酸含量比普通金銀花高50%以上。該品種耐極低嚴(yán)寒,四季不落葉,冬季葉片及莖為紫紅色,有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值及觀賞價(jià)值。關(guān)于金銀花染色體的報(bào)道僅見野生金銀花染色體的數(shù)目[2]及核型分析[3,4],而關(guān)于紅花金銀花染色體核型的研究國(guó)內(nèi)尚未見報(bào)道。為此,研究紅花金銀花染色體的核型及進(jìn)化,以期為金銀花的選育提供理論依據(jù)。

      1 材料與方法

      于10:00取生長(zhǎng)良好的紅花金銀花莖尖組織[5],切下莖尖,放入預(yù)處理液(8-羥基喹啉)中浸泡2~3 h;預(yù)處理后的莖尖經(jīng)水洗后放入卡諾固定液(無水乙醇與冰醋酸的體積比為3∶1)中固定;固定好的材料放入1 mol/L HCl中于60 ℃下處理18 min[6];將解離好的材料用清水沖洗2~3次,采用改良的卡寶品紅染色15 min,然后進(jìn)行壓片、鏡檢,顯微攝影[7,8]。

      選擇每個(gè)物種5條染色體分散好的細(xì)胞,核型分析按照李懋學(xué)等[9]提出的植物染色體核型分類的依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,根據(jù)中期染色體的相對(duì)長(zhǎng)度和臂比(r)兩項(xiàng)主要指標(biāo)進(jìn)行核型分析,核型不對(duì)稱系數(shù)按Arano[10]的方法計(jì)算,核型分類依照Stebbins[11]提出的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

      2 結(jié)果與分析

      圖1為紅花金銀花染色體形態(tài)圖,圖2為染色體核型模式圖,通過圖1、圖2與表1分析得出,紅花金銀花的染色體數(shù)目為18條,圖1中箭頭所指位置為隨體。根據(jù)染色體相對(duì)長(zhǎng)度系數(shù)(I.R.L)可將紅花金銀花染色體分成4組,L組(第l、2對(duì)),M2組(第3、4對(duì)),M1組(第5、6對(duì)),S組(第7、8、9對(duì)),其染色體相對(duì)長(zhǎng)度組成為:2n=18=4L+4M2+4M1+6S。染色體長(zhǎng)度比(LR)=最長(zhǎng)染色體長(zhǎng)度/最短染色體長(zhǎng)度,為2.75,臂比(r)的變化范圍為1.00~4.50,臂比大于2的染色體有2對(duì)。根據(jù)Stebbins[11]的核型分類標(biāo)準(zhǔn),判定其核型屬于“2B”型,屬于中等對(duì)稱性染色體組,染色體核型公式為: 2n=18=2M+12m(2SAT)+2sm+2st,其中第3號(hào)染色體具隨體(圖1中箭頭所示),按Arano[10]的方法計(jì)算核型不對(duì)稱系數(shù)為63.12%,屬于進(jìn)化程度相對(duì)較高的種。

      Stebbins[11]認(rèn)為,核型的進(jìn)化趨勢(shì)是由對(duì)稱向不對(duì)稱方向發(fā)展的,對(duì)稱性大的較為原始,對(duì)稱性小的較為進(jìn)化。根據(jù)表2列出的幾個(gè)重要性狀,借用分支系統(tǒng)學(xué)的常規(guī)編序、賦值方法[12,13],可求出反映種群發(fā)育程度的進(jìn)化指數(shù),從而決出各自的演化水平。其性狀分析如下。

      1)染色體長(zhǎng)度比。其比值越大,核型傾于不對(duì)稱。染色體長(zhǎng)度比可分為4個(gè)進(jìn)化段,即2.20以下(賦值為0)→2.20~2.60(賦值為1)→2.61~3.00(賦值為2)→3.00以上(賦值為3)。

      2)平均臂比。其比值越大,核型傾于不對(duì)稱。染色體平均臂比差異明顯,大致可分為3個(gè)進(jìn)化段,即1.30以下(賦值為0)→1.30~1.40(賦值為1)→1.40以上(賦值為2)。

      3)不對(duì)稱系數(shù)。其值越大,核型也越傾于不對(duì)稱。染色體不對(duì)稱系數(shù)也可分為3個(gè)進(jìn)化段,即56.00%以下(賦值為0)→56.00%~58.00%(賦值為1)→58.00%以上(賦值為2)。

      4)臂比大于1.7的染色體比例。其值越大,核型也越趨于不對(duì)稱。染色體臂比大于1.7的染色體比例也存在3個(gè)進(jìn)化段,即0.14以下(賦值為0)→0.14~0.19(賦值為1)→0.19~0.24(賦值為2)。

      將上述性狀狀態(tài)的賦值按種疊加起來,便能得到表2的進(jìn)化指數(shù)值。從表2可見,紅花金銀花染色體的核型進(jìn)化指數(shù)較高,其值為8,因此進(jìn)化程度較高,是屬于較進(jìn)化的種。

      3 小結(jié)

      試驗(yàn)得出紅花金銀花染色體數(shù)目為18條,2n=2x=18,x=9,為二倍體植物,這與野生金銀花染色體數(shù)目的報(bào)道一致[2,3];但染色體形態(tài)和組成有一定差異。郭振懷等[3]報(bào)道,野生金銀花染色體核型公式為2n=18=2m+14sm+2st,由2條中部著絲粒染色體、14條近中部著絲粒染色體和2條近端部染色體構(gòu)成,最長(zhǎng)染色體是最短染色體的1.95倍,在第3、第5及第6染色體上具隨體。而本研究的紅花金銀花染色體核型公式為2n=2M+12m(2SAT)+2sm+2st,由2條正中部著絲粒染色體、12條中部著絲粒染色體、2條近中部著絲粒染色體和2條近端部著絲粒染色體構(gòu)成。最長(zhǎng)染色體為最短染色體的2.75倍,在第3號(hào)染色體上具隨體。野生金銀花染色體核型為“3A”型[3],核型對(duì)稱性明顯,表明野生金銀花在系統(tǒng)演化上有較強(qiáng)的原始性,而本研究的紅花金銀花染色體為“2B”型,屬于由對(duì)稱向不對(duì)稱演化的過渡型,進(jìn)化指數(shù)為8,進(jìn)化程度較高,是較野生型進(jìn)化的金銀花。由此可見,紅花金銀花是經(jīng)過人工培育而成的,染色體在重組過程中,染色體的結(jié)構(gòu)和形態(tài)往往會(huì)發(fā)生一定程度的變異,造成種內(nèi)的核型分化,因此,紅花金銀花在物種形成過程中表現(xiàn)出較野生金銀花進(jìn)化程度高的現(xiàn)象。

      參考文獻(xiàn):

      [1] 卓麗環(huán),陳龍清.園林樹木學(xué)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2004.

      [2] 陳升振,陳忠毅,黃向旭,等.五十種植物的染色體計(jì)數(shù)[J].廣西植物,1990,10(1):33-37.

      [3] 郭振懷,王 敏,李三星.金銀花染色體核型研究[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1993,16(1):33-35.

      [4] 王 飛,王 冰.忍冬屬兩種藥用植物的染色體核型分析[J].中藥材,2005,28(3):168-169.

      [5] 李曉玲,楊 進(jìn),王洪濤,等.樹型金銀花染色體制片優(yōu)化及核型分析[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2009(7):102-106.

      [6] 曹方莉,王曉明,趙思東,等. 花蕾型金銀花同源四倍體的誘導(dǎo)和鑒定[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,36(9):3619-3612.

      [7] 李懋學(xué),張學(xué)方.植物染色體研究技術(shù)[M].哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué)出版社,1991.

      [8] 陳瑞陽,宋文芹,李秀蘭.植物有絲分裂染色體標(biāo)本制作的新方法[J].植物學(xué)報(bào),1979,21(3):297-298.

      [9] 李懋學(xué),陳瑞陽.關(guān)于植物核型分析的標(biāo)準(zhǔn)問題[J].武漢植物學(xué)研究,1985,3(4):297-302.

      [10] ARANO H. Cytological studies in subfamily Carduoideae(Composite) of Japan IX[J]. Bot Mag(Tokyo),1963,76:32-39.

      [11] STEBBINS G L. Chromosomal Evolution in Higher Plants[M]. London: Edward Arnold,1971.

      [12] 鐘 揚(yáng),李 偉,黃世德.分支分類的理論與方法[M].北京:科學(xué)出版社,1994.

      [13] 徐克學(xué).數(shù)量分類學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,1994.

      摘要:采用常規(guī)制片方法對(duì)紅花金銀花(Lonicera syringantha Maxim.)的染色體進(jìn)行核型分析。結(jié)果表明,紅花金銀花的染色體數(shù)目為18條,基數(shù)為9,染色體核型公式為:2n=18=2M+12m(2SAT)+2sm+2st,其中第3號(hào)染色體具隨體,染色體相對(duì)長(zhǎng)度組成為2n=18=4L+4M2+4M1+6S,核型屬于“2B”型,核型不對(duì)稱系數(shù)為63.12%,屬于由對(duì)稱向不對(duì)稱演化的過渡型;同時(shí)對(duì)核型的4個(gè)重要性狀進(jìn)行了分析,結(jié)果表明,紅花金銀花的進(jìn)化指數(shù)為8,進(jìn)化程度較高;表明紅花金銀花是較野生金銀花進(jìn)化的類型。

      關(guān)鍵詞:紅花金銀花(Lonicera syringantha Maxim.);染色體;核型分析;進(jìn)化指數(shù)

      中圖分類號(hào):S687.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2014)05-1075-03

      金銀花(Lonicera japonica Thunb.)又名忍冬和金銀藤,為忍冬科(Caprifoliaceae)忍冬屬(Lonicera)半常綠纏繞藤本植物[1]。是北方常見的野生觀賞植物和園林綠化及藥用、保健植物之一。金銀花適應(yīng)性強(qiáng),能耐-35 ℃極低嚴(yán)寒,耐旱、耐澇,在山區(qū)石縫坡堤、平原壩堰溝坎、屋邊空坪隙地均可栽植,還適宜于平原少丘河灘栽植防風(fēng)固沙,防止土壤板結(jié),減少災(zāi)害;山區(qū)栽植還能保持水土、改良土壤、調(diào)節(jié)氣候。同時(shí)具有清熱解毒、涼散風(fēng)熱的功效,主治癰腫疔瘡、喉痹、丹毒、熱毒血痢、風(fēng)熱感冒、溫病發(fā)熱,并有降血壓延緩衰老等藥用功效,因此被譽(yù)為“中藥抗生素”、“長(zhǎng)生不老藥”。

      試驗(yàn)材料為青海省農(nóng)林科學(xué)院試驗(yàn)基地從山東平邑縣引進(jìn)的紅花金銀花(Lonicera syringantha Maxim.),該品種藥用及保健價(jià)值極高,是集城市與家庭觀花、綠化、藥用為一體的奇特品種。綠原酸含量比普通金銀花高50%以上。該品種耐極低嚴(yán)寒,四季不落葉,冬季葉片及莖為紫紅色,有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值及觀賞價(jià)值。關(guān)于金銀花染色體的報(bào)道僅見野生金銀花染色體的數(shù)目[2]及核型分析[3,4],而關(guān)于紅花金銀花染色體核型的研究國(guó)內(nèi)尚未見報(bào)道。為此,研究紅花金銀花染色體的核型及進(jìn)化,以期為金銀花的選育提供理論依據(jù)。

      1 材料與方法

      于10:00取生長(zhǎng)良好的紅花金銀花莖尖組織[5],切下莖尖,放入預(yù)處理液(8-羥基喹啉)中浸泡2~3 h;預(yù)處理后的莖尖經(jīng)水洗后放入卡諾固定液(無水乙醇與冰醋酸的體積比為3∶1)中固定;固定好的材料放入1 mol/L HCl中于60 ℃下處理18 min[6];將解離好的材料用清水沖洗2~3次,采用改良的卡寶品紅染色15 min,然后進(jìn)行壓片、鏡檢,顯微攝影[7,8]。

      選擇每個(gè)物種5條染色體分散好的細(xì)胞,核型分析按照李懋學(xué)等[9]提出的植物染色體核型分類的依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,根據(jù)中期染色體的相對(duì)長(zhǎng)度和臂比(r)兩項(xiàng)主要指標(biāo)進(jìn)行核型分析,核型不對(duì)稱系數(shù)按Arano[10]的方法計(jì)算,核型分類依照Stebbins[11]提出的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

      2 結(jié)果與分析

      圖1為紅花金銀花染色體形態(tài)圖,圖2為染色體核型模式圖,通過圖1、圖2與表1分析得出,紅花金銀花的染色體數(shù)目為18條,圖1中箭頭所指位置為隨體。根據(jù)染色體相對(duì)長(zhǎng)度系數(shù)(I.R.L)可將紅花金銀花染色體分成4組,L組(第l、2對(duì)),M2組(第3、4對(duì)),M1組(第5、6對(duì)),S組(第7、8、9對(duì)),其染色體相對(duì)長(zhǎng)度組成為:2n=18=4L+4M2+4M1+6S。染色體長(zhǎng)度比(LR)=最長(zhǎng)染色體長(zhǎng)度/最短染色體長(zhǎng)度,為2.75,臂比(r)的變化范圍為1.00~4.50,臂比大于2的染色體有2對(duì)。根據(jù)Stebbins[11]的核型分類標(biāo)準(zhǔn),判定其核型屬于“2B”型,屬于中等對(duì)稱性染色體組,染色體核型公式為: 2n=18=2M+12m(2SAT)+2sm+2st,其中第3號(hào)染色體具隨體(圖1中箭頭所示),按Arano[10]的方法計(jì)算核型不對(duì)稱系數(shù)為63.12%,屬于進(jìn)化程度相對(duì)較高的種。

      Stebbins[11]認(rèn)為,核型的進(jìn)化趨勢(shì)是由對(duì)稱向不對(duì)稱方向發(fā)展的,對(duì)稱性大的較為原始,對(duì)稱性小的較為進(jìn)化。根據(jù)表2列出的幾個(gè)重要性狀,借用分支系統(tǒng)學(xué)的常規(guī)編序、賦值方法[12,13],可求出反映種群發(fā)育程度的進(jìn)化指數(shù),從而決出各自的演化水平。其性狀分析如下。

      1)染色體長(zhǎng)度比。其比值越大,核型傾于不對(duì)稱。染色體長(zhǎng)度比可分為4個(gè)進(jìn)化段,即2.20以下(賦值為0)→2.20~2.60(賦值為1)→2.61~3.00(賦值為2)→3.00以上(賦值為3)。

      2)平均臂比。其比值越大,核型傾于不對(duì)稱。染色體平均臂比差異明顯,大致可分為3個(gè)進(jìn)化段,即1.30以下(賦值為0)→1.30~1.40(賦值為1)→1.40以上(賦值為2)。

      3)不對(duì)稱系數(shù)。其值越大,核型也越傾于不對(duì)稱。染色體不對(duì)稱系數(shù)也可分為3個(gè)進(jìn)化段,即56.00%以下(賦值為0)→56.00%~58.00%(賦值為1)→58.00%以上(賦值為2)。

      4)臂比大于1.7的染色體比例。其值越大,核型也越趨于不對(duì)稱。染色體臂比大于1.7的染色體比例也存在3個(gè)進(jìn)化段,即0.14以下(賦值為0)→0.14~0.19(賦值為1)→0.19~0.24(賦值為2)。

      將上述性狀狀態(tài)的賦值按種疊加起來,便能得到表2的進(jìn)化指數(shù)值。從表2可見,紅花金銀花染色體的核型進(jìn)化指數(shù)較高,其值為8,因此進(jìn)化程度較高,是屬于較進(jìn)化的種。

      3 小結(jié)

      試驗(yàn)得出紅花金銀花染色體數(shù)目為18條,2n=2x=18,x=9,為二倍體植物,這與野生金銀花染色體數(shù)目的報(bào)道一致[2,3];但染色體形態(tài)和組成有一定差異。郭振懷等[3]報(bào)道,野生金銀花染色體核型公式為2n=18=2m+14sm+2st,由2條中部著絲粒染色體、14條近中部著絲粒染色體和2條近端部染色體構(gòu)成,最長(zhǎng)染色體是最短染色體的1.95倍,在第3、第5及第6染色體上具隨體。而本研究的紅花金銀花染色體核型公式為2n=2M+12m(2SAT)+2sm+2st,由2條正中部著絲粒染色體、12條中部著絲粒染色體、2條近中部著絲粒染色體和2條近端部著絲粒染色體構(gòu)成。最長(zhǎng)染色體為最短染色體的2.75倍,在第3號(hào)染色體上具隨體。野生金銀花染色體核型為“3A”型[3],核型對(duì)稱性明顯,表明野生金銀花在系統(tǒng)演化上有較強(qiáng)的原始性,而本研究的紅花金銀花染色體為“2B”型,屬于由對(duì)稱向不對(duì)稱演化的過渡型,進(jìn)化指數(shù)為8,進(jìn)化程度較高,是較野生型進(jìn)化的金銀花。由此可見,紅花金銀花是經(jīng)過人工培育而成的,染色體在重組過程中,染色體的結(jié)構(gòu)和形態(tài)往往會(huì)發(fā)生一定程度的變異,造成種內(nèi)的核型分化,因此,紅花金銀花在物種形成過程中表現(xiàn)出較野生金銀花進(jìn)化程度高的現(xiàn)象。

      參考文獻(xiàn):

      [1] 卓麗環(huán),陳龍清.園林樹木學(xué)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2004.

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      [3] 郭振懷,王 敏,李三星.金銀花染色體核型研究[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1993,16(1):33-35.

      [4] 王 飛,王 冰.忍冬屬兩種藥用植物的染色體核型分析[J].中藥材,2005,28(3):168-169.

      [5] 李曉玲,楊 進(jìn),王洪濤,等.樹型金銀花染色體制片優(yōu)化及核型分析[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2009(7):102-106.

      [6] 曹方莉,王曉明,趙思東,等. 花蕾型金銀花同源四倍體的誘導(dǎo)和鑒定[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,36(9):3619-3612.

      [7] 李懋學(xué),張學(xué)方.植物染色體研究技術(shù)[M].哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué)出版社,1991.

      [8] 陳瑞陽,宋文芹,李秀蘭.植物有絲分裂染色體標(biāo)本制作的新方法[J].植物學(xué)報(bào),1979,21(3):297-298.

      [9] 李懋學(xué),陳瑞陽.關(guān)于植物核型分析的標(biāo)準(zhǔn)問題[J].武漢植物學(xué)研究,1985,3(4):297-302.

      [10] ARANO H. Cytological studies in subfamily Carduoideae(Composite) of Japan IX[J]. Bot Mag(Tokyo),1963,76:32-39.

      [11] STEBBINS G L. Chromosomal Evolution in Higher Plants[M]. London: Edward Arnold,1971.

      [12] 鐘 揚(yáng),李 偉,黃世德.分支分類的理論與方法[M].北京:科學(xué)出版社,1994.

      [13] 徐克學(xué).數(shù)量分類學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,1994.

      摘要:采用常規(guī)制片方法對(duì)紅花金銀花(Lonicera syringantha Maxim.)的染色體進(jìn)行核型分析。結(jié)果表明,紅花金銀花的染色體數(shù)目為18條,基數(shù)為9,染色體核型公式為:2n=18=2M+12m(2SAT)+2sm+2st,其中第3號(hào)染色體具隨體,染色體相對(duì)長(zhǎng)度組成為2n=18=4L+4M2+4M1+6S,核型屬于“2B”型,核型不對(duì)稱系數(shù)為63.12%,屬于由對(duì)稱向不對(duì)稱演化的過渡型;同時(shí)對(duì)核型的4個(gè)重要性狀進(jìn)行了分析,結(jié)果表明,紅花金銀花的進(jìn)化指數(shù)為8,進(jìn)化程度較高;表明紅花金銀花是較野生金銀花進(jìn)化的類型。

      關(guān)鍵詞:紅花金銀花(Lonicera syringantha Maxim.);染色體;核型分析;進(jìn)化指數(shù)

      中圖分類號(hào):S687.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2014)05-1075-03

      金銀花(Lonicera japonica Thunb.)又名忍冬和金銀藤,為忍冬科(Caprifoliaceae)忍冬屬(Lonicera)半常綠纏繞藤本植物[1]。是北方常見的野生觀賞植物和園林綠化及藥用、保健植物之一。金銀花適應(yīng)性強(qiáng),能耐-35 ℃極低嚴(yán)寒,耐旱、耐澇,在山區(qū)石縫坡堤、平原壩堰溝坎、屋邊空坪隙地均可栽植,還適宜于平原少丘河灘栽植防風(fēng)固沙,防止土壤板結(jié),減少災(zāi)害;山區(qū)栽植還能保持水土、改良土壤、調(diào)節(jié)氣候。同時(shí)具有清熱解毒、涼散風(fēng)熱的功效,主治癰腫疔瘡、喉痹、丹毒、熱毒血痢、風(fēng)熱感冒、溫病發(fā)熱,并有降血壓延緩衰老等藥用功效,因此被譽(yù)為“中藥抗生素”、“長(zhǎng)生不老藥”。

      試驗(yàn)材料為青海省農(nóng)林科學(xué)院試驗(yàn)基地從山東平邑縣引進(jìn)的紅花金銀花(Lonicera syringantha Maxim.),該品種藥用及保健價(jià)值極高,是集城市與家庭觀花、綠化、藥用為一體的奇特品種。綠原酸含量比普通金銀花高50%以上。該品種耐極低嚴(yán)寒,四季不落葉,冬季葉片及莖為紫紅色,有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值及觀賞價(jià)值。關(guān)于金銀花染色體的報(bào)道僅見野生金銀花染色體的數(shù)目[2]及核型分析[3,4],而關(guān)于紅花金銀花染色體核型的研究國(guó)內(nèi)尚未見報(bào)道。為此,研究紅花金銀花染色體的核型及進(jìn)化,以期為金銀花的選育提供理論依據(jù)。

      1 材料與方法

      于10:00取生長(zhǎng)良好的紅花金銀花莖尖組織[5],切下莖尖,放入預(yù)處理液(8-羥基喹啉)中浸泡2~3 h;預(yù)處理后的莖尖經(jīng)水洗后放入卡諾固定液(無水乙醇與冰醋酸的體積比為3∶1)中固定;固定好的材料放入1 mol/L HCl中于60 ℃下處理18 min[6];將解離好的材料用清水沖洗2~3次,采用改良的卡寶品紅染色15 min,然后進(jìn)行壓片、鏡檢,顯微攝影[7,8]。

      選擇每個(gè)物種5條染色體分散好的細(xì)胞,核型分析按照李懋學(xué)等[9]提出的植物染色體核型分類的依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,根據(jù)中期染色體的相對(duì)長(zhǎng)度和臂比(r)兩項(xiàng)主要指標(biāo)進(jìn)行核型分析,核型不對(duì)稱系數(shù)按Arano[10]的方法計(jì)算,核型分類依照Stebbins[11]提出的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

      2 結(jié)果與分析

      圖1為紅花金銀花染色體形態(tài)圖,圖2為染色體核型模式圖,通過圖1、圖2與表1分析得出,紅花金銀花的染色體數(shù)目為18條,圖1中箭頭所指位置為隨體。根據(jù)染色體相對(duì)長(zhǎng)度系數(shù)(I.R.L)可將紅花金銀花染色體分成4組,L組(第l、2對(duì)),M2組(第3、4對(duì)),M1組(第5、6對(duì)),S組(第7、8、9對(duì)),其染色體相對(duì)長(zhǎng)度組成為:2n=18=4L+4M2+4M1+6S。染色體長(zhǎng)度比(LR)=最長(zhǎng)染色體長(zhǎng)度/最短染色體長(zhǎng)度,為2.75,臂比(r)的變化范圍為1.00~4.50,臂比大于2的染色體有2對(duì)。根據(jù)Stebbins[11]的核型分類標(biāo)準(zhǔn),判定其核型屬于“2B”型,屬于中等對(duì)稱性染色體組,染色體核型公式為: 2n=18=2M+12m(2SAT)+2sm+2st,其中第3號(hào)染色體具隨體(圖1中箭頭所示),按Arano[10]的方法計(jì)算核型不對(duì)稱系數(shù)為63.12%,屬于進(jìn)化程度相對(duì)較高的種。

      Stebbins[11]認(rèn)為,核型的進(jìn)化趨勢(shì)是由對(duì)稱向不對(duì)稱方向發(fā)展的,對(duì)稱性大的較為原始,對(duì)稱性小的較為進(jìn)化。根據(jù)表2列出的幾個(gè)重要性狀,借用分支系統(tǒng)學(xué)的常規(guī)編序、賦值方法[12,13],可求出反映種群發(fā)育程度的進(jìn)化指數(shù),從而決出各自的演化水平。其性狀分析如下。

      1)染色體長(zhǎng)度比。其比值越大,核型傾于不對(duì)稱。染色體長(zhǎng)度比可分為4個(gè)進(jìn)化段,即2.20以下(賦值為0)→2.20~2.60(賦值為1)→2.61~3.00(賦值為2)→3.00以上(賦值為3)。

      2)平均臂比。其比值越大,核型傾于不對(duì)稱。染色體平均臂比差異明顯,大致可分為3個(gè)進(jìn)化段,即1.30以下(賦值為0)→1.30~1.40(賦值為1)→1.40以上(賦值為2)。

      3)不對(duì)稱系數(shù)。其值越大,核型也越傾于不對(duì)稱。染色體不對(duì)稱系數(shù)也可分為3個(gè)進(jìn)化段,即56.00%以下(賦值為0)→56.00%~58.00%(賦值為1)→58.00%以上(賦值為2)。

      4)臂比大于1.7的染色體比例。其值越大,核型也越趨于不對(duì)稱。染色體臂比大于1.7的染色體比例也存在3個(gè)進(jìn)化段,即0.14以下(賦值為0)→0.14~0.19(賦值為1)→0.19~0.24(賦值為2)。

      將上述性狀狀態(tài)的賦值按種疊加起來,便能得到表2的進(jìn)化指數(shù)值。從表2可見,紅花金銀花染色體的核型進(jìn)化指數(shù)較高,其值為8,因此進(jìn)化程度較高,是屬于較進(jìn)化的種。

      3 小結(jié)

      試驗(yàn)得出紅花金銀花染色體數(shù)目為18條,2n=2x=18,x=9,為二倍體植物,這與野生金銀花染色體數(shù)目的報(bào)道一致[2,3];但染色體形態(tài)和組成有一定差異。郭振懷等[3]報(bào)道,野生金銀花染色體核型公式為2n=18=2m+14sm+2st,由2條中部著絲粒染色體、14條近中部著絲粒染色體和2條近端部染色體構(gòu)成,最長(zhǎng)染色體是最短染色體的1.95倍,在第3、第5及第6染色體上具隨體。而本研究的紅花金銀花染色體核型公式為2n=2M+12m(2SAT)+2sm+2st,由2條正中部著絲粒染色體、12條中部著絲粒染色體、2條近中部著絲粒染色體和2條近端部著絲粒染色體構(gòu)成。最長(zhǎng)染色體為最短染色體的2.75倍,在第3號(hào)染色體上具隨體。野生金銀花染色體核型為“3A”型[3],核型對(duì)稱性明顯,表明野生金銀花在系統(tǒng)演化上有較強(qiáng)的原始性,而本研究的紅花金銀花染色體為“2B”型,屬于由對(duì)稱向不對(duì)稱演化的過渡型,進(jìn)化指數(shù)為8,進(jìn)化程度較高,是較野生型進(jìn)化的金銀花。由此可見,紅花金銀花是經(jīng)過人工培育而成的,染色體在重組過程中,染色體的結(jié)構(gòu)和形態(tài)往往會(huì)發(fā)生一定程度的變異,造成種內(nèi)的核型分化,因此,紅花金銀花在物種形成過程中表現(xiàn)出較野生金銀花進(jìn)化程度高的現(xiàn)象。

      參考文獻(xiàn):

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