全 文 ：第 2 9卷 第 6期 热 带 作 物 学 报 Vo l . 2 N 9o . 6
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.
2《 X )8
2 (X )8年 12月 H CI NE SE JO R N U ALO F TO R PI C AL CRO S P
2种不同叶背色五唇兰的核型比较分析
尹俊梅 ` 杨光穗 ` 童和林 ’ 彭维成
中国热带农业科学院热 带带作物品种资源研究所农业部热带作物种质资源 利用重点开放实验室
海南大学农学院 海南
檐州 5 7 17 3 7
摘 要 采用常规压片法对 2个不同叶背色的五唇兰进行染色体数 目和核型比较分析 。 结果表明 : 2种叶背色五唇兰的
染色体数 目均为 Zn= 3 8, 核型类型均为 “ I B ”型 , 二者同为一个种 。其 中 , 绿叶五唇兰的核型组成公式为 Z n 二 Zx 二 38 =
3 Om + s m
, 核型不对称系数为 58 . 02 % : 红叶五唇兰的核型组成公式为 2n = 2x 二 38 一 34 m + 4 sm , 核型不对称系数为
57
.
17 %
。 两者主要由中部着丝粒染色体和近中部着丝粒染色体组成 ,无随体染色体 , 且以红叶五唇兰的核型较为原始 。
关键词 五唇兰 染色体数 目 核型分析
中图分类号 5 6 82 . 31
五唇兰 (D o ir r i 3 p u l e h e 二 inaz L i n d l e y ) , 属 兰科 ( C斤c h ida c e a e )五唇兰属 (D o ir r is L i n d l e y ) , 多年常绿丛生草
本植物 , 附生或地生兰 。 主要分布于 印度东北部及缅甸 , 老挝 , 柬埔寨 , 越南 , 泰国 , 马来西亚 , 印度尼 西
亚 等亚洲热带地区 , 我国产 1 种 , 仅分布 于海南岛 l1] 。 野外采集的五唇兰 , 因其叶背面 的颜色不 同 (一 种
为绿色 , 一种为紫红 色 ) , 花色也 不 同 (叶背面绿色的五唇兰 为红色花到紫红色花 , 叶背紫红色的五唇 兰
为粉色花到粉红色花 )z[ l , 中国热带农业科学院热带作物品种资源源研究所“ 七五 ” 期间从野外采集 2 种
叶色的五唇兰植株种植在海南热带植物园野生 兰圃内 , 经过十多年的驯化栽培 , 其叶色均没有因 为环
境 的变化而 发生转变 , 所萌发的新植株继承 了母株的叶色特征 。 为弄清此 2 种表现型在植物分类学上
的地位 , 查询国 内外资料未见相关的植物分类学方面的报道 , 仅见五唇兰园艺上杂交育种 , 胚胎学方面
的研究报道【3一 6] 。 笔者开展了针对这 2 种叶背面颜色的五唇兰属植物的核型研究 , 试图从细胞学角度上
分析这 2 种表现型在 长期 的自然演变过程中是否 是五唇兰 的 2 种不同的变异种 , 进一步弄清其叶色变
异 原因及其进 化进程 , 一方面 可 以为 五唇兰属植物的分类学的系统研究积累资料 , 另一方面 为其理论
研究 , 遗传育种和栽培利用乃 至遗传工程提供必要 的细胞学证据 , 也有助 于开展对五唇 兰属植物 的资
源保护 , 并促进其产业的发展 。
1 材料与方法
1
.
1 材 料
供试材料取 自于中国热 带农业科学院热带作物 品种资源研究所热带花卉种质 圃 2 0 0 7 年野外引种
栽培 的五唇兰 。
1
.
2 方 法
1
.
2
.
1 制 片 于 0 :9 0 0一 1:0 0 0 取生长健壮 5一 10 个植株的新 生根尖 , 水洗干净 ; 用饱和 的 a 一 滨禁溶
液浸泡 , 4 ℃ 下预处理 20 ~ 24 h ; 于常温下 用卡诺氏液 (。 95 %乙 醉 : ” 冰 醋 酸 = 3 二 l) 固定 10 一 24 h ; 于 室温下
l m o UL H CI 解离 3一 4 m in , 然 后在 60 ℃ 左右恒温水浴锅 中解离 3 m in ; 卡宝 品红染色 s m in ; 用常规方
法制成临时压片 。
国家科技基础条件平台 (N o . 2 0 05 D K A 2 10 0 0) 项 目 , 中国热带农业科学院中央级公 益性科研院所基本科研业务费专项 (N o . P z s o 6) 。
尹俊梅 19 68 年生 , 女 , 学 士 . 副研究员 。 研究方 向 : 热带花卉种质资源收集 , 鉴定及评价研究 。
联系电话 : (0 8 9 8 ) 2 3 3 0 0 2 4 5 ; E 一 m a l l : 犯 nj
unm
e iZ o o 4@ y
a h o o e o m
.
c n
收稿 日期 : 20 0 8 一 0 1一 24 修回 日期 : 2 00 8一 10 一 17
6 期 尹俊梅等 : 2 种不同叶背色五唇兰的核型比较分析
1
.
2
.
2 核型分析 选取染色体形态清晰 , 分散 良好的细胞在 ol ym uP s B X 一 51 显微镜下观察 , 进行拍照
保存 。 图形分析处理采用 Pho ot hs 叩 图形处理软件进行分析 。
根据根据李愚学和陈瑞阳的方法 7[] 计算染色体数目及进行核型分析 。 每种植物的染色体数 目 , 以统
计 30 个以上细胞 (本试验统计 50 个 ) , 85 % 以上具有的恒定一致的染色体数来作为该种的染色体数 目 ;
每个种类取 5 个细胞的核型平均值 , 染色体相对长度 , 臂比及染色体长度比 。 染色体相对长度系数 IR I
按郭幸荣方法 sI] 计算 。 核不对称系数 A : . k 按 rA an o 方法计算 , 比值越大越不对称 l9[ ;核型分类按 st eb ib sn
方法划分 , “ I A ” 最对称 , “ 4C ” 最不对称 {’ o ]。
染色体相对长度 = 染色体长度 lx 10 0/ 染色体组总长度 l ,
臂比 = 长臂 lu /短臂 几
染色体长度比 = 最长染色体长度 l耐 最短染色体长度 1 .
A:
.
k/ % = 染色体组的长臂总长 x 10 /全组染色体总长
2 结果与分析
选择 50 个染色体分散良好的细胞观察计数 , 所有细胞的染色体数 目 85 % 以上为 38 条 。 因此 , 确定
五唇兰体细胞染色体数 目为 2n = x2 = 38 。 2 种叶色的五唇兰的染色体结构主要 由中部 (m )和近中部 s( m )
着丝 点染色体组成 。
叶背绿色的五唇兰 , 染色体相对长度变化范围为 3 . 25 一 7 . 16 , 平均臂比为 1 . 03 一 2 . 0 , 核不对称系数
为 5 8 . 02 % 。 在 19 对染色体中 , 其中 巧 对染色体臂比介于 1 . 03 一 1 . 67 , 为中部着丝点染色体 (m ) ; 另外 4
对染色体 (第 3 , 4 , 1 1 , 12 号 )的臂比分别为 1 . 92 , 1 . 92 , 2 . 0 0 , 1 . % , 为近中部着丝点染色体 ( s m ) 。 核型组成
公式为 Z n = 3 8 = 30nI + s s m (见图 l ) 。
叶背紫红色的五唇兰 , 染色体相对长度变化范围为 2 . 97 一 6 . 97 , 平均臂比在 1 . 10 一 1 . 91 之间 , 核不
对称系数为 57 . 17 % 。 在 19 对染色体中 , 其中 17 对染色体臂比介于 1 . 10 一 1 . 64 , 为中部着丝 点染色体
(m )
; 另外 2 对染色体 (第 1 , 巧 号 )的臂比分别为 1 . 78 , 1 . 91 , 为近中部着丝 点染色体 ( s m ) 。 核型组成 公
式为 Z n = 3 8 = 3 4m + 4 s m (见图 2 ) 。
图 1 叶背面绿色的五唇兰染色体形态图 图 2 叶背面红色的五唇兰染色体形态图
按 S et b b in s 的核型分类标准 , 叶背绿色和紫红色的五唇兰的核型均为“ I B ” 型 , 核型具有较高的对称
性 。 对 2 种叶色的五唇兰染色体的核型比较见表 1 , 2 , 核型图见图 3 , 4 , 核型模式见图 5 , 6 。
6 74 热 带 作 物 学 报 2 9卷
表 12 种叶色五唇兰的核型分析
编 号 相对 长度
3
.
19 + 3
.
9 7 = 7
.
6 1
类型 相对长度
3
.
2 3十 3. 6 5 =6 . 9 7
类型
26 134妞4 158 7196“ 3. 38 十 . 3 56 1 =. 8 9
2
.
34 4 +
.
4 96 =
.
8 3
2
.
4 3十 4 . 4 9 =6 . 8 3
2
.
8 8十 3. 6 3 =6 . 5 1
3
.
0 2十 3. 40 6 =. 4 2
口 m3. 4 7十 66 3 =6 . 4 0
24 3568 790 1H42 357
口 mS
042 976 3
2
.
6 0 + 3
.
6 4 6 =
.
24 2
.
73十 3. 3 5 =6 . 0 8
口2
.
9 9 + 3
.
18 =6
.
17
2
.
14十 3. 8 5 = 5. 72
3
.
3 7十 3. 4 1 = 5. 8 7
2
.
18 + 3
.
5 7 = 5
.
75
2
.
4 3 + 3
.
2 5 = 5
.
2 5 9
.
44 + 3
.
2 8 = 5
.
2 7
2
.
2 1+ 3
.
2 5 = 5
.
4 6 2
.
4 9十 2 . 8 3 = 5. 32
1
.
9 5十 3. 0 56 =. 0 0 2 . 22 +2 . 9 9 = 5. 2 1
翎 m1. 80 十 3. 2 1 = 5. 0 1
2
.
6 3 +2
.
6 2 =4
.
8 9
口 S
1
.
5 7
2
.
0 0
1
.
9 1 +2
.
8 8 =4
.
7 9
2
.
26 +2
.
0 5 =4
.
6 7口
ób6
ù
3
六LJ q以二ū` qé0 CUq八曰白n UA
盆内`
1
.
6 3十 3. 26 =4 . 8 9
1
.
6 3十 3. 19 =4 . 8 2
2
.
2 72 +
.
4 1 =4
.
6 8
2
.
2 7十 2 . 4 1 =4 . 6 8
1
.
9 5十 2 . 4 4 1 =. 6 3 1. 6 2 + 3. 0 1 =4 . 72
1
.
9 5 +2
.
0 2 = 3
.
9 7
1
.
8 7十 2 . 0 2 = 3. 8 9
1
.
8 8 +2
.
74 =4
.
6 2
2
.
0 0 +2
.
2 3 =4
.
32
口 m口 1. 4 3十2 . 0 8 = 3. 5 1
1
.
4 3 + 1
.
8 2 = 3
.
2 5
4( )十2 . 2 9 = 3. 6 9
2 3 + 1
.
4 72 =
.
9 7
24 356 78 90 1犯 34 56 78 9
表 2 2 种叶色五唇兰的核型和染色体参数
叶·背颜色 核型公式 最长 /最短 臂比> 2 的比率 核不对称系数
(L ` / S￡ )代二 A /0 / A s. k/%核型类型
B土`工0绿叶背五唇 兰 2 几二Z X=0 3 m + S S m2 . 2 0
红叶背五唇兰 2 几 =Z X= 34 m4 + S m2 . 3 5
8 5
.
0 2
5 7
.
1 7
图 3叶背面绿色的五唇兰染色体核型 图 4 叶背面红色的五唇兰染色体核型
6期 尹俊梅等 : 2种不 同叶背色五唇兰的核型比较分析
染 ,
色阶
体 ,
相
Nt用对长度
染 ,
色 .
体 ,
相
{i{i{{{{{{{{}{{{}}
}
Nt`对长度
8 9 1 0 1 1 1 2 13 14 15 16 1 7 1 8 19 6 7 8 9 10 1 1 12 1 3 14 1 5 16 1 7 1 8 1 9
染 色 体 编 号 染 色 体 编 号 —图 5 叶背面绿色的五唇兰核型模式 图 6 叶背面红色的五唇兰核型模式
3 讨 论
叶片是植物进化过程对环境变化较敏感且可朔性较大的器官 , 在 自然界长期演变过程中 , 外环境的
变化常常导致叶片的长 , 宽及厚度 , 叶表面气孔 , 表皮细胞 , 叶脉 , 叶绿素含量等等外观形态及 形态解剖
结构的变化 〔” , ’ 2 1。 兰属植物中同一种植物就出现不同叶艺 (叶片上各种不 同的白色和黄色的条纹 ) , 不 同
叶形的春兰 , 建兰 , 墨兰等【’ 3] 。 但对五唇兰进行长期野外观察及采集的过程中 , 发现 同一采集地点均可
看到 2 种叶背面颜色的五唇兰 。经过十多年同一栽培环境下 , 五唇兰叶背面的颜色并未发生兰属 (价m -
ib id
“ m s w a rt z )植物的走艺现象 (即兰花叶片上不 同的 白色或黄色条件逐渐消失变为绿色 ) , 而且萌发的
新植株叶背面的颜色与母株的叶背面颜色一致 。
叶色变异种类繁多 , 不同突变体的遗传规律相 差很大 。 叶色突变可能是数量性状 , 也可能是质量性
状 ; 可能是细胞核遗传 , 也可 能是 细胞质遗传 [ ’ 4] 。 本试验的核型分析结果得知 , 叶背面颜色为绿色的五
唇兰的第 3 , 4 , 1 和 12 号共 4 对染色体为 s m 型的近中部着丝 点染色体 , 而叶背面颜色为紫红色的五
唇兰只有第 1 1 , 巧 号 2 对染色体属于 s m 型 , 是否是细胞核内某一基 因发生突变 , 引起叶绿体蛋 白质突
变 , 进而影响叶绿素及其它光合色素的稳定性 , 最终改变叶绿体中各种色素的含量及 比例 【” } , 从 而导致
形成 2 种叶背颜色的表现型 , 还有待进一步深入的研究 。
19 3 年 B h a忱 ar ia 等报道 了兰属植物莎草兰的核型具 2 种细胞型 , 即在没有明显形态差异的 5 株个
体中有 1 株的染色体数 目为 2n 二 36 , 其余 4 株为 2n = 401 , ]。 本试验中的 2 种叶背面颜色的五唇兰 的染
色体数 目均为 2n = 38 , 未发现 2 种细胞型的情况 。 核型组 成公式分 别为 Z n = 3 0m 十 s s m 和 2n 一 34 m +
4 s m
, 染色体的结构主要 由中部和近中部着丝点染色体组成 , 平均臂比 1 . 04 一 2 . 0 , 臂比大于 2 的染 色
体所占的 比率为 0 , 核不对称系数分别为 58 . 02 % 和 57 . 17 % , 核型具有较高的对称性 。 按 st eb ib n s 的核
型分类标准 , 2 种叶背面颜色 的五唇兰的核型均为“ I B ” 型 。 体现出五唇兰属植物的染色体数 目是 比较保
守的 , 差异不大 。 但从最长染色体与最短染色体的比值及核不对称系数来分析 , 两 者之间还是存在 一定
的差异 。 从以上看来 , 两者染色体及核型的差异还未达到一个种的程度 , 因此从本试验的结果来看 , 2 种
叶背面颜色的五唇兰只能说是 2 种不 同的表现类型 , 不能确定其为 2 个种或者亚种 。
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.
T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e n u m b e r o f t h e i r s o m a t i e e h r o m o -
s o m e s o f th e P l a n t s aer Z
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,
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P u le h e沉anz w i th t h e er d e o l o r o n th e l e af d o ar l s id e a PP e a er d m o er p ir m i -
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T h e d ip lo id k a叮 o ty p e m a i n ly e o n s i s t e d o f m e ta e e n t i e a n d s u bm e t a e e n t ir e e h or m o s o m e s , b u t n o t s a te l l i t e s .
K e y w o r ds D
o r i t is p u l e h e r iam L i
n d l
. , e h r o m o s o m e n u m b e r
,
k脚 o t y p e