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内蒙野丁香染色体数目和核型分析



全 文 :2010年 11月 内蒙古大学学报(自然科学版) Nov. 2010第 41卷第 6期 Journal of Inner Mongolia University Vol.41 No.6
  文章编号:1000-1638(2010)06-0717-04
内蒙野丁香染色体数目和核型分析*
李 红 ,赵杏花 ,宗晓蒙
(内蒙古农业大学生态环境学院 , 呼和浩特 010019)
摘要:采用根尖压片法分别对花柱长短不同的内蒙野丁香染色体数目和核型进行了研究 ,比
较了长柱型和短柱型内蒙野丁香染色体数目和核型上的差异 ,结果表明:内蒙野丁香为二倍体
植物 , 长柱型和短柱型染色体数目均为 22 条 , 核型公式为 k(2n)=2x=22=10m +1sm , 核型
类型为 1A 型 , 长柱型和短柱型内蒙野丁香之间染色体无明显差异.
关键词:内蒙野丁香;染色体;核型分析
中图分类号:Q343.2  文献标志码:A
  内蒙野丁香(Leptodermis ordosica H .C.Fu et E.W.Ma)属茜草科植物 ,是内蒙古特有种.主要
分布在阿拉善荒漠区的贺兰山和桌子山山地 ,生于干旱山坡的岩石裂缝间 ,具有较强的抗旱性 ,为山
区耐旱低矮小灌木〔1-2〕 .野丁香属为喜玛拉雅-日本分布属 ,内蒙野丁香的分布为该属分布的最北界 ,
在植物区系和分类学研究中有重要位置 ,它的存在充分证明了贺兰山和桌子山的植物区系组成与东
亚植物区系有着密切的关系.内蒙野丁香以根茎型营养繁殖为主〔3〕 ,其种子几无休眠期 ,生活力长久 ,
可达 3年以上 ,且萌发率高 ,表现出其繁殖方式和种子特性对干旱少雨 、基质贫瘠的生存条件的适应
机制;其根 、茎 、叶 、根状茎及花的解剖结构也均具有明显的旱化特征;而花柱异长则是对异花传粉的
充分表达〔4〕 .野丁香体态优美 ,叶片革质 ,具光泽 ,耐修剪 ,易造型 ,具有较高的观赏价值 ,可做干旱区
庭院绿化树种 ,又可点缀草坪 ,还可作为盆景花卉 ,是极具开发价值的野生花卉.但由于阿拉善荒漠区
严酷的气候条件和人类活动的不断加剧 ,使本种分布范围逐渐缩小 ,个体数量少 ,趋于濒危 ,现列为内
蒙古二级保护植物.据内蒙古植物志记载〔1〕 ,内蒙古仅存在一种柱型的内蒙古野丁香--长柱型.但
在我们多次的野外调查中 ,发现了花柱长短不同的两种柱型 ,分别称为短柱型和长柱型 ,且在自然条
件下均可开花结实.国外对野丁香属植物的研究少见报道 ,对内蒙野丁香的研究更是寥寥无几.国内
胡云等从内蒙野丁香的形态学 ,解剖学及组织培养等角度对内蒙野丁香的生物生态学特性和致濒原
因探究进行了研究〔4〕 .郭淑晶等对内蒙野丁香的开花传粉习性 ,花粉活力 ,种子活力 ,胚胎发育等进行
了研究 ,从生殖生物学的角度探讨了种群衰退的原因〔5〕 .但内蒙野丁香染色体的研究还是空白.本文
采用根尖压片法对内蒙野丁香的数目和核型进行研究 ,比较长柱型和短柱型之间染色体数目和遗传
特性上有无差异.为野丁香的保护和利用 ,引种和繁育提供参考依据.
1 实验材料与方法
1.1 实验材料
供试材料均采自阿拉善盟贺兰山王泉沟.选择颗粒饱满的成熟种子.
1.2 实验方法
本文采用了根尖压片法 ,用改良苯酚品红染色 ,指甲油封片(或冰冻脱片封片).
* 收稿日期:2010-09-08
作者简介:李 红(1963-), 女(蒙古族),通辽市奈曼旗人 , 副教授 ,主要从事植物形态解剖学研究.
实验步骤如下:(1)取适量发育正常的供试种子洗净放入培养皿内 ,加水盖过种子 1 ㎜ , 置于
25℃的恒温箱内发芽.待幼根长到 0.5-1㎝时于上午 9点 20分钟左右取样.(2)在未经过 8-羟基
喹啉预处理的情况下 ,在室温下直接把幼根连种子整体放入卡诺固定液固定 2-3小时.(3)放入
1mo l/L 的盐酸中 ,在室温下解离 40分钟.(4)放入 45%的冰醋酸中软化 50分钟.(5)用改良苯酚品
红染色 4小时即可压片.每次处理前用蒸馏水把材料冲洗 3次.(6)把压好的片子放在显微镜下镜检 ,
选出染色体分散好 、形态清晰的片子用指甲油封片.将封好的片子放入盛有潮湿滤纸的培养皿内 ,在
冷藏状态下保存.(7)从图像清晰的制片中分别选出 100个细胞统计其染色体数目 ,统计整倍体数目
的细胞所占百分比(≥85%),可确定该种植物的染色体数目及倍数.(8)选择染色体分散好 ,形态清晰
的细胞在 Olympus显微镜下拍照.(9)在显微镜下标记 5个细胞 ,并画出其模拟图 ,给每条染色体编
号.用测微尺分别测出各个细胞内每条染色体的长臂
长度 、短臂长度并记录 ,然后算出平均值 ,相对长臂长
度 、相对短臂长度 、臂比 、确定着丝点位置等.
2 实验结果与分析
2.1 长柱型内蒙野丁香染色体数目与核型
  对 100个分裂中期的长柱型内蒙野丁香根尖细胞
进行观察统计 ,其中有 93个细胞的染色体为 22条 ,占
计数细胞总数的 93%,未见随体.结果表明:长柱型内
蒙野丁香的染色体数目为 2n=22 ,根据染色体的总长
度 、相对长度和臂比可以配成 11 对.染色体基数为
11 ,为二倍体(见图 1).选择 5个染色体分散良好 ,形
态清晰的分裂中期细胞进行测量分析 ,取其平均值.测
量结果见表 1.
图 1 长柱型内蒙野丁香染色体数目与形态
Fig.1 Chromosome number and form of long
stylar- ty pe Leptodermis ordosica
表 1 长柱型内蒙野丁香染色体的形态特征测量结果
Tabel 1 Chromosome morphological characteristics of long stylar-type Leptodermis ordosica
染色体
序号
长臂长度
/μm
短臂长度
/μm
绝对长度
/μm
全长
/μm
相对长度
/ % 臂比
着丝点
位置
1 1.35 1.15 2.50 45.9 10.80 1.17 m
2 1.20 1.10 2.30 45.9 10.00 1.09 m
3 1.25 0.95 2.20 45.9 9.60 1.32 m
4 1.35 0.85 2.20 45.9 9.60 1.60 m
5 1.25 0.90 2.15 45.9 9.40 1.32 m
6 1.10 1.00 2.10 45.9 9.20 1.10 m
7 1.30 0.80 2.10 45.9 9.20 1.66 m
8 1.25 0.70 1.95 45.9 8.40 1.79 sm
9 1.05 0.85 1.90 45.9 8.20 1.24 m
10 1.00 0.85 1.85 45.9 8.00 1.18 m
11 1.05 0.65 1.70 45.9 7.40 1.62 m
  根据李懋学的命名标准〔6〕 ,长柱型内蒙野丁香的 11对染色体中具近中部着丝点的是第 8对染色
体 ,其余全为中部着丝点染色体.因此核型公式为 k(2n)=2x =10m+1sm .
由实验结果可知 ,最长染色体与最短染色体之比为 4:1<1.47<2:1 ,臂比>2:1 的为 0 ,按照
stebbins核型分类标准〔5〕 ,判定长柱型内蒙古野丁香的染色体核型类型为 1A型(见表 1),核型模式
(见图 2).
718 内蒙古大学学报(自然科学版) 2010年
2.2 短柱型内蒙野丁香染色体数目与核型
  同样对 100个分裂中期的短柱型内蒙野丁香根尖细胞进行观察统计 ,其中有 95个细胞的染色体
为 22条 ,占计数细胞总数的 95%,未见随体.表明短柱型内蒙野丁香的染色体数目也为 2n=22 ,染色
体基数为 11 ,为二倍体(见图 3).同样选择 5个染色体分散良好 ,形态清晰的中期分裂细胞进行测量
分析 ,取其平均值.测量结果见表 2.
  短柱型内蒙野丁香除第 6对染色体为近中部着丝点外 ,其余全为中部着丝点染色体 ,核型公式为
k(2n)=2x=10m+1sm.最长染色体与最短染色体之比为 4:1<1.38<2:1 ,臂比>2:1的为 0 ,同样
可判定短柱型内蒙古野丁香的染色体核型类型为 1A型(见表 2),核型模式(见图 4).
图 2 长柱型内蒙野丁香核型模式图
Fig.2 Model ka ryo type of long
stylar- ty pe Leptodermis ordosica
图 3 短柱型内蒙野丁香染色体数目与形态
Fig.3 Chromosome number and form o f sho r t
sty la r-ty pe Leptodermis ordosica
表 2 短柱型内蒙野丁香染色体的形态特征测量结果
Tabel 2 Chromosome morphological characteristics of short stylar-type Leptodermis ordosica
染色体
序号
长臂长度
/μm
短臂长度
/μm
绝对长度
/μm
全长
/μm
相对长度
/ % 臂比
着丝点
位置
1 1.40 0.95 2.35 43.5 10.8 1.47 m
2 1.25 1.00 2.25 43.5 10.3 1.25 m
3 1.25 0.90 2.15 43.5 9.90 1.33 m
4 1.10 0.90 2.00 43.5 9.20 1.22 m
5 1.05 0.95 2.00 43.5 9.20 1.10 m
6 1.25 0.65 1.90 43.5 8.70 1.91 sm
7 1.15 0.75 1.90 43.5 8.70 1.54 m
8 1.10 0.80 1.90 43.5 8.70 1.38 m
9 1.05 0.75 1.80 43 , 5 8.30 1.40 m
10 1.00 0.80 1.80 43.5 8.30 1.25 m
11 0.85 0.85 1.70 43.5 7.80 1.00 m
3 讨论与结论
3.1 取材时间是制片过程中的一个关键环节 ,不同植物的细胞有丝分裂高峰期时间不同 ,大多数植
物细胞有丝分裂高峰期为上午 8:00-11:00之间.本文所采用的植物的取材时间集中在上午 9:10-
9:20之间 ,此时正处于细胞分裂高峰期.
3.2 对材料进行预处理目的是植物染色体缩短变粗 ,便于观察.但是内蒙野丁香的染色体属于小染
色体 ,并且预处理之后反而出现染色体有不易分散现象 ,所以未经过 8-羟基喹啉预处理直接用卡诺
719第 6期 李 红等 内蒙野丁香染色体数目和核型分析
固定液固定 ,染色体分散效果较好.
3.3 冰冻制成永久片时盖玻片与载玻片不易复位 ,导致细
胞叠置严重或染色体有丢失现象.因此我们采用了指甲油
封片法.指甲油临时封片在冷藏状态下能保存 4-5天 ,同
时对染色体的统计 、测量和照相效果较好.
3.4 长柱型和短柱型内蒙野丁香的染色体数目均为 22
条 ,核型公式为 k(2n)=2x =10m+1sm ,核型类型均为 1A
型.长柱型内蒙野丁香染色体全长为 45.9μm ,短柱型内蒙
野丁香染色体全长为 43.5μm ,长柱型比短柱型长 2.4μm.
长柱型和短柱型内蒙野丁香在染色体数目和核型方面均无
明显差异.高等植物核型进化的基本趋势是由对称向不对
称方向发展 ,系统进化上处于比较古老的或原始的植物 ,往
往具有较对称的核型 ,而不对称的核型则通常出现在较进
化或较特化的植物中 ,按照 stebbins核型分类标准 , 1A 型
最对称 ,4C 最不对称 ,因此内蒙野丁香为较原始的植物 ,其
核型属于最对称型.
图 4 短柱型内蒙古野丁香核型模式图
Fig.4 Model kar yo type of shor t
sty la r-type Leptodermis ordosica
参考文献:
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(责任编委 杨 持)
Chromosome Number and Karyo type of Lep todermis ordosica
LI Hong ,ZHAO Xing-hua ,ZONG Xiao-meng
(Collegeo f Ecology and Environmental S cience , Inner Mongol ia Agricultural Universi ty ,
Hohhot 010019 ,China)
  Abstract:The chromosome number and kary otype of Leptoderm is ordosica were studied w ith
roo t-tip squashing method.The differences between long and shor t sty lar-type Leptoderm is ordosica
in chromosome number and kary o type were compared.T he results showed that Leptodermisordosi-
ca was a diploid plant , the chromosome numbe r of both long and short stylar-ty pe we re 22 , and the
kary otype model w as K (2n)=2x =22=10m+l sm.The chromosome belonged to 1Aty pe.There
w as no significant dif ference of the chromosome betw een long sty le and shor t sty le Leptodermis or-
dosica.
  Key words:Leptoderm is ordosica;chromosome;karyo type analy sis
720 内蒙古大学学报(自然科学版) 2010年