全 文 ：孙紫薇 ,施　波 ,石开明 ,等.湖北省恩施高硒地区碎米荠的形态特征与核型分析 [ J] .江苏农业科学 , 2010(2):199-200.
湖北省恩施高硒地区碎米荠的形态特征与核型分析
孙紫薇 , 施　波 , 石开明 , 王　畅 , 周毅峰 , 周光来 , 雷红灵 , 丁　莉
(湖北民族学院生物科学与技术学院 ,湖北恩施 445000)
　　摘要:对湖北省恩施渔塘坝地区碎米荠的形态特征与核型进行了分析。结果表明:恩施渔塘坝地区碎米荠存在
居群间分化 , 属堇叶碎米荠;其染色体核型为 2n=18=14m+2sm+2st, 染色体类型为 3B。
　　关键词:湖北省;恩施;高硒地区;碎米荠;形态特征;核型
　　中图分类号:S567.21+9.024　　文献标志码:A　　文章编号:1002-1302(2010)02-0199-02
收稿日期:2009-07-06
基金项目:国家民族委员会项目(编号:07HB03);湖北省教育厅优秀
中青年科技创新团队计划项目;生物资源保护与利用湖北省重点
实验室(湖北民族学院)资助项目(编号:2007025)。
作者简介:孙紫薇(1986—),女 ,湖北武汉人 ,主要从事植物生理学方
面的研究。
通信作者:丁 　莉 , 教授 , 主要从事植物生理学方面的研究。
E-mail:hbmydl@yahoo.com.cn。
　　碎米荠(Cardamine)为十字花科碎米荠属 1 ～ 2年生草本
植物 ,生长在海拔约 1 000 m的山坡林下沟边湿地 [ 1 ] 。碎米
荠又名菜子七 、半边菜 ,为民间常用药物 。性平 ,味苦 、辛 ,有
止咳化痰 、活血 、止泻 、减肥等功效 ,也可用于治疗百日咳 、慢
性支气管炎 、小儿腹泻 、跌打损伤等病症 ,全草亦作妇女补虚
药 ,并可治红 、白带下;其幼嫩茎叶可供食用 [ 2] 。
湖北省恩施渔塘坝地区碎米荠植株高大 、肥壮 ,适应能力
强 ,含硒量高 ,有巨大的开发应用潜力 [ 3] 。硒对碎米荠 SOD
活性等生理特性的影响因碎米荠植株种类 、生长条件的不同
而不同 ,在不同立地条件下 ,恩施渔塘坝地区碎米荠的鲜重 、
株高差异显著 [4 -5] 。本研究以世界第一高硒区———恩施渔塘
坝矿区分布较多的碎米荠为对象 ,研究其基本植物学形态和
核型 ,为进一步研究碎米荠的种群分化 、遗传背景以及碎米荠
对硒的耐受和富集机制提供基础 。
1　材料与方法
1.1　材料
供试碎米荠植株采集于恩施渔塘坝地区 。将生长旺盛的
碎米荠植株根部用水冲洗后 ,把原来的须根剪掉 ,移栽于沙土
中 , 25 ℃、1 500lx培养 5 d后 ,新生根长至 1 ～ 2 cm时 ,切取
生长旺盛的根尖(1 cm左右)用于核型分析 。
1.2　形态特征分析
根据恩施渔塘坝地区不同的地理特点(如岩石区、溪边 、
阴暗区以及土壤湿度不同等特点),选择 10个样地 ,每个样
地 25 m2 ,随机采集碎米荠植株 ,进行形态学观察与测定 ,包
括根 、茎 、叶部以及花果的形态 ,就其形态特征进行分类鉴定 。
1.3　核型分析
1.3.1　染色体制片 　染色体制片技术参考郭善利等 [ 6-8 ]的
方法进行。
1.3.2　核型分析标准 　用 PhotoshopCS3.0软件优化图片 ,
并测量染色体各参数 ,将染色体配对排列 。参照 Levan等的
方法 [ 9]分析染色体长度 、臂比和着丝粒指数等参数 ,根据李
懋学等的标准 [10]命名 ,并参照 Stebbins的方法 [ 11]分类核型 。
2　结果与分析
2.1　渔塘坝地区碎米荠形态学特征
对 10个样地中的 100株碎米荠植株进行形态学统计分
析 ,形态特征如下 。
2.1.1　茎　地下根状茎明显 ,长 10.0 ～ 31.5 cm,直生 ,带肉
质 ,无鳞片 ,偶有小球状的块茎 ,密被纤维状须根 ,须根数为
32 ～ 74条 。茎粗壮 ,直立 ,无分裂或少数有分裂 ,无毛 。植株
高 27 ～ 86cm,为碎米荠属植物中少见的高植株类型 。
2.1.2　叶　单生羽状叶 ,叶片肥厚肉质 (或称膜质叶),心
形 ,长 7 ～ 9 cm,宽 8.0 ～ 12.5 cm。掌状叶脉 ,叶边缘有不整
齐锯齿;基生叶柄较长(2 ～ 10 cm),叶柄基部有翼 ,基部翅扩
大抱茎 ,叶片上面散生少数短毛或无毛 ,下面无毛 。
2.1.3　花　花整齐 ,两性 ,总状花序 ,顶生 。当花刚开放时花
序形状不变 ,不是典型十字花科花开时的近伞房状 。花瓣白
色 ,有香气 ,倒卵状楔形 ,长约 8 mm。花萼 4个 ,绿色或黄色 ,
长椭圆形 ,长 5mm。花梗长 5 ～ 9mm。雄蕊 6个 ,等大 ,排成
1轮 ,周围无腺点 ,花丝稍扩大 ,与典型十字花科的四强雄蕊
以及花丝周围有侧蜜腺和中蜜腺不同 。花药长卵形 ,紫色 。
雌蕊 1个 ,柱状 ,柱头单一 ,子房上位 ,子房 2室 ,每室有胚珠
9 ～ 12个 ,排成 1行 。花期 3— 5月份 。
2.1.4　果实　长角果 ,稍扁平 ,长 3.5 ～ 7.0 cm,直径约 5mm。
开裂后共有种子 18 ～ 24粒 ,种子较小 ,光滑 ,果期 4—6月份。
通过形态学分析发现 ,该地区碎米荠与堇叶碎米荠的形
态十分相似 ,但其形态特征与堇叶碎米荠标本存在细微的
差异 。
2.2　核型分析
细胞染色体数目统计显示 , 85%以上的细胞具有 18条染
色体 ,故可确定此种碎米荠植物的染色体数目为 18条 。
选取细胞清晰 、染色体分散良好且收缩适度的染色体图
像 ,测量其染色体长臂 、短臂长度以及臂比和相对长度 ,然后
根据染色体相对长度 、臂比和形态 ,得出碎米荠染色体形态参
数(表 1)。将同源染色体配成 9对 ,按染色体相对长度从大
到小进行排列(图 1),并分别命名为 1 ～ 9号染色体 。由染色
体形态参数得出核型模式图(图 2)。
—199—江苏农业科学　2010年第 2期
DOI :10.15889/j.issn.1002-1302.2010.02.078
表 1　供试碎米荠染色体核型参数
染色体
编号
染色体相对长度(%)
L S T
臂比
(L/S)
着丝粒指数
(%) 类型
1 9.22 7.12 16.34 1.29 43.58 m
2 7.25 5.55 12.80 1.30 43.39 m
3 6.73 5.98 12.71 1.13 47.02 m
4 8.72 2.76 11.48 3.15 24.08 st
5 5.80 5.01 10.82 1.16 46.36 m
6 5.69 4.82 10.51 1.18 45.86 m
7 4.97 4.50 9.47 1.11 47.50 m
8 5.24 3.36 8.60 1.56 39.03 m
9 4.77 2.01 6.78 2.38 29.61 sm
　　由调查结果可以看出 ,该类型碎米荠属于二倍体植物 ,染
色体基数为 9 ,染色体组成为 2n=18=14m+2sm+2st。根据
李懋学等命名法则 [ 10-11 ] ,碎米荠第 1、2、3、5、6、7、8对染色体
臂比均小于 1.7 ,属于中部着丝粒染色体;第 4对染色体臂比
为 3.15,属于近端着丝粒染色体;第 9对染色体臂比为 2.38,
属于近中着丝粒染色体 。其中最长染色体约为最短染色体的
2.41倍 ,同时臂比大于 2的染色体约占染色体组的 0.22 ,按
Stebbins核型分类标准 [ 12]可将该类型碎米荠染色体核型归为
3B型 。
3　讨论
3.1　形态特征
在恩施渔塘坝地区 ,生长在水中的碎米荠植株比生长在
水边石缝里或岸边的植株须根更发达 ,须根有的为白色透明
状 ,有的为棕红色 ,这可能是由于渔塘坝是世界第一硒矿
区 [ 3] ,水生根系积累大量无机硒 ,部分无机硒被还原成单质
硒而呈现棕红色 。多数碎米荠植株叶柄基部有翼 ,基部翅扩
大抱茎 ,叶片上面散生少数短毛或无毛 ,下面无毛 ,这些与标
本植物形态上存在差异 ,是否与极端高硒土壤环境有关 ,有待
进一步研究 。
3.2　核型
十字花科植物的核型分析已有大量报道 ,肖成汉等 [ 13 ]研
究了 3大类油菜 (白菜型 Brassicacaspetrls,甘蓝型 B.napus
和芥菜型 B.juncea)的染色体组型 。供试碎米荠的染色体大
小和类型与油菜比较接近 ,尤其与白菜型油菜更为接近 ,但与
壶瓶碎米荠(Cardaminehupingshanesis.)核型(2n=24=8m+
12sm=4st)有所不同 ,可能为壶瓶碎米荠同种不同居群之间
的细胞学差异 。
参考文献:
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—200— 江苏农业科学　2010年第 2期