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西藏两种蔷薇科藏药植物染色体核型分析



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2014 年 9 月 4 日收稿
△项目基金:西藏自治区科技计划项目(Z2012A09G09100)。
作者简介:鲜恩英(1974 -) ,女,重庆铜梁县人,副教授,研究方
向:产前分子诊断。
* 通讯作者:张勇仓(1984 -) ,男,山东泰安人,讲师,研究方向:
药物分析。
西藏两种蔷薇科藏药植物染色体核型分析△
鲜恩英 刘 兰 李 勇 张勇仓*
( 西藏大学医学院,西藏 拉萨 850000)
摘 要:以分布于西藏地区蔷薇科藏药植物小叶栒子和峨眉蔷薇根尖为材料,采用常规根尖压片法,对其染色体数目及核
型进行分析。结果表明,两种藏药植物染色体均为二倍体,染色体数目 2n = 2x = 8,基数 x = 4。小叶栒子核型公式为 2n =
2x = 8 = 6m + 2sm,核型类别为 1B型;峨眉蔷薇核型公式为 2n = 2x = 8 = 6m + 2st,核型类别为 2B型。
关键词:蔷薇科;小叶栒子;峨眉蔷薇;核型
中图分类号:R291. 4 文献标识码:B 文章编号:1006 - 6810(2014)10 - 0037 - 03
蔷薇科藏药植物小叶栒子,藏名擦尔来布,止血,干黄
水。适用于黄水引起的关节炎、月经过多等。峨眉蔷薇,藏
名色薇美多,花瓣用于龙病、赤巴病、肺热咳嗽、吐血、月经
不调、脉管瘀痛、赤白带下等;其根和果实性苦、涩,平,能止
血,止痢,用于吐血、崩漏、带下病、赤白痢疾。这 2 种植物
大多生长在海拔 2000 ~ 4000 多米的高寒地区。
青藏高原所特有的生态环境,孕育了独特的藏药资源,
藏药植物大多具有耐冷冻,干物质有效积累高,活性成分高
等特点。但同时由于长期适应高原特有的环境,藏药植物
又具有生长缓慢,生长周期长,种群更新和增殖慢,药材资
源极易破坏等特征,这为其驯化和引种带来了挑战。且藏
药材生长的生态环境十分脆弱,一旦破坏,难以恢复[1 - 3]。
为了更好的保护和利用藏药资源,就必须了解藏药的遗传
特性和种质资源,而染色体核型的分析是植物种质资源遗
传研究的重要内容[4 - 5]。本实验首次对 2 种蔷薇科藏药植
物小叶栒子和峨眉蔷薇进行染色体核型分析,本实验结果
可为这两种植物的鉴定、起源、演化、良种培育及进一步的
分子生物学研究等提供必要的细胞学资料,特别地为这 2
种藏药的良种培育及引种驯化等方面提供遗传学理论依
据,为保存和建立其种质资源提供生物学支持。
1 材料与方法
1. 1 材料
1. 1. 1 实验材料:实验所用的藏药植物种子峨眉蔷薇和小
叶栒子均采自西藏自治区拉萨市墨竹工卡县境内(海拔
4500m左右)。
1. 1. 2 实验仪器与试剂:实验所用仪器主要有人工气候箱
(型号 PQX - 160,上海鸿都电子科技有限公司) ,数码显微
镜(LEICA ICC50) ,水浴锅等。所用试剂主要有 0. 1%秋水
仙碱,卡诺氏固定液,改良石炭酸品红染液等。
1. 2 方法
1. 2. 1 种子发芽及根尖制片:峨眉蔷薇和小叶栒子种子参
照陆叶[6]等人方法进行温水浸泡 24 h预处理,于 24℃培养
箱中萌发。待根长至 0. 5 ~ 1. 0cm 时,于当日上午 9:00 ~
11∶ 00 取其根尖部分。将剪下的根尖用 0. 1%秋水仙碱溶
液在室温下预处理 4 h;蒸馏水清洗后加入新配制的固定液
732014 年 10 月第 10 期 中国民族医药杂志
(冰醋酸与无水乙醇体积比 = 1∶ 3)固定 24 h,固定完之后
用 95%的乙醇洗 2 次,转入 70%乙醇中保存备用。从 70%
乙醇中取出固定好的根尖,流水冲洗 3min,吸水纸吸干,放
入盛有适量 1 mol /L HCl 中 60 ± 0. 5℃ 水浴保温解离
10min,洗掉 HCl后进行常规压片,用改良石炭酸品红染色
10 ~ 15min。
1. 2. 2 染色体观察与核型分析:将制好的根尖压片在显微
镜下进行观察,寻找形态清晰,分散良好,处于分裂中期的
图片,根据李懋学和陈瑞阳的[7]计算方法,统计 30 个以上
供试细胞,其中 85%以上细胞具有恒定一致的染色体数作
为该种的染色体数。在确定染色体数目的基础上,用显微
镜进行拍照保存,图片处理用 Photoshop 软件,每个种类取
5 个细胞的核型平均值,根据染色体全长编号排序,并测
出染色体的长短臂之比进行配对,绘出核型图 。根据染色
体长、短臂的相对长度,采用 Microsoft Excel 程序绘制染色
体核型模式图。按照 Stebbins[8](1971)的方法确定核型类
型。
2 结果与分析
2. 1 种子萌发:小叶栒子和峨眉蔷薇种子在 24℃人工气
候箱中 2d后长出大约 1. 0cm 的根尖,参考文献方法,并经
过不同条件探索,本实验中发芽率有较大提高,小叶栒子发
芽率为 26%,峨眉蔷薇发芽率为 18%。
2. 2 小叶栒子核型分析:根据李懋学和陈瑞阳的计算方
法,本实验对 30 个小叶栒子细胞进行染色体观察并计数,
最终确定小叶栒子染色体数目为 8 条(图 1A)。其核型图
和核型模式图分别为图 1B和图 1C。
A B
C
图 1 小叶栒子染色体中期分裂相(A)、
核型图(B)以及核型模式图(C)
2. 3 峨眉蔷薇核型分析:根据李懋学和陈瑞阳的计算方
法,本实验对 30 个峨眉蔷薇细胞进行染色体观察并计数,
最终确定小叶栒子染色体数目为 8 条(图 2A)。其核型图
和核型模式图分别为图 2B和图 2C。
A B
C
图 2 小叶栒子染色体中期分裂相(A)、
核型图(B)以及核型模式图(C)
2. 3 小叶栒子与峨眉蔷薇核型分析比较[9]:小叶栒子与
峨眉蔷薇其染色体均为 8 条,染色体核型参数见表 1。其
中小叶栒子染色体相对长度变异范围为 16. 64 ~ 33. 33%,
根据 Stebbins 确定核型类型的方法,小叶栒子染色体长度
比为 2. 00,且臂比大于 2 的染色体所占百分比为 O,故小叶
栒子核型类别为 1B,其核型公式为 2n = 2x = 8 = 6m + 2sm。
峨眉蔷薇染色体相对长度变异范围为 14. 47 ~ 33. 06%,同
样根据 Stebbins 确定核型类型的方法,峨眉蔷薇染色体长
度比为 2. 34,且臂比大于 2 的染色体所占百分比为 0. 25,
故峨眉蔷薇核型类别为 2B,其核型公式为 2n = 2x = 8 = 6m
+ 2st。
表 1 小叶栒子与峨眉蔷薇染色体参数比较
种质 序号
相对长度(%)
(长臂 +短臂 =全长)
臂比
(长 /短)
类型
小叶栒子
1 15. 84 + 17. 49 = 33. 33 1. 10 m
2 10. 80 + 15. 02 = 25. 82 1. 39 m
3 11. 68 + 12. 52 = 24. 20 1. 07 m
4 5. 83 + 10. 82 = 16. 64 1. 85 sm
峨眉蔷薇
1 13. 75 + 19. 31 = 33. 06 1. 40 m
2 12. 40 + 16. 57 = 28. 97 1. 33 m
3 11. 04 + 12. 43 = 23. 48 1. 12 m
4 3. 45 + 11. 02 = 14. 47 3. 19 st
3 讨 论
蔷薇科(Rosaceae)是双子叶植物纲经济价值较高的一
个大科,中国则是蔷薇种质资源最为丰富的国家。但与其
在观赏、药用、轻工及食品工业制造等方面广泛而卓越的使
用相比,该科的细胞遗传学研究则是十分薄弱的,国内外更
是鲜见对该科遗传特性的分析。本文首次选择西藏地区极
具药用价值的蔷薇科藏药植物野生小叶栒子和峨眉蔷薇并
对其进行核型分析,旨在更好地了解这两种藏药的遗传特
性和种质资源。本实验首先成功解决了小叶栒子和峨眉蔷
83 中国民族医药杂志 2014 年 10 月第 10 期
薇的深度休眠,提高并促进了种子发芽率,最终小叶栒子发
芽率为 26%,峨眉蔷薇发芽率为 18%,为后续实验提供了
丰富的根尖材料。
本实验研究发现:小叶栒子和峨眉蔷薇染色体均为二
倍体,这与刘东华[9]等人的研究结论一致即蔷薇科小型花
染色体为二倍体。小叶栒子和峨眉蔷薇染色体数目均为
2n = 2x = 8,基数为 4,核型基本一致。其中小叶栒子核型
公式为 2n = 2x = 8 = 6m + 2sm,有两种染色体类型,3 对中
部着丝点染色体(m) ,1 对近中部着丝点染色体(sm) ,未见
随体,核型类别为 1B,为较对称核型。峨眉蔷薇核型公式
为 2n = 2x = 8 = 6m + 2st,也有两种染色体类型,3 对中部着
丝点染色体(m) ,1 对近端部着丝点染色体(st) ,核型类别
为 2B。Stebbins根据染色体组中最长染色体与最短染色体
之比以及臂比值大于 2 的染色体所占比例,将核型分为 1A
~ 4A、1B ~ 4B 及 1 ~ 4C 等 12 个等级,其中 1A 为最对称
的核型,4C 为最不对称的核型。按 Arano[10]的核型不对称
系数(长臂总长 /全组染色体总长)的方法算得小叶栒子核
不对称系数为 55. 85%,峨眉蔷薇核不对称系数为 59.
33%,Arano 法规定当核型不对称系数小于 60%时核型对
称性较高。综述上述,小叶栒子和峨眉蔷薇染色体核型基
本一致,均为较对称核型,均属于较原始的植物,但峨眉蔷
薇与小叶栒子相比,其核型更不对称。在系统演化上,比较
古老或原始的植物,往往具有相对对称的核型,而不对称的
核型则常出现于较进化或特化的植物中。本文的研究结果
即小叶栒子和峨眉蔷薇的核型分析,为这两种植物的鉴定、
起源、演化、良种培育及进一步的分子生物学研究等提供了
必要的细胞遗传学资料。
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76: 32 - 39.
2014 年 9 月 9 日收稿
The Karyotype Analysis of Two Tibetan
Medicinal Plant of Rosaceae from Tibet
XIAN En - ying LIU Lan LI Yong ZHANG Yong - cang*
( Medical College of Tibet University,Lhasa 850000)
[Abstract] To study the chromosomal characteristics and karyotypes of Cotoneaster horizontgalis and Rosa
omeiensis Rolfe which were Tibetan medicinal plant of Rosaceae by root tip squash method. The result showed
that both of the two were diploid,the numbers of them were 2n = 2x = 8,basic chromosome number was con-
firmed to be x = 4. The karyotype formulae of Cotoneaster horizontgalis was 2n = 2x = 8 = 6m +2sm and its karyo-
type was belong to 1B type. Meanwhile,the karyotype formulae of Rosa omeiensis Rolfe was 2n = 2x = 8 = 6m +
2stand its karyotype was belong to 1B type.
[Key words]Rosaceae; Cotoneaster horizontgalis; Rosa omeiensisRolfe; Karyotype
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