全 文 :青藏高原二种车前属植物的核型和 C ̄值报道∗
钱 敏1ꎬ2ꎬ3ꎬ 王广艳4ꎬ 孟 盈5ꎬ 杨永平1ꎬ2ꎬ3∗∗
(1 中国科学院昆明植物研究所东亚植物多样性与生物地理学重点实验室ꎬ 昆明 650201ꎻ 2 中国科学院昆明植物研究所
西南野生生物种质资源库ꎬ 昆明 650201ꎻ 3 中国科学院青藏高原研究所昆明部ꎬ 昆明 650201ꎻ 4 安庆师范学院
生命科学学院ꎬ 安徽 安庆 246011ꎻ 5 吉首大学植物资源保护与利用重点实验室ꎬ 湖南 吉首 416000)
摘要: 对青藏高原平车前 (Plantago depressa) 18个居群和大车前 (Plantago major) 2个居群的染色体数目、
核型和 C ̄值进行了研究ꎮ 结果表明: 西藏亚东县和林芝县的平车前居群染色体数目为 2n= 4x= 24ꎻ 其它平
车前和大车前居群的染色体数目均为 2n= 2x= 12ꎻ 染色体基数均为 x= 6ꎻ 核型类型均为 1A 型ꎬ 核型组成
和前人的研究结果不尽相同ꎮ 平车前的 2C ̄值为首次报道ꎬ 随着倍性水平的增加 1Cx ̄值降低ꎮ 大车前的
2C ̄值和前人的研究结果存在着差异ꎮ 平车前和大车前不同居群的 2C ̄值发生了变异ꎮ 流式细胞仪不能用
来估测车前属植物的倍性水平ꎮ
关键词: 平车前ꎻ 大车前ꎻ 青藏高原ꎻ 核型ꎻ C ̄值
中图分类号: Q 942 文献标志码: A 文章编号: 2095-0845(2015)04-407-09
Karyotypes and C ̄values of Two Plantago Species from the
Qinghai ̄Tibet Plateauꎬ China∗
QIAN Min1ꎬ2ꎬ3ꎬ WANG Guang ̄yan4ꎬ MENG Ying5ꎬ YANG Yong ̄ping1ꎬ2ꎬ3∗∗
(1 Key Laboratory for Plant Diversity and Biogeography of East Asiaꎬ Kunming Institute of Botanyꎬ Chinese Academy of Sciencesꎬ
Kunming 650201ꎬ Chinaꎻ 2 Germplasm Bank of Wild Species in Southwest Chinaꎬ Kunming Institute of Botanyꎬ
Chinese Academy of Sciencesꎬ Kunming 650201ꎬ Chinaꎻ 3 Institute of Tibetan Plateau Research at Kunmingꎬ
Chinese Academy of Sciencesꎬ Kunmingꎬ 650201ꎬ Chinaꎻ 4 School of Life Sciencesꎬ Anqing Normal Universityꎬ
Anqingꎬ Anhui 246011ꎬ Chinaꎻ 5 Key Laboratory of Plant Resource Conservation and Utilizationꎬ
Jishou Universityꎬ Jishouꎬ Hunan 426000ꎬ China)
Abstract: The chromosome numbersꎬ karyotypes and C ̄values of 18 populations of Plantago depressa and 2 popula ̄
tions of Plantago major from the Qinghai ̄Tibet Plateauꎬ Chinaꎬ were reported in the present study. The results were
as follows: the chromosome numbers of P. depressa populations from Yadong County and Nyingchi County of Tibetan
Autonomous Region (TAR) were 2n= 4x= 24ꎬ other populations of P depressa and P major were 2n= 2x= 12ꎬ and
the basic chromosome number of all populations was x= 6. All karyotype types were 1Aꎬ and the karyotype constitu ̄
tions were not completely consistent with previous reported results. The 2C ̄value of P depressa was reported for the
first timeꎬ and the 1Cx ̄vaule tended to decrease with increasing ploidy levels. Meanwhileꎬ the 2C ̄value of P major
was not identical with previous existing results. The results showed that the variation of 2C ̄value occurred at the in ̄
ter ̄population level of P depressa and P majorꎬ also flow cytometry couldn′t be used to estimate the ploidy of the ge ̄
nus Plantago Linn.
Key words: Plantago depressaꎻ Plantago majorꎻ Qinghai ̄Tibet Plateauꎻ Karyotypeꎻ C ̄value
植 物 分 类 与 资 源 学 报 2015ꎬ 37 (4): 407~415
Plant Diversity and Resources DOI: 10.7677 / ynzwyj201514152
∗
∗∗
基金项目: 国家自然科学基金面上项目 (41271058)
通讯作者: Author for correspondenceꎻ E ̄mail: yangyp@mail kib ac cn
收稿日期: 2014-11-17ꎬ 2015-01-08接受发表
作者简介: 钱敏 (1987-) 女ꎬ 研究实习员ꎬ 主要从事植物细胞和分子生物学研究ꎮ E ̄mail: qianmin@mail kib ac cn
车前属 (Plantago Linn.) 隶属于车前科 (Pl ̄
antaginaceae)ꎬ 全世界约 200 种ꎬ 广泛分布于世
界温带及热带地区ꎮ 我国有 22 种ꎬ 其中 3 种为
我国特有ꎬ 4种为引种栽培 (Li等ꎬ 2011)ꎮ 平车
前 (P depressa Willd.) 和大车前 (P major Linn.)
属于典型的杂草 (郭水良ꎬ 2002)ꎬ 分布于巴基
斯坦、 印度、 中国的西藏、 云南、 新疆、 安徽、
河北、 山东等世界大部分地区ꎬ 生于草甸、 河
滩、 山坡路旁、 荒地或田边等ꎬ 平车前海拔 0 ~
4 500 mꎬ 大车前海拔 0~2 800 m (Li等ꎬ 2011)ꎮ
Rahn (1996) 将该车前属分为以下 6 个亚属:
subgen. Plantago L.ꎬ subgen. Coronopus Rahnꎬ sub ̄
gen. Albicans Rahnꎬ subgen. Psyllium Jussꎬ subgen.
Littorella Rahn 和 subgen. Bougueria Rahnꎬ 其中ꎬ
车前亚属 (subgen. Plantago L.) 被分为 sect. Mi ̄
cropsylliumꎬ sect. Mesembryniaꎬ sect. Virginicaꎬ
sect. Oliganthos 和 sect. Plantago五个组ꎮ 平车前
和大车前均属于车前亚属ꎬ 但其所属分组不同ꎬ
平车前属于 sect. Mesembryniaꎬ 大车前属于 sect.
Plantago (Ishikawa等ꎬ 2009)ꎮ
近年来ꎬ 一些学者已对部分车前属植物的染
色体进行了报道ꎬ 体细胞的染色体数目分别为
2n= 8ꎬ 10ꎬ 12ꎬ 16ꎬ 20ꎬ 24ꎬ 30ꎬ 36ꎬ 48ꎬ 60ꎬ 72ꎬ
96 (Rahnꎬ 1957ꎻ Badr和 EI ̄Kholyꎬ 1987ꎻ Sharma
等ꎬ 1992ꎻ Ishikawa 等ꎬ 2009ꎻ Mohsenzadeh 等ꎬ
2010ꎻ Murray等ꎬ 2010)ꎻ 染色体基数为 x= 4ꎬ 5ꎬ
6ꎬ 其中 x= 6 较为原始ꎬ x = 4ꎬ 5 由其衍生进化
而来 (Bala和 Guptaꎬ 2011)ꎮ 由此可见ꎬ 车前属
具有多种倍性水平和染色体基数ꎮ 相对于丰富的
车前属植物种类ꎬ 车前属的染色体数目报道较
少ꎮ 从诸多研究结果看ꎬ 部分车前属种类的染色
体数目不尽相同ꎬ 例如ꎬ 平车前已报道的染色体
数目为 2n= 12ꎬ 24ꎬ 36ꎬ 大车前的染色体数目为
2n= 12ꎬ 24 (McCullaghꎬ 1934ꎻ 徐炳声等ꎬ 1987ꎻ
Bala和 Guptaꎬ 2011)ꎮ
Temsch等 (2010) 报道了大车前的 2C ̄值为
1 424 pgꎬ Wong和 Murray (2012) 报道了大车前
的 2C ̄值为 1 59 pgꎬ 而 Pramanik和 Raychaudhuri
(1997) 总结了二倍体大车前的 4C ̄值分别为
3 82 pg和 3 54 pgꎬ 因此大车前种内的 2C ̄值存在
差异ꎮ 但平车前的基因组大小至今尚未见报道ꎮ
本研究对青藏高原平车前和大车前 2种植物
共 20个居群进行了核型分析及 DNA 含量测定ꎬ
与前人的研究结果进行了比较研究ꎬ 为今后对
本属植物在青藏高原的起源和演化研究奠定了
基础ꎮ
1 材料和方法
1 1 实验材料
研究用的 DNA 含量测定以水稻 (Oryza sativa L.)
(品种为日本晴ꎬ 1C = 0 43 pg DNA) 为内标ꎬ 实验材料
取自中国科学院昆明植物研究所ꎬ 选取 2 个月左右的幼
嫩叶片ꎮ 平车前和大车前的采集地点见表 1ꎬ 凭证标本
藏于中国科学院昆明植物研究所标本馆 (KUN)ꎬ 实验
材料为苗龄 10天左右的幼苗ꎮ
1 2 染色体计数和核型分析
种子于 24 ℃恒温箱中发芽ꎬ 待根尖生长至 0 5~1 5
cm时ꎬ 取下根尖ꎬ 在室温条件下置于 3 mmolL-1的 8-
羟基喹啉溶液中预处理 4 ~ 5 hꎬ 蒸馏水冲洗根尖ꎬ 用卡
诺氏固定液 (冰醋酸 ∶乙醇=1 ∶ 3) 于 4 ℃条件下固定 1 hꎬ
固定后的材料经水洗ꎬ 用解离液 (1 molL-1 HCL ∶ 45%
冰醋酸= 1 ∶ 1) 于 60 ℃水浴中解离 1~ 2 minꎬ 1%醋酸地
衣红染色ꎮ 常规方法压片镜检ꎮ 经镜检挑选染色体分散
良好的细胞ꎬ 中性树胶封片ꎬ 拍照ꎮ 统计至少 6 条根尖
的 30~50个细胞ꎬ 以其中 85%以上细胞具有的恒定一致
的染色体数作为该材料的染色体数ꎮ
染色体类型根据 Levan 等 (1964) 的方法分析ꎬ 核
型不对称性按照 Stebbins (1971) 的分类标准ꎮ
1 3 C ̄值的估测
种子于 24 ℃恒温箱中培养ꎬ 待其发芽后ꎬ 取新鲜幼
苗 (0 5 g) 于培养皿中ꎬ 加入 1 000 μL 的 WPB 裂解液
(20 mmolL-1 TrisHClꎬ 4 mmolL-1 MgCl26H2 Oꎬ 2
mmolL-1 EDTA Na22H2Oꎬ 86 mmolL
-1 NaClꎬ 10 mmol
L-1焦亚硫酸钠ꎬ 1% PVP ̄10ꎬ 1% Triton X ̄100ꎬ pH7 5)
(田新民等ꎬ 2011)ꎬ 用锋利的刀片一次性快速切碎ꎬ 整
个过程材料须浸没在裂解液中ꎬ 以便更好地游离细胞
核ꎬ 完全切碎后再加入 1 000 μL 的 WPB 裂解液ꎮ 用
Partec配置的 30 μm 的滤网过滤至上样管中ꎬ 获得细胞
核悬液ꎮ 采用同样方法获得水稻的细胞核悬液ꎮ 取适量
待测样品和水稻的细胞核悬液混匀ꎬ 获得混合细胞核悬
液ꎬ 加入 150 μL的 PI染料 (含 500 μgml-1 PIꎬ 50 μg
ml-1 RNase A)ꎬ 避光ꎬ 染色 30 minꎮ 利用德国 Partec 流
式细胞仪 (CyFlow Space ̄3000) 进行样品的检测ꎬ 蓝光
488 nmꎬ 每组样品收集 5 000~10 000个颗粒ꎮ 使用 Flow ̄
Max 2 82进行数据分析ꎮ 本研究中ꎬ CV值小于 5%被认
为是可靠数据ꎮ 荧光信号的强度代表了其核内物质的浓
度ꎬ 即荧光强度与细胞核的 DNA含量成正比 (刘祎等ꎬ
804 植 物 分 类 与 资 源 学 报 第 37卷
表 1 材料采集信息表
Table 1 Samples and their localities
编号
No.
种名
Taxon
采集地
Locality
纬度
Latitude
经度
Longitude
海拔
Altitude / m
凭证标本号
Vouchers
1 Plantago depressa Willd. 西藏浪卡子 N29°11′10 03″ E90°36′00 63″ 4453 Yangyp ̄Q ̄4171
2 西藏浪卡子 N29°11′39 75″ E90°37′24 30″ 4761 Yangyp ̄Q ̄5035
3 西藏江孜 N28°50′52 97″ E90°03′20 73″ 4506 Yangyp ̄Q ̄4272
4 西藏亚东 N27°26′15 95″ E88°53′51 56″ 3634 Yangyp ̄Q ̄4291
5 西藏聂拉木 N28°08′38 48″ E85°58′17 24″ 3794 Yangyp ̄Q ̄4312
6 西藏定日 N28°21′55 07″ E86°56′53 08″ 4308 Yangyp ̄Q ̄5115
7 西藏拉萨 N29°40′03 62″ E91°06′06 09″ 3650 Yangyp ̄Q ̄4195
8 西藏林周 N30°05′24 68″ E91°16′41 88″ 4347 Yangyp ̄Q ̄4150
9 西藏曲水 N29°16′07 64″ E90°24′28 10″ 3689 Yangyp ̄Q ̄4366
10 西藏当雄 N31°33′12 52″ E91°25′12 52″ 4515 Yangyp ̄Q ̄3251
11 西藏桑日 N29°11′45 36″ E92°01′32 79″ 3590 Yangyp ̄Q ̄4212
12 西藏扎囊 N29°16′34 90″ E91°11′45 49″ 3559 Yangyp ̄Q ̄5080
13 西藏林芝 N29°33′40 15″ E94°33′49 21″ 3783 Yangyp ̄Q ̄4099
14 西藏工布江达 N29°52′02 89″ E92°40′18 55″ 4000 Yangyp ̄Q ̄4130
15 西藏昌都 N31°21′55 47″ E97°27′30 02″ 3703 Yangyp ̄Q ̄3106
16 西藏昌都 N31°03′34 92″ E97°12′44 01″ 3199 Yangyp ̄Q ̄3135
17 四川甘孜 N31°47′18 35″ E99°30′00 03″ 3746 Yangyp ̄Q ̄3059
18 四川新龙 N31°21′34 07″ E100°13′01 38″ 3182 Yangyp ̄Q ̄3011
19 Plantago major Linn 西藏日喀则 N29°20′31 95″ E89°19′33 28″ 3805 Yangyp ̄Q ̄4359
20 西藏桑日 N29°11′45 36″ E92°01′32 79″ 3590 Yangyp ̄Q ̄4219
2011)ꎮ 待测样本的核 DNA的绝对含量 (pg 或 Mbꎬ 1 pg
= 978 Mb)ꎬ 计算公式如下 (田新民等ꎬ 2011):
待测样本核 DNA含量 =参照样本核 DNA 含量×待测
样本 G0或 G1峰荧光均值 /参照样本 G0或 G1峰荧光均值
2 结果
平车前 18个居群和大车前 2个居群的体细胞
有丝分裂中期细胞图如图 1ꎮ 西藏亚东县和林芝
县的平车前居群染色体数目均为 2n = 4x = 24ꎬ 为
四倍体ꎻ 其它平车前和大车前居群的染色体数目
均为 2n= 2x = 12ꎬ 均属二倍体ꎬ 所有居群的染色
体基数均为 x = 6ꎮ 染色体图如图 2ꎬ 西藏亚东平
车前居群 (凭证标本号 Yangyp ̄Q ̄4291) 着丝点不
够清晰、 染色体多重叠ꎬ 故未分析其核型ꎮ 平车
前和大车前居群都由正中部着丝粒 (M)、 中部着
丝粒 (m) 或近中部着丝粒 (sm) 染色体组成ꎬ 核
型类型均为 1A型ꎮ 不同居群的核 DNA含量和染
色体参数见表 2ꎬ 二倍体平车前 16 个居群的 2C ̄
值变化范围为 1 50 pg ~1 66 pgꎬ 四倍体平车前 2
个居群的 2C ̄值分别为 2 98 pg和 2 86 pgꎬ 大车前
2个居群的 2C ̄值分别为 1 42 pg 和 1 56 pgꎮ 图 3
中 A和 B分别显示出了西藏浪卡子二倍体平车前
居群 1和西藏亚东四倍体平车前居群的流式直方
图ꎬ 均以水稻为内标ꎮ 核型分析结果如下:
2 1 平车前西藏浪卡子居群 1
染色体数目为 2n= 12ꎬ 核型公式为 2n = 2x =
12= 10m (4SAT) +2smꎬ 核型类型为 1A (图 1:
1ꎻ 2: Aꎻ 表 2)ꎬ 其染色体长度变化范围为 1 84
~2 81 μmꎬ 臂比值为 1 53 (表 2)ꎮ
2 2 平车前西藏浪卡子居群 2
染色体数目为 2n= 12ꎬ 核型公式为 2n = 2x =
12= 12mꎬ 核型类型为 1A (图 1: 2ꎻ 2: Bꎻ 表
2)ꎬ 其染色体长度变化范围为 1 56 ~ 2 19 μmꎬ
臂比值为 1 4 (表 2)ꎮ
2 3 平车前西藏江孜居群
染色体数目为 2n= 12ꎬ 核型公式为 2n = 2x =
12= 10m+2sm (1SAT)ꎬ 核型类型为 1A (图 1:
3ꎻ 2: Cꎻ 表 2)ꎬ 其染色体长度变化范围为 1 72
~2 56 μmꎬ 臂比值为 1 49 (表 2)ꎮ
2 4 平车前西藏聂拉木居群
染色体数目为 2n = 12ꎬ 核型公式为 2n = 2x =
12=2M+10m (1SAT)ꎬ 核型类型为 1A (图 1: 5ꎻ
9044期 钱敏等: 青藏高原二种车前属植物的核型和 C ̄值报道
图 1 平车前和大车前有丝分裂中期细胞图
1~18: 平车前ꎻ 1. 西藏浪卡子居群 1ꎻ 2. 西藏浪卡子居群 2ꎻ 3. 西藏江孜ꎻ 4. 西藏亚东ꎻ 5. 西藏聂拉木ꎻ 6. 西藏定日ꎻ 7. 西藏拉萨ꎻ
8. 西藏林周ꎻ 9. 西藏曲水ꎻ 10. 西藏当雄ꎻ 11. 西藏桑日ꎻ 12. 西藏扎囊ꎻ 13. 西藏林芝ꎻ 14. 西藏工布江达ꎻ 15. 西藏昌都居群 1ꎻ
16. 西藏昌都居群 2ꎻ 17. 四川甘孜ꎻ 18. 四川新龙ꎻ 19~20: 大车前ꎻ 19. 西藏日喀则ꎻ 20. 西藏桑日ꎮ 比例尺= 5 μm
Fig 1 Mitotic nuclei and metaphase chromosomes of P depressa and P major
1-18: P depressaꎻ 1. Nagarzê ̄1 in Tibetan Autonomous Region (TAR)ꎻ 2. Nagarzê ̄2 (TAR)ꎻ 3. Gyangzê (TAR)ꎻ 4. Yadong (TAR)ꎻ
5. Nielamu (TAR)ꎻ 6. Dingri (TAR)ꎻ 7. Lhasa (TAR)ꎻ 8. Lhünzhub (TAR)ꎻ 9. Qü xü (TAR)ꎻ 10. Damxung (TAR)ꎻ 11. Sangri
(TAR)ꎻ 12. Zhanang (TAR)ꎻ 13. Nyingchi (TAR)ꎻ 14. Gongbo′gvamda (TAR)ꎻ 15. Qamdo ̄1 (TAR)ꎻ 16. Qamdo ̄2 (TAR)ꎻ
17. Ganzi (Sichuan)ꎻ 18. Xinlong (Sichuan)ꎻ 19~20: P majorꎻ 19. Shigatse (TAR)ꎻ 20. Sangri (TAR). Scale bar = 5 μm
014 植 物 分 类 与 资 源 学 报 第 37卷
2: Dꎻ 表 2)ꎬ 其染色体长度变化范围为 1 41 ~
1 88 μmꎬ 臂比值为 1 33 (表 2)ꎮ
2 5 平车前西藏定日居群
染色体数目为 2n= 12ꎬ 核型公式为 2n = 2x =
12= 9m (1SAT) +3sm (3SAT)ꎬ 核型类型为 1A
(图 1: 6ꎻ 2: Eꎻ 表 2)ꎬ 其染色体长度变化范
围为 1 72~2 72 μmꎬ 臂比值为 1 58 (表 2)ꎮ
2 6 平车前西藏拉萨居群
染色体数目为 2n= 12ꎬ 核型公式为 2n = 2x =
12= 2M+8m+2sm (2SAT)ꎬ 核型类型为 1A (图
1: 7ꎻ 2: Fꎻ 表 2)ꎬ 其染色体长度变化范围为
1 81~2 63 μmꎬ 臂比值为 1 45 (表 2)ꎮ
2 7 平车前西藏林周居群
染色体数目为 2n= 12ꎬ 核型公式为 2n = 2x =
12= 1M+9m+2sm (2SAT)ꎬ 核型类型为 1A (图
1: 8ꎻ 2: Gꎻ 表 2)ꎬ 其染色体长度变化范围为
1 47~2 4 μmꎬ 臂比值为 1 63 (表 2)ꎮ
2 8 平车前西藏曲水居群
染色体数目为 2n= 12ꎬ 核型公式为 2n = 2x =
12= 2M+8m+2sm (2SAT)ꎬ 核型类型为 1A (图
1: 9ꎻ 2: Hꎻ 表 2)ꎬ 其染色体长度变化范围为
1 53~2 03 μmꎬ 臂比值为 1 33 (表 2)ꎮ
2 9 平车前西藏当雄居群
染色体数目为 2n= 12ꎬ 核型公式为 2n = 2x =
12= 2M+10mꎬ 核型类型为 1A (图 1: 10ꎻ 2: Iꎻ
表 2)ꎬ 其染色体长度变化范围为 1 25~1 81 μmꎬ
臂比值为 1 45 (表 2)ꎮ
2 10 平车前西藏桑日居群
染色体数目为 2n= 12ꎬ 核型公式为 2n = 2x =
12= 1M+11m (2SAT)ꎬ 核型类型为 1A (图 1:
11ꎻ 2: Jꎻ 表 2)ꎬ 其染色体长度变化范围为 1 56
~1 91 μmꎬ 臂比值为 1 22 (表 2)ꎮ
图 2 平车前和大车前的染色体图
A~Q: 平车前ꎻ A. 西藏浪卡子居群 1ꎻ B. 西藏浪卡子居群 2ꎻ C. 西藏江孜ꎻ D. 西藏聂拉木ꎻ E. 西藏定日ꎻ F. 西藏拉萨ꎻ
G. 西藏林周ꎻ H. 西藏曲水ꎻ I. 西藏当雄ꎻ J. 西藏桑日ꎻ K. 西藏扎囊ꎻ L. 西藏林芝ꎻ M. 西藏工布江达ꎻ N. 西藏昌都居群 1ꎻ
O. 西藏昌都居群 2ꎻ P. 四川甘孜ꎻ Q. 四川新龙ꎻ R~ S: 大车前ꎻ R. 西藏日喀则ꎻ S. 西藏桑日ꎮ 比例尺= 5 μm
Fig 2 Ideograms of somatic metaphase chromosomes of P depressa and P major
A-Q: P depressaꎻ A. Nagarzê ̄1 (TAR)ꎻ B. Nagarzê ̄2 (TAR)ꎻ C. Gyangzê (TAR)ꎻ D. Nielamu (TAR)ꎻ E. Dingri (TAR)ꎻ F. Lhasa
(TAR)ꎻ G. Lhünzhub (TAR)ꎻ H. Qü xü (TAR)ꎻ I. Damxung (TAR)ꎻ J. Sangri (TAR)ꎻ K. Zhanang (TAR)ꎻ L. Nyingchi (TAR)ꎻ
M. Gongbo′gvamda (TAR)ꎻ N. Qamdo ̄1 (TAR)ꎻ O. Qamdo ̄2 (TAR)ꎻ P. Ganzi ( Sichuan)ꎻ Q. Xinlong (Sichuan)ꎻ
R-S: P. majorꎻ R. Shigatse (TAR)ꎻ S. Sangri (TAR). Scale bar = 5 μm
1144期 钱敏等: 青藏高原二种车前属植物的核型和 C ̄值报道
表 2 平车前和大车前不同居群的核 DNA含量和染色体参数
Table 2 Nuclear DNA amount and chromosomal data of P depressa and P major in different populations
No.
Genome sizes
2C / pg 1Cx / pg
Karyotype characteristics
SC ̄LC / μm LC / SC p(±SD) q(±SD) Type Karyotype formula Figs
1 1 66 0 83 1 84-2 81 1 53 0 98±0 19 1 26±0 16 1A 2n= 2x= 12= 10m(4SAT)+2sm 1: 1ꎻ 2: A
2 1 5 0 75 1 56-2 19 1 4 0 83±0 13 0 96±0 09 1A 2n= 2x= 12= 12m 1: 2ꎻ 2: B
3 1 52 0 76 1 72-2 56 1 49 1±0 17 1 3±0 17 1A 2n= 2x= 12= 10m+2sm(1SAT) 1: 3ꎻ 2: C
4 2 98 0 745 1: 4
5 1 62 0 81 1 41-1 88 1 33 0 78±0 11 0 9±0 06 1A 2n= 2x= 12= 2M+10m(1SAT) 1: 5ꎻ 2: D
6 1 5 0 75 1 72-2 72 1 58 0 92±0 21 1 23±0 13 1A 2n=2x=12=9m(1SAT)+3sm(3SAT) 1: 6ꎻ 2: E
7 1 58 0 79 1 81-2 63 1 45 0 98±0 18 1 17±0 13 1A 2n= 2x= 12= 2M+8m+2sm(2SAT) 1: 7ꎻ 2: F
8 1 5 0 75 1 47-2 4 1 63 0 88±0 15 1 08±0 16 1A 2n= 2x= 12= 1M+9m+2sm(2SAT) 1: 8ꎻ 2: G
9 1 56 0 78 1 53-2 03 1 33 0 8±0 12 1 04±0 14 1A 2n= 2x= 12= 2M+8m+2sm(2SAT) 1: 9ꎻ 2: H
10 1 56 0 78 1 25-1 81 1 45 0 67±0 09 0 81±0 13 1A 2n= 2x= 12= 2M+10m 1: 10ꎻ 2: I
11 1 5 0 75 1 56-1 91 1 22 0 78±0 12 0 93±0 03 1A 2n= 2x= 12= 1M+11m(2SAT) 1: 11ꎻ 2: J
12 1 56 0 78 1 69-2 34 1 38 0 95±0 09 1 04±0 14 1A 2n= 2x= 12= 2M+10m 1: 12ꎻ 2: K
13 2 86 0 715 1 25-1 97 1 58 0 65±0 09 0 94±0 1 1A 2n= 4x= 24= 22m+2sm 1: 13ꎻ 2: L
14 1 58 0 79 1 56-2 13 1 37 0 82±0 12 0 98±0 08 1A 2n= 2x= 12= 12m 1: 14ꎻ 2: M
15 1 6 0 8 1 69-2 59 1 53 0 99±0 16 1 21±0 13 1A 2n= 2x= 12= 12m 1: 15ꎻ 2: N
16 1 64 0 82 1 16-1 63 1 41 0 6±0 1 0 82±0 09 1A 2n= 2x= 12= 10m+2sm 1: 16ꎻ 2: O
17 1 58 0 79 1 44-2 19 1 52 0 87±0 12 1 04±0 12 1A 2n= 2x= 12= 1M+11m 1: 17ꎻ 2: P
18 1 56 0 78 1 25-1 72 1 38 0 74±0 06 0 87±0 1 1A 2n= 2x= 12= 12m 1: 18ꎻ 2: Q
19 1 42 0 71 1 25-1 72 1 38 0 63±0 05 0 78±0 13 1A 2n= 2x= 12= 2M+10m 1: 19ꎻ 2: R
20 1 56 0 78 1 66-2 34 1 41 0 9±0 11 1 08±0 12 1A 2n= 2x= 12= 12m 1: 20ꎻ 2: S
注: No. 材料编号ꎻ SC. 最短染色体长度ꎻ LC. 最长染色体长度ꎻ p. 短臂的平均长度 (μm)ꎻ q. 长臂的平均长度 (μm)ꎻ SD. 标准差ꎻ
Type . 核型类型 (Stebbinsꎬ 1971)ꎻ M. 正中部着丝点ꎻ m. 中部着丝点ꎻ sm. 近中部着丝点
Note: No. accessionꎻ SC. the shortest chromosome lengthꎻ LC. the longest chromosome lengthꎻ p. mean length of short armꎻ q. mean length of long
armꎻ SD. Standard deviationꎻ Type. the classification of karyotypes in relation to their degree of asymmetry according to Stebbins (1971)ꎻ M / m.
metacentricꎻ sm. Submetacentric
图 3 平车前 2个居群的流式直方图
横坐标: 荧光强度ꎻ 纵坐标: 细胞核数目ꎻ A: 峰 1为内标水稻ꎬ 峰 2为西藏浪卡子居群 1 (2n= 2x= 12)ꎻ
B: 峰 1为内标水稻ꎬ 峰 2为西藏亚东居群 (2n= 4x= 24)
Fig 3 Flow ̄cytometric histograms of PI ̄stained nuclei of 2 populations of P depressa
The abscissa is the fluorescence intensityꎬ the ordinate is the number of nucleiꎬ A: 1 and B: 1 indicate Oryza sativa as a internal standardꎻ
A: 2 indicates the population 1 of Nagarzê (TAR) (2n= 2x= 12)ꎻ B: 2 indicates the population of Yadong (TAR) (2n= 4x= 24)
214 植 物 分 类 与 资 源 学 报 第 37卷
2 11 平车前西藏扎囊居群
染色体数目为 2n= 12ꎬ 核型公式为 2n = 2x =
12 = 2M+ 10mꎬ 核型类型为 1A (图 1: 12ꎻ 2:
Kꎻ 表 2)ꎬ 其染色体长度变化范围为 1 69~2 34
μmꎬ 臂比值为 1 38 (表 2)ꎮ
2 12 平车前西藏林芝居群
染色体数目为 2n= 24ꎬ 核型公式为 2n = 4x =
24= 22m+2smꎬ 核型类型为 1A (图 1: 13ꎻ 2:
Lꎻ 表 2)ꎬ 其染色体长度变化范围为 1 25 ~ 1 97
μmꎬ 臂比值为 1 58 (表 2)ꎮ
2 13 平车前西藏工布江达居群
染色体数目为 2n= 12ꎬ 核型公式为 2n = 2x =
12= 12mꎬ 核型类型为 1A (图 1: 14ꎻ 2: Mꎻ 表
2)ꎬ 其染色体长度变化范围为 1 56 ~ 2 13 μmꎬ
臂比值为 1 37 (表 2)ꎮ
2 14 平车前西藏昌都居群 1
染色体数目为 2n= 12ꎬ 核型公式为 2n = 2x =
12= 12mꎬ 核型类型为 1A (图 1: 15ꎻ 2: Nꎻ 表
2)ꎬ 其染色体长度变化范围为 1 69~2 59 μmꎬ 臂
比值为 1 53 (表 2)ꎮ
2 15 平车前西藏昌都居群 2
染色体数目为 2n= 12ꎬ 核型公式为 2n = 2x =
12= 10m+2smꎬ 核型类型为 1A (图 1: 16ꎻ 2:
Oꎻ 表 2)ꎬ 其染色体长度变化范围为 1 16~1 63
μmꎬ 臂比值为 1 41 (表 2)ꎮ
2 16 平车前四川甘孜居群
染色体数目为 2n= 12ꎬ 核型公式为 2n = 2x =
12 = 1M+ 11mꎬ 核型类型为 1A (图 1: 17ꎻ 2:
Pꎻ 表 2)ꎬ 其染色体长度变化范围为 1 44~2 19
μmꎬ 臂比值为 1 52 (表 2)ꎮ
2 17 平车前四川新龙居群
染色体数目为 2n= 12ꎬ 核型公式为 2n = 2x =
12= 12mꎬ 核型类型为 1A (图 1: 18ꎻ 2: Qꎻ 表
2)ꎬ 其染色体长度变化范围为 1 25 ~ 1 72 μmꎬ
臂比值为 1 38 (表 2)ꎮ
2 18 大车前西藏日喀则居群
染色体数目为 2n= 12ꎬ 核型公式为 2n = 2x =
12 = 2M+ 10mꎬ 核型类型为 1A (图 1: 19ꎻ 2:
Rꎻ 表 2)ꎬ 其染色体长度变化范围为 1 25~1 72
μmꎬ 臂比值为 1 38 (表 2)ꎮ
2 19 大车前西藏桑日居群
染色体数目为 2n= 12ꎬ 核型公式为 2n = 2x =
12= 12mꎬ 核型类型为 1A (图 1: 20ꎻ 2: Sꎻ 表
2)ꎬ 其染色体长度变化范围为 1 66 ~ 2 34 μmꎬ
臂比值为 1 41 (表 2)ꎮ
3 讨论
本文报道了来自青藏高原车前属 2 个种 20
个居群的染色体数目、 核型和 C ̄值ꎮ 结果表明:
平车前居群的染色体数目为 2n= 12ꎬ 24ꎬ 大车前
居群的染色体数目均为 2n = 12ꎬ 所有居群染色
体基数均为 x = 6ꎮ 所有居群的核型类型均为 1A
型ꎬ 与徐炳声等 (1987) 的结果一致ꎬ 上述数据
表明平车前和大车前的染色体均属于比较对称的
核型ꎮ McCullgh (1934) 报道了平车前和大车前
的核型公式均为 2n = 12= 2m+2sm+6st+2t (SAT)ꎮ
徐炳声等 (1987) 报道了两种的核型公式均为 2n
= 12= 12mꎮ Jain (1978) 报道了大车前的核型公
式为 2n= 12= 2m+6sm+2sm (SAT) +2stꎮ Sharma
等 (1992) 报道了大车前的核型公式为 2n = 12 =
8SM+4SMꎮ 本研究中ꎬ 平车前和大车前染色体
主要由正中部、 中部或近中部着丝点染色体组
成ꎬ 与前人的研究结果不一致ꎮ Darlington (1937)、
Lewis和 John (1963) 指出染色体可以通过重排ꎬ
特别是易位发生进化ꎮ El ̄Bakatoushi 和 Richards
(2005) 提出染色体重排可能是大车前进化的原
因之一ꎮ 由此我们推测平车前和大车前可能存在
着染色体重排现象ꎮ
本研究中ꎬ 平车前的 2C ̄值属首次报道ꎬ 二
倍体平车前 16 个居群的 2C ̄值变化范围为 1 50
pg~1 66 pgꎬ 1Cx ̄值为 0 75 pg~0 83 pgꎻ 四倍体
平车前 2 个居群的 2C ̄值分别为 2 98 pg 和 2 86
pgꎬ 1Cx ̄值分别为 0 745 pg和 0 715 pgꎮ 以上结
果表明平车前随着倍性水平的增加ꎬ 其 1Cx ̄值
降低ꎮ Leitch和 Bennett (2004) 指出ꎬ 在植物中ꎬ
随着多倍体的形成ꎬ DNA 存在着流失现象ꎬ 即
“基因组裁员”ꎬ 该现象在多种植物中已见报道ꎬ
如 Hieracium bauhinii Besser ( Suda 等ꎬ 2007)、
Ranunculus parnassifolius L. ( Cires 等ꎬ 2010 )、
Cardamine yezoensis Maxim. ( Marhold 等ꎬ 2010)
等ꎮ 本研究中大车前 2 个居群的 2C ̄值分别为
1 42 pg和 1 56 pgꎻ Temsch等 (2010) 报道大车
前的 2C ̄值为 1 424 pgꎻ Wong 和 Murray (2012)
报道大车前的 2C ̄值为 1 59 pgꎻ 而 Pramanik 和
3144期 钱敏等: 青藏高原二种车前属植物的核型和 C ̄值报道
Raychaudhuri (1997) 总结了二倍体大车前的 4C ̄
值为 3 82 pg 和 3 54 pgꎬ 即 2C ̄值为 1 91 pg 和
1 77 pgꎮ 由此可以看出ꎬ 不同居群的 2C ̄值存在
着差异ꎬ 这可能是由于人为因素引起的ꎬ 例如ꎬ
仪器或方法的误差 (Greilhuber和 Obermayerꎬ 1997ꎻ
Greilhuberꎬ 1998ꎬ 2005)ꎬ 也可能是由于次级代
谢产物的干扰 (Greilhuberꎬ 1986ꎬ 1988ꎻ Walker
等ꎬ 2006)ꎬ 还可能是实验室测定技术的差异
(Doležel 等ꎬ 1998)ꎬ 也可能是材料本身的异质
性 (Murrayꎬ 2005) 等ꎮ 值得注意的是ꎬ 大车前
不同居群 2C ̄值的差异也可能与其广泛的地理分
布相关ꎬ 不同居群其生境的异质性差异较大ꎬ 植
物为适应这种不同的生境而改变其核 DNA含量ꎮ
Rees和 Jones (1972) 曾提出高等植物物种的进
化和分歧常常和核 DNA 含量的变化密切相关ꎬ
从而支持上述结论ꎮ
本研究中ꎬ 染色体制片检测结果发现ꎬ 采自
西藏林芝地区林芝县和日喀则地区亚东县的平车
前居群均是四倍体ꎬ 其它平车前和大车前居群均
是二倍体ꎮ 2C ̄值鉴定结果发现 (表 2)ꎬ 四倍体
平车前居群的 2C ̄值约是二倍体平车前居群和二
倍体大车前居群 2C ̄值的 2 倍ꎬ 流式细胞术检测
结果与染色体制片检测结果一致ꎮ 而 Wong 和
Murray (2012) 报道了 P unibracteata Rahn (2n =
12x) 的 2C ̄值为 17 57 pgꎬ P udicola Meudt (2n
= 16x) 的 2C ̄值为 17 95 pgꎬ 后者比前者多了 24
条染色体ꎬ 但 2C ̄值并无差异ꎻ P lanigera Hook.
f. (2n = 2x) 和 P major L. (2n = 2x) 的 2C ̄值分
别为 3 91 pg和 1 59 pgꎬ P unibracteata 的 2C ̄值
分别是 P lanigera和 P major 的 4 49 倍和 11 05
倍ꎬ P udicola的 2C ̄值分别是它们的 4 59 倍和
11 29倍ꎬ 由此可见ꎬ 上述种间 2C ̄值和倍性之
间并无明显的关系ꎮ 因此ꎬ 流式细胞仪不能用来
估测车前属植物的倍性水平ꎮ
致谢 中国科学院昆明植物研究所陈家辉博士在种子采
集及标本鉴定方面提供帮助ꎻ 张春玲女士指导染色体实
验工作ꎮ
〔参 考 文 献〕
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