全 文 ：第20卷　第6期
　Vol.20　 No.6
草　地　学　报
ACTA AGRESTIA SINICA
　　　　　 2012年 11月
　 Nov.　　2012
苣荬菜染色体特征研究
时丽冉1,郑博颖1,李明哲2∗
(1.衡水学院生命科学系,河北 衡水　053000;2.河北省农林科学院旱作农业研究所,河北 衡水　053000)
摘要:苣荬菜(SonchusarvensisL.)属菊科苣荬菜属,是一种野生药食两用植物。采用低温处理法处理苣荬菜种子
根尖,对苣荬菜染色体特征进行定量分析。结果表明:苣荬菜的体细胞染色体数目为18条,并得出其核型公式为
K(2n)=2x=10m+8sm,核型分类属于2A型。研究结果将为苣荬菜的细胞遗传学研究提供基础依据。
关键词:苣荬菜;染色体;低温预处理;核型分析
中图分类号:Q813;Q943　　　　文献标识码:A　　　　　文章编号:1007-0435(2012)06-1139-04
StudyonChromosomeCharacterofSonchusarvensisL.
SHILi-ran1,ZHENGBo-ying1,LIMing-zhe2∗
(1.DepartmentofLifeScience,HengshuiUniversity,Hengshui,HebeiProvince053000,China;
2.DryLandFarmingInstitute,HebeiAcademyofAgriculturalandForestryScience,Hengshui,HebeiProvince053000,China)
Abstract:SonchusarvensisL.,amedincine-foodwildplant,andbelongstoCompositae(Asteraceae).The
chromosomalnumberandkaryotypeofSonchusarvensisL.roottipcelswerestudiedwithlowtempera-
turepretreatment.ResultsshowedthatthechromosomalnumberofsomaticcelsofSonchusarvensisL.
was18(2n).KaryotypeformulawasK(2n)=2x=10m+8sm.Andkaryotypicclassificationwas2Atype.
ThisstudyprovidedabasisforthecytogeneticstudyofSonchusarvensisL..
Keywords:SonchusarvensisL.;Chromosome;Lowtemperaturepretreatment;Karyotypeanalysis
　　苣荬菜(SonchusarvensisL.)又名苦菜、牛舌
头、苦葛菜、取麻菜等,属菊科多年生草本植物[1],广
泛分布于我国西北、华北、东北等地。苣荬菜营养成
分极其丰富,含有丰富的钙、镁、锰、钛、硒和锌等多
种无机元素。苣荬菜还有较高的药用价值,据中药
大辞典记载,苣荬菜具有清热解毒、活血化淤、化腐
生肌等功能,用于治疗肠痈、疮疥及产后淤血、腹痛
等症,并具有降血压和降胆固醇作用、抗菌作用、抗
心率失常作用、抗肿瘤作用、治肝和保肝作用[2]。苣
荬菜集观赏、食用、药用于一身,并且具有很强的抗
旱能力,是一种兼有重要的生态和经济价值的野生
植物[3]。
植物的染色体数目与核型是对染色体的各种特
征进行定性和定量描述的一种基本方法,对研究植
物系统演化,物种之间的亲缘关系、起源、进化与分
类,远缘杂交及遗传工程中的染色体鉴别具有重要
意义[4]。一个物种的核型反映了其染色体水平上的
整体特征,研究和比较物种的核型有助于判断和分
析物种间的遗传距离和亲缘关系[5-6]。
前人曾对苣荬菜进行过营养价值、化学成分等
研究[7-8],但是目前还没有见到关于苣荬菜染色体特
征的报道。本试验旨在通过对苣荬菜的染色体数
目、特征进行定性和定量分析,从细胞学和遗传学的
角度为苣荬菜的研究提供基础依据。
1　材料与方法
1.1　试验材料
苣荬菜种子于2010年10月采自于衡水湖国家
级湿地自然保护区梅花岛。
1.2　试验方法
将苣荬菜种子用0.1%HgCl2消毒10 min,清
收稿日期:2012-05-02;修回日期:2012-06-20
基金项目:河北省科学技术研究与发展计划项目(07220118)资助
作者简介:时丽冉(1970-),女,河北深县人,硕士,副教授,主要从事植物抗性生理和细胞学研究,E-mail:slr701212@163.com;∗通信作
者 Authorforcorrespondence,E-mail:limingzhe1976@yahoo.com
草　地　学　报 第20卷
水冲洗干净,放入铺有湿润滤纸的培养皿中于25℃
恒温箱内发芽。待胚根伸出0.5~1cm时剪下,采
用低温处理法(0~4℃)处理12h左右。然后用卡
诺氏固定液对根尖固定2~24h,75%乙醇保存备
用。用 前 将 根 尖 用 蒸 馏 水 漂 洗 3 次,浸 泡 在
1mol·L-1盐酸中60℃处理6min,目的是为了软
化、解离细胞壁和果胶层,使压片时细胞间彼此容易
分离,得到染色体分散良好的细胞。染色液采用改
良品红,染色30min,常规方法压片。选择染色体
分散良好的中期细胞用LeicaDME显微镜数码摄
像系统(徕卡仪器有限公司)拍照分析,选择图像清
晰且染色体不重叠的照片进行染色体计数,至少观
察统计50个完整的中期分裂相。进行核型分析时
至少测量5个分散良好的细胞。核型分析按李懋学
等[9]确定的标准进行。染色体的相对长度、臂比及
类型按Leven等[10]的命名系统测定。核型类型参
照Stebbins[11]的分类标准进行。
2　结果与分析
2.1　苣荬菜染色体数目和核型图
2.1.1　苣荬菜染色体数目分析　染色体数目是植
物最基本也最稳定的遗传学特征。通过观察苣荬菜
的根尖细胞染色体压片,选择50个分散良好的中期
分裂相进行染色体数目统计,确定苣荬菜体细胞染
色体数目为2n=18条,占计数细胞的90%。李懋
学等[9]在核型分析标准化问题中提出,85%以上的
细胞具有恒定一致的染色体数目时,即可认为是该
植物的染色体数目。
2.1.2　苣荬菜染色体核型图　一般取5个以上染
色体分散良好的中期细胞在油镜下进行显微照相,
得到中期染色体图(图1)。根据染色体的长度、臂
比、着丝粒的位置、随体的有无和位置等进行同源染
色体的配对、排列,得到染色体核型图(图2)。
2.2　苣荬菜染色体长度组成及核型分析
2.2.1　苣荬菜核型公式的确定　通过对5个苣荬菜
中期根尖细胞染色体进行测量,将得到的染色体的长
臂和短臂的数据分别求平均值(表1)。由表1可知,
苣荬菜有5对中部着丝点染色体,有4对近中部着丝
点染色体,且染色体长度普遍比中部着丝粒染色体
短。得出苣荬菜的核型公式为K(2n)=2x=10m+
8sm,染色体相对长度变化范围为7.46~12.99;用长
臂/短臂求得臂比值,臂比值变化于1.28~2.42之
间。只有第7对和第9对染色体的臂比值大于2,仅
占染色体总数的22%。最长染色体与最短染色体的
比值为1.74,核型不对称系数为62.02。按照Steb-
bins的核型分类标准其核型属于2A型。
图1　苣荬菜中期染色体图
Fig.1　ChromosomemetaphaseofSonchusarvensisL.
图2　苣荬菜核型图
Fig.2　KaryotypesofSonchusarvensisL.
2.2.2　苣荬菜核型模式图的制作　根据表1所列
各染色体的相对长度,绘制核型模式图。横坐标为
染色体序号,纵坐标表示染色体相对长度。着丝粒
的位置统一位于纵坐标的“0”点位置。核型模式图
比较直观地体现了染色体组中各对染色体的形
态[12]。将整理好的数据用 Excel软件处理并作
图[13],得到苣荬菜的核型模式图(图3)。
3　讨论与结论
核型分析中对材料的预处理有物理方法和化学
方法。化学方法是将试验材料在化学药品中浸泡,
如低浓度的秋水仙素溶液、饱和的对二氯苯水溶液、
低浓度的8-羟基喹啉溶液、α-2溴荼的饱和水溶液
等,都可以用来处理试验材料使细胞停留在分裂的
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第6期 时丽冉等:苣荬菜染色体特征研究
表1　苣荬菜染色体参数
Table1　ChromosomeparameterofSonchusarvensisL.
染色体序号
ChromosomeNo.
染色体相对长度
Chromosomerelativelength/%
S+L=T
臂比(长臂/短臂)
Armratio
(L/S)
类型
Type
1 5.28+7.71=12.99 1.46 m
2 5.00+7.80=12.80 1.56 m
3 4.58+8.09=12.68 1.77 sm
4 4.59+7.54=12.13 1.64 m
5 5.13+6.59=11.72 1.28 m
6 4.33+5.94=10.28 1.37 m
7 2.93+7.08=10.00 2.42 sm
8 3.67+6.26=9.94 1.71 sm
9 2.47+4.99=7.46 2.03 sm
表2　苣荬菜核型特征
Table2　KaryotypefeaturesofSonchusarvensisL.
核型公式
Karyotype
formula
最长/最短染色体
Longest/Shortest
chromosomes
核型不对称系数
Asymmetryindex
ofKaryotype/%
核型类型
Karyotype
type
K(2n)=2x=10m+8sm 1.74 62.02 2A
中期,以积累中期分裂相。物理方法是用低温对试
验材料进行一定时间的处理,低温环境通常是0~
4℃,常用的办法是在冰水混合物中处理材料。低温
环境能阻断微管的延长,因此能抑制由微管组装成
的纺锤体的形成,使有丝分裂的细胞停止在中期,得
到大量的中期分裂相[14]。冰水混合物提供低温环
图3　苣荬菜核型模式图
Fig.3　IdiogramsofSonchusarvensisL.
境不仅操作简单,而且也环保。并且使用物理方法
处理的试验材料避免了化学药剂使染色体缩短的弊
端。
在植物分类及系统演化等研究中,染色体核型
是重要的细胞学依据。根据苣荬菜核型公式K(2n)
=2x=10m+8sm可知,苣荬菜的体细胞染色体数
目为18条,无随体存在,只有中部着丝粒和近中部
着丝粒染色体,苣荬菜的核型为2A型,为对称型,
Stebbins的核型分类标准中,1A为最对称的核型,
4C为最不对称型,A型比C型原始。按照核型进
化的观点,核型的对称性越低其进化程度越高。整
个植物界的核型进化具有从对称向不对称发展的趋
势,较对称的核型一般见于系统演化上处于比较古
老或原始的植物,而在衍生的或进化的较高级植物
中往往具有不对称核型[11]。吴甘霖[15]指出核型分
析等细胞学资料多应用于讨论种和种以下类群的划
分,在大多数情况下对说明各属是同质还是异质,是
近亲还是远亲有很大的价值。根据以往对植物染色
体特征的众多研究,一般认为在植物界中,同一属植
物的染色体数目往往呈现一致或倍性关系,如锦鸡
儿属(CaraganaFabr.)植物染色体为2n=16或
32[16]。苹果属(MalusMiu.)22种37个类型的苹
果属植物染色体有2n=34,2n=51,2n=68这3种
类型,为17的2倍、3倍、4倍关系[17]。紫苏属(Pe-
rillaL.)植物染色体数均为2n=40[18]。
苣荬菜属植物全世界约50种,我国有8种,分
别为花叶滇苦菜(Sonchusasper(L.)Hil)、沼生苦
苣菜(SonchuspalustrisL.)、苦苣菜(Sonchusoler-
aceusL.)、南苦苣菜(SonchuslingianusShih)、苣
荬菜(SonchusarvensisL.)、全叶苦苣菜(Sonchus
transcaspicus Nevski)、长 裂 苦 苣 菜 (Sonchus
brachyotusDC.)、短裂苦苣菜(Sonchusuliginosus
M.B.)。但目前还未见到有关本属植物染色体特
征的报道,苣荬菜属其他植物染色体数目是否一致
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草　地　学　报 第20卷
或呈倍性关系,还有待于进一步研究。
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(责任编辑　李美娟)
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2012-05-31
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