全 文 ：文章编号: 1007-0435( 2006) 04-0387-03
黄顶菊染色体数目及核型分析(简报)
时丽冉, 高汝勇, 芦站根, 郑云翔, 牛玉璐
(衡水学院生命科学系, 河北 衡水 053000)
关键词: 黄顶菊; 染色体; 核型
中图分类号: S812; Q943 文献标识码: A
The Chromosome Number and Karyotype Analysis of Flaveria bidentis
SHI Li-ran, GAO Ru-yong, LU Zhan-gen, ZHENG Yun-xiang , NIU Yu-lu
( Department o f L ife Science, Hengshui Normal Co lleg e, Hengshui, Hebei P ro vince 053000, China)
Key words : Flaver ia bidentis; Chromosome; Kar yotype
黄顶菊( Flav eria bident is ( L . ) Kuntze)是最近出
现在河北省衡水市衡水湖湿地国家级自然保护区、天
津市、廊坊等华北地区的一种外来入侵植物,原产南美
洲,后扩散到美洲中部和南部,在非洲和欧洲也有部分
分布,亚洲的日本也有发现 [ 1]。经有关专家鉴定属于菊
科堆心菊族黄顶菊属,为一年生草本,株高150 cm 左
右,茎多汁近肉质。该种植物为蝎尾状聚伞花序,花冠
黄色, 产种量极高, 成熟后种子为2～2. 5 mm黑色瘦
果。高贤明等对其形态特征及生理特征做了详细介
绍[ 2]。黄顶菊属于入侵性极高的杂草, 光合效率高, 喜
光照,耐盐碱,喜湿润, 尤其偏爱干扰后的生境。常生长
于废弃的厂矿、工地、滨海等富含矿质和盐分的土地
中。在衡水湖湿地保护区,靠近湖边的码头、道路两旁,
附近的农田都有分布。并且该植物分布的区域明显抑
制了其它植物群落的生长。经调查发现该植物在衡水
市正以极快的速度蔓延,对农业生态系统有极大的破
坏性[ 3]。关于黄顶菊侵入我国的途径,猜测极有可能是
搭载进口种子进入我国。关于黄顶菊的染色体数目和
核型国内尚无相关报道,国外资料报道黄顶菊属植物
染色体基数n= 18[ 4] ,本文的研究旨在提供黄顶菊的染
色体数目和核型资料,为这种新发现的外来入侵植物
的系统研究提供细胞学证据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
黄顶菊种子于2005年11月在衡水湖湿地保护区
采集。
1. 2 试验方法
将种子用滤纸法发芽, 待胚根伸出1～2 cm时用
0. 02%秋水仙素在25℃处理2 h 后,蒸馏水冲洗干净,
用卡诺氏固定液(无水乙醇∶冰醋酸= 3∶1)固定 24
h,在 75%乙醇保存备用。用前经蒸馏水漂洗, 以 1
moL/ L 盐酸60℃处理10 m in, 蒸馏水洗净后,以改良
品红染色30～60 m in, 常规方法压片,选择分散良好的
中期染色体在油镜下拍照分析。染色体计数至少观察
统计50个完整的中期分裂相。核型分析至少测量5个
细胞的染色体。核型分析按李懋学等( 1985)确定的标
准[ 5]。染色体的相对长度、臂比及类型按 Leven 等
( 1964)命名系统 [ 6]。核型类型参照Stebbins( 1971)标
准[ 7]。凭证标本保存于衡水学院生命科学系细胞生物
学实验室。
2 结果与分析
2. 1 染色体数目
根据黄顶菊大量根尖细胞染色体压片的观察, 选择
其中 50个分散良好的中期染色体统计数目,确定其体
细胞染色体数目为36条, 占计数细胞的92%,没有发现
非整倍体和多倍体现象。也没有发现B染色体(图1)。
收稿日期: 2006-02-20;修回日期: 2006-08-22
基金项目:河北省科技厅科技攻关项目( 06220159)
作者简介:时丽冉( 1970-) ,女,讲师,硕士,主要从事植物抗性生理及细胞学研究, E -mail : S LR701212@ 163. com
第14卷 第 4期
Vo l. 14 No . 4
草 地 学 报
ACT A AGRESTIA SIN ICA
2006年 12 月
Dec. 2006
图1 黄顶菊中期染色体
F ig . 1 Chrom osome met aphase o f Flaver ia bid entis
2. 2 染色体长度组成及核型分析
取5个形态清晰、分散良好的染色体图象拍照, 将
镜台测微尺在同等条件下拍照, 测量染色体的长度, 取
平均值,计算臂比,确定类型,具体参数见表1。黄顶菊
的染色体核型公式为K ( 2n) = 2x= 36= 24 m+ 8sm+
4st(图2、3)。其中中部着丝点染色体( m)为12对,近中
部着丝点染色体( sm )为 4对, 近端部着丝点( st )为 2
对,无随体染色体。染色体总长 81. 16 m, 平均长度
2. 25 m,属较小类型染色体。染色体长臂总长 25. 2
m,根据Arano[ 8]的计算方法,黄顶菊染色体的不对称
系数为62. 1% ,为较不对称类型。染色体中最长和最短
的染色体比值为3. 01, 臂比大于2∶1的染色体为5对,
占染色体总数的27. 78% ,根据Stebbins [ 6]的“不对称
核型分析”分类标准,应属于“2B”型。
图2 黄顶菊核型图
F ig . 2 Karyo types o f F . bidentis kuntze chromosome
表1 黄顶菊染色体参数
T able 1 Chrom osome parameter of F . bidentis( L . ) Kuntze
序号
No.
染色体绝
对长度
Chromosome
length
( m)
染色体
相对长度( % )
C hromosome
relat ive
len gth( % )
臂比
(长臂/短臂)
Arm rat io
类型
T ype
1 1. 79+ 1. 57= 3. 36 3. 22+ 2. 83= 6. 05 1. 14 m
2 1. 87+ 1. 39= 3. 25 3. 37+ 2. 51= 5. 88 1. 34 m
3 1. 62+ 1. 12= 2. 74 2. 92+ 2. 02= 4. 94 1. 45 m
4 1. 87+ 0. 86= 2. 73 3. 36+ 1. 55= 4. 91 2. 17 sm
5 1. 53+ 1. 14= 2. 67 2. 75+ 2. 05= 4. 80 1. 34 m
6 1. 79+ 0. 84= 2. 63 3. 22+ 1. 51= 4. 73 2. 13 sm
7 1. 51+ 0. 86= 2. 37 2. 72+ 1. 54= 4. 26 1. 77 sm
8 1. 36+ 0. 92= 2. 28 2. 45+ 1. 66= 4. 11 1. 48 m
9 1. 40+ 0. 85= 2. 25 2. 52+ 1. 53= 4. 05 1. 65 m
10 1. 31+ 0. 78= 2. 09 2. 35+ 1. 41= 3. 76 1. 67 m
11 1. 24+ 0. 73= 1. 97 2. 23+ 1. 31= 3. 54 1. 70 m
12 1. 04+ 0. 91= 1. 95 1. 88+ 1. 63= 3. 51 1. 15 m
13 1. 09+ 0. 85= 1. 94 1. 96+ 1. 53= 3. 49 1. 28 m
14 1. 08+ 0. 80= 1. 88 1. 94+ 1. 44= 3. 38 1. 35 m
15 1. 13+ 0. 73= 1. 86 2. 03+ 1. 32= 3. 35 1. 54 m
16 1. 23+ 0. 56= 1. 79 2. 21+ 1. 01= 3. 22 2. 19 sm
17 1. 40+ 0. 30= 1. 70 2. 52+ 0. 54= 3. 06 4. 67 st
18 0. 94+ 0. 18= 1. 12 1. 69+ 0. 32= 2. 01 5. 28 st
图3 黄顶菊核型模式图
F ig . 3 Idiog rams o f F . bidentis kuntze chromosome
3 讨 论
3. 1 植物染色体的数目形态等是最稳定的细胞学特征
之一, 染色体的大小、形态和结构具有多样性,在不同分
类群核型各异,这不仅表现在科间、亚科间、属间、种间,
也表现在同种的不同居群中。核型分析可为研究生物的
系统发育和近缘关系提供依据。与单纯的形态分类相
388 草 地 学 报 第 14卷
比, 染色体数据可以解决常规形态分类难以解决的问
题[ 9]。在植物体细胞染色体的鉴别中, 主要是以其全长、
臂长、着丝点位置和特殊的结构如随体为依据的[ 10]。植
物染色体的核型、类型等也是表明该物种系统演化位置
以及和相近种的亲缘关系的重要依据。本实验的研究结
果表明,黄顶菊的体细胞染色体数目为2n= 36,核型公
式K( 2n) = 2x= 36= 24m+ 8sm+ 4st ,与国外有关黄顶
菊属植物染色体基数n= 18一致, 表明入侵后的黄顶菊
染色体数目还没有发生变异,还没有和本土植物发生杂
交。染色体绝对长度变异范围3. 36～1. 12 m,不对称
系数62. 1% ,属于较不对称类型, 一般认为染色体对称
的植物为原始类型,不对称者属进化类型, 因此黄顶菊
在进化程度上属于较进化类型。
3. 2 目前我国已知的外来入侵植物种类已达380 余
种, 如紫茎泽兰 (紫茎兰属( Risley i ) 植物)、水花生
( A lternanthera philox eroides ( Mart . ) )、水 葫 芦
( Eichhornia cr assip es solms)等外来入侵种已对我国
的生态系统安全和生物多样性造成了很大影响, 甚至
导致经济损失,威胁人类安全。因此我们必须提高警
惕,在对外来入侵野生植物黄顶菊进行形态特征描述、
生态学调查、生理学深入研究的同时,对该种植物的核
型进行系统的研究, 确定其染色体数目及类型, 从细
胞学、遗传学角度对这种外来入侵种进行研究。黄顶菊
花期长, 产种量巨大,每株植物估计可产种子 20 000
颗,其花期与当地菊科植物土著种交叉重叠,极易发生
属间杂交[ 2]。因此应采取尽可能的措施防止其在新的
栖息地与本土菊科植物发生属间杂交, 避免产生新的
危害更大的物种, 对防治和根除黄顶菊具有重要意义。
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(责任编辑 孙 彦)
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