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Chromosome Numbers of Two Threatened Species of Betulaceae

桦木科两种濒危植物的染色体数目



全 文 :武汉植物学研究 2004,22(2):171~173
Journal of Wuhan Botanical Research
桦木科两种濒危植物的染色体数目
孟爱平,何子灿,李建强 ,徐立铭
(中国科学院武汉植物园,武汉 430074)
摘 要:首次对拌木科濒危物种普陀鹅耳枥和天 目铁木进行了细胞学研究。普陀鹅耳枥和天 目铁木的间期核和有
丝分裂前期染色体均分别为复杂染色中心型和中间型;普陀鹅耳枥的染色体数 目为 2n一14x=112,染色体大小介
于 0.230 m至 0.920 m之间。天目铁木的染色体数 目为 2n一2x=16,染色体大小为0.468 m至 1.150 m。以
上研究结果为濒危物种普陀鹅耳枥和天 目铁木的物种生物学及其濒危机制的研究提供了细胞学资料。
关键词:普陀鹅耳枥;天目铁木;桦木科;染色体数 目
中图分类号:Q942 文献标识码:A 文章编号 :1000—470X(2004)02—0171—03
Chromosome Numbers of Two Threatened Species of Betulaceae
MENG Ai—Ping,HE Zi—Can,LI Jian—Qiang ,XU Li—Ming
(Wuhan Botanical Garden.The Chinese Academy of Sciences.Wuhan 430074,China)
Abstract:A cytological study of threatened Carpinus putoensis Cheng and Ostrya reheriana Chun
was firstly made in this paper.The interphase nuclei and prophase chromosomes of C.putoensis
were categorized to be complex chromocenter type and interstitial type, respectively; the
metaphase chromosome number of C.putoensis was reported 2n= 1 4x= 1 1 2,ranging from
0.920 gm to 0.230 gm in length.The interphase nuclei and prophase chromosomes of O.reheri—
ana were categorized to be complex chromocenter type and interstitial type,respectively;the
metaphase chromosome number of 0.reheriana was reported 2n=2z=1 6,ranging from 1.1 5 m
to 0.468 gm in length.These results can supply the cytological evidence for the further research
on the biosystermatics and threatened mechanism of C.putoensis and O.reheriana two rare and
threatened species of Betulaceae.
Key words:Carpinus putoensis Cheng;Ostrya reheriana Chun;Betulaceae;Chromosome number
普陀鹅耳枥 Carpinus putoensis Cheng,隶属于
鹅耳枥属 Carpinus L.,桦木科 Betulaceae。鹅耳枥
属有 40余种,分布于北温带和北亚热带地区。我国
有 25种,15变种。该属植物的分布范围较广泛,几
乎遍布全国,但主要生长在较湿润的低海拔和中海
拔的山坡和河谷地带L】]。普陀鹅耳枥的分布范围极
为狭窄,仅见于浙江舟山群岛,模式标本采自普陀
岛[1]。根据调查资料,野生状态下的普陀鹅耳枥现在
仅在普陀山残存 1株,已处于极度濒危状态[引。鉴于
此,普陀鹅耳枥的物种保护引起植物学研究机构的
重视。杭州植物园、中国科学院南京植物园和武汉植
物园已经先后引种栽培了普陀鹅耳枥。目前已经报
道的有关鹅耳枥属植物染色体资料表明,该属的染
色体数目为 2n=16,32,64[引。吴泽民曾报道分布于
黄山的鹅耳枥C.vimivea Wal1.的染色体数 目2n=
30[

天 目铁木 Ostrya reheriana Chun,隶属于铁木
属 Ostrya Scop.,桦木科。
收稿日期:2003—06—11,修回日期;2003—09—04。
基金项目:中国科学院方向性项目(KSCX2一SW一104)资助。
作者简介 盂爱平(1968一),女.硕士研究生,现从事植物细胞分类学研究。
通讯作者(Author for correspondence)。
铁木属有 7种,分布于亚
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172 武 汉 植 物 学 研 究 第 22卷
洲东部、欧洲、北美洲和中美洲。我国有 4种,分布于
云南北部、贵州、四川1、湖南、湖北、陕西、甘肃、河北、
河南和浙江 。天目铁木仅分布于浙江天目山,生长
在海拔 170 1TI的山坡林缘。由于生境破坏严重 ,该
物种在原产地仅残存 5株,为濒危物种[2]。铁木属染
色体数 目均为 2n一16-3j。
笔者首次报道了普陀鹅耳枥和天 目铁木的染色
体数目,并对有丝分裂间期核和前期染色体形态进
行观察研究,为普陀鹅耳枥和天目铁木的物种生物
学以及其濒危机制的研究提供了细胞学资料。
1 材料与方法
实验材料取 自移栽于中国科学院武汉植物园稀
有植物专类园内的普陀鹅耳枥和天目铁木植株。凭
证标 本存 放于 中国科学 院武 汉植物 园标 本馆
(HIB)。于 4月上旬取普陀鹅耳枥和天目铁木幼嫩
的芽,剥去鳞片和幼叶,将枝端生长点部位在 0.1
的秋水仙碱和 8一羟基喹啉的混合液中预处理 3 h,
卡诺液固定 1 h,染色体制备采用去壁低渗法[5]。有
丝分裂间期核和前期染色体的类型按照 Tanaka的
标准划分[6 ]。
2 观察结果
2.1 天目铁木
在间期核中,异染色质形成许多染色比较深的
染色中央微粒 ,这些微粒形状不规则,散布全核(图
版 I:1)。这种间期核属于复杂染色中心型。
有丝分裂前期染色体的异染色质片段和常染色
质片段界限不明显,但可以区分开来(图版 I:2)。这
种有丝分裂前期染色体属于中间型。
有丝分裂中期细胞染色体数 目为 2n一2x一16
(图版 I:3)。染色体长度为 0.468"-1.150 m。
2.2 普陀鹅耳枥
普陀鹅耳枥的间期核和有丝分裂前期染色体分别
为复杂染色中心型(图版 I:4)和中间型(图版 I:5)。
有丝分裂中期细胞染色体数目为2n一14x=1 12
(图版 I:6,7)。染色体长度为0.230"-0.920 p.m。
3 讨论
桦木科染色体基数有 2种:桤木属 Alnus Mil、
桦木属 Betula L、榛属 Corylus L.为 z一14;鹅耳枥
属、铁木属、虎榛子属 Ostryopsis Decne.为 z=8[引。
铁木属有4种植物报道了染色体资料,它们均为
2n= 16E。 ]
。 本研究观察到的天目铁木染色体数目与
前人报道的铁木属其它植物染色体数 目是一致的。
鹅耳枥属有 14种植物报道了染色体资料,其中
仅该属的模式种桦木鹅耳枥C.betulus L.具有多倍
体系列 2n一32,64,其余的均为 2n一2x=16L3]。吴
泽民报道鹅耳枥 C.vimivea Wal1.的染色体数目2
一 30,值得进一步确证。我们观察到的普陀鹅耳枥染
色体数 目为 2n一14x=l12,这是迄今为止桦木科报
道的倍性最高的多倍体类型。普陀鹅耳枥是一个在
地理分布上孤立的物种,在系统分类上,普陀鹅耳枥
属于鹅耳枥组 Section Carpinus、云南鹅耳枥亚组
Subsection Monbeigianae(Hu)P.C.Li。从外部形
态特征分析,普陀鹅耳枥的近缘种是分布于云南东
南部和贵州西南部的贵州鹅耳枥 C.kweichowensis
Hu[
。 普陀鹅耳枥目前仅在浙江舟山群岛普陀山残
存 1株,而且,舟山群岛上没有其它鹅耳枥属植物分
布,暗示隔离分化是普陀鹅耳枥物种形成的主要原
因。14倍体的普陀鹅耳枥物种形成后在生殖选择和
生态选择上遭遇了难以克服的困难,居群内植株个
体的增长缓慢。从现有资料来看,植物多倍体的起
源无外乎 3种途径,即合子染色体加倍 ,分生组织的
染色体加倍和配子染色体没有减数而造成的染色体
加倍[10]。因此,普陀鹅耳枥 14倍体的形成过程是一
个值得进一步研究的课题。
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天目技术和普陀鹅耳栖染色体的显微结构
1~3.天日铁木(×4 080):1.间期桉}2.前期-3.中期。4~7.普陀鹅耳枥(X 2 SO0):4.间期棱f 5.前耀f 6.7.中期
PhotomtcrogrBphs。f chromosomes in Ostrya reheHana Chun and Carplnus putoensis Cheng
1— 3.O~trya reheriana Chun(× 4 080)j 1.Interphase nucteif 2.Prophase}3.Metaphase.4— 7.Carpinu~putoensi~
Cheng(× 2 500):4.Interphase nuclei‘5.Prophase‘5,7.Metaphase
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