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三种木莲属(木兰科)植物的核型研究



全 文 :三种木莲属(木兰科)植物的核型研究!
孟爱平,何子灿,李建强!!,王恒昌
(中国科学院武汉植物研究所!武汉植物园,武汉 #$$%)
摘要:为探讨巴东木莲(!#$%&’(& )(*#$’#+&+)的分类学地位,对巴东木莲以及它的近缘种
红花木莲(! & &#+&$#&+)和乳源木莲(! & ,*,*#’#+&+)进行了核型研究。乳源木莲和巴东木莲
的核型公式为 ’( ) #*(’+,-). +*,红花木莲的为 ’( ) #’* . /+*(’+,-)。结合前人的研究
说明木莲属的核型比较稳定,核型不对称性均为较对称的 ’0型,只是在核型不对称系数、
染色体相对长度、最长染色体与最短染色体比值等方面有细微差异。红花木莲和巴东木莲的
核型为首次报道。核型分析结果不支持将巴东木莲归并到红花木莲中的分类学处理。
关键词:木莲属;核型分析;巴东木莲;分类地位
中图分类号:1 2# 文献标识码:3 文章编号:$’4# 5 ’%$$(’$$)$# 5 $#6% 5 $
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木莲属 !#$%&’(& 0RS 为木兰科 7,>(IR;,MF,F的原始类群,全世界约 #$余种,分布亚洲热
带、亚热带,我国有 ’’种,产于长江流域以南,为常绿阔叶林的主要树种(刘玉壶,622/)。
木莲属的细胞学研究,国内外有一些报道(D,P,(;,624’;陈升振等,62Z;陈瑞阳等,
62Z4,62Z2;:IRKVR,--,62ZZ;陈忠毅等,62Z2,622$;李秀兰等,622%),除李秀兰等(622%)
作了部分种的核型比较外,其他大部分仅为染色体数目报道。巴东木莲 ! & )(*#$’#+&+ ?H的
云 南 植 物 研 究 ’$$,9:(#):#6% [ #’$
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!
!! 通讯作者 8 5 *,;R:\;,(];,(>R^GI-*,;R& MI*
收稿日期:’$$# 5 $2 5 ’’,’$$# 5 6$ 5 ’2接受发表
作者简介:孟爱平(62/Z 5)女,硕士研究生,主要从事植物系统分类学研究。
基金项目:中国科学院知识创新工程重要方向性项目(X_A‘’ 5 _E 5 6$),武汉植物园创新工程所长基金
($6$#46$Z)
分布区位于木莲属植物分布区的最北缘,该种的分类学地位是一个有争议的问题。本文对
巴东木莲及其近缘种乳源木莲 ! ! ##$%&%’(’ #$和红花木莲 ! ! (%’()%(’(%#&& ’)(& ’ 进行核
型分析,旨在利用核型资料探讨巴东木莲与红花木莲和乳源木莲之间的亲缘关系,并逐步完
善补充木莲属的染色体核型资料。除乳源木莲外,红花木莲和巴东木莲的核型为首次报道。
! 材料和方法
实验材料红花木莲和乳源木莲取自中国科学院武汉植物园内,巴东木莲采自湖北巴东。凭证标本保
存在中国科学院武汉植物研究所标本馆()*()。
取茎尖顶端分生组织在 +!,-的秋水仙碱和 . /羟基喹啉的混合液中预处理 0!1 2,卡诺液(冰醋酸 3
纯酒精 4 ,35)固定 +!1 2。染色体制备采用去壁低渗法(陈瑞阳等,,676),火焰干燥制片,89:;<#染色,
:9=>显微镜观察,镜检,并进行染色体计数和拍照。核型分析的项目、标准和方法参照常规的植物核型
分析方法(李懋学和陈瑞阳,,6.1)。
结果
体细胞染色体数目均为 0? 4 5.,染色体基数 @ 4 ,6,与整个木兰科染色体基数一致。
表 ,和图 ,为核型特征和数据结果。
乳源木莲和巴东木莲的核型公式为 0? 4 5A;(0<#=)B A<;,红花木莲的为 0? 4 50; B
C<;(0<#=)。它们的核型不对称性均为较对称的 0(型,其核型图如图 ,:(,D,E所示。
表 ! 木莲属 #种植物的核型参数
F#G&: , F2: H#IJK=JL: M#=# KN =2I:: ! ! ##$%&%’(’ ! ! (%’()%(’ ! ! ,$+#%)&%’(’
0? 4 5. 4 5A;(<#=)B A<; 0? 4 5. 4 50; B C<;(0<#=) 0? 4 5. 4 5A;(0<#=)B A<;
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0 7!17 ,!,6 ; 7!A. ,!+A ; 7!+0 ,!AA ;
5 C!77 ,!A0 ; 7!+, ,!,0 ; C!., ,!17 ;
A C!7, ,!,6 ; C!5, ,!06 ; C!.+ ,!+6 ;
1 C!5, ,!1C ; C!+A ,!.1 <; C!AA ,!,, ;
C C!,7 ,!,5 ; 1!5C ,!5C ; 1!6A ,!1+ ;
7 1!07 ,!A. ; 1!06 0!C+ <;! 1!0, ,!0C ;
. A!66 ,!0A ; 1!+0 ,!57 ; 1!+1 0!56 <;
6 A!.5 ,!,C ; A!6. ,!5. ; A!.. ,!,+ ;
,+ A!75 ,!A+ ; A!76 ,!AA ; A!.7 ,!5. ;
,, A!1. ,!,C ; A!1. ,!AA ; A!70 ,!06 ;!
,0 A!A5 ,!A1 ; A!11 ,!56 ; A!C6 ,!5C ;
,5 A!A5 ,!00 ;! A!10 ,!5, ; A!C0 ,!+C ;
,A A!51 0!0. <; A!50 ,!AA ; A!A7 ,!0C ;
,1 A!5+ ,!,, ; A!0C ,!,1 ; A!A5 ,!0A ;
,C A!05 ,!+7 ; A!,7 ,!00 ; A!5A ,!CA ;
,7 A!,1 ,!1+ ; A!,1 ,!5. ; A!+5 ,!7A <;
,. A!,+ ,!,. ; A!+7 ,!6A <; A!++ ,!,C ;
,6 A!+1 0!,5 <; 5!.7 ,!51 ; 5!.+ ,!51 ;
VK=::P*:#TU:LK<9=9K? KN O:?=IK;:I:;! <#=YO2IK;K.,5 云 南 植 物 研 究 0C卷
乳源木莲中期染色体如图 !:,#所示,第 !$和 !%对为 &’染色体,其它为 ’染色
体,第 !(对具一对随体。其核型不对称系数为 )$*((,最长与最短染色体长度比为 +*,-。
红花木莲中期染色体如图 !:.,/,第 -、0、!1对为 &’染色体,其它为 ’染色体,第 0
对染色体上有一对随体。核型不对称系数为 -1*,+,最长与最短染色体长度比为 +*$%。巴
东木莲中期染色体如图 !:2,3,第 1和 !0对为 &’染色体,第 !!对具随体。其核型不对
称系数为 -0*+,,最长与最短染色体长度比为 +*!-。
图 ! 4 #5 乳源木莲 ,中期;#,核型图;. 4 /5 红花木莲 .,中期;/,核型图;2 4 35 巴东木莲
2,中期;3,核型图。 (所有照片 -!’标尺长度等于 1 ’’)
3675 ! 4 #5 ! * ##$%&%’(’ ,89:;<=;&9;#,>;?@A:@<95 . 4 /5 ! * (%’()%(’ 5 .,89:;<=;&9;/,>;?@A:@<95
2 4 35 ! * *$+#%)&%’(’ 5 2,89:;<=;&9;3,>;?@A:@<95 (3A? ;BB C67D?9&,; -!’ &E;B9 F;? 6& 1 ’’)
%!((期 孟爱平等:三种木莲属(木兰科)植物的核型研究
! 讨论
乳源木莲、巴东木莲和红花木莲核型不对称性均为较对称的 !型,这与前人的研究
结果一致(李秀兰等,#$$%),说明木莲属的核型比较稳定。乳源木莲和巴东木莲的核型公
式为 !& ’ ()*(!+,-). )+*,红花木莲为 !& ’ (!* . /+*(!+,-)。可见前两种比较接近,而与
后一种有一定差异。012& 3 455-2655*(#$$()认为红花木莲分布非常广泛,其叶的大小和形
态、花的颜色和大小在不同分布区表现出不同的变异,因此主张将巴东木莲归并到红花木莲
中。刘玉壶(#$$/)则认为巴东木莲作为独立的一个物种处理比较合适。染色体核型研究结
果表明,相比较而言,红花木莲多了一对 +*染色体,且一对随体在 +*染色体上;而巴东木
莲和乳源木莲的一对随体在 *染色体上。即巴东木莲和乳源木莲的亲缘关系更近,而与红
花木莲的亲缘关系较远,因此不支持将巴东木莲归并到红花木莲中。巴东木莲与红花木莲在
外部形态学上的区别是明显的:(#)红花木莲叶上面无毛,下面中脉被红褐色柔毛或散生平
伏微毛;巴东木莲叶两面无毛;(!)红花木莲花被片外轮 (片褐色,腹面染红色或紫红色,
中内轮花被片乳白色染粉红色;巴东木莲花被片白色;(()红花木莲雄蕊长 #7 8 #9 **,两
药室稍分离,药隔伸出成三角尖;巴东木莲雄蕊长 / 8 9 **,药室基部靠合,有时稍分开,
药隔伸出成钝尖头;())红花木莲雌蕊群圆柱形,长 : 8 / ;*,心皮露出部分具浅沟;巴
东木莲雌蕊群圆锥形,长约 ! ;*,雌蕊背面无纵沟纹(刘玉壶,#$$/)。
乳源木莲和巴东木莲在核型不对称系数、随体的位置、最长与最短染色体长度比等方
面有细微差异,说明染色体结构还是发生了不是很明显的趋异分化,使其保持种间差异。
〔参 考 文 献〕
刘玉壶,#$$/ < 木兰科 < 中国植物志第 (7卷第 #分册[=]< 北京:科学出版社,9:—#7/
012& >,455-2655* ?@,#$$(< 45-2+ 5& =,A&5BC,;2,2 ! < D12 =,A&5BC,;2,2 5E 01C&,[F]< ! #$%%&’($ )&* +,(-,#:#797
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012& PI(陈瑞阳),012& KQ(陈祖耕),>C R>(李秀兰), .* ,/,#$9:< 01L5*5+5*2 &N*62L+ 5E +5*2 +O2;C2+ C& -12 E,*CBS
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012& PI(陈瑞阳),G5&A JT(宋文芹),>C R>(李秀兰), .* ,/,#$%$< U &2H *2-15M E5L OL2O,LC&A *C-5-C; ;1L5*5+5*2+ EL5*
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012& KI(陈忠毅),>,H IJ(刘玉壶),012& GF(陈升振), .* ,/,#$$7 < 01L5*5+5*2 M,-, 5E +5*2 01C&2+2 *,A&5BC,;25N+
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7/$.*$, C& 01C&,[F]< !0*, 10$.*$,(’; ),*’(,/$’; <,=,$.%$%(南开大学学报(自然科学)),!#()):#7$—##!
>C =R(李懋学),012& PI(陈瑞阳),#$9: < U +NAA2+-C5& 5& -12 +-,&M,LMC\,-C5& 5E Y,LS5-SO2 ,&,BS+C+ C& OB,&-+[F]< 9 >’3,
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