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Chromosome Numbers and Karyotypes of Three Zelkova Species

三种榉属植物染色体数目及核型分析



全 文 :三种榉属植物染色体数目及核型分析?
何 平1 ,2 , 金晓玲1 , 3
( 1 中南林学院环境艺术设计学院 , 湖南 长沙 410006 ; 2 中国国际工程咨询公司 , 北京 100044;
3 浙江师范大学环境与生命科学学院 , 浙江 金华 321004 )
摘要 : 报道了我国 3 种榉属 ( Zelkova) 植物核型。结果如下 : 大叶榉 ( Z. schneideriana
Hand .-Mazz .) 2n= 2x= 28 = 14m+ 14sm; 光叶榉 ( Z. serrata (Thunb .) Makino) 的核型公式为
2n= 2x = 28 = 26m+ 2sm, 1、 2、3 对染色体的短臂上有次缢痕存在 ; 大果榉 ( Z. sinica
Schneid) 的核型公式为 2n= 2x= 28 = 20m+ 8sm。
关键词 : 榉属 ; 染色体数目 ; 核型
中图分类号 : Q 943 文献标识码 : A? 文章编号 : 0253 - 2700 (2005) 05 - 0534 - 05
Chromosome Numbers and Karyotypes of Three
Zelkova Species
HE Ping
1 , 2
, J IN Xiao-Ling
1 , 3
(1 Central South Forestry University, Changsha 412006 , China; 2 China International Engineering Consulting
Corporation, Dept . Agriculture, Forestry and Water, Beijing 100044 , China;
3 Zhejiang Normal University, Jinhua 321004 , China)
Abstract: The chromosome numbers and karyotypes of three Zelkova Species from China are reported for
thefirst time . The results are as follows: Z. schneideriana Hand .-Mazz ., 2n = 2x= 28 = 14m+ 14sm;
Z. serrata (Thunb .) Makino, 2n= 2x= 28 = 26m+ 2sm; Z. sinica Schneid, 2n= 2x= 28 = 20m+ 8sm .
Key words: Zelkova; Chromosome number; Karyotype
榉属由 Spach于 1841 年首先建立 , 并置于荨麻科 (Urticaceae) 中。该属植物以乔木、
雌雄同株、叶互生具齿 , 羽状脉、托叶分离、花被 4~5 裂片与雄蕊同数、子房无柄、核
果等共有形态特征组成的明显的单系类群 ( Wang等 , 2001 )。榉属为地中海 - 东亚间断分
布属。自榉属建立以来 , 由于不同学者对性状的把握尺度不同 , 有些学者认为应归属于
Ulmoideae或 Ulmaceae ( Planchon, 1873; Grudzinskaya, 1967; Giannasi , 1978; Kubitzki 等 ,
1993) , 而有些则置于 Celtidoideae或 Celtidaceae (Engler and Prantl , 1893; Hutchinson, 1967;
云 南 植 物 研 究 2005 , 27 (5) : 534~538
Acta Botanica Yunnanica

? ?基金项目 : 国家林业局高技术项目“榉树工厂化微繁及造林技术研究” ( 99 - 14 ) 和湖南省农业综合开发办项目
“榉树优良无性系的选育及快速繁殖研究”的部分内容
收稿日期 : 2005 - 01 - 21 , 2005 - 04 - 19 接受发表
作者简介 : 何平 ( 1957 - ) 男 , 湖南湘乡人 , 教授 , 博士 , 博导 , 主要从事环境生态、生物技术、植物生理及森
林旅游等方面的研究。 E - mail : hepingbj@163 . com
Swetizer, 1971) 。因此 , 对这些类群进行广泛深入的研究非常必要。
本文报道了分布于我国的 3 种榉属植物的染色体数目和核型 , 以便为该属的系统分类
问题提供部分细胞学证据。
1 材料与方法
1 .1 材料
材料来源见表 1 , 凭证标本存于中国林科院经济林研究中心。种的鉴定按中国植物志由中南林学院
林亲众教授完成。采用春季萌动的芽为材料进行染色体分析。
表 1 材料来源及染色体数目
Table 1 Origin of materials and the somatic chromosome numbers of Zelkova
种 Species 地点 Locality 海拔 Alt ( m) 凭证标本 Voucher 染色体数目
大叶榉 ( Z H. schneideriana Hand .-Mazz . 河南省新县林场 100 ?Jian XL et al 2001 N. 05 28 :
光叶榉 ( Z H. serrata Makino) 湖南省炎陵县下村 1500 ?Jian XL et al 2002 N. 03 28 :
大果榉 ( Z H. sinica Schneid) 河南省新县林场 300 ?Jian XL et al 2002 N. 04 28 :
1 .2 研究方法
取植物茎尖顶端分生组织 , 根据朱? (1982) 的压片法并作适当改进。按下列步骤进行 : 在对二氯
苯饱和液中预处理 4 h, 用卡诺氏液 (95 %乙醇∶醋酸 = 3∶1 ) 固定 12~24 h后 , 然后用 5 mol·L - 1 HCl 酸解
0 .5 h, 先在 40g·L - 1 硫酸铁铵中媒染 1 h, 再用 0 .5%苏木精溶液染色 4 h。用 45%醋酸分色压片 , 最后在
显微镜下观察染色体 , 用带 CCD接口的数码相机 ( JVC GC-X3) 采集图像 , 将图像输入计算机。
染色体核型分析 用 Leica Qwin 软件测量大小。染色体的长度按 Levan ( 1964 ) 的公式以相对长度
( % ) 表示 , 取小数点后两位数 : 染色体核型分析所采用的符号、记述和计算方法均按李懋学和陈端阳
等 (1985) 的标准。核型分类按 Stebbins (1971) 的标准 , 根据染色体长度比 (核型中最长染色体与最短
染色体的比值 ) 和臂比大于 2∶1 的染色体的百分比确定核型类型。
2 结果与讨论
3 种榉属植物的染色体数目均为 2n= 28。染色体参数和核型见表 2 和图 1。
表 2 榉属植物的核型参数
Table 2 The chromosome parameters of Zelkova
No
Zelkova schneideriana Hand .-Mazz .
RL AR PC
Zelkova serrata (Thunb .) Makino
RL AR PC
Zelkova sinica Schneid
RL AR PC
1 ?(6 . 27 + 3 .56 ) = 9 . 83 1 .72 sm ( 5 K. 25 + 4 . 96 ) = 10 a. 21 1 U. 06 m ( 6 . 51 + 3 ~. 31 ) = 9 .82 1 . 97 sm
2 ?(5 . 95 + 2 .67 ) = 8 . 62 2 .23 sm ( 5 O. 36 + 3 5. 72 ) = 9 X. 08 1 U. 44 m ( 4 . 71 + 3 ~. 56 ) = 8 .27 1 . 32 m
3 ?(5 . 63 + 2 .93 ) = 8 . 56 1 .92 sm ( 4 O. 87 + 4 5. 15 ) = 9 X. 02 1 U. 17 m ( 4 . 72 + 3 ~. 26 ) = 7 .98 1 . 45 m
4 ?(4 . 27 + 3 .79 ) = 8 . 06 1 .13 m ( 4 O. 14 + 3 5. 5 ) = 7 3. 64 1 U. 18 m ( 4 . 13 + 3 ~. 62 ) = 7 .74 1 . 14 m
5 ?(4 . 24 + 3 .65 ) = 7 . 89 1 .16 m ( 4 O. 17 + 3 5. 33 ) = 7 X. 50 1 U. 25 m ( 5 . 27 + 2 ~. 32 ) = 7 .59 2 . 29 sm
6 ?(4 . 27 + 3 .37 ) = 7 . 64 1 .27 m ( 4 O. 51 + 2 5. 86 ) = 7 X. 37 1 U. 58 m ( 4 . 71 + 2 ~. 53 ) = 7 .24 1 . 86 sm
7 ?(3 . 85 + 3 .47 ) = 7 . 32 1 .11 m ( 3 O. 71 + 3 5. 48 ) = 7 X. 19 1 U. 07 m ( 4 . 36 + 2 ~. 64 ) = 7 .00 1 . 65 m
8 ?(4 . 53 + 2 .68 ) = 7 . 21 1 .69 m ( 4 O. 62 + 2 5. 56 ) = 7 X. 18 1 U. 80 sm ( 4 . 39 + 2 ~. 61 ) = 7 .00 1 . 68 m
9 ?(4 . 39 + 2 .65 ) = 7 . 04 1 .66 m ( 3 O. 50 + 3 5. 19 ) = 6 X. 69 1 U. 10 m ( 4 . 05 + 2 ~. 92 ) = 6 .97 1 . 39 m
10 ,(4 ?. 11 + 2 .73 ) = 6 . 84 1 .51 m ( 3 O. 66 + 2 5. 86 ) = 6 X. 52 1 U. 28 m ( 3 . 90 + 2 ~. 62 ) = 6 .54 1 . 48 m
11 ,(4 ?. 44 + 1 .67 ) = 6 . 11 2 .66 sm ( 3 O. 03 + 2 5. 84 ) = 5 X. 87 1 U. 07 m ( 3 . 90 + 2 ~. 29 ) = 6 .19 1 . 70 m
12 ,(3 ?. 85 + 2 .25 ) = 6 . 10 1 .71 sm ( 3 O. 00 + 2 5. 47 ) = 5 X. 47 1 U. 21 m ( 3 . 90 + 2 ~. 05 ) = 5 .95 1 . 90 sm
13 ,(4 ?. 04 + 1 .98 ) = 6 . 02 2 .04 sm ( 3 O. 13 + 2 5. 24 ) = 5 X. 37 1 U. 40 m ( 3 . 62 + 2 ~. 32 ) = 5 .94 1 . 56 m
14 ,(2 ?. 73 + 1 .44 ) = 4 . 17 1 .89 sm ( 2 O. 93 + 1 5. 94 ) = 4 X. 87 1 U. 51 m ( 3 . 34 + 2 ~. 43 ) = 5 .76 1 . 37 m
5355 期 何 平等 : 三种榉属植物染色体数目及核型分析
图 1 3 种榉属植物的中期染色体及核型
a . 大叶榉 2n = 28 ( ×2500 ) ; b . 光叶榉 2n= 28 ( ×1250) ; c . 大果榉 2n= 28 ( ×2500)
Fig . 1 Metaphase chromosomes and karyotypes of three Zelkova species
A , a . Zelkova schneideriana Hand .-Mazz .; B , b . Zelkova serrata (Thunb .) Makino; C , c . Zelkova sinica Schneid
2 .1 大叶榉 Z. schneideriana Hand .-Mazz .
染色体数目为 2n= 28 ( 图 1a)。核型公式 2n = 2x = 28 = 14m+ 14sm, 其中第 4、5、6、
7、8、9、10 对为 m染色体 , 第 1、2、3、11、12、13、14 对为 sm染色体 , 染色体组的相
对长度变化为 9 .83~4 .17。未观察到次缢痕或随体 , 染色体长度比为 2 .36 , 染色体的核型
分类为 2B 型 ( 图 1A , 表 2) 。为我国特有种。主要分布在淮河、秦岭以南 , 长江中下游各
地 , 南至广东、广西 , 西至贵州及云南东南部 , 以浙江、江苏、安徽、湖北、湖南较多。
海拔 100~1 100 m。
2 .2 光叶榉 Z. serrata ( Thunb .) Makino
染色体数目为 2n= 28 (图 1b)。核型公式为 2n= 2x = 28 = 26m+ 2sm。除第 8 对为 sm
染色体 , 其余 13 对均为 m染色体 , 染色体组相对长度变化为 10 .21~4 .87。在第 1、2、3
对染色体的短臂上有次缢痕 , 未见有随体。染色体长度比为 2 .1 , 染色体的核型分类为 2B
型 ( 图 1B, 表 2) 。主要分布在辽宁的大连、秦岭以南的陕西、甘肃、云南、贵州、山东、
635 云 南 植 物 研 究 27 卷
浙江、江苏、安徽、江西、湖北、湖南、福建、台湾和广东。还延伸至日本及韩国 (Wa-
da, 1991; Cho等 , 1991; Goto等 , 1993) 。海拔 500~1 900 m。
2 .3 大果榉 Z. sinica Schneid
染色体数目为 2n= 28 (图 1c)。核型公式为 2n= 2x = 28 = 20m+ 8sm。第 2、3、4、7、
8、9、10、11、13、14 对为 m染色体 , 第 1、5、6、12 对为 sm染色体 , 染色体组相对长
度变化为 9 .82~5 .76 , 染色体长度比为 1 .7。末观察到次缢痕或随体 , 染色体核型分类为
2A 型 (图 1C , 表 2 )。为我国特有种。主要分布在甘肃、陕西、四川北部、湖北西北部、
河南、山西南部和河北等地。海拔 300~2 500 m。
Czerepanov (1957 ) 首先对全世界榉属植物进行过分类修订 , 将榉属归为 6 种。根据
Takhtajan (1986) 的世界植物区系分区 , 榉属植物属于东亚植物区 3 种、地中海植物区 2
种及伊朗 - 土兰区 1 种。东亚 3 种 ( Z. schneideriana Hand .-Mazz ., Z. sinica Schneid, Z. ser-
rata (Thunb .) Makino) 在我国均有分布 , 见于华南、华北、华中及华东的各省区 (Chen and
Fu, 1998; 中国科学院中国植物志编辑委员会 , 1999)。榉属植物中 , 除 Z. sicula Di Pasquale
(3x = 42 ) 为三倍体外 , 其余种均为二倍体 ( 2x = 28 ) (Nakagawa等 , 1998; 萨仁和苏德毕
力格 , 2003)。此次报道的 3 种榉属植物的染色体数目也均为二倍体 2x = 28。 Z. schn-
eideriana Hand .-Mazz . 和 Z. serrata (Thunb .) Makino的核型为 2B , Z. sinica Schneid为 2A。
〔参 考 文 献〕
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