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Karyotypic Studies on Two Species in the Genus Sauromatum (Araceae)

天南星科斑龙芋属植物的核型研究



全 文 :天南星科斑龙芋属植物的核型研究!
卞福花,王仲朗!!,李 恒,管开云
(中国科学院昆明植物研究所,云南 昆明 !#$#%)
摘要:报道了天南星科(&’()*(*)斑龙芋属(!#$%&’#&)两种植物的核型,它们的静止核均
为渐变型,分裂前期染色体均为中间型,体细胞中期染色体均为 $+ , $!,核型分别为:斑龙
芋(! ( )*+%,#&)$+ , $- , $! , .%/ 0 .$1/;高黎贡山斑龙芋( ! ( -%./-%+-*+,*)$+ , $- , $! ,
.#/0 .$1/ 0 %12,其中高黎贡山斑龙芋的染色体数目和核型为首次报道。本文还就斑龙芋属的
分类地位进行了初步讨论,认为在尚未进行更详细的、多方面的综合研究之前,仅从一些形
态上的相似性就匆忙将斑龙芋属归并到犁头尖属是值得商榷的,并从珠芽和细胞学两方面的
特性推断该属与半夏属可能有较近的亲缘关系。
关键词:斑龙芋属;核型
中图分类号:3 4%% 文献标识码:& 文章编号:#$5 6 $7##($##.)#% 6 #%75 6 #!
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斑龙芋属( !#$%&’#& V)AB22)是天南星科中较为进化、但种类较少的一个小属,
云 南 植 物 研 究 $##.,67(%):%75 W %7X
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!! 通讯联系人 &<2AB’ PB’ )B’’*1KB+M*+)*(P(-:#X7. 6 .#$$7,* 6 /(GS:YSQ(+CZK收稿日期:$### 6 .# 6 #4,$##. 6 #. 6 ..接受发表
作者简介:卞福花(.475 6)女,河南人,硕士研究生,主要从事天南星科植物引种驯化和植物分类学研究。
基金项目:中国科学院“西部之光”人才培养项目和中国科学院知识创新工程资助项目
!#年 $%&’等认为该属仅有两种:斑龙芋( ! #$%&’()(()*’+),-+*.)和短柄斑龙芋
(! *+$#,-$’(/’’01 2 1)31 41 56’7+),这两个种分别于 !89:年和 !89年发表($%&’等,
!#)。在斑龙芋属建立 !;#年之后,!年王仲朗等在滇西发现了本属一新种,即高黎
贡山斑龙芋(! ./&0,.&%.$%’$ <1 =1 >%+? @* /1 =)),区别于另外两种的一个显著特点是
无斑点的叶柄下部具 9 A B枚珠芽及附属器明显具柄(王仲朗等,!;李恒等,:CCC)。
由于斑龙芋属和犁头尖属(12-3&%,() DE.’**)的主要鉴别特征之一是佛焰苞闭合与否,所
以对于该种究竟置于哪个属及属的分类地位等问题,在第八届国际天南星大会上引起国际
天南星界有关专家的关注。为此,我们对该属两个种进行了核型研究。
! 材料和方法
!F! 材料
材料来源见表 !,现栽于中国科学院昆明植物研究所昆明植物园。
表 ! 材料来源及凭证标本
G%HI@ ! J6)?)+ ’2 K%*@6)%IL
种类 DM@E)@L 产地 =’E%I)*& 海拔 4I@N%*)’+(K) 凭证标本号 O’-E.@6
斑龙芋 !/(+&)/4() #$%&’() 云南昆明 ,-+K)+?,P-++%+ !CC K 李恒 88!
高黎贡山斑龙芋 ! ./&0,.&%.$%’$ 云南保山 5%’L.%+,P-++%+ ::C K =) /@+?等 !!9C(
!F: 方法
取生长旺盛的根尖,用 CFCC: K’I Q =的 8 R羟基喹啉溶液在室温下预处理 9 .,洗去根
尖表面杂质,用卡诺 S(无水乙醇 T冰乙酸 U 9 T !)固定半小时,再用 ! K’I Q =盐酸在 ;CV
恒温水浴中解离 9 A W K)+,漂洗 9次,卡宝品红染色,一小时后按常规方法(李懋学和张
癑方,!!)压片、封片后显微照相。核型分析按 =@N%+等(!;W)的标准。核型分类按
D*@HH)+L(!#!)标准。体细胞的间期核和分裂前期的染色体分类按 G%+%0%(!##)标准,
凭证标本保存于昆明植物研究所标本馆(,X3)。
: 结果分析
核形态的研究结果表明,两种斑龙芋分裂间期静止核的类型均为渐变型,染色质的浓
度由核的一侧向另一侧递减,前期染色体类型为中间型,染色质的固缩形态不规则且不连
续(图 !)。两种斑龙芋的中期染色体核型见图 :,核型分析参数见表 :。
斑龙芋 ! #$%&’() 体细胞染色体数为 :+ U :;,核型公式为 :+ U :Y U :; U !WK Z !:LK,
二倍体,按同源染色体配对组合,#对为 K型,;对为 LK型,染色体相对长度变化范围
为 :FB R BFCW,最长与最短染色体之比为 !FB,臂比大于 : T!的百分比为 !B[,核型不对
称分类属 :5型。该种分布较广,星散分布于热带和亚热带亚洲和非洲,先前已有多位作
者对该种先后进行了细胞学研究,\@I%&(!BC)对其染色体首先进行了计数,认为 :+ U
9:,染色体基数为 !;,我们怀疑其材料可能有误或计数不准确,因为其后的研究如
GLE.@6K%0 R >’@LL(!BW),4%6I(!BB),$%6E.%+*(!#:),$@.6% 和 D%E.]@N%(!#; )和
D%60%6(!!)报道的该种染色体基数均为 !9,体细胞染色体数为 :;,与本文的研究结果
W#W 云 南 植 物 研 究 :9卷
(! # !$)一致。核型方面,与 %&’()和 *)+’,&-)(./0$)的中期染色体核型略有出入,它
的结果是 1对 2型、3对 42型、!对 45型,没有发现具随体的染色体。*)6)((.//.)报道
的核型结果与我们的基本一致。高黎贡山斑龙芋 ! #$%&’#%(#)(*) 体细胞染色体数为 ! #
!$,核型公式 ! # !7 # !$ # .82 9 .!42 9 :45,二倍体,按同源染色体配对组合,;对为 2
型,$对为 42型,!对为 45型,染色体相对长度变化范围为 !<.0 = ;<.0,最长与最短染色
体之比为 !<13,臂比大于 ! >.的百分比为 ;:?,核型不对称分类属 1@型。
表 ! 两种斑龙芋的核型参数表
A)BC& ! A’& D)()2&5&(4 EF 4E2)5G+ +’(E2E4E2&4 G 2G5E5G+ 2&5)D’)4& EF 5HE !$+,%-$.+- 4D&+G&4
序号
I’(E2E4E2& J2B&(
斑龙芋 ! /)(%*+-
KL MK NI LM *M
高黎贡山斑龙芋 ! #$%&’#%(#)(*)
KL MK NI LM *M
. ;<8: .<.0 2 !<0! !<1! ;<.0 .! ;<8: .<.0 2 !<0! !<1! ;<8$ .<.3 2 !<0: !<1!
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短臂 4’E(5 )(2 !示随体 G,G+)5GO 4)5&CCG5& +’(E2E4E2&
;0::期 卞福花等:天南星科斑龙芋属植物的核型研究
图 ! 两种斑龙芋的间期、前期图
#$%! &’( )(*+#,$ ,-./(# 0,1 2)32’0*( .’)343*34(* 35 +63 !#$%&’#& *2(.#(*7
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图 9 两种斑龙芋的染色体形态和核型
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!,9 7 ! ( )*+%,#& 9, > 9?, :,< 7 ! ( -%./-%+-*+,* 9, > 9?7
?@< 云 南 植 物 研 究 9:卷
! 讨论
!# 斑龙芋属的染色体基数与犁头尖属的多数种不同
天南星科现有 #$%属 ! &$$余种。科下等级的分类系统历经多次更新和完善,但斑龙
芋属的系统位置仍不定,它的独立性甚至难以确保,由于活植物比较难得,研究者们在过
去的 #’(年中,多局限于干标本的观察,而天南星科植物多为肉质的草本或藤本,许多分
类学特征在干标本中难以确认。前言中所述的两个老种,就曾定于疆南星属 !#$ 或犁头
尖属 %&’()*+#$,近年来多主张斑龙芋属 ,-#)$-.#$ 独立,与 !#$,%&’()*+#$ 等属并列
于 )*+,+族下(-*,./0 #11$;23.4+ #11&)。但也有人如 5+6+*7+8(#1(1,#11%)根据某些种
染色体数目的相似性,认为本属与天南星属 !+/-0$- 近缘,主张与 !+/-0$- 并列于 )*97,+:
0,6+,+族下。最近 ;+66+*74<+9=和 23.4+(>$$$)根据花序结构的相似性特征,将斑龙芋属
,-#)$-.#$(#(!>)合并入先发表 !年的犁头尖属 %&’()*+#$(#(>1)内。本文对新发表的
高黎贡山斑龙芋进行了细胞学研究,结果表明,与同属的斑龙芋染色体数目相同,基数为
#!,而疆南星属 !#$ 的所有种的染色体基数均为 ? @ #%,犁头尖属的染色体基数则变化
较大,A、(、1、#$、#! 都有,染色体基数为 #!在天南星科还有较多的属,如天南星属
!+/-0$-、半夏属 1+*022+-、魔芋属 !$)’()’(-22#/ 等 >$多个属。但从染色体基数的角度,
至少说明斑龙芋属与疆南星属差异较大,而与犁头尖属或别的属间的差异在染色体水平似
乎还难以说明。
!> 从高黎贡山斑龙芋看,斑龙芋属与半夏属的亲缘关系比与犁头尖属的更近
新近发表的新种高黎贡山斑龙芋(, 3 4-)2+4)*40*/0),其叶柄基部有 ! B A枚珠芽是本
种的一个非常显著的特征,叶柄上多枚珠芽的特性在天南星科中也是很独特的。其染色体
基数为 #!,半夏属(1+*022+- C+83*+)染色体基数也是 #!(5+6+*7+8,#11%),半夏属的某些
种如滴水珠 1 3 5)6-.- 的叶柄下部及顶部各有珠芽一枚,半夏 1 3 .0*-.- 叶柄鞘内、鞘部
以上或叶柄基部(叶柄顶头)有珠芽,而且这些珠芽与前者的珠芽具有同样的功能(李
恒,#1&1)。另外,虎掌 1 3 ’06-.+/05.- 有与高黎贡山斑龙芋相似的鸟足状分裂的叶片。由
此我们推断斑龙芋属和半夏属可能有较近的亲缘关系。就其珠芽的特性,我们还进行了栽
培和组织培养试验,表明珠芽的无性繁殖是该种繁殖后代的一种方式。而且,斑龙芋的扁
球状块茎的上部(近叶柄基部)每年也长出几个小珠芽,下一年长出幼苗。然而斑龙芋块
茎上的珠芽与高黎贡山斑龙芋叶柄基部的珠芽是否有同样的起源,二者有何根本的联系,
还有待于进一步研究。
〔参 考 文 献〕
王仲朗,李恒,#111 D 高黎贡山斑龙芋(天南星科)[E]D 云南植物研究,F/GGH IJ:’#—’%
李恒,#1&1D 中国植物志(天南星科)[K]D 北京:科学出版社,>$#—>$%
李恒,郭辉军,刀志灵,>$$$ D 高黎贡山植物[K]D 北京:科学出版社,>($
李懋学,张癑文,#11#D 植物染色体研究技术[K]D 哈尔滨:东北林业大学出版社,!#—%&
L+H,. M,#1A$ D N30O*+7 4<*3037309P/+7 4<+Q H+7 5<,8+*3R,07[E]D 708 9&.)2 0. :+)2 ;04,!:#—!’(
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《云南植物研究》编辑部启事
《云南植物研究》由中国科学院主管,中国科学院昆明植物研究所主办。创刊于 EFKF
年,是创刊较早的植物学专业学术期刊。现已成为植物科学研究发表论文的主要学术性刊
物之一,中国自然科学核心期刊,我国生命科学的常用期刊,并获 1222年中国科学院优
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国内外二次文献收录《云南植物研究》摘要的有:中国科学引文索引(090M),中国
生物学文摘(0,4),中国药学文摘(0/4),中国农业文摘([H*)和中国林业文摘
([+*),美国的 04,,4,科学引文索引的 0M部分,英国的生物科学的当代进展(04,9)
及俄罗斯文摘杂志(;!)等。EFFG年 EE月加入中国学术期刊(光盘版),1222年加入中
国期刊网。
《云南植物研究》主要刊登植物学各学科具有创新性或较高学术水平的原始论文和简
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领域的国内外最新研究进展的综述等。
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给予本刊更大的支持,为办好期刊,繁荣我国的植物科学研究事业作贡献。
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>K= 云 南 植 物 研 究 1O卷