全 文 ：唐古特大黄五个居群的核型
?
胡延萍1 , 2 , 谢小龙1 ,2 , 温 泉3 , 赵旭东1 , 2 , 王 莉1 , 李 毅1
??
(1 中国科学院西北高原生物研究所 , 青海 西宁 810001 ; 2 中国科学院研究生院 , 北京 100049;
3 青海湟川中学 , 青海 西宁 810008)
摘要 : 报道了唐古特大黄 ( Rheum tanguticum) 5 个居群的染色体数目和核型 , 结果如下 : 大武、柯曲、达
卡三个居群均为 2n= 2x= 22 = 2sm+ 20m; 吉卡居群为 2n= 2x= 22 = 20m+ 2M ; 松潘居群为 2n= 2x= 22 = 2sm
+ 18m+ 2M。大武 , 柯曲和吉卡居群核型类型属于 1A 型 , 达卡和松潘居群属于 2A 型。Q 型聚类分析结果
表明 , 5 个居群在核型上存在一定分化 , 这可能是由不同的生境造成的。
关键词 : 唐古特大黄 ; 核型 ; Q型聚类分析
中图分类号 : Q 942 文献标识码 : A 文章编号 : 0253 - 2700 (2007) 04 - 429 - 05
Studies on Karyotypes of Five Populations of
Rheumtanguticum (Polygonaceae) *
HU Yan-Ping1 , 2 , XIE Xiao-Long1 , 2 , WEN Quan3 , ZHAO Xu-Dong1 , 2 , WANG Li1 , LI Yi1 * *
( 1 Northwest Instituteof Plateau Biology, ChineseAcademy of Sciences, Xining 810001 , China;
2 GraduateUniversity of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049 , China;
3 Qinghai Huangchuan MiddleSchool , Xining 810008 , China)
Abstract : The chromosome numbers and karyotypes of Rheumtanguticumin 5 populationswerefirstly reported in this pa-
per . The results are as follows: karyotypeformulae of DW, KQ and DK populations are all 2n= 2x= 22 = 2sm+ 20m; JK
population is 2n= 2x= 22 = 20m+ 2M; SP population is 2n= 2x= 22 = 2sm+ 18m+ 2M . The karyotypes of DW, KQ and
JK populations belongto1A typewhileDK and SP populations belongto2A type . The result of Q cluster analysis of fivepop-
ulationsshows that the karyotypes of 5 populations differentiate in some degree, which may becaused by different habitats .
Key words: Rheumtanguticum; Karyotype; Q cluster analysis
唐古特大黄 ( Rheum tanguticum Maxim . ex
Balf .) , 又名鸡爪大黄 , 为蓼科 ( Polygonaceae)
大黄属 ( RheumL .) 多年生草本植物 , 分布在
西藏东部、青海、甘肃 , 生于海拔 1 700～4 300
m山坡林缘、灌丛及半阴坡石堆中 ( 中国科学院
西北高原生物研究所 , 1991 ) , 是中国特有种
(李安仁 , 1998; 吴玉虎 , 2004 )。其干燥根及根
茎入药 , 性寒 , 味苦 ; 具有泻热通肠 , 凉血解
毒 , 逐瘀通经之功效 ; 为“正品大黄”之一 ( 国
家药典委员会 , 2005)。
迄今为止 , 对唐古特大黄的药用化学成分的
提取 , HPLC 指纹图谱 ( 郑俊华 , 1991; 曹纬国
等 , 2004; 张德等 , 2005; 李磊等 , 2005 ) , 有效
成分的药理作用及临床应用 ( 李淑娟等 , 2005 )
和组织培养 (董相军等 , 2004; 徐文华等 , 2004)
进行了大量研究。有关唐古特大黄居群染色体核
型未见报道 , 本试验从细胞学水平对青海省果洛
州及四川省松潘县不同居群的唐古特大黄核型进
云 南 植 物 研 究 2007 , 29 (4) : 429～433
Acta Botanica Yunnanica

?
?? ?通讯作者 : Author for correspondence; E-mail : liyi@nwipb. ac. cn; Tel : 13709755921
收稿日期 : 2006 - 10 - 27 , 2007 - 05 - 13 接受发表
作者简介 : 胡延萍 (1981 - ) 女 , 硕士研究生 , 从事植物生物技术研究。 ?
基金项目 : 2003 年国家科学技术部农业科技成果转化资金项目 编号 : 03EFN216300247
行研究 , 并探讨了居群间的遗传差异 , 为唐古特
大黄的起源、演化、良种培育、系统分类及进一
步的分子生物学研究提供必要的细胞学证据。
1 材料和方法
1 .1 材料
实验材料来源见表 1 , 凭证标本存于中国科学院西
北高原生物研究所生物技术室。
1 .2 方法
1 .2 .1 核型分析方法 实验采用常规压片方法 (朱? ,
1982; 李懋学和张赞平 , 1996)。选取纯净的唐古特大黄
种子于室温下用蒸馏水浸泡 3 h, 0 . 1% 的高锰酸钾灭菌
10 min, 蒸馏水冲洗 , 室温下培养萌发 , 当根尖长至 1 cm
左右时 , 于上午 8: 30～9: 30 取材 , 用冰水混合物处理
24 h后 , 卡诺固定液 (无水乙醇∶冰醋酸 = 3∶1) 固定 24
h, 蒸馏水冲洗后用 1 mol?L 盐酸在 60℃恒温下解离 10
min, 改良石炭酸品红染色 , 45% 醋酸压片 , 镜检。染色
体核型分析按李懋学和陈瑞阳 (1985) 的标准 , 核型分类
以 Stebbins (1971) 的方法进行。采用 Arano (1963) 的核
型不对称系数 (As.K% ) 来确定染色体核型不对称程度
(虞泓和黄瑞复 , 1998; 韩春艳和孙卫邦 , 2005)。着丝粒
位置按 Levan等 (1964) 标准计算。分析时每个居群至少
取 5 个染色体分散良好的细胞进行测量计算 , 每个居群
材料的染色体计数至少观察 100 个完整的中期分裂相。
1 .2 .2 聚类分析 以每个居群的 11 对染色体相对长度
和臂比值为变量 , 原始数据用 SPSS11.0 (卢纹岱 , 2002)
统计软件计算两两居群之间的欧氏距离平方系数 , 并用
组内连接 (Within-groups linkage) 法进行 Q型聚类 (史刚
荣 , 2003 ; 高进红等 , 2005) , 得出树状图 (图 2 )。
2 结果与分析
2 .1 核型分析
2 .1 .1 大武居群 (表 2、表 3; 图 1: A , A′)
染色体数为 2n = 22 , 核型公式为 2n = 2x =
22 = 2sm+ 20m, 为二倍体居群。其中第 11 对为
亚中部着丝粒染色体 , 其余均为中部着丝粒染色
体。最长与最短的染色体比值为 1 .70 , 不对称
性核型为 Stebbins-1A 型。染色体相对长度变化
范围为 8 .47～10 .03。核型不对称系数为 54 .86。
2 .1 .2 柯曲居群 (表 2、表 3; 图 1: B, B′)
染色体数为 2n = 22 , 核型公式为 2n = 2x =
22 = 2sm+ 20m, 为二倍体居群。其中第 10 对为
亚中部着丝粒染色体 , 其余均为中部着丝粒染色
体。最长与最短的染色体比值为 1 .64 , 不对称
性核型为 Stebbins-1A 型。染色体相对长度变化
范围为 8 .48～10 .06。核型不对称系数为 54 .94。
2 .1 .3 达卡居群 (表 2、表 3; 图 1: C, C′)
染色体数为 2n = 22 , 核型公式为 2n = 2x =
22 = 2sm+ 20m, 为二倍体居群。其中第 10 对为
亚中部着丝粒染色体 , 其余均为中部着丝粒染色
体。最长与最短的染色体比值为 1 .73 , 臂比值
大于 2 的染色体有 1 对 , 不对称性核型为 Steb-
bins-2A 型。染色体相对长度变化范围为 7 .81～
9 .71。核型不对称系数为 55 .81。
2 .1 .4 吉卡居群 (表 2、表 3; 图 1: D, D′)
染色体数为 2n = 22 , 核型公式为 2n = 2x =
22 = 20m+ 2M , 为二倍体居群。其中第 8 对为正
中部着丝粒染色体 , 其余均为中部着丝粒染色
体。最长与最短的染色体比值为 1 .60 , 不对称
性核型为 Stebbins-1A 型。染色体相对长度变化
范围为 7 .88～10 .63。核型不对称系数为 54 .80。
2 .1 .5 松潘居群 (表 2、表 3; 图 1: E, E′)
染色体数 2n = 22 , 核型公式为 2n = 2x = 22
= 2sm+ 18m+ 2M, 为二倍体居群。其中第 7 对
为亚中部着丝粒染色体 , 第 2 对为正中部着丝粒
染色体 , 其余均为中部着丝粒染色体。最长与最
短的染色体比值为 1 .67 , 臂比值大于 2 的染色体
有 1 对 , 不对称性核型为 Stebbins-2A 型。染色体
相对长度变化范围为 8 .06～10 .42。核型不对称
系数为 55 .16。
表 1 材料来源
Table 1 Source of materials
居群 Population 采集地 Locality 海拔 Altitude ( m) 经纬度 Latitude and longitude 凭证标本 Voucher
DW 青海大武 Dawu, Qinghai 3960 ?E : 100 q°29′20″ N: 34°21′27″ 200508dw
KQ 青海柯曲 Kequ , Qinghai 4021 ?E : 99 L°48′35″ N: 33°48′41″ 200509kq
DK 青海达卡 Daka, Qinghai 3973 ?E : 100 q°5′50″ N: 32°58′33″ 200509dk
JK 青海吉卡 J ika, Qinghai 4018 ?E : 100 q°17′6″ N: 32°50′58″ 200509jk
SP 四川松潘 Songpan, Sichuan 3413 ?E : 103 q°42′13″ N: 32°59′7″ 200409sp
034 云 南 植 物 研 究 29 卷
图 1 唐古特大黄 5 个居群核型
A , A′. 大武居群 ; B , B′. 柯曲居群 ; C, C′. 达卡居群 ; D, D′. 吉卡居群 ; E, E′. 松潘居群
Fig . 1 Karyotypes of fivepopulations of R. tanguticum
A , A′. DW population; B, B′. KQ population; C , C′. DK population; D, D′. JK population; E, E′. SP population
图 2 唐古特大黄居群核型 Q型聚类图
(欧氏距离平方系数 组内连接法 )
Fig . 2 Dendrogram of Q analysis for karyotypes of
R. tanguticumpopulations
( Squared Euclidean distance, within-groups linkage)
2 .2 居群染色体核型 Q 型聚类分析
聚类分析是将一批样品 , 按照它们性质上亲
疏远近的程度进行分类的一种多元统计方法。通
过分析得到的树状图直观的显示居群之间的遗传
分化情况及亲缘关系的远近。图 2 表明 , 唐古特
大黄 5 个居群在结合线 L = 21 处聚为 2 类 : 其中
大武 , 柯曲 , 达卡和吉卡居群聚为一类 ; 四川松
潘居群单独聚为一类 , 其核型不对称性较其它 4
居群大 , 说明它是比较进化的居群。
3 讨论
唐古特大黄 5 个居群体细胞染色体数目稳
定 , 为 2n= 22 ( 图 1) , 其染色体基数 x = 11 与
已报道的大黄属其它植物一致 ( Darlington and
Janaki-Ammal , 1945; Darlington and Wylie, 1955 )。
1344 期 胡延萍等 : 唐古特大黄五个居群的核型
表 2 唐古特大黄 5 居群的染色体参数
Table 2 Parameters of chromosomes in five populations of R. tanguticum
居群
Population
序号
No .
相对长度 ( % )
Relative length
臂比值
Armratio
类型
Type
居群
Population
序号
No .
相对长度 ( % )
Relative length
臂比值
Armratio
类型
Type
1 ?10 .03 = 4 .78 + 5 .25 1 M. 10 M 1 10 3. 06 = 4 ?. 77 + 5 . 29 1 .11 m
2 ?9 .39 = 4 .22 + 5 .17 1 M. 23 M 2 9 !. 68 = 4 ?. 53 + 5 .16 1 .15 m
3 ?9 .35 = 4 .40 + 4 .95 1 M. 12 m 3 9 !. 59 = 4 ?. 18 + 5 .41 1 .30 m
4 ?9 .26 = 4 .55 + 4 .71 1 M. 04 m 4 9 !. 19 = 4 ?. 26 + 4 .93 1 .16 m
5 ?9 .20 = 3 .88 + 5 .33 1 M. 39 m 5 9 !. 05 = 3 ?. 86 + 5 .20 1 .35 m
DW 6 ?9 .06 = 3 .98 + 5 .09 1 M. 28 m KQ 6 9 !. 02 = 4 ?. 47 + 4 .55 1 .02 m
7 ?8 .95 = 4 .34 + 4 .60 1 M. 06 m 7 8 !. 90 = 4 ?. 02 + 4 .88 1 .21 m
8 ?8 .87 = 3 .56 + 5 .31 1 M. 51 m 8 8 !. 81 = 4 ?. 30 + 4 .52 1 .05 m
9 ?8 .73 = 4 .07 + 4 .66 1 M. 14 m 9 8 !. 71 = 3 ?. 99 + 4 .72 1 .19 m
10 ?8 .69 = 4 .33 + 4 .36 1 M. 01 m 10 ?8 !. 51 = 3 .17 + 5 .34 1 .72 sm
11 ?8 .47 = 3 .06 + 5 .43 1 M. 81 sm 11 ?8 !. 48 = 3 .53 + 4 .95 1 .41 m
1 ?9 .71 = 3 .72 + 5 .99 1 M. 61 m 1 10 3. 63 = 5 ?. 03 + 5 . 61 1 .12 m
2 ?9 .43 = 4 .00 + 5 .43 1 M. 36 m 2 9 !. 77 = 4 ?. 31 + 5 .46 1 .27 m
3 ?9 .34 = 4 .20 + 5 .14 1 M. 23 m 3 9 !. 66 = 4 ?. 73 + 4 .93 1 .04 m
4 ?9 .27 = 4 .30 + 4 .97 1 M. 16 m 4 9 !. 43 = 3 ?. 93 + 5 .50 1 .40 m
5 ?9 .18 = 4 .41 + 4 .77 1 M. 09 m 5 9 !. 25 = 4 ?. 31 + 4 .94 1 .15 m
DK 6 ?9 .11 = 4 .22 + 4 .89 1 M. 17 m JK 6 9 !. 12 = 3 ?. 87 + 5 .25 1 .36 m
7 ?8 .97 = 4 .39 + 4 .57 1 M. 03 m 7 8 !. 93 = 3 ?. 44 + 5 .49 1 .62 m
8 ?8 .96 = 4 .38 + 4 .57 1 M. 04 m 8 8 !. 91 = 4 ?. 45 + 4 .45 1 .00 M
9 ?8 .95 = 4 .38 + 4 .56 1 M. 05 m 9 8 !. 38 = 3 ?. 87 + 4 .51 1 .17 m
10 ?8 .28 = 2 .67 + 5 .61 2 M. 11 sm 10 ?8 !. 01 = 3 .63 + 4 .39 1 .21 m
11 ?7 .81 = 3 .51 + 5 .30 1 M. 50 m 11 ?7 !. 88 = 3 .62 + 4 .26 1 .18 m
1 ?10 .42 = 5 .09 + 5 .32 1 M. 05 m
2 ?9 .76 = 4 .88 + 4 .88 1 M. 00 M
3 ?9 .75 = 4 .43 + 5 .32 1 M. 22 m
4 ?9 .73 = 4 .65 + 5 .08 1 M. 08 m
5 ?9 .24 = 3 .71 + 5 .53 1 M. 50 m
SP 6 ?8 .80 = 3 .43 + 5 .38 1 M. 63 m
7 ?8 .72 = 2 .71 + 6 .02 2 M. 22 sm
8 ?8 .68 = 4 .08 + 4 .60 1 M. 14 m
9 ?8 .62 = 3 .82 + 4 .80 1 M. 26 m
10 ?8 .23 = 3 .53 + 4 .71 1 M. 34 m
11 ?8 .06 = 3 .54 + 4 .52 1 M. 28 m
表 3 唐古特大黄居群核型比较
Table 3 Karyotypic comparison of R . tanguticumpopulations
居群
Population
核型公式
Karyotype formula
染色体长度比
Ratio ( largest?smallest)
相对长度范围
Relative length range
不对称系数
As ?. K?%
类型
Type
DW 2 In= 22 = 2sm+ 20m 1 l. 70 8 ?. 47～10 . 03 54 .86 1 %A
KQ 2 In= 22 = 2sm+ 20m 1 l. 64 8 ?. 48～10 . 06 54 .94 1 %A
DK 2 In= 22 = 2sm+ 20m 1 l. 73 7 ?. 81～9 .71 55 .81 2 %A
JK 2 Un= 22 = 20m+ 2M 1 l. 60 7 ?. 88～10 . 63 54 .80 1 %A
SP 2 ?n= 22 = 2sm+ 18m+ 2M 1 l. 67 8 . 06～10 . 42 55 .16 2 %A
核型进化的基本趋势是由对称向不对称发展的 ,
系统演化上处于比较古老或原始的植物 , 大多具
有较对称的核型 , 而不对称的核型则常见于衍生
的、特化的以及比较进化的植物类群中 (Steb-
bins, 1971; 邵剑文等 , 2004 )。本研究中唐古特
大黄居群的核型为 1A 或 2A 型 , 属于比较原始
的种类。
染色体变异的原因与物种广布和生境多样性
有关 (Tzanoudakis, 1983; 王琼等 , 2001 )。对唐
古特大黄居群染色体核型的分析发现 , 唐古特大
黄居群间在同源染色体的相对长度、同源染色体
臂比值等方面存在一定程度的分化和变异。其
中 , 松潘居群与青海 4 个居群差异较大 , 亲缘关
系较远 , 这可能是由于松潘海拔较低、与其它 4
234 云 南 植 物 研 究 29 卷
居群在地理位置上相距较远 ( 表 1 ) 造成的。
本实验中唐古特大黄不同居群核型存在一定
差异 , 这表明从细胞学水平来探索唐古特大黄的
起源进化是一种行之有效的手段。
〔参 考 文 献〕
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3344 期 胡延萍等 : 唐古特大黄五个居群的核型