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Discovery of natural triploid in Lysimachia christinae

过路黄自然三倍体的发现



全 文 :广 西 植 物 Guihaia Jun.2015,35(3):373—377 http://journa1.gxzw.gxib.cn
DOI:10.11931/guihaia.gxzw201404001
刘晓明,陈龙清,郑伟.过路黄自然三倍体的发现EJ].广西植物,2015,35(I):373 377
Liu XM,Chen LQ,Zheng W.Discovery of natural triploid in Lysimachia f^ s mP[J].Guihaia,2015,35(3)
过路黄 自然三倍体的发现
刘晓明 ,陈龙清。,郑 伟
(1.昆明理工大学 现代农业工程学院,昆明 650224;2.华中农业大学 园艺林学学院,武汉 430070)
摘 要:过路黄为报春花科的多年生匍匐草本植物 ,是有名的中药材,也是十分优质的园林地被植物 。该文
报道了过路黄的自然三倍体,以期为过路黄的开发利用提供新的参考资料。该研究先将湖北省武汉狮子山和
黄石月亮山的过路黄居群引种至同一实验地进行栽培 ,然后观测其植株形态和叶片气孔大小 ,并利用常规压
片法进行细胞染色体的计数与核型分析 。结果表明:源 自黄石月亮山的过路黄的叶片长度 、叶片宽度 、叶片面
积、花瓣长度 、花瓣宽度、花瓣面积及叶背气孔面积均显著高于源 自武汉狮子山的过路黄;黄石月亮山的过路
黄核型公式为 3n=36—3m+3sin+6st+24t,与武汉狮子山的过路黄核型 2n一24—2m+2sm+4st+16t不
同。基于上述形态与核型数据 ,该文认为黄石月亮山的过路黄居群为 自然三倍体 。过路黄 自然三倍体的发现
丰富了过路黄的多倍体资料 ,不仅能为过路黄的遗传多样性及进化研究提供参考 ,还能为过路黄的药用 、园林
应用及其新品种的培育提供优 良材料。
关键词:过路黄 ;形态;核型;同源三倍体
中图分类号:Q943;Q949.773.2 文献标识码 :A 文章编号 :1000 3142(2015)03—0373—04
Discovery of natural triploid in Lysimachia chris tinae
LIU Xiao-Ming ,CHEN Long-Qing ,ZHENG Wei
(1.Colege of Modern Agricultural Engineering,Kunming University of Science and Technology,Kunming 650224,China;
2.Colege of Horticulture and Forestry,Huazhong Agriculture University,Wuhan 430070,China)
Abstract:Lysimachia christinae Hance(Christina loosestrife),a mat forming perennial herb from the Primulaceae
family,is a famous Chinese medicinal material and excelent ground cover plant for landscaping.The natural triploid
of L.christinae iS reported here SO as to provide new reference for the development and utilization of L.christinae.In
this study,L.christinae plants introduced from Lion Mountain population in W uhan and Moon Mountain population
in Huangshi were cultivated in the same text site.And then the plant morphology and the stoma size were
observed.The chromosome numbers and karyotypes were investigated by the conventional pressing plate
method.The results showed that the leaf length,leaf width,leaf area,length of petal,petal width,petal area and
leaf stoma area of L.christinae from M oon Mountain population in Huangshi were significantly higher than those of
L.christinae from Lion Mountain population in W uhan.In addition,the karyotype formula of L.christinae from
Moon Mountain population in Huangshi was 3n一 36— 3m + 3sm + 6st+ 24t,which was different with that of L.
christinae from Lion Mountain population in W uhan(2n一 24— 2m+ 2sm+ 4st+ 16t).Therefore,in this paper,the
L.christinae from Moon Mountain population in Huangshi was identified as natural triploid based on abovementioned
morphology and chromosome datum.The discovery of natural triploid in L.christinae enriched the polyploidy data of
L.christinae.It would not only provide reference for research on genetic diversity and evolution of L.christinae,but
收稿日期
基 金项 目
作者简介
通讯 作者
2014—06—24 修回日期:2014—08—21
国家 自然科学基金(31101 5665,31360488)
刘晓明(1989一),男,湖南娄底人,硕士研究生,从事细胞生物学研究 ,(E—mail)101 5883384@qq.co rn。
郑伟 ,副教授,硕士生导师,主要从事园林植物与应用研究 ,(E-mail)57280234@qq.COrn。
374 广 西 植 物 35卷
also supply the excelent material for medicine,landscaping and breeding.
Key words:Lysimachia christinae;morphology;karyotype;autotriploid
过路 黄 (Lysimachia christinae)为报 春 花科
(Primulaceae)珍珠菜属(Lysimachia L.)的多年生
草本植物 ,分布于我国华南、华 中及西南地 区,产 于
海拔几十米至 2 300 m 的林缘及路边 (陈封怀等 ,
1989)。过路黄是著名的中草药植物 ,含有黄酮类和
三萜皂苷类等药用成分 ,具有清热利湿 、活血化瘀 、
解毒消痈、抗菌消炎的作用(常海涛等,2004;Yang
ef a1.,2009)。除了具有较高的药用价值外 ,过路黄
也是十分优 良的 乡土园林地被植物资源 (Zheng et
az.,2009a)。由于过路黄茎匍匐 ,铺展能力 强,厚度
均匀(5~10 cm),春季布满金黄色的小花 ,铺地效
果十分漂亮。目前 ,过路黄的彩脉变异类型亦被引
种到园林绿化中,且被培育成彩叶地被植物新品种
(Zheng et aZ.,2009b)。
过路黄的染色体数目为 24(周筱玲等,1999;邵
剑文等 ,2004;孙爱群等,2007),目前还没有关于过
路黄多倍体的报道,本文将在形态与核型分析的基
础上,报道过路黄的 自然三倍体。
1 材料与方法
1.1实验材料
实验所用 的过路黄于 2007年 3月上旬分别采
自湖北武汉狮子山(30。28 50 N,114。21 11”E,海
拔 34 m)和湖北黄石月亮 山(30。12 40 N,114。55
34 E,海拔 110 m)的自然居群 ,每居群 3O~5O株 ,
凭证标本的编号分别为 Zheng gf a1.0807和 Zheng
et a1.0806。采集的植株立 即在华 中农业大学温室
的育苗床进行扦插繁殖,繁殖基质蛭石 :珍珠岩 :
腐殖土比为 1:1:1,温室的温度控制在 28/15℃,
湿度控制在(85±5)F0,光照为 自然光照。各植株 的
插条数为 50,扦插 1周之后,各插条 陆续生 出 3~5
条不定根。10 d后 ,分别选择 30个 同质的生根植株
在田间随机种植(5行 ×6排),各植株的间隔距离为
10 em。2个月后,观测不同居群来源过路黄的植株
形态。
1.2植株形态观测
形态观测指标包括节间长度 、叶片和花瓣长度、
宽度、面积和叶背气孔 面积 。节 间长度选择茎端倒
数第三个节间,用于形态测定 的叶片选 自顶端倒数
第三节处的成熟健康叶片 。叶片和花瓣面积的测定
方法 :首先采用透明胶将叶片和花瓣平整的粘贴 于
白纸上 ,然后利用 HP—Scanjet G4OLO扫描仪扫描成
图片 ,最后 采用 Auto CAD 2004软件在 电脑上测
量。长度和宽度均采用游标卡尺进行测量 。叶片背
面的气孔面积采用透明胶法通过显微镜 进行观测 ,
每个叶片观测 10个气孔,分别测出气孔的长度和宽
度,气孔面积的计算方法为长 ×宽×3.14×0.25。
各指标重复 1O次,1O个样品分别从 3o个田间植株
中随机抽取。
1.3细胞染色体核型分析
染 色体制片采用常规的压片法,取田间植株的
幼嫩枝条(20~3O cm)置于 18~20℃ (黑暗)培养
2O~50 h。待根长至1-2 cm时,剪取 1 cm左右的
根尖投入对二氯 苯饱和水溶液 中处理 3~4 h。在
用卡诺固定液(冰 乙酸 :无水乙醇 一l:3)固定 24
h。将固定好 的根尖取出,用蒸馏水洗净 ,加人数滴
1 N的盐酸 ,放人 60℃水浴锅中,解离 15~30 rain。
蒸馏水冲洗干净后 ,用火焰法制片 ,用 Nikon 80i正
置显微镜进行观察并进行拍照 。各居群采样 10个
田问植株 ,每植株至少拍摄 5张染色体数 目及形态
清晰可见的照片 ,后统计染色体数 目及其 比例。采
用 Photoshop软件对照片进行适 当调整,以便进行
核型分析。核型分析参照 Levan(1964)的标准并按
李懋 学、陈瑞 阳 (1985)建议 的方法 。核 型分类 按
Stebbins(1971)的方法 划分,核型不对称性 系数计
算用 Arano(1963)的方法。
1.4数据分析
实验数 据均 采 用 Excel进 行 整理 ,方差 分 析
(ANOVA)及多重比较(Duncan’s)采用 SAS 8.0统
计软件分析 ,显著性标准 Pd0.05。
2 结果与分析
2.1形态分析
源 自两个居群的过路黄植株在 同一实验地中均
能迅速生长 ,表现 出良好 的铺展能力(图 1),茎蔓长
度 20~60 em,除先端 1~3个节外 ,基部节处均生
出 l~3条不定根。黄石月亮 山的过路黄节间长度
为 4.22 cm,显著高于武汉狮子山的过路黄节间长


3期 刘晓明等 :过路黄 自然三倍体的发现 377
Karlsdottir L,Halsdottir M ,Thorsson AT ,et a1.2008.Character—
istics of pollen from natural triploid Betula hybrids_J].Orana,
47(1):52— 59
Levan A,Fredga K ,Sandberg AA.1964.Nomenclature for centro—
meric position on chromosomes[J].Hereditas,54(2):201—220
Li MX(李懋学),Chen RY(陈瑞 阳).1985.A suggestion on the
standardization of karyotype analysis in plants(关于植物核型分
析的标准化问题)[J].J Wuhan Bot Res(武汉植物学研究),4
(2):297— 302
Liu XS(刘 学 生),Chen L(陈 龙),Wang JX(王 金 鑫),et a1.
2013.Discovery and identification of natural triploid ploidy of Chi—
nese jujube cultivar‘Pingguozao(‘苹果枣 ’自然三倍体倍性的发
现与鉴定)[J].Acta Hortic Sin(园艺学报),40(3):426—432
Liu KH(刘 可慧 ),Yu FM(于方 明),Zhang QM(张 秋 明),et
a1.2010.Regenerating triploid citrus plants by embryo rescue
technique(应 用 胚 挽 救 技 术 获 得 三 倍 体 柑 橘 植 株 )EJ].
Guihaia(广西植物),30(2):246—249
Shao JW(邵剑文),Li XH(李晓红),Han L(韩露),et a1.2004.A
study on karyotypes of five species in Lysimachia(5种珍珠 菜
属植物的核型分析)EJ].Acta Bot Yunnan(云南植物研究),26
(4):427— 433
Stebbins GL.1971.Chromosoma1 Evolution in Higher Plants
EM2.London:Edward Arnold(Pub1ishers)Ltd
Sun AQ(孙 爱 群),Xiang H(向红 ),Tian YZ(田应 洲),et a1.
2007.Study on karyotypes of four species in Lysimachia(珍珠
菜属四种植物的核型分析)EJ].J Wuhan Bot Res(武汉植物
学研究),25(5):509—512
Yang SL,Lihua TLH,Tian JK,et a1. 2009. Anti—tumor
constituents of four medicinal plants from Lysimachia genus
l J}.Planta Medica,75(4):412—412
Zheng W ,Xu Xn 2011.Single-node stolonizing,an innovative propa—
gation method for two 1andscape stoloniferous Lysimachia L.
ground covers[J].Inter Conf Agric&Biosyst Eng:317—319
Zheng W ,Xu XD,Zhao KG,et a1.2009a.Lysimachia christinae
‘Zixin’:a new groundcover plant[J].Hortic Sci,44(2):474—475
Zheng W ,Xu XD,Dai H,et a1.2009b.Direct regeneration of
plants derived from in vitro cultured shoot tips and leaves of
three Lysimachia species[J].Sci Hortic,122(1):138—141
Zhou XL(周筱玲),Liao L(廖 亮),Chen Y(陈晔 ),et a1.1999.
Study on karyotypes of two species in Lysimachia(Primulaceae)
from China(两种过路 黄 的核型研 究)[J].Guihaia(广西 植
物),19(3):236—238
(上接第 392页 Continue from page 392)
The review of higher plants glutamine synthetase(高等植物谷氨
酰胺 合 成 酶 研 究 进 展 )[J].J Biol(生 物 学 杂 志 ),18
(4):1— 3
Martin A,Lee J,Kichey T,et a1.2006.Two cytosolic glutamine
synthetase isoforms of maize are specifically involved in the
control of grain production[J].Plant Cell,18:3 252—3 274
Masakazu T,Ulrika V ,Brad B,et a1.2004.Arabidopsis thaliana
GLN2—。encoded glutamine synthetase is dual targeted to leaf mi—
tochondria and chloroplasts[J].Plant Cell,16:2 048—2 058
Miflin BJ,Habash DZ.2002.The role of glutamine synthetase and
glutamate dehydrogenase in nitrogen assimilation and possibilities
for improvement in the nitrogen utilization of crops[J].J Exp
B ,53:979—987
Morey KJ,Ortega JL,Sengupta—Gopalan C.2002.Cytosolic gluta~
mine synthetase in soybean is encloded by a multigene family,and
members are regulated in an organ-specific and developmental
manner[J].Plant Physiol,128:182—193
Takashi T,Takeshi Y ,Katsushige M ,et a1.1998.7 Glutamyl
Transfer Reactions by glutaminase from Pseudomonas nitroredu~
cens IF() 12694 and their application for the syntheses of
theanine and 7-Glutamylmethylamide[J].Biosci Biotechnol&
Biochem ,62(7):1 279— 1 283
Sasaoka K,Kito M ,Onishi Y. 1965. Some properties of the
theanine synthesizing enzyme in tea seedlings[J].Agric& Biol
Chem ,29:984— 98
Shi CY(史成 颖 ),Wan XC(宛 晓春),Jiang CJ(江 昌俊 )et a1.
2007.Method for high-quality total RNA isolation from tea plant
[Camellia sinensis(I .)O.Kuntze](提取 高质量 茶树总 RNA
的方法研究)口].J Anhui Agric Univ(安徽农业大学学报),
34(3):360— 363
Isushida T,Takeo T.1984.Occurrenee of theanine in Camellia
japonica and Camellia sasanqua seedlings[J].Agric Biol
Chem ,48(n ):2 861— 2 862
Qiao FL(乔 富 廉 ).2002.Analysis Determination Technique of
Plant Physiology Experiment(植物生理学实验分析测定技 术)
[M].Beijing(北京 ):China Agriculture Science and Technique
Press(中国农业科技 出版社):130
Shi CY(史 成 颖),wan XC(宛 晓 春),Jiang CJ(江 昌俊 ),et
a1._J].2007.Method for high-guality total RNA isolation from
tea plant(提取高质量茶树总 RNA的方法研究)[J].J Anhui
Agric Univ(安徽农业大学学报),34(3):360—363
wan XC(宛 晓春).2003.Tea Biochemistry (茶 叶 生 物 化 学)
[蛔 .3rd Ed(第 3版).Beijing(:[t京):China Agriculture Science
and Technique Press(中国农业科技出版社):32—34,319—350
Yang XQ(杨 贤 强).1 987.Physiological and biochemical basis of
nitrogen metabolism characteristics of tea plant l CaⅢelia
sinensis(L.)0.Kuntze](茶树 氮代谢 特点 的生理生 化基 础)
[J].J &F ian(福建茶叶),1:11—14
Yang XQ(杨贤强).1987.The physiological and biochemical basis of
nitrogen metabolism characteristics in tea plant(茶树氮代谢特点
的生理生化基础)[J].Tea Fu; ian(福建茶叶),1:11—14
Zhang CF,Peng SB,Peng XX,et a1.1997.Response of glutamine
synthetase isoforms to nitrogen sources in rice(Oryza sativa L.)
roots[J].Plant Sci,125:163—170
Zhu WX(朱文娴 ),Li XH(黎 星辉 ),Wang LY(王丽 鸳),et
a1.2008.Construction of E.coli recombinant engineered strain
for theanine biosynthesis with GS gene embedded(利用 GS基因
构建茶氨酸生物合成 1-程茵的研究 ).[J].J Tea Sci(茶叶科
学),28(4):242—248