全 文 :广 西 植 物 Guihaia 21(2):i07一 ii0 2001年 5月
五个中国荞麦(Fagopyrum)种的核型分析
陈庆富
(贵州师范大学生物系遗传室,贵州贵阳 550001)
摘 要:用去壁低渗法对甜荞(Fagopyrum esculevatum)、苦荞(F,tataricum)、左贡野养(F.删 Q.F,
Chen),大野养(F.megaspartanium Q.F.Chen)及毛野荞(F.t~lus Q,F,Chen)等大粒组养麦种的根尖和茎尖
有丝分裂染色体进行了观察,并对其茎尖有丝分裂染色体的核型进行了比较分析。结果表明:这5种养麦在核型
上类似,都有2对随体染色体,而且都为对称核型。但它们彼此有一定的差异。甜养、苦养、大野养、毛野养及左贡
野荞 的核 型公式分 别为 12m+4m(SAT),12m+4sm(SAT)、8m+4sm+4m(SAT)、12m+2m(SAT)+2sm
(SAT)及 24m+4sm+4m(SAT)
关键词:养麦;甜养;苦荞;大野荞;毛野养;左贡野荞;核型
中圄分类号:Q944,54 Q944,55 文献标识码 :A 文章编号:1000—3142(2001)02—0107—04
Karyotype anal ysis of five Fagopyrum
species native to China
CHEN Qing—Fu
(L Ⅳ ofGenetics,B~ology .Gu~hou NormalUnitmrslty,Guiyang 550001,China)
Abstract:The kAryotypes of F,esculentumtF,tataricum,F.megaspartanium ,F. 批 and F.zuogongense were
studied by means of the cytological observation of stem—tips,The results indicated that the矗ve species are similar in
karyotype,They all have two pairs of satelite chromosomes and symmetric karyotypes,The karyotype formulas of
F.esculentum,F,tataricum,F,megaspartamum,F pitus and F.zuogongense are 1 2m+ 4m(SAT),12m +4sm
(SAT),8m+4sm+4m(SAT),12m+ 2m(SAT)+2sm(SAT)and 24m+4 srI +4m(SAT),respectively.
Key words:Fagopyr~m Mil;F,esculentumf F.tataricum ;F.megaspartanium ;F.A ;F,zuogongen~;Kay-
OtVDe
养麦(buckwheat)属于蓼科(Polygonaceae)养麦
属(Fagopyrum)。根据 Steward(1930)和Ye&G10
(1 992)的报道“ ,养麦属有约 9个种。由于瘦果较大
的种类(大粒组)与瘦果较小种类(小粒组)之间在形
态上差异较大、彼此间的可杂交性很低,因此在世界
上大多只承认养麦属中的大粒组种“ ,即瘦果较大的
3个种 :甜养 (F.escu2entum)、苦养(F,tataricum)、金
养(F.cymosum)。Stevens(1912)首次报道 甜养染色
体数为2n=2x=16。但是由于养麦染色体小、属小染
色体类,细胞学观察较困难,有关养麦染色体研究报
导极少,所研究的程度大多数为染色体数水平。在桉
型分析上,主要是林汝法等(1 994)。 以及朱凤绥等
(1 984) 对甜养和苦养作过初步分析。最近,陈庆富
(Chen,1 999a、b) 在中国西南部发现了瘦果较大
收 稿 日期 :2000—02—25
作者简介 ;陈庆富(1 964一) 男 .植物遗传育种专业,博士 ,从事植物遗传 进化与育种的教学和科研工作
基金项目:贵州省科委基金项 目资助
维普资讯 http://www.cqvip.com
108 广 西 植 物 21卷
的、与栽培养麦种亲缘关系较近的 3个新种,也观察
了其染色体数目,即左贡野荞(F.zuogcmgense Q.F
Chen,4X一32)、大野荞(F.megaspartanium Q.F.
Chen,2X一16)、毛野荞(F.pdus Q.F.Chen,2X一
16)。但是未对其进行核型分析。本文力图将这些新种
与栽培养麦进行核型比较研究,以便为荞麦属分类
学、栽培养麦起源和进化提供依据。
长度。臂比值大于 2:l的染色体比例一臂比值大于
2:1的染色体数/染色体总数。
按 I evaD et al(1964)“ 提出的四点四区系统命名
规则,根据臂比,将各染色体命名。根据最长染色体长
度/最短染色体长度比值和臂比值大于 2:l的染色
体比例,按 Stebbins(1971)“ 的核型分类标准对荞麦
染色体核型进行分类。
1 材料与方法 2 结果与分析
供试材料及来源见表 l。
裹 1 供试材料及来源
Table1 M ate ls used.inthis study
“这些 标奉 由障庆 冒制作 井保存 于贯州 J巾范 太学生 物系标 本室 。
These specimens wt made by Qing—Fu Chen and con~rved in the Biob
ogy Department,Guizhc~Normal University.
1.1根尖有丝分裂细胞的染色体观察
瘦果经 5O。c水处理 60 rain后均匀摆放于湿润
沙皿 中,25。C培养箱 中发芽。根长 1~2 cm时,取根
尖于 0.03 8一羟基喹啉溶液 1O~1 5。C预处理 2 h;
甲醇 :冰醋酸(3:1)固定液固定 5~1 2 h后,蒸溜水
前低渗 l h,3 纤维索酶一果胶酶混合液 37。C 3 h,
蒸溜水后低渗 90 rain。采用去壁低渗法制片“ 。制片
空气干燥 1 d以后 ,3 Giemsa染液染色 1 h。镜检 ,照
相。
1。2茎尖有丝分裂细胞的染色体核型分析
于葬麦营养生长旺盛时期取茎尖,按上述步骤处
理。其中,在前低渗步骤前增加 1 mol/I 盐酸溶液 60
℃ j rain的处理。根据 5个细胞的资料计算有关核型
参数。核型分析按李懋学和陈瑞阳(1 985)建议的统一
标准“ 。
有关核型参数的计算公式为:染色体实际长度
( m)一放大的染色体长度(ram)/放大倍数Xl 000。
染色体相对长度( )一染色体长度/染色体组总长度
×i00。染色体臂 比一染色体长臂长度/染色体短臂
2.1五个荞麦种的染色体数鉴定
种子根尖和茎尖有丝分裂染色体观察结果表明,
甜养、苦荞、大野养、毛野养都为二倍体,2n=2x=16,
都有 2对随体染色体}而左贡野荞为四倍体,2n一4x
一 32。此外,在甜荞根尖中还发现二倍体细胞和四倍
体细胞 的嵌合现象较普遍,有时四倍体细胞可达
30 以上。但是,在茎尖细胞中未发现此现象。这表明
在养麦中茎尖染色体数相对较稳定。
2.2五个荞麦种的茎尖有丝分裂细胞染色体的核型
分析
结果见图l,图版 I、I和表 2、3。
i:~![I I I I if l Il I iJ
c~1 1 1 i 。fl l l i J
E
。
I I l l u!雪
图 】 五个养麦种的茎尖染色体核型模式图
Fig 1 The idiograms of sten)tip chromosomes
A 甜荞 (F e.~culentum);B-苦养t,.f ⋯ m)
C 太野荠fF Ⅱ “洲擅 );D 毛野荞(F );
E 左萎甄葬lF ∞g【mg⋯ 1
从这些图、表中可以看 出;
5种荞麦核型是类似的,都属于对称核型、都有 2
维普资讯 http://www.cqvip.com
2期 陈庆富:五个中国养麦(凡lg。 )— )种的核型分析 109
对随体,都以 m染色体为主。从绝对长度上看 ,犬野
养、甜养及左贡野养染色体相对较大,而苦养和毛野
养则相对较小。但是由于染色体浓缩程度及时期不完
全相同,这种绝对长度在大小上的差异尚不能准确测
定。这 5个种之间的主要差异是在臂比和随体染色体
上。除甜养无 sm染色体外,其它 4个类型都有 l~2
对 sm染色体。甜养、大野养及左贡野养的随体染色
体都是 m染色体,而苦养和毛野养有 1~2对 s玎l随
体染色体 另外,甜养与左贡野养都有 l对随俸在长
臂上的m染色体。甜养、苦养、大野养、毛野养及左贡
野养的核型公式分别为 12m+4m(SAT)、12m+4sin
(SAT)、8m+ 4sin+ 4m(sAT)、12m +2m(SAT)+
2sin(SAT)及 24m+4sm+4re(SAT)。它们分别属于
Stebbins的 1A、2A、2A、2A及 1A。
表 2 四个二倍体养麦种茎尖有丝分裂蛔胞染色体攘型参数
Table 2 The parameters of chromosomes of four diploid Fagopyram species
AL-绝对长度i RL=相对长度;AR一臂比i PC一着丝点位置
rebuveIm~h( );AR-a~ ratio~PC-positionof cent
表3 左贡野荞茎尖有丝分裂棚胞染色体核型参数
Table 3 T parameters of chromosomes
of F.z“。g e。。
篓色体绾号 AL RL AR Pc Lnrom0sOn1al n0
.
3 64
3 56
3.47
3 36
3 32
3 22
3 20
3 15
3 08
3.07
3.00
2.78
2.7l
2.58
3.15
7.24
7.08
6.90
6.68
6.58
6 39
6.36
6 25
6 11
6 09
5 96
5 53
5 39
5 12
6.25
6.13
AL=绝剐长度 ( ){RL一相对长 度t ) AR一臂 比;PC一着 丝点位
置,*=随体 色捧L⋯ 首敬报导 AL-absolutelength(Vm),R1.
一relative length(“){AR~ m ratio;PC=position of centromere~
=SAT—chromosome: *一reported for thehrst time.
一 随体染色体;⋯ 首次报导。AL=absolute length(tam)}RL=
一 SAT-chrom~ me;⋯ reported for the 6 time
3 讨 论
朱凤绥等(1984)报道 ,甜养、米荞、翅养(这 3
个类型实际上都是甜养)根尖细胞都为二倍体,甜养
有 1对随体染色体,但米养和翅养有 2对随体;苦养
为二倍体,有 1对随体染色体;金养为四倍体,也为 1
对随体染色体。同时他还发现,甜养根尖细胞染色体
数有二倍体和四倍体2种,即存在提倍性。在核型分
析中,林汝法(1994)报道。 ,甜养都为 m染色体,有2
对随体染色体;苦养为 6对 1i2染色体和2对 Sil染色
体‘其中1对为随体染色体)
在根尖和茎尖细胞中,本研究发现,甜养、苦养、
大野养、毛野荞都为二倍体,都有2对随体染色体。这
表明大野葬和毛野荞不同于一般为四倍体的金荞。这
些结果也不同于苦荞仅有 1对随体染色体的报
道” 。在甜养根尖中本研究也发现存在二倍体细胞
和四倍体细胞的嵌台现象,而在茎尖细胞中无 这暗
示在荞麦中茎尖染色体数相对较稳定。由于根尖变异
n ;乌垤 船 n 祁 鹅 昭 ∞
l 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 i
维普资讯 http://www.cqvip.com
110 广 西 植 物 21卷
不能通过性细胞遗传,但茎尖变异则可能。考虑到野
生养麦种子少、休眠期长而不整齐、发芽率低等问题,
在养麦中用茎尖作细胞学研究可能更好。
在核型分析上,本研究发现,甜养都为 m染色
体,这与已有报道一致。’”;在苦养中,发现有 2对 sm
随体染色体,这不同于林汝法报道“ 的 1对 sm随体
染色体的结果。本研究首次对二倍体多年生养麦大野
养和毛野养及四倍体的一年生左贡野养进行核型分
析,发现它们在核型上有明显的差异。大野养有 2对
sm非随体染色体和 2对 m随体染色体,而毛野养染
色体有 1对sm随体染色体和 1对m随体染色体。这
暗示它们在细胞学上有分化,支持它们作为不同种类
的分类学处理 。
参考文献 :
(13李懋学,张赞平.植物染色体及其研究技术[M].北
京:中国农业出版杜,1996.5—4O.
(2]朱凤绥,林汝法,李永青,等.荞麦不同类型的染色体研
究初报[J].细胞生物学杂志,i 984,6(3) 130-131.
(3]林汝法.中国荞麦[M].北京:中国农业出版社,1994,
97——i05.
[4]Alekseevn E S,Pausheva Z P.Genetics,breeding and
seed production of buckwheat[M].Kiev,Ukrainian
SSR:Vishcha Shkoin.,1979,30一 l50.
E5;Campbel C G,Buckwheat.In:Simmonds NW (ed
. )
Evolution of Crop Plants[M].London:Longmam
I976.235— 237.
[6]Cb_erL Qing—Fu.A study of resour。es of Fagopyrum
(Polygonaceae)native to China[J].Botanical rMf
the Linnean Sc~iety,1999,130 53— 64.
(7 3 Chen Qing Fu.WMe hybridization among Fagopyrum
(Polygonaceae)species native to China[J].Bota
Journal of the Linnean Society,1 999,131:l77— 185.
[8]Morris M R.Cytogenetic studies Oil buckwheat口].
Journal of Heredity,195I,42:85—89.
C93 YeNG,GuoGQ.Classification-origin and evolution of
genus Fagopyrum in China[c].In:Lin R,Zhou M,
Tao Y,Li J,Zhang Z(eds.),Proceedings of the 5th In—
ternational Symposium on Buckwheat,Taiyuan,China
.
Beijing:Chinese Agricultural Publishing House.1992,
19— 28.
●
I
维普资讯 http://www.cqvip.com
符国瑷:海南锥栗属新植物 图版
.
警 3,』m
:
辫.,
因 A l叶柱A lea~es b~aneh;2雄花亭Inflorescen=e 0.0雄花 Flower ;4雌花序 Infl。⋯ ce阜:
5坚果 Nuc~la;B带坚粜壳斗 Cupula wilh nucula
凹 B 1叶枝Aleaves branch:2雄花Flowel 0;3+雄花序Infl。 ⋯ e 0;4
. 雌花序 lnfl。㈣ ce早;
5带坚果弃 斗Cupula with_1l】⋯I;6 坚果 N⋯
凹 C 1-雄托FIowe:0;2叶桂Aleave brandl; 雌花序Infloresce一 旱;4雄花序 Infl0螂 cencet;
5带坚果壳 斗Cupola with nucula;6坚果 Nucul~.
因 【J 1·带坚果壳斗 Cupula with nucula;2叶杖 Aleaves branch;3
. 雄花序 Inflo⋯ ence0,4雌花序
lafIoresce~ce旱;5坚果N⋯ 1a,6雄花 Flower 0 (王其 绘)
维普资讯 http://www.cqvip.com
熊源新:刺藓科在贵州的发现
XIONG Yuan xin:A n1。ss family Rhachitheciaceae nl2w to Guizhou,China
4
罔版 I
PhteI
1 Plants oR the tree back;2 Plant when dry;3 Plant when moist;4~ 5.[.eaves;6.Perichaetiae leaf
7 Pmpagulae;8~ 9 PropaguIas Dn sur[ace。f the[eaves;10 Capsule when dry;l1.Capsule
when moist;l2 Per[stome;13 Spore;14.Cross section of the middle leaf;15 Apical lea/
cells;16.Marginal midiar~cels ol the o{leaf;1 7.Basal kaf cels.
维普资讯 http://www.cqvip.com