全 文 ：西北植物学报 , 2007 , 27(9):1888-1891
Acta Bot .Boreal.-Occident.Sin.
　　文章编号:1000-4025(2007)09-1888-04 ＊
豆科山羊豆族 2属 5种植物的核型分析
黎　斌1 ,李思锋1 ,吴振海2 ,常朝阳2
(1 陕西省西安植物园 ,西安 710061;2西北农林科技大学生命科学学院 ,陕西杨陵 712100)
摘　要:报道了产于中国西北地区豆科山羊豆族2 属 5种植物的核型.结果表明 ,这 5 种豆科植物均为二倍体 ,其核型
公式分别为:单叶黄耆(Astragalus e foliolatus), 2n=16=12m+4sm ,2A核型;鸡峰山黄耆(A.k i fonsanicus), 2n=16
=12m+4sm ,2A核型;太原黄耆(A.taiyuanensis), 2n=16=8m+6sm+2t(2SAT),2B核型;变异黄耆(A.variabi-
lis), 2n=16=14sm+2t(2SAT),3A核型;贺兰山岩黄耆(Hedysarum petrovii), 2n=16=12m+4sm(2SAT),2A核
型.除变异黄芪外 ,其余各种的染色体数目及核型均为首次报道.
关键词:豆科;黄耆属;岩黄耆属;核型
中图分类号:Q343;Q949.751.9 文献标识码:A
Karyotype of 5 Leguminosae species in Trib.Galegeae from Northwest China
LI Bin1 ,LI Si-feng1 ,WU Zhen-hai2 ,CHANG Zhao-yang2
(1 Xian Botanical Garden of Shaanxi Province , Xian 710061 , China;2 College of Sciences , Northwest A & F University , Yangling ,
Shaanxi 712100 , China)
Abstract:The kary otypes of 5 Leguminous species in Trib.Galegeae(Leguminosae)f rom northw est China were re-
po rted in this paper for the first time.The results show ed that all 5 species w ere diploid.Their chromosome num-
bers and karyotypes are formulated as follow s:Astragalus e foliolatus , 2n=16=12m+4sm ,2Atype;A.ki fon-
sanicus ,2n=16=12m+4sm ,2Atype;A.taiyuanensis ,2n=16=8m+6sm+2t(2SAT),2Btype;A.variabi-
lis ,2n=16=14sm +2t(2SAT),3Atype;Hedysarum petrovii ,2n=16=12m +4sm(2SAT),2Atype.The
karyotypes are all reported here for the first time except for A.variabi lis.
Key words:Leguminosae;Astragalus;Hedysarum ;karyotype
　　豆科(Leguminosae)约有 650属 ,18 000种 ,是被
子植物中仅次于菊科及兰科的第三大科 ,我国约 172
属 ,1 485种[ 1] .豆科植物具有重要的经济用途 ,不仅
是人类主要的植物性高蛋白食物来源之一 ,还是用
材 、薪材 、药材及树脂的原料 ,并且能作为饲料 、草种 、
绿肥等.在我国西北的干旱半干旱地区 ,一些豆科植
物 ,如岩黄耆属(Hedysarum)、锦鸡儿属(Caragana)、
棘豆属(Oxytropis)及黄耆属(Astragalus)等 ,作为重
要的伴生种 ,在草原生态系统的地位极为重要 ,是该
生态体系中提供有效氮的中心[ 2] .
从染色体水平了解物种的特异性 ,对于探讨一些
豆科植物的属间关系[ 3 ,4] 、种间关系[ 5] 及种内变异[ 6-9]
具有重要意义.与我国分布的豆科植物种类相比 ,已
报道染色体数目和核型的种类[ 10-12] 所占比例并不
高[ 13] .本研究报道了西北地区分布的黄耆属 4种植
物及岩黄耆属 1种植物的核型分析 ,以期为研究此 2
＊ 收稿日期:2007-04-28;修改稿收到日期:2007-07-15
基金项目:国家林业局林业科技支撑项目(2006BAD03A1202)
作者简介:黎　斌(1973-),男(汉族),助理研究员 ,主要从事干旱地区豆科植物分类学研究.
属的分类及其开发利用积累更多的细胞学资料.
1　材料和方法
本研究报道的 5种豆科植物的实验材料来源见
表 1.所有凭证标本均存放于西北农林科技大学西北
植物研究所标本馆(WUK).
取种子新生根尖用0.002 mol L-1的8-羟基喹啉
溶液于室温下处理 3 ～ 4 h.然后用卡诺氏液(冰乙酸
∶95%酒精=1∶3)固定 24 h ,用 1 mol L-1 HCl解
离1 ～ 2 min ,改良苯酚品红溶液染色 ,常规方法压片.
核型分析按 Leven 等[ 14] 的标准 ,核型分类按 Steb-
bins[ 15] 的标准 , 核型不对称系数(As.K%)用 Ara-
no[ 16] 的方法计算.
2　结果与讨论
5种植物体细胞有丝分裂中期的染色体图像及
其核型模式见图 1 ,染色体的各项参数见表 2.除变异
黄耆[ 7]外 ,本研究中其余各种豆科植物的核型均为首
次报道.
2 .1　单叶黄耆 Astragalus ef oliolatus
该种隶属于裂萼亚属 Subgen.Cercidothrix 糙叶
组 Sect.Trachycercis ,分布于内蒙古 、甘肃 、宁夏等地
的荒漠草原中.单叶黄耆的核型中有 6对 m 染色体
和 2对 sm 染色体.染色体的相对长度变化
表 1　材料来源
Table 1　The information about localities of 5 species and their vouchers
种名
Species
产地
Loca lity
生境和海拔
Habitat and altitude
凭证标本
Voucher
单叶黄耆
Astragalus e foliolatus
宁夏同心马家渠
Majiaqu , Tongxin ,Ningxia 山坡草地Grassland on slope , 650 m 常朝阳等 2003-112Chang ZH Y , et al 2003-112
鸡峰山黄耆
A.ki f onsanicus 甘肃泾川罗汉洞乡Luohandong , Jingchuan ,Gansu 山坡草地Grassland on slope, 1 100 m 常朝阳等 2003-065Chang ZH Y , et al 2003-065
太原黄耆
A.taiyuanensis 陕西礼泉赵镇Zhaozhen , Liquan ,Shaanxi 干山坡On dry slope, 1 430 m 常朝阳等 2003-060Chang ZH Y , et al 2003-060
变异黄耆
A.variabi lis 内蒙古阿拉善左旗峡子沟Xiazigou , AlxaZuoqi, Neimenggu 沙砾质干山坡On dry sandy slope ,1 500 m 常朝阳等 2003-181Chang ZH Y , et al 2003-181
贺兰山岩黄耆
Hedysarum petrovii
宁夏贺兰山苏峪沟
Suyugou ,Mt.Helanshan , Ningxia 干山坡灌丛下Under shrubs on dry slope , 1 800 m 吴振海 1996-018Wu Z H 1996-018
表2　5种植物的染色体参数
Table 2　The parameters of chromosomes of 5 species
染色体编号
Chr.No.
相对长度
Relative
leng th(%)(L+S=T)
臂比
Arm
ratio(L/S)
类型
Types
染色体编号
Chr.No.
相对长度
Relative
leng th(%)(L+S=T)
臂比
Arm
ratio(L/S)
类型
Types
单叶黄耆 1 9.67+4.74=14.41 2.04 sm
Astragalus 2 7.05+6.22=13.27 1.13 m
ef ol iolatus 3 8.02+5.12=13.14 1.57 m
4 6.42+6.08=12.50 1.06 m
5 7.58+4.71=12.29 1.61 m
6 6.47+5.51=11.98 1.17 m
7 7.49+4.19=11.68 1.79 sm
8 5.62+5.11=10.73 1.10 m
太原黄耆 1 9.26+5.12=14.38 1.81 sm
A.taiyuanensis 2 7.34+6.86=14.20 1.07 m
3 9.08+4.79=13.87 1.90 sm
4 8.36+5.36=13.72 1.56 m
5 7.73+5.66=13.38 1.37 m
6 8.36+4.40=12.75 1.90 sm
7 7.15+5.45=12.60 1.31 m
8 5.09+0.01=5.10 +∞ tSAT
贺兰山岩黄耆 1 8.05+5.98=14.03 1.35 m
Hedysarum 2 9.56+3.76=13.32 2.54 sm
petrovii 3 8.75+4.42=13.17 1.98 smSAT
4 7.72+5.42=13.14 1.42 m
5 7.02+5.63=12.65 1.25 m
6 6.88+4.91=11.79 1.40 m
7 5.84+5.71=11.55 1.02 m
8 5.62+4.73=10.35 1.19 m
鸡峰山黄耆 1 8.15+6.68=14.83 1.22 m
A.ki f onsanicus 2 7.30+6.75=14.05 1.08 m
3 7.55+5.08=12.63 1.49 m
4 8.23+4.10=12.33 2.01 sm
5 7.01+5.09=12.10 1.38 m
6 8.13+3.77=11.90 2.16 sm
7 6.32+5.56=11.88 1.14 m
8 5.36+4.92=10.28 1.09 m
变异黄耆 1 10.32+4.51=14.84 2.29 sm
A.variabi lis 2 8.88+5.11=13.99 1.74 sm
3 10.28+3.62=13.90 2.84 sm
4 8.05+4.50=12.55 1.79 sm
5 8.55+3.78=12.33 2.26 sm
6 9.12+3.05=12.16 2.99 sm
7 7.52+3.46=10.98 2.17 sm
8 9.24+0.01=9.25 +∞ tSAT
18899 期　　　　　　　　　　　　　　黎　斌 ,等:豆科山羊豆族 2属 5 种植物的核型分析
图 1　5 种豆科植物体细胞的有丝分裂中期及其核型模式图
A.单叶黄耆, ×900;B.鸡峰山黄耆, ×900;C.太原黄耆 , ×900;D.变异
黄耆 , ×800;E.贺兰山岩黄耆 , ×900;箭头所指为随体染色体
Fig.1　The mito sis me taphase of somatic cell in
5 Leguminous species and their kary o types
A.Astraga lus e fol iolatus , ×900;B.A.ki fonsanicus , ×900;
C.A.ta iy uanensis , ×900;D.A.var iabi li s , ×800;E.Hedysarum
petrovi i , ×900;Arrow s sh ow ing SA T-chromosom e
范围为 10.73%～ 14.41%,臂比变化范围为 1.06 ～
2.04.最长与最短的染色体的长度比为 1.34.核型
不对称性系数 As.K%为 58.32%,核型属2A型
(图 1 ,A).
黄芪属绝大多数种具有羽状复叶且小叶为卵圆
形 、椭圆形.喜生于砂质冲积土上的单叶黄耆 ,仅具
有 1片线形的小叶 ,应为减化进化的一种具体表现.
本研究表明 ,单叶黄耆的染色体数目为 2n=16 ,是
二倍体种 ,且核型比较对称 ,表明该种叶形态性状的
进化水平并不能被其染色体形态变异所反映.
2 .2　鸡峰山黄耆 A.kif onsanicus
该种隶属于裂萼亚属 Subgen.Cercidothri x 剑
叶组 Sect.X iphidium ,分布于山西 、陕西 、甘肃及河
南等.鸡峰山黄耆的核型中有 6对 m 染色体和 2对
sm 染色体.染色体的相对长度变化范围为10.28%
～ 14.83%,臂比变化范围为 1.08 ～ 2.16.最长与最短
的染色体的长度比为 1.44.核型不对称性系数 As.
K%为 58.05%,核型属2A型(图1 ,B).
2 .3　太原黄耆 A.taiyuanensis
该种隶属于胀萼亚属 Subgen.Calycocy st is兔
尾状组 Sect .Laguropsis ,仅分布于山西和陕西北
部.太原黄耆的核型中有 4对 m 染色体 、3对 sm 染
色体及 1对 t染色体.染色体的相对长度变化范围
为 5.10%～ 14.38%,臂比变化范围为 1.07 ～ +∞.
最长与最短的染色体的长度比为 2.82.核型不对称
性系数 As.K%为 62.37%,核型属2B型(图 1 ,
C).
2 .4　变异黄耆 A.variabi lis
该种隶属于裂萼亚属 Subgen.Cercidothri x 旱
生组 Sect.Craccina ,见于内蒙古 、甘肃 、宁夏等地的
干旱河床砂质冲积土.变异黄耆的核型中有 7对 sm
染色体及 1对 t染色体 ,与以前的报道有所不同[ 7] .
染色体的相对长度变化范围为 9.25%～ 14.84%,
臂比变化范围为 1.74 ～ +∞.最长与最短的染色体
的长度比为 1.60.核型不对称性系数 A s.K%为
71.96%,核型属3A型(图 1 , D).
从已报道的黄芪属植物核型来看 ,很多二倍体
种的第 8号染色体为具随体染色体 ,如膜荚黄耆
(A.membranaceus)、达乌里黄耆(A .dahuricus)、草
木樨状黄耆(A .melilotoides)和斜茎黄耆(A .ad-
surgens)等[ 6 , 7 , 17 , 18] ,并被处理成短小的短臂上具有
较长的随体.本研究中 ,太原黄耆和变异黄耆也具有
类似情况的染色体.同时 ,还观察到该具随体染色体
在制片过程中易在初缢痕处断裂.具有相似形态变
1890 西　北　植　物　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　　　27 卷
异的染色体也见于豆科的其它属 , 如胡卢巴属
(Trigonel la)[ 19] 、四棱豆属(P sophocarpus)[ 20] 等.
2 .5　贺兰山岩黄耆 Hed ysarum petrovi i
该种隶属于短茎组 Sect.Subacaulia ,见于黄河
中游黄土区的草原中.研究表明 ,贺兰山岩黄耆的染
色体数目为 2n=16 ,其染色体基数应为 x =8 ,与前
人报道该属的染色体基数相同[ 21] .贺兰山岩黄耆的
核型中有 6对 m染色体和 2对 sm 染色体.染色体
的相对长度变化范围为 10.35%～ 14.03%,臂比变
化范围为 1.02 ～ 2.54.最长与最短的染色体的长度
比为 1.36.核型不对称性系数 A s.K%为 59.44%,
核型属2A型(图 1 , E).
参考文献:
[ 1] 　陈德昭.豆科[ A] .中国植物志(39卷)[ M] .北京:科学出版社, 1988:1-2.
[ 2] 　NI U SH L(牛书丽), JIANG G M(蒋高明).Th e im portance of legum e in China grassland ecosys tem and the advance in physiology an d e-
cology s tudies[ J] .Chinese Bu llet in o f Botany(植物学通报), 2004 , 21(8):9-18(in Chines e).
[ 3] 　GOLDBLA TT P.Cytology and the phylogeny of Leguminosae[ A] .In R.M .Polhill and P.H.Raven eds., Advances in legum e sys temat-
ics , part Ⅱ[ M] .Royal Botanic Gardens , Kew , 1981:427-464.
[ 4] 　G URZENKOV N N , PAV LOVA N S.Chromosome numbers in the rep resentat ives of the genera Astrag alus and Oxy trop is(Fabaceae)
f rom the Far East of the USSR[ J] .Bot.Zurn.SSSR , 1985 , 69(11):1 560-1 570(in Ru ssian).
[ 5] 　SPELLENBERG R.Ch rom osome num bers and thei r cy totaxonomic signif icance for north American Astrag alus(Fabaceae)[ J] .Taxon.,
1976 , 25:463-476.
[ 6] 　CHEN J R(陈家瑞), ZHU X Y(朱相云).Karyotype of Astrag alus p endul i f lorus Lam.complex (Leguminosae)and i ts cytotaxonomic
signifi cance[ J] .Cathaya , 1990 , 2:139-150(in Chines e).
[ 7] 　ZHU X Y(朱相云).An additional note on karyotype analysi s of Astrag alus pen du li f lorus Lam.com plex (Fabaceae)[ J] .Guihania(广西
植物), 1996 , 16(1):61-63(in Chinese).
[ 9] 　SHI G R(史刚荣).C luser analy sis for karyotype of Astraga lus pen du li f lorus Lam.complex(Leguminosae)[ J] .B ul letin of Botanical Re-
search(植物研究), 2003 , 23(2):220-223(in C hinese).
[ 10] 　LI B(黎　斌),CHANG ZH Y(常朝阳), LI S F(李思锋), et al.S tu dies on cy tology of 11 Astrag alus species f rom northw estern C hina
[ J] .Acta Bot.Borea l.-Occid ent.S in.(西北植物学报), 2002 , 22(3):467-475(in C hinese).
[ 11] 　WANG L(王　丽), GU ZH J(顾志建), SUN H(孙　航).Preliminary karyom orphological study on the plants in genera O xytrop is and
Astrag alus f rom Qinghai-Xizang Plateau[ J] .Acta Botanica Yunnanica(云南植物研究), 1994 , 16(1):53-59(in Chinese).
[ 12] 　ZHO U Q X(周其兴), SUN H(孙　航),G U ZH J(顾志建).A cytological study of Sa lween ia wardi i[ J] .A cta Botanica Y unnanica(云
南植物研究), 2000 , 22(3):368-370(in C hinese).
[ 13] 　HE X J(何兴金), T ANG Z SH(汤泽生), GUO J H(郭江洪).Cytology of the family Leguminosae f rom China and i ts sy stematic evolu-
t ion[ J] .Journa l of S ich uan Teachers Co llege(Natural S cience)(四川师范学院学报 自然科学版), 1994 , 15(3):276-284(in Chines e).
[ 14] 　LEVAN A , FREDGA K , SANDBERG A A.Nomen clatu re fo r cent romeric positi on on ch romosome[ J] .Hered i tas , 1964 , 52:201-220.
[ 15] 　STEBBINS G L.Ch romosome evolution in high plan ts[M ] .London:Addision-Wesley Pupl.C o., 1971.
[ 16] 　A RANO H .Cytological studies in su bfamily Carduoideae(Composi tae)of Japan IX[ J] .Bot.Mag.(Tokyo), 1963 , 76:32-39.
[ 17] 　LI U Y H(刘玉红).Karyotype analysis of 5 species of genu s Astraga lus[ J] .Acta Ph ytota xonomica S inica(植物分类学报), 1984 , 22(2):
125-127(in Chin ese).
[ 18] 　MA X H(马兴华), QIN R L(覃若林), XING W B(邢文斌).C hromosome observation s of some medical plants in Xinjiang[ J] .A cta Ph y-
tota xonomica S inica(植物分类学报), 1984 , 22(3):243-249(in C hinese).
[ 19] 　QI R H(祁如虎).Karyotype comparison of th ree Tr igonel la species[ J] .Grassland o f Ch ina(中国草地), 1997 ,(4):52-54(in Chi-
nese).
[ 20] 　SHE CH W(佘朝文), SONG Y CH(宋运淳), LIU L H(刘立华).Studies on k aryotype and G-banding pat terns in Psophocarp us tet-
ragonolobus(L.)DC.[ J] .J ourna l o f Wuhan Botanica l Research(武汉植物学研究), 1998 , 16(1):23-26(in Chinese).
[ 21] 　LI L X(李兰晓), AI X Q(艾晓琴).An analysi s on the caryogram in six Hedysarum shrub s[ J] .B ul letin o f S oi l an d Water Conservat ion
(水土保持通报), 1994 , 14(7):58-61(in C hinese).
18919 期　　　　　　　　　　　　　　黎　斌 ,等:豆科山羊豆族 2属 5 种植物的核型分析