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几种野生菊属植物的细胞学研究



全 文 :北方园艺2012(07):135~138 ·生物技术·
第一作者简介:邸葆(1978-),男,河北深泽人,硕士,讲师,现主要
从事观赏植物科研与教学工作。E-mail:dibao666@126.com。
责任作者:杨际双(1970-),男,山东郓城人,博士,副教授,现主要
从事观赏植物种质资源及栽培生理科研与教学工作。
基金项目:河北农业大学留学回国人员科研启动基金资助项目
(2004-897);河北农业大学非生命学科和新兴学科科研发展基金
资助项目。
收稿日期:2011-12-05
几种野生菊属植物的细胞学研究
邸   葆,杨 际 双,阎   雪
(河北农业大学 园艺学院,河北 保定071001)
  摘 要:以保定野菊(Chrysanthemum indicum)、菊花脑(C.nankingense)、元氏甘菊(C.lavan-
dulifolium)、龙脑菊(C.japonicum)、若狭滨菊(C.japonicumvar.wakasaense)、淄博野菊(C.indi-
cum)6种菊属植物为试材进行细胞学研究。结果表明:保定野菊的核型公式为2n=2x=18=16m
+2st,核不对称系数为56.58%;菊花脑的核型公式为2n=2x=18=12m+6sm,核不对称系数为
60.47%;元氏甘菊的核型公式为2n=2x=18=12m+4sm+2st,核不对称系数为62.12%;龙脑菊
的核型公式为2n=2x=18=14m+4sm,核不对称系数为66.46%;若狭滨菊的核型公式为2n=4x
=36=28m+6sm+2st,核不对称系数为59.92%。淄博野菊的核型公式为2n=4x=36=26m+
10sm,核不对称系数为65.88%。
关键词:野生菊属植物;染色体数目;核型
中图分类号:S 682.1+1 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2012)07-0135-04
  菊花(Chrysanthemum morifolium)为菊科菊属多年
生宿根草本植物,在中国已有1 600年栽培历史,目前世
界菊花品种总数约2万~3万种,中国超过3 000个,分
属22个品种类型,被现代园艺学家称为花卉育种的一
大奇迹[1]。但是,关于其起源及品种演化的问题始终不
清楚。菊属有些类在体态、叶形、叶序及伞房花序式样
等方面表现极大的多样性,在少数种类的共同分布区
中,则有明显的杂交现象的发生,并由此导致一系列中
间过渡类型个体的出现,混淆了种与种的界限,给分类
带来困难[2]。
近10a来研究工作从对栽培菊花的研究扩展到整
个菊属植物,将植物系统学的理论和方法引入到菊花起
源的研究中,尤其是展开了菊属植物系统学的研究工
作,这一思路加速了在该领域的研究进展,也为其它观
赏植物的研究开辟了新的道路,而菊花作为栽培植物的
一个特定类别为植物系统学提供了极好的研究材料。
同时对这一问题的深入研究也将有助于对其它观赏植
物种及品种起源和演化问题进行探讨,从而为观赏植物
的品种培育工作提供更有力的基础研究资料。
1 材料与方法
1.1 试验材料
以元氏甘菊(C.lavandulifolium)(石家庄元氏
县)、保定野菊(C.indicum)(河北保定)、淄博野菊
(C.indicum)(山东淄博)、菊花脑(C.nankingense)
(江苏南京)和龙脑菊(C.japonicum)(日本)、若狭滨
菊(C.japonicumvar.wakasaense)(日本)为材料。
1.2 试验方法
每种菊花取3~5个植株的新生根尖进行核型分
析。染色体数目的确定和核型分析根据全国第一届植
物染色体学术讨论会的约定[3]。每种菊花的染色体数
目,以统计30个以上细胞中85%以上具有恒定一致的
染色体数来作为该种的染色体数目;每个类群取5个细
胞的核型平均值,染色体相对长度、臂比及类型按李懋
学等[3]的方法进行计算;核不对称系数按Arano H[4]的
方法,比值越大越不对称;核型分类按Stebbins G L[5]的
方法划分,“1A”最对称,“4C”最不对称。
2 结果与分析
染色体参数见表1~3,核型模式图、染色体形态及
核型图分别见图1~3。
2.1 保定野菊
核型公式为2n=2x=18=16m+2st。该试验观察
到第8号染色体为st染色体。最小染色体为m染色
体。核型为“2A”型,对称程度高。
2.2 菊花脑
核型公式为2n=2x=18=12m+6sm。具3对sm
染色体。最小染色体为m染色体。核型为“2A”型,对
称程度较高。
531
·生物技术· 北方园艺2012(07):135~138
表1 6种菊属植物的不同染色体的细胞数
  Table 1  Numbers of cel of diferent chromosome of
  six species of Chrysanthemum
种名Species
染色体数目Chromosome numbers
18  36  45
保定野菊C.indicum  37
菊花脑C.nankingense  21
元氏甘菊C.lavandulifolium  26
龙脑菊C.japonicum  18
若狭滨菊C.japonicumvar.wakasaense  12
淄博野菊C.indicum  9  11
  表2 6种菊属植物的染色体相对长度、臂比和类型
  Table 2   Relative length,arm ratio and type of
  the chromosome of six species of Chrysanthemum
编号 相对长度 臂比 类型 编号 相对长度 臂比 类型
No. Relative length  Arm ratio Type No. Relative length  Arm ratio Type
保定野菊C.indicum





0.67+0.96=1.63
0.78+0.84=1.62
0.68+0.80=1.56
0.69+0.71=1.41
0.54+0.78=1.32
1.43
1.08
1.17
1.03
1.43









0.48+0.70=1.18
0.56+0.58=1.15
0.21+0.80=1.02
0.42+0.53=0.95
1.44
1.03
3.69
1.29


st

菊花脑C.nankingense





0.77+1.27=2.04
0.90+1.00=1.90
0.48+1.29=1.77
0.72+1.00=1.72
0.69+0.94=1.63
1.66
1.10
2.65
1.39
1.35


sm






0.46+1.02=1.48
0.40+0.85=1.43
0.58+0.71=1.29
0.56+0.70=1.26
2.24
2.14
1.23
1.27
sm
sm


元氏甘菊C.lavandulifolium





0.96+1.28=2.24
0.86+1.31=2.17
0.88+1.22=2.10
0.72+1.08=1.80
0.57+1.15=1.72
1.34
1.51
1.39
1.50
2.02




sm




0.57+1.04=1.61
0.58+0.92=1.50
0.51+0.78=1.29
0.30+0.98=1.28
1.82
1.59
1.53
3.26
sm


st
龙脑菊C.japonicum





0.70+1.22=1.92
0.81+1.09=1.91
0.82+1.03=1.85
0.70+0.91=1.61
0.49+1.06=1.55
1.75
1.33
1.25
1.33
2.14
sm



sm




0.63+0.90=1.53
0.61+0.87=1.48
0.55+0.89=1.44
0.45+0.48=0.93
1.43
1.43
1.62
1.07




若狭滨菊C.japonicumvar.wakasaense









0.61+0.81=1.42
0.63+0.78=1.41
0.48+0.88=1.36
0.55+0.79=1.34
0.51+0.80=1.31
0.48+0.82=1.30
0.59+0.69=1.28
0.58+0.67=1.25
0.52+0.72=1.24
1.33
1.25
1.84
1.43
1.57
1.69
1.14
1.15
1.40


sm






10
11
12
13
14
15
16
17
18
0.48+0.70=1.18
0.46+0.69=1.15
0.42+0.70=1.12
0.34+0.77=1.11
0.35+0.74=1.09
0.52+0.54=1.06
0.46+0.58=1.04
0.25+0.78=1.03
0.46+0.53=0.99
1.46
1.50
1.64
2.22
2.08
1.04
1.27
3.04
1.13



sm
sm


st

淄博野菊C.indicum









0.70+0.92=1.62
0.71+0.88=1.60
0.55+1.02=1.57
0.63+0.90=1.53
0.59+0.92=1.51
0.54+0.92=1.46
0.68+0.77=1.45
0.67+0.77=1.44
0.59+0.83=1.42
1.33
1.25
1.84
1.43
1.57
1.69
1.14
1.15
1.40


sm






10
11
12
13
14
15
16
17
18
0.54+0.78=1.32
0.51+0.76=1.27
0.39+0.85=1.24
0.37+0.81=1.18
0.36+0.76=1.12
0.53+0.56=1.09
0.49+0.58=1.07
0.26+0.67=0.93
0.42+0.47=0.89
1.46
1.50
2.22
2.22
2.08
1.04
1.27
1.85
1.13


sm
sm
sm


sm

  表3   6种菊属植物的核型和染色体参数
  Table 3   The parameters of 6species in Chrysanthemum
种名
Species
核型公式
Karyotype formula
最长
/最短
Lt/St
臂比>2
的比率
P.C.A%
核不对
称系数
As.k%
核型
类型
Type
保定野菊C.indicum  2n=2x=18=16m+2st  1.71  11  56.58 2A
菊花脑C.nankingense  2n=2x=18=12m+6sm  1.62  33  60.47 2A
元氏甘菊
C.lavandulifolium
2n=2x=18=12m+4sm+2st 1.75  22  62.12 2A
龙脑菊C.japonicum  2n=2x=18=14m+4sm  1.67  11  66.46 2A
若狭滨菊C.japonicum
var.wakasaense
2n=4x=36=28m+6sm+2st 1.43  17  59.92 2A
淄博野菊C.indicum  2n=4x=36=26m+10sm  1.81  17  65.88 2A
2.3 元氏甘菊
核型公式为2n=2x=18=12m+4sm+2st。具2对
sm染色体,1对st染色体。最小染色体为st染色体。
核型为“2A”型,对称程度高。
2.4 龙脑菊
核型公式为2n=2x=18=14m+4sm。具2对sm
染色体。最小染色体为m染色体。核型为“2A”型,对
称程度高。
2.5 若狭滨菊
核型公式为2n=4x=36=28m+6sm+2st。试验中
未观察到随体染色体。具3对sm染色体,1对st染色体。
最小染色体为m染色体。核型为“2A”型,对称程度高。
2.6 淄博野菊
核型公式为2n=4x=36=26m+10sm。具5对sm
染色体。最小染色体为m染色体。核型为“2A”型,对
称程度高。
试验结果表明,6种菊属植物中5种未见非整倍体
变异或多倍现象,但淄博野菊出现了五倍体个体。染色
体结构主要由中部及近中部着丝点染色体组成,最长染
色体与最短染色体的比值在1.43~1.81,臂比大于2的
染色体在11%~33%,均为“2A”型。
3 讨论与结论
菊属(Chrysanthemum)共约30种,主要分布于中国
和日本[6]。日本学者Nakata等[7]研究结果表明,日本野
生菊中存在染色体基数为9的二倍体、四倍体、六倍体、
八倍体、十倍体以及少数异数体。Fedorov A[8]统计了广
义菊属的93种植物的染色体数,发现多倍体(包括种内
多倍体)有56种,占60%,显然多倍化是该属的一个重
要的进化途径。20世纪80年代起,陈俊愉等[9]、陈秀兰
等[10]、李东林等[11]、陈发棣等[12]进行了栽培菊起源研
究、栽培菊杂交育种、中国菊核型分析等研究。其中李
懋学等[3]、杜冰群等[13]、周树军等[14]研究表明,中国野生
菊也是以9为染色体基数的,有二倍体、四倍体和六倍
体,但没有八倍体和十倍体。陈发棣等[12]认为野菊是异
源四倍体,假定为AABB,菊花脑和甘野菊有可能是其供
631
北方园艺2012(07):135~138 ·生物技术·
体种;毛华菊是异源六倍体,染色体组构成为AABBCC,
野菊可能是毛华菊的2个供体基因组。但是,ABC染色
体组的二倍体供体种是哪些种则无法肯定;四倍体和六
倍体的小菊可能直接由野菊和毛华菊演化而来,野菊又
有可能是六倍体小菊的2个染色体组的供体种。
试验结果表明,野菊的染色体数目多为18条,只有
若狭滨菊和部分淄博野菊为36条。前人研究多为2n=
36[4],而且把二倍体野菊看作是一个独立种,但在《中国
植物志》中,它们被归为一个种。目前,把它们归为一个
种对待,对于二倍体野菊和四倍体野菊的分类的分类关
系,以及野菊形态变异的特征与核型特征的关系,还有
待探索。值得一提的是淄博野菊发现了较大比例(11/
20)的五倍体个体,说明种内杂交现象较多见。
汪劲武等[2]曾先后报道过甘菊的核型:甘菊为2n=
18=14m+4sm,平均臂比1.5,最长与最短染色体之比
1.52,2A型。而该试验结果与其研究差异不大,核型类
型均为2A型,但该试验中甘菊的平均臂比和最长染色
体与最短染色体的比值与其研究略有不同。对于菊属
的核型结构而言,种间与种内存在模糊现象,无论是二
倍体之间,抑或二倍体和四倍体之间,染色体的形态都
极为相似,也无法区分核型的根本差异。因此,染色体
核型变异对菊属分化的作用需要用染色体分带技术和
细胞遗传学方面的工作来进一步研究。
该试验结果表明,6种植物的不对称系数由大到小
依次为:龙脑菊、淄博野菊、元氏甘菊、菊花脑、若狭滨菊、
保定野菊,表明龙脑菊不对称程度最高,保定野菊最低。
Levitzky G A[15]早就提出,有花植物中核型进化的主要
趋势是不对称的不断增强,就是说,随着进化的前进,染
色体变得越来越不对称。但要确定菊属之间的亲缘关
系及进化程度,不能完全依赖核型,还要综合考虑形态
学特征、地理分布和生态环境。
参考文献
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Study on Cytology of Some Species in Chrysanthemum
DI Bao,YANG Ji-shuang,YAN Xue
(Colege of Horticulture,Agricultural University of Hebei,Baoding,Hebei 071001)
Abstract:Taking six species Chrysanthemumof Chrysanthemum indicumof Baoding,Chrysanthemum nankingensem,
Chrysanthemum lavandulifolium,Chrysanthemum japonicum,Chrysanthemum japonicum var.wakasaense,
Chrysanthemum indicumof Zibo as test material,the its cytology were studied.The results showed that their karyotype
formula and index of karyotypic asymmetry(As.k),C.indicum:2n=2x=18=16m+2st,As.k=56.58%.C.
nankingense:2n=2x=18=12m+6sm,As.k=60.47%.C.lavandulifolium:2n=2x=18=12m+4sm+2st,As.k=
62.12%.C.japonicum:2n=2x=18=14m+4sm,As.k=66.46%.C.japonicumvar.wakasaense:2n=4x=36=28m+
6sm+2st,As.k=59.92%.C.indicum:2n=4x=36=26m+10sm,As.k=65.88%.
Key words:Chrysanthemum;chromosome number;karyotyp


新型缓控释肥改善农业生态环境
现代农业发展需要新型农资,农业发展方式的转变要由资源消耗型转变为资源节约型、环境友好型。很显然,要
想实现农业发展方式转变,离不开发展新型农资。目前,我国氮肥的当季利用率只有30%左右,要解决这一问题,一
是改变农资产品的特性,例如缓控释肥,就讲究针对作物的需求缓慢释放,提高当季作物的利用率;二是在使用农资
技术方面,推广测土配方施肥技术,这也为缓控释肥推广提供了广阔的空间;三是推广缓控释肥成为发展新型农艺技
术的迫切需要。
从产品来讲,有四大类缓控释肥产品,从技术来讲,有10多项的包膜技术,总的来说不断走向成熟。如果其释放
速度能进一步与作物对营养的需求相匹配,在不同的地区,与不同的作物相适应、相配套,就会更好。
我国缓控释肥规模不断扩大,2010年缓控释肥的增长速度是60%,参与缓控释肥试验推广的30多种作物,全部
都增产,一般是增产5%~10%,有的达40%。作物增产的同时也带来了肥料的节约,经济效益十分显著。
缓控释肥施用起来省工、省力、省心,尤其是在种玉米上,减少了追肥,适应了当前农村劳动力紧缺的需要。在生
态效益方面,由于肥料用量减下来,对环境的污染也就下来了,对节能减排的效益也就上去了。此外,缓控释肥在深
层次解决环境问题的同时,也提振了人们对农产品质量安全的信心。
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