全 文 ：荆芥属大花荆芥(Nepetasibirica)的染色体数目及核型分析＊
孔维进1 , 　朱丽娟 1 , 　李志敏 1＊＊
(云南师范大学生命科学学院 ,云南 昆明 650092)
摘　要:　采取常规根尖压片法对横断山区唇形科(Lamiaceae)荆芥属(Nepeta)的大花荆芥(N.sibiri-
ca)进行了染色体数目统计及核型分析 ,首次报道了大花荆芥的染色体数目及核型。结果表明:大花荆
芥染色体数目为 2n=18, 染色体核型公式为 2n=2x=18=18m, , 没有臂比大于 2的染色体 ,染色体长度
比为 1.70, 属 1A核型。本研究为进一步探讨荆芥属的系统关系提供了细胞学资料。
关键词:　大花荆芥;染色体数目;核型
中图分类号:　Q943　文献标识码:　A　文章编号:　1007-9793(2008)05-0052-05
本实验所用的大花荆芥(Nepetasibirica)种子采自喜马拉雅山脉东端的横断山区 ,大花荆芥属唇形
科(Lamiaceae)荆芥属(Nepeta),多年生植物 ,根茎木质 ,匍匐状 ,具萌枝 ,顶端有粗糙纤维。茎多数 ,四
棱形 ,叶三角状长圆形至三角状披针形 ,边缘通常密具小牙齿 ,坚纸质 ,脉在上面稍下陷 ,下面明显隆起;
轮伞花序稀疏排列于茎顶部 ,花冠蓝色或淡紫色。雄蕊 4,花柱等于或略超出上唇 ,成熟小坚果未见 ,花
期 8-9月[ 1] 。
由于横断山区特殊的地理位置被认为是植物区系的起源和演化问题研究的重点区域 ,而通过染色
体数目及核型分析 ,寻求它们与分类等级之间的关系 ,探索种群的发育和演化 ,从而对植物类群的变异
和起源能获得更广泛 、更有根据的资料 [ 3] 。核型分析资料作为分类学的证据 ,结合形态学 、解剖学 、胚
胎学和遗传学等方面的证据 ,在解决分类上的疑难问题 ,起过不少的作用 ,而且是建立生物学种和建立
新的自然分类系统所必不可少的资料 [ 4] 。
大花荆芥(N.sibirica)国内外没有关于染色体核型的报道 ,该属报道较多的是其形态描述和功能 ,
如:物理化学成分 [ 5] 、药用价值[ 6] 、食用价值 [ 7]等。还有一些其它报道 ,如:彭莉(2001)等报道的六种唇
形科药用植物微量元素溶出率的研究 [ 8] ,林文群(2003)等报道的六种唇形科种子营养成分比较分
析 [ 9] ,孙昌高(1999)等报道的唇形科药用植物种子发芽的研究[ 10]等 。
本文首次研究并报道了横断山区大花荆芥(N.sibirica)染色体的数目和核型 ,积累了唇形科荆芥
属细胞学研究的资料 ,为该属植物的细胞分类学 、植物遗传学研究提供依据 ,也为该科植物各种潜在价
值的开发和利用奠定基础 。
1　材料和方法
试验所用的大花荆芥种子连同标本取自横断山区的野生植物 ,为中科院昆明植物研究所高山植物
区系起源与进化研究组采集 ,现存放于中科院昆明植物研究所(KIB),标本号为 37150。
染色体制片采取根尖压片法 。将待测种子放入培养皿中 ,加水置于 24-25℃的恒温箱中萌发。当
幼根长至 1-2cm时取下 ,室温下用 8-羟基喹啉处理 2-4小时 ,于 4℃冰箱中用卡诺氏液(95%乙醇∶
　第 28卷第 5期
2008年 9月
云南师范大学学报
JournalofYunnanNormalUniversity
Vol.28 No.5
Sept.2008 　
＊ 收稿日期:2008-01-22
基金项目:国家自然科学基金重点资助项目(40332021).
作者简介:孔维进(1986-),男 , 云南省宣威市人 ,云南师大生命科学学院 07届本科生.
通讯作者:李志敏(1963-),女 , 云南省昆明市人 ,硕士生导师 , 副教授 ,主要从事植物学教学与科研.
醋酸 =3∶1)固定 2-24小时;用浓度为 0.075M的 Kcl低渗 5min,然后用 1mol/L的 Hcl解离 2-5min,
1﹪地衣红染色 2小时以上 ,压片镜检。光学显微镜下观察并照相 ,从中选出染色体分散好 、形态清晰
的片子 ,用冰冻脱片封片法制成永久封片 。
核型分析按李懋学的标准(李懋学 , 1985),核型不对称性按 Stebbins的分类标准划分 (Stebbins,
1971)。不对称性程度按着丝点端化值(Centrometricterminalizationvalue.简称 T.C值)来衡量。 T.C%
=(染色体长臂总长度 /染色体总长度)×100。
选择 50个处于有丝分裂中期的细胞进行染色体计数 ,并选择 5个染色体清晰且分散较好的细胞进
行显微照相 。测量染色体的长短臂 ,计算染色体的相对长度 、臂比 ,按下列公式计算(邰丽华 , 1997):
每条染色体的相对长度 = 染色体长度全组染色体长度 ×100　　　　　　臂比值 =
长臂(L)
短臂(S)
根据染色体的相对长度 、臂比 ,进行同源染色体配对 ,按染色体由长到短依次排列 ,并绘制染色体的
核型模式图.
2　试验结果与分析
2.1染色体数目及倍性分析
通过对 50个染色体清楚可数的细胞进行计数得出大花荆芥染色体数目为 2n=2x=18,为二倍体 ,
也有四倍体 ,见表 1。
表 1　染色体数目统计及倍性分析表
Tab.1　Chromosomenumbersandgenonaanalysis
2.2间期 、前期细胞图及形态描述
　　　　　　　　　　图 1　(a):间期核图片　　　　　　　　　　图 1　(b):前期核图片
　　　　　　　　　Fig.1　(a)Thephotographofrestingnuclei　　　　Fig.1　(b)Theprophasephotograph
·53·　第 5期　　　　　　　孔维进 ,等:　荆芥属大花荆芥(Nepetasibirica)的染色体数目及核型分析　
细胞在细胞周期中大部分时间处于间期状态 ,细胞间期完成 DNA和有关蛋白质的合成 ,为细胞分
裂准备必要的物质基础 ,根据 Ryuso的细胞分类:大花荆芥的间期核类型是简单染色中心型。
2.3染色体核型分析
选不同个体的 5个染色体分散 、形态清楚的细胞照片作核型图 ,并计算出 5个细胞染色体对的相对
长度及臂比平均值 ,根据臂比平均值进行染色体分类 ,制表。根据 5个细胞数据的平均值绘制染色体核
型模式图 ,进行核型分析。
染色体分类按 Levan(1964)[ 13]和李懋学等(1985)提出的标准 [ 14] 。核型分类按 Stebbins(1971)提
出的原则[ 15] 。
通过测量和统计 ,大花荆芥(Nepetasibirica)的核型公式为:2n=18m。细胞照片及染色体核型图见
图 1。测量染色体长度数据 、臂比及类型见表 1。
　　　　　　图 2　(a):细胞 E照片　　　　　　　　　　　　　　　图 2　(b):细胞 E核型图
　　　　Fig.1　(a)ThephotographofcellE　　　　　　　　　　Fig.1(b)thekaryotypephotograpofcelE
表 1　细胞 E染色体相对长度 、臂比及类型
Tab.1　TherelativecelEchromosomelength、armratiosandtypes
·54· 云南师范大学学报(自然科学版) 第 28卷　　
3　结论
综上所述 ,可以得出大花荆芥(N.sibirica)为二倍体植物 ,体细胞染色体数为 2n=2x=18,共 9对
染色体 。
大花荆芥(Nepetasibirica)体细胞的 18条染色体中 ,只有一种 m类型的染色体 ,其核型公式为 2n=
2x=18=18m,全部染色体都为中部着丝点染色体(m),臂比没有大于二的染色体 ,染色体长度比为 1.
70 ,根据 Stebbins核型对称性分类标准 ,大花荆芥的核型不对称类型为 1A。没有发现其他类型染色体 ,
也没有发现随体 。但在实验中发现有多倍体现象 ,可能与其特殊的生境有关 , Love(1974)研究得出结
论 ,由植物染色体加倍而产生的 “预适应”机制(preadaptation)对植物适应高海拔或高纬度的极端环境
有着重要意义[ 16] 。
参　考　文　献:
[ 1] 　中国唇形科植物图谱数据库.http://www.plantpic.csdb.cn/2003-03-06.
[ 2] 　NieZL(聂泽龙), SunH(孙航), GuZJ(顾志建).AsurveyofchromosomenumbersfromangiospermsoftheHengduan
mountains, S.W.China[ J] .ActaBotYunnan(云南植物研究), 2004, 26(1):35-57.
[ 3] 　洪德元.植物细胞分类学 [ M] .北京:科学出版社 , 1990.
[ 4] 　邰丽华.碱地风毛菊的核型分析 [ J] .内蒙古师大学报(自然科学汉文版), 1997, 2(2):52-54.
[ 5] 　吴国芳 , 冯志坚 ,马炜梁 ,等.植物学(下)(第二版)[ M] .北京:高等教育出版社 , 1992.385.
[ 6] 　吴婷.荆芥现代研究概况 [ J] .江苏中医药 , 2004, 25(10):64-66.
[ 7] 　臧林泉 , 胡枫 ,韦敏 , 等.荆芥挥发油抗肿瘤作用的研究 [ J] .广西中医药 , 2006, 29(4):60-62.
[ 8] 　苏援娟.药食兼用的佳品———荆芥 [ J] .中国民族民间医药杂志 , 2001, 48(1):54-55.
[ 9] 　彭莉 , 殷彩霞 ,王光灿 , 等.6种昆明唇形科药用植物微量元素溶出率的研究 [ J] .云南大学学报 , 1999, 21(s2):97 -
99.
[ 10] 　林文群 ,陈忠.六种唇形科种子营养成分比较分析 [ J] .天然产物研究与开发 , 2003, 15(3):239-241.
[ 11] 　孙昌高 ,方坚 , 徐秀瑛.唇形科药用植物种子发芽的研究 [ J] .中国现代应用药学杂志 , 2001, 18(4):276-279.
[ 12] 　RyusoTANAKA.TypeofRestingNucleiinOrchidaceae[ J] .Bot.Mag.Tokyo84:118-122(March258, 1971)
[ 13] 　LevanAK.Nomenelatureforcentromeircpositiononchromosome[ J] .Hereditas1964 52:20ll
[ 14] 　李懋学 ,陈瑞阳.关于核型分析的标准化问题 [ J] .武汉植物学研究 , 1985, 3(4):297-302.
[ 15] 　StebbinsGL.Chromosomalevolutioninhigherplants[ M] .London:EdwardAmooldLtd, 1971:72-123.
[ 16] 　L? veá, l? veD.Originandevolutionofthearcticandalpinefloras[ A] .In:IvesJD, BarryRC(eds).ArcticandAl-
pineEnvironment[ C] .London:MethuenCoLtd, 1974.57l-604.
StudiesonChromosomeNumberandKaryotypeofNepetasibirica
KONGWei-jin1 , 　ZHULi-juan1 , 　LIZhi-min1＊＊
(Yunnannormaluniversity, TheacademyofLifeandScience, Kunming650031, China)
Abstract:　ChromosomenumbersandkaryotypeofNepetasibiricafromHengduanmountainswasstudiedin
·55·　第 5期　　　　　　　孔维进 ,等:　荆芥属大花荆芥(Nepetasibirica)的染色体数目及核型分析　
thispaper.Theresultsshowedthatthechromosomenumbersare2n=18, anthekaryotypeformulasis2n=
2x=18 =18m.Theproportionofchromosomeswitharmratio﹥ 2 isnone.Theratioofchromosomelength
(Lengthlargest/Smalest)is1.70, whichbelongsto1Atapekaryotype.Thisresearchesprovidedthecyto-
logicalinformationforfurtherunderstandingthephylogenyofNepeta.
Keywords:　Nepetasibirica;chromosomenumber;karyotype
　　(上接第 25页)
参　考　文　献:
[ 1] 　陈景良 , 陈向晖.特殊矩阵 [ M] .北京:清华大学出版社 , 2001.
[ 2] 　游兆永.非奇 M-矩阵 [ M] .武汉:华中工学院出版社 , 1981.
[ 3] 　徐成贤 , 徐宗本.矩阵分析 [ M] .西安:西北工业大学出版社 , 1991.
[ 4] 　程云鹏.矩阵论 [ M] .西安:西北工业大学出版社 , 2003.
[ 5] 　胡家赣.线性代数方程组的迭代解法 [ M] .北京:科学出版社 , 1997.
[ 6] 　高益明.矩阵广义对角占优和非奇的判定 [ J] .东北师范大学报(自然科学版), 1982, 3(3):23-28.
[ 7] 　张成毅 , 李耀堂.弱严格对角占优矩阵非奇异的判定条件 [ J] .工程数学学报.2006, 23(3):505-510.
[ 8] 　Liyao-tang.Zhangxun.themodifiedalgorithmofiterativecriterionforH-matrix[ J] .云南大学学报(自然科学版),
2004, 26(6):459-464.
TherelationshipbetweenweaklystrictlydominantmatrixandH-matrix
HAOFang
(DepartmentofElementaryEducation, Kunmingnormalcollege, Kunming650202)
Abstract:　TherelationshipbetweenseveralkindsofweaklystrictlydiagonalydominantmatricesandH-
matricesisstudiedandcriticaltheoremsofweaklystrictlydiagonalydominantmatricesbeingH-matricesare
acquiredbystudyingthestructureofdiagonalydominantmatrix.
Keywords:　diagonalydominantmatrix;weaklystrictlydiagonalydominantmatrix;H-matrix
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