中国沙棘染色体核型及进化研究

中国沙棘染色体核型及进化研究

摘要:对中国沙棘(Hippophae rhamnoides Linn. ssp. sinensis Rousi)的染色体进行了核型分析,结果表明,中国沙棘染色体数目为2n=24,基数为12,未发现具有非整倍体和多倍体的个体;其核型公式为2n=24=14M+10m,染色体中未发现随体,染色体相对长度组成为2n=4L+6M2+10Ml+4S,核型属于“1B”型,核型不对称系数As.K为54%｡同时,根据Stebbins的核型进化理论和分支系统学的编序､赋值方法,对核型的4个重要性状进行了分析,结果表明,中国沙棘染色体的进化指数为3,进化程度较低,属于较原始种;这些研究结果为中国沙棘资源的开发､良种的选育和分类提供了细胞学理论依据｡

关键词:中国沙棘;染色体核型;进化

Study on the Chromosome Karyotype and Evolution of Hippophae rhamnoides Linn. ssp. sinensis Rousi

Abstract: The chromosome karyotype of Hippophae rhamnoides Linn. ssp. sinensis Rousi was analyzed. The results indicated that the chromosome number of H. rhamnoides ssp. sinensis was 2n=24, basic number was 12, no aneuploidy and polyploid was observed in the chromosome; The karyotype formula was 2n=24=14M+10m, no satellites were observed in the chromosome, the relative length of the chromosome composition was 2n=4L+6M2+10Ml+4S, the karyotype belonged to “1B” type, the asymmetry coefficient of karyotype was 54%. Based on the Stebbins’ evolution theory of th e chromosome karyotype and the method for ordering and assignment of cladistic systematics, four important traits were analyzed. The results indicated that the evolution index of chromosome karyotype of H. rhamnoides ssp. sinensis was three, the evolution extent was low, belonging to the more primitive species; this study provided the cytology theory basis for the development of the resources, breeding and variety classification.

Key words: Hippophae rhamnoides Linn. ssp. sinensis Rousi; chromosome karyotype; evolution

中国沙棘为胡颓子科(Elaeagnaceae)､沙棘属(Hippophae Linn)､沙棘(H. rhamnoides Linn.)的亚种(H. rhamnoides Linn. ssp. sinensis Rousi);世界上有9个亚种,中国有5个,广泛分布于西北､华北等地｡中国沙棘果实富含维生素和有机酸,可制作各种保健食品､饮料,种子可榨油,树皮可提取栲胶,根具根瘤,能够增加土壤肥力,也是防风固沙､水土保持及供庭园观赏的良好树种[1]｡中国沙棘因其亚种､群体和生态型的差异,导致果实内营养成分差异很大,直接影响其经济价值的利用,因此在开发利用时有必要进行分类和整理｡当前,中国沙棘在形态､地理分布等方

面的研究已有很多,而有关中国沙棘染色体核型方面的研究较少｡基于此,笔者在国内首次对中国沙棘染色体核型的演化进行了分析和讨论,旨在为中国沙棘的选育提供理论依据[2]｡

1材料与方法

试验所用的材料是在青海省林业科学研究所实验基地于早晨8∶00至9∶00采集的中国沙棘雌雄株枝条,选择生长良好的一年生嫩枝的茎尖组织,切下茎尖,放入预处理液内(8-羟基喹啉)2~3 h;预处理后的茎尖经水洗后,放入卡诺固定液(无水乙醇∶冰醋酸=3∶1,V/V)中固定;固定好的材料放入1 mmol/L盐酸于60℃下处理25 min;将解离好的材料用清水冲洗2~3次,采用改良的卡宝品红染色15 min,然后进行压片,镜检,显微摄影[3-5]｡选择30个染色体分散良好的､处于有丝分裂中期的细胞进行计数,统计染色体的数目,选取5个染色体形态清楚的细胞进行核型分析[6,7],根据中期染色体的相对长度和臂比两项主要指标进行核型分类[8],核型不对称系数按Arano[9]的方法计算,核型分析依照Stebbins[10]提出的标准进行｡

2结果与分析

2.1中国沙棘染色体的形态特征

中国沙棘染色体的形态特征分别见图1､图2､图3､表1｡从图1､图2､图3､表1可见,中国沙棘染色体中第四对､第五对､第七对､第八对､第十对､第十一对､第十二对染色体属于正中部着丝粒染色体(M),第一对､第二对､第三对､第六对､第九对染色体属于中部着丝粒染色体(m),最长染色体与最短染色体的比值为 3.75,臂比的变化范围为1.0~1.5之间｡

2.2中国沙棘染色体的核型特征

中国沙棘染色体数目为2n=24,基数为12,未发现具有非整倍体和多倍体的个体,表明中国沙棘染色体的杂合程度低,种的遗传性稳定｡

中国沙棘染色体组的总长度为19.54 μm,其中最长染色体长度为2.92 μm,不超过3 μm;染色体相对长度系数I.R.L≤1.00的比例接近60%,这在植物中属于较小的染色体｡

中国沙棘染色体的长度比值(LR,指最长染色体长度/最短染色体长度)为3.75,臂比大于2∶1的染色体比例为0,属于“1B”型,核型不对称系数As.K为54%,在进化上属于较原始的种类｡由以上核型分析结果表明,中国沙棘染色体的核型公式为2n=24=14M+10m｡

2.3中国沙棘染色体的进化指数

Stebbins认为,核型的进化趋势是由对称向不对称方向发展的,对称性大的较为