东方蓼的染色体核型分析

王 冰,翟延君,马宏伟,许 亮,韩荣春,尹海波

(辽宁中医药大学药学院,辽宁大连 116600)

东方蓼 Polygonum orientaleL.为蓼科 Polygonaceae一年生草本植物,分布于我国各地。种子作水红花子入药,性咸,微寒,具消瘀破积,健脾利湿的功效。主治胁腹胀满,水澎,胃痛,食少腹胀,火眼,疮肿[1]。

本实验对药用植物东方蓼的染色体数目、核型、体积等进行了实验研究,为这种药用植物的起源﹑演化、鉴定﹑良种培育及分子生物学等的深入研究提供必要的细胞学资料。

1 材料与方法

1.1 材料

实验所用的东方蓼种子是 2005年 10月在沈阳辉山采集,经郑太坤教授鉴定,凭证标本存放于辽宁中医学院药用植物教研室。

1.2 实验方法

实验按常规方法[2-3]进行。选取饱满成熟的种子放在经水浸湿的铺有双层滤纸的培养皿中,于 36～37℃恒温培养箱中培养。在室温下用 0.15%秋水仙碱液处理 3.5 h,然后用卡诺固定液固定 4 h。

在经过预热的恒温 60℃的 1 mol·L-1盐酸解离液中解离 6 min,再用混合酶液 (1.5%纤维素酶∶1.5%果胶酶 =1∶1)在室温下解离 2～4 h。用卡宝染色液过夜染色。经 45%的冰醋酸分色后,选择符合分析要求的制片用冰冻法再经透明后封片。

选择多组有代表性的染色体组进行显微摄影,并做进一步的分析。对 40个染色体分散良好、数目清晰的细胞进行染色体数量统计;取 2个细胞的染色体,每条染色体测量 5次后的平均值制成染色体参数表格和核型模式图;选择一个具有代表性的分裂相排成核型模式图,各组染色体排列顺序以染色体总长为准,从长到短依次排列。

细胞核型分析采用Levan等[4]以染色体臂比来确定着丝点位置和郭幸荣等[5]以染色体相对长度系数将染色体分成 4组的染色体分类标准。采用了Stebbins[6]的按核型中最长染色体与最短染色体之比及臂比大于 2的染色体所占的比例和 Arano[7]提出的长臂总长与全组染色体总长之比的核型不对称系数(AS.K%)来确定染色体核型不对称程度。染色体体积采用 De-vescovi等[8]的计算方法。

2 结 果

2.1 东方蓼染色体数目

选择 40组染色体分散良好的细胞观察计数,其中 36组细胞染色体数目为 22条,占计数细胞总数的 90.00%,因此确定东方蓼体细胞染色体数目为2n=22(图1),观察中未发现有 B染色体及随体。实验分析得出东方蓼该个体体细胞染色体数目为2n=2X=22。

图1 东方蓼根尖体细胞中期示 2n=22

2.2 东方蓼染色体相对长度组成及核型分析

东方蓼的染色体平均长度为 1.74μm,按 Kuo等的分类标准,可将 11对染色体分成 2组,表1。第 1～5对为 M2组,6～11对为 M1组,染色体相对长度组成为 2n=22=10M2+12M1。根据 Levan等的染色体分类标准,东方蓼的 11对染色体具中部着丝点的为第 4对,其他染色体都具亚中部着丝点,核型公式是 K(2n)=2X=22=20m+2M。东方蓼的染色体参数、核型及核型模式图分别见表1,图2、3。

表1 东方蓼染色体参数

图2 东方蓼染色体核型

图3 东方蓼染色体核型模式图

东方蓼染色体组总长为 19.16μm,长臂总长为10.93μm,根据 Arano的计算方法,核型不对称系数(AS.K%)为 57.00%,对称程度较好。11对染色体长度变化范围在 1.40μm～2.07μm之间,最长的染色体与最短的染色体之比是 1.48∶1,臂比值变化范围是 1.00～1.70,其中无染色体臂比大于 2,根据Stebbins的核型分类标准,属于“1A”型。

2.3 东方蓼染色体体积

根据De-vescovi等的染色体体积计算公式得出各对染色体体积,表2。体积变化范围在 0.80 μm3～2.66μm3间,全组染色体总体积为 20.30 μm3。

表2 东方蓼的染色体体积

3 讨 论

染色体的数目、形态等是最稳定的细胞学特征之一,在不同的种间,染色体有不同的数目等的特征区别,这些特征区别也是表明该种系统演化位置以及和相近种的亲缘关系的重要依据。随着基因工程技术和分子生物学飞速发展,作为细胞生物学的主要研究内容,染色体技术也将逐渐渗透到生药学的研究领域,每种药用植物染色体进行系统的研究愈加显示出其重要性,特别是对植物药材的鉴定、亲缘关系的确定、良种培育及驯化、新药源的寻找和开发等方面将有特殊的意义。

[1] 江苏新医学院.中药大辞典 [M].上海:上海人民出版社,1977.

[2] 朱 徽.植物染色体及染色体技术 [M].北京:科学出版社,1982.

[3] 王 冰,徐泽红.小花鬼针草染色体分析[J].中国药学杂志,1997,32:398.

[4] Levan A,Fredga K,SandbergAA.Nomenclacture for centromeric position on chromosomes[J].Hereditas,1964,52:201.

[5] Kuo SR,Wang TT,Huang TC.Karyotype analysisof some formosan gymnosperms[J].Taiwania,1972,17:66.

[6] Stebbins GL.Chromosome evolution in higher plants[M].London:Edward Aronld,1971:88.

[7] Arano H.Cytological studies in subfamily Carduoideae(Compositae)of Japan[J].I X.BotMag,1963,76:32.

[8] De-vescovi MA,Szikla O.Campartive karyotype analysis of Douglas-fir[J].Silvae Genet,1975,24(2-3):4.