東方蓼的染色體核型分析

王 冰,翟延君,馬宏偉,許 亮,韓榮春,尹海波

(遼寧中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,遼寧大連 116600)

東方蓼 Polygonum orientaleL.為蓼科 Polygonaceae一年生草本植物,分布于我國各地。種子作水紅花子入藥,性咸,微寒,具消瘀破積,健脾利濕的功效。主治脅腹脹滿,水澎,胃痛,食少腹脹,火眼,瘡腫[1]。

本實(shí)驗(yàn)對(duì)藥用植物東方蓼的染色體數(shù)目、核型、體積等進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,為這種藥用植物的起源﹑演化、鑒定﹑良種培育及分子生物學(xué)等的深入研究提供必要的細(xì)胞學(xué)資料。

1 材料與方法

1.1 材料

實(shí)驗(yàn)所用的東方蓼種子是 2005年 10月在沈陽輝山采集,經(jīng)鄭太坤教授鑒定,憑證標(biāo)本存放于遼寧中醫(yī)學(xué)院藥用植物教研室。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)按常規(guī)方法[2-3]進(jìn)行。選取飽滿成熟的種子放在經(jīng)水浸濕的鋪有雙層濾紙的培養(yǎng)皿中,于 36～37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。在室溫下用 0.15%秋水仙堿液處理 3.5 h,然后用卡諾固定液固定 4 h。

在經(jīng)過預(yù)熱的恒溫 60℃的 1 mol·L-1鹽酸解離液中解離 6 min,再用混合酶液 (1.5%纖維素酶∶1.5%果膠酶 =1∶1)在室溫下解離 2～4 h。用卡寶染色液過夜染色。經(jīng) 45%的冰醋酸分色后,選擇符合分析要求的制片用冰凍法再經(jīng)透明后封片。

選擇多組有代表性的染色體組進(jìn)行顯微攝影,并做進(jìn)一步的分析。對(duì) 40個(gè)染色體分散良好、數(shù)目清晰的細(xì)胞進(jìn)行染色體數(shù)量統(tǒng)計(jì);取 2個(gè)細(xì)胞的染色體,每條染色體測(cè)量 5次后的平均值制成染色體參數(shù)表格和核型模式圖;選擇一個(gè)具有代表性的分裂相排成核型模式圖,各組染色體排列順序以染色體總長為準(zhǔn),從長到短依次排列。

細(xì)胞核型分析采用Levan等[4]以染色體臂比來確定著絲點(diǎn)位置和郭幸榮等[5]以染色體相對(duì)長度系數(shù)將染色體分成 4組的染色體分類標(biāo)準(zhǔn)。采用了Stebbins[6]的按核型中最長染色體與最短染色體之比及臂比大于 2的染色體所占的比例和 Arano[7]提出的長臂總長與全組染色體總長之比的核型不對(duì)稱系數(shù)(AS.K%)來確定染色體核型不對(duì)稱程度。染色體體積采用 De-vescovi等[8]的計(jì)算方法。

2 結(jié) 果

2.1 東方蓼染色體數(shù)目

選擇 40組染色體分散良好的細(xì)胞觀察計(jì)數(shù),其中 36組細(xì)胞染色體數(shù)目為 22條,占計(jì)數(shù)細(xì)胞總數(shù)的 90.00%,因此確定東方蓼體細(xì)胞染色體數(shù)目為2n=22(圖1),觀察中未發(fā)現(xiàn)有 B染色體及隨體。實(shí)驗(yàn)分析得出東方蓼該個(gè)體體細(xì)胞染色體數(shù)目為2n=2X=22。

圖1 東方蓼根尖體細(xì)胞中期示 2n=22

2.2 東方蓼染色體相對(duì)長度組成及核型分析

東方蓼的染色體平均長度為 1.74μm,按 Kuo等的分類標(biāo)準(zhǔn),可將 11對(duì)染色體分成 2組,表1。第 1～5對(duì)為 M2組,6～11對(duì)為 M1組,染色體相對(duì)長度組成為 2n=22=10M2+12M1。根據(jù) Levan等的染色體分類標(biāo)準(zhǔn),東方蓼的 11對(duì)染色體具中部著絲點(diǎn)的為第 4對(duì),其他染色體都具亞中部著絲點(diǎn),核型公式是 K(2n)=2X=22=20m+2M。東方蓼的染色體參數(shù)、核型及核型模式圖分別見表1,圖2、3。

表1 東方蓼染色體參數(shù)

圖2 東方蓼染色體核型

圖3 東方蓼染色體核型模式圖

東方蓼染色體組總長為 19.16μm,長臂總長為10.93μm,根據(jù) Arano的計(jì)算方法,核型不對(duì)稱系數(shù)(AS.K%)為 57.00%,對(duì)稱程度較好。11對(duì)染色體長度變化范圍在 1.40μm～2.07μm之間,最長的染色體與最短的染色體之比是 1.48∶1,臂比值變化范圍是 1.00～1.70,其中無染色體臂比大于 2,根據(jù)Stebbins的核型分類標(biāo)準(zhǔn),屬于“1A”型。

2.3 東方蓼染色體體積

根據(jù)De-vescovi等的染色體體積計(jì)算公式得出各對(duì)染色體體積,表2。體積變化范圍在 0.80 μm3～2.66μm3間,全組染色體總體積為 20.30 μm3。

表2 東方蓼的染色體體積

3 討 論

染色體的數(shù)目、形態(tài)等是最穩(wěn)定的細(xì)胞學(xué)特征之一,在不同的種間,染色體有不同的數(shù)目等的特征區(qū)別,這些特征區(qū)別也是表明該種系統(tǒng)演化位置以及和相近種的親緣關(guān)系的重要依據(jù)。隨著基因工程技術(shù)和分子生物學(xué)飛速發(fā)展,作為細(xì)胞生物學(xué)的主要研究內(nèi)容,染色體技術(shù)也將逐漸滲透到生藥學(xué)的研究領(lǐng)域,每種藥用植物染色體進(jìn)行系統(tǒng)的研究愈加顯示出其重要性,特別是對(duì)植物藥材的鑒定、親緣關(guān)系的確定、良種培育及馴化、新藥源的尋找和開發(fā)等方面將有特殊的意義。

[1] 江蘇新醫(yī)學(xué)院.中藥大辭典 [M].上海:上海人民出版社,1977.

[2] 朱 徽.植物染色體及染色體技術(shù) [M].北京:科學(xué)出版社,1982.

[3] 王 冰,徐澤紅.小花鬼針草染色體分析[J].中國藥學(xué)雜志,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.