不同品系黃連的核型分析

周明　司海倩　張凡

摘要：采用壓片法對(duì)黃連（Coptis chinensis Franch.）不同品系植株的染色體數(shù)目進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及核型分析。結(jié)果顯示，黃連3個(gè)品系的染色體數(shù)目相同，均為2n=18；但核型公式和核型類型有所差異，大花葉黃連和有光葉黃連的核型公式均為2n=18=18m，小花葉黃連核型公式為2n=18=6m+10sm+2tm；大花葉黃連和有光葉黃連核型類型均為1A，小花葉黃連核型類型為3B。黃連不同品系間染色體進(jìn)化程度有所差異，可以為栽培上篩選良種和遺傳育種提供參考。

關(guān)鍵詞：黃連（Coptis chinensis Franch.）；染色體；核型分析

中圖分類號(hào)：S567.5+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2017）11-2079-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.11.021

Abstract： Chromosome number was calculated and karyotype was analyzed on different varieties of Coptis chinensis using the method of squash. The results show that three varieties of Coptis chinensis have the same number of chromosomes and all are 2n=18. Karyotype formula and karyotype type are differences，karyotype formula of Dahuaye and Youguangye are 2n=18=18m，karyotype formula of Xiaohuaye is 2n=18=6m+10sm+2tm. karyotype type of Dahuaye and Youguangye are 1A，karyotype type of Xiaohuaye is 3B. There are several evolution degree differences for different strains of C. chinensis，which can provide some prerequisites for improving selection of variety.

Key words： Coptis chinensis Franch.； chromosome； karyotype analysis

黃連（Coptis chinensis Franch.）又名味連、川連、雞爪黃連、光蓮，為毛茛科黃連屬多年生草本植物，具有瀉火解毒、清熱燥濕和良好的抗菌功效[1]，因而備受國內(nèi)外藥學(xué)工作者的關(guān)注。黃連主產(chǎn)于四川、湖北、貴州、陜西等地區(qū)，以栽培為主，在長期的栽培過程中植株形態(tài)有參差不齊的現(xiàn)象，出現(xiàn)多種變異類型[2]。根據(jù)其葉面顏色、葉片大小、葉面光澤等，黃連分成不同品系（大花葉、小花葉、有光葉等）。

核型是遺傳物質(zhì)在細(xì)胞水平上的表征，與外部形態(tài)性狀相比，核型受外界環(huán)境影響小，是推測(cè)物種起源、演化、分類和鑒別的重要依據(jù)[3，4]。近年來黃連的相關(guān)研究大多集中在有效成分分析方向，對(duì)染色體核型分析報(bào)道較少。本試驗(yàn)從細(xì)胞學(xué)水平對(duì)湖北省利川市不同品系黃連的染色體核型進(jìn)行研究，通過比較探討不同品系之間的遺傳差異，為黃連的起源進(jìn)化、良種的篩選等方面的研究提供必要的細(xì)胞學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料經(jīng)湖北中醫(yī)研究院王克勤研究員鑒定為黃連，有大花葉黃連、小花葉黃連、有光葉黃連3種不同品系（圖1），均來源于湖北省利川市黃連栽培基地。

1.2 方法

1.2.1 體細(xì)胞觀察方法 取幼黃連小花蕾用解剖針將花蕾挑破置于0.002 mol/L 8-羥基喹啉中，在室溫下預(yù)處理5 h，用卡諾氏固定液4 ℃下固定24 h，再轉(zhuǎn)移至70%乙醇中保存（4 ℃）。制片時(shí)將花蕾剝開從每小花中取出子房，用1 mol/L HCl 60 ℃恒溫解離10 min，卡寶品紅染色壓片，在顯微鏡下觀察攝影。

1.2.2 核型分析方法 每品系取50個(gè)分散良好、著絲點(diǎn)清晰的中期分裂相進(jìn)行染色體計(jì)數(shù)，從中選出形態(tài)清晰、伸展較佳的5個(gè)細(xì)胞分裂相進(jìn)行顯微攝影[5]。染色體相對(duì)長度、臂比及類型依據(jù)Levan等[6]的方法進(jìn)行，核型分類用Stebbins[7]的標(biāo)準(zhǔn)劃分，染色體相對(duì)長度系數(shù)采用Kuo等[8]的方法為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

每個(gè)品系黃連取50個(gè)細(xì)胞進(jìn)行染色體數(shù)目統(tǒng)計(jì)，3種品系的染色體數(shù)目都是2n=18條。大花葉、小花葉和有光葉黃連的核型照片與染色體核型見圖2、圖3和圖4，主要核型參數(shù)見表1和表2。

2.1 大花葉黃連的核型

大花葉黃連的染色體核型公式為2n=18=18m，9對(duì)染色體均為中部著絲點(diǎn)區(qū)染色體（m），未觀察到次縊痕和隨體；染色體組型公式為2n=18=8M2+10M1；染色體平均臂比為1.30，最長/最短為1.81，臂比大于2的染色體所占的比例為0；核型不對(duì)稱系數(shù)為56.15%；核型屬1A型（表1、表2、圖2）。

2.2 小花葉黃連的核型

小花葉黃連的染色體核型公式為2n=18=6m+10sm+2tm，第4、5、9對(duì)染色體為中部著絲點(diǎn)區(qū)染色體（m），第2、3、6、7、8對(duì)染色體為近中部著絲點(diǎn)區(qū)染色體（sm），第1對(duì)染色體為近端部著絲點(diǎn)區(qū)染色體（st），未觀察到次縊痕和隨體；染色體組型公式為2n=18=L+8M2+6M1+2S；染色體平均臂比為2.26；最長/最短為2.11；臂比大于2的染色體所占的比例為55.56%；核型不對(duì)稱系數(shù)為67.20%；核型屬于3B型（表1、表2、圖3）。

2.3 有光葉黃連的核型分析結(jié)果

有光葉黃連的染色體核型公式為2n=18=18m；9對(duì)染色體均為中部著絲點(diǎn)區(qū)染色體（m），未觀察到次縊痕和隨體；染色體組型公式為2n=18=8M2+10M1；染色體平均臂比為1.01；最長/最短為1.18；臂比大于2的染色體所占的比例為0；核型不對(duì)稱系數(shù)為28.28%；核型屬于1A型（表1、表2、圖4）。

3 小結(jié)與討論

生物核型進(jìn)化的基本趨勢(shì)是由對(duì)稱或同型的向不對(duì)稱型、異型化發(fā)展。依照此標(biāo)準(zhǔn)本試驗(yàn)供試材料的核型進(jìn)化程度由高到低依次為小花葉黃連（3B）、大花葉黃連（1A）、有光葉黃連（1A）。即小花葉黃連的染色體最不對(duì)稱、最為進(jìn)化，為3B型，而大花葉黃連和有光葉黃連為原始類型，為1A型。核型不對(duì)稱系數(shù)也是反映染色體對(duì)稱與否、進(jìn)化與否的另一個(gè)參數(shù)指標(biāo)[5，9]。本試驗(yàn)中小花葉黃連核型不對(duì)稱系數(shù)最大，大花葉黃連次之，有光葉黃連核型不對(duì)稱系數(shù)最小，這說明3種不同品系的黃連中有光葉黃連的染色體最為對(duì)稱、最為原始，小花葉黃連是三者中較進(jìn)化的品系。此結(jié)論與Stebbins[7]的劃分結(jié)論相一致。

從3個(gè)不同品系的實(shí)拍圖上可以看出，小花葉黃連的長勢(shì)是三者中最弱，基地取材時(shí)也發(fā)現(xiàn)小花葉黃連占栽培品種的比例很小，長勢(shì)弱，多零散分布。按照物種進(jìn)化理論，較進(jìn)化的生物應(yīng)更能適應(yīng)當(dāng)下環(huán)境，而小花葉黃連的這一現(xiàn)象與之相悖。通過對(duì)小花葉黃連植株形態(tài)等進(jìn)一步的調(diào)查分析，小花葉黃連的植株葉片數(shù)相對(duì)大花葉黃連和有光葉黃連要少，株型也相對(duì)偏小。這些不相符的原因可能是小花葉黃連在長期的栽培演變過程中染色體發(fā)生了變異即染色體缺失、重復(fù)或倒位等，這些變異導(dǎo)致性狀的變異和對(duì)環(huán)境的不適。以上有關(guān)染色體變異的說法只是一種推測(cè)，要經(jīng)過進(jìn)一步的鑒定才能下結(jié)論。也有另一種推測(cè)小花葉黃連確實(shí)是一個(gè)進(jìn)化的新品系，一個(gè)新的事物的出現(xiàn)都是要經(jīng)過較長的適應(yīng)過程。其株型矮小、長勢(shì)弱等現(xiàn)象是由于還沒有適應(yīng)當(dāng)下的環(huán)境條件，并且這個(gè)品系在栽培地多零散分布，不像另外兩個(gè)品系大面積栽培，植株間的群體效應(yīng)和生長優(yōu)勢(shì)沒有凸顯。在以后的栽培馴化中利用小花葉黃連的株型特征有可能篩選出一個(gè)耐密新型黃連品種。

從不同品系中選出較優(yōu)質(zhì)品種，只從細(xì)胞學(xué)核型的角度分析是不夠的，核型分析只是前提之一，應(yīng)從不同的角度出發(fā)，如有效成分含量、單位面積產(chǎn)量、農(nóng)藝性狀等進(jìn)行綜合分析。

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