栽培茨菇和矮茨菇的核型比较研究

栽培茨菇和矮茨菇的核型比较研究 江苏农学院.1989.10(3):21—25 JournalofJianfsudfricuhuralCollege 栽培茨菇和矮茨菇的核型比较研究 吴一民陈建民田舜 对菠菇届的两个物种.即栽培菠菇和矮茨菇进行常规的棱型和比较研究.结果明 两者具有相同的染色体散口和基本相同的按型2一一h正22l2m+】+2sm,其棱型还具 有相同的非对称性程度,均属3B型.但棱型问有部分染色体(I,?,v?等)在大小,形态 学上存在一定的差异.据此认为这两个物种具有报近的亲缘关系.矮菠菇应起源于中国. 关键词:茨菇;矮茨菇;棱型分析;非对称性棱型;随体;亲缘羔系;B染色体 茨菇属(Sagillar~aLinn)共3O余种,我国约6种,江苏省分布有3种,其中栽培 茨菇(.sagitti.1bliaLinnVat.sinesisSims)即华夏茨菇,为我国南方诸省广为种植的一 种水生蔬菜.食用球茎高食营养”.矮茨菇(S.pygmaeaMiq)为江苏和南 方各省水 田和沼泽地杂草,它与茨菇同届不同种.两者在植株高度,林型.叶的形状大小,球茎的 大小等外观性状上表现殊异.关于茨菇的染色体数口国内外虽已有报道,但结果不 一 “ .核型研究国内近年亦有报道”,而粜尚位得进一步研究.矮茨菇核型尚未见过 报道.为进一步提供茨蘸育种和分类种问亲缘关系等基础,我们白1984~1987年对 分布扬州i『『郊的栽培茨菇和野生矮茨菇两个物种进行常规的核型分析和比较研究. 材料和 材料来源栽培茨菇品种.紫删,又名.刮老鸟.系江苏省宝应珏地方品种.球茎 .种子由本院园艺系水生蔬菜研究所据供.矮茨菇植株直接采凸扬州市郊水稻田内. 凭证植株茨菇保存在木院跗届实验农场水生蔬菜标本田.矮茨菇野生于扬州市郊水稀 田. 材料制备两种材料均采用根尖部分作为制”材料.茨赫从球茎.种子 上切下顶芽砂 培于24—26U的恒温希内.待茎节处发根井长到卜2cm时,啦捧白嫩肥壮之须根藏取 0.5cm左右的根尖放人0O02mol/L8-羟基喹啉的一{寞代萘的饱和液中.室温 (<2O?)下预处理5—6h,洗净放人l醇和诛醋酸3:1(V/V)固定液内在空温下固定 3_5h,取出材料以不同梯度浓度乙醇洗涤去尽醋酸味,最后保存于70%乙醇溶液中置 3-4?冰箱内备用. 矮茨菇在8月底至9月初.目l天,上午直接在水稻田内连根整株挖出,选择肥壮白嫩 ng新生须根截取约0.5cm的根尖.处理方法同上. 制片流程取出根尖,用1N盐酸溶液,60”12恒温,解离至适度(约7mit~).迅速用 清水漂洗或冲洗,放人石炭酸品红液中染色数小时至卜2天.然后以常规压片法制成临 时压片和永久制片. 收稿n期:1988—O8—30. 一 21— 观测方法选择染色体数日齐全,分散良好,C一有丝分裂效应明显的典型的中期分 裂相细胞观察和摄影.照片放大至1600-2500倍,在照片上测量染色体等长度.最终每 个物种各决择10个细胞的测量数据进行核型分析处理. 研究结果 1.两物种具有相同的染色体数目观察菠菇和矮茨菇两个物种体细胞的染色体数目 均为2n=22.茨菇体细胞的染色体数日与Lcvan,黄国振等的报道相同0’.对两个物种 制』i观察均未发现混倍现象和自然状态存在的非整倍性细胞. 2.两物种具有基本相同的核型两个物种的核型分析结果表明(表1,2),在它们 的11对染色体中.最大的一对染色体(I)均为中部着丝点染色体(m).长短臂几乎等 长,臂比为1.09.两个物种相同.所以它们的I染色体的形态完全相同.最小的一对染色 体(?)都为近中部着丝点势色体(sin),菠菇的臂比为1.86,矮茨菇1.88,两者近乎 表I茨菇(Sa~lariasalt1I/aLinnVat.曲lSims.)染色体组型分析表 表2矮茨菇l口,卯口Miq.映色体组型分析表 一 22— 4 有相同的形态.其余9对染色体(?一X),各对染色体的长,短色体之 问的相对长度,绝对长度,长臂,短 臂和臂比等参数均分别进行差异显着性测验,虽都达到极显着水平 (,=0. 00,但是同组 内在?一X这9对染色体中,相邻染色体之问在形态和大小上差异 不显着,极难区别. 一 23一 , ) 一—?_ 口几?.?U一??- 口nU 一??I 口nU 口n?U ???_ 口几??U ???l 口几?—U ??????I n??U几U _cf};_c?l0 3.两物种都未发现随体观察分裂 相细胞,两物种的饮型中均未发现具有 随体和核仁付缢痕的染色体存在.这与 黄国振等茨菇核型研究的结果一致”. 由上可知,茨菇和矮茨菇两物种具有 基本相同的核型2n一2x2m+I8f +2sin.为非对称性拔型. 4.两物种核型的非对称性程度相同 根据slcbbjns的棱型非对称性程度的 分类.最长染色体和最短染色体的长 度之比,茨菇为3.17:1.矮茨蔚2.93: I.臂比大干2:l的染色体’全组 染色体敷的百分率,两物种均为81.s%. 较高. 表3两物种闻染色体相对长度等 5项参数差异显着性魂I验 表示显着;??表示极显着. 敞遮两个物种的巨型均届3B型,非对称性程度 5.两物种单组染色体总长度几乎相等g部分相同序号染色体的大小和形态相似茨 菇单组染色体总长度为72.36gin,袅I.矮茨菇为72.40gin,表2,极为接近.t测验表明 差异不显着.对两物种序号相同肿llJ染色『车的胡对长度绝对长度.长臂长度.短待 长度和臂比等参数的差异进行显着性测验(F测验)(表3),在染色体相对长度方而?, V,?,?X?染色体两物种阁差异不璺着.染色体金长除I染也体外,其余l0对 染色体两物种问的差异不显着.长特长度1I对染色体两物种I;il的差异不显着.短臂长度 除f.且.V染色体之外,其采8对染色体两物种闸基本相同.骨比除?.?,V染色体 外,其余染也体两物种问差异不显着.即具有极相似的形状. 血是在我们的观测结皋分析中表明两物种的染色体组问也还存在某些差异. 两物种除部分栩同序号的染色体之问在大小和形态上存在不同程 度的差异外.染色体 组中长臂长度知过I号染色体长臂的染色体数口不同.在菠菇中有??2对染色体(与 黄国振研究结果棚同”),矮茨菇中有?m,?3对染色体.此外.在矮茨菇的林细胞 中发现额外染色体(B染色体)fl匀存在.B染色体的数口1个细胞中l一2个.图版卜I, 2.但这种具有B染色体的细胞m现额率极低.矮茨菇里观察到的B染色体臂比约I.4, 为具中部着丝点染色体(m).明显小1:常染色体.在茨菇细胞中未见这种B染色体 .讨论 I.两物种虽然在植株外部形态方丽差异较大.但从细胞学观察结果上看.它们有相同 的染也体致几,基本相同的核型和棱型的非对称性程度.染色体组内有较多相同序号染色 体fl勺大小和形态等方而几乎丰H同出此说明其亲缘关系非常密切这种情况在其它植物中 也大量存在.因栽培茨菇原产我国,故矮茨蘸亦应起源中国. 2.两物种染色体组问有一些l槲同序号染色体的大小和形态方而存在差异.有fI勺达显 着或投显着水平.这表明其分化度不同,这种分化是从同一原始拨型 或基本核型分歧形 成,抑或两者之一为原始饮型,有i寺定论. 3.对两物种的坎型研究.均未发现随体.茨始.紫卿品种与黄国攮等研究的孝感茨 菇品种报道结果一样都未见到随体.显然不能依此而定沦,因观察的品种很少.另 外,小随体坡染色体遮盖,羟基喹咻_炎药物的作用等原因都可造成随体不显现).我们 一 24— 曾利用小孢子母细胞减数分裂双线期和终变期,随体染色体常常附着于棱仁的特点,企图 从另一方面观察随体或棱仁付缢痕及其数日.但菝菇小孢子母细胞减数分裂前期I染色体 凝缩,集结,不象其它植物那样清晰可辨0’0.但在处于分裂前问期不同发育程度的茨 菇小孢子母细胞横中有卜4个不同的校仁数目(图版l卜6).这可能为我们提供一点关于 茨菇染色体组内随体或棱仁付缢痕及其数订的信息”,即茨菇的单组染色体内有2个随 体染色体或棱仁组织区. 4.对于茨菇棱型研究的结果,在拔型公式,单组染色体总长度,组内备相同序号染 色体的相对大小,形态(着丝点位置,臂比)等多方面与黄国振等报道.存在明显的差 异,值得进一步研究. 参考文献 CL3江苏省植物研兜所.江苏植物志.江苏人民出版社,1977:I3斗-I35 C2)新江农业大学主蝙.聋禁款培学名论(南方奉).农业出版社.1979:411 C33黄国振等.遗传,1980;(7l:355—360 (|)李j眭学等.圊艺.L982;9(3):31-36 C53吴一民.江苏农学院学挹1987;8(2):23-25 C6)R.c金编;褚圻等译.柞物遗传学手册.上海科学技术出版社.1980:95 C7)LcdyardStebbinsG.ChromosomalEvolutioninHigherPlants.EdwardA rnold(Publishers) LtdLondon,1971:85_98 C83钉benpJ.GeneralCytogenctics.NewYork:AmcrlcanEl墨cvicrPubfishin4gCo,Inc,l972:52-68 (9】AdrianFDyer.Inwa’stigationChrOmO1~[11CILEdwa耐Amold.I979:78 (10】MooDM.PlantCytogcncti~.London:ChampanandHal1.I976:16 AStudyontheKaryotypesBetweenthe CultivatedArrowheadandPygmyArrowhead WuYin]inChenJianminTianShun LDept.ofAaron..JiangsuAgric,CoH Abstract ThcKaryotypcsofthecultivatedarrowhcadcSagittariasaRittL6池 LinnVat.Sinensis Sims.)andthcpygmyarrowhcad(SalcittariapygmaeaMiq.)wcrcstudicd.Thcresults 妯owcdthatthcyarcthc 【mcinnumberoFchFomogomc2n22andthatthcirconstitu. tioninkaryotypcsarcmuchalikc2n=2x#2ra+18st+28m.Morcovcr,thcyarcthesame asymmctricaIkaryotypcs3BtypcaccordingtoStcbbins’systcmoFasymmct rykaryotypc. Howcvcr,ncithcrthcsattcllit~chromosomeuorthcsecondaryconstrictionwasobscrvcd0n tllclrsomaticccllsoFthetwospccics.ButabitdirTl~:nccinsizeandmorphologywasfound betwccn.somcchromosomcs(suchasI, ?,uctc.)ofthcLwogcnom~$.Thcrcaftcr.the twospcccsarcvcrycloscinconsanguinity.Thcrcforc,itcanbcinfcrrudthatthc pygmy arrowhcadalsooriginatcdin(:hina.Bcsidcs,thcrcarcB-chromosomesinthcs omaticcclls oFthcpygmyarrowhcad.. Keywords:Sagtttariasng.1Ii勇liaLinn karyotypeanalysis(orgcnomcanalysis); 卫卜_chromosom~ Var.Sinens~Sims.;Sagittariapy&maeaMiq. ; asmmctrykaryotypc;satcllitc;consanguinity; 一 25—