白沙蒿和油蒿的染色体核型分析研究*

乌云格日勒

(内蒙古体育职业学院,内蒙古 呼和浩特 010010)

1 引言

按照林奈(1753年)的分类系统,蒿属(Artemisia L.)属于菊科(Compositae),全世界约有460种,广布于欧亚大陆、北美、北非和南非;中国约有230种,全国各地均有分布,蒿属植物染色体研究始于20世纪20年代,国内这方面的研究报道很少,90年代以来,国内仅对21种蒿属植物作过核型分析〔1〕,本论文中对蒿属植物白沙蒿和油蒿进行染色体数目与核型分析。

白 沙 蒿 (Artem isia sphaerocephala K rasch.)、别名:子蒿、白沙蒿属于浅跟性植物,主根短小,不发达,而侧根非常发达,水平和倾斜方向发展,5年生的白沙蒿根幅可达10m,根幅为冠幅的7.5倍。白沙蒿春季发叶甚早,于3月上旬萌发,4月中旬叶出齐,7月下旬现蕾,10月上旬成熟。新生枝生长一般在4月中旬,5～7月为生长旺盛期,8月中旬～9月上旬停止生长,11月下旬叶黄,11月中旬落叶。白沙蒿在半荒漠及荒漠地区的沙区,对饲养骆驼与羊有一定放牧价值。春季刚萌动的枝条,骆驼最喜食,秋季落霜后,白沙蒿的适口性提高、饲料品质为中等以下。

油蒿(Artemisia ordosica K rasch.)、油蒿在内蒙古鄂尔多斯高原的阿拉善地区于3月上旬,中旬开始萌动,冬眠芽转绿,逐渐生出叶片,叶密生绒毛,入夏后毛落,6月形成新枝,当年生长长度可达30～80cm,7～9月为生长旺期,7月中下旬形成头状花序,8月开花,9月结实,9月下旬至11月初果实逐渐成熟,成熟后果实不易脱落,因此便于采种,10月下旬至11月初叶转枯黄、脱落。

油蒿在季节性饲料平衡中有一定意义、是骆驼的主要饲草,早春,山羊、绵羊也采食。冬季适口性有所提高,骆驼和羊均喜食,刈割会抑制生殖枝形成,对提高适口性有一定的作用。也可与其他草混合或单独调制成青贮饲料。晒制干草或粉碎成粉。白沙蒿和油蒿在草原生态系统中营养价值高、适口性较好的牧草。

为重要的牲畜放牧场。能生产肉、奶、皮、毛等牲畜提供大量的饲草,有特有皂经济功能。白沙蒿和油蒿在草原生态系统中有重要的生态屏障,有保持水土作用。

改造土壤;净化空气;调节气候;防沙固沙;维持碳氧平衡;美化环境以及重要体育运动的基础等等。

论实验从细胞遗传学入手对白沙蒿和油蒿的染色体核型进行分析研究,确定了两种蒿属植物的染色体的形态、数目及核型类型。

2 取材地区的自然条件

该地自然概况是海拔1 178m,属典型的温带季风气候,年平均温度5.8℃,年平均气温变化较大,7月份最热,极端最高温度45℃,1月份最冷,极端最低气温-34.8℃,昼夜温差8～24℃,年限水量500mm 左右,多集中在7、8、9三个月份,无霜期135～145d,初霜一般在9月下旬,终霜在5月上旬。

3 材料及方法

3.1 材料

供分析用的蒿属品种有:

白沙蒿(Artem isia sphaerocepha la K rasch.)

油蒿(Artemisia ordosica K rasch.)

3.2 方法

3.2.1 根尖制片

实验室:内蒙古农业大学生态环境学院牧草生产实验室(Ⅰ)。

实验器具:温箱、冰箱、显微镜、培养皿、解剖刀、镊子、载玻片、盖玻片、青霉素小瓶、滤纸、铅笔等。

实验药品:95%酒精、冰醋酸、卡诺固定液、石炭酸品红。

实验步骤:将两种材料的种子放入培养皿中,加水后于 25℃人工气候箱中萌发,待幼根长至0.5cm～1.5cm时,于上午9∶00～10∶00切取其根尖1～2mm(分生区)装入青霉素小瓶中,适量加水、封盖后置0℃冰水混合物,放入冰箱,预处理20～24h。冲洗根尖,用现配的卡诺氏(Carnoy)固定液(冰醋酸:酒精=1∶3)在室温下处理12～24h。取出根尖,用解剖刀从根尖处切下极小的一段(0.5mm左右)至于载玻片上,滴一滴碱性品红染色液,然后放上盖玻片。染色约5min后,取一滤纸,覆在盖玻片上,在不移动盖玻片的情况下,左手固定滤纸,右手用镊子把手轻敲,使根端部组织分散摊开最后用拇指垂直加压。

将制好的临时压片至于显微镜目镜下观察,先用低倍镜找出较为理想的视野及典型的分裂相,再使用高倍镜详细观察描述并计数。制成的片子如需保存,先用指甲油把盖玻片周围封住,在大小适宜的培养皿中垫一层潮湿滤纸将片子放入,并将培养皿放入冰箱。此法可使制片保存数天。

3.2.2 染色体数目的确定

计数染色体数目,统计30个细胞以上,其中85%以上的细胞具有恒定一致的染色体数,即可认为是该植物的染色体数目。如果观察的植物为混倍体,则如实记录其染色体数目的变异范围和各类细胞的数量或百分比。

3.2.3 核型分析方法

目前国内比较认同Stebbins(1971)提出的核型分类原则。他根据核型中染色体的长度比、两臂比两项主要特征,区分核型的对称和不对称程度,并将其分为12种类型,1A为最对称的核型,4C为最不对称的核型。见表下。

表1

目前国内普遍采用Levan等(1964)根据着丝点位置提出的四点四区命名系统或在此系统基础上,李懋学和陈瑞阳(1985)提出稍加修改的意见。本实验根据李懋学和陈瑞阳的命名方法确定染色体类型。见表下:

表2

4 结果与分析

4.1 染色体形态与数目

通过对白沙蒿和油蒿的有丝分裂中期细胞进行观察和统计,两种蒿属植物染色体的形态及数目,见(图 1,2)。

4.2 染色体核型分析

测量统计10个分散清晰的细胞,根据 Levan(1964)方法分析,得出两种蒿属植物的染色体的各参数,结果见(表3,4,5)。

表3 白沙蒿的染色体参数

表4 油蒿的染色体参数

表5 白沙蒿和油蒿的核型分析

白沙蒿染色体有9对,除第9号为sm染色体外,其余均为m染色体。白沙蒿核型公式为2n=2x=18=14m(4SAT)+4sm。核型属2A型。

油蒿染色体有9对,除第9号染色体为sm染色体外,其余均为m染色体。油蒿的核型公式为2n=2x=18=16m(2SAT)+2sm,核型属 2A型。两种蒿属的染色体配对图及核型模式图见(图3,4,5,6)。

5 讨论与结论

(1)在研究过程中发现取材时间是关键,两种蒿属的细胞分裂时间及高峰期各不相同。而本文采用的两种蒿属的取材时间主要集中在上午,此时白沙蒿,油蒿正处于细胞分裂高峰期。

(2)对材料进行预处理是为使植物染色体缩短变粗,便于观察。因此预处理时间的长短在制片各个环节中非常重要。本实验采用的材料用冰水处理了22～24h。此时染色体形态清晰,收缩适当。

(3)本文核型分析没有对材料进行解离,省时省药品,且没有影响到制片结果。

(4)对白沙蒿和油蒿进行的核型分析表明,白沙蒿核型公式为:

2n=2x=18=14m(4SAT)+4sm。油蒿核型公式为2n=2x=18=16m(2SAT)+2sm。根据Leven等命名法对染色体进行分类,白沙蒿染色体8对为中部着丝点染色体,1对为近中部着丝点染色体,染色体组总长度为29.71μm,平均长度为3.30μm,最长染色体为 3.91μm,最短染色体为2.39μm;油蒿染色体8对为中部着丝点染色体,1对为近中部着丝点染色体。染色体组总长度为28.41μm,平均长 度为 3.15μm,最长染色体 为3.86μm,最短染色 体为 2.55μm;根 据 Stebbins(1971)按对称性程度进行分类,白沙蒿染色体核型属于2A型,油蒿染色体核型属于2A型。