饒培瑜， 胡伸萌， 蘇富明， 孫文光， 李志敏

(1.云南師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,云南 昆明 650500；2.云南師范大學(xué) 生物能源持續(xù)開發(fā)利用教育部工程研究中心，云南 昆明 650500)

石竹科(Caryophyllaceae)蠅子草屬(SileneL.)隱瓣蠅子草(Silenegonosperma)是多年生草本，主要分布于甘肅、青海、新疆、西藏、山西和河北等省區(qū)，國外中亞地區(qū)也有分布.主要分布于3 000～4 400 m海拔的高山草甸地區(qū).蠅子草屬約600種，是石竹科中數(shù)量比較多的屬，而在我國約有110余種，以西北干旱草原荒漠地區(qū)和西南山區(qū)最為集中[1].在橫斷山區(qū)該屬有49種，2變種，是蠅子草屬的分布和分化中心[2].蠅子草屬在中國分布的100余種中，僅有11種有細(xì)胞核型報道，而其余種的細(xì)胞學(xué)報道方面還有大量的空白.蠅子草屬中的許多物種在系統(tǒng)學(xué)以及進化生物學(xué)中都作為模式類群被加以研究[3]，因此本文對隱瓣蠅子草的細(xì)胞學(xué)進行了研究，除了對蠅子草屬提供染色體的資料外，還為生物進化學(xué)等方面提供研究基礎(chǔ).

1 材料和方法

材料來源：隱瓣蠅子草分布于橫斷山高海拔地區(qū)，實驗材料采自云南西北部的德欽縣及四川西部的九龍縣、小金縣及松潘縣(詳見表1)，憑證標(biāo)本在中國科學(xué)院昆明植物研究所標(biāo)本館中(KUN)保存.

表1 橫斷山地區(qū)隱瓣蠅子草四個居群的來源

研究方法：本研究采用國內(nèi)外通用的植物染色體常規(guī)壓片法，并參考了洪德元[4]以及劉永安[5]的實驗方法.首先選取飽滿的種子放置在培養(yǎng)基中，于20 ℃的培養(yǎng)箱中進行萌發(fā)，并給予適當(dāng)?shù)墓庹?；一?～7 d左右萌發(fā)；取萌發(fā)長度為0.5～1 cm的根尖，將根尖置于濃度為0.03 mol/L的8-羥基喹啉中進行預(yù)處理，預(yù)處理時間為3 h.將預(yù)處理后的根尖用蒸餾水清洗三次后加入卡諾氏固定液(無水乙醇∶冰乙酸 = 3∶1)，放進4 ℃冰箱中固定24 h；固定后的根尖用蒸餾水清洗三遍后，用1 mol/L的KCl進行低滲處理6 h.低滲處理后的根尖用蒸餾水清洗3遍，之后加入預(yù)熱到60 ℃的1 mol/L的HCl，在60 ℃的恒溫水浴鍋中解離12 min；解離后的根尖用蒸餾水清洗三次后加入卡寶品紅染液染色12 h以上；采用常規(guī)壓片法進行鏡檢，挑取形態(tài)較好，較分散的中期細(xì)胞進行染色、觀察和拍照.

計數(shù)和測量：根據(jù)李懋學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)[6]，計數(shù)細(xì)胞在30個以上，選取6個以上的測量細(xì)胞，用KaryoType-2.0對染色體進行測量與分析[7].計算染色體的長短臂比以及確定染色體類型，依據(jù)Levan的標(biāo)準(zhǔn)確定著絲粒的位置[8]，按照Stebbins對稱性來進行核型分析[9]，根據(jù)Peruzzi等的檢測方法檢測核型不對稱性[10-11]，按Tanaka的關(guān)于間期核形態(tài)和分裂前期異染色質(zhì)收縮方式的分類對四個居群的間期以及前期進行分類[12].

2 結(jié) 果

隱瓣蠅子草的染色體的數(shù)目和核型為首次報道.其四個居群的間期核形態(tài)、前期核形態(tài)以及中期細(xì)胞形態(tài)及模式圖如圖1所示，四個居群的中期染色體配對圖如圖2所示，其染色體參數(shù)如表2所示.

表2 隱瓣蠅子草四個居群的核型參數(shù)

a-d：九龍居群；e-h：德欽居群；i-l：松潘居群；m-p：小金居群；標(biāo)尺5 μm

Fig.1 The interphase nucleus,prophase nucleus,the chromosomes of metaphase and the mode pattern of four populations

Ⅰ：九龍居群；Ⅱ:德欽居群；Ⅲ：松潘居群；Ⅳ:小金居群；標(biāo)尺5 μm

根據(jù)實驗結(jié)果可知，采自四川省九龍縣雞丑山的居群為四倍體居群，此居群的間期核類型為簡單染色中心型，前期核類型是中間型，核型公式為2n = 4x = 48 = 48m，核型不對稱類型都為Stebbin′s-1A(見表2)；云南省德欽縣白馬雪山頂?shù)木尤簽樗谋扼w居群，此居群的間期核類型為簡單染色中心型，前期核類型是中間型，核型公式為2n = 4x = 48 = 48m，核型不對稱類型都為Stebbin′s-1A(見表2)；四川省松潘縣主寺雪寶頂?shù)木尤旱拈g期核類型是簡單染色中心型，前期核類型為中間型，此居群為四倍體居群，核型公式為2n = 4x = 48 = 48m，核型不對稱類型都為Stebbin′s-1A(見表2)；小金縣巴郎山居群的間期核類型是復(fù)雜染色中心型，前期核類型為中間型，為四倍體居群，核型公式為2n = 4x = 48 = 48m，核型不對稱類型都為Stebbin′s-1A(見表2).四個居群的細(xì)胞學(xué)分析表明，居群間未出現(xiàn)染色體數(shù)目的變化，核型公式一致.

3 討 論

隱瓣蠅子草四個居群均位于海拔3 500 m以上的高海拔流石灘地區(qū)，該區(qū)域環(huán)境較為惡劣，晝夜溫差極大，紫外線輻射強烈，常年大風(fēng)，造成生理性干旱[13]，在這樣的極端生境下,隱瓣蠅子草植株表現(xiàn)出一些形態(tài)適應(yīng)特征如普遍低矮，根粗壯，莖、葉、花梗被短柔毛等[14]，短柔毛可以反射紫外線并且減少水分的蒸發(fā)以及保溫[15]；本研究所采集的隱瓣蠅子草的四個居群均為四倍體，可能是通過形成多倍體來適應(yīng)極端的高山環(huán)境.

從核型特征上看，這四個居群核型均屬于1A型，核型變異很小，同源染色體臂比以及核型不對稱系數(shù)等有一定的差異以及分化，或許暗示著居群間核型上已經(jīng)產(chǎn)生了分化.

從染色體配對結(jié)果來看隱瓣蠅子草的四個居群都可能為同源多倍體，而同源多倍化的原因有很多，如合子的染色體加倍，分生組織的染色體加倍以及染色體未減數(shù)的配子等原因.多倍體的生境通常受到氣候和地形變化影響[16]，多倍體一旦由它的二倍體祖先產(chǎn)生，可比二倍體祖先有更好的適應(yīng)性從而逐步取代二倍體個體在生境中存活下來[17].自然界中新產(chǎn)生并且能生存下來的同源多倍體不是本身的生存能力更強更能搶占二倍體還沒有全部占領(lǐng)的生境，就是和其二倍體祖先的生態(tài)要求不一樣從而在新的生境生存，而隱瓣蠅子草屬于哪一種情況，還需要更多居群的隱瓣蠅子草的核型數(shù)據(jù)以及分析其近緣類群進一步研究后得知.

致謝:感謝中國科學(xué)院昆明植物研究所馬祥光、張建文和錢櫟屾在野外種子采集中的幫助.