烏仁陶古蘇,額爾敦扎布,蘇 內(nèi)

(1.錫林郭勒盟職業(yè)學(xué)院草原系,內(nèi)蒙古 錫林浩特 026000;2.內(nèi)蒙古呼倫貝爾市陳巴爾虎旗草原站,內(nèi)蒙古 陳巴爾虎旗 021500;3.內(nèi)蒙古草原勘察設(shè)計(jì)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010051)

1 引言

按照林奈(1753年)的分類系統(tǒng)蔥屬屬于百合科,蔥屬植物適應(yīng)性強(qiáng),分布范圍廣,有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。可食用,藥用,飼用,還可觀賞。鱗莖圓柱狀外皮膜質(zhì),革質(zhì)或纖維質(zhì)。葉扁平或圓柱狀,實(shí)心中空?；ㄝ銖镊[莖基部伸出;傘形花序,下有總苞片數(shù)枚,花兩性,花被片6個(gè),2輪,分離或基部靠合成管狀;雄蕊6個(gè),2輪,花絲全緣或基部擴(kuò)大而每側(cè)具齒;子房上位,3室,每室具1至數(shù)個(gè)胚珠;柱頭單一或3裂。蒴果;種子黑色,多棱形或近球狀。在內(nèi)蒙古草地植物中具有一定的代表性和飼用價(jià)值。本試驗(yàn)中對蔥屬植物野韭和山韭進(jìn)行染色體數(shù)目與核型分析〔1〕。

野韭(Allium ramosum L.)別名:哲日勒格—高戈得。多年生草本植物。適口性強(qiáng),青鮮時(shí)為牛羊所喜食,馬樂食,是抓油膘的優(yōu)質(zhì)牧草;但是它的干鮮比及保存率都較低,所以冷季則利用價(jià)值不大。營養(yǎng)品質(zhì)高,據(jù)資料,在盛花期其粗蛋白的含量占干物質(zhì)的15.31%粗脂肪4.16%鮮草產(chǎn)量較高,可在半人工草地進(jìn)行補(bǔ)播提高草群的品質(zhì)。野韭屬中旱生植物,多生于草原礫石質(zhì)坡地,草甸草原,草原化草甸等群落中。分布于我國東北,華北,西北及山東等省區(qū);中亞,西伯利亞及蒙古國也有〔2〕。野韭的植物學(xué)特征:根狀莖粗壯。鱗莖近圓柱狀,蔟生,外皮暗黃色至黃褐色,破裂成纖維狀,呈網(wǎng)狀。葉三棱狀條形,背面縱棱隆起呈龍骨狀,葉緣及沿縱棱常具細(xì)糙齒,中空,短于花葶?；ㄝ銏A柱狀,高20～60cm,下部被葉鞘;總苞單側(cè)開裂或2裂,白色,膜質(zhì),宿存;傘形花序半球狀或近球狀,具多而較疏的花;小花梗近等長,基部除具膜質(zhì)小苞片外常在數(shù)枚小花梗的基部又為1共同的苞片所包圍:花白色,稀粉紅色;花被片具有紅色中脈;外輪花被片寬約 2mm,內(nèi)輪者寬2.5～3cm;花絲等長,長為花被片的1/2～3/4,基部合生并與花被片貼生,合生部位約1mm,分離部位呈狹三角形,內(nèi)輪者稍寬;子房倒圓錐狀形,具 3圓棱,外壁具疣狀突起;花柱不伸出花被外?；ü?7～9 月〔2〕。

山韭(Allium senescens L.)別名:山蔥、巖蔥、忙給日。多年生草本植物。山韭嫩葉可作蔬菜食用,各種家畜均喜食,尤其在結(jié)實(shí)期,是綿羊、山羊駱駝的重要抓膘牧草,牛采食次之。在各生育期均含有較高的蛋白質(zhì),是肥育家畜的優(yōu)等牧草。內(nèi)蒙古錫林郭勒草原的蘇尼特羊肉,以味鮮著稱,列為涮羊肉的上品與該地綿羊采食山韭有關(guān)。兼有驅(qū)蟲作用,葉子曬制后,冬春季節(jié)補(bǔ)胃羔羊和弱畜。產(chǎn)呼倫貝爾市、興安盟、通遼市、赤峰市、錫林郭勒盟、烏蘭察布市、大青山。分布于我國黑龍江、吉林、遼寧、河北、河南 、山西 、甘肅、新疆;蘇聯(lián)(中亞 、西伯利亞)蒙古也有〔2、3〕。山韭的植物學(xué)特征:根狀莖粗壯,橫生,外皮黑褐色至黑色。鱗莖單生或數(shù)枚聚生,近狹卵狀圓柱形或近圓錐狀,粗0.5～1.5cm,外皮灰褐色至黑色,膜質(zhì),不破裂。葉條形,肥厚,基部近半圓柱狀,上部扁平,長5～25cm,寬2～10cm,先端鈍圓,葉緣和縱脈有時(shí)具極微小的糙齒?；ㄝ憬鼒A柱狀,常具2縱棱高20～50cm,粗2～5cm,近基部被葉鞘?？偙?2裂,膜質(zhì),宿存。傘形花序半球狀至球狀。具多而密集的花,小花梗近等長,長10～20cm,基部通常具小苞片?；ㄗ霞t色至淡紫色,花被片長4～6cm,寬2～3cm,先端具微齒,花絲等長,比花被片長可達(dá)1.5倍,基部合生并與花被片貼生。花果期7～8月〔2、3〕。

我國有豐富的野韭,山韭資源。國內(nèi)外對于蔥屬許多種的染色體的研究和報(bào)道有很多。國外曾有人報(bào)道山韭的染色體數(shù)目為2n=16(M a n axoba,1971,a);2n=24、32(Baksay,1956);2n=32(Ono Y.,1935)〔4〕。國內(nèi)專家對野韭、山韭的研究做了大量工作,從上世紀(jì)開始細(xì)胞遺傳學(xué)已經(jīng)積累了大量資料。燕玲,王六英,李紅〔5〕對山韭進(jìn)行核型分析結(jié)果顯示,山韭染色體核型屬于1A型,屬原始類型。核型公式為2n=2x=16(4SAT)。野韭的核型公式為2n=2x=16=14m+2st(SAT),為二倍體〔6〕。圖力古爾,趙毓棠研究的結(jié)果,山韭核型公式為 2n=32=28+4st(2SAT)〔4〕。

本試驗(yàn)從取材—預(yù)處理—固定—染色及制片等簡便的過程準(zhǔn)確的對野韭、山韭染色體數(shù)目與核型進(jìn)行分析研究,確定了兩種蔥屬植物細(xì)胞染色體的形態(tài)、數(shù)目及核型類型,同時(shí)為探求野韭和山韭的區(qū)別及其它們的鑒定提供了細(xì)胞遺傳學(xué)依據(jù)。

2 取材料的自然條件

供試的兩種材料來自內(nèi)蒙古錫林郭勒盟鑲黃旗。該地自然概況如下:鑲黃旗位于錫林郭勒盟西南部 ,地處東經(jīng) 113°30′～ 114°45′,北緯 42°00′～42°45′。氣候類型屬中溫帶半干旱大陸性氣候,年平均氣溫2℃～3℃,1月平均氣溫零下16.5℃,極端最低氣溫零下35.9℃,7月平均氣溫20.4℃,極端最高氣溫36℃。年平均無霜期126d,年平均降水量260mm,雨雪日 80.3d。由于夏季風(fēng)強(qiáng)弱不均,降水量不穩(wěn)定。地貌類型主要有低山區(qū)、丘陵區(qū)和高平原區(qū)組成,地勢南高北低。平均海拔1 300m左右,最高處為南部鴻格爾烏拉山,主峰海拔1 650m。

3 材料和方法

3.1 材料采集

表1 材料采集地點(diǎn)

3.2 研究方法

3.2.1 藥品的選擇與配制

現(xiàn)在國內(nèi)外用于植物材料預(yù)處理的方法和藥物很多。本試驗(yàn)選用的是冰水。固定液為卡諾氏Ⅰ(CornojsⅠ),冰乙酸與無水乙醇1比3的比例配制而成。冰乙酸能凝固核蛋白,其為固定染色體的主要成分。乙醇可迅速透入細(xì)胞而使細(xì)胞失活硬化,并且溶解部分脂類物質(zhì)。兩者配合使用效果良好。染色用石碳酸——品紅染色法,目前國內(nèi)應(yīng)用最廣的一種植物染色體染色劑。

3.2.2 材料的取材與處理

取野韭,山韭種子各30～50粒。將處理好的種子置于放有2層濕濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi),在人工氣候箱22～25℃下放4～5d,待種子根尖長至0.5～1cm,于上午8∶00～10∶00切取根尖。

3.2.3 制片

取材→預(yù)處理(用冰水處理24h)→固定(18～24h)→染色及制片。在此過程中每步藥物處理時(shí)都要用清水沖洗材料及器具3～5次。

3.2.4 鏡檢染色體數(shù)目統(tǒng)計(jì)與拍照

用OLYMPUSBH-2光學(xué)顯微鏡鏡檢。統(tǒng)計(jì)30個(gè)細(xì)胞染色體數(shù)目,其中染色體數(shù)85%以上的為恒定不變的所要統(tǒng)計(jì)的染色體。并從中選取處于中期的細(xì)胞且染色體分散好的分裂相,取較為典型、著絲點(diǎn)清晰的10個(gè)細(xì)胞的染色體做為基本形態(tài)進(jìn)行測量和分析。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)10個(gè)細(xì)胞求平均值。染色體數(shù)目統(tǒng)計(jì)按常規(guī)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行。在鏡檢的同時(shí)選擇較典型的染色體拍照。

3.2.5 染色體分類方法

染色體類型在按Levan(1964)方法基礎(chǔ)上與李懋學(xué)和陳瑞陽(1985)稍加修改后的方法分類,內(nèi)容詳見表2。

表2 染色體著絲點(diǎn)位置命名系統(tǒng)

3.2.6 染色體核型分類方法

目前國內(nèi)普遍認(rèn)同Stebbins(1971)提出的分類原則。他根據(jù)核型中染色體長度比和臂比兩項(xiàng)主要特征,區(qū)分核型的對稱和不對稱程度。內(nèi)容詳見表3。

表3 核型分類方法

4 結(jié)果與分析

4.1 染色體形態(tài)與數(shù)目

通過對野韭和山韭的有絲分裂中期細(xì)胞進(jìn)行觀察和統(tǒng)計(jì),兩種蔥屬植物染色體的形態(tài)及數(shù)目,見(圖1,2)。

4.2 染色體核型分析

測量統(tǒng)計(jì)10個(gè)分散清晰的細(xì)胞,根據(jù) Levan(1964)方法分析,得出兩種蔥屬植物的染色體的各參數(shù),結(jié)果見(表4,5,6)

表4 野韭的染色體參數(shù)

表5 山韭的染色體參數(shù)

表6 兩種蔥屬的核型分析表

野韭有8對中部著絲點(diǎn)染色體m型,未發(fā)現(xiàn)隨體。野韭核型公式為2n=2x=16=14m+2st(SAT),核型屬2A型。

山韭染色體有16對中部著絲點(diǎn)染色體m型,在一對染色體上有明顯的隨體。山韭核型公式為2n=4x=32=24m+8sm(2SAT),核型屬 1A型。兩種蔥屬的染色體配對圖及核型模式圖見(圖3,4,5,6)

圖6 山韭核型模式圖

5 討論與小結(jié)

5.1 在研究過程中發(fā)現(xiàn)取材時(shí)間是關(guān)鍵,兩種蔥屬的細(xì)胞分裂時(shí)間及高峰期各不相同。而本文采用的兩種蔥屬的取材時(shí)間主要集中在上午(9∶00～10∶00),此時(shí)野韭,山韭正處于細(xì)胞分裂高峰期。

5.2 對材料進(jìn)行預(yù)處理是為使植物染色體縮短變粗,便于觀察。因此預(yù)處理時(shí)間的長短在制片各個(gè)環(huán)節(jié)中非常重要。本實(shí)驗(yàn)采用的材料用冰水處理了22～24h。此時(shí)染色體形態(tài)清晰,收縮適當(dāng)。

5.3 本文核型分析沒有對材料進(jìn)行解離,省時(shí)省藥品,且沒有影響到制片結(jié)果。

5.4 對野韭和山韭進(jìn)行的核型分析表明,野韭的核型公式為2n=2x=16=14m+2st(SAT),為2A型;野韭染色體8對為中部著絲點(diǎn)染色體,未發(fā)現(xiàn)隨體。染色體組總長度為59.81μm,平均長度為7.48μm,最長染色體為 9.42μm,最短染色體為5.55μm。山韭的核型公式為2n=4x=32=24m+8sm,為1A型。山韭染色體16對為中部著絲點(diǎn)染色體,在一對染色體上有明顯的隨體,染色體組總長度為146.11μm,平均長度為9.13μm,最長染色體為 10.33μm,最短染色體為 7.09μm;野韭、山韭染色體核型屬于2A和1A型,屬原始類型。