摘要：采用根尖壓片法確定川產(chǎn)貝母的染色體數(shù)目，并分析其染色體核型，以探討其進(jìn)化趨勢(shì)和系統(tǒng)演化關(guān)系。結(jié)果表明，川產(chǎn)7種、2變種共10個(gè)居群貝母屬（Fritillaria L.）植物的染色體數(shù)目均為24條，核型公式如下：川貝母（Fritillaria cirrhosa D. DON）2n=24=2m+2sm+10st+10t；梭砂貝母（F. delavayi Franch.）2n=24=2m+2sm+10st+10t（SAT）；暗紫貝母（折多山居群，F(xiàn). unibracteata Hsiao K. C. Hsia）2n=24=4m+6st+14t（SAT）；暗紫貝母（茂縣居群）2n=24=2m+2sm+10st+10t（SAT）；瓦布貝母（Fritillaria wabunesis S. Y. Tang S. C. Yueh）2n=24=2m+2sm+8st+12t（SAT）；甘肅貝母（F. przewalskii Maxim. Batal.）2n=24=2m+2sm+6st+14t（SAT）；湖北貝母（F. hupehesis Hsiao K. C. Hsia）2n=24=2m+2sm+12st+8t（SAT）；康定貝母（F. cirrhosa D. DON var. ecirrhosa Franch.）2n=24=4m+12st+8t（2SAT）；長(zhǎng)腺貝母（F. unibracteata Hsiao K. C. Hsia var. longinectarea S. Y. Tang S. C. Yueh）2n=24=4m+8st+12t（SAT）；短絲貝母（F. dajinensis S. C. Chen）2n=24=4m+6st+14t。其中6種（變種）染色體核型為首次報(bào)道。通過(guò)染色體核型分析，認(rèn)為該屬染色體核型向?qū)ΨQ性減弱的方向發(fā)展，推測(cè)系統(tǒng)演化上該地理分布的貝母屬植物比較原始。

關(guān)鍵詞：貝母屬（Fritillaria L.）；染色體；核型；四川省

中圖分類號(hào)：S567.23+1.2+2（271） 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2016）16-4224-06

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.16.039

貝母為百合科（Liliaceae）貝母屬（Fritillaria L.）多年生草本植物，全球有130種，主要分布在北半球南溫帶地區(qū)，尤以地中海沿岸、亞洲東部至中部和北美洲的種類為多；中國(guó)的四川省還具有一些保持較多原始性狀的種類[1]。近年來(lái)，中國(guó)發(fā)表了大量的貝母新種和新變種，這些新種的出現(xiàn)對(duì)中藥貝母的質(zhì)量控制和應(yīng)用等方面造成了困惑[2]。過(guò)去，有關(guān)貝母屬植物的分類學(xué)研究主要集中在形態(tài)解剖學(xué)[3，4]、化學(xué)分類學(xué)[5]、同工酶技術(shù)[6]等方面；在細(xì)胞學(xué)方面，也有學(xué)者對(duì)安徽省所產(chǎn)貝母、湖北省所產(chǎn)貝母和新疆維吾爾自治區(qū)所產(chǎn)貝母進(jìn)行過(guò)研究[7-11]，而對(duì)川產(chǎn)貝母細(xì)胞核型的報(bào)道較少[12，13]。染色體數(shù)目與核型是深入分析物種遺傳特點(diǎn)和系統(tǒng)進(jìn)化的基礎(chǔ)，為此，課題組收集了主要產(chǎn)于四川省的貝母物種，并對(duì)其核型進(jìn)行了分析，包括文獻(xiàn)[14]規(guī)定的4種川貝母藥材原植物種在內(nèi)的川產(chǎn)7種2變種10個(gè)居群的貝母材料，采用根尖壓片法確定其細(xì)胞染色體數(shù)目，通過(guò)分析其染色體核型來(lái)探討其進(jìn)化趨勢(shì)和系統(tǒng)演化關(guān)系，從而為川貝母種質(zhì)資源的鑒定和系統(tǒng)演化提供細(xì)胞學(xué)資料。

1 材料與方法

1.1 材料

供試植物材料均采自成都恩威投資集團(tuán)有限公司甘孜藏族自治州折多山貝母基地，由四川農(nóng)業(yè)大學(xué)植物教研室楊光輝老師鑒定，憑證標(biāo)本保存于四川農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究所標(biāo)本室（SAUT）；材料基本信息見表1。

1.2 方法

供試所用每個(gè)材料的根尖分別取自2～3個(gè)植株，每個(gè)植株分別取根尖5～8個(gè)，取新生材料的根尖，用飽和對(duì)二氯苯溶液預(yù)處理5 h后，轉(zhuǎn)入卡諾氏（冰醋酸∶乙醇=3∶1）固定液中固定24 h，然后在1 mol/L鹽酸里于60 ℃恒溫水浴中解離8 min，醋酸洋紅液染色、壓片。用Olympus BX51顯微鏡觀察，Spot Insight Color成像系統(tǒng)成像。以5個(gè)有絲分裂相分散狀況良好的細(xì)胞、按文獻(xiàn)[15]的方法計(jì)算核型平均值，核型不對(duì)稱系數(shù)（As.K%）按文獻(xiàn)[16]的方法計(jì)算，核型類型按文獻(xiàn)[17]的標(biāo)準(zhǔn)劃分。

2 結(jié)果與分析

川產(chǎn)7種2變種10個(gè)居群的貝母染色體核型形態(tài)分別見圖l、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10，染色體核型比較見表2，染色體參數(shù)見表3。從圖l、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、表2、表3可見，川產(chǎn)7種2變種10個(gè)居群的貝母染色體數(shù)均為二倍體；核型類型除暗紫貝母（茂縣居群）、甘肅貝母和長(zhǎng)腺貝母外，其余種（變種）的核型均為3A型；川貝母、梭砂貝母和短絲貝母未見隨體染色體，其他均有隨體染色體；參試貝母材料的核型不對(duì)稱系數(shù)較高，為80.54%～82.58%。核型差異主要表現(xiàn)在染色體類型、次縊痕數(shù)目和位置、染色體臂比、平均臂比和不對(duì)稱系數(shù)等性狀上。此外，隨體染色體數(shù)目和位置等方面在種間也存在明顯差異，如僅在梭砂貝母第二對(duì)染色體長(zhǎng)臂上發(fā)現(xiàn)有次縊痕，其他貝母此處沒有；康定貝母第一、第二對(duì)染色體短臂上均有隨體染色體，并且第12對(duì)“st”型同源染色體的長(zhǎng)度不等，構(gòu)成了雜合現(xiàn)象等。

3 討論

試驗(yàn)觀察的川產(chǎn)7種和2變種10個(gè)居群的貝母屬植物的染色體數(shù)目均為2n=24，與已報(bào)道的貝母屬植物的染色體數(shù)目相同。此外，這些材料具有一些共同的核型結(jié)構(gòu)，即有2對(duì)具中部（m）或亞中部（sm）著絲點(diǎn)的較長(zhǎng)染色體，其余10對(duì)稍短，并為具近端（st）至端部（t）著絲點(diǎn)染色體。染色體平均臂比范圍為6.06～7.59，最長(zhǎng)染色體/最短染色體范圍為1.75～2.27，都具有較高的核型不對(duì)稱系數(shù)（80.54%～82.58%）。從核型類型來(lái)看，除暗紫貝母（茂縣居群）、甘肅貝母和長(zhǎng)腺貝母的核型屬于3B核型外，其余種（變種）的核型均為3A型。曾有報(bào)道川貝母的核型公式為2n=24=2m+2sm+8st+12t[12]，本試驗(yàn)的川貝母核型公式、染色體長(zhǎng)度比和不對(duì)稱系數(shù)與其研究結(jié)果也有一定相似性；說(shuō)明川產(chǎn)7種和2變種貝母屬植物的核型具有一致性。

但川產(chǎn)7種和2變種貝母屬植物的核型也有一定的相異性，對(duì)川產(chǎn)7種和2變種的貝母屬植物核型進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)，盡管其核型有一定的相似性，但是在sm、st和t染色體的增減、次縊痕數(shù)目及其位置、核型不對(duì)稱程度、最長(zhǎng)染色體長(zhǎng)度/最短染色體長(zhǎng)度、核型構(gòu)成上各自還是存在一定的差異，甚至貝母屬同一植物種不同居群的核型也存在一定差異，盡管不同居群暗紫貝母的植株形態(tài)和生物學(xué)特性很相似，其6～12對(duì)染色體上均有次縊痕，但次縊痕的位置和數(shù)目存在一定的差異，核型類型也不同，表現(xiàn)出明顯的多態(tài)性。同時(shí)，謝曉陽(yáng)等[12]曾報(bào)道川貝母的核型在第11和第12對(duì)染色體上具有次縊痕，為3B型；而本試驗(yàn)的川貝母出現(xiàn)了更多的次縊痕，核型類別也有差異。王淑芬等[13]報(bào)道了茂縣居群瓦布貝母在第六、第九、第十、第12對(duì)染色體上具有次縊痕，染色體長(zhǎng)度比為2.39，不對(duì)稱系數(shù)為92.88%，為2B型，與本試驗(yàn)的瓦布貝母核型研究結(jié)果存在較大的差異。造成差異的原因可能與試驗(yàn)材料的來(lái)源、試驗(yàn)時(shí)生物個(gè)體的生理、生化狀態(tài)和試驗(yàn)所采用的方法以及試驗(yàn)誤差有關(guān)。為此，下一步將采集更多的川貝母資源進(jìn)行分析，并加以論證。

肖培根等[2]從進(jìn)化生物學(xué)角度考慮，認(rèn)為川貝母復(fù)合群體可能處在一個(gè)比較年輕的、并且處于激烈分化的物種形成階段。羅毅波等[18]提出，引種栽培使不同的貝母種植在一起，對(duì)這種兼以種子和鱗莖繁殖的植物來(lái)說(shuō)，不同種間可能出現(xiàn)異花授粉結(jié)實(shí)，并會(huì)以營(yíng)養(yǎng)繁殖的方式保存下來(lái)；對(duì)貝母屬植物的引種和栽培，將導(dǎo)致眾多變異個(gè)體的出現(xiàn)，栽培種與野生種染色體也就可能出現(xiàn)差異。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，康定貝母在核型分析時(shí)不能順利進(jìn)行人為的同源染色體配對(duì)，具有明顯的雜合性，這在一定程度上支持了上述觀點(diǎn)。

物種進(jìn)化的趨勢(shì)是生物體結(jié)構(gòu)體制的提高，從原始的生物類型逐漸發(fā)展到比較進(jìn)化的類型，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由低等到高等。這種變化趨勢(shì)聯(lián)系著染色體的數(shù)目、臂比、大小和形態(tài)的變化[19]。有學(xué)者認(rèn)為短臂上具小隨體是貝母屬中舊大陸種的特征之一[20]。本試驗(yàn)除川貝母、梭砂貝母和短絲貝母未見短臂上的隨體染色體外，其他的均在短臂上有隨體染色體。翟詩(shī)虹等[11]對(duì)新疆維吾爾自治區(qū)所產(chǎn)貝母屬植物核型進(jìn)行研究后認(rèn)為，貝母屬的核型結(jié)構(gòu)是高度不對(duì)稱的，它的進(jìn)一步變異可能是主要向相反的方向發(fā)展，即“增加核型對(duì)稱性”。而王影等[7]在對(duì)安徽省所貝母屬植物的研究中，比較了安徽省所產(chǎn)貝母的核型結(jié)果，發(fā)現(xiàn)每一種“t”染色體數(shù)目均明顯增加，核型不對(duì)稱系數(shù)在增大，不對(duì)稱性增加，認(rèn)為貝母屬的核型是朝著不對(duì)稱性的方向發(fā)展的。Stebbins[17]認(rèn)為最長(zhǎng)染色體和最短染色體之間的長(zhǎng)度比是衡量核型對(duì)稱程度的一個(gè)重要特征，本試驗(yàn)中最長(zhǎng)染色體和最短染色體比值最高的是長(zhǎng)腺貝母，為2.27；較低的是梭砂貝母和瓦布貝母，分別為1.75和1.82；可見長(zhǎng)腺貝母的核型是更為不對(duì)稱的類型，而梭砂貝母和瓦布貝母的核型則相對(duì)對(duì)稱。梭砂貝母的莖較粗、葉片肥厚寬大，瓦布貝母下面葉通常對(duì)生，上面葉輪生兼互生，一般認(rèn)為是比較原始的類群；而長(zhǎng)腺貝母莖生葉互生，少有對(duì)生，一般認(rèn)為是比較進(jìn)化的類群。長(zhǎng)腺貝母和康定貝母的最長(zhǎng)染色體和最短染色體的長(zhǎng)度比均高于其對(duì)應(yīng)的原種暗紫貝母和川貝母，長(zhǎng)腺貝母和康定貝母的核型不對(duì)稱性也高于其對(duì)應(yīng)的原種暗紫貝母和川貝母。可見，貝母屬的核型是朝著不對(duì)稱性的方向發(fā)展的；這與李玉峰等[21]運(yùn)用RAPD分析得到的與川貝母親緣關(guān)系較近的依次為康定貝母、瓦布貝母和梭砂貝母的結(jié)果是一致的。

翟詩(shī)虹等[11]所研究的新疆產(chǎn)7種貝母屬植物有3種為3A型，其他4種為3B型；而王影等[7]比較了9種安徽產(chǎn)貝母屬植物的染色體核型資料，發(fā)現(xiàn)除窄葉小貝母（F. xiaobeimu Y.K. Yang，J.Z.Shao et M.M.Fang）為3C型外，其他安徽產(chǎn)貝母屬植物的核型均為3B型。但張定成等[9]報(bào)道窄葉小貝母為3A型。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，川產(chǎn)貝母核型類型除暗紫貝母（茂縣居群）、甘肅貝母和長(zhǎng)腺貝母屬于3B核型外，其余種（變種）的核型均為3A型?？梢娝拇ㄊ∷a(chǎn)貝母屬植物的對(duì)稱性較高，系統(tǒng)演化上處于比較古老的類群?？傊?，通過(guò)分析川產(chǎn)7種和2變種貝母屬植物的核型形態(tài)變化，認(rèn)為川產(chǎn)貝母屬染色體核型向著對(duì)稱性減弱的方向發(fā)展，推測(cè)系統(tǒng)演化上該地域分布的貝母屬植物比較原始。

參考文獻(xiàn)：

[1] 梁松筠.百合科（狹義）植物的分布區(qū)對(duì)中國(guó)植物區(qū)系研究的意義[J].植物分類學(xué)報(bào)，1995，33（1）：27-51.

[2] 肖培根，姜 艷，李 萍，等.中藥貝母的基源植物和藥用親緣關(guān)系研究[J].植物分類學(xué)報(bào)，2007，45（4）：473-487.

[3] 李 萍，濮祖茂，徐珞珊，等.中國(guó)貝母屬花粉形態(tài)研究[J].云南植物研究，1991，13（1）：41-46.

[4] 李 萍，徐國(guó)鈞，徐珞珊，等.中藥貝母類的研究[J].藥學(xué)學(xué)報(bào)，1991，26（6）：463-470.

[5] 余世春，肖培根.貝母屬植物異甾體生物堿的存在及其分類學(xué)意義[J].植物分類學(xué)報(bào)，1992，30（5）：450-459.

[6] 劉惠娟，李 萍，徐珞珊，等.二十種貝母藥材的蛋白質(zhì)電泳鑒別[J].中藥材，1992，15（11）：23-25.

[7] 王 影，周守標(biāo)，陳學(xué)鋒，等.安徽貝母屬植物的核型研究[J].武漢植物學(xué)研究，2006，24（2）：303-309.

[8] 王安志.貝母屬3個(gè)分類群的核型研究[J].植物分類學(xué)報(bào)，1992， 30（1）：69-72.

[9] 張定成，邵建章，汪小全.安徽南部貝母屬植物核型研究[J].植物分類學(xué)報(bào)，1992，30（1）：62-68.

[10] 李 萍，劉惠娟，徐國(guó)鈞，等.中藥貝母類的研究ⅩⅧ.湖北產(chǎn)貝母屬植物的核型研究[J]. 中國(guó)藥科大學(xué)學(xué)報(bào)，1991，22（4）：193-196.

[11] 翟詩(shī)虹，劉國(guó)鈞，李懋學(xué).新疆貝母屬的核型研究[J].植物分類學(xué)報(bào)，1985，23（4）：264-269.

[12] 謝曉陽(yáng)，顧志健，武全安.豹子花屬及其近緣屬細(xì)胞學(xué)研究[J].植物分類學(xué)報(bào)，1992，30（6）：487-497.

[13] 王淑芬，宋天瑛.貝母屬4種核型報(bào)道[J].四川師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1994，17（6）：93-99.

[14] 中華人民共和國(guó)國(guó)家藥典委員會(huì).中華人民共和國(guó)藥典[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[15] 李懋學(xué)，陳瑞陽(yáng).關(guān)于植物核型分析的標(biāo)準(zhǔn)化問題[J].武漢植物學(xué)研究，1985，3（4）：297-302.

[16] ARANO H. Cytological studies in subfamily Carduoideae （Compositae） of Japan，IX. The karyotype analysis and phylogenetic considerations on Pertya and Ainsliaea[J].Botanical Magazine，1963，76：32-39.

[17] STEBBINS G L. Chromosomal Evolution in Higher Plants[M].London：Edward Arnold，1971.85-104.

[18] 羅毅波，陳心啟.中國(guó)長(zhǎng)江中下游地區(qū)貝母屬的修訂[J].植物分類學(xué)報(bào)，1995，33（6）：592-596.

[19] 段永紅，李素清，牛西午，等.錦雞兒屬植物4個(gè)種的核型分析[J].武漢植物學(xué)研究，2006，24（3）：413-417.

[20] LA COUR L F. Hetrochromatin and the organization of nucleoli in plants[J].Heredity，1951，5：37-50.

[21] 李玉峰，唐 琳，陳 放.8種貝母的RAPD分析[J].中成藥，2006，28（10）：1528-1529.