中国蔷薇属部分野生种的染色体数目和基因组大小研究

Abstract

蔷薇属（Rosa Linnaeus）植物隶属于蔷薇科（Rosaceae）蔷薇亚科（Rosoideae），全世界约有150-200种，中国有95种。蔷薇属野生种质资源蕴含着丰富的遗传学信息，对于属内遗传与进化关系研究具有重要意义。本研究通过常规染色体压片法和流式细胞术，对中国蔷薇属部分野生种的染色体数目和基因组大小进行了研究，得到的主要结果如下：（1）采用常规染色体压片法对中国蔷薇属的9种共12个个体：丽江蔷薇（Rosa × lichiangensis Yü et Ku）、悬钩子蔷薇（Rosa rubus Lévl. et Vant.）、弯刺蔷薇（R. beggeriana Schrenk）、无刺刺梨（R. roxburghii f. inermis S. D. Shi）、粉团蔷薇（R. multiflora var. cathayensis Rehd. et Wils.）、刺蔷薇（R. acicularis Lindl.）、长尖叶蔷薇（R. longicuspis Bertol.）、粉蕾木香（R. × pseudobanksiae Yü et Ku）和软条七蔷薇（R. henryi Boulenger）的染色体数目进行了研究，结果表明，弯刺蔷薇具有2种倍性水平，其染色体数目为2n = 4x = 28（四倍体）和2n = 2x = 14（二倍体）；刺蔷薇的染色体数目为2n = 6x = 42（六倍体）；其余各种的染色体数目均为2n = 2x = 14（二倍体）。对丽江蔷薇、悬钩子蔷薇（ZZM704）、弯刺蔷薇（ZZM909a）、无刺刺梨、粉团蔷薇（ZZM731）进行了核型分析，丽江蔷薇的核型为3A型，悬钩子蔷薇的核型为1A型，其余弯刺蔷薇、无刺刺梨和粉团蔷薇的核型均为2B型，供试种主要包含中部着丝粒区染色体和近中部着丝粒区染色体。本研究首次报道了丽江蔷薇、无刺刺梨和四倍体弯刺蔷薇的核型，并就其核不对称性进行了探讨。（2）采用改良后的LB01裂解液，以4种不同的标准植物（大豆、绿豆、番茄和玉米）为外标，以已知倍性的二倍体种丽江蔷薇为内部参照，应用流式细胞术对17种共19个中国野生蔷薇个体的核DNA含量及基因组大小进行检测，推测其倍性水平，并与常规染色体压片结果进行比较。结果表明：核DNA含量变化范围为0.68～3.05pg，最小的为二倍体种小果蔷薇（R. cymosa Tratt.），最大的为六倍体种刺蔷薇（R. acicularis）；基因组大小变化范围为0.34～0.55 pg，最小的为小果蔷薇（R. cymosa），最大的为多花长尖叶蔷薇（R. longicuspis var. sinowilsonii (Hemsl.) Yü et Ku），均为二倍体。流式细胞术检测得到的倍性水平为：1个三倍体——伞房蔷薇（R. corymbulosa Rolfe），1个四倍体——弯刺蔷薇（ZZM909a）和1个六倍体——刺蔷薇，其余均为二倍体。其中，丽江蔷薇（2012-024-1）、悬钩子蔷薇（ZZM704和2011-013）、长尖叶蔷薇（2011-021）、粉蕾木香（2012-001）、无刺刺梨（2012-036），弯刺蔷薇（ZZM909a）和刺蔷薇（ZZM939）这7种共8个个体的流式细胞检测结果与常规染色体压片结果相一致，除伞房蔷薇的倍性未见报道外，其余9种共11个个体的倍性水平均与已有文献中的一致，表明流式细胞术可以作为一种快速检测植物倍性水平的方法，并且结果准确。首次报道了商城蔷薇（R. shangchengensis T. C. Ku）、广东蔷薇（R. kwangtungensis Yü et Tsai）、伞房蔷薇（R. corymbulosa）和无刺刺梨（R. roxburghii f. inermis）的核DNA C-值及基因组大小，对中国野生蔷薇的倍性和基因组大小研究进行了补充，对流式细胞术在蔷薇属内的使用效果进行了一定程度的评估，并探讨了影响流式细胞测定的因素，为蔷薇属植物的流式细胞研究提供一个参考体系，使其趋于标准化。（3）根据已有文献记录，对中国蔷薇属植物的染色体数目和核型资料进行了较为系统的统计整理，弥补了IPCN Chromosome Reports和Chromosome Counts Database （CCDB）两大植物染色体数据库中中国蔷薇属植物染色体资料的不足