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单词 山茶属植物的核型
释义

【山茶属植物的核型】
 

拼译:karyotypes in the genus camellia
 

山茶属植物原产中国,是典型的华夏植物区系的代表。至1991年已发现343种、1亚种、27变种,按张宏达的分类系统分为4个亚属、20个组。茶组植物是世界上著名的非醇类健康饮料——茶叶的原料植物;油茶组植物是中国南方各省主要的食用油料作物;红山茶组和金花茶组植物是世界上名贵的木本花卉。研究山茶属植物的核型,对山茶属植物的遗传、育种、进化和分类及开发利用等方面的研究都具有重要意义。

山茶属植物染色体研究有较长的历史。T.M rinaga等(1929,1932)首次报道了山茶属植物的染色体数目n-15,2n=30。早期,由于实验技术的缺陷,难以进行以染色体形态学特点为主要内容的核型分析。广泛地研究山茶属植物的染色体数目是从1952年开始的。E.Fukushima等(1966)首次对山茶属植物进行核型分析。K.Kondon等(1979)首次研究山茶属植物的染色体带型,至1977年已对24种山茶属植物(包括221个园艺品种)进行了染色体数目统计和对其中6种进行了核型分析。研究资料表明,山茶属植物是一个以x=15为基数的多倍体系列,染色体数目的范围是2n=30~120。在24种中已知17种(占70.8%)是二倍体种,其它7种是多倍体系列。80年代中国黄少甫等(1981)、黄锦培等(1982)及李光涛(1983)等进行过一些研究,而后许多学者相继进行了研究。李光涛等(1990)对已发表过染色体数目和核型的山茶属植物进行过讨论,至1991年已发表107种山茶属植物的染色体数目和43种植物的核型的研究报告。

在107种植物中二倍体种有72种,占67.29%;多倍体种有35种,占32.71%。有15种多倍体每种具有两个以上的多倍体类型,最多有5个类型,通常每种为2~3个多倍体类型。1种为六倍体和具有六倍体这一等级的种,占35种多倍体种的60%。六倍体可能是山茶属植物多倍体进化的一个适宜等级。山茶属植物的多倍体主要分布在山茶亚属的油茶组和红山茶组。茶组植物已发现49种(包括变种,下同),在已报道染色体数目的22种(包括58个栽培品种)中除小叶型的栽培种茶和滇缅茶(大叶类)发现有多倍体园艺品种,其余20种大叶型的野生种都是二倍体。在茶的多倍体无性系中,其体细胞中非整倍体细胞的概率高达20.29%;同时也存在相当一部分二倍体细胞,其细胞概率高达32.31%。这种镶嵌现象在茶种的无性系中相当普遍。从产量上看,多倍体茶树比二倍体茶树高0.5~2倍,与茶叶品质有关的化学成分的含量三倍体品种明显地高于二倍体品种,抗寒、抗旱性也强于二倍体品种。关于茶种内各变种的演化,李懋学等(1985)认为可能是在二倍体水平上进行的,多倍化并不是其进化的主要趋势。山茶花是世界著名花卉,目前广泛研究和栽培的主要是云南山茶(2n=90)、红山茶(2n=45,75)、茶梅(2n=45,75,90,105,120)。油茶组广泛栽培的有油茶等11种,其中多倍体种占40%。在已发现的金花茶组的22种中,已知10种是二倍体种。福岛茶二等(1966)根据山茶属植物中通常四倍体较少,多数是三倍体和六倍体的事实,认为山茶属植物多倍体进化中三倍体显示了重要的作用。但黄少甫的研究结果与福岛茶二等人的结论并不完全一致。庄端林等(1984)则认为许多多倍体种是由杂种起源的。

43种山茶属植物的核型主要是由m型染色体(变异范围10~26条染色体,以二倍体种为例,下同)和sm型染色体(变异范围4~20条染色体)构成,有15种的核型出现st型染色体(变异范围1~4条染色体)。随体染色体数目在0~6条之间,通常为2或4条。核型类型主要是Stebbins(1971)核型分类的2A型,极少数种为1A或2B型。

金花茶组10个种的核型主要是24m(2SAT)+6sm和20m(2SAT)+10sm两类,核型中只有两条随体染色体。红山茶组与金花茶组某些种的核型非常相似,只有随体染色体的数目及位置有差异。另外,红山茶组多数种中观察到4条次缢痕染色体。瘳汉忍等(1991)根据核型和植物形态,将小果金花茶变种上升为种,即C.microcapa。黄少甫等(1986)的研究资料表明茶梨油茶应为一个独立的种,而不应作为红皮糙果茶的异名。已研究核型的16种茶组植物中,五室茶系和五柱茶系的种的主要核型为22m+8sm;秃房茶系和茶系的种的主要核型为20m+10sm。各个种之间只是随体染色体数目和位置略有差异。李光涛等(1990)研究了白毛茶的核型和植株形态后认为白毛茶的变种名应划归普洱茶种之下,即C.assamica.var.pubilimba(Chang)Li。K.Kondo(1979)指出,在滇缅茶和茶中种内有各自的主导核型外.种内尚有一定程度的变异,主要是同源染色体的异型化;随体染色体数目在不同的细胞中有一定变异;并指出随体染色体数目对于茶种来说没有分类学意义。K.Kondo(1975)还指出在茶和红山茶各栽培品系范围广泛的形态变异与其范围广泛的核型变异是相联系的。李光涛等(1990)的研究资料表明,茶组16种植物的核型中约有4对同源染色体存在杂合现象。

山茶属植物染色体带型研究目前只有普洱茶等6个种的研究报告。李斌等(1987)根据带型研究认为,茶树染色体在进化过程中不可能是着丝点处断裂,很可能与染色体的易位和缺失等结构变异有关;并发现茶树染色体的中间带是不稳定的,表现出多态性和杂合性。

核型分析按国内外统一的植物核型分析方法进行。关于制片方法,大多数作者主要是以种子根尖为材料,用传统的压片法,也有以茎尖为材料的去壁低渗法。去壁低渗法直很多优点,但对乔木型的野生山茶属植物来说可重复性不高。由于山茶属植物属于典型的异花授粉植物,用种子作为材料,其结果同源染色体之间出现杂合现象,导致核型的多态性。李光涛等认为宜采用茎尖作为材料,而山茶属植物常野生于原始森林,取到茎尖的时机不多,且困难很大。另外,对去壁低渗法进行改进,以适应各种野生植物的制片,并探索分带技术的工作正在进行。

中国对山茶属植物的研究和利用有着悠久的历史。随着植物染色体技术的发展,国内许多单位相继开展了山茶属植物的染色体研究,山茶属植物核型研究是当前一个活跃的研究领域,其结果将给山茶属植物的起源、演化、分类、育种和遗传变异的研究带来新的突破。该领域在今后20年内的研究热点将是以下两个方面:(1)细胞分类。利用核型资料探讨山茶属植物的系统进化和分类。如杜琪珍等(1990)按化学分类法将茶组植物分为五室茶(相当于22m+8sm核型的五室茶系和五柱茶系的种)和三室茶(相当于20m+10sm核型和秃房茶系和茶系的种)两个种,核型研究结果支持上述观点。(2)了解山茶属中作为饮料、油料和观赏三个领域的植物资源的染色体数目和核型,开展单倍体和多倍体育种,包括自然多倍体品系的利用和进行种间杂交、属间杂交,培育出多抗、花色艳丽、花期长的多倍体观赏品种和高产优质的饮料、油料新品种。

【参考文献】:

1 Kondo K.Biotropica,1977,9(2):86~94

2 Kondi K.JBreed,1979,29(3):205~210

3 黄少甫,周启仁.广西林业科技,1985,1:15~20

4 李光涛,梁涛.广西植物,1990,10(2)127~138

5 李光涛,梁涛.热带作物学报,1991,12(2):47~51

(云南省思茅农业学校李光涛、梁涛撰)

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