茴茴蒜遷移進(jìn)化特征探究

1、茴茴蒜遷移進(jìn)化特征探究摘要：從形態(tài)學(xué)及細(xì)胞學(xué)兩方面，運(yùn)用居群學(xué)的方法對(duì) 茴茴蒜(ranunculus chinensis bunge)在貴陽、昆明、大 理、思茅、劭臘等地的進(jìn)化特征進(jìn)行了分析，根據(jù)分析結(jié)果 并結(jié)合毛蔑屬(ranunculus l.)植物的遷移進(jìn)化特征，推 測茴茴蒜在中國大陸的進(jìn)化遷移路線很可能是從西到東，即 經(jīng)度不斷增加的方向。 關(guān)鍵詞：茴茴蒜(ranunculus chinensis bunge)；形態(tài)學(xué)分析；細(xì)胞學(xué)分析；居群；遷移 進(jìn)化 中圖分類號(hào)：q949. 746. 5+8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章 編號(hào)：0439-8114 ( 2016 )16-4190-03d0i :10.

2、 14088/j. cnki. issn0439-8114. 2016. 16. 030 植物的 分布范圍隨著冰期氣候波動(dòng)而發(fā)生進(jìn)退1-3,中國在第四 紀(jì)時(shí)同樣受到過冰期的強(qiáng)烈作用，這種氣候波動(dòng)影響了中國 南北植物區(qū)系4,并且由于中國地勢(shì)西高東低，在川西、 滇西北和青藏高原東部發(fā)生的冰川也會(huì)影響到東西植物區(qū) 系的形成5,所以中國現(xiàn)存植物區(qū)系的成因比歐美更為復(fù) 雜。王文采6, 7通過對(duì)中國一些植物的地理分布和親緣關(guān) 系的研究，得出了 3條遷移路線，分別從中國的西南向東、 西和東北3個(gè)方向遷移。茴茴蒜(ranunculus chinensis bunge)分布區(qū)生態(tài)環(huán)境復(fù)雜多樣，差異性很大，在相對(duì)

3、地理隔離的條件下，由于對(duì)生長環(huán)境長期適應(yīng)的結(jié)果，必然導(dǎo) 致居群間和居群內(nèi)產(chǎn)生變異，因此，對(duì)茴茴蒜表型及核型性 狀進(jìn)行比較，不僅能初步了解居群遺傳變異的大小，同時(shí)也 能了解茴茴蒜進(jìn)化的特征，從而為其他植物的進(jìn)化研究提供 資料。 1材料與方法1.1形態(tài)學(xué)研究 1.1.1材料來源參試材料來源于4個(gè)地點(diǎn)，分別是貴州省貴陽市花 溪區(qū)（地理坐標(biāo)為北緯26. 57&deg；,東經(jīng)106. 71&deg；）和 云南省的昆明市（北緯25. 04&deg；,東經(jīng)102. 73&deg； 大理白族自治州（北緯25. 69&deg；,東經(jīng)100. 19&deg；）、 普

4、洱市思茅區(qū)（北緯22. 79&deg；,東經(jīng)101. 71&deg；）；生 境都是路旁或田頭地邊。材料憑證標(biāo)本現(xiàn)存于九江學(xué)院生命 科學(xué)學(xué)院標(biāo)本室。1. 1.2形態(tài)性狀測定方法茴茴蒜形態(tài)性狀測定參照張競男等8的方法。在每個(gè)居群中各采30 個(gè)植株制作標(biāo)本，對(duì)每個(gè)標(biāo)本用游標(biāo)卡尺分別測量其株高、 基生葉柄長、基生葉片長、基生葉片寬、基生葉一回裂片寬、 基生葉一回裂片深、基生葉二回裂片寬、基生葉二回裂片深、 莖生葉裂片長、莖生葉裂片寬、莖生葉長、莖生葉寬、花瓣 長、花瓣寬、萼片長、萼片寬，計(jì)算基生葉長寬比、莖生葉 長寬比、花瓣長寬比、萼片長寬比、瘦果扁平度，統(tǒng)計(jì)單花 心皮數(shù)。將每一居群測

5、得的30株群體各形態(tài)性狀值計(jì)算平 均數(shù)，得每一居群內(nèi)各性狀的平均值，再綜合所有居群分析, 找出每一性狀在所有居群范圍內(nèi)的變化值最大值、最小值， 運(yùn)用spss 11.0軟件對(duì)上述性狀的測量值、記數(shù)值和判別值 進(jìn)行居群間遺傳差異分析，其中對(duì)性狀判別采用單葉記為0、 復(fù)葉記為1的方法進(jìn)行處理，以期找到不同地理環(huán)境間性狀 分化的規(guī)律，從而探尋該種在進(jìn)化過程中的可能遷移路線。1.2細(xì)胞學(xué)研究1.2. 1材料來源細(xì)胞學(xué)研究的材料也是來源于4個(gè)地點(diǎn)，都分布在云南省，分別是昆明市（北緯 24. 58&deg；,東經(jīng)102. 82&deg；）、大理白族自治州（北緯 25.69&deg；,

6、東經(jīng)100. 19&deg；）、普洱市思茅區(qū)（北緯 22. 79&deg；,東經(jīng)101.71&deg；）、西雙版納傣族自治州鋤臘 縣（北緯 21.48&deg；,東經(jīng) 101.56&deg；）。1.2.2 方法 每居群選取20個(gè)植株，每株選取5個(gè)中期分裂相的細(xì)胞, 取其平均值做核型分析。核型分析取樣方法是根尖用0. 1% 秋水仙素溶液在20 預(yù)處理約2 h后，用卡諾氏液固定12 h, 75%乙醇保存；用1 mol/l鹽酸在60 °c下解離710 min, 改良卡寶紅染色壓片，常規(guī)方法制片。核型分析采用文獻(xiàn)9 的方法，核型不對(duì)稱系數(shù)計(jì)算用文獻(xiàn)10

7、的方法。核型圖中 多倍體染色體是根據(jù)長度和著絲點(diǎn)位置綜合考慮進(jìn)行排列 的，以便分析多倍體的染色體組成。具體染色體性狀選擇和 分析參照文獻(xiàn)11的方法。2結(jié)果與分析2.1形態(tài)學(xué)分析茴茴蒜不同居群性狀的平均值測定情況見表lo從表1可見，茴茴蒜表現(xiàn)穩(wěn)定的性狀如花瓣長寬比、萼片長 寬比在不同居群間呈現(xiàn)出隨著經(jīng)度的增加有逐漸增大的趨勢(shì)。穩(wěn)定表達(dá)的性狀受外界環(huán)境影響小，其變異屬可遺傳變 異，能反映植物真實(shí)的進(jìn)化狀況。2.2細(xì)胞學(xué)分析形態(tài)的顯著差異是物種展現(xiàn)遺傳多樣性最直觀的顯性指標(biāo)， 是研究遺傳多樣性最基礎(chǔ)的手段。但表型性狀經(jīng)常會(huì)受到環(huán) 境因素的影響而發(fā)生變化，有些情況下表型變化并不能真實(shí) 地反映遺傳變異，

8、要更加準(zhǔn)確、細(xì)致地了解居群的遺傳變異 狀況，僅僅依賴表型性狀是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還必須進(jìn)行更深層 次的研究。細(xì)胞學(xué)水平上的核型性狀的比較在現(xiàn)階段就是一 種較為真實(shí)、準(zhǔn)確地反映遺傳變異的方法，因?yàn)槿旧w的變 異是遺傳變異的重要來源，往往具有適應(yīng)和進(jìn)化上的意義， 可初步了解遺傳變異的大小，分析居群的遺傳變異水平和遺 傳結(jié)構(gòu)，這對(duì)闡述植物類群的系統(tǒng)發(fā)育、親緣關(guān)系、物種形 成及進(jìn)化研究都有著重要的意義12 o茴茴蒜各居群間核型 性狀比較情況見表2,核型不對(duì)稱系數(shù)比較情況見圖1,染 色體組總長比較情況見圖2,染色體核型形態(tài)見圖3o結(jié)合 各居群所處的地理位置，從表2、圖1、圖2、圖3可看出， 茴茴蒜各居群間的核

9、型不對(duì)稱系數(shù)、染色體組總長在總體上 呈現(xiàn)出一定的變化規(guī)律，即隨著經(jīng)度增大，核型不對(duì)稱系數(shù) 增大，而染色體組總長減??；體現(xiàn)出了茴茴蒜進(jìn)化的趨勢(shì) 13-15 o 3小結(jié)與討論毛滾屬植物在長期的進(jìn)化過程中，各性狀都表現(xiàn)出了一定的進(jìn)化方向或趨勢(shì)，如萼片 從卵形或橢圓形向狹長圓形方向進(jìn)化16；花瓣從倒卵形向長圓形或倒披針形轉(zhuǎn)變17, 18；瘦果自卵球形到兩側(cè)強(qiáng)烈 扁壓演化19；也就是說花萼、花瓣長寬比及瘦果扁平度均 朝著增大的方向進(jìn)化。核型方面，原始的種類具有更為對(duì)稱 的核型，即核型不對(duì)稱系數(shù)小13, 14或更大的染色體組總 長15；反之則相反。結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果和王文采6, 7對(duì)中國 一些植物遷移路線的研究

10、類似，推測茴茴蒜在中國大陸的進(jìn) 化歷史過程中，其可能的遷移路線是從西南部的云貴高原一 帶出發(fā)，然后按照從西到東即經(jīng)度不斷增加的方向遷移進(jìn) 化。參考文獻(xiàn)：1 hewitt g m. some geneticconsequences of ice ages, and their role in divergence and speciationj. biol j linn soc, 1996, 58： 247-276 2 hewitt g m. post-glacial recolonization of european biotaj. biol j linn soc, 1999,68:87-1

11、123 comesh p, kadereit j w. the effect of quaternary climatic changes on plant distribution and evolutionj trends plant sci, 1998, 3： 432-4384中國第四紀(jì)砲粉數(shù)據(jù)庫小組.中國中全新世和末次盛冰期生物群區(qū)的重建j. 植物學(xué)報(bào)，2000, 42 (11)： 1201-1209.5 lj j j,zhou s z, pan b t. the problems of quaternary glaciation in the eastern part in the

12、qinghai. xizang plateauj. quater sci, 1991, 11 (31)： 193-203.6王文采.東亞地區(qū)植物的分布格局和遷移路線j植物分類學(xué)報(bào)，1991, 30 (1)： 1-24.7王文采.東亞地區(qū)植物的分布格局和遷移路線(續(xù))j.植物分類學(xué)報(bào)，1992, 31 (2)： 97-117.8張競男，周巍，汪小凡.小毛食居群分化研究i.居群內(nèi)和居群間的形態(tài)變異j.廣西植物，2001, 21 (2)： 146-149.9李懋學(xué)，陳瑞陽.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)： 297-302.10 arano h. cytolog

13、ical studies incarduoideae compositae of japan, ix. the karyotype analysis and phylogentic considerations on pertya and ainslieaj bot mag tokyo, 1963, 76：32-39.11torrell m, cerbahm, siljak-yakovlev s, et al. molecular cytogenetics of the genus artemisia ( asteraceae , anthemideae)： fluorochrome band

14、ing and fluorescence in situ hybridization.i. subgenus seriphidium andrelated taxaj plant syst evol, 2003, 239： 141-153.12 洪德元.植物細(xì)胞分類學(xué)m.北京：科學(xué)出版社，1990.13 levitsky g a. the karyotype in systematicsjbull appl bot genet pl breed, 1931, 27： 187-239.14聶谷華，廖亮，方亮，等國產(chǎn)毛蔑屬植物五種一變種的 核型j云南植物研究，2007, 29 (3)： 316-322.15kurita m. chromosome studies in ranunculaceae viii. karyotype and phylogeny d. rep bio inst， ehimeuniv, matsuyama city, japan, 1958.16 tamura.morphology and phylogenyof the ranunculaceaejrep osaka univ, 1963, 12 (2)： 141-156.17 tutin t g,ranumculus l. flora