Page 85 - 《广西植物》2023年第10期
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１０ 期 邓颢珂等: 海三棱藨草及其近缘种基因组大小的测定 １ ８ ３ ９
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｇｅｎｏｍｅ ｓｉｚｅ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆｅａｔｕｒｅ ｏｆ ａ ｓｐｅｃｉｅｓ’ ｇｅｎｏｍｅ ａｎｄ ｉｓ ｕｓｕａｌｌｙ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ＤＮＡ Ｃ￣ｖａｌｕｅꎬ
ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｑｕｉｃｋｌｙ ｔｅｓｔｉｎｇ ｇｅｎｏｍｅ ｐｌｏｉｄｙ ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔａｘｏｎｏｍｙ ａｎｄ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ
ｂｉｏｌｏｇｙ. Ｓｃｉｒｐｕｓ ｍａｒｉｑｕｅｔｅｒ ｉｓ ａ ｓｐｅｃｉｅｓ ｗｉｔｈ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｆｆｅｃｔｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ ｅｓｔｕａｒｙ ａｎｄ Ｈａｎｇｚｈｏｕ Ｂａｙꎬ
Ｃｈｉｎａ. Ｉｔ ｉｓ ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ ａｓ ａ ｈｙｂｒｉｄ ｏｆ Ｓ. ｐｌａｎｉｃｕｌｍｉｓ ａｎｄ Ｓ. ｔｒｉｑｕｅｔｅｒꎬ ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｔｏ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｐｌｏｉｄｙ ｄｕｅ
ｔｏ ｉｔｓ ｓｍａｌｌ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｓ. Ｈｏｗｅｖｅｒꎬ ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓꎬ ｓｏｍｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓꎬ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｍａｒｋｅｒｓꎬ ｈａｖｅ ｒａｉｓｅｄ ｄｏｕｂｔｓ
ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｎｏｍｅｎｃｌａｔｕｒｅ ｏｆ Ｓ. ｍａｒｉｑｕｅｔｅｒ. Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅꎬ ｍｏｒｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｔａｘｏｎｏｍｉｃ
ａｔｔｒｉｂｕｔｅｓꎬ ｇｅｎｏｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｐｌｏｉｄｙ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓ. ｍａｒｉｑｕｅｔｅｒ ａｎｄ ｉｔｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｓｐｅｃｉｅｓ ｉｓ ｎｅｅｄｅｄ. Ｉｎ ｔｈｉｓ
ｓｔｕｄｙꎬ ｔｈｅ ｇｅｎｏｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｓ. ｍａｒｉｑｕｅｔｅｒ ｓａｍｐｌｅ ＣＪ１ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｂｙ ｇｅｎｏｍｅ ｓｕｒｖｅｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗｉｔｈ ａ
ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｄｅｐｔｈ ｏｆ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ １２０ ×. Ｔｈｅ ＤＮＡ Ｃ￣ｖａｌｕｅ ａｎｄ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｐｌｏｉｄｙ ｏｆ １３ ｓａｍｐｌｅｓ ｏｆ Ｓ. ｍａｒｉｑｕｅｔｅｒ ａｎｄ ｉｔｓ
ｓｙｍｐａｔｒｉｃꎬ ｒｅｌａｔｅｄ ｓｐｅｃｉｅｓ (Ｓ. ｔｒｉｑｕｅｔｅｒ ａｎｄ Ｓ. ｐｌａｎｉｃｕｌｍｉｓ) ｗｅｒｅ ｅｓｔｉｍａｔｅｄ ｂｙ ｆｌｏｗ ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ ｗｉｔｈ Ｖｉｇｎａ ｒａｄｉａｔａ ａｓ ａ
ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ｇｅｎｏｍｅ Ｓｕｒｖｅｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｇｅｎｏｍｅ ｓｉｚｅ ｏｆ ＣＪ１ ｗａｓ ２４４.１２
Ｍｂｐꎬ ｗｉｔｈ ａ ０.６８％ ｈｅｔｅｒｏｚｙｇｏｓｉｔｙ ｒａｔｅꎬ ４２.３８％ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｒｅｐｅａｔꎬ ａｎｄ ３７.２５％ ＧＣ ｃｏｎｔｅｎｔ. (２) Ｔｈｅ ｆｌｏｗ ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ
ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｌｏｉｄｙ ｏｆ Ｓ. ｍａｒｉｑｕｅｔｅｒ ｓａｍｐｌｅｓ ｆｒｏｍ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒｅｇｉｏｎｓ ｗａｓ ｔｈｅ ｓａｍｅꎬ ｗｉｔｈ １Ｃ ｖａｌｕｅｓ ｒａｎｇｉｎｇ ｆｒｏｍ
２３４.８７ Ｍｂｐ ｔｏ ２４２.５ Ｍｂｐꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｇｅｎｏｍｅ ｓｉｚｅ ｏｆ ＣＪ１ ｗａｓ ｈｉｇｈｌｙ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｇｅｎｏｍｅ Ｓｕｒｖｅｙ ｒｅｓｕｌｔｓ. (３) Ｔｈｅ １Ｃ
ｖａｌｕｅ ｏｆ Ｓ. ｐｌａｎｉｃｕｌｍｉｓ ｗａｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ２５１. ７７ Ｍｂｐ ａｎｄ ２６４. １３ Ｍｂｐꎬ ａｎｄ ｔｈｅ １Ｃ ｖａｌｕｅ ｏｆ Ｓ. ｔｒｉｑｕｅｔｅｒ ｗａｓ ５３７. ３３
Ｍｂｐ. Ｂｅｃａｕｓｅ ｔｈｅ ｇｅｎｏｍｅ ｓｉｚｅ ｏｆ ｈｙｂｒｉｄｓ ｉｓ ｕｓｕａｌｌｙ ｂｅｔｗｅｅｎ ｏｒ ｌａｒｇｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｏｓｅ ｏｆ ｔｈｅｉｒ ｐａｒｅｎｔｓꎬ ｉｔ ｉｓ ｕｎｌｉｋｅｌｙ ｔｈａｔ
Ｓ. ｍａｒｉｑｕｅｔｅｒ ｉｓ ａ ｈｙｂｒｉｄ ｏｆ ｔｈｅ ｔｗｏ ｓｐｅｃｉｅｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｂｏｖｅｍｅｎｔｉｏｎｅｄ ｇｅｎｏｍｅ ｓｉｚｅ. Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｇｅｎｏｍｉｃ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｓ. ｍａｒｉｑｕｅｔｅｒ ａｎｄ ｉｔｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｓｐｅｃｉｅｓ ａｎｄ ｌａｙｓ ａ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｉｔｓ ｗｈｏｌｅ￣ｇｅｎｏｍｅ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ. Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ
ｔｉｍｅꎬ ｉｔ ａｌｓｏ ｒｅｊｅｃｔｓ ｔｈｅ ｈｙｐｏｔｈｅｓｉｓ ｔｈａｔ Ｓ. ｍａｒｉｑｕｅｔｅｒ ｏｒｉｇｉｎａｔｅｄ ｆｒｏｍ ｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｓ. ｐｌａｎｉｃｕｌｍｉｓ ａｎｄ Ｓ.
ｔｒｉｑｕｅｔｅｒ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｆｌｏｗ ｃｙｔｏｍｅｔｒｙꎬ ｇｅｎｏｍｅ ｓｉｚｅꎬ ｇｅｎｏｍｅ Ｓｕｒｖｅｙ ａｎａｌｙｓｉｓꎬ Ｓｃｉｒｐｕｓ ｍａｒｉｑｕｅｔｅｒꎬ Ｓｃｉｒｐｕｓ
海 三 棱 藨 草 ( Ｓｃｉｒｐｕｓ ｍａｒｉｑｕｅｔｅｒ) 是 莎 草 科 鉴于有些莎草科植物类群即使在种内也常常存在
(Ｃｙｐｅｒａｃｅａｅ)藨草属( Ｓｃｉｒｐｕｓ) 的多年生克隆植物ꎬ 多种倍性(Ｎｉｓｈｉｋａｗａ ｅｔ ａｌ.ꎬ １９８４)ꎬ我们在野外观
主要分布在长江口和杭州湾潮间带、冲击岛屿和 察和同质园实验中也发现海三棱藨草长江口种群
河口泥滩ꎬ其独特的生物学性状使其在河口以及 和杭州湾种群大部分表型都存在较大差异( 李昕
滨海生态系统中发挥着重要的生态学功能( 欧善 骥ꎬ２０１５)ꎬ在对该物种进行全基因测序研究之前ꎬ
华和宋国元ꎬ１９９２)ꎬ包括促进淤积(Ｙａｎｇꎬ １９９８)ꎬ 对该物种分类属性、基因组特征及可能的倍性变
其球茎和种子为白鹤等迁徙鸟类提供丰富的食物 异需要更多实验研究ꎮ
来源(Ｍａ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００３)ꎬ为底栖动物和鱼类生长繁 基因组大小( ｇｅｎｏｍｅ ｓｉｚｅ) 能为研究物种间分
育提供重要栖息场所等( 袁兴中等ꎬ２００２ꎻ张衡等ꎬ 类和进化提供关键信息( Ｄｏｌｅｚｅｌ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００７)ꎬ通
２０１７)ꎮ 尽管海三棱藨草生态意义重要ꎬ但其分类 常用细胞 ＤＮＡ Ｃ 值( ＤＮＡ Ｃ￣ｖａｌｕｅ) 来衡量ꎬ由于
和命名依然存在争议ꎬＴａｎｇ 和 Ｗａｎｇ (１９６１) 在给 ＤＮＡ Ｃ 值 这 一 概 念 存 在 多 种 定 义 ( Ｇｒｅｉｌｈｕｂｅｒ ｅｔ
其命名时认为它可能是藨草和扁秆藨草的杂交种 ａｌ.ꎬ ２００５)ꎬ为了避免术语歧义ꎬ本研究的“ ＤＮＡ Ｃ
( Ｓ. ｐｌａｎｉｃｕｌｍｉｓ × Ｓ. ｔｒｉｑｕｅｔｅｒ)ꎮ 方永鑫(１９９２)对海 值”(简称 Ｃ 值)采用 Ｂｅｎｎｅｔｔ 和 Ｓｍｉｔｈ(１９７６) 的定
三棱藨草及其假定亲本进行染色体数目分析ꎬ发 义ꎬ特指配子细胞核的 ＤＮＡ 含量(１Ｃ)ꎬ等于未经
现藨草 ２ｎ ＝ ４０ꎬ海三棱藨草 ２ｎ ＝ ６４ꎬ扁秆藨草 ２ｎ ＝ 复制的体细胞的细胞核 ＤＮＡ 含量(２Ｃ) 的一半ꎬ这
５０ꎬ但仍无法确定海三棱藨草是否为杂交起源ꎬ 也是植物 ＤＮＡ Ｃ 值数据库所采用的标准(Ｌｅｉｔｃｈ ｅｔ
Ｔａｔａｎｏｖ(２００７)视海三棱藨草为一个属间杂种( × ａｌ.ꎬ ２０１９)ꎮ 基因组大小不仅可以用于判断倍性
Ｂｏｌｂｏｓｃｈｏｅｎｏｐｌｅｃｔｕｓ ｍａｒｉｑｕｅｔｅｒ )ꎮ 杨 梅 ( ２０１０ ) 用 (郗连连等ꎬ２０２０)ꎬ也是确定杂交的重要指标( 周
ＡＦＬＰ 分子标记发现海三棱藨草和藨草之间的遗 香艳ꎬ２００９)ꎬ更是对其进行全基因组高通量测序
传距离约是海三棱藨草和扁秆藨草的 ４ 倍ꎬ同时 的基础( 伍艳芳等ꎬ２０１４)ꎮ 流式细胞术是目前被
ＩＴＳ 序列也显示海三棱藨草是一个独立的分类群ꎮ 广泛应用的测定基因组大小的方法之一ꎬ通过记
