Page 119 - 《广西植物》2026年第9期

９ 期 韦靖等: 楼梯草族(荨麻科)植物的染色体多样性与生殖途径初探 １ ５ ５ ５

之间的关系不仅关乎种群的遗传结构和动态稳定 片法(王小蓉等ꎬ２００７)ꎬ压片前去除根部泥土ꎬ清
性ꎬ更被认为是驱动物种适应性和多样化的核心 洗后立即置于冰水中保存ꎮ 每个物种随机取根尖
机制之一(Ｈöｒａｎｄｌꎬ ２０２４)ꎮ 尽管大多数被子植物 (３ ~ ５ 个)进行常规压片处理:先以 ０.００２ ｍｏｌＬ ￣１
进行有性繁殖ꎬ但无性种子的形成在植物界中也 ８￣羟基喹啉溶液在 ２５ ℃ 黑暗条件下预处理 ３ ｈꎬ超
相当普遍(Ｍａｔｚｋ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０００)ꎮ 一方面ꎬ多倍体植 纯水清洗后ꎬ在 ４ ℃ 下用卡诺氏固定液( 无水乙
株通过增加基因组多样性提高物种的环境适应 醇 ∶ 冰醋酸 ＝ ３ ∶ １ꎬＶ / Ｖ)固定 ２ ｈꎬ再在 ６０ ℃ 水浴
力ꎻ另一方面ꎬ它通过与无融合生殖相结合ꎬ保障 中用 ４５％冰醋酸与 １ ｍｏｌＬ ＨＣｌ(１ ∶ １ꎬＶ / Ｖ) 混
￣１
了物种世代延续与群体稳定ꎬ从而在复杂喀斯特 合液水解 ５ ｍｉｎꎬ超纯水冲洗并浸泡 ２ ｈꎮ 根尖经

环境中形成了独特的生殖和演化策略( Ａｌｉｘ ｅｔ ａｌ.ꎬ 改良卡宝品红染色 １０ ~ １５ ｍｉｎ 后压片ꎬ在 ＬＥＩＣＡ
２０１７ꎻ Ｚｈａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１９)ꎮ ＤＭ１０００ 光学 显 微 镜 下 观 察 ( ２０ × 寻 找ꎬ １００ × 拍
流式 细 胞 种 子 筛 选 法 ( ｆｌｏｗ ｃｙｔｏｍｅｔｒｉｃ ｓｅｅｄ 摄)ꎮ 染色体照片用于各物种的染色体计数ꎬ每个
ｓｃｒｅｅｎꎬＦＣＳＳ)是一种快速、高通量的细胞学检测方 物种至少进行 ３ ~ ５ 个重复以确定其染色体数ꎮ
法( Ｈöｒａｎｄｌ ＆ Ｔｅｍｓｃｈꎬ ２００９)ꎮ 该方法通过测定 １.３ 系统发育框架与细胞学数据整合
成熟种子内胚和胚乳细胞核的相对 ＤＮＡ 含量ꎬ推 本研究在前期野外调查和文献检索(Ｇｏｌｄｂｌａｔｔ ＆
断物种倍性水平ꎬ从而准确鉴定其是否存在无融 Ｊｏｈｎｓｏｎꎬ １９８４ꎻ Ｇｏｌｄｂｌａｔｔ ＆ Ｌｏｗｒｙꎬ ２０１１ꎻ Ｒｉｃｅ ｅｔ
合生 殖 现 象 ( Ｍａｔｚｋ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０００ꎻ Ｋｒａｈｕｌｃｏｖá ＆ ａｌ.ꎬ ２０１５)的基础上ꎬ系统整理了所采集物种及已
Ｒｏｔｒｅｋｏｖáꎬ ２０１０)ꎮ 通常ꎬ有性生殖个体的胚与胚 发表的染色体数目信息( 表 ２)ꎬ并将物种的染色
乳 ＤＮＡ 含量比为 ２ ∶ ３ꎬ而进行无融合生殖物种则 体基数和倍性数据匹配到 Ｍｏｎｒｏ 等(２０２５) 构建的
表现为 ２ ∶ ４、２ ∶ ５ 或 ２ ∶ ６( Ｍａｔｚｋ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０００)ꎮ 荨麻科系统发育框架上ꎬ评估楼梯草族染色体基
因此ꎬＦＣＳＳ 获取的胚乳和胚 ＤＮＡ 含量比值是区分 数的 演 化 规 律ꎮ 采 用 Ａｄｏｂｅ Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ ２０２０ 和
有性生殖和无融合生殖的关键定量指标ꎮ Ａｄｏｂｅ Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｏｒ ２０２０ 进 行 图 谱 绘 制 和 可 视 化 处
基于上述原因ꎬ本研究拟通过根尖压片法和 理ꎬ其中不同属级按颜色区分ꎬ并以饼图形式展示
流式细胞种子筛选法ꎬ主要解决以下 ２ 个科学问 染色体基数和倍性占比情况ꎮ
题:(１)明确楼梯草族植物的染色体基数和倍性多 １.４ 生殖途径检测
样性ꎬ并阐述这些变异对该族物种的分类和演化 本研究还进一步采集了上述 ９ 个物种中 ４ 个
意义ꎻ(２)探究楼梯草族植物中染色体倍性与生殖 物种的种子ꎬ采用流式细胞种子筛选法对其生殖
途径之间的关系ꎬ并验证其是否符合“ 二倍体进行 途径进行 评 估 ( 表 ３)ꎮ 详 细 实 验 步 骤 如 下: 将
有性生殖ꎬ三倍体进行无融合生殖”的规律ꎮ ２０ ~ ５０ 粒植物种子置于培养皿中ꎻ加入 １ ｍＬ 冰冷
的 ｍＧｂ 细胞核分离缓冲液ꎻ在缓冲液中将组织进
１ 材料与方法 行细致匀浆ꎻ轻轻混合匀浆液后ꎬ通过 ４２ μｍ 尼龙

滤网进行过 滤ꎻ使 用 碘 化 丙 啶 ( ｐｒｏｐｉｄｉｕｍ ｉｏｄｉｄｅꎬ
１.１ 实验材料 ＰＩ)和核糖核酸酶(ＲＮａｓｅ)对分离出的细胞核进行
本研究采集了荨麻科楼梯草族 ９ 个物种的样 染色ꎻ染色后的匀浆液置于冰上孵育ꎻ最后利用流
本ꎬ包括楼梯草属 ６ 种、冷水花属 ２ 种以及吐烟花 式细胞仪 对 已 染 色 的 细 胞 核 进 行 分 析 ( Ｍｒáｚ ＆
属 １ 种ꎬ表 １ 详细列出了物种名、采集人、凭证标 Ｚｄｖｏｒ ˇáｋꎬ ２０１９)ꎮ
本号、 采 集 地 点、 馆 藏 标 本 馆 和 物 种 的 染 色 体
２ 结果与分析
信息ꎮ
１.２ 根尖压片法
对 ９ 个物种ꎬ分别选取 ３ ~ ５ 个植株在广西植 楼梯草族植物染色体计数结果主要包括楼梯
物研究所温室中进行统一栽培ꎮ 染色体计数和倍 草属、冷水花属和吐烟花属(图 １)ꎮ 供试的 ９ 个物
性分析的具体步骤如下:将植物的茎段剪下ꎬ进行 种分别采自中国广西(３ 个)、重庆(３ 个)、云南(１
水培ꎮ 待茎段在 ３ ~ ４ 周内长出新根后ꎬ采集其活 个)、贵州(１ 个)和越南(１ 个)ꎮ 染色体数目的具
跃生长的根尖(Ｆｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７)ꎮ 制片采用根尖压 体检测结果如下: 楼梯草、锐齿楼梯草和吐烟花的