不同品系黃連的核型分析

周明　司海倩　張凡

摘要：采用壓片法對黃連（Coptis chinensis Franch.）不同品系植株的染色體數目進行統計及核型分析。結果顯示，黃連3個品系的染色體數目相同，均為2n=18；但核型公式和核型類型有所差異，大花葉黃連和有光葉黃連的核型公式均為2n=18=18m，小花葉黃連核型公式為2n=18=6m+10sm+2tm；大花葉黃連和有光葉黃連核型類型均為1A，小花葉黃連核型類型為3B。黃連不同品系間染色體進化程度有所差異，可以為栽培上篩選良種和遺傳育種提供參考。

關鍵詞：黃連（Coptis chinensis Franch.）；染色體；核型分析

中圖分類號：S567.5+2 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）11-2079-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.11.021

Abstract： Chromosome number was calculated and karyotype was analyzed on different varieties of Coptis chinensis using the method of squash. The results show that three varieties of Coptis chinensis have the same number of chromosomes and all are 2n=18. Karyotype formula and karyotype type are differences，karyotype formula of Dahuaye and Youguangye are 2n=18=18m，karyotype formula of Xiaohuaye is 2n=18=6m+10sm+2tm. karyotype type of Dahuaye and Youguangye are 1A，karyotype type of Xiaohuaye is 3B. There are several evolution degree differences for different strains of C. chinensis，which can provide some prerequisites for improving selection of variety.

Key words： Coptis chinensis Franch.； chromosome； karyotype analysis

黃連（Coptis chinensis Franch.）又名味連、川連、雞爪黃連、光蓮，為毛茛科黃連屬多年生草本植物，具有瀉火解毒、清熱燥濕和良好的抗菌功效[1]，因而備受國內外藥學工作者的關注。黃連主產于四川、湖北、貴州、陜西等地區，以栽培為主，在長期的栽培過程中植株形態有參差不齊的現象，出現多種變異類型[2]。根據其葉面顏色、葉片大小、葉面光澤等，黃連分成不同品系（大花葉、小花葉、有光葉等）。

核型是遺傳物質在細胞水平上的表征，與外部形態性狀相比，核型受外界環境影響小，是推測物種起源、演化、分類和鑒別的重要依據[3，4]。近年來黃連的相關研究大多集中在有效成分分析方向，對染色體核型分析報道較少。本試驗從細胞學水平對湖北省利川市不同品系黃連的染色體核型進行研究，通過比較探討不同品系之間的遺傳差異，為黃連的起源進化、良種的篩選等方面的研究提供必要的細胞學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料經湖北中醫研究院王克勤研究員鑒定為黃連，有大花葉黃連、小花葉黃連、有光葉黃連3種不同品系（圖1），均來源于湖北省利川市黃連栽培基地。

1.2 方法

1.2.1 體細胞觀察方法 取幼黃連小花蕾用解剖針將花蕾挑破置于0.002 mol/L 8-羥基喹啉中，在室溫下預處理5 h，用卡諾氏固定液4 ℃下固定24 h，再轉移至70%乙醇中保存（4 ℃）。制片時將花蕾剝開從每小花中取出子房，用1 mol/L HCl 60 ℃恒溫解離10 min，卡寶品紅染色壓片，在顯微鏡下觀察攝影。

1.2.2 核型分析方法 每品系取50個分散良好、著絲點清晰的中期分裂相進行染色體計數，從中選出形態清晰、伸展較佳的5個細胞分裂相進行顯微攝影[5]。染色體相對長度、臂比及類型依據Levan等[6]的方法進行，核型分類用Stebbins[7]的標準劃分，染色體相對長度系數采用Kuo等[8]的方法為計算標準。

2 結果與分析

每個品系黃連取50個細胞進行染色體數目統計，3種品系的染色體數目都是2n=18條。大花葉、小花葉和有光葉黃連的核型照片與染色體核型見圖2、圖3和圖4，主要核型參數見表1和表2。

2.1 大花葉黃連的核型

大花葉黃連的染色體核型公式為2n=18=18m，9對染色體均為中部著絲點區染色體（m），未觀察到次縊痕和隨體；染色體組型公式為2n=18=8M2+10M1；染色體平均臂比為1.30，最長/最短為1.81，臂比大于2的染色體所占的比例為0；核型不對稱系數為56.15%；核型屬1A型（表1、表2、圖2）。

2.2 小花葉黃連的核型

小花葉黃連的染色體核型公式為2n=18=6m+10sm+2tm，第4、5、9對染色體為中部著絲點區染色體（m），第2、3、6、7、8對染色體為近中部著絲點區染色體（sm），第1對染色體為近端部著絲點區染色體（st），未觀察到次縊痕和隨體；染色體組型公式為2n=18=L+8M2+6M1+2S；染色體平均臂比為2.26；最長/最短為2.11；臂比大于2的染色體所占的比例為55.56%；核型不對稱系數為67.20%；核型屬于3B型（表1、表2、圖3）。

2.3 有光葉黃連的核型分析結果

有光葉黃連的染色體核型公式為2n=18=18m；9對染色體均為中部著絲點區染色體（m），未觀察到次縊痕和隨體；染色體組型公式為2n=18=8M2+10M1；染色體平均臂比為1.01；最長/最短為1.18；臂比大于2的染色體所占的比例為0；核型不對稱系數為28.28%；核型屬于1A型（表1、表2、圖4）。

3 小結與討論

生物核型進化的基本趨勢是由對稱或同型的向不對稱型、異型化發展。依照此標準本試驗供試材料的核型進化程度由高到低依次為小花葉黃連（3B）、大花葉黃連（1A）、有光葉黃連（1A）。即小花葉黃連的染色體最不對稱、最為進化，為3B型，而大花葉黃連和有光葉黃連為原始類型，為1A型。核型不對稱系數也是反映染色體對稱與否、進化與否的另一個參數指標[5，9]。本試驗中小花葉黃連核型不對稱系數最大，大花葉黃連次之，有光葉黃連核型不對稱系數最小，這說明3種不同品系的黃連中有光葉黃連的染色體最為對稱、最為原始，小花葉黃連是三者中較進化的品系。此結論與Stebbins[7]的劃分結論相一致。

從3個不同品系的實拍圖上可以看出，小花葉黃連的長勢是三者中最弱，基地取材時也發現小花葉黃連占栽培品種的比例很小，長勢弱，多零散分布。按照物種進化理論，較進化的生物應更能適應當下環境，而小花葉黃連的這一現象與之相悖。通過對小花葉黃連植株形態等進一步的調查分析，小花葉黃連的植株葉片數相對大花葉黃連和有光葉黃連要少，株型也相對偏小。這些不相符的原因可能是小花葉黃連在長期的栽培演變過程中染色體發生了變異即染色體缺失、重復或倒位等，這些變異導致性狀的變異和對環境的不適。以上有關染色體變異的說法只是一種推測，要經過進一步的鑒定才能下結論。也有另一種推測小花葉黃連確實是一個進化的新品系，一個新的事物的出現都是要經過較長的適應過程。其株型矮小、長勢弱等現象是由于還沒有適應當下的環境條件，并且這個品系在栽培地多零散分布，不像另外兩個品系大面積栽培，植株間的群體效應和生長優勢沒有凸顯。在以后的栽培馴化中利用小花葉黃連的株型特征有可能篩選出一個耐密新型黃連品種。

從不同品系中選出較優質品種，只從細胞學核型的角度分析是不夠的，核型分析只是前提之一，應從不同的角度出發，如有效成分含量、單位面積產量、農藝性狀等進行綜合分析。

參考文獻：

[1] 中國醫學科學院藥用植物資源開發研究所.中國藥用植物栽培學[M].北京：農業出版社，1991.700-719.

[2] WANG D H. Studies on types of character variation of Coptis chinensis population[J]. Chin Tradit Herb Drugs，2002，33（6）：558-560.

[3] 朱 強，王有為，齊海濤，等.不同品系黃連產量和質量的研究[J].中草藥，2006，37（12）：1866-1869.

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[5] 李懋學，張贊平.作物染色體及其研究技術[M].北京：中國農業出版社，1996.220-221.

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[8] KUO S R，WANG T T，HUANG T C. Karyotype analysis of some for mosangy nosperm[J].Taiwania，1972，17（1）：66-80.

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