染色体数据的挖掘及其在植物多样性进化研究中的利用

多倍化（或全基因组加倍）是植物物种形成的重要途径,现存的被子植物可能都发生过一次甚至多次多倍化事件。多倍化传统的定义是染色体数目相对于祖先类群呈整倍性增加。其中最常用的研究方法是核型分析,核型能够提供物种的基本细胞学参数,包括染色体数目、倍性水平、核型不对称性、核型变异系数等。目前核型研究的趋势表现出从物种基本核型参数分析逐渐演化到多类群、多学科交叉融合的特点：一方面植物核型分析从种群、物种、科属的类群到生命之树,探讨染色体核型在各支系的进化特征、趋势以及驱动植物系统进化的细胞学机制;另一方面探讨和分析区域或生态系统植物区系的染色体谱或倍性等细胞学特征,可以探究区域地质环境变化或生态环境对染色体倍性等的影响,或通过区域染色体谱的构建,分析区域植物区系的形成和进化历史。因而,植物核型研究为系统发育、分子系统进化、生命之树以及植物区系地理的起源和演化研究提供了新思路。越来越多的新方法、新手段在植物核型分析与多倍化研究中得到运用,从而揭示了植物类群或植物区系的染色体进化以及细胞地理特征。今后植物细胞学研究趋势会向多学科交叉融合,整合各研究领域证据,从不同水平角度综合分析植物核型多样性形成的原因及意义,从而更加全面地认识和理解植物物种多样化与物种形成原因。     

染色体数据的挖掘及其在植物多样性进化研究中的利用

多倍化(或全基因组加倍)是植物物种形成的重要途径,现存的被子植物可能都发生过一次甚至多次多倍化事件。多倍化传统的定义是染色体数目相对于祖先类群呈整倍性增加。其中最常用的研究方法是核型分析,核型能够提供物种的基本细胞学参数,包括染色体数目、倍性水平、核型不对称性、核型变异系数等。目前核型研究的趋势表现出从物种基本核型参数分析逐渐演化到多类群、多学科交叉融合的特点:一方面植物核型分析从种群、物种、科属的类群到生命之树,探讨染色体核型在各支系的进化特征、趋势以及驱动植物系统进化的细胞学机制;另一方面探讨和分析区域或生态系统植物区系的染色体谱或倍性等细胞学特征,可以探究区域地质环境变化或生态环境对染色体倍性等的影响,或通过区域染色体谱的构建,分析区域植物区系的形成和进化历史。因而,植物核型研究为系统发育、分子系统进化、生命之树以及植物区系地理的起源和演化研究提供了新思路。越来越多的新方法、新手段在植物核型分析与多倍化研究中得到运用,从而揭示了植物类群或植物区系的染色体进化以及细胞地理特征。今后植物细胞学研究趋势会向多学科交叉融合,整合各研究领域证据,从不同水平角度综合分析植物核型多样性形成的原因及意义,从而更加全面地认识和理解植物物种多样化与物种形成原因。     

三宝鸟核型的研究

三宝鸟(Eurystomus orientalis Linnaeus)属于佛法僧目(Coraciiformes)的佛法僧科(Coraciidae)。主要分布于日本南部、印度、中印半岛、澳洲以及我国的大部分地区。本文分析了分布于我国三宝鸟的染色体核型,试图从核型上了解该物种的特性,并初步探讨其演化程度和分类地位。     

七种雀形目鸟类染色体组型的比较研究

鸟类的核型由于制作上的困难和核型中含有大量的微小染色体,在脊椎动物中是研究得最少的一个类群。迄今,已记载过核型的不到500种,尚不及世界鸟类总数的5％,其中大多数是观尝鸟类或家禽。在我国,除家鸡和家鸭外,均未见有报道。染色体的数目和形态一般具有种的特性。染色体核型的比较研究,对于了解物种的特性、探索物种的分类、遗传、进化和系统发育都有一定的意义。本文报道七种野生雀形目鸟类的染色体组型。     

蹄蝠科的核型进化:比较染色体涂色、G带和C带分析(英文)

与其姐妹科(菊头蝠科)相比,蹄蝠科的细胞遗传学研究较少。迄今为止,仅少数蹄蝠科几个物种有高分辨率的G带核型报道,且有关该科核型进化的大多数结论都是基于常规Giemsa染色研究而得。该研究利用三叶小蹄蝠的染色体特异探针,通过比较染色体涂色、G和C显带,建立了5种蹄蝠的染色体同源性图谱,并探讨了它们同源染色体间的G和C带异同。结果表明:罗伯逊易位、臂内倒位以及异染色质的扩增可能是蹄蝠科物种核型进化的主要机制。通过对这5种蹄蝠物种及其外群物种之间的同源染色体片段的比较分析,作者推测蹄蝠科的祖先核型并不像先前认为的全由端着丝粒染色体组成,而应该含有中着丝粒染色体。     

新疆裸重唇鱼染色体的核型及C-带研究初报

探索新疆裸重唇鱼的染色体数目和核型,并对新疆裸重唇鱼染色体进行C带型的描述和分析,填补领域内对这一物种研究的空白,为后续的研究打下基础。采用PHA体内注射肾细胞直接制片法研究新疆裸重唇鱼的核型,采用改进的BSG法来研究其C-带。结果表明,新疆裸重唇鱼的核型公式为2n=98=28m＋30sm＋12st＋28t,臂数NF=156。m1、sm1、sm2、t1和t2明显比同组其他染色体大,未发现小染色体及其他异型性染色体。C-带较丰富显示出3种类型的C-带,所有染色体都有着丝粒带,部分有端粒带,有些染色体两端都有端粒带,有些只有一端有端粒带,sm5、sm12和t 3还显示深浅不一的居间带。并通过与同亚科种类进行对比分析,讨论它们的亲缘关系和系统演化。     

染色体核型分析及染色体显微分离技术研究进展

染色体核型分析是遗传学研究的重要手段,也是物种分类和鏊定的基本依据.染色体显微切割技术是细胞遗传学和分子遗传学相结合的一种技术,应用前景广阔.重点综述了染色体核型分析和单染色体显微切割技术的操作规程.     

植物染色体的大小变异和进化

植物染色体的大小变异与进化的关系,已引起了人们的关注,并进行了一些有价值的分析和研究。这些研究大致包括以下几个方面: 研究整个植物界各大类群之间染色体的大小变异,探讨其与植物系统进化的关系;研究同科或同属内各物种之间染色体的大小变异,探讨其与物种的分离和形成之间的相互关系;研究个体内不同器官之间以及同一器官的不同发育阶段中染色体大小的变异,探讨其与环境条件以及代谢之间的相关性;研究同一核型中染色体相对大小的变异,以对核型进行分类和探讨核型的进化趋向。     

两种黄山野生石龙子核型及Ag-NORs的比较研究

动物染色体核型的比较研究,对了解物种的遗传、演化和分类地位等都有一定的意义。蜥蜴类动物的染色体研究,在国外已有不少报道,国内在这方面研究得较少,迄今,已作过核型分析的仅少数几种。本文采用常用     

鸟类核型研究Ⅻ．雀形目12种

本文在国内首次报道了雀形目８科１２种鸟类染色体核型，其中阔嘴鸟科、河乌科的两科是世界上首次报道核型的科。比较研究表明：臂间倒位以及微小染色体的相互融合在所描述的类群染色体进化中起到重要作用。     

核型似近系数的聚类分析方法

本文根据近年来核型分析所积累的大量资料,以及谭远德(1991)提出的似近分析理论,提出了核型似近系数A聚类分析方法,确定了核型计算公式,井应用于lo种淡水鱼核型似近系数聚类分析,获得了与形态分类学非常一致的结果。此外,还提出了染色体带型计算公式,从而使核型公式和校型似近系数从核型的整体结构、染色体形态结构和染色体内部结构等三个层次上,较精确地刻画了物种核型特性和物种间校型的等同性或同源性。以此核型似近系数作为分类依据所获得的物种分类结果,能真实地和客观地反映物种的自然分类模式。     

天门冬科广义铃兰族的染色体数目与核型进化研究

广义铃兰族包括6属200余种单子叶植物,具有较为稳定的染色体数目以及明显的核型变化,是研究植物染色体进化非常理想的类群。该研究采用常规压片法对铃兰族5个物种植物的染色体形态、数目及其核型进行了观察分析,并全面收集和整理了铃兰族所有已报道的共81种253条的染色体记录,通过综合统计、重建系统发育树,探讨铃兰族属间以及各属下种间的系统关系,以揭示物种间的亲缘关系和起源演化趋势。结果表明:(1)细胞学实验观察发现,铃兰族5个物种植物的染色体数目除蜘蛛抱蛋为2n=36外,其余4种均为2n=38,且均为二倍体,不对称性核型均为Stebbins’-2C型,核型不对称系数As.K%的变化范围为65%～69%,但染色体核型公式有差别。(2)所收集的铃兰族染色体报道记录中,绝大多数物种的染色体数目为2n=38,只在蜘蛛抱蛋属中有部分物种为2n=36;根据染色体长度变化核型主要分为单型和三型;统计结果显示,染色体2n=36的类群比2n=38的类群通常多1对中型染色体,少2对小型染色体,推测可能是由于2对小的染色体融合成为1对中型染色体。(3)基于4个叶绿体基因片段(rbcL、matK、psbA-trnH和trnL-F)和核基因ITS构建的铃兰族最新分子系统发育树显示,铃兰族分为三支,第Ⅰ支位于整个族的基部,为首先分化出来的铃兰-白穗花分支,均以x=19为基数;第Ⅱ支为万年青-吉祥草分支,染色体基数为x=19;第Ⅲ支为蜘蛛抱蛋-长柱开口箭分支,染色体基数为x=18或19;结合铃兰族染色体基数和核型分析发现,铃兰族染色体低基数的x=18是由x=19通过染色体融合或丢失进化而来,推测核型则是由比较对称的单型向不对称的三型演化而来。该研究结果为铃兰族属间关系及物种进化关系提供了细胞学支持证据。     

植物染色体图象分析数据库在芸苔族分类研究中的应用

本文首次用电脑图象分析手段对芸苔族5属13种植物进行了核型分析。其中蓝花子Raphanus;sativus var．raphanistroides、白芥Sinapis alba等植物的核型分析结果,都是国内外首次报道的。笔者建立了十字花科芸苔族植物的染色体数据库,这是国内外第一个专科性的植物染色体图象分析数据库,并且首次将染色体图象分析数据库应用于分类学研究。例如,比较分析芸苔族植物种间的亲缘关系和分类地位,以及探索物种之间的演化关系,得到了若干新的核型论据。笔者认为,植物染色体图象分析数据库在植物分类学研究中具有应用前景。     

中国小鲵的核型

中国小鲵(Hynobius chinensis)被描述于116年前,我国学者于2005年在模式产地湖北宜昌再次采到标本,至此该物种的有效性得以确认。以2007年采于模式产地的中国小鲵胚胎为材料,采用Giemsa染色方法,对中国小鲵的核型进行了分析。结果表明,中国小鲵的二倍体染色体数为56,28对染色体按大小和形状可以分为4组:第一组,包括Nos.1～9,由大型m,sm,st染色体组成;第二组为中型双臂染色体组,由Nos.10～13组成,包含m,sm染色体;第三组,包括Nos.14～18,由小型m染色体组成;第四组,包括Nos.19～28,由小型t染色体组成。与小鲵属其他物种相比,中国小鲵核型与具染色体数为2n=56的类群核型大致相同,差异出现在染色体分组和相应染色体着丝点类型上。     

花背蟾蜍的核型分析 Ⅰ.花背蟾蜍的血淋巴细胞培养及其核型分析

采用淋巴细胞培养的方法,分析了花背蟾蜍的核型,并与中华大蟾蜍进行了比较。与蟾蜍属的多数物种一样,花背蟾蜍的2n也是22,由6对大染色体和5对小染色体构成,各对染色体之间在形态上可以区分。花背蟾蜍与中华大蟾蜍在核型上有微小而又重要的差别,主要涉及核仁组织者的位置和第10染色体。应当特别指出的是,与蟾蜍属的其它物种不同,花背蟾蜍的NoR染色体是第4染色体。在分析正常核型的同时,还发现了自发畸变的有丝分裂相,畸变率约为1％。     

鸟类核型研究Ⅻ.省形目12种

本文在国内首次报道了省形目８科１２种鸟类染色体核型,其中阔嘴鸟科、河乌科的两科是世界上首次报道核型的科。比较研究表明：臂间倒位以及微小染色的相互副合在所描述的类群染色体进化中起到重要作用。     

匍茎百合的细胞地理学分析

匍茎百合(Lilium lankongense)是青藏高原的一个特有百合物种。为了研究其核型特征以及不同居群间的演化关系,该研究采用常规压片法对8个居群的核型进行观察分析。结果表明:(1)8个居群的染色体核型均为3B型,染色体基数为12,核型不对称系数(As.K%)为81.28%~83.53%。(2)结合前人的研究表明,匍茎百合各居群在地理分布上沿着察隅县-茨中村-香格里拉市-木里县一线从西向东迁移、扩散的分布扩张,同时分布于贡山县至香格里拉市一线的居群在地理分布上还存在纬度上的向北和向南迁移、扩散的分布扩张态势。(3)该研究首次发现匍茎百合存在B染色体的情况,其B染色体对适应特殊生境具有重要意义,匍茎百合是一个正处于高度分化过程中的物种。     

葱属根茎组8种21居群植物的核型研究

对葱属根茎组Allium sect.Rhiziridium的8种21个地方居群的核型进行研究,以期为解决该组的种间亲缘关系和物种进化机制提供依据。贺兰韭A.eduardii和阿拉善韭A．flavovirens2个种的核型以及辉韭A．strictum的六倍体核型均属首次报道。研究结果表明：贺兰韭A.eduardii、阿拉善韭A.tlavovirens、北韭A.lineare、蒙古韭A.mongolicum和滩地韭A．oreoprasum的各居群均为二倍体,核型类型为Stebbins的2A型;韭A．tuberosum和野韭A.ramosum的各个居群均为四倍体,核型类型为2A型：辉韭A．Jtrictum的4个居群均为六倍体,核型类型为2B型。通过研究可以得出如下推论：（1）该组植物中存在着大量的多倍体或多倍体系列,染色体数目变化与物种进化具有密切相关性,多倍化可能是根茎组植物核型进化的重要机制之一;（2）随体染色体多为st或t染色体,均位于短臂末端;（3）可以认为辉韭是以增加倍性来克服该物种扩大新的生存空间所带来的困难;（4）现今栽培的韭可能是由野生的二倍体韭和四倍体韭经过长期人工驯化而来的,现今栽培的三倍体韭可能是二倍体韭和四倍体韭杂交而来,并且以无性繁殖方式保存三倍体类群的存在。     

比较染色体涂色显示小熊猫(Ailurus fulgens)具有高度保守的核型

以狗的整条染色体特异探针,通过比较染色体涂色（Comparative Chromosome Painting）,建立了小熊猫和狗的比较染色体图谱。狗的38条常染色体探针在小熊猫染色体上共检出71个同源片段。其中狗的18条常染色体每一条在小熊猫染色全上各有1个同源片段,其余的20条常染色体每一条在小熊猫染色体上各有2至5个同源片段。广泛的染色体结构重排造成了小熊猫与狗的核型差异：至少需要经过28次断裂,49次融合,4次倒位才能将狗的核型（2n=78）“转变”为小熊猫的核型（2n=36）。结合已发表的狗与家猫的比较染色体图谱,我们推测：小熊猫与家猫之间共存在26个同源片段,二者的核型之间显示了较高的同源性。通过比较分析狗的染色体同源片段在小熊猫与家猫染色体上的分布和排列,可以看出：4次染色体易拉,2次倒位造成了小熊猫与家猫的核型差异。我们的工作进一步证实了利用基因组高度重排的物种（如：狗）的染色体特异探针与核型保守的物种（如：家猫、水貂、小熊猫）进行比较染色体涂色研究,不但可以准确快速地鉴别物种进化过程中所发生的染色体间的结构重排,而且还可揭示染色体内的结构重组。     

Paeonia anomala的核型研究

报道了Paeonia anomala L．的核型,澄清了新疆阿尔泰地区分布的该物种的染色体数目。分布于该地区的Paeonia anomala L．的核型组成：2n=2x=10=6m＋2sm＋2st。该类群核型与该属其它类群一致——2A型。在综合比较分析该属染色体参数以及核型不均一性参数,包括最长,最短染色体比（L1/Ln）和染色体不对称系数（CKOA）的基础上,我们发现该属三个组在核型上没有明显分化,仅在木本类群（Sect．Mouton DC．）和草本类群（Sect．Onaepia Lindley和Sect．Paeonia）之间存在微小差异。此外,作为二倍体类群,新疆阿尔泰地区分布的Paeonia anomala L．很可能是二倍体杂种,这将为研究被子植物的父母本同倍化杂交式物种起源提供一个很好的研究材料。