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睡莲5个亚属花、叶、块茎和基因组大小比较

来源：花匠小妙招时间：2025-03-16 07:34

引用本文

余翠薇, 陈煜初, 余东北, 何圣米. 睡莲5个亚属花、叶、块茎和基因组大小比较[J]. 浙江农业科学, 2017,(8):1353-1356

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睡莲5个亚属花、叶、块茎和基因组大小比较

1.浙江大学农业与生物技术学院,浙江杭州 310058

2.浙江人文园林有限公司,浙江杭州 310012

3.浙江省农业科学院蔬菜研究所,浙江杭州 310021

作者简介:余翠薇(1988—),女,浙江淳安人,助理工程师,学士,从事睡莲遗传育种研究工作,E-mial: 597578740@qq.com。

摘要

比较睡莲属各亚属之间花、叶、块茎和基因组大小,探讨各特征的异同,可为睡莲研究提供参考依据。通过观察睡莲属各亚属花、叶、块茎外部形态特征指标,用流式细胞仪法比较基因组大小。结果表明,睡莲属各亚属之间叶与花外部特征差异明显,块茎分株方式不同,5个亚属的5个原种之间基因组大小差异显著。研究结果可以为睡莲属植物分类鉴别和繁殖方式提供参考。

关键词:睡莲;花;叶;块茎;基因组;流式细胞仪

中图分类号:S682.32文献标志码:A文章编号:0528-9017(2017)08-1353-04doi: 10.16178/j.issn.0528-9017.20170820

睡莲属是多年生水生草本植物, 共有5个亚属, 分别为广热带睡莲亚属(Brachyceras)、澳大利亚睡莲亚属(Anecphya)、广温带睡莲亚属(Nymphaea)、新热带睡莲亚属(Hydrocallis)和古热带睡莲亚属(Lotus)。区分这5个亚属一直都是睡莲研究者首先需要解决的问题, 目前系统的研究还未见报道。本文从5个亚属的花、叶、块茎和基因组大小4个方面来分析, 希望可以为睡莲研究提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料

睡莲5个亚属的花、叶于2016年9月采集观察, 块茎于2017年2月采集观察, 材料均采自浙江人文园林有限公司睡莲基地。

1.2 方法

1.2.1 花的形态特征

肉眼观察5个亚属的花色、萼片颜色、花柄是否有毛、花柄是否伸出水面、雄蕊附属物、雌蕊、花是否能胎生。用刀把子房横切后, 观察心皮合生还是离生。

1.2.2 叶的形态特征

肉眼观察5个亚属的叶色、叶缘、叶脉、叶弯缺部分、叶表面是否有毛、叶片是否胎生。

1.2.3 块茎形态特征和分株方式

采集5个亚属的原种和品种的块茎, 用肉眼观察块茎的形态特征和分株方式。采集的5个亚属的原种和品种分别为广热带睡莲亚属品种N.Terri Dunn; 澳大利亚睡莲亚属原种N.gigantea; 广温带睡莲亚属品种N. Gold Medal, 品种N. Hermine, 原种N.mexicana, 原种N.odorata, 原种N.tetragona Georgi; 新热带睡莲亚属原种N. prolifera; 古热带睡莲亚属原种N. lotus。

1.2.4 基因组大小

用流式细胞仪BD Accuri C6 Flow Cytometer检测基因组大小。实验样品是5个亚属的原种, 并用拟南芥作为对照, 广热带睡莲亚属N. colorata, 澳大利亚睡莲亚属N. gigantea, 广温带睡莲亚属N. candida, 新热带睡莲亚属N. prolifera, 古热带睡莲亚属N.lotus。采集5个亚属原种的嫩叶指甲盖大小, 置于培养皿中, 滴入1 mL裂解液, 用刀片将叶片在裂解液中捣碎, 用40 μ m细胞筛网过滤后, 获得睡莲细胞悬液, 加入碘化乙锭染色, 用流式细胞仪测量各个亚属睡莲的2C值, 并用SPSS分析数据。

2 结果与分析

2.1 睡莲属不同亚属花的形态特征

2.1.1 睡莲胎座

从图1可以看出, 睡莲是多室复子房, 胚珠着生于隔膜的各面, 是一种古老的胎座类型— — 片状胎座。

2.1.2 睡莲属不同亚属花形态特征

由表1和图2~5可知, 5个亚属的花区别较明显。花瓣颜色:广热带睡莲亚属的花色最丰富, 有些种类花瓣上有条纹和洒金; 澳大利亚睡莲亚属花色也丰富, 但是没有条纹和洒金类型; 广温带睡莲亚属有红、白、黄三色; 古热带睡莲亚属有白、红两色; 新热带睡莲亚属只有白色。萼片:5个亚属中, 只有广热带睡莲亚属的萼片有斑点。花柄:广温带睡莲亚属和古热带睡莲亚属花柄上有毛; 广热带睡莲亚属、澳大利亚睡莲亚属和古热带睡莲亚属花柄伸出水面。雄蕊附属物:只有广热带睡莲亚属有雄蕊附属物。雌蕊附属物:新热带睡莲亚属较长, 广热带和广温带睡莲亚属较短, 古热带睡莲亚属中长, 而澳洲睡莲亚属则没有。心皮:广热带睡莲亚属和澳大利亚睡莲亚属心皮是离生的, 其他是合生的。胎生现象:广温带睡莲亚属个别品种偶尔有花胎生现象, 而新热带睡莲亚属的原种N. prolifera在生长期, 每朵花都可进行无性繁殖。

表1 睡莲属不同亚属花形态特征

2.2 睡莲属不同亚属叶的形态特征

由表2和图6、图7可知, 睡莲属5个亚属之间叶的形态特征也有很大区别。叶色:澳大利亚睡莲亚属都为绿色, 广热带睡莲亚属除有绿色外, 有些品种叶片上有各种类型的斑点和斑块, 而其他3个亚属的叶片既有红色也有绿色。叶缘:广温带睡莲亚属和新热带睡莲亚属叶缘为全缘, 其他3个亚属叶缘为锯齿状。叶脉:只有古热带睡莲亚属的叶脉向外突出非常清晰。胎生现象:只有广热带睡莲亚属部分品种叶脐能无性繁殖。叶柄:广温带睡莲亚属和古热带睡莲亚属的叶柄有毛。

表2 睡莲属不同亚属叶的形态特征

2.3 睡莲属不同亚属块茎的形态特征

从图8~10可知, 广热带睡莲亚属、澳大利亚睡莲亚属、新热带睡莲亚属、古热带睡莲亚属的块茎都是菠萝型, 且不能在温带地区露地越冬, 分株能力也不强。广热带睡莲亚属有些品种在杭州多年不分株。古热带睡莲亚属和部分广热带睡莲亚属的种和品种能在受到胁迫(如低温和限制性栽培)时, 在块茎底部或侧部长出一个块状物, 称为休眠球。休眠球当年不发芽, 等来年外部环境适宜时, 休眠球重新发芽生长。

广温带睡莲亚属的块茎有5个类型, 分别为Marliac型、Tuberosa型、Odorata型、地下根状茎和指型, 都能在杭州地区露地越冬。Marliac型:此类块茎较硬, 不易腐烂, 可以长途运输; 块茎水平生长, 长出侧芽, 分株能力较强(图11)。Odorata型:此类块茎较软, 容易腐烂, 生长方式类似Marliac型, 但比Marliac型块茎颜色浅, 生长速度快, 节间更长(图12)。Tuberosa型:此类块茎水平生长, 可生长出很多的侧芽, 但侧芽的生长速度缓慢, 块茎上可看到很多的芽球, 繁殖系数大(图13)。地下根状茎:此类块茎仅限于N.mexican和其衍生的品种。它在主茎上长出地下根状茎, 并且在每个节间都会长出一个新的植株, 新的植株又会长出地下根状茎, 繁殖系数较高; 冬天, 地下根状茎会长出一个休眠体过冬, 等来年春天休眠体又长出新的植株(图14)。指型:此类块茎仅限于N.tetragona等少数种或其衍生品种, 个头较小, 形状和菠萝型类似(图15)。

2.4 5个亚属流式细胞仪结果

由表3可知, 5个亚属的5个原种基因组均大于拟南芥, 这5个原种之间基因组大小依次为澳大利亚睡莲亚属N. gigantea> 古热带睡莲亚属N. lotus> 广温带睡莲亚属N. candida> 新热带睡莲亚属N. prolifera> 广热带睡莲亚属N. colorata, 在α =0.05水平上达到显著水平。

表3 5个亚属5个原种2C值

3 小结与讨论

黄国振认为, 睡莲是侧膜胎座, 侧膜胎座的胚珠着生在腹缝线上。本研究中, 睡莲的胚珠着生在隔膜的各个面上, 因此, 睡莲不是侧膜胎座而是片状胎座。通过比较不同亚属花和叶的13个形态特征, 为睡莲研究、生产者准确鉴别睡莲提供了科学依据。通过比较睡莲不同亚属的块茎类型, 不仅可用于鉴别睡莲, 也可根据块茎的类别为无性繁殖提供方式方法。5个亚属的5个原种之间基因组大小差异显著。但是由于笔者并没有收集到全部的原种, 所以这个指标仅做参考, 后续需要做进一步研究。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献:

[1]SLOCUM P D, ROBINSON P, PERRY F. Water gardening: water lilies and lotuses [M].

Portland :

Timber Press, 1996.[本文引用:1][2]黄国振. 睡莲[M].

北京:

中国林业出版社, 2009.[本文引用:1][3]李尚志. 荷花、睡莲、王莲栽培与应用[M].

北京:

中国林业出版社出版, 2002.[本文引用:1][4]张苏芳, 张真, 王鸿斌, 等. 我国几种重要松毛虫基因组大小测定[J]. 林业科学研究, 2014, 27(5): 583-589.[本文引用:1]