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我国是世界野生蔷薇属植物的分布中心之一。新疆地处亚洲中部,地域辽阔,生态环境复杂,独特的自然地理特点孕育了丰富的植物资源,是我国蔷薇植物的集中分布区之一,是国内研究蔷薇最具得天独厚条件的地区。据国内外有关文献、专著记载,蔷薇在全世界有200多种,我国约有82种,占全世界种类的41%,居世界首位。新疆目前记载的有27种,引进栽培种11种,野生种16种,变种12种,变型3种,约占世界种蔷薇植物总数的32.9%。新疆弯刺蔷薇(Rosa beggeriana Schrenk)和疏花蔷薇(Rosa laxa Retz.)具有高度耐寒性、耐旱性、抗病性的特点。本研究主要分为两个方面进行研究:一是新疆野生弯刺蔷薇和疏花蔷薇种子萌发的特性,二是新疆野生弯刺蔷薇和疏花蔷薇的染色体研究。主要的研究结果如下:
1.对新疆野生弯刺蔷薇3个群体和疏花蔷薇4个群体的种粒形态观察、千粒重测定、生活力测定、低温层积试验、发芽率测定和成活率的测定,取得如下结果:
弯刺蔷薇种子千粒重比疏花蔷薇种子千粒重小(除疏花蔷薇3外)。不同群体弯刺蔷薇的千粒重较接近,疏花蔷薇种子千粒重差异较大。疏花蔷薇3的种子千粒重最小,为3.676g;疏花蔷薇1的种子千粒重最大,为12.5g。同时疏花蔷薇种子生活力也不同,疏花蔷薇3的种子生活力最高为76.7%,疏花蔷薇2的群体的种子生活力最低为28.3%。在种子低温层积过程中,测定层积70d的种子发芽率明显高于层积30d和45d的种子发芽率。弯刺蔷薇1的种子发芽率最高为36.67%,弯刺蔷薇3和疏花蔷薇2的种子发芽率最低为1%。弯刺蔷薇1的种子成活率最高为29.53%。将种子的成活率与发芽率比较,弯刺蔷薇3、疏花蔷薇1、疏花蔷薇2和疏花蔷薇3的种子萌发后,种子的成活率为100%。
本研究探讨不同海拔弯刺蔷薇和疏花蔷薇群体的种子萌发(实为瘦果)对生态环境的适应,为野生蔷薇属种质资源引种育苗繁殖工作提供技术依据。未见明显的新疆野生蔷薇的种子萌发性与不同海拔的种子分布成一定的规律。今后需进行分布区的多点采集,结合染色体核型分析和分子生物学方法进行研究,进一步研究了解不同群体的新疆野生弯刺蔷薇和疏花蔷薇的种子萌发特性及遗传特性。
2.通过对新疆地区弯刺蔷薇3个群体和疏花蔷薇4个群体的植物根尖,进行常规压片。选择不同海拔的群体进行中期染色体的观察,选择较清晰的核型照片,对其进行核型分析。确定了弯刺蔷薇和疏花蔷薇7个群体的核型公式:弯刺蔷薇1:2n=2x=14=10m+4sm(2SAT);弯刺蔷薇2:2n=2x=14=8m+6sm(2SAT);弯刺蔷薇3:2n=2x=14=8m+6sm(2SAT);疏花蔷薇1:2n=4x:28=20m+8sm(2SAT);疏花蔷薇2:2n=4x:28=12m+16sm(2SAT);疏花蔷薇3:2n=4x=28=16m+12sm(2SAT);疏花蔷薇4:2n:4x=28=12m+16sm(2SAT)。
弯刺蔷薇的3个群体为二倍体,群体间核型有差异:最小臂比值、最长染色体与最短染色体的比值和核型不对称系数等方面不同。疏花蔷薇的4个群体为四倍体。群体间核型有差异:最小臂比值、最长染色体与最短染色体的比值、臂比>2:1染色体的百分比和核型不对称系数等方面不同。
两种蔷薇属植物均属小染色体类型。根据Stebbins对核型的划分,新疆地区弯刺蔷薇3个群体和疏花蔷薇4个群体的核型都属于“2A”型,为对称核型,是属于原始的类型。
聚类结果显示:弯刺蔷薇和疏花蔷薇分为3类,即弯刺蔷薇1-3群体为第一类;疏花蔷薇1、疏花蔷薇3、疏花蔷薇4为第二类;疏花蔷薇2为第三类。第一类中的‘弯刺蔷薇1’和‘弯刺蔷薇3’的群体间距最短,即亲缘关系最近。而第二类中的‘疏花蔷薇1’和‘疏花蔷薇3’的距离短,关系近。其总的亲缘关系为:弯刺蔷薇1-3群体亲缘关系最近,其次为‘疏花蔷薇1’、‘疏花蔷薇3’和‘疏花蔷薇4’;而‘疏花蔷薇2’群体的亲缘关系较远。与Anne Bruneau聚类分析所得出的弯刺蔷薇和疏花蔷薇的亲缘关系的报道一致。弯刺蔷薇与疏花蔷薇不同群体的亲缘关系产生的差异性与地区、气候以及其他客观因素有一定的关系。
通过流式细胞仪应用微粒计数法,对弯刺蔷薇和疏花蔷薇进行染色体多倍体的流式核型分析,进一步验证蔷薇染色体的倍性,弯刺蔷薇为二倍体,疏花蔷薇为四倍体,与染色体核型分析的结果相符。