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本文综述了天南星科植物染色体的研究概况及其演化方式。采用染色体压片法和去壁低渗方法,研究了天南星科海芋和广东万年青的花粉母细胞减数分裂的细胞学特征和花粉发育过程。其中海芋的研究结果如下:
(1)海芋的核型为2n=2x=28=10m+4sm,染色体相对长度的变化范围在5.63~8.68μm,臂比值变化于1.02~2.72之间。
(2)在减数分裂中期Ⅰ大部分为环状二价体,并出现了相互易位,普遍具有四联体配对,还形成5条、6条、以及12条染色体连成的环状或链状结构,为易位杂合体。共观察了同一居群的5个不同个体,中期Ⅰ的平均构型分别为①5.61Ⅱ<0>+3.72Ⅱ+0.89 Ⅳ<0>+0.06VⅤ+0.78Ⅵ<0>+0.06Ⅻ;②10.38Ⅱ<0>+3.63Ⅱ;③9.15Ⅱ<0>+2.85Ⅱ+1Ⅳ<0>;④7.76 Ⅱ<0>+3.76Ⅱ+1.24Ⅳ<0>;⑤8.52Ⅱ<0>+3.41Ⅱ+1.03Ⅳ<0>,表明中期Ⅰ构型在同一个体中是相对稳定的,在不同个体间存在差异。
(3)减数分裂过程中也发现了染色体桥和落后染色体,占观察细胞的15.5%,染色体桥为染色单体桥,包括单染色单体桥,双染色体单体桥和四染色单体桥。
(4)减数分裂过程中发生的染色体结构变异,特别是高频率的相互易位,表明其染色体正在迅速重构,该类群正处于快速分化中。
(5)用醋酸洋红压片统计了成熟花粉的育性,败育率为9.3%。成熟花粉球形,有刺状纹饰,为二细胞型花粉,结实率为95.9%。
广东万年青的研究结果如下:
(1)体细胞染色体数目为2n=60,染色体实际长度的变化范围为5.36~18.59μm。
(2)小孢子母细胞减数分裂前期Ⅰ终变期有三价联会。
(3)中期Ⅰ,22个二价体排列于赤道板上,18个单价体随机分布于两极,表明广东万年青为部分异源三倍体。
(4)后期Ⅰ,二价体分离,普遍存在单染色单体桥,并存在断片,部分单价体不能进入两极,成为落后染色体,在末期Ⅰ形成微核。
(5)四分体时期,出现大量败育的四分体或多分体,为败育的主要时期。
(6)减数分裂后形成一个较大的单核小孢子和多个较小的单核小孢子,小的单核小孢子均败育,大的单核小孢子进入正常的发育分化,通过两次有丝分裂形成三细胞型花粉。观察到3种类型的花粉:第一类为空花粉,第二类为大花粉,为正常的成熟花粉,第三类为小花粉,细胞质稀薄,观察到4核的花粉,可能由较小的单核小孢子经过核的超额分裂形成,这些花粉最终干瘪败育。成熟花粉粒中败育花粉占88.29%。
(7)广东万年青果实中未发现种子,为高度不育。