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B染色体是独立存在于物种常染色体之外的一种特殊染色体,对于携带者的生长来说是非必需的,不与常染色体发生重组,拥有自身进化历程。至今已发现近两2000个物种中含有B染色体,包括被子植物、蕨类植物、苔藓植物、藻类、昆虫以及部分哺乳动物。由于B染色体的特殊属性和广泛分布,已经引起了许多生物学家的广泛重视。虽然B染色体不携带具有主要效应的基因,但是对于携带者在细胞和个体水平等多方面都存在影响。B染色体在居群中的分布也不是随机的,而目前对于这种随机性提出了两种解释,即寄生模型和杂合优势模型,也有人提出其多态是动态的。许多环境因素影响着B染色体的地理分布,包括温度、湿度、海拨、土壤类型等。
滇韭(Allium.mairei Lévl)和多星韭(Allium wallichii Kunth)都为葱属(Allium L.)多年生草本植物,染色体数目少且大,利于染色体观察,是研究B染色体一个较有优势的材料。本文的目的是研究滇韭、多星韭中B染色体的地理生态分布,探讨影响B染色体分布的生态因子,旨在为B染色体分布方面的研究提供实验依据。本文的研究内容是:首先研究云南省不同地区滇韭、多星韭的分布情况,了解B染色体在云南不同地区居群中的地理生态分布情况;其次研究不同海拔高度上滇韭、多星韭不同样方中含B染色体的植株的比例,以期探讨影响B染色体的分布的生态因子。本文所选的样方是根据前人研究,选择的地理环境较为特殊的居群,①选取了梁王山中多星韭和滇韭都有分布生长的一个居群;②滇韭居群中选择了含B染色体植株比例较高的一个的居群,地处梁王山菜花坪风口,为滇池和抚仙湖的分水岭,环境条件在所有研究居群中是最为特殊的。实验结果如下:
1、B染色体在不同滇韭居群中的分布情况①云南不同地区的6个滇韭居群进行B染色体检查结果,在五个二倍体居群中,剑川石宝山居群,大理苍山居群和梁王山的三个居群中均有发现B染色体,比例分别为4.5%,40%,16.7%,25.5%和60.4%;在四倍体大理苍山居群中没有发现有B染色体。
②含B染色体的植株比例与海拔高度的没有呈相关性。植株根尖中含有B染色体植株比例在检查的两个样方中存在明显差异,样方1为16.7%,样方8为64.7%,这两个样方在检查的样方中海拔相差是最大的两个样方,而在海拔高度很相近的样方6和样方7中,比例分别为37.5%和58%。
2、B染色体在不同多星韭居群中分布情况:
①云南不同地区6个多星韭居群进行B染色体检测结果,在三个二倍体居群中,甸奔子栏居群,中甸翁上居群,澄江梁王山居群中均有发现B染色体,比例分别为35.5%,4.5%和30.8%;在三个四倍体居群中,剑川石宝山居群、大理苍山居群1和大理苍山居群2均无B染色体的发现②相关系数分析表明含B染色体植株比例与海拔高度呈正相关,相关系数为r=0.767,t检验得到相关系数显著(t=4.604,P<0.05)。样方1中含B染色体的比例最高,为55%。
根据以上结果和前人的研究情况,我们得出以下结论:
1、B染色体对滇韭适应性有负面影响,滇韭B染色体的高比例存在很可能是自身强有力的积累机制抵抗选择效应的结果。
2、B染色体很有可能在极端环境下对多星韭具有适应意义。在前后间隔五年的时间,所统计的结果都很接近,说明了B染色体以一个相对恒定的比例存在于多星韭居群中,这很可能是B染色体与环境中的某些因子相互作用,长期进化的结果。
3、B染色体的分布可能存在物种特异性。
4、B染色体的分布与倍性的存在一定关系。