基本信息
- 项目名称：
- 衡水湖湿地自然保护区3种野生菊科药食两用植物的染色体研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 为了研究衡水湖湿地自然保护区野生植物资源的遗传多样性，我们选择了保护区内三种常见的野生菊科药食两用植物蒲公英、苦苣菜、苣荬菜，对其从形态学角度进行了调查研究，并用环保的低温处理法进一步从细胞遗传学角度确定了它们的染色体数目、形态、核型等具体特征。对传统分类学中将苣荬菜和苦苣菜归为一属提出了挑战。
- 详细介绍：
- 衡水湖湿地自然保护区具有丰富的野生植物资源。蒲公英、苣荬菜、苦苣菜是宝贵的药食两用野生菊科植物。但目前还没有关于它们的染色体特征研究。我们用环保的低温处理法研究了这三种植物的根尖，经卡诺氏液固定、酸解去壁、改良品红染色、常规压片，显微摄像系统摄像，详细分析了这三种植物的染色体具体特征，得出了它们的核型公式、核型分类。蒲公英体细胞染色体数目为2n=24，核型公式K(2n)=2x=24=16m+4sm+2st+2t，核型分类属于2B型；苣荬菜体细胞染色体数目为2n=18，核型公式K(2n)=2x=10m+8sm，核型分类属于2A型；苦苣菜体细胞染色体数目为2n=32，核型公式为K(2n)=2x=8m+12sm+8st+2t+2m(SAT)，核型分类属于3C型。三种菊科植物虽然在形态学上有很多的相似性，但在染色体数目和特征有较大的差别。尤其是在植物形态分类学上被分到同一属的苣荬菜和苦苣菜在染色体数目和核型公式方面差别很大，因此从细胞层次上分析苣荬菜和苦苣菜应划分到不同的属中。本作品的研究成果丰富了衡水湖湿地野生植物资源遗传多样性的研究；并摸索出环保高效的研究技术方法；对传统的植物形态分类学方法提出了挑战。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 为了研究衡水湖湿地自然保护区丰富的野生植物资源遗传多样性，我们以蒲公英、苣荬菜、苦苣菜这三种药食两用野生菊科植物为研究材料，研究了它们的形态学特征和染色体特征。填补了这方面的空白，丰富了衡水湖自然保护区种质资源基因库。在实验中摸索出环保的低温处理法，并对它们的染色体进行了定量的分析，在此基础上对传统的植物分类学提出了挑战。
科学性、先进性及独特之处
- 1、首次研究了衡水湖湿地自然保护区三种野生菊科药食两用植物蒲公英、苣荬菜、苦苣菜的染色体特征，确定了它们的核型公式和分类，丰富了衡水湖野生植物资源的遗传多样性研究。 2、摸索出了环保经济的低温处理法替代化学药物（秋水仙素或8-羟基喹啉），节约了成本，避免了环境污染。 3、从细胞学水平对苣荬菜和苦苣菜归为一属提出了质疑，对传统的植物学分方法提出了挑战。
应用价值和现实意义
- 本作品的研究成果填补了空白，丰富了衡水湖湿地野生植物资源遗传多样性的研究，为衡水湖湿地研究提供了科学可靠的资料。并摸索出环保高效的研究技术方法，对传统的植物分类学方法提出了挑战，具有较高的学术价值和理论指导意义。
学术论文摘要
- 蒲公英、苣荬菜和苦苣菜归属菊科，为衡水湖湿地自然保护区宝贵的药食两用野生植物。但目前还没有对它们进行染色体特征的研究。本实验首先搜集三种植物的种子，经过反复摸索，在实验室内用环保的低温处理法处理根尖12h，经卡诺氏液固定、酸解去壁、改良品红染色等步骤，对三种植物进行了染色体数目的确定，对其核型进行了分析。实验结果表明，蒲公英体细胞染色体数目为2n=24，核型公式K(2n)=2x=24=16m+4sm+2st+2t，核型分类属于2B型；苣荬菜体细胞染色体数目为2n=18，核型公式K(2n)=2x=10m+8sm，核型分类属于2A型；苦苣菜体细胞染色体数目为2n=32，核型公式为K(2n)=2x=8m+12sm+8st+2t+2m(SAT)，核型分类属于3C型。三种菊科植物虽然在形态学上有很多的相似性，但在染色体数目和特征有较大的差别。尤其是在形态分类学上被分到同一属的苣荬菜和苦苣菜在染色体数目和核型公式方面差别很大，因此从细胞层次上分析苣荬菜和苦苣菜应分到不同的属中。
获奖情况
- 该作品的部分内容“苣荬菜属两种植物的染色体数目及核型分析”2010年12月荣获衡水市首届大学生科技节论文二等奖。
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1]肖 玫，杨 进,曹玉华.蒲公英的营养价值及其开发利用[J].中国食物与营养.2005(4): 47. [2]赵 磊，杨延杰，林 多.蒲公英的经济价值[J].辽宁农业科学.2006(6):33-35. [3]冒宇翔，俊明，陈小波．苣荬菜生物学特性研究[J]．杂草科学，1999，2：6-7． [4]陈叶．苣荬菜的利用价值及栽培[J]．特种经济动植物，2002，9：34-35． [5]于伟民，王晓梅．苦苣菜的种植与应用[J]．饲料与养殖，2009， 6：36． [6]段春燕，侯小改，李连方．现代植物分类方法在植物学分类研究中的应用[J]．生物学通报，2004,39(10)：17． [7]HUJin-Yao, SUZhi-xian,YUEBao-liang．Progess of Karyotype Amalysis Method in Plants Research [J]．四川师范学院学报(自然科学版)，2002，23（3）：239-245． [8]刘永安，冯海生，陈志国．植物染色体核型分析常用方法概述[J]．贵州农业科学，2006，34(1)：98-102．[9]李懋学，陈瑞阳．关于植物核型分析的标准化问题[J]．武汉植物学研究，1985，3(4)：297-302． [10]Levan A，Fredga k，Sandberg A．Nomenclacture for Centromeric Position on Chromosomes [J]．Hereditas，1964，52：197-201．
同类课题研究水平概述
- 蒲公英、苣荬菜和苦苣菜归属于菊科。在形态上有很多相似的地方，营养丰富，都被人们用来作为蔬菜食用，同时他们都有很好的保健作用，泻火，清热解毒，自古以来被人们用做中药来治疗消化道疾病等。 传统的植物分类学中一直以来采用的都是植物形态和生理方面的材料作为分类依据，近年来植物细胞资料的不断积累使得染色体的数目和核型分析在植物属、种的分类问题上起到的很大的借鉴作用。多种植物的分类都得到了细胞资料的支持。 核型的对称性分析从Levitzky(1931)提出后,就成为了应用最多的研究核型进化的方法之一。在染色体的研究方面Stebbins提出了核型的分类标准，Levan提出了染色体的相对长度、臂比的计算，及染色体的类型分类标准。1985年李懋学和陈瑞阳进一步提出核型分析的标准化问题，解决了当时核型分析标准不一致的问题和当时各个研究报道之间的可比性不强的问题。其中,由熊治廷(1992)等提出的计算染色体臂比不对称性和长度不对称性的公式和作图法,被证实具有很强的实用价值而倍受青睐。2002年刘昌平对植物细胞有丝分裂实验材料的选择进行了分析归纳。对染色体的研究经历了两个阶段,及染色体的形态标记阶段和染色体带型标记阶段。使得染色体之间的比较研究有更大的说服力和可比性。在核型分析的实验中对材料的预处理的方法有物理方法和化学方法两种。其中物理方法有一种及低温处理；化学的方法是将实验材料在化学药品中浸泡，如低浓度的秋水仙素溶液、饱和的对二氯苯水溶液、低浓度的8-羟基喹啉溶液、α-2溴荼的饱和水溶液等。两种方法都能通过影响纺锤体的形成来使中期分裂的细胞富集，便于在实验时能够一个压片中得到更多的中期分裂相，而低温法因其环保、方便更易被研究者采用，但不同的材料处理时间有很大差异，需要大量的实验进行摸索，确定合适的处理时间。 对于植物分类学中存在的分类问题，特别是分类依据的问题，从形态学的角度来更深入的研究已经没有大的价值。研究表明染色体核型资料在植物分类中有重要的参考价值。染色体的核型进化可以为生物的进化提供更具体的依据。在亲缘关系上相近的物种，染色体的数目及核型有很多的共性。在以后的植物分类学中，细胞水平的资料将成为植物分类的重要依据。
