华东地区若干杂草与近缘非杂草基因组大小的测定及其生态学意义探讨

外来植物入侵风险的早期预警是生物安全的重要工作,丰富入侵风险评估指标又是实现早期预警的关键。涉及DNA C-值和基因组大小的核DNA含量有可能是评估植物入侵风险的重要指标。由于核DNA含量在不同类群植物中高度的变异性,掌握尽可能多的植物的核DNA含量对于该指标的科学使用具有重要实践价值。因此,本文应用流式细胞术对华东地区重要入侵性植物及其近缘种进行了核DNA含量的测定,探讨了标样、细胞核分离缓冲液等对核DNA含量测定结果的影响,以及形态多样化的植物核DNA含量的种下变异情况。主要结果如下:
　　 1.不同标样对核DNA含量测定有明显的影响,选择的标样与测试样品的核DNA含量应该比较相似,但又有明显差异,这就需要通过预实验来筛选出样品的合适标样。
　　 2.尽管文献报道的细胞核分离缓冲液种类繁多,本研究表明,Otto缓冲液适合于草本植物细胞核的分离。
　　 3、共测定了华东地区10科34种草本植物的核DNA含量,获得了它们的染色体倍性。首次报道了一枝黄花(Solidago decurens)、小飞蓬(Conyzacanadensis)、一年蓬(Erigeron annuus)、苏门白酒草(Conyza sumatrensis)、白酒草(Conyza japonica)、生菜(Lactuca sativa var.ramosa)、黑高粱(Sorghumalmum)、苏丹草(Sorghum sudanese×Sorghum bicoloy)、小米(Setaria italica)、红花酢浆草(Oxalis corymbosa)、酢浆草(Oxalis corniculata)、紫叶酢浆草(Oxalistriangularis var.purpurea)、藿香蓟(Ageratum conyzoides)、熊耳草(Ageratumhoustonianum)、翅果菊(Pterocypsela indica)、多裂翅果菊(Pterocypselalaciniata)、北美车前(Plantago virginica)、半夏(Pinellia ternata)、野茼蒿(Gynuracrepidioides)、菊芋(Helianthus tuberosus)、假稻(Leersiajaponica)、印度焊菜(Rorippa indica)、细叶芹(Apium leptophyllum)、刺果毛茛(Ranunculusmuricatus)、婆婆纳(Veronica polita)和裂叶牵牛(Pharbitis hederacea)等26种植物的核DNA含量和染色体倍性,获得了它们的DNA2C值及其基因组大小；对加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)、毒莴苣(Lactuca serriola)、高粱(Sorghum bicolor)、假高粱(S.halepense)、金狗尾(Setaria glauca)、燕麦(Avenasativa)、野燕麦(Avena fatua)、荠菜(Capsella bursa-pastoris)等植物的核DNA含量也进行了测定,结果与前人报道的相似,反映出本次实验结果比较可靠。
　　 4、对北美车前、半夏等植物的核DNA含量测定发现,有一定的形态差异的个体,核DNA含量也存在差异,但是没有达到统计上的显著程度。这一方面说明核DNA含量存在种下变异,另一方面也说明核DNA含量对于一个物种来讲相对稳定的。
　　 5、婆婆纳(Veronica didyma)(0.643pg／2c,基因组大小0.643pg)、细叶芹(0.774pg／2c,基因组大小0.387pg)、印度蔊菜(1.050pg／2c,基因组大小0.525pg)、假稻(1.59pg／2c,基因组大小0.795pg)、野茼蒿(3.825pg／2c,基因组大小1.915pg)、北美车前(1.177pg／2c,基因组大小0.588pg)、熊耳草(1.393pg／2c,基因组大小0.697pg)、霍香蓟(1.273pg／2c,基因组大小0.637pg)、裂叶牵牛(1.348pg／2c,基因组大小0.674pg)等植物具有比较低的核DNA含量,低于世界恶性杂草的核DNA含量的平均值(2.69pg／2c,基因组大小1.65pg),反映出这些植物可能具有较强的入侵能力,这与实际情况比较符合；比较入侵种与近缘非入侵种核DNA含量发现,毒莴苣(2.13pg／2c,基因组大小0.533pg)、假高粱(3.345pg／2c,基因组大小0.836pg)、红花酢浆草(1.72pg／2c,基因组大小0.86pg)比近缘的非入侵种具有明显低的核DNA含量；但是也发现野燕麦(23.938pg／2c,基因组大小3.99pg)、金狗尾(5.851pg／2c,基因组大小1.17pg)、苏门白酒草(4.807pg／2c,基因组大小1.203pg)、加拿大一枝黄花(5.867pg／2c,基因组大小2.493pg)的核DNA含量与近缘非入侵种的相近,或者高于后者。
　　 6、半夏的核DNA2C值(8.444pg)略高于世界主要杂草的(8.18pg),但是其基因组大小(2.029pg)又小于后者(2.46pg)；野茼蒿是外来栽培植物,其DNA2C值比世界恶性杂草高,但是低于世界主要杂草DNA2C值,其基因组大小却比世界恶性杂草的要低,因此,要加强对这些外来植物的监测工作。
　　 7、首次发现了单倍体的婆婆纳、五倍体的紫叶酢浆草、五倍体的金狗尾、六倍体刺果毛茛、四倍体半夏等倍性现象。