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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 衡水湖濕地自然保護(hù)區(qū)3種野生菊科藥食兩用植物的染色體研究
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 為了研究衡水湖濕地自然保護(hù)區(qū)野生植物資源的遺傳多樣性，我們選擇了保護(hù)區(qū)內(nèi)三種常見(jiàn)的野生菊科藥食兩用植物蒲公英、苦苣菜、苣荬菜，對(duì)其從形態(tài)學(xué)角度進(jìn)行了調(diào)查研究，并用環(huán)保的低溫處理法進(jìn)一步從細(xì)胞遺傳學(xué)角度確定了它們的染色體數(shù)目、形態(tài)、核型等具體特征。對(duì)傳統(tǒng)分類學(xué)中將苣荬菜和苦苣菜歸為一屬提出了挑戰(zhàn)。
- 詳細(xì)介紹：
- 衡水湖濕地自然保護(hù)區(qū)具有豐富的野生植物資源。蒲公英、苣荬菜、苦苣菜是寶貴的藥食兩用野生菊科植物。但目前還沒(méi)有關(guān)于它們的染色體特征研究。我們用環(huán)保的低溫處理法研究了這三種植物的根尖，經(jīng)卡諾氏液固定、酸解去壁、改良品紅染色、常規(guī)壓片，顯微攝像系統(tǒng)攝像，詳細(xì)分析了這三種植物的染色體具體特征，得出了它們的核型公式、核型分類。蒲公英體細(xì)胞染色體數(shù)目為2n=24，核型公式K(2n)=2x=24=16m+4sm+2st+2t，核型分類屬于2B型；苣荬菜體細(xì)胞染色體數(shù)目為2n=18，核型公式K(2n)=2x=10m+8sm，核型分類屬于2A型；苦苣菜體細(xì)胞染色體數(shù)目為2n=32，核型公式為K(2n)=2x=8m+12sm+8st+2t+2m(SAT)，核型分類屬于3C型。三種菊科植物雖然在形態(tài)學(xué)上有很多的相似性，但在染色體數(shù)目和特征有較大的差別。尤其是在植物形態(tài)分類學(xué)上被分到同一屬的苣荬菜和苦苣菜在染色體數(shù)目和核型公式方面差別很大，因此從細(xì)胞層次上分析苣荬菜和苦苣菜應(yīng)劃分到不同的屬中。本作品的研究成果豐富了衡水湖濕地野生植物資源遺傳多樣性的研究；并摸索出環(huán)保高效的研究技術(shù)方法；對(duì)傳統(tǒng)的植物形態(tài)分類學(xué)方法提出了挑戰(zhàn)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 為了研究衡水湖濕地自然保護(hù)區(qū)豐富的野生植物資源遺傳多樣性，我們以蒲公英、苣荬菜、苦苣菜這三種藥食兩用野生菊科植物為研究材料，研究了它們的形態(tài)學(xué)特征和染色體特征。填補(bǔ)了這方面的空白，豐富了衡水湖自然保護(hù)區(qū)種質(zhì)資源基因庫(kù)。在實(shí)驗(yàn)中摸索出環(huán)保的低溫處理法，并對(duì)它們的染色體進(jìn)行了定量的分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)傳統(tǒng)的植物分類學(xué)提出了挑戰(zhàn)。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 1、首次研究了衡水湖濕地自然保護(hù)區(qū)三種野生菊科藥食兩用植物蒲公英、苣荬菜、苦苣菜的染色體特征，確定了它們的核型公式和分類，豐富了衡水湖野生植物資源的遺傳多樣性研究。 2、摸索出了環(huán)保經(jīng)濟(jì)的低溫處理法替代化學(xué)藥物（秋水仙素或8-羥基喹啉），節(jié)約了成本，避免了環(huán)境污染。 3、從細(xì)胞學(xué)水平對(duì)苣荬菜和苦苣菜歸為一屬提出了質(zhì)疑，對(duì)傳統(tǒng)的植物學(xué)分方法提出了挑戰(zhàn)。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 本作品的研究成果填補(bǔ)了空白，豐富了衡水湖濕地野生植物資源遺傳多樣性的研究，為衡水湖濕地研究提供了科學(xué)可靠的資料。并摸索出環(huán)保高效的研究技術(shù)方法，對(duì)傳統(tǒng)的植物分類學(xué)方法提出了挑戰(zhàn)，具有較高的學(xué)術(shù)價(jià)值和理論指導(dǎo)意義。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 蒲公英、苣荬菜和苦苣菜歸屬菊科，為衡水湖濕地自然保護(hù)區(qū)寶貴的藥食兩用野生植物。但目前還沒(méi)有對(duì)它們進(jìn)行染色體特征的研究。本實(shí)驗(yàn)首先搜集三種植物的種子，經(jīng)過(guò)反復(fù)摸索，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用環(huán)保的低溫處理法處理根尖12h，經(jīng)卡諾氏液固定、酸解去壁、改良品紅染色等步驟，對(duì)三種植物進(jìn)行了染色體數(shù)目的確定，對(duì)其核型進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，蒲公英體細(xì)胞染色體數(shù)目為2n=24，核型公式K(2n)=2x=24=16m+4sm+2st+2t，核型分類屬于2B型；苣荬菜體細(xì)胞染色體數(shù)目為2n=18，核型公式K(2n)=2x=10m+8sm，核型分類屬于2A型；苦苣菜體細(xì)胞染色體數(shù)目為2n=32，核型公式為K(2n)=2x=8m+12sm+8st+2t+2m(SAT)，核型分類屬于3C型。三種菊科植物雖然在形態(tài)學(xué)上有很多的相似性，但在染色體數(shù)目和特征有較大的差別。尤其是在形態(tài)分類學(xué)上被分到同一屬的苣荬菜和苦苣菜在染色體數(shù)目和核型公式方面差別很大，因此從細(xì)胞層次上分析苣荬菜和苦苣菜應(yīng)分到不同的屬中。
獲獎(jiǎng)情況
- 該作品的部分內(nèi)容“苣荬菜屬兩種植物的染色體數(shù)目及核型分析”2010年12月榮獲衡水市首屆大學(xué)生科技節(jié)論文二等獎(jiǎng)。
鑒定結(jié)果
- 無(wú)
參考文獻(xiàn)
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同類課題研究水平概述
- 蒲公英、苣荬菜和苦苣菜歸屬于菊科。在形態(tài)上有很多相似的地方，營(yíng)養(yǎng)豐富，都被人們用來(lái)作為蔬菜食用，同時(shí)他們都有很好的保健作用，瀉火，清熱解毒，自古以來(lái)被人們用做中藥來(lái)治療消化道疾病等。 傳統(tǒng)的植物分類學(xué)中一直以來(lái)采用的都是植物形態(tài)和生理方面的材料作為分類依據(jù)，近年來(lái)植物細(xì)胞資料的不斷積累使得染色體的數(shù)目和核型分析在植物屬、種的分類問(wèn)題上起到的很大的借鑒作用。多種植物的分類都得到了細(xì)胞資料的支持。 核型的對(duì)稱性分析從Levitzky(1931)提出后,就成為了應(yīng)用最多的研究核型進(jìn)化的方法之一。在染色體的研究方面Stebbins提出了核型的分類標(biāo)準(zhǔn)，Levan提出了染色體的相對(duì)長(zhǎng)度、臂比的計(jì)算，及染色體的類型分類標(biāo)準(zhǔn)。1985年李懋學(xué)和陳瑞陽(yáng)進(jìn)一步提出核型分析的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題，解決了當(dāng)時(shí)核型分析標(biāo)準(zhǔn)不一致的問(wèn)題和當(dāng)時(shí)各個(gè)研究報(bào)道之間的可比性不強(qiáng)的問(wèn)題。其中,由熊治廷(1992)等提出的計(jì)算染色體臂比不對(duì)稱性和長(zhǎng)度不對(duì)稱性的公式和作圖法,被證實(shí)具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值而倍受青睞。2002年劉昌平對(duì)植物細(xì)胞有絲分裂實(shí)驗(yàn)材料的選擇進(jìn)行了分析歸納。對(duì)染色體的研究經(jīng)歷了兩個(gè)階段,及染色體的形態(tài)標(biāo)記階段和染色體帶型標(biāo)記階段。使得染色體之間的比較研究有更大的說(shuō)服力和可比性。在核型分析的實(shí)驗(yàn)中對(duì)材料的預(yù)處理的方法有物理方法和化學(xué)方法兩種。其中物理方法有一種及低溫處理；化學(xué)的方法是將實(shí)驗(yàn)材料在化學(xué)藥品中浸泡，如低濃度的秋水仙素溶液、飽和的對(duì)二氯苯水溶液、低濃度的8-羥基喹啉溶液、α-2溴荼的飽和水溶液等。兩種方法都能通過(guò)影響紡錘體的形成來(lái)使中期分裂的細(xì)胞富集，便于在實(shí)驗(yàn)時(shí)能夠一個(gè)壓片中得到更多的中期分裂相，而低溫法因其環(huán)保、方便更易被研究者采用，但不同的材料處理時(shí)間有很大差異，需要大量的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行摸索，確定合適的處理時(shí)間。 對(duì)于植物分類學(xué)中存在的分類問(wèn)題，特別是分類依據(jù)的問(wèn)題，從形態(tài)學(xué)的角度來(lái)更深入的研究已經(jīng)沒(méi)有大的價(jià)值。研究表明染色體核型資料在植物分類中有重要的參考價(jià)值。染色體的核型進(jìn)化可以為生物的進(jìn)化提供更具體的依據(jù)。在親緣關(guān)系上相近的物種，染色體的數(shù)目及核型有很多的共性。在以后的植物分類學(xué)中，細(xì)胞水平的資料將成為植物分類的重要依據(jù)。
