文档介绍：中文摘要松科(Pinacaea)是裸子植物中种类最多、分布最广的类群,是北半球森林植被的主要成分之一,在科学研究和经济生产中都有极其重要的意义。我国是现代松科分布中心之一。我国现存松科类群中,不仅有孑遗的单种属金钱松属(Pseudolarix)和银杉属(Cathaya)和不少孤岛分布的类群,也有松属(Pinus)和云杉属(Picea)等在北半球广泛分布的优势植物类群。除金钱松、花旗松(Pseudotsugamenziesii)等少数种类外,绝大多数松科类群的染色体组中,绝大多数染色体具中部着丝粒,染色体问形态差异极小,通过传统的核型分析来比较鉴定染色体组内不同染色体或不同染色体组间的同源染色体极为困难。而对减数分裂过程中染色体配对、染色体异常分裂行为以及原位杂交等方面的比较研究,可以为松科基因组比较和系统进化研究提供重要的信息。本研究观察、统计和比较分析了松科三属植物(松属11种1变种和一个种间杂交F1、云杉属3个种及雪松属(Cedrus)的雪松(Cedrusdeodara)的小孢子母细胞(PMCs)减数分裂过程中染色体的行为,并且通过荧光原位杂交技术将nrDNA定位于杂交类群FI的PMCs的二价体上,以探讨Fl的亲本染色体组间同源染色体的分化程度。研究结果及分析如下:(1)同源染色体臂配对构型与染色体行为比较。松科植物不同类群在染色体交叉数目、染色体平均构型、配对指数及异常分裂现象频率等方面没有显著差异,这为种间比较分析带来极大困难。本文根据环状二价体、棒状二价体、单价体和四价体等在PMCs中的分布频率统计了同源染色体臂的配对构型。对同源染色体臂配对构型的比较分析为松科不同染色体组问的比较分析,进而探讨松科不同类群的系统进化关系提供新的依据。(2)松属和云杉属植物的染色体行为。松科植物的PMCs中环状二价体频率和配列指数均较高,染色体异常分裂现象频率较低。松属和云杉属染色体组在减数分裂过程中均表现出高度的保守性,这也与其高度保守的有丝分裂核型是一致的。这也说明松属和云杉属植物的种内同源染色体问分化程度极少。不同种问在染色体平均构型、配对指数及染色体异常分裂现象频率等方面也没有显著差异。这说明虽然经过长期的演化,松科植物的种问和种内同源染色体制的分化程度非常小,同源染色体间的分化应该体现在更低的水平如基因或DNA序列水平上。但不同种的同源染色体构型中,环状二价体、棒状二价体、单价体和四价体等在PMCs中的分布频率存在一定差异,说明不同染色体组的同源染色体问存在一定程度的分化。(3)杂交类群与其亲本染色体行为的比较。(北美乔松X乔松)材料来源于周多俊和董保华(1993)于20世纪70年代所做的杂交实验结果。在Fl与其双亲的PMCs中,环状二价体频率和配对指数均较高,染色体异常分裂频率较低,说明三者在减数分裂过程中染色体的行为是极为保守的,同源染色体间的配对程度非常高,两亲本染色体组的同源染色体间同源性高,分化程度较低。但是,F。的同源染色体构型和同源染色体臂配对构型比其亲本北美乔松和乔松的构型都复杂。F。的环状二价体频率低于乔松和北美乔松,配对指数低于乔松和北美乔松,说明F。中来自两亲本的同源染色体间存在一定程度的分化。,这是近缘种问在染色体同源区域发生的倒位在F。减数分裂过程中同源染色体分离时的直接表现,同时也说明乔松与北美乔松染色体组的同源染色体间具有一定程度的分化。(4)易位四价体。%的PMCs观察到易位四价体,这是首次在松属甚至松科自然类群的同源染色体中观察到如此大的变异。在核型极度保守的松科染色体组中,这种染色体上的巨大变异的产生及其在染色体组内稳定保留下来的机制是什么?将来对于这一问题的进一步揭示,对分析松科染色体组高度保守的原理或机制,具有重要意义。(5)雪松与松属和云杉属植物的染色体行为比较。雪松的PMCs中二价体频率和配对指数明显低于包括F,在内的松属和云杉属类群,染色体异常分裂频率明显高于除F。外松属和云杉属其他类群。松属和云杉属染色体组在减数分裂过程中的行为明显比雪松保守。这种现象表明雪松同源染色体间的同源性远低于松属和云杉属,也说明松属和云杉属比雪松属原始。(6)nrl)NA在杂交类群减数分裂染色体上的FISH定位。本文对nrDNA在F,的PMCs中染色体上的FISH定位研究,是首次在裸子植物中以减数分裂材料为对象进行DNA重复序列在染色体上的FISH定位。结果表明:在Fl的12对二价体中,有两个二价体各具一对5SrDNA信号位点,表明Fl的PMCs中,来自两个亲本的染色体组在5SrDNA位点上没有差异。在F。的12对二价体中,有一个二价体具三个18SrDNA信号位点,即其中一条染色体具一个信号位点,另外一条染色体有两个信号