摘要： 该研究首次报道了滇羽叶菊和台湾刘寄奴的染色体数据。结果表明：两者的染色体数量都为48，核型公式均为2n=2x=36m + 10sm + 2st，与前人报道的刻裂羽叶菊的核型稍有不同。两者的染色体形态均由大到小逐渐变化，核型二型性不明显，但前者染色体明显比后者大。这说明羽叶菊属染色体基数确实应为x=24，且染色体大小在种间有较大差异。细胞学证据表明，该属与蒲儿根属中染色体基数为x=24的类群以及狗舌草属确实近缘。
关键词： 染色体基数， 菊科， 细胞学， 核型， 羽叶菊属
中图分类号： Q944
文献标识码： A
文章编号： 10003142（2017）10133005
羽叶菊属 [Nemosenecio（Kitamura）B. Nord.] 是菊科千里光族狗舌草亚族（Compositae SenicioneaeTephroseridinae）的一个小属，原为千里光属中的一个组，Norderstam（1978）因其叶形态，总苞片形态和花部微形态特征与千里光属不同而将其提升为属。该属共6个种，仅分布于中国和日本。中国包括5个种，其中4种集中分布于中国西南和中部地区，即刻裂羽叶菊[N. incisifolius（J. F. Jeffrey）B. Nord.]，滇羽叶菊（N. yunnanensis B. Nord.），茄状羽叶菊[N. solenoids（Dunn）B. Nord.]和裸果羽叶菊[N. concinus（Franch.）C. Jeffrey & Y. L. Chen]，台湾地区一个种，即台湾刘寄奴[N. formosanus（Kitam.）B. Nord.]。日本仅有一个种，即日本羽叶菊[N. nikoensis（Miq.） B. Nord.]（Jeffrey & Chen， 1984； Chen， 1999； Nordenstam， 2007； Chen et al， 2011）。
细胞学资料在分类学和系统学研究中具有極为重要的价值，在菊科千里光族中尤为重要（Nordenstam et al， 2009； Liu， 1999； Ren & Yuan， 2010； Liu & Yang， 2011； Tang et al， 2013a， b； Tang et al， 2014； Tong et al， 2017； Tang， 2014）。羽叶菊属迄今已有两个种的细胞学报道，即Nemosenecio nikoensis（Ishikawa， 1916； Arano， 1962， 1970； Taniguchi et al， 1975）和N. incisifolius（Liu & Yang， 2011）。N. nikoensis的染色体基数有n=5、n=10、n=20和n=24等（Nordenstam， 2007）， 但Koyama（1965）和Coundry et al（1980）指出关于该种的染色体数目n=10和2n=40应该为错误报道，因为他们通过实验发现该种的染色体数目稳定，都为2n=48。Taniguchi et al（1975）关于该种染色体基数为2n=10应该也属于错误计数（Liu， 2010）。Liu & Yang（2011）报道了N. incisifolius的染色体数目，也为2n=48，因此他们推测该属的染色体基数为x=24是比较可靠的。此外，他们还报道了该种的核型为2n=32m + 16sm，为该属植物核型的首次报道。
需要注意的是，染色体数目在属内也可能具有变化，这一特征在菊科千里光族植物中也很常见（Nordenstam et al， 2009； Liu， 2010； Liu et al， 2011； Ren， 2012）。本研究首次报道了Nemosenecio yunnanensis和N. formosanus的染色体资料，以期进一步验证羽叶菊属的染色体数目是否稳定，并探求其在羽叶菊属属内以及羽叶菊属和近缘的狗舌草属和蒲儿根属间的分类学和系统学价值。
1材料与方法
在贵州纳雍采集到滇羽叶菊的一个居群，并将其活体材料移栽于中国科学院华南植物园。收集了台湾刘寄奴的种子，并在中国科学院华南植物园进行培育使其生根发芽。染色体标本制备主要按照Tang et al（2003a，b）的方法。分别取两个种各约1 cm长的新鲜根尖，清水洗净，首先置于0.1%秋水仙素溶液中2.5 h，之后取出根尖并置于卡诺氏固定液（无水乙醇∶冰醋酸=3∶1）中进行固定2.5 h，然后置于清水中漂洗3次，再将其置于10% HCl溶液和45%冰醋酸混合溶液（1∶1）中，37 ℃水浴解离45 min后，清水漂洗3次，改良苯酚品红染色4 h，再采取根尖压片法压片并镜检。
每个种的核型分析结果均基于5个中期细胞染色体显微拍照后的测量数据。染色体分类标准参考Levan et al（1964）： 中部染色体（m）=染色体长臂与短臂比值为1.0～1.7；近中部染色体（sm）=染色体长臂与短臂比值为1.7～3.0；近端部染色体（st）=染色体长臂与短臂比值为3.0～7.0。核型分类标准参考Stebbins（1971），染色体不对称指数测量方法参考Romero（1986）。凭证标本存于中国科学院华南植物园（IBSC）。
2结果与分析
如图版Ⅰ和表1所示，研究的滇羽叶菊（Nemosenecio yunnanensis）和台湾刘寄奴（N. formosanus）的染色体数量一致且稳定，均为2n=48。两个种都只有大量中部染色体和近中部染色体，少量近端部染色体，未观察到随体和B染色体。染色体都由大到小均匀变化，二型性不明显，核型均为2n=2x=36m + 10sm + 2st。N. yunnanensis的染色体长度为1.79～4.42 μm，总长度为129.52 μm，染色体间不对称指数（A1）=0.25，染色体内不对称指数（A2）=0.33；N. formosanus的染色体明显更小，长度为1.05～2.00 μm，总长度为71.72 μm，染色体间不对称指数（A1）=0.22，染色体内不对称指数（A2）=0.24。按Stebbins（1971）的核型分类标准， 这两个种的核型均为2B型。
3讨论与结论
3.1 染色体数目和染色体基数
前人已经初步论证了该属的Nemosenecio nikoensis和N. incisifolius 2个种染色体数目为2n=48，并指出有关前种的报道染色体数目n=5、n=10、n=20是错误的（Koyama， 1965； Coundry et al， 1980； Liu， 2010； Liu & Yang， 2011），但研究的种类还是偏少。本研究首次对N. yunnanensis和N. formosanus的细胞学研究结果表明这两个种的染色体数量也为2n=48。到目前为止，羽叶菊属细胞学研究所取材料涵盖本属植物整个分布区和多数种类（日本的N. nikoensis，中国台湾的N. formosanus及大陆的N. incisifolius和N. yunnanensis）。因此，该属染色体基数为x=24应该没有问题。由于目前尚未发现该属有多倍化现象，说明染色体多倍化在该属的起源和进化上可能并未起到作用，同时也说明该属的染色体数量很可能也仅有2n=48这一种。
3.2 核型
Liu & Yang（2011）报道了Nemosenecio incisifolius的核型为2n=2x=32m + 16sm，无st染色体，而根据本研究，N. yunnanensis和N. formosanus的核型均为2n=2x=48=36m + 10 sm + 2st，具有2条st染色体，与Liu & Yang（2011）的报道稍有不同。
羽叶菊属和蒲儿根属（Sinosenecio）均属于狗舌草亚族，前者以叶片常深羽状裂而与后者容易区别。Liu & Yang（2011）指出从植物地理学、染色体数目和核型来看，蒲儿根属中某些染色体基数为x=24的类群与羽叶菊属亲缘关系很近，他们还发现Nemosenecio incisifolius的幼株叶片与蒲儿根属耳柄蒲儿根（Sinosenecio euosmus）的叶片极为相似，因此建議将这群染色体基数为x=24的蒲儿根属植物移至羽叶菊属。鉴于Liu & Yang（2011）所研究的17种和1变种的蒲儿根属植物中染色体基数为x=24的类群中16种均具有st染色体（2～8条），本研究两个种的羽叶菊也有两条st染色体，而核型在属内一般较稳定，因此认为羽叶菊属应具有st染色体。
值得注意的是，运用任何染色体分类系统都必须明确着丝粒变动是连续的量的变异，任何划分都是相对的（Hong， 1990）。Levan（1964）设置的染色体分类系统因具有数值标准而广泛应用，但由于m和sm染色体之间以及sm和st染色体之间均有临界值，即使是同一条处于临界值附近的染色体，由于材料处理时间尤其是测量方法（不论是软件测量或者手工测量）的原因，均会产生一定误差，从而产生两组不同数据进而将其归于不同的染色体类型。为了减少误差，依据Levan（1964）的标准进行核型分析能够做到的就是多次测量且取平均值。Liu & Yang（2011）得到的核型分析结果中无st染色体，很可能是对临界点的染色体臂长测量出现了偏差，从而导致将原本的st染色体计算后归类为sm染色体。
3.3 染色体大小
迄今只有Nemosenecio incisifolius、N. yunnanensis和N. formosanus三个种进行过核型分析，染色体大小与三者的形态特征与地理分布具有明显的相关性。如前所述（表1），本研究的Nemosenecio yunnanensis的染色体明显比N. formosanus的大，前者染色体大小与N. incisifolius非常相近（Liu & Yang， 2011）。N. yunnanensis主要分布于云南东部、贵州西部，N. incisifolius主产云南，两者的地理分布有重叠。N. yunnanensis和N. incisifolius的形态也极为相似，前者仅以羽状叶小裂片更多（6～10 vs 4～6）、小裂片具少量齿而与后者相区别（1～3 vs 3～5）（Jeffrey & Chen， 1984； Chen， 1999）。N. formosanus仅产台湾，其叶裂片明显更少（3或4），头状花序也更小（总苞宽2～3 mm）。从染色体大小来看，也很容易将N. formosanus与前两种区分开。
3.4 系统学意义
羽叶菊属原为千里光属下的一个组。本研究对Nemosenecio yunnanensis和N. formosanus的细胞学研究结果印证了羽叶菊属染色体基数为x=24，且具有一对st染色体，而千里光属的染色体基数为x=5或10（Nordenstam et al，2009）；核型完全不同，仅含极少的sm染色体，无st染色体（Tang， 2014）。因此，细胞学证据表明将羽叶菊属从千里光属中分出并独立为属是合适的。从细胞学证据来看，羽叶菊属与蒲儿根属中染色体基数为x=24的类群及狗舌草属应该近缘（Liu，2010； Liu & Yang，2011）。Liu（2010）指出蒲儿根属植物的染色体资料与一些花部微形态性状如花药内壁细胞壁增厚方式、柱头区构型及花药大小有明显的相关性。其中，染色体基数为x=24（稀x=13）的类群具有极化和周缘型的增厚方式、分离的柱头区和较小的花药。羽叶菊属花药内壁细胞壁增厚方式与这群蒲儿根属植物一致（Jeffrey & Chen，1984； Chen，1999），但柱头区构型及花药大小等特征是否与这些类群一致尚待研究。
致谢感谢刘莹博士提供了部分实验材料和数据，任琛博士在野外采样中提供了帮助，感谢中国科学院华南植物园杨亲二研究员领导的种子植物分类学研究组提供了实验上的便利。
参考文献：
CHEN YL， 1999. Subtrib. Tephroseridinae [M]// Flora Reipublicae Popularis Sinicae. Beijing： Science Press： 77（1）： 101-166. [陈艺林，1999. 狗舌草亚族 [M]// 中国植物志. 北京：科学出版社：77（1）： 101-166.]
CHEN YL， NORDENSTAM B， JEFFREY C， et al， 2011. Subtrib. Tephroseridinae [M]// Flora of China. Beijing： Science Press， St. Louis： Missouri Botanical Garden Press： 20-21： 464-489.
CHOUDRY SA， TANAKA R， TANIGUCHI K，et al， 1980. Karyomorphology of Senecio nikoensis [J]. Chromosome Inform Serv， 29：8-10.
HONG DY， 1990. Cytological taxonomy of plants [M]. Beijing： Science Press： 12-31. [洪德元，1990. 植物细胞分类学. 北京：科学出版社： 12-31.]
ISHIKAWA M， 1916. A list of the number of chromosomes [J]. Bot Mag， 30： 404-448. （in Japanese）
JEFFREY C， CHEN YL， 1984. Taxonomic studies on the tribe Senecioneae （Compositae） of Eastern Asia [J]. Kew Bull， 39： 205-446.
KOYAMA H， 1965. On the chromosome number of Senecio nikoensis [J]. Acta Phytotax Geobot， 21： 132.
LEVAB A， FREDGA K， SANDBERG AA， 1964. Nomenclature for centromeric position on chromosomes [J]. Hereditas， 52： 201-220.
LIU JQ， 1999. Systematics of the tribe Senecioneae subtribe Tussilagininae （Asteraceae） of the Eastern Asia [D]. Beijing： Institute of Botany， Chinese Academy of Sciences： 1-205. [刘健全，1999. 东亚千里光族款冬亚族（菊科）的系统学 [D]. 北京：中国科学院植物研究所：1-205.]
LIU Y， 2010. A systematic study of the genus Sinosenecio B. Nord. （Compositae） [D]. Beijing： Institute of Botany， Chinese Academy of Sciences： 1-277. [刘莹， 2010. 菊科蒲儿根属的系统学研究 [D]. 北京：中国科学院植物研究所：1-277.]
LIU Y， YANG QE， 2011. Cytology and its systematic implications in Sinosenecio （SenecioneaeAsteraceae） and two closely related genera [J]. Plant Systemat Evol， 291： 7-24.
NORDENSTAM B， 1978. Taxonomic studies on the tribe Senecioneae （Compositae） [J]. Opera Bot， 44： 1-84.
NORDENSTAM B， PELSER PB， KADEREIT JW， et al， 2009. Senecioneae [M]//Systematics， Evolution， and Biogeography of Compositae. Vienna： International Association for Plant Taxonomy： 503-525.
ROMERO ZC， 1986. A new method for estimating karyotype asymmetry [J]. Taxon， 35： 526-530.
REN C， 2012. Cytotaxonomy， molecular systematics， and biogeography of the LigulariaCremanthodiumParasenecio complex （AsteraceaeSenecioneae） [D]. Guangzhou： South China Botanical Garden， Chinese Academy of Sciences： 1-140. [任琛， 2012. 橐吾屬—垂头菊属—蟹甲草属（菊科——千里光族）复合体的细胞分类学、分子系统学和生物地理学 [D]. 北京：中国科学院华南植物园：1-140.]
REN C， YUAN Q， 2010. Cytotaxonomy of Senecio tricuspis （Asteraceae） [J]. Nord J Bot， 28： 702-704.
STEBBINS GL， 1971. Chromosomal evolution in higher plants [M]. London： Edward Arnold：1-216.
TANIGUCHI K， TANAKA R， YONEZAWA Y， et al， 1975. Types of banding patterns of plant chromosomes by modified BSG method [J]. Kromosomo， 100： 3123-3135.
TANG M， 2014. A systematic study of the genus Synotis （ComposibaeSenecioneae） [D]. Guangzhou： South China Botanical Garden，Chinese Academy of Sciences： 1-222. [唐明， 2014. 合耳菊属（菊科——千里光族]的系统学研究 [D]. 广州：中国科学院华南植物园：1-222.]
TANG M，HONG Y， YANG QE， 2013b. Synotis baoshanensis （Asteraceae）， a new species from Yunan， China [J]. Bot Stud， 54 （1）： 17.
TANG M， REN C， YANG QE， 2014. Parasenecio chenopodifolius （CompositaeSenecioneae） is a Synotis and conspecific with S. otophylla based on evidence from morphology， cytology， and molecular systematics [J]. Nord J Bot， 32 （6）： 824-835.
TANG M， WANG LY， YANG QE， 2013a. Synotis Xinningensis （Asteraceae）， a new species from Hunan， China [J]. Bot Stud， 54 （1）： 16.
TONG TJ， TANG M， YANG QE， et al， 2017. Senecio kumaonensis （Asteraceae， Senecioneae） is a Synotis based on evidence from karyology and nuclear ITS/ETS sequence data [J]. Phytotaxa， 292 （1）： 35-46.