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假高梁(Sorghum halepense)及其3个近缘种细胞学和种子生物学比较

李娜  
【摘要】: 假高粱(Sorghum halepense(L.)Pers)是世界十大恶性杂草之一,被我国列为二类进境植物危险性有害生物。黑高粱(S.almum)、苏丹草(S.sudanense)和高粱(S.bicolor)等是假高粱的近缘种,在形态特征上它们极为近似,给鉴定带来了很大的难度;为有效地区分鉴定假高粱及其近缘种,我们开展了假高粱及其近缘种细胞学和种子生物学比较研究。主要结论如下: 1、假高粱、黑高粱、高粱和苏丹草这4种植物籽实的外观形态很相似,尤其是假高粱和黑高粱。假高粱和黑高粱的颖果相对较小,高粱和苏丹草的相对较大;就颖果的千粒重而言,高粱最大,苏丹草次之,然后分别是黑高粱和假高粱。 2、温度对于假高粱和黑高粱种子萌发的影响明显高于非杂草的高粱和苏丹草。高梁和苏丹草这两种作物种子萌发时间短而且整齐,但是假高粱和黑高梁种子萌发对条件的变化更敏感,这意味着为两种杂草的种子更善于适应环境变化。 3、染色体计数发现,苏丹草、高粱、假高粱和黑高粱的体细胞染色体数分别为2n=20、2n=20、2n=40和2n=40;它们的染色体基数X=10,这与前人报道的高粱属植物染色体基数X=10相吻合;假高粱和黑高粱的核型类型分别为2B和1B型,均为不对称型,而高粱和苏丹草核型类型分别为为2A和1A型,均为对称核型。 4、染色体、细胞核、细胞大小和细胞有丝分裂指数的比较表明,苏丹草染色体平均投影面积最大,然后是高粱和黑高粱,假高粱的最小;就细胞和细胞核大小而言,都是苏丹草最大、高粱次之,然后分别是黑高粱和假高粱。在25至35℃的温度范围内,苏丹草根尖分生区细胞的有丝分裂指数都是最小的;假高粱的有丝分裂指数在各个温度条件下都是最大的;四种植物在染色体、细胞核、细胞、种子大小、细胞分裂速率等指标上的相关性,表明“具有入侵性的植物往往具有相对较小的DNA C值”这一观点具有合理的生物学基础。 5、基于高粱属植物四种颖果的紫外光谱,借助于主成分分析,可以辅助于假高粱及其近缘种的鉴别。 综上所述,基于种子生物学、细胞学及紫外光谱指标,可以提高对假高粱及其近缘种鉴别的正确率。


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