学术研究报告：印度马缨丹属（Lantana）的细胞学研究

作者及发表信息
本研究由印度Ranchi大学植物学系细胞遗传学实验室的B. M. Ojha与N. Dayal合作完成，发表于1992年的期刊 *Cytologia*（东京）第57卷，第9-13页。论文标题为《Cytological Investigations in the Genus Lantana in India》，于1991年8月1日被接收。

学术背景
马缨丹属（Lantana）为马鞭草科（Verbenaceae）植物，原产于热带美洲，后通过多倍化（polyploidization）在印度多种生态栖息地中广泛归化，成为农田与荒地中的恶性杂草。尽管已有学者对马缨丹属的染色体数目、多倍体现象及表型可塑性进行了研究（如Singh 1951、Tandon等1955），但其核型（karyotype）特征、分类学地位及演化关系仍存在争议。本研究旨在通过详细的核型分析，揭示印度不同生态区马缨丹属物种及品种的细胞学多样性，并探讨其演化机制。

研究流程
1. 材料采集与处理
- 研究对象：采集自印度不同生态区的10个马缨丹品种，分属3个物种（*Lantana camara*、*L. sellowiana*、*L. lilacina*），具体信息见表1。
- 染色体制备：取幼叶尖端，经对二氯苯（p-dichlorobenzene）溶液预处理（8-12°C，4小时），新鲜配制的冰醋酸-乙醇（1:3）固定24小时，70%乙醇低温保存。随后用5N HCl解离（8-12°C，5-10分钟），蒸馏水冲洗，45%乙酸软化，2%乙酸地衣红（acetoorcein）染色3小时后压片。

1. 核型分析

   • 染色体计数与显微摄影：基于临时装片，记录体细胞染色体数目（2n）。
     
   • 形态学分类：依据Levan等（1964）的标准确定着丝粒位置（如median, submedian），按Stebbins（1971）划分核型不对称性。
     
   • 参数测量：包括染色体长度（1.84–3.99 μm）、总染色质长度（24.02–78.29 μm）及着丝粒指数（f%）。
     

2. 数据分析

   • 比较不同品种的染色体数目、形态及核型不对称性差异，结合土壤条件（pH、降雨量等）探讨生态适应性。
     

主要结果
1. 染色体数目与多倍体系列
- 体细胞染色体数变异范围广（2n=22至55），证实存在二倍体、三倍体、四倍体及五倍体。例如：L. camara var. VII（2n=55）为五倍体，适应喜马拉雅西北高海拔地区；而二倍体（2n=22）多见于平原。
- 多倍体染色体更大且数量更多（如五倍体含5-8条大染色体），总染色质长度显著高于二倍体（如var. VII达78.29 μm，var. II仅24.02 μm）。

1. 核型特征与演化关系

   • 染色体形态以近中着丝粒（nearly median）和近亚中着丝粒（nearly submedian）为主，含2-3个次缢痕（secondary constriction）。
     
   • 根据Stebbins分类，核型不对称性从原始（如L. camara var. II）到高级（如*L. sellowiana*）呈递增趋势，支持演化由低倍体向高倍体发展的假说。
     

2. 生态适应性

   • 土壤条件与染色体数目显著相关。例如：五倍体适应高海拔酸性土壤，而二倍体偏好平原中性土壤（表1）。
     

结论与意义
本研究首次系统揭示了印度马缨丹属的多倍体多样性及核型演化规律，提出以下观点：
1. 分类学价值：核型参数（如着丝粒指数、染色质长度）可作为区分近缘种的关键依据。
2. 演化机制：多倍化与结构变异（如不等易位）共同驱动了染色体数目与大小的分化，五倍体可能由二倍体通过多倍化衍生。
3. 生态适应：染色体数目与土壤特性的关联性表明，多倍体可能通过基因组扩容增强对极端环境的适应性。

研究亮点
1. 创新方法：结合传统压片技术与Stebbins核型不对称性分析，为马鞭草科植物细胞分类学提供了新范式。
2. 重要发现：首次报道*L. camara*五倍体种群（2n=55）的核型特征，填补了高海拔多倍体适应研究的空白。
3. 跨学科价值：将细胞学数据与生态因子关联，为入侵植物（invasive species）的适应性进化研究提供了案例。

其他价值
论文附录的染色体模式图（图1-12）及土壤参数表（表1）为后续研究提供了可比对的基础数据。此外，作者争议性地提出马缨丹属的基数可能为x=5或6，需进一步通过分子细胞遗传学验证。