有关乌拉尔甘草（Glycyrrhiza uralensis）细胞学资料，国内外都有过报道（Techechow， 1930；Verma et al．，1985；林琳等，1990；李学禹等，1991，1992）。但都是仅根据一个地点的个体样品的染色体分析。随着进化生物学的发展，人们已经从研究某种的核型模式，转入到以居群为主的核型在不同地点的差异（洪德元，1987，1990），以期在微观领域对植物的微进化有所贡献。
1 材料和方法
实验材料取自伊吾、哈密、博湖、焉耆、玛纳斯、石河子、伊宁和阿勒泰8个居群的标本。每个居群内任选5份标本，取其果实，取出种子后混匀。
供试种子经浓硫酸处理后，用清水漂洗，转入25℃的恒温箱内萌发，待根尖长到约1．5cm时，切取根尖，用0．002mol／L的8－羟基喹啉预处理2．5h，后用卡诺氏固定液固定4h，1mol／L盐酸解离10min，水洗后用卡保品红染色和压片。根据对20～35个中期染色体细胞观察，确定染色体数目及有无结构差异。取5个细胞，统计核型分析，按李懋学（1985）的标准进行。并按郭幸荣（Kuo et al．，1972）的方法计算染色体相对长度系数（I．R．L．）。
I．R．L．＜0．76为短染色体（S）；0．76≤I．R．L．＝1．00为中短染色体（M1）；1．01≤I．R．L．≤1．25为中长染色体（M2）；I．R．L．≥1．26为长染色体（L）。
由于本研究只是对一个种不同分布点的居群的染色体进行分析，它们之间的差别必然很小。为提高分析灵敏度，采用熊志廷和洪德元提出的一个新的处理核型不对称的方案。该方案特别针对物种生物学中分析核型不对称的确切差异，并可直观地在二维平面上反映这种差异。具体步骤如下。
（1）计算臂比不对称系数Dc
ri＝各条染色体的臂比；k＝倍性；x＝基数；m＝测量平均臂比时同源染色体数。
（2）计算长度不对称系数Dt
Li＝各条染色体的相对长度；k，x，m的意义同上式。在本研究中k＝2，x＝8，m＝2， l＝100。
（3）Dc和Dt是描述核型不对称的两个统计量。当Dc＝0，Dt＝0时，即为理想对称核型，两者差值越大，表示核型不对称性越大。由于Dc和Dt之间数值大小相差悬殊，必须对Dc和Dt做标准化处理。本文用正规化（钟扬等，1990）作为标准化处理方法。作图时，Dc和Dt分别作为直角坐标系两轴，染色体组分的Dc和Dt值为其在该坐标系中的坐标。
2 结果
乌拉尔甘草8个居群的核型模式图见图1，染色体参数见表1。
图1 新疆乌拉尔甘草8个居群核型模式图
（1）哈密居群。核型公式和染色体相对长度组成：K（2N）＝2X＝16＝12M＋4SM＝6M1＋10M2，染色体相对长度变异范围10．21～14．95，实际长度的变异范围2．32～3．40μm（图1－1）。
表1 新疆乌拉尔甘草8个居群染色体参数
续 表
（2）伊吾居群。核型公式和染色体相对长度组成：K（2N）＝2X＝16＝6M＋10SM＝10M2＋6M2，染色体相对长度变异范围11．11～14．61，实际长度的变异范围4．09～5．38μm（图1－2）。(https://www.xing528.com)
（3）焉耆居群。核型公式和染色体相对长度组成：K（2N）＝2X＝16＝12M＋4SM＝8M1＋8M2，染色体相对长度变异范围11．82～13．73，实际长度的变异范围3．08～3．47μm（图1－3）。
（4）博湖居群。核型公式和染色体相对长度组成：K（2N）＝2X＝16＝8M＋8SM＝8M1＋8M2，染色体相对长度变异范围9．92～14．57，实际长度的变异范围3．12～4．59μm （图1－4）。
（5）玛纳斯居群。核型公式和染色体相对长度组成：K（2N）＝2X＝16＝10M＋6SM＝8M1＋8M2，染色体相对长度变异范围10．58～14．76，实际长度的变异范围2．23～3．12μm（图1－5）。
（6）石河子居群。核型公式和染色体相对长度组成：K（2N）＝2X＝16＝6M＋10SM＝2M1＋14M2，染色体相对长度变异范围9．34～13．68，实际长度的变异范围3．14～4．60μm（图1－6）。
（7）伊宁居群。核型公式和染色体相对长度组成：K（2N）＝2X＝16＝8M＋8SM＝10M1＋6M2染色体相对长度变异范围10．43～15．46，实际长度的变异范围2．27～4．70μm（图1－7）。
（8）阿勒泰居群。核型公式和染色体相对长度组成：K（2N）＝2X＝16＝8M＋8SM＝10M1＋6M2，染色体相对长度变异范围10．88～14．51，实际长度的变异范围4．12～5．49μm（图1－8）。
3 讨论
（1）根据前人的报道，甘草属的染色体数目为2n＝16，基数为X＝8（林琳等，1990；李学禹，1991），染色体为中小型，核型表现比较原始，没有发现多倍体或其他非整倍性变异。本研究中8个居群的乌拉尔甘草染色体分析结果与之一致。
（2）8个居群染色体的共同核型特点是：染色体为中小型，各居群间核型组成为中部染色体着丝点染色体（M）和近中部着丝点染色体（SM），染色体最长到最短之间的差异不大，且最长／最短染色体的比值在1．3以下，这些共同特征与前人的报道基本一致。但各居群均在此基础上表现出不同程度的差异，主要涉及染色体长度比、臂比值等特征的差异。从表1可以看出，臂比大于2的染色体所占比例很小（石河子居群除外），可见本种植物核型具有非常高的对称性。按照Stebbins（1957）的观点，高等植物核型进化趋势是由对称向不对称方向发展，可见本种是个较原始的类群。
（3）从前人的研究结果看，乌拉尔甘草的核型公式是有差异的。Verma（1985）为K＝12SM＋4M，林琳等（1990）为K＝10SM＋6M＝10M1＋6M2，李学禹（1991）为K＝10SM＋6M＝10M1＋6M2。我们的研究结果，没有超出第一种结果，而与后两种结果相比，并不那么一致，呈现较复杂的变异样式。这一方面说明取样方式对研究结果有一定影响，在一个种的若干居群中取某一居群的一两株植物做染色体分析，并作为种的核型模式，看来对某些种有较大误差。另一方面说明同一个种的不同居群其染色体的进化程度不同，为度量这种差异，根据熊廷治的方法，依臂比不对称系数Dc和长度不对称系数Dt绘成坐标如图2，各居群在图中的分布状况在一定程度上反映出地域差异。阿勒泰、博湖和伊宁3个居群体现出较近的关系，同时表现出染色体分化较小、较原始的特征。哈密居群表现为臂比不对称的分化，焉耆居群表现为臂长不对称分化，而石河子居群则表现出全方位的分化，这三者可能代表乌拉尔甘草的不同分化方向。除了这三者之外，其余居群在图中的位置相对集中，说明它们之间的关系较密切，特别是博湖、阿勒泰和伊宁三地非常近的关系，暗示着塔里木盆地的居群与中亚准噶尔盆地的居群的密切关系，因为伊宁、阿勒泰和玛纳斯与博湖有着巨大的地理阻碍而关系却很近，而哈密和伊吾与博湖同处天山南缘而关系较远，这说明中亚的乌拉尔甘草可能由塔里木而来，准噶尔的乌拉尔甘草又来自中亚。
图2 乌拉尔甘草8个居群的核型不对称比较
（4）虽然我们通过核型分析发现了染色体结构的一些差异，但这种变化不大，且至今尚未发现多倍体的现象，由此我们可以说该种形态的多样性来自染色体上基因座位的多样性。根据Lima－De－Faria（1980）的“染色体场”（chromosome field）理论，本种染色体主要为小染色体（1～4μm），由于小染色体的着丝点和端粒相距太近，其基因调动的自由度非常小，相邻基因有着很强的相互作用，其染色体场是严格的。因此，乌拉尔甘草基因的多样性来自基因突变的积累，因而可以推测该种的进化速率相当慢，我们结合该种的分布式样分析，肯定本种植物的起源是古老的。
（5）对该核型公式的相对性要引起足够的重视。洪德元（1986b）在研究鸭趾草科竹子（Streptolirion volubile）时发现，产自西藏墨脱、云南路南、北京延庆的4个居群核型明显不同，就是路南的两居群核型公式亦不同。这种例子很多，随着研究的深入，发展一种更精确地描述染色体结构的方法是必要的。
李学禹 阚志峰
国家自然科学基金项目：39270050
中国植物学会六十五周年年会学术报告及论文摘要汇编，1998
全国第二届甘草学术研讨会暨新疆植物学术研讨会论文汇编，2004
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