蔥屬Anguinum亞屬4種19居群的核型研究

盧艷 鄧亦麒 盧利聃 何興金

摘要： 石蒜科（Amaryllidaceae）蔥亞科（Allioideae）蔥族 （Allieae）蔥屬（Allium）的Anguinum亞屬在中國(guó)分布有6種2變種，該亞屬植物具有重要的藥用價(jià)值。該研究在擴(kuò)大樣本量和覆蓋范圍的基礎(chǔ)上，采用常規(guī)壓片法對(duì)蔥屬Anguinum亞屬4種植物19居群的染色體核型進(jìn)行了研究，首次報(bào)道了心葉韭（Allium ovalifolium var. cordifolium）的核型。結(jié)果表明：供試類群中茖蔥都為四倍體，對(duì)葉韭和心葉韭都為二倍體，太白韭具有二倍體和四倍體，染色體基數(shù)均為x=8，核型類型都為2A型，每個(gè)居群都具有隨體染色體，隨體染色體多為st染色體，隨體均位于短臂末端，并且對(duì)葉韭眉縣居群和太白韭聶拉木居群存在B染色體。結(jié)合前人研究結(jié)果討論了Anguinum亞屬植物的染色體特征、隨體染色體的多態(tài)性和該亞屬植物的進(jìn)化方式，探討了茖蔥（Allium victorialis）和對(duì)葉韭（A. listera）的細(xì)胞地理學(xué)問(wèn)題。得到如下推論： （1）染色體加倍和結(jié)構(gòu)變異是Anguinum亞屬進(jìn)化的兩種重要機(jī)制，環(huán)境異質(zhì)性使得Anguinum亞屬植物隨體染色體具較高的多態(tài)性；（2）茖蔥通過(guò)多倍化和無(wú)性繁殖并存來(lái)擴(kuò)大居群；（3）染色體形態(tài)變異是對(duì)葉韭適應(yīng)環(huán)境變異的重要方式。

關(guān)鍵詞： 蔥屬， Anguinum亞屬， 核型， 進(jìn)化， 細(xì)胞地理

中圖分類號(hào)：Q944 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 10003142（2017）07081111

廣西植物37卷7期盧艷等： 蔥屬Anguinum亞屬4種19居群的核型研究收稿日期： 20170516修回日期： 20170720

基金項(xiàng)目： 國(guó)家自然科學(xué)基金 （31270241， 31470009， 31110103911）；國(guó)家科技部基礎(chǔ)性研究專項(xiàng) （2013FY112100） [Supported by the National Natural Science Foundation of China （31270241， 31470009， 31110103911）； National Basic Research Priorities Program of China （2013FY112100）]。

作者簡(jiǎn)介： 盧艷（1989-），女，陜西漢中人，碩士研究生，主要從事植物分類與系統(tǒng)進(jìn)化研究，（Email）zhengxi09@sina.com。

*通信作者： 何興金，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事植物系統(tǒng)分類與進(jìn)化生物學(xué)研究， （Email）xjhe@scu.edu.cn。Karyotypes of nineteen populations of four species

in Allium subgenus Anguinum

LU Yan， DENG YiQi， LU LiDan， HE XingJin*

（ Key Laboratory of BioResources and EcoEnvironment of Ministry of Education，

College of Life Sciences， Sichuan University， Chengdu 610065， China ）

Abstract： Subgenus Anguinum belongs to genus Allium L.， tribe Allieae Dumort，subfamily Allioideae Herb.， family Amaryllidaceae J. St.Hil. Six speices and two variety species in this subgenus occur in East Asian. They are important medicinal plant， having great economic value. Allium victorialis has been traditionally widely used to treat various conditions such as kaempferol， acid， diallydisulfide， furostanol glycosides. Bioactivity experiments have demonstrated that the plant is effective in lowering lipids and obesity， resisting oxidation， diabetes， cancer， and protecting the liver. Karyotypes of nienteen populations of four species in Allium subgenus Anguinum from China were analyzed to discuss the evolutionary mechanisms of Allium subgenus Anguinum and cytogeography of Allium victorialis， A. listera and A. prattii. Karyotypes of A. ovalifolium var. cordifolium was reported for the first time. Root tips for the study of mitotic chromosomes were obtained from potted plants and pretreated with paradichlorobenzene at room temperature for 9 h.After 12-24 h fixation in 1∶3 aceticalcohol， the root tips were macerated in 1 mol·L1 HCL for 9 min at 60 ℃， then stained and squashed in carbol fuchsin， and then Karyotype asymmetry was assessed by As.K%. The results showed that the karyotypes of all the species investigated were 2A according to Stebbins karyotype classification， and the basic chromosome number is x = 8. All the populations had satellite chromosomes， and most of the satellite chromosomes were subterminal chromosomes and satellites were located in the short arm. Combined with previous studies， our inferences are as follows： （1） Polyploidy and chromosome structural rearrangement are two important evolution patterns in Allium subgenus Anguinum， and environmental heterogeneity promotes the variation in satellite chromosomes. （2） Polyploidy and asexual reproduction are important strategies for Allium victorialis to disperse and exploit new niches. （3） A. listera expands population by chromosome structural rearrangement.

Key words： Allium， subgenus Anguinum， karyotype， evolution， cytogeography

Anguinum亞屬隸屬石蒜科（Amaryllidaceae）蔥亞科（Allioideae）蔥族（Allieae）蔥屬（Allium L.）（Fay & Chase，1996； Bremer et al，2009； Chase et al，2009）。該亞屬植物間斷分布于西南歐到東亞和北美東北部的高山上，中國(guó)分布有6種2變種[茖蔥（A. victorialis）、對(duì)葉韭（A. lister）、卵葉韭（A. ovalifolium）、白脈韭（A. ovalifolium var. leuconeurum）、心葉韭（A. ovalifolium var. cordifolium）、玉簪葉韭（A. funckiifolium）、短葶韭（A. nanodes）、太白韭（A. prattii）]，Anguinum亞屬植物區(qū)別于蔥屬其他類群的特征為圓錐形鱗莖、明顯網(wǎng)狀纖維質(zhì)的鱗莖外皮以及葉常2枚（少為1或3枚）并為條狀至卵圓形（Xu & Kamelin，2000）。Anguinum亞屬植物具有重要的藥用價(jià)值，富含的黃酮類和含硫化合物具有治療神經(jīng)炎癥、降脂降膽固醇、抗氧化、抗癌、抗凝血、保護(hù)肝臟和消炎等作用（Lee et al，2004； Woo et al，2012； Lee，2014。Anguinum亞屬植物具有極大的開發(fā)潛力，對(duì)其生物學(xué)特性研究有助于更加合理地開發(fā)利用和進(jìn)一步保護(hù)這類植物資源。

前人對(duì)該亞屬的生長(zhǎng)習(xí)性（Kawano & Nagai，2005； Jeong et al，2012）、形態(tài)特征（Yoo et al， 1998）、種皮微形態(tài)（高慶波等， 2013）、葉表皮（Mashayekhi & Columbus， 2014）、理化性質(zhì)（Lee et al，2004； Woo et al，2012； Lee， 2014）、核型（薛春迎等，2000）、細(xì)胞分類學(xué)（景望春等，1999）、分子系統(tǒng)學(xué)（Li et al，2010）等進(jìn)行了研究。在細(xì)胞分類學(xué)方面，景望春等（1999）根據(jù)Anguinum亞屬的地理分布和演化過(guò)程認(rèn)為中國(guó)橫斷山至秦嶺一帶為該亞屬植物的分布中心和分化中心。但是，Anguinum亞屬植物分布廣泛，前人的研究對(duì)部分類群的采樣范圍覆蓋不夠全面，對(duì)種下核型分化、細(xì)胞地理學(xué)的研究所涉及的種類也有一定的局限。本研究在加大采樣量和覆蓋范圍的基礎(chǔ)上，對(duì)我國(guó)蔥屬Anguinum亞屬4種植物19個(gè)居群進(jìn)行了細(xì)胞分類學(xué)研究，并結(jié)合前人的研究資料，討論Anguinum 亞屬的進(jìn)化方式、種間親緣關(guān)系、種內(nèi)核型分化以及茖蔥和對(duì)葉韭的細(xì)胞地理學(xué)，旨在為蔥屬Anguinum亞屬增補(bǔ)細(xì)胞學(xué)和細(xì)胞地理學(xué)資料，為進(jìn)一步探討該亞屬植物的進(jìn)化機(jī)制和物種的分化、遷移擴(kuò)散提供依據(jù)，為未來(lái)的開發(fā)和利用提供更多的生物學(xué)參考資料。

1材料與方法

1.1 材料

本研究所用的材料來(lái)源及憑證標(biāo)本見表1，憑證標(biāo)本存放于四川大學(xué)標(biāo)本館（SZ）。

1.2 方法

采用常規(guī)壓片法進(jìn)行染色體裝片制備。在野外取幼嫩的根尖，用飽和對(duì)二氯苯水溶液在常溫下處理9 h，然后轉(zhuǎn)入卡諾氏固定液中固定過(guò)夜，最后置于70%乙醇溶液存于4 ℃冰箱內(nèi)保存?zhèn)溆谩Ｖ谱魅旧w裝片時(shí)，用1 mol·L1鹽酸解離9 min，用改良苯酚品紅染料染色，常規(guī)壓片、鏡檢，挑選染色體分散好且著絲粒清晰的細(xì)胞拍照，以便進(jìn)行核型分析，將中期分裂相良好的玻片制成永久裝片（中性樹膠封片）。

依據(jù)Levan（1964）的方法進(jìn)行核型分析，統(tǒng)計(jì)50個(gè)細(xì)胞的染色體數(shù)目，以大于85%的細(xì)胞中的染色體數(shù)目為該類群的染色體數(shù)目，核型分析方法依據(jù)李懋學(xué)和陳瑞陽(yáng)（1985）的標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)量至少5個(gè)分散良好的中期細(xì)胞染色體進(jìn)行核型參數(shù)計(jì)算。核型分類依據(jù)Stebbins（1971）的標(biāo)準(zhǔn)，核型不對(duì)稱系數(shù)計(jì)算公式為長(zhǎng)臂總長(zhǎng)/全組染色體總長(zhǎng) × 100。憑證裝片存放于四川大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院植物系統(tǒng)與分子進(jìn)化實(shí)驗(yàn)室。

2結(jié)果與分析

4種19居群的核型比較見表1，核型圖見圖版Ⅰ～Ⅲ。所研究的Anguinum亞屬4種19居群植物的染色體數(shù)目為2n=16或2n=32，其中對(duì)葉韭、心葉韭染色體數(shù)目均為2n=16（二倍體），而茖蔥植物的染色體數(shù)目為2n=32（四倍體）；核型類型都為2A，不對(duì)稱系數(shù)在60.22%～63.64%之間，核型對(duì)稱性比較高；19個(gè)居群都具有隨體，隨體染色體數(shù)目在2～5之間，具有短臂隨體、長(zhǎng)臂隨體和居間隨體等類型，占比例最大的是st染色體短臂隨體；2個(gè)居群具B染色體，B染色體數(shù)目在1～5之間。

茖蔥兩個(gè)居群的染色體都為四倍體，具有4個(gè)st染色體短臂隨體，相對(duì)長(zhǎng)度在8.71～16.30之間，都為2A核型（圖版Ⅰ：1，2；圖版 Ⅲ：20，21），染色體能按形態(tài)分組，每組4條，生境都較為潮濕。

對(duì)葉韭的8個(gè)居群都為二倍體，As.K%為61.37%～63.64%，核型都為2A型，每個(gè)居群都具隨體染色體，其中采自陜西眉縣紅河谷太白山中林緣的居群存在1～4條B染色體。采自河南欒川龍峪灣山頂竹林中的一個(gè)居群和河南靈寶老鴉岔山頂亂石堆中居群都具有sm染色體具居中隨體。

心葉韭馬爾康居群的As.K% = 60.87%，染色體相對(duì)長(zhǎng)度為8.55～15.84，最長(zhǎng)與最短染色體的比值為1.85，2A核型（圖版Ⅱ：19；圖版 Ⅲ：37）。該居群具2對(duì)隨體染色體，一對(duì)為st染色體短臂隨體，另一對(duì)為sm染色體居間隨體。采自四川馬爾康鷓鴣山林下。

太白韭8個(gè)居群的核型都為2A型，除聶拉木居群為四倍體外，其余居群均為二倍體，四川理塘居群具1對(duì)st染色體短臂隨體和1對(duì)sm染色體居間隨體，西藏左貢居群的1對(duì)sm染色體存在雜合現(xiàn)象，其中1條染色體的短臂明顯更短。采自西藏左貢東達(dá)山杜鵑灌叢中，灌叢中有溪流，生境中水分充足。西藏聶拉木居群為四倍體，2n=4x=16m（1SAT）+12sm（2 SAT）+4st（2 SAT）+Bs（1～5），As.K% = 62.84%，染色體相對(duì)長(zhǎng)度為9.12～16.57，最長(zhǎng)與最短染色體的比值為1.82，2A核型（圖版Ⅱ：15；圖版 Ⅲ：38）。該居群存在隨體雜合，具有2對(duì)st染色體以及1條m染色體隨體；并存在B染色體，B染色體數(shù)目為1～5。該四倍體居群植株明顯比二倍體更高大，葉片更長(zhǎng)更寬，采自西藏聶拉木縣后山草地。

3討論

3.1 Anguinum亞屬植物多態(tài)性

3.1.1 染色體數(shù)目變化Anguinum亞屬中的對(duì)葉韭、白脈韭、心葉韭、玉簪葉韭、短葶韭都是二倍體，對(duì)葉韭分布于中國(guó)東北、河北、山西、秦嶺地區(qū)，其余幾種僅分布于中國(guó)川西部分地區(qū)；茖蔥和太白韭具有二倍體和四倍體，卵葉韭則為二倍體和三倍體，茖蔥分布于北美西部、歐洲、西伯利亞和中亞（Xu & Kamelin，2000），太白韭在中國(guó)從秦嶺至青藏高原東部均有分布，在印度、尼泊爾、不丹、錫金也有分布，卵葉韭廣泛分布于中國(guó)西南地區(qū)。該亞屬植物存在二、三、四倍體3種倍性，種間和居群間存在倍性變化，染色體數(shù)目存在多態(tài)性，并且其分布規(guī)律表明具多倍體的種具有更加廣泛的分布范圍。根據(jù)李琴琴（2012）的研究，對(duì)葉韭、茖蔥大約起源于第四紀(jì)更新世中期，茖蔥逐漸擴(kuò)散到北美西部、歐洲、西伯利亞和中亞，東亞其余類群的分化則是更晚的事件。由于第四紀(jì)氣候的動(dòng)蕩變化（Mitchell， 1976；Smiley et al，1991）發(fā)生了24次冰川事件。

中，多倍體比較能夠經(jīng)受選擇（洪德元，1990）。雖然染色體的多倍化可能導(dǎo)致育性降低甚至不育，但是蔥屬的植物均具有鱗莖，研究發(fā)現(xiàn)茖蔥和卵葉韭具有走莖（Yoo et al， 1998；Kawano & Nagai， 2005），作者采樣過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)太白韭部分居群存在走莖，能夠通過(guò)無(wú)性繁殖來(lái)保存變異并擴(kuò)大居群的個(gè)體數(shù)量，克服多倍體育性降低的困難。兼性無(wú)融合生殖和染色體數(shù)目變異增強(qiáng)了Anguinum亞屬植物抵抗環(huán)境變異帶來(lái)的不良影響的能力，有助于其生存和遷移擴(kuò)散。

3.1.2 染色體結(jié)構(gòu)變異本研究和已有核型研究（表2）表明，蔥屬Anguinum亞屬植物染色體結(jié)構(gòu)存在變異。具有多個(gè)居群的茖蔥、對(duì)葉韭、卵葉韭、太白韭和短葶韭的居群數(shù)和核型組成類型分別為6，4、11，4、5，2、22，10和2、2，表明居群間核型組成存在豐富變化，居群的m、sm和st染色體數(shù)目存在變化，存在m染色體向sm轉(zhuǎn)化，或者sm染色體向st染色體轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象。Stebbins（1971）提出從m染色體到sm、st、t染色體的進(jìn)化中，至少要發(fā)生染色體間不等羅伯遜易位或同一染色體的臂間不等倒位或染色體內(nèi)轉(zhuǎn)化，是染色體結(jié)構(gòu)變異的表現(xiàn)。染色體結(jié)構(gòu)變異可以產(chǎn)生新的連鎖基因，在擴(kuò)大生境時(shí)具有更高的適合度，從而增加對(duì)環(huán)境的適應(yīng)度。

Anguinum亞屬植物還具有B染色體，已有資料的48個(gè)居群中8個(gè)居群存在B染色體，數(shù)目在1～6之間（表1，表2），中國(guó)蔥屬最大的組sect. Rhiziridium已有核型資料的34種108居群中只有10個(gè)居群具有隨體染色體（周春景等，2012），相比之下Anguinum亞屬具有很高的B染色體比例。B染色體可導(dǎo)致A染色體組交叉頻率的增加，而此增加勢(shì)必促進(jìn)基因重組以及變異的發(fā)生，而B染色體則為這種進(jìn)化機(jī)制提供了潛在的可能（洪德元，1990），即B染色體的出現(xiàn)是染色體結(jié)構(gòu)變異的一種反映。分布最廣泛的茖蔥沒(méi)有B染色體，而分布極為狹域的玉簪葉韭和短葶韭以及僅分布于中國(guó)的對(duì)葉韭具有B染色體。隨體和B染色體特征都顯示茖蔥處于較穩(wěn)定的狀態(tài)，而東亞其余類群仍存在分化和變異中。研究表明B染色體的存在，雖然不會(huì)導(dǎo)致新的物種形成，但卻為物種占領(lǐng)新的特殊生境具有重要生態(tài)學(xué)適應(yīng)意義（洪德元，1990），據(jù)此推測(cè)在東亞類群的擴(kuò)散和遷移過(guò)程中，B染色體變異對(duì)該亞屬植物適應(yīng)新的生境具有重要作用。

3.1.3 隨體染色體多態(tài)性根據(jù)本文研究，結(jié)合國(guó)內(nèi)外（張躍進(jìn)等，1993；景望春等，1999）；（Mizianty & Frey，1973； Krogulevich，1976； Pastor，1982）研究資料表明Anguinum亞屬植物居群間隨體染色體的數(shù)目和形態(tài)都存在變異。二倍體居群的隨體染色體數(shù)目在1～5之間，三倍體居群具有3條隨體染色體，四倍體居群具4～5條隨體染色體。Brat（1965）按照隨體的形狀和位置將蔥屬隨體染色體劃分為 6 種類型，參照Brat的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)亞屬的隨體染色體進(jìn)行劃分（表1，表2），Anguinum亞屬中隨體染色體位于m、sm或st染色體上，涵蓋了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ型，主要為Ⅱ型，除過(guò)張躍進(jìn)等（1993）研究的太白山居群太白韭僅具有Ⅳ型隨體外，其余居群都具有Ⅱ型隨體，少數(shù)居群還具有Ⅰ型（2個(gè)居群）、Ⅲ型（1個(gè)居群）和Ⅳ型（3個(gè)居群）隨體染色體。以上結(jié)果表明，Anguinum亞屬植物隨體染色體存在多型性，同種不同生境的居群間隨體染色體存在一定差異。Brat認(rèn)為通常隨體染色體對(duì)環(huán)境變化比非隨體染色體更為敏感。前人研究也表明該亞屬植物對(duì)生境敏感，形態(tài)和生理生化性質(zhì)等容易受到環(huán)境的影響而發(fā)生變異（譚仲明和許介眉，1994；Kim et al， 1997； Yang et al， 2014）。本研究涉及的19個(gè)居群的生境多樣化，有秦嶺地區(qū)的林下、草地一直到青藏高原的高山杜鵑灌叢和草甸中以及溪邊，在廣闊的地理分布區(qū)內(nèi)，氣候條件、土壤性質(zhì)以及光照等諸多環(huán)境因素必然存在很大的差異，推測(cè)可能是環(huán)境差異誘發(fā)Anguinum亞屬植物隨體染色體發(fā)生結(jié)構(gòu)變異，造成隨體染色體的多態(tài)性。因此推測(cè)由于Anguinum亞屬植物生境多樣化，隨體染色體對(duì)生境的敏感性促使其發(fā)生變異，生境異質(zhì)性使得隨體染色體具有多態(tài)性。

3.2 茖蔥和對(duì)葉韭的細(xì)胞地理學(xué)

細(xì)胞地理學(xué) （Cytogeography） 是研究染色體特性及其與植物地理分布之間關(guān)系的一門學(xué)科，其主要內(nèi)容為植物地理分布與染色體核型變化多倍性的關(guān)系和核型與植物類群分布起源中心的關(guān)系（徐炳聲，1982）。根據(jù)本研究結(jié)合已有資料，根據(jù)染色體倍性變化和地理分布對(duì)分布比較廣泛的茖蔥和對(duì)葉韭進(jìn)行細(xì)胞地理學(xué)研究，初步探討它的地理分布及成因。

3.2.1 茖蔥根據(jù)目前國(guó)際國(guó)內(nèi)已有的細(xì)胞資料表明，茖蔥分布于歐洲的居群其染色體均為二倍體，分布于韓國(guó)和日本的茖蔥居群則存在二倍體和四倍體兩種細(xì)胞型，已報(bào)道的茖蔥三倍體居群則分布于印度北部（Mizianty & Frey，1973； Krogulevich，1976； Pastor，1982），分布于中國(guó)的茖蔥全是四倍體（景望春，1999）。根據(jù)核型以及系統(tǒng)分類學(xué)資料顯示茖蔥分布廣泛、核型較為穩(wěn)定、進(jìn)化樹位置較為古老，說(shuō)明茖蔥較東亞其余類群都要古老，李琴琴（2010）對(duì)Anguinum亞屬可能起源時(shí)間運(yùn)用分子鐘推測(cè)表明茖蔥可能在第四紀(jì)更新世中期起源于歐亞大陸， 之后擴(kuò)散到北美、歐洲、西伯利亞和中亞，那個(gè)時(shí)期擴(kuò)散出去的類群多為二倍體，可能僅僅在細(xì)胞核型上發(fā)生變異來(lái)適應(yīng)新的環(huán)境。而于晚第三紀(jì)擴(kuò)散至喜馬拉雅和橫斷山鄰近地區(qū)的茖蔥類群，由于喜馬拉雅山脈的隆起和橫斷山的造山活動(dòng)在第四紀(jì)尤為劇烈（Li et al，1979； Zhou et al，2000； 劉東生等，2000），在第四紀(jì)時(shí)分布于鄰近地區(qū)的茖蔥類群經(jīng)歷了多次冰期和間冰期的活動(dòng)，這些事件促成了復(fù)雜多樣的氣候和生境條件，使分布于其邊緣地區(qū)的茖蔥類群在向新的生境擴(kuò)散的過(guò)程中，產(chǎn)生染色體倍性的變化，續(xù)而出現(xiàn)了三倍體和四倍體后裔，在氣候和土壤均頻繁而劇烈的變動(dòng)生境中，多倍體比較能夠經(jīng)受選擇（洪德元，1990）。因此，分布于印度北部，中國(guó)西南部、秦嶺、一直延伸至東亞（我國(guó)東北部及日本）的多倍體茖蔥（后裔）因?yàn)閾碛辛硕嗵椎娜旧w可經(jīng)受環(huán)境變化的環(huán)境壓力而生存下來(lái)， 并進(jìn)一步分化發(fā)育。在多倍化的過(guò)程中，茖蔥（后裔）出現(xiàn)了三倍體居群，三倍體的物種無(wú)法完成有性生殖過(guò)程，即茖蔥（后裔）中的三倍體個(gè)體或居群是不育的，但因蔥屬植物具有鱗莖和根狀莖，并且茖蔥還具有走莖，無(wú)性繁殖機(jī)制的存在為擴(kuò)大其居群個(gè)體數(shù)量和保存變異提供了可能。多倍化和無(wú)性繁殖使得茖蔥的適應(yīng)性增強(qiáng)而得以擴(kuò)散和遷移。

3.2.2 對(duì)葉韭本研究中，對(duì)葉韭為中國(guó)特有種，在東北、華中和西南都有分布，已有核型資料的11個(gè)居群都為二倍體。對(duì)葉韭僅分布在中國(guó)，花形態(tài)與茖蔥相似，而與中國(guó)其余類群不相同，分子系統(tǒng)進(jìn)化研究表明對(duì)葉韭與茖蔥可能具有共同的祖先（李琴琴，2010），對(duì)葉韭分布在茖蔥二倍體外緣，與四倍體近同域分布，茖蔥多分布在陰暗潮濕腐殖質(zhì)豐富的林下，根據(jù)野外采集觀察對(duì)葉韭分布在林下、草地和河邊，生境遮蔽度比茖蔥更小，也相對(duì)更加干旱，對(duì)葉韭相比茖蔥具更廣的生態(tài)幅。因此推測(cè)茖蔥的古老類群在向南遷移的過(guò)程遇到環(huán)境變化，第四紀(jì)冰期作用使得雪線下降，茖蔥向低海拔以及南方遷移過(guò)程遇到與以前不同的土質(zhì)、陽(yáng)光和水分條件，一部分加倍形成四倍體，在劇烈變化的氣候和土壤中，四倍體更加能夠經(jīng)受選擇（洪德元，1990），因而能適應(yīng)更高的環(huán)境壓力而生存下來(lái)；另一部分變異產(chǎn)生新的基因型形成了生態(tài)幅更廣的對(duì)葉韭，對(duì)葉韭能夠占領(lǐng)與茖蔥不同的更廣闊生境而得以保存和擴(kuò)大居群。秦嶺地區(qū)在第四紀(jì)經(jīng)歷了多次的冰川作用以及山脈隆起和一系列的地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)，使得該地區(qū)的氣候和生境產(chǎn)生大的動(dòng)蕩（劉東生等，2000），秦嶺作為我國(guó)南北分水嶺，氣候和地理狀況陡變， 具有明顯不同于對(duì)葉韭北方分布地的生境條件，在此地區(qū)的眉縣居群對(duì)葉韭具有1～4條B染色體，蔥屬植物B染色體是作為染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)生存環(huán)境適應(yīng)的表型特征而存在的，太白山地區(qū)B染色體的出現(xiàn)可能就是此地區(qū)對(duì)葉韭對(duì)變動(dòng)的環(huán)境的一種響應(yīng)。河南欒川居群中存在Ⅳ型隨體染色體，根據(jù)Brat（1965）的研究，Ⅳ型是Ⅱ型通過(guò)易位形成的。對(duì)葉韭居群間核型存在差異，核型組成不同的居群生境也不相同，隨體染色體變異、核型差異以及B染色體都體現(xiàn)了染色體的結(jié)構(gòu)變異，染色體結(jié)構(gòu)變異有助于對(duì)葉韭克服在擴(kuò)大生境時(shí)遇到的環(huán)境變化壓力。在Anguinum亞屬中還有葉形態(tài)與對(duì)葉韭相似，但是花形態(tài)不同的卵葉韭，對(duì)葉韭分布在秦嶺及其以南地區(qū)，卵葉韭分布在秦嶺以南以及西南地區(qū)。秦嶺是我國(guó)著名的南北氣候帶和植被類型的分界線，推測(cè)對(duì)葉韭在擴(kuò)散到秦嶺以北地區(qū)時(shí)，遇到明顯不同的氣候、土壤和地理環(huán)境發(fā)生變異，進(jìn)而分化產(chǎn)生卵葉韭，卵葉韭進(jìn)一步向西南地區(qū)擴(kuò)散。

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