巴西水生植物Aeschynomene denticulata的染色体分析与形态特征研究及其在豆科植物系统学中的意义

本研究针对豆科蝶形花亚科黄檀族水生植物Aeschynomene denticulata的物种界定难题，通过染色体核型分析和形态学观察，首次揭示了该物种独特的二倍体染色体特征（2n=20）及其与近缘种A. ciliata的区分依据。研究采用Giemsa染色技术确认了SAT染色体携带NOR区域，并通过温室栽培验证了齿状托叶、花瓣纤毛等关键分类特征，为黄檀族植物的进化研究和农业应用提供了重要细胞遗传学依据。

　　

在热带湿地生态系统中，豆科植物Aeschynomene denticulata因其独特的固氮能力而具有重要农业价值，但该物种与近缘种A. ciliata的形态相似性常导致分类混淆。更棘手的是，作为潜在多倍体杂交事件的祖先种之一，其细胞遗传学特征长期缺失，严重制约了黄檀族（Dalbergieae）植物的系统发育研究和育种应用。

为破解这一难题，Fernando Tapia-Pastrana团队以巴西马托格罗索州的野生种群为材料，开展了一项整合染色体分析与形态鉴定的创新研究。通过经典的Giemsa染色技术，研究人员首次绘制出该物种完整的染色体图谱，发现其核型公式为10对中部着丝粒染色体（10m），其中第9对染色体短臂携带明显的次级缢痕和随体（SAT染色体）。

形态学观察则揭示了三个关键鉴别特征：1）披针形托叶具齿状-纤毛边缘（10-15×2-3mm）；2）花瓣边缘锯齿状纤毛；3）果实表面被糙伏毛。这些发现通过温室栽培的18个生长周期得到验证，

与近缘种A. ciliata（托叶卵形，较大）和A. indica（全缘无毛）形成鲜明对比。

关键技术方法

1. 1.

   染色体分析：采用表面铺展-空气干燥法制备根尖分生组织标本，Giemsa染色观察中期染色体

2. 2.

   形态学鉴定：基于MEXU标本馆375752号标本的种子培育温室植株，系统记录54个形态特征

3. 3.

   核型参数计算：测量总单倍体染色体长度（THC）、臂比等指标，采用Huziwara公式计算不对称指数

主要研究结果

1. 1.

   染色体特征：确认二倍体数2n=20，核型公式10m，SAT染色体位于第9对短臂，THC达16.47±0.95μm

2. 2.

   NOR区域关联：发现随体与核仁残余物连接，证明次级缢痕携带核仁组织区（NOR）

3. 3.

   形态鉴别体系：建立托叶形状（披针形vs卵形）、花瓣边缘（锯齿状纤毛vs全缘）等7项鉴别特征

4. 4.

   发育周期：记录最小世代时间18周，支持核型理论中DNA含量与发育速率的正相关性

结论与意义

该研究首次阐明A. denticulata的细胞遗传学特征，其1.29pg的DNA含量（Arrighi et al. 2013数据）与较长世代时间的关联，为理解黄檀族植物的适应性进化提供了新视角。更重要的是，研究建立的"染色体核型+托叶形态"鉴定体系，有效解决了该物种与A. ciliata的百年分类争议。这些发现被发表于《Kew Bulletin》时，审稿人特别指出其对解析黄檀族多倍体复合体（如六倍体A. indica）起源的重要价值，并为后续开展固氮相关基因定位研究奠定了细胞学基础。