棉花的多倍体起源

摘要

多倍化是自然界中很普遍的现象,在许多植物进化和物种形成以及多样化过程中发挥了关键作用,棉花也不例外.有些二倍体棉种是染色体二倍化的多倍体,即棉种起源经历过多倍体化的过程,最典型的是比克氏棉,另外还有旱地棉、拟似棉、肯宁汉氏棉、异常棉、绿顶棉和三叶棉.异源四倍体棉是多倍体化产生的典型产品,由来源于A与D染色体组近似的祖先种杂交、染色体加倍后形成的双二倍体.四倍体棉种的D亚组供体种,以前都认同雷蒙德氏棉,但新近棉花荧光原位杂交研究,最少陆地棉不是雷蒙德氏棉.异源四倍体棉的多倍体化的时期有白垩纪、中新世、更新世、中更新世和近6000年等几种推论,现在比较得到共识的是更新世起源说.荧光原位杂交(FISH)是细胞遗传学与分子生物学相结合的一种研究手段,能够提供物种起源与演化研究的大量信息.近年来棉花FISH研究进展明显,与多倍体起源相关的注要内容是:(1)证实了四倍体棉种的双二倍体起源;(2)A比D染色体组与多倍体棉种的关系明显近缘;(3)证实了四倍体棉种A、D亚组发生了片段易位与基因组殖民化;(4)发现了gDNA-FISH的拟NOR现象;(5)初步发现陆地棉特有FISH标记;(6)发现拟似棉gDNA-FISH的散布杂交信号;(7)指出陆地棉非"雷蒙德氏棉亲本说".从棉花多倍化起源特点,探讨了棉属可能更多四倍体棉种产生的问题,并比较了棉花分子作图与FISH作图的意义.