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榕一蜂互惠共生体系被认为是动植物间互作关系最特化、最具代表性的互惠共生系统,是研究动植物间协同进化的经典范例。榕小蜂作为榕树高度专一的传粉昆虫,在为榕树传粉的同时又在榕果内营寄生生活,直至完成其整个生活史,加之其非常微小的体型,因此一直以来国内外对传粉榕小蜂的染色体研究存在很大困难,罕见前人有成功的研究报道。论文选择在云南西双版纳具有广泛分布的10种榕树对应传粉榕小蜂为研究对象,通过长期的反复实验,建立一套适合传粉榕小蜂染色体研究的全新方法。并运用该方法对10种传粉榕小蜂的染色体核型进行了研究,探讨了10种小蜂间的亲缘关系和染色体核型进化；比较了传粉榕小蜂适应不同繁殖系统的寄主榕树在染色体水平上的差异。主要结果概括如下:
1.本文介绍的方法与前人研究蚂蚁染色体时提出的方法相比,在玻片制备过程、材料前期预处理两处做了改进。在染色体玻片制备后期,作者简化了材料的固定过程,仅使用常用的卡诺氏固定液(甲醇:冰醋酸=3∶1)进行一次性固定即可。此外,在解剖出脑组织后进行前期预处理时,作者使用含有秋水仙素的小牛血清培养液对脑组织进行短暂的培养,不仅可以在短时间内保持细胞的活力,促进细胞的分裂,而且还可以使秋水仙素充分作用于分裂期细胞,从而产生大量的处于中期的分裂相。两种方法对比实验表明,利用本文介绍的方法进行传粉榕小蜂染色体玻片制备,操作过程简单,重复性强,能够得到大量的分散良好、数目完整、形态清晰的染色体分裂相。改进后的制片技术为今后从更为深入和精细的水平开展传粉榕小蜂染色体研究提供了可能。
2.论文涉及的10种传粉小蜂隶属于榕小蜂科(Agaonidae)Ceratosolen、Dolichoris和Blastophaga三属。染色体核型结果显示,10种传粉榕小蜂的染色体核型显示出属内高度的一致性,属间则在染色体数目和染色体类型两个方面表现出巨大差异。Ceratosolen属7种传粉榕小蜂具有相同的染色体数目2n(♀)=10,染色体类型全部为中着丝粒染色体:Dolichoris属与Ceratosolen属相比,具有相同的染色体数目2n(♀)=10,但在染色体类型上与前者不同,染色体组中除了4对中着丝粒染色体外,还具有1对最小的亚端着丝粒染色体:Blastophaga属2种染色体核型特征也非常相似,具有相同的染色体数目2n(♀)=12,在染色体类型上都包括5对中着丝粒染色体和1对端着丝粒染色体。
3.实验中先后对10种传粉榕小蜂尝试进行C带、G带和Ag染等不同的分带处理,但从研究结果来看,10种传粉小蜂的各种带型处理均不理想,存在重复性差、显带模糊或者不显带的问题,而且同一种传粉榕小蜂不同时期的细胞分裂相,显带也存在很大的差异。从已有的显带结果来看,10种传粉榕小蜂不论是C带还是G带,染色体带纹类型呈现出多样性,分别具有着丝粒带、居间带和端带。
4.选择染色体数目、相对长度、臂比和着丝粒指数等四个染色体参数,对10种传粉榕小蜂用不加权算术平均组对法(UPGMA)进行核型似近系数聚类分析,结果表明,Ceratosolen属属内7种传粉榕小蜂在核型似近系数λ=0.9788附近分为两个分支,第一个分支包括了苹果榕(Ficus oligodon)、平枝榕(F.Prostrata)、木瓜榕(F.auriculata)、鸡嗉子榕(F.semicordata)和对叶榕(F.hispida)传粉榕小蜂；而第二个分支则包括水同木(F.fistulosa)和聚果榕(F.racemosa)传粉榕小蜂。虽然苹果榕传粉榕小蜂与木瓜榕传粉榕小蜂同位于一个分支,但两者没有聚在一起形成姐妹群,而是分处于两个小的分支中。这一结果与前人的分子及生态研究结果存在一定差异。推测产生这样的结果可能跟我们选择的染色体性状参数过少有关,但这也反映出两者之间已经出现分化。
5.从染色体核型特征来看,雌雄异株和雌雄同株榕树对应的传粉榕小蜂具有非常相似的核型特征,没有表现出明显的差异。由于带型实验结果不理想,因此对于两者在染色体带型方面是否存在差异和分化目前尚不清楚。
6.传粉榕小蜂染色体研究国内外以前唯一报道过的一例研究了无花果F.Carica传粉小蜂B.psenes的染色体核型,认为B.psenes所具有的核型特征应代表了榕小蜂科Agaonidae昆虫所具有的基本染色体核型特征,其它核型都是在这一基础上通过染色体的融合进化而产生,即染色体数目发生从多到少的变化。但这一结果与前人对榕小蜂科进行的系统发育分析结果不一致。结合前人对膜翅目蚂蚁的染色体研究和对榕小蜂科进行的分子系统发育分析以及本论文所研究的三属10种传粉榕小蜂的染色体核型结果,作者推测,Ceratosolen属的染色体核型相对于Dolichoris和Blastophaga两属而言更为原始,三者之间呈现出染色体核型由对称向不对称变化的趋势,Dolichoris属的染色体核型极有可能是由Ceratosolen属染色体核型进化为Blastophaga属的染色体核型的一个中间过渡类型。然而,就整个榕小蜂科的核型进化,仅仅从这三个属的结论还不好做出判断。