全 文 ：
第 38卷第 6期 湖南农业大学学报(自然科学版) Vol.38 No.6
2012 年 12 月 Journal of Hunan Agricultural University (Natural Sciences) Dec．2012

DOI:10.3724/SP.J.1238.2012.00617
10 种铁线莲的核型特征及核型似近系数聚类分析
彭绿春 1,2,3,4，于恒隽 5，余娜 6，瞿素萍 1,2,3,4*，张艺萍 1,2,3,4，解玮佳 1,2,3,4，李世峰 1,2,3,4*，丁鲲 7
(1.云南省农业科学院 花卉研究所，云南 昆明 650205；2.农业部花卉产品质量监督检验测试中心，云南 昆明
650205；3.云南省花卉育种重点实验室，云南 昆明 650205；4.云南花卉技术工程研究中心，云南 昆明 650205；
5.华南农业大学 园艺学院，广东 广州 510642；6.云南省花卉产业办公室，云南 昆明 650205；7.云南省农村科
技服务中心，云南 昆明 650021)

摘 要: 为探明铁线莲核型特征与种间的亲缘关系，以 10种(品种)铁线莲组培苗幼嫩根尖为材料，应用常规压片
法分析染色体特征，并进行核型似近系数聚类分析。核型特征分析结果表明：除 1个栽培种‘杰克曼’的染色体
数为 14外，其余 9个种的染色体数 2n=16，染色体基数为 8；10种铁线莲核型特征参数种间存在的差异，可作为
铁线莲属植物分类和亲缘关系判定的依据。以核型似近系数进行聚类分析，在核型似近系数为 0.818 1时，10种
铁线莲聚为 3类；在核型似近系数为 0.893 9时，10种铁线莲聚为 4类。
关 键 词：铁线莲；核型特征；核型似近系数；聚类分析
中图分类号：S682 文献标志码：A 文章编号：10071032(2012)06061706

Karyotype features of 10 species of Clematis and cluster analysis
of karyotypies resemblance-near coefficient
PENG Lü-chun1,2,3,4, YU Heng-juan5, YU Na6, QU Su-ping1,2,3,4*, ZHANG Yi-ping1,2,3,4,
XIE Wei-jia1,2,3,4, LI Shi-feng1,2,3,4*, DING Kun7
(1. Flower Research Institute of Yunnan Academy of Agricultral Sciences, Kunming 650205, China; 2. Supervision and
Testing Centre for Flowers of Ministry of Agriculture, Kunming 650205, China; 3. Yunnan Flower Breeding Key
Laboratory, Kunming 650205, China; 4. Yunnan Flower Research and Development Center, Kunming 650205, China; 5.
Horticultural College of Huanan Agricultural University, Guangzhou 510642, China; 6. Yunnan Flower Industry Office,
Kunming 650205, China; 7. Yunnan Rural Science and Technology Service Center, Kunmig 650021, China)

Abstract: Taking young root tip of in vitro plantlet of 10 species of Clematis as material, chromosome feature analysis
and cluster analysis of karyotype resemblance-near coefficient were conducted by using conventional pressed slice
method, to discuss the karyotype features and genetic relationship between species. The results suggested that the
chromosome number of ‘Jackmanii’was 14, the chromosome number of the other species were 16, and basic number of
chromosome was 8. There existed differences of karyotype parameters in 10 species of Clematis, so karyotype datas
could provide a base for the classification and genetic relationship identification of Clematis. To make cluster analysis of
karyotypies resemblance-near coefficient, when karyotype resemblance-near coefficient(λ) was 0.818 1, 10 species of
Clematis could be divided into 3 groups, when λ was 0.893 9, 10 species of Clematis could be divided into 4 groups.
Key words: Clematis L.; karyotype features; karyotypies resemblance-near coefficient; cluster analysis


收稿日期：2012–07–23
基金项目：云南省科技计划项目(2011EB111)
作者简介：彭绿春(1981—)，女，云南个旧市人，硕士，助理研究员，主要从事花卉标准化和植物繁育技术研究，green315@126.com；
*通信作者，kylin7023@126.com，qusuping@sina.com


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铁线莲隶属毛茛科 (Ranunculaceae)铁线莲属
(Clematis)，具有很高的应用价值和经济价值。全球
约有铁线莲资源 300 余种[1]。中国有铁线莲资源约
147 种[2]。铁线莲原种较多，栽培种更多，新品种
主要通过杂交育种获得。在中国，铁线莲杂交育种
的亲本主要选用国内原种和从国外引进优异栽培
品种。这些品种的亲缘关系和遗传背景不明，而且
复杂，新品种选育的工作量大，选育效率低。关于
铁线莲亲缘关系和遗传背景的研究[3–12]针对形态分
类学方面的较多，尚未见针对核型似近系数
(karyotype resemblance-near coefficient)进行聚类分
析的报道。核型是生物遗传物质细胞水平上的表
征，受外界环境因素的影响比外部形态小，更能保
持相对稳定性。以核型为依据，可以推测生物亲缘
关系的远近[13]。核型似近系数是 2个物种在形态结
构上的等同程度的表征，反应的是物种间在核型上
的同源性或亲缘关系的远近。核型似近系数聚类分
析方法于 1993 年提出[14]，已在青稞[15]、大花蕙
兰[16]、淫羊霍[17]、金花茶[18]、绵羊[19]等动植物的亲
缘关系和遗传距离方面被广泛应用，为植物资源利
用、分类、系统演化、杂交亲本选配等提供了参考
依据。笔者运用核型似近系数聚类分析方法，分析
10 种(品种)铁线莲的核型特征和亲缘关系，旨在为
铁线莲属植物资源利用、遗传改良提供细胞学资料。
1 材料与方法
1.1 材 料
滑叶藤、毛茛铁线莲、长花铁线莲、金毛铁线
莲、‘典雅紫’、‘杰克曼’、‘里昂城’、‘微安’、‘亨利’、
‘波兰精神’等10种铁线莲均取自云南省农业科学院
花卉研究所组织培养实验室，其中，4个为野生原
种，6个为荷兰引进栽培种。10个材料均为当年外
植体诱导、增殖、生根的材料。
1.2 方 法
1.2.1 铁线莲组培苗根尖染色体制片、观察和参
数计算
染色体制片：采用常规制片方法，将材料用
0.1%秋水仙素于室温、黑暗条件下预处理 5 h，用
清水清洗材料，4 ℃条件下于卡诺固定液中固定
1 h，解离，于材料中加入 1 mol/L HCl，60 ℃水浴
6 min，充分洗涤后于卡宝品红中染色 1～2 h，于
Nikon显微镜上镜检，观察，拍照。
染色体数的确定和核型分析参照文献[20]的
方法。核型分类参照文献[21]的方法。采用文献[22]
中核型不对称系数来确定染色体核型不对称程
度。着丝粒位置按文献[23]标准计算。分析时，
每个品种至少取 5 个染色体分散良好的细胞进行
测量计算，每个品种的染色体数至少观察 25个完
整的中期分裂相。应用文献[24]中染色体核型似
近系数聚类分析系统，以染色体相对长度、臂比、
着丝粒指数为参数进行计算。核型聚类分析结果
以树状图表示。
1.2.2 不同继代代次根尖染色体制片、观察和参
数计算
按照 1.2.1 中的方法，分别在不同继代代次进
行 3次铁线莲根尖染色体制片、观察和参数计算，
以确保得到的染色体组型稳定。
2 结果与分析
2.1 不同继代代次根尖的染色体分析
由表 1可见，各品种 3个代次的染色体数稳定，
除‘杰克曼’为 14 条外，其余 9 种的染色体数均为
2n=16条。核型公式、核型类型、臂比值大于 2的
染色体比例在 3个代次中完全一致，平均臂比、着
丝粒指数、不对称系数只有细微差异。可见，分别
于 3个代次制片得到的染色体形态比较一致，试验
得到的染色体组型稳定。


第 38卷第 6期 彭绿春等 10种铁线莲的核型特征及核型似近系数聚类分析 619

表 1 10 种铁线莲的核型特征
Table 1 Karyotype features of 10 species of Clematis
编号 材 料 继代代次
染色
体数 核型公式
平均
臂比
着丝粒
指数
臂比>2的
比例/%
不对称
系数/% 类型
1 16 10m+4st+2t 3.23 0.33 37.50 64.00 2B
2 16 10m+4st+2t 3.11 0.33 37.50 63.50 2B
1 滑叶藤(C. fasciculiflora Franch)
3 16 10m+4st+2t 3.35 0.35 37.50 64.00 2B
1 16 10m+4st+2t 2.75 0.35 37.50 62.45 2A
2 16 10m+4st+2t 2.75 0.31 37.50 61.00 2A
2 毛茛铁线莲(C. ranunculoides Franch)
3 16 10m+4st+2t 2.90 0.35 37.50 63.10 2A
1 16 10m+4st+2t 2.88 0.34 37.50 64.07 2A
2 16 10m+4st+2t 2.90 0.33 37.50 64.00 2A
3 长花铁线莲(C. rehderiana Craib)
3 16 10m+4st+2t 2.75 0.29 37.50 65.00 2A
1 16 10m+6st 2.71 0.38 37.50 65.08 2B
2 16 10m+6st 2.70 0.38 37.50 65.00 2B
4 金毛铁线莲(C. chrysocoma Franch)
3 16 10m+6st 2.88 0.37 37.50 64.20 2B
1 16 10m+4st+2t 3.26 0.34 37.50 63.33 2A
2 16 10m+4st+2t 3.30 0.33 37.50 64.00 2A
5 ‘典雅紫’(purpurea plena Elegans)
3 16 10m+4st+2t 3.30 0.34 37.50 62.52 2A
1 14 10m+4st 2.29 0.37 28.60 60.79 2A
2 14 10m+4st 2.15 0.39 28.60 60.00 2A
6 ‘杰克曼’(Jackmanii)
3 14 10m+4st 2.00 0.37 28.60 61.00 2A
1 16 10m+6st 2.09 0.37 37.50 60.90 2A
2 16 10m+6st 2.00 0.37 37.50 60.00 2A
7 ‘里昂城’(Ville de Lyon)
3 16 10m+6st 2.20 0.40 37.50 60.80 2A
1 16 10m+6st 2.62 0.38 37.50 60.63 2A
2 16 10m+6st 2.53 0.35 37.50 60.20 2A
8 ‘微安’(Vyvyan Penell)
3 16 10m+6st 2.60 0.39 37.50 60.60 2A
1 16 10m+6st 2.16 0.36 37.50 61.91 2B
2 16 10m+6st 2.00 0.33 37.50 60.90 2B
9 ‘亨利’(Henryi)
3 16 10m+6st 2.30 0.33 37.50 62.00 2B
1 16 10m+6st 2.09 0.37 37.50 61.41 2B
2 16 10m+6st 2.10 0.35 37.50 61.00 2B
10 ‘波兰精神’(Polish Spirit`)
3 16 10m+6st 2.21 0.37 37.50 62.50 2B

2.2 染色体数及核型特征分析
由表 1 和图 1 可知，‘杰克曼’核型公式为
10m+4st，臂比＞2的染色体比例为 28.6%，核型类
型为 2A 型，其余 9 种染色体由中部着丝点染色体
(m)、亚端部着丝点染色体(st)、端部着丝点染色体
(t)组成，与文献[25]中的结论“所有铁线莲核型的
基本模式极为相似，均由 5对具中部着丝点(m)和 3
对具近端(st)或端部(t)着丝点染色体所组成”基本一
致。臂比＞2 的染色体比例为 37.5%，核型类型为
较原始的 2A和 2B型，即滑叶藤、金毛铁线莲、‘亨
利’和‘波兰精神’为 2B型，其余 6种为 2A型。
‘波兰精神’和‘亨利’具有相同的核型公式和核
型类型，其余核型特征参数也较接近，滑叶藤和金
毛铁线莲具有相同的核型类型和相似的核型特征
参数，长花铁线莲、毛茛铁线莲、‘典雅紫’、‘里
昂城’和‘微安’具有相同的核型类型和相似的核
型特征参数。10 种铁线莲核型参数在种间存在差
异。这种差异可作为铁线莲属植物分类和亲缘关系
判定的依据。


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K1


K2
K3

K4
K5

K6
K7

K8
K9

K10
“M”示染色体形态；“K”示染色体核型；1～10为品种编号。
图 1 10 种铁线莲中期染色体的形态及核型
Fig.1 Metaphase chromosome and karyotype of 10 species of Clematis
2.3 核型似近系数聚类分析
由图 2可见，当核型似近系数为 0.818 1 时，
10种铁线莲聚为 3类，其中，‘杰克曼’染色体数
为 14条，单独聚为一类，‘亨利’和‘波兰精神’
聚为一类，其余 7种聚为一类；当核型似近系数为
0.893 9 时，10种铁线莲聚为 4类，其中，‘杰克
曼’单独成为一类，‘波兰精神’和‘亨利’聚为
一类，滑叶藤和金毛铁线莲聚为一类，其余 5种聚
为一类。可见，‘杰克曼’与其余 9种的亲缘关系
非常远，‘波兰精神’与‘亨利’、滑叶藤与金毛
铁线莲之间的亲缘关系均较近，其余 5种两两之间
的亲缘关系也较近。
M1 M2
M3 M4
M5 M6
M7 M8
M9 M10


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图 2 10 种铁线莲核型似近系数聚类图
Fig.2 Clustering drawing of 10 species Clematis by karyotype resemblance-near coefficient
3 结论与讨论
‘杰克曼’染色体数为 14 条，为国内外在铁
线莲中首次发现。因‘杰克曼’的染色体数具有特
殊性，笔者对其 5个继代代次的生根苗进行了 5次
染色体制片，得到了相同的结果。张镱锂等[8]通过
对 6种国产铁线莲的研究，提出铁线莲属染色体演
化有 2个趋势，即数目变化(包括多倍化和非整倍体
化)和结构变异。本研究中的材料可能发生了染色体
数变异，其变异可能来源于两方面，一方面是外界
因素(资源圃里的种植环境或组织培养条件等)诱
发，是偶然发生的；另一方面是因为‘杰克曼’是
通过杂交育成的栽培品种，后代分离或父母本特殊
的遗传背景都有可能导致变异发生。对资源圃里的
母株和组织培养株系进行进一步细胞学鉴定和确
认后，若该材料的特性仍稳定一致，则该材料可用
于铁线莲的遗传改良。
组织培养是植物快速繁殖和保持母本性状的
一种有效方法，继代次数、培养基中添加的激素浓
度和种类、培养条件等因素常导致体细胞变异，变
异率因植物种类而异[26]。本试验中使用的组培苗均
为当年外植体诱导、增殖、生根的材料，且在 3个
继代代次重复进行 3次染色体制片、分析，其中‘杰
克曼’进行了 5次重复，所以，得到的染色体组型
稳定。
染色体特征参数在研究木本类群系统演化方面
是很稳定的指标；核型分析能识别染色体的形态特
征，是细胞分类学的一个重要指标。在植物种属间
和种内，染色体常有不同程度的分化。本研究中，
滑叶藤和金毛铁线莲、毛茛铁线莲和长花铁线莲具
有相同的核型类型和相似的核型特征参数，对核型
似近系数进行聚类分析，滑叶藤和金毛铁线莲聚为
一类，毛茛铁线莲和长花铁线莲聚为一类，这与传
统分类学中前两者同属于绣球藤组，后两者同属于
尾叶铁线莲组的结论一致。细胞学资料的分类学意
义是相对的，不同类型有时保持相似的核型特征，
在分类上相近的类型却有不同的核型特征。染色体
资料在分类上有时会与经典分类存在差异，因此，
需要结合形态学、孢粉学、分子生物学等资料建立
一个全面反映铁线莲属植物种间关系的分类系统，
这样无论对铁线莲属植物分类学研究，还是对其物
种起源进化关系探讨都具有重要意义。
从文献[14]中的核型似近系数计算公式可看
出，核型似近系数多向地、立体地、多维地考察了
物种间的相似性，一定程度上可作为表达物种亲缘
的有力指数。王利民等[16]研究了大花蕙兰杂交育种
过程中核型似近系数和育种亲本之间的关系，发现
随着两亲本似近系数的增高，杂交成功率和坐果率
都有增高的趋势，核型似近系数可以为亲本选配提
供依据。笔者研究 10 种铁线莲的亲缘关系，希望
对当前铁线莲属植物的杂交育种工作有所贡献，以
提高育种效率，推动育种进程。
参考文献：
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‘典雅紫’
长花
‘里昂城’
毛茛
‘薇安’
滑叶藤
金毛
‘亨利’
‘波兰精神’
‘杰克曼’
似近系数 1 0.939 4 0.878 7 0.818 1 0.757 5 0.696 9
距离系数 0 0.060 6 0.121 3 0.181 9 0.242 5 0.303 1


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责任编辑：王赛群
英文编辑：罗文翠