全 文 ：第 35卷　第 5期 西 南 师 范 大 学 学 报(自然科学版) 2010年 10月
Vol.35　N o.5 　　Journal of Southwest China Normal University (Natural Science Edition) Oct. 2010
文章编号:1000-5471(2010)05-0144-05
钝叶决明核型分析＊
黄　靖 , 　杨海渝 , 　苟　兴 , 　吕晓峰 , 　李关荣
西南大学 农学与生物科技学院 , 重庆 400715
摘要:决明核型报道存在不一致性 , 本研究采用常规切片和显微分析技术对钝叶决明(Cassia obtusi f olia L.)染色
体数目 、 核型 、 体积等进行了系统研究.结果表明:钝叶决明根尖细胞为 2n=24 的丝状染色体;核型公式为
K(2n)=24=24 m;染色体相对长度组成为 2n =24=4L +8M2 +6M1 +6S , 属于“ 1B” 型.全染色体总长为
54.17 μm , 长臂总长 31.49 μm , 核型不对称系数为 58.13%.染色体总体积 53.17 μm3 .钝叶决明染色体为 2n=
24 形态清晰的丝状染色体 , 与前人 2n=22 的点状小染色体和 2n=26的报道不同.
关　键　词:钝叶决明;染色体数目;核型;染色体体积
中图分类号:Q949.751.9 文献标识码:A
决明子(Semen Cassia), 又名草决明 、假绿豆 , 为豆科植物决明(Cassia obtusi f ol ia L.)或小决明
(C.tora L.)的干燥成熟种子[ 1] .全植株都可入药 , 一般是以种子为主.一年生 , 为小品种药材 , 属中华人
民共和国卫生部规定的 4个食药两用的药品之一 , 味苦 、甘而性凉 , 具有清肝火 、祛风湿 、益肾明目 、降血
压等功能.临床上已得到广泛应用 , 在高血脂 、高血压 、通便 、明目 、治疗霉菌性阴道炎 、肠胃湿热型粉刺
等多方面有显著疗效[ 2-7] .
目前关于决明染色体核型的研究报道存在很大的不一致性.武映东等[ 8] 报道植物决明(Cassia obtusi-
f ol ia.L.)染色体数目 2n=26;张铁军[ 9] 研究了决明属的 3种植物决明 , 其中钝叶决明(C.obtusi f ol ia.
L.)染色体数目 2n =26;赵艳晖[ 10] 发现钝叶决明(C.obtusi f ol ia.L.)染色体数目为 2n=22 的点状染色
体.由于决明在药用上的重要价值 , 决明染色体核型分析对决明种质资源保护 、药材鉴定 、决明的细胞学
比较研究以及分子生物学研究 , 如有效成分合成重要功能基因的染色体定位等 , 具有重要的应用价值和理
论意义.本研究采用钝叶决明种子为材料 , 研究其根尖细胞染色体核型 , 从细胞遗传学角度为钝叶决明的
品种鉴定提供可靠的依据及方法 , 为进一步鉴定决明种质资源 、细胞学比较分析以及分子生物学研究奠定
基础.
1　材料与方法
1.1　材　　料
采用从贵州遵义引进栽培的决明 , 经西南大学植物教研室杨晓红教授鉴定为钝叶决明(Cassia obtusi-
folia L.).
＊收稿日期:2009-10-05
基金项目:重庆市自然科学基金资助项目(CSTC 2008BB5259);西南大学本科生创新基金资助项目(No0826001).
作者简介:黄　靖(1988-), 女, 湖北襄樊人 , 本科生 , 主要从事中药材细胞遗传学研究.
通讯作者:李关荣 , 教授 , 博士.
DOI :10.13718/j.cnki.xsxb.2010.05.030
1.2　实验药品及用具
钝叶决明发芽种子 0.5 ～ 1.5 cm 的幼根根尖;0.000 2 mol/ L 8-羟基喹啉处理液;卡诺固定液(无水乙
醇∶冰醋酸=3∶1);卡宝品红染液;1 mol/ L 的盐酸溶液;装置有奥特光学数码显微图像分析系统
OPTPRO 2007显微镜.
1.3　决明种子的发芽方法
选取饱满的钝叶决明种子 , 置于 25 ℃室温培养基中培养 , 发芽.
1.4　制片方法
按常规实验制片方法[ 11] , 将0.5 ～ 1.5 cm 的根尖于 0.000 2 mol/ L 8-羟基喹啉 4 ℃下处理 7 h , 用卡诺
氏固定液固定 24 h , 后转入 1 mol/ L 盐酸 60 ℃的水浴中解离 5 min , 用蒸馏水洗净残留盐酸.切取根尖顶
端的生长点区置于载玻片上 , 卡宝品红染色 2 min , 然后制片 , 压好的玻片在显微镜下观察.选取分裂相较
好的中期细胞 , 用奥特光学数码显微图像分析系统 OPTPRO 2007软件测量记录每条染色体的相应参数 ,
每条染色体测量 5次后的平均值制成染色体参数表格和核型模式图 , 各组染色体排列顺序以染色体总长为
准 , 从长到短依次排列.选择 50个染色体数目清晰的分裂中期细胞进行染色体数量统计.
1.5　染色体数目确定
选取染色体数目清晰的分裂中期细胞进行统计 , 以超过 95%的细胞染色体数目为标准 , 确定钝叶决明
的染色体数目.
1.6　染色体形态及类型的确定
1)染色体的绝对长度:即染色体的实际长度.绝对长度(μm)=(染色体照相长度(μm)/放大倍数).本
实验共放大 1 000倍.
2)每对同源染色体的长臂相对长度=(染色体长臂的绝对长度/染色体长臂的总长度)×100%.每对
同源染色体的短臂相对长度=(染色体短臂的绝对长度/染色体短臂的总长度)×100%.每对同源染色体的
相对长度(%)=(每对同源染色体绝对长度(含长 、短臂)/染色体组的总绝对长度)×100%
3)染色体臂比值=染色体长臂长度/染色体短臂长度.
4)着丝粒位置:参照 Levan等[ 12] 的命名分类标准.
5)核型分类:根据 Kuo 等[ 13]以染色体相对长度系数将染色体分成4组的染色体分类标准 , 采用 Steb-
bins
[ 14] 和张华宣[ 15] 按核型中最长染色体与最短染色体之比 、臂比大于 2的染色体所占的比例及 Arano[ 16]
提出的长臂总长与全组染色体总长之比的核型不对称系数(AS.K%)来确定染色体核型不对称程度.
1.7　染色体体积
钝叶决明染色体体积采用 de Vescovi等[ 17]的计算方法.
2　结果与分析
2.1　染色体数目及基数
观察 50个染色体分裂相较好的中期细胞做统计 , 其中 48个细胞染色体数目为24条 , 占计数细胞总数
的 96%, 染色体数目基本恒定.钝叶决明的染色体条数为 24 , 基数是 12.
2.2　染色体核型数据分析
参照 Levan[ 12]命名法则对染色体进行命名 , 确认染色体形态.
由表 1可知 , 12对同源染色体的臂比值在 1.01 ～ 1.70之间 , 都属于 m型(中部着丝粒)的染色体.
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2.3　钝叶决明的显微照相图以及同源染色体配对图(图 1 ,2)
表 1　钝叶决明染色体参数
染色体编号 染色体长度/μm长臂+短臂=全长 相对长度/ %
相对长
度系数
臂比
/(长·短-1) 分　类　
1 4.11+3.11=7.22 13.33 1.60 1.32 m　L
2 3.67+2.20=5.87 10.83 1.30 1.67 m　L
3 3.29+2.16=5.45 10.06 1.21 1.52 m　M 2
4 2.92+2.20=5.12 9.45 1.14 1.33 m　M 2
5 2.84+2.03=4.87 8.99 1.08 1.40 m　M 2
6 2.72+1.95=4.67 8.62 1.04 1.39 m　M 2
7 2.68+1.74=4.42 8.16 0.98 1.54 m　M 1
8 2.31+1.76=4.07 7.51 0.90 1.31 m　M 1
9 2.09+1.70=3.79 7.00 0.84 1.23 m　M 1
10 1.88+1.51=3.39 6.26 0.75 1.25 m　S
11 1.66+1.31=2.97 5.48 0.66 1.27 m　S
12 1.32+1.01=2.33 4.30 0.52 1.31 m　S
A:中期细胞染色体显微照片;B:A 的示意图
图 1　钝叶决明根尖细胞分裂中期 , 染色体 2n=24
图 2　钝叶决明染色体核型图
图 3　钝叶决明染色体核型模式图
2.4　染色体核型模式图
图 3以同源染色体的平均相对长度绘制.横坐标为
染色体编号 , 与表 2的染色体编号相对应 , 纵坐标为染
色体的相对长度 , 其中纵坐标 10 μm 处为着丝点.
2.5　核型公式和核型分类
综合核型分析的结果 , 将钝叶决明的核型写成一个
公式:2n=24=4L +8M2 +6M1 +6S.钝叶决明染色体
组染色体总长为54.17 μm , 长臂总长为 31.49μm .根据
Arano[ 16] 的计算方法 , 核型不对称系数(AS.K%)为
58.13%, 12对染色体长度变化范围在 2.33 ～ 7.22 μm
之间 , 最长染色体与最短染色体之比是 3.10∶1 , 臂比值
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变化范围是 1.23 ～ 1.67.根据 S tebbins[ 14] 的核型分类标准 , 钝叶决明的核型属于“1B”型.
2.6　染色体体积
根据 de Vescovi等[ 17] 的染色体体积计算公式 , 得出各对染色体体积 , 变化范围在 2.40 ～ 8.12 μm3 之
间 , 全组染色体总体积为 53.17μm 3(表 2).
表 2　钝叶决明的染色体体积
染色体编号 染色体宽度/μm 染色体长度/μm 染色体体积/μm3
1 1.20 7.22 8.12
2 1.20 5.87 6.64
3 0.97 5.45 4.03
4 1.14 5.12 5.20
5 1.08 4.87 4.43
6 0.92 4.67 3.12
7 1.06 4.42 3.87
8 1.01 4.07 3.28
9 1.28 3.79 4.89
10 1.16 3.39 3.58
11 1.24 2.97 3.61
12 1.15 2.33 2.40
　　注:钝叶决明的染色体总体积是 53.17 μm3 .
3　讨　　论
植物染色体数目及形态的特殊性是其最稳定的生物学特征之一 , 也是表明该种演化地位以及和相近种
亲缘关系的重要依据.随着基因工程技术和分析生物学飞速发展 , 在对中草药进行深入研究的同时 , 作为
细胞生物学的主要研究内容 , 药用植物染色体核型分析技术将逐渐渗透到生药学的研究领域 , 对植物物种
的鉴定 、亲缘关系的确定 、新药源的寻找和开发 、良种培育及驯化等方面有特殊的意义.
本研究发现 , 钝叶决明(Cassia obtusi folia L.)根尖细胞中期染色体为丝状染色体 , 染色体数目为
2n=24 , 其核型公式为 K(2n)=24=24 m .与武映东等[ 8] 、张铁军[ 9] 的研究结果 2n=26及赵艳晖[ 10] 报道
的钝叶决明根尖细胞染色体为 2n=22的点状染色体不一致.笔者发现决明的根尖细胞较小 , 研究过程中
确实发现有类似点状的染色体形态(图谱未出示), 但我们认为不是处在细胞分裂的中期 , 这也许是赵艳晖
等[ 10]观察到其为点状染色体的原因.商品决明药材可能存在混乱成分 , 有必要进一步比较研究 , 为鉴定决
明种质资源 、细胞学比较分析以及分子生物学研究奠定基础.
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Karyotype Analysis of Cassia obtusi f olia L.
HUANG 　Jing , 　YANG Hai-yu , 　GOU 　Xing ,
LV Xiao-feng , 　LI Guan-rong
School of Agronomy and Biotechnology , Southwest University , Chongqing 400715 , China
Abstract:The re have been contradicto ry repo rts as reg ards to the kary otype o f Cassia obtusi f ol ia L., this
research aimed to sy stematically study the chromosome numbe r , karyo type and chromosome vo lume of
Cassia obtusi folia L.by conventional sect ions combined w ith microg raphics in orde r to make a clarification
and thus to lay a basis for fur ther studies.Resul ts show that Cassia obtusi f ol ia L.has normal diploid 2n=
24;kary otype formula is K (2n)=24 =24 m .The relat ive leng th of chromosomes w as 2n=24=4L +
8M2+6M 1+6S , which belongs to“1B” type.The to tal leng th o f the chromosome g roups w as 54.17 μm;
the to tal leng th o f long arms o f the chromosome g roup w as 31.49 μm;the AS.K%was 58.13%;the total
volume o f chromosomes w as 53.17 μm3 .Thus the ch romosomes of Cassia obtusi f ol ia L..were morpho-
logically w ell-def ined 2n=24 filamentous chromosomes , different f rom 2n=22 smal l do t chromosomes and
2n=26 repo rted by others.
Key words:Cassia obtusi f ol ia L.;chromosome number;kary otype;chromosome volume
责任编辑　夏　娟　　　　
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