全 文 ：紫茉莉染色体数目及核型分析
时丽冉 ,高汝勇 ,李会芬 ,李慧凝
(衡水学院生命科学系 ,河北 衡水 053000)
摘要:紫茉莉 Mirabilis jalapa 为多年生草本花卉 , 繁殖能力强 , 被确定为外来入侵植物。用低温处理法处
理紫茉莉根尖 12 h ,经卡诺氏液固定 、酸解去壁 、改良品红染色等步骤 , 对紫茉莉进行了染色体数目的确定 ,
对其核型进行了分析。试验结果表明 , 紫茉莉体细胞染色体数目为 2n =56 , 核型公式为 K =2n =2 x=
28m+22sm+4st+2m(sat),核型分类属于“ 2B”型。 染色体长度变异范围为 2.33 ～ 0.78 μm , 属小型染色
体 , 不对称系数 63.8%, 属于较不对称类型。这为紫茉莉的防控提供了细胞学依据。
关键词:紫茉莉;入侵植物;染色体数目;核型
中图分类号:Q243　　　文献标识码:A　　　文章编号:1001-0629(2010)01-0052-04
① 　　紫茉莉Mirabi lis jalapa 为紫茉莉科紫茉莉
属多年生草本植物 ,产于热带美洲等地 ,我国各地
均有栽培 。花漏斗形 ,夏秋傍晚开放 ,花色多样 ,
十分艳丽 。果实球形有棱 ,成熟后黑色 , 像小地
雷 ,又名地雷花 。紫茉莉对二氧化硫 、一氧化碳和
氯气都具有较强的抗性;能吸收铅 、汞等有害物
质 ,是绿化 、美化 、净化环境的优良花卉[ 1] 。紫茉
莉的叶 、根 、种子和花均可入药 ,味甘苦 ,具有清热
解毒 、利湿消肿 、活血散淤 、调经利尿等功能[ 2] 。
另外 ,紫茉莉作为外来引进植物 ,其种子的繁殖能
力和适应力极强 ,并且根和茎也具有较强营养繁
殖的能力 ,尤其是根的繁殖能力使其较难根除 ,紫
茉莉植株还具有化感作用潜能[ 3] 。紫茉莉在各地
逸为野生种后主要生长在路旁和荒地 ,已扩散到
全国各地 ,被国家环保总局认定为外来入侵物种 ,
对中国生态安全具有潜在的危害作用[ 4] 。外来植
物的现实和潜在的危害性是外来植物转变成外来
杂草 ,尤其是引进后逸生为杂草的外来植物 ,其潜
在危险更大。因为暂时的可利用性和经济收益常
常驱使人们迅速传播这类植物 ,从而造成大范围
的严重危害 ,对生态系统中的生物多样性产生不
利影响[ 5] 。对于草地农业生态系统 ,正是由于生
物入侵导致草地农业生态系统中各种亚因素的变
化 ,才间接导致生物多样性的改变 ,进而影响到草
地农业生态系统本身[ 6] 。
植物的染色体数目与核型是对染色体特征进
行定性和定量描述的一种基本方法 ,对研究植物
系统演化 、物种之间的亲缘关系 、起源 、进化与分
类 ,远缘杂交及遗传工程中的染色体鉴别具有重
要意义[ 7] 。但是目前尚未有紫茉莉染色体数目及
核型分析的相关报道。为此 ,通过对紫茉莉的染
色体数目与核型研究 ,旨在从细胞学和遗传学角
度为紫茉莉的研究提供理论基础。
1　材料与方法
1.1 试验材料　紫茉莉种子于 2008年 10月采
集于衡水学院校园内 。
1.2 试验方法　用质量分数 0.1%HgCl2 对紫
茉莉种子消毒 10 min ,清水冲洗干净 ,浸泡 24 h ,
种子用滤纸法在25 ℃恒温箱内发芽 ,待胚根长出
0.5 ～ 1.0 cm时剪下 ,浸泡于蒸馏水中 0 ～ 4 ℃低
温处理 12 h。低温环境能阻断微管的延长 ,抑制
纺锤体的形成 ,使有丝分裂停止在中期 ,因此可以
得到大量的中期分裂相。低温处理法安全 、经济 ,
避免了经常使用的秋水仙素和 8—羟基喹啉对环
境的污染 。处理后的根尖用卡诺氏固定液固定 2
～ 24 h ,体积分数 75%乙醇保存备用 。用前蒸馏
水漂洗 ,1 mo l/L 盐酸 60 ℃处理 10 min ,蒸馏水
洗净浸泡 ,可起到低渗的作用 ,使染色体更加容易
分散 。改良品红染色 30 min ,常规方法压片 ,冰
52-55
01/ 2010 草　业　科　学PRATACULTURAL SCIENC E 27 卷 01 期Vol.27.No.01
①收稿日期:2009-04-08作者简介:时丽冉(1970-), 女 ,河北深洲市人 ,副教授 , 硕士 ,主要从事细胞生物学教学与研究。
E-m ail:slr701212@163.com
冻揭片 、干燥 ,二甲苯透明 ,加拿大树胶封片 ,镜
检。选择分散良好 、染色清晰的中期染色体拍照
分析 ,观察统计 50个完整的中期分裂相确定染色
体数目与体细胞染色体倍数。精确测量 5个细胞
的染色体长度用于核型分析。核型分析按李懋学
等[ 8]确定的标准。染色体的相对长度 、臂比及类
型按 Leven 等[ 9] 命名系统。核型分类参照 Steb-
bins[ 10] 标准。凭证标本保存于衡水学院生命科学
系细胞生物学实验室 。
2　结果与分析
2.1 紫茉莉染色体数目　确定染色体数目是
进行核型分析的基础 ,李懋学和陈瑞阳提出 , 85%
以上的细胞具有恒定一致的染色体数目时 ,即可
认为是该植物的染色体数目[ 8] 。通过观察统计大
量紫茉莉根尖细胞中期染色体 ,确定紫茉莉体细
胞染色体数目为 2n=56 条 ,体细胞为二倍体 ,染
色体基数为 x=28。占计数细胞的 92%,在观察
中没有发现多倍体 ,也没有发现 B染色体的存在
(见图 1)。
图 1　紫茉莉染色体
2.2 紫茉莉染色体长度组成及核型分析
2.2.1 紫茉莉核型公式的确定 　取 5 个形态清
晰 、分散良好的染色体图像用徕卡显微摄像系统
拍照 ,为了得到染色体的绝对长度 ,将镜台测微尺
在同等放大倍数下拍照 ,做为比例尺 。用精密量
角圆规准确测量 5个细胞染色体的长臂 、短臂长
度 ,取平均值。计算每条染色体的臂比值(长
臂/短臂),确定着丝粒位置类型。在许多情况下 ,
绝对长度不是一个可靠的比较数值 。因为预处理
条件和染色体缩短程度不同 ,所以即使是同一植
物 ,不同学者所测得的绝对长度往往存在明显差
异。而相对长度则是比较稳定的可比较数值 。相
对长度=每条染色体长度/染色体组总长度 ×
100%。具体参数见表 1 。根据表 1 的数值可以
看出 ,紫茉莉 28对染色体中臂比值为1.01 ～ 1.70
(中部着丝点染色体)的染色体共 15对 ,臂比值为
1.71 ～ 3.00(近中部着丝点染色体)的染色体共
11对 ,臂比值为 3.01 ～ 7.00(近端部着丝点)的染
色体共 2 对 ,第 6号染色体具随体。根据以上数
据 ,可以确定紫茉莉的染色体核型公式为 K=2n
=2x =28m+22sm +4st+2m(sa t)。
2.2.2紫茉莉染色体核型图及核型模式图的制作
　参照李懋学等[ 8] 的方法进行同源染色体配对 ,
制作紫茉莉染色体核型图(图 2)。根据表 1中所
列各染色体的相对长度平均值 ,用 Excel软件和
画图软件绘制核型模式图(图 3),核型模式图比
较直观地体现了染色体组中各条染色体的形态与
相对大小 。
2.2.3紫茉莉核型分类　经计算得出紫茉莉染色
体总长为 81.38 μm ,平均长度 1.45 μm ,染色体
长臂总长 51.56μm ,属小型染色体(1 ～ 4μm),但
着丝点清晰可见。根据 Arano[ 11] 的计算方法 ,染
色体不对称系数=染色体长臂总长度/染色体组
总长度×100%,紫茉莉染色体的不对称系数为
63.4%,为较不对称类型 。根据 Stebbins [ 10] 的
“不对称核型分析”分类的 12种类型 ,染色体中最
长和最短的染色体比值为 2.99 ,臂比大于 2∶1
的染色体为 8 对 ,占染色体总数的 28.6%,应属
于“2B”型 。
3　讨论和结论
植物染色体的数目形态等是最稳定的细胞学
特征之一 ,染色体的大小 、形态和结构具有多样
性 ,在不同分类群核型不同 ,这不仅表现在科间 、
亚科间 、属间 、种间 ,也表现在同种的不同居群中。
核型分析可为研究生物的系统发育和近缘关系提
供依据。与单纯的形态分类相比 ,染色体数据可
以解决常规形态分类难以解决的问题[ 12] 。本研
究结果表明 ,紫茉莉的体细胞染色体数目为 2n=
56 ,核型公式 K =2n=2x =28m +22sm +4st+
2m(sat),染色体绝对长度变异范围为2.33 ～
5301/ 2010 草　业　科　学(第 27 卷 01 期)
表 1　紫茉莉染色体参数
染色体序号 染色体绝对长度(μm) 染色体相对长度(%) 臂比(长臂/短臂) 类型
1 0.66+1.67=2.33 1.62+4.10=5.72 2.53 sm
2 0.61+1.53=2.14 1.50+3.76=5.26 2.51 sm
3 1.00+1.11=2.11 2.46+2.73=5.19 1.11 m
4 0.83+1.22=2.05 2.04+3.00=5.04 1.47 m
5 0.84+1.05=1.89 2.06+2.58=4.64 1.25 m
　6 ＊ 0.67+1.11=1.78 1.65+2.73=4.38 1.66 m
7 0.50+1.22=1.72 1.23+3.00=4.23 2.44 sm
8 0.61+1.09=1.70 1.50+2.68=4.18 1.79 sm
9 0.58+1.08=1.66 1.43+2.65=4.08 1.86 sm
10 0.52+1.12=1.64 1.28+2.76=4.04 2.15 sm
11 0.56+1.05=1.61 1.38+2.58=3.96 1.88 sm
12 0.61+0.94=1.55 1.50+2.31=3.81 1.54 m
13 0.39+1.01=1.40 0.96+2.47=3.43 2.59 sm
14 0.58+0.80=1.38 1.43+1.97=3.40 1.38 m
15 0.44+0.92=1.36 1.08+2.26=3.34 2.09 sm
16 0.49+0.78=1.27 1.20+1.92=3.12 1.59 m
17 0.55+0.67=1.22 1.35+1.65=3.00 1.22 m
18 0.47+0.71=1.18 1.16+1.74=2.90 1.51 m
19 0.53+0.64=1.17 1.30+1.57=2.87 1.21 m
20 0.46+0.69=1.15 1.13+1.70=2.83 1.50 m
21 0.55+0.58=1.13 1.35+1.43=2.78 1.05 m
22 0.51+0.61=1.12 1.25+1.50=2.75 1.20 m
23 0.27+0.84=1.11 0.66+2.06=2.72 3.11 st
24 0.16+0.94=1.10 0.39+2.31=2.70 5.88 st
25 0.37+0.72=1.09 0.91+1.77=2.68 1.95 sm
26 0.50+0.56=1.06 1.23+1.38=2.61 1.12 m
27 0.38+0.61=0.99 0.93+1.50=2.43 1.61 m
28 0.27+0.51=0.78 0.66+1.25=1.91 1.89 sm
　注:＊为具随体染色体 , 随体不计入染色体长度。
54 PRATACULTURAL SCIENCE(Vo l.27.No.01) 01/ 2010
0.78 μm ,不对称系数为 63.8%,属于较不对称类
型 ,一般认为染色体对称的植物为原始类型 ,不对
称者属进化类型 ,因此紫茉莉在进化程度上属于
较进化类型。
外来种入侵 ,会使原来的群落格局分布失去
平衡 。并且导致物种迁移率增加 ,形成许多大面
积的单一物种群落 ,降低了当地食物链的复杂性 ,
使当地生态系统变得脆弱 ,极易受到破坏[ 5] ,因此
应及早加以防控 。本研究从细胞学 、遗传学角度
确定了紫茉莉的染色体数目 ,对其核型进行了系
统的研究 ,为紫茉莉的合理栽培和利用以及研究
紫茉莉的入侵特性具有一定的指导意义 。
参考文献
[ 1] 　王永飞.紫茉莉的种植和利用[ J] .农业与技术 ,
2005 , 25(5):83.
[ 2] 　李光喜 ,杨培全.紫茉莉属药用植物研究进展[ J] .广
东医药学院学报 , 1994 , 10(4):251-253.
[ 3] 　许桂芳 , 刘明久 , 李雨雷.紫茉莉入侵特性及其入侵
风险评估[ J] .西北植物学报 , 2008 , 28(4):765-770.
[ 4] 　徐海根 , 强胜.中国外来入侵物种编目[ M] .北京:中
国环境科学出版社 , 2004.
[ 5] 　杨少华 ,杨剑 , 涂炳坤.草坪外来入侵种杂草化的研
究进展[ J] .草业科学 , 2008 , 25(6):103-111.
[ 6] 　王海波 , 孙娟 ,玉永雄.生物入侵对生物多样性以及
草地农业生态系统的影响[ J] .草业科学 , 2007 , 24
(1):68-72.
[ 7] 　杨汉民.细胞生物学实验[ M] .第 2 版.北京:高等教
育出版社 , 1997.
[ 8] 　李懋学 , 陈瑞阳.关于植物核型分析的标准化问题
[ J] .武汉植物学研究 , 1985 , 3(4):297-302.
[ 9] 　Levan A , Fredga K , Sandber g A.Nomenclacture fo r
centr omeric position on chromosomes[ J] .Heredita s ,
1964 , 52:197-201.
[ 10] 　Stebbins G L.Chromosomel evo lution in highe r
plants[ M] .London:Edward A ronld , 1971:88.
[ 11] 　Arano H.Cy to lo gical studies in subfamily car-
duoideae(compositae)of Japan[ J] .Ⅸ Bot.Mag.,
1963 , 76:32.
[ 12] 　Yao H J , Xian S Z , liang Y B.Prog ress of Kary o-
ty pe Analy sis Method in Plants Research[ J] .四川
师范学院学报(自然科学版), 2002 , 23(3):239-
243.
The chromosome number and karyotype analysis of Mirabi lis jalapa
SHI Li-ran , GAO Ru-yong , LI Hui-fen , LI Hui-ning
(Life Science Depar tment , Hengshui College , Hebei , Hengshui 053000 , China)
Abstract:Mirabi l is jalapa was pe rennial herbal f low er wi th powerful capaci ty of reproduction as a in-
vasive plant.This paper analyzed the chromosome numbe r and ka ry otype of M.jalapa with t reat-
ments such as 12 h low temperature pret reatment of ro ot tip , fixation w ith Carnoy s solution , cell w all
acid hydro lysis and staining.The results show ed that the somat ic chromosome number of the M.ja-
lapa was 2n=56 , and kary otype formula w as K =2n=2x =28m +22sm +4st+2m(sat), which be-
longed to “2B” ty pe.The variation range of the chromosome leng th w as 2.33 ～ 0.78 μm , and which
w as classif ied to smal l type.As the coef ficient of non-symmetry w as 63.8%, the chromosome of M.
jalapa was non-symmetrical type.The study w ould provide some references to cy tology fo r preven-
ting and contro lling M.jalapa.
Key words:Mirabi li s jalapa;invasive plant;chromosome number;kary otype
5501/ 2010 草　业　科　学(第 27 卷 01 期)