全 文 ：第 33卷第 2期
2 0 1 0年 3月
河 北 农 业 大 学 学 报
JOURNA L OF AGRICULT URAL UNIVERS IT Y OF HEBEI
　 　 Vol.33 No.2
Mar .2 0 1 0
文章编号:1000-1573(2010)02-0009-04
单瓣和重瓣花中国水仙的核型比较
任艳蕊1 , 　刘传斌2 , 　李晓峰1
① (1.河北农业大学 园艺学院 , 河北 保定 071001;2.保定市农业科学研究所 , 河北 保定 071000)
摘要:以中国水仙(Narcissus taz etta var.chinensis)为材料 ,研究了不同预处理对根尖细胞中期分裂指数的影
响 ,并对单瓣和重瓣花中国水仙的核型进行了比较和分析。结果表明:用α-溴萘饱和水溶液在活体条件下处理
根尖 4 h , 中期细胞的分裂指数最高 ,且染色体分散 、清晰;单瓣和重瓣花中国水仙均为同源三倍体;单瓣花的核
型公式为 2n=3x=30=6m +6sm +18st(3SAT), 核型类型为 3C;重瓣花为 2n=3x=30=6sm +24st(6SAT),
核型类型为进化程度更高的 4C。
关　键　词:中国水仙;核型;染色体组
中图分类号:S 682.1 +9 文献标志码:A
Comparison of karyotype between univalve Chinese narcissus
and multiple-valve Chinese narcissus
RENYan-rui1 , LIU Chuan-bin2 , LI Xiao-feng1
(1.Co llege o f Ho rticulture , Agricultur al Unive rsity of H ebei , Baoding 071001 , China;
2.Agricultural Institute o f Baoding , Baoding 071000 , China)
Abstract:Chinese narcissus(Narcissus tazetta var.chinensis)was used as material , The ef fect
of dif fe rent pre-t reatments on cell division index of Chine se narcissus (Narcissus tazetta var.
chinensis)roo t cell division at matephase w as studied , and the kary otypes of univalve f low er
Chinese narcissus and multiple-valve f low er Chinese narcissus w ere analy zed and compared.
The results showed that the best me thod was t reating the roots in v ivo w ith saturated liquid of
α- bromomaphthalene fo r 4 hours , the index of cell division at metaphase reached at 7.85%.
Bo th kinds of Chinese narcissus are triploid.The kary otype fo rmula of univalve f low er Chinese
narcissus is 2n=3x=30=6m +6sm +18st(3SAT)and belongs to 3C;the karyo type fo rmula
of mul tiple valve f low er Chinese narcissus is 2n=3x =30=6sm +24st(6SAT)and belongs to
4C.
Key words:Chinese narcissus;karyo type;genome
　　中国水仙(N arcissus taz zeta var.chinensis)属
石葱科 、水仙属多年生草本植物 ,原产地中海地区 ,
是多花水仙的一个重要变种 。中国水仙花朵秀丽 ,
叶片青翠 ,花香扑鼻 ,清秀典雅 ,为中国传统十大名
花之一。
中国水仙花主要有 2种类型:一是单瓣花水仙 ,
花冠色青白 ,花被 6瓣 ,白色 ,花萼黄色 ,中间有金色
的冠 ,形如盏状 , 所以名为“金盏银台”或“酒杯水
仙” ;二是重瓣花水仙 ,花瓣十余片卷成 1簇 ,花冠下
端青黄而上端淡白 ,没有明显的副冠 ,名为“百叶水
仙”或“玉玲珑” 。该重瓣花型是由单瓣花类型的雄
蕊变态而形成 ,因此雄蕊的变态也是花卉植物品种
演化的一个重要途径。大量研究表明 ,染色体结构
和组成的改变在品种演化和形成中起着十分重要的
作用 ,如在芸薹属植物就看到 A 、C染色体组间存在
高度同源性[ 1-6] 。核型分析是了解染色体组成和变
①收稿日期:2009-07-09
作者简介:任艳蕊(1983-),女 , 在读硕士生 , 研究方向蔬菜遗传育种.E-mail:yanruiren83@126.com
通讯作者:刘传斌(1963-),男 , 高级农艺师 , 研究方向作物遗传育种.E-mail:bdny s@xina.com
　　　　　 河 北 农 业 大 学 学 报 第 33卷
异的一个重要手段。关于水仙的核型分析已有一些
报道[ 7-9] ,但针对单瓣和重瓣花的核型分析尚未见报
道。本研究对中国水仙单瓣和重瓣花 2种类型的核
型进行比较分析 ,旨在为揭示中国水仙的花瓣分化
提供细胞学依据 。
1　材料与方法
1.1　材料
单瓣花中国水仙(“金盏银台”)和重瓣花中国水
仙(“玉玲珑”),由河北农业大学园林学院提供 。
1.2　方法
将鳞茎球培养在装有清水的广口培养瓶玻璃容
器中 ,20 ℃下培养 ,每天换清水 1次 ,待根生长到
2 ～ 3 cm时 ,分别转入 0.05%和 0.1%的秋水仙素 、
0.048%和 0.096%的 8-羟基喹啉 、 0.004%和
0.008%的放线菌酮及α-溴萘饱和水溶液中 , 预处
理 2 h 和 4 h ,然后剪取根尖置卡诺固定液(95%乙
醇∶冰醋酸=3∶1)中固定 24 h ,再转入 70%的乙
醇中保存。
常规压片法制片 , PIHCH(丙酸 -铁-水合三
氯乙醛-苏木精)染色液染色 , Olympus BH-2光学
显微镜观察和照相 ,统计分裂中期的细胞数并计算
其分裂指数 。
核型分析参照李懋学的方法[ 10] , 核型分类按
照 Stebbins的标准[ 11] 。
2　结果与分析
2.1　不同预处理对水仙中期细胞分裂指数的影响
植物核型分析常用根尖细胞分裂中期的染色
体 。为提高水仙中期细胞的分裂指数 ,试验了几种
常用于植物染色体预处理的药剂 、浓度和时间。结
果表明 ,用α-溴萘饱和水溶液在活体条件下处理水
仙根尖 4 h ,染色体处于分裂中期的细胞最多 ,分裂
指数达 7.85%(表 1),且染色体容易分散 、结构比较
清晰。因此 ,α-溴萘饱和水溶液是适宜水仙根尖染
色体预处理的药剂 。
表 1　不同预处理对水仙中期细胞分裂指数的影响
Table 1　Effect of pre-treatments on cell division index of Chinese narcissus
药剂
Medicaments
浓度%
Concentration
处理时间/ h
Duration
观察细胞总数/个
To tal cells
中期细胞数
No.of metaphase cells
分裂指数/ %
Index of metapha se cells
秋水仙素
0.05 2
4
395
560
3
10
0.76
1.79
0.10 2
4
538
507
19
8
3.53
1.58
8-羟基喹啉
0.048 2
4
706
801
13
17
1.84
2.12
0.096 2
4
855
571
13
13
1.52
2.28
放线菌酮
0.004 2
4
753
829
20
22
2.66
2.65
0.008 2
4
706
815
2
6
0.28
0.74
α-溴萘 饱和水溶液 2
4
627
841
44
66
7.02
7.85
2.2　单瓣花水仙的核型
由表 2和图 1 、图 2可见 ,单瓣花中国水仙的体
细胞染色体数为 2n=30 ,依据染色体大小和形态 ,
30条染色体可组配成 10个同源组 ,为同源三倍体;
10个同源组中 , 2 组为中部着丝点的染色体(3 、6
号), 2组为近中部着丝点的染色体(2 、9号), 5组为
近端部着丝点染色体(1 、4 、5 、7 、10号), 1组为带随
体的近端部着丝点染色体(8号);核型公式 2n=3x
=30=6m +6sm +18st(3SA T);染色体相对长度
在 3.92%～ 15.95%,最长染色体和最短染色体的
比值为 4.07 ,臂比大于 2.0 的染色体占 70%,依据
S tebbins的核型分类标准 ,单瓣花中国水仙的核型
属 3C 。
表 2　单瓣花中国水仙的核型参数
Table 2　Karyotype index of univalve f lower
　　Chinese narcissus with univalve flower
染色体序号
C hromosome
number
染色体相对长度/ %
Ch rom osome
relat ive length
臂比值
Arm ratios
类型
Types
1 13.31+2.68=15.95 4.97 st
2 9.98+5.62=15.60 1.78 sm
3 8.03+6.15=14.18 1.31 m
4 11.12+1.69=12.81 6.58 st
5 9.09+1.90=10.99 4.78 st
6 5.79+3.85=9.64 1.50 m
7 4.68+1.47=6.15 3.18 st
8 5.19+0.89=6.08 5.83 st(SA T)
9 3.54+1.29=4.83 2.74 sm
10 3.42+0.50=3.92 6.84 st
10
　第 2期　　　 任艳蕊等:单瓣和重瓣花中国水仙的核型比较
图 1　单瓣花中国水仙核型模式图
Fig.1　Karyotype model of Chinese narcissus
with univalve flower
图 2　单瓣花中国水仙核型
Fig.2　Karyotypeof Chinese narcissus with univalve flower
2.2　重瓣花中国水仙的核型
由表 3和图 3 、图 4可见 ,重瓣花中国水仙的体
细胞染色体数为 2n=30 ,可组配成 10个同源组 ,为
同源三倍体。
表 3　重瓣花中国水仙的核型参数
Table 3　Karyotype index of multiple-valve flower Chinese
narcissus with multiple-valve flower
染色体序号
Ch rom osome
num ber
染色体相对长度/ %
Chromosome
relative length
臂比值
A rm rat ios
类型
T ypes
1 14.04+2.02=16.06 6.95 s t
2 11.17+3.76=14.93 2.97 sm
3 12.10+2.39=14.49 5.06 s t
4 11.25+2.38=13.63 4.73 s t
5 8.30+2.16=10.46 3.84 s t(SAT)
6 8.52+1.48=10.00 5.76 s t(SAT)
7 4.72+1.41=6.13 3.35 s t
8 5.06+0.85=5.91 5.95 s t
9 3.36+1.31=4.67 2.56 sm
10 2.90+0.80=3.70 3.63 s t
　　10个同源组中 ,2 组为近中部着丝点的染色体
(2 、9号), 6组为近端部着丝点染色体(1 、3 、4 、7 、8 、
10号), 2 组为带随体的近端部着丝点染色体(5 、6
号)。核型公式 2n=3x=30=6sm +24st(6SA T);
染色体相对长度在 3.70%～ 16.06%,最长染色体
和最短染色体的比值为 4.34 ,臂比大于 2.0 的染色
体占 100%,核型属 4C 。
图 3　重瓣花中国水仙核型模式图
Fig.3　Karyotype model of Chinese narcissus with
multiple-valve flower
图 4　重瓣花中国水仙核型
Fig.4　Karyotype of Chinese narcissns with
multiple valve flower
2.3　2种水仙的核型比较
对单瓣和重瓣花水仙的核型比较可见 , 2种水
仙均为同源三倍体(2n =3x =30),染色体基数为
x =10 ,其中 2号和 9号均为近中部着丝点染色体 ,
1号 、4号 、7号和 10号均为近端部着丝点染色体;
2种水仙的核型差异主要表现在 3 号 、5号 、6号和
8号染色体上;单瓣花水仙有 2组染色体为中部着
丝点染色体(m), 6组为近端部着丝点染色体(st),
1组为随体染色体 ,核型分类为 3C;而重瓣花水仙
没有中部着丝点的染色体 , 8组为近端部着丝点染
色体 ,2组为随体染色体 ,核型分类为 4C(表 4)。
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　　　　　 河 北 农 业 大 学 学 报 第 33卷
表 4　单瓣和重瓣中国水仙核型主要特征比较
Table 4　Comparison of karyotypes beween univalve f lower and multiple-valve flower Chinese narcissus
材料
M aterials
倍性
Ploid
染色体基数
Basic chr omosome
number
中部着丝点
染色体/条
m
近中着丝点
染色体/条
sm
近端着丝点
染色体/条
st
随体染色体
Chromosome
w ith satelite
核型
Karyo type
单瓣花 3x 10 6 6 18 No.8 3C
重瓣花 3x 10 0 6 24 No.5 , No.6 4C
3　讨论
植物细胞染色体计数 ,特别是核型分析常利用
根尖细胞分裂中期的染色体 ,但在细胞分裂周期中 ,
处于分裂中期的细胞仅占极少数。因此 ,细胞学研
究中常采用某些理化因素对材料进行预处理 ,以提
高中期细胞的分裂指数 ,并使染色体分散 、清晰。预
处理的效果受材料 、药剂 、浓度 、时间及处理方法等
多种因素的影响 ,因此找出某种材料预处理的适宜
条件是进行细胞学研究的关键 。本研究采用秋水仙
素 、8-羟基喹啉 、放线菌酮和α-溴萘等几种常用于植
物染色体预处理的药剂 ,研究了不同药液浓度和处
理时间对水仙根尖细胞分裂指数的影响。结果表
明 ,利用饱和α-溴萘饱和水溶液处理活体水仙根尖
4 h 的效果最好 ,中期细胞分裂指数高 , 染色体分
散 、清晰 ,是适宜水仙染色体预处理的最适药剂 ,与
α-溴萘适宜水生植物染色体预处理的报道一致[ 10] 。
水仙属植物的染色体数目存在着广泛变异 ,染
色体基数有 x =7 、x =10 和 x =11 等 3 类 。
Brandham 曾对 731个水仙属植物品种进行过染色
体数目鉴定 ,发现水仙属植物从 2n=17到 2n=46
均有存在 ,此外还有三倍体和非整倍体[ 9] 。吕柳新
对 7个多花水仙品种的染色体数目进行了鉴定 ,其
中 2个为 x =10 的二倍体品种 , 2个为 x =11 的二
倍体品种 ,3个为 x =10 的三倍体品种[ 7] 。本研究
表明 ,单瓣花和重瓣花中国水仙均为同源三倍体
(2n=3x=30),但关于其同源三倍体的形成途径目
前尚不清楚 ,有待进一步研究 。
植物的重瓣花一般是由单瓣花的雄蕊瓣化演变
形成的 ,因此从进化角度看重瓣花水仙较单瓣花水
仙应处于更高的层次 。依据 Stebbins观点 ,进化水
平越高的物种 ,其核型越不对称 ,据此将核型由对称
到不对称分为 12 个等级(1A -4A , 1B -4B , 1C -
4C)。本研究表明 ,单瓣花中国水仙的核型为3C ,而
重瓣花中国水仙的核型为 4C ,后者的不对称程度高
于前者 。由此可见 ,核型变异可能是引起水仙花瓣
重瓣化的一个重要原因 。
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(编辑:宗淑萍)
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