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生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN 2013年第2期
草本花卉多为 1-2 年生，种类繁多、繁殖容易，
同一种花卉又有多种品种和类型，株形、花形丰富
多彩，并且病害少，适应性强，所以它们在庭院及
城市绿化方面是极有价值的花卉，是美化生活不可
缺少的花材［1，2］。本文主要研究了 4 种草花的核型，
其中石竹属于石竹科石竹属，是我国传统名花之
一，观赏期较长，而且含有皂苷、糖类及维生素、
生物碱等，营养丰富，既可茶饮又可入药［3］。观赏
椒又名五色椒，属于茄科辣椒属，花期为全年，观
赏椒含有多种氨基酸和维生素，不仅可以在其新鲜
时直接食用，还可以腌制成泡菜，因此，好时椒的
种植有助于解决北方冬季蔬菜种类少的问题［4］。裂
收稿日期 ：2012-08-17
基金项目 ：哈尔滨市青年科技创新人才基金项目（2009RFQXN100）
作者简介 ：齐宇晴，女，研究方向 ：植物遗传育种 ；E-mail ：46606441@qq.com
通讯作者 ：李新玲，女，副教授，研究方向 ：植物遗传育种 ；E-mail ：lixinling2002@126.com
四种草本花卉的染色体核型分析
齐宇晴1  李新玲1  张彦妮2  李凤1
（1. 哈尔滨师范大学生命科学与技术学院，哈尔滨 150025 ；2. 东北林业大学园林学院，哈尔滨 150040）
摘 要 ： 采用常规制片方法对 4 种草本花卉的染色体数目、核型等进行了研究。结果分别为石竹（Diranthus chinensis）染
色体数 2n=14，核型公式为 K（2n）=14=12 m+2 sm，其核型为“1A”；裂叶花葵（Lavatera trimestris Linn.）染色体数 2n=14，核型
公式为 K（2n）=14=6 m+8 sm，核型为“2A”；观赏椒（Capsicum frutescans）染色体数 2n=24，核型公式 K（2n）=24=24 m，核型为“1B”；
凤仙（Impatiens balsamina）染色体数 2n=14，核型公式为 K（2n）=2x=14=10 m+4 sm，核型为“1B”。此 4 种植物的染色体核型均
为首次报道，可为花卉的良种选育和分类提供必不可少的依据。
关键词 ： 石竹 裂叶花葵 好时椒 凤仙 染色体 核型
Karyotype Analysis of Four Herbaceous Flowers
Qi Yuqing1 Li Xinling1 Zhang Yanni2 Li Feng1
（1. College of Life Sciences and Technology，Harbin Normal University，Harbin 150025 ；2 . College of Landscape Architecture，Northeast
Forestry University，Harbin 150040）
Abstract:  In this paper, conven-tional pressed slice method was used to study chromosome number and karyotype of four herbaceous
flowers. The results showed that Diranthus chinensis：chromosome number 2n=14, karyotype formula K（2n）=14=12 m+2 sm, belonging to “1A”
type ；Lavatera trimestris Linn ：chromosome number 2n=14, karyotype formula K（2n）=14=6 m+8 sm, belonging to “2A” type ；Capsicum
frutescans ：chromosome number 2n=24, karyotype formula K（2n）=24=24 m, belonging to “1B” type ；Impatiens balsamina ：chromosome
number 2n=14, karyotype formula K（2n）=2x=14=10 m+4 sm, belonging to “1B” type. This is the first report of karyotype of these four flowers,
and may help breeding and classification of flowers.
Key words:  Diranthus chinensis Lavatera trimestris Linn. Capsicum frutescans Impatiens balsamina Chromosome Karyotype
叶花葵是锦葵科花葵属的草本植物，盛开花径 10 cm
左右，是著名的园林观赏植物［5］。凤仙花属于凤仙
科凤仙花属，不仅供观赏，同时又是一种良好的药
用植物。此外，凤仙花对氟化氢反应灵敏，可以用
来监测氟化氢污染［6］。
目前，国内外关于草花的生活习性、繁殖技术、
栽培方法、经济价值等方面的研究报道较多，但对
于草花的细胞学研究基础理论比较薄弱，绝大多数
草花的染色体数目及其核型还没有被广泛研究。对
草花技术开发，特别是增强其适应性、抵抗病虫害、
新品种选育等工作缺少理论支持和发展后劲。染色
体是基因的载体，是生物进化发育、遗传变异的物
2013年第2期 73齐宇晴等 ：四种草本花卉的染色体核型分析
质基础［7］，对草花染色体的研究可以从细胞水平上
了解遗传变异的规律，研究草花不同科属种之间在
进化上的亲缘关系［8］，同时，对草花的抗病虫害育
种及新品种选育提供必要的细胞学资料。
1 材料与方法
1.1 材料
供试用的石竹、裂叶花葵、观赏椒和凤仙花的
种子均来自于东北林业大学园林学院。
1.2 方法
选成熟的种子放在培养皿中加厚滤纸、水与少
量的杀菌剂，21℃处理 24-36 h，将发芽种子置于 8℃
下进行 48 h 低温处理，芽略有增长，然后将种子转
入 22.5-23℃条件下，处理 12 h，使芽迅速生长。将
上述处理的根尖剪下 1 cm 左右，立即放入有冰水
混合物的试管中处理 24 h，再用 Carnoy 固定液（无
水乙醇∶冰醋酸 =3∶1）固定 24 h，水洗后放入 1%
的醋酸洋红中染色。常规压片法压片，并在 Lecia
DM6000B 型显微镜下观察，选取图像清晰、中期染
色体分散较好的细胞用 Lecia DFC480 采集图像。参
照李懋学和陈瑞阳［9］的标准进行染色体计数和测量，
得到核型数据 ；参照 Levan 等［10］的标准进行染色体
类型分析 ；按照 Stebbins［11］的分类标准进行核型分
类 ；核型不对称系数按 Arano［12］的方法计算，比值
越大越不对称。
2 结果
2.1 石竹的染色体数目与核型
选择 30 个染色体分散良好的细胞观察计数，其
中 29 个细胞染色体数目为 14 条，占细胞总数的
97%，因此确定石竹体细胞染色体数目为 2n=14（图
1），观察中未发现染色体有随体。石竹的 7 对染色
体中有 6 对是中部着丝点，一对为近中部着丝点，
其核型公式为 2n=2x=14=12 m+2 sm。染色体相对长
度变异范围为 4.13-5.33，最长染色体与最短染色体
的比值为 1.29，臂比大于 2∶1 的染色体比率为 0，
核不对称系数（AS.K%）为 54.84%，根据 Stebbins
（1971）的分类标准，判定其核型为“1A”型（表 1）。
2.2 裂叶花葵的染色体数目与核型
选择 30 个染色体分散良好的细胞观察计数，全
表 1 石竹核型参数表
序号 相对长度（%） 着丝粒系数（%） 臂比 类型
1 3.51+1.82=5.33 34.15 1.93 sm
2 2.89+2.11=5.09 41.45 1.47 m
3 2.42+2.25=4.67 48.18 1.08 m
4 2.34+2.18=4.52 48.23 1.07 m
5 2.33+2.18=4.51 48.34 1.06 m
6 2.21+1.96=4.17 47.00 1.13 m
7 2.08+2.05=4.13 49.64 1.01 m
图 1 石竹的染色体中期相和核型
部 30 个细胞染色体数目均为 14 条，占细胞总数的
100%，未发现非整倍性变异现象和多倍体现象，因
此确定裂叶花葵体细胞染色体数目为 2n=14（图 2）。
裂叶花葵的 7 对染色体中，具近中部着丝点的是第
2、3、4、6 对 ；中部着丝点的染色体是第 1、5、7
对，裂叶花葵的核型中没有带有随体的染色体，其
核型公式是 2n=2x=14=6 m+8 sm。染色体相对长度
变异范围为 5.04-8.62，最长染色体与最短染色体的
比值为 1.71，臂比大于 2∶1 的染色体有 3 对，核不
对称系数（AS.K%）为 64.97%，根据 Stebbins（1971）
的分类标准，判定其核型为“2A”型（表 2）。
图 2 裂叶花葵的染色体中期相和核型
序号 相对长度（%） 着丝粒系数（%） 臂比 类型
1 4.66+3.96=8.62 45.94 1.17 m
2 5.13+2.80=7.93 35.31 1.83 sm
3 5.60+2.33=7.93 29.38 2.40 sm
4 5.82+2.10=7.92 26.52 2.77 sm
5 5.13+1.86=6.99 26.61 2.75 sm
6 3.96+2.56=6.52 39.26 1.54 m
7 2.80+2.24=5.04 44.44 1.25 m
表 2 裂叶花葵核型参数表
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2013年第2期74
准，判定其核型为“1B”型（表 4）。
3 讨论
石竹、裂叶花葵、观赏椒及凤仙花等都是我国
北方广泛种植的草本观赏花卉，但目前我国对这些
草花的研究仅限于生活习性、繁殖技术、栽培方法
等方面，而对它们的染色体数目、染色体形态结构
特征等方面的研究几乎没有。核型是生物体最稳定
的细胞学特征之一，与外部形态性状相比，核型受
外界环境因素影响较小，而能保持相对稳定。而且
还可以根据核型分析来判断物种间的亲缘关系，推
测物种在进化过程中彼此的分化历程［9］。核型相似
程度往往与物种同源性和亲缘关系存在一致性，物
种间在分类阶梯上越远，它们的核型差异越大［13］。
Stebbins［11］认为，在生物的进化过程中，染色体核
型是由对称性向非对称性演化的，核型对称性程度
越高的生物，其染色体变异越小，进化程度也越低；
而非对称性程度越高的生物，其染色体变异越大，
进化程度越高。本研究中 4 种草花的染色体核型类
型分别为 1A、2A、1B、1B，是对称程度较高的染
色体组成，因此这 4 种观赏花卉在进化上也都是比
较保守的。由此，对这些花卉的染色体核型进行研
究，不仅对它们的遗传和育种工作是一个极大的促
进，而且对它们的演化、地理分布的研究也具有较
大的推动作用。
表 3 观赏椒核型参数表
序号 相对长度（%） 着丝粒系数（%） 臂比 类型
1 5.97+5.31=11.28 47.07 1.12 m
2 5.53+4.98=10.51 47.38 1.13 m
3 5.22+5.12=10.34 49.52 1.02 m
4 5.22+4.96=10.18 48.72 1.05 m
5 5.13+4.89=10.02 48.80 1.05 m
6 4.72+3.87=8.59 45.05 1.22 m
7 4.62+3.85=8.47 45.45 1.20 m
8 5.13+3.22=8.35 38.56 1.59 m
9 4.12+4.09=8.21 49.82 1.01 m
10 4.02+2.89=6.91 41.82 1.39 m
11 3.13+2.88=6.01 47.92 1.09 m
12 2.68+2.56=5.24 48.85 1.05 m
2.3 观赏椒的染色体数目与核型
选择 30 个染色体分散良好的细胞观察计数，全
部 30 个细胞染色体数目均为 24 条，占细胞总数的
100%，因此确定观赏椒体细胞染色体数目为 2n=24
（图 3）。观赏椒的 12 对染色体均为中部着丝点，其
核型公式为 2n=2x=24=24 m。染色体相对长度变异
范围为 5.24-11.28，最长染色体与最短染色体的比
值为 2.15，臂比大于 2∶1 的染色体比率为 0，核不
对称系数（AS.K%）为 53.30%，根据 Stebbins（1971）
的分类标准，判定其核型为“1B”型（表 3）。
2.4 凤仙的染色体数目与核型
选择 30 个染色体分散良好的细胞观察计数，
其中 29 个细胞染色体数目为 14 条，占细胞总数
的 97%，因此确定凤仙体细胞染色体数目为 2n=14
（图 4），观察中未发现染色体有随体。凤仙的 7 对
染色体具中部着丝点的染色体是第 1、4、5、6、7
对，近中部着丝点的是第 2、3 对，其核型公式为
2n=2x=14=10 m+4 sm。染色体相对长度变异范围为
4.87-10.31，最长染色体与最短染色体的比值为 2.12，
臂比大于 2∶1 的染色体比率为 0，核不对称系数
（AS.K%）为 60.78%，根据 Stebbins（1971）的分类标
图 3 观赏椒的染色体中期相和核型
图 4 凤仙花的染色体中期相和核型
表 4 凤仙核型参数表
序号 相对长度（%） 着丝粒系数（%） 臂比 类型
1 6.39+3.92=10.31 38.02 1.63 m
2 6.17+3.53=9.70 36.39 1.75 sm
3 5.04+2.80=7.84 35.71 1.80 sm
4 4.09+2.80=6.89 40.64 1.46 m
5 3.36+2.42=5.78 41.87 1.50 m
6 3.08+2.42=5.50 44.00 1.38 m
7 2.80+2.07=4.87 42.51 1.33 m
2013年第2期 75齐宇晴等 ：四种草本花卉的染色体核型分析
对染色体核型进行分析的前提是要获得一张好
的染色体制片，而获得好的染色体片子的基础是取
材，关键是对材料进行预处理。预处理成功则整个
染色体制片工作便成功了一大半。可以利用药物进
行预处理，如秋水仙素、对二氯苯、8-羟基喹啉等。
也可以采取低温的方法进行预处理。本试验采用低
温 24 h，染色体长度适中，形态良好。在处理的过
程中一定要保证冰水混合物的状态，处理时间过长，
染色体高度浓缩，不利于染色体的识别。低温处理
的方法简便易行、效果良好。
4 结论
本试验研究结果表明，石竹染色体数 2n=14，
核 型 公 式 为 K（2n）=14=12 m+2 sm， 其 核 型 为
“1A”；裂 叶 花 葵 染 色 体 数 2n=14， 核 型 公 式 为 K
（2n）=14=6 m+8 sm， 核 型 为“2A”；观 赏 椒 染 色
体数 2n=24，核型公式 K（2n）=24=24 m，核型为
“1B”；凤仙染色体数 2n=14，核型公式为 K（2n）
=2x=14=10 m+4 sm，核型为“1B”。此 4 种草本花卉
的染色体不对称系数（AS.K%）为 53.30%-64.97%，
属于对称程度较高的类型。根据 Stebbins［14］有花植
物核型进化中“对称 - 原始、不对称 - 进化”的观点，
可认为该 4 种草花的核型进化程度较低，属于比较
保守的进化类型。
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（责任编辑 狄艳红）