全 文 ：园 艺 学 报 2013，40（3）：426–432 http: // www. ahs. ac. cn
Acta Horticulturae Sinica E-mail: yuanyixuebao@126.com
收稿日期：2012–09–13；修回日期：2013–01–16
基金项目：国家自然科学基金项目（30270927）；河北省自然科学基金项目（C2007000448；C2011204122）
* 共同第一作者
** 通信作者 Author for correspondence（E-mail：pjy@hebau.edu.cn）
‘苹果枣’自然三倍体倍性的发现与鉴定
刘学生 1，陈 龙 1,2,*，王金鑫 1，李 莉 1，彭建营 1,**
（1 河北农业大学园艺学院，河北保定 071001；2 河北省农林科学院昌黎果树研究所，河北昌黎 066600）
摘 要：采用酶解去壁低渗法对枣品种‘苹果枣’进行了核型分析，其核型公式为：2n = 3x = 36 =
21m + 15sm（2SAT），核型为 2A 型，是迄今为止新发现的第 2 个栆自然三倍体品种。对花粉母细胞减数
分裂观察结果表明，‘苹果枣’分裂不规则，终变期出现单价体、二价体和三价体，其中三价体约占 57.5%，
最少含有 7 个三价体，最多则含 10 个三价体，3 个染色体组之间具有很高的同源性，后期Ⅰ和后期Ⅱ出
现落后染色体和染色体不均等分离现象；末期Ⅱ一些细胞还产生少数三分体及极少数五分体，形成不等
孢子，导致配子体高度不育，由此可判断‘苹果枣’为同源三倍体。用分子标记技术对‘苹果枣’和已
知的三倍体品种‘赞皇大枣’进行分子鉴定，两者分子指纹有显著差异，为不同的两个自然三倍体品种。
关键词：枣；自然三倍体；核型；花粉母细胞；减数分裂
中图分类号：S 665.1 文献标志码：A 文章编号：0513-353X（2013）03-0426-07

Discovery and Identification of Natural Triploid Ploidy of Chinese Jujube
Cultivar‘Pingguozao’
LIU Xue-sheng1，CHEN Long1,2,*，WANG Jin-xin1，LI Li1，and PENG Jian-ying1,**
（1 College of Horticulture，Agricultural University of Hebei，Baoding，Hebei 071001，China；2 Fruit Institute，Hebei
Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Changli，Hebei 066600，China）
Abstract：The methods of eliminating walls by enzymolysis and low osmosis were used to analyze
the chromosome karyotype of Ziziphus jujuba Mill.‘Pingguozao’. The results showed that the karyotype
formula was 2n = 3x = 36 = 21m + 15sm（2SAT），and the karyotype was 2A type. It was second of the
newly discovered natural triploid cultivar. The meiosis course of pollen mother cells of‘Pingguozao’was
observed，and the various periods of the meiosis were described and analyzed. The results showed that the
meiosis of‘Pingguozao’was irregular. The diakinesis appeared univalent，bivalent and trivalent，and 57.5%
of them were trivalent，at least 7 trivalents，at most contained 10 trivalents. The three genomes had very
high homology. The lagging chromosomes and chromosome unequal separation phenomenon were
observed in anaphase I and II. Some cells also produced few triad and pentad in telophaseⅡ，and formed
unequal spores，and led to highly gametophyte sterility. In view of the above it was deduced that
‘Pingguozao’was autotriploid. The RAPD fingerprints of‘Pingguozao’and‘Zanhuangdazao’were
different，which were two different natural triploid cultivars.
Key words：Ziziphus jujuba Mill.；natural triploid；karyotype；pollen mother cell；meiosis

3 期 刘学生等：‘苹果枣’自然三倍体倍性的发现与鉴定 427

Morinaga（1929）最早报道枣（Ziziphus jujuba Mill.）染色体数为 24，之后 Bowden（1944）的
报道与其一致。迄今为止已对 131 个枣品种、41 个酸枣类型的染色体数进行了研究，结果发现，除
‘赞皇大枣’为自然三倍体，2n = 3x = 36 外，其它均为二倍体，2n = 2x = 24（曲泽洲 等，1986；
杨云贞，1991；葛喜珍，1993；彭建营 等，2005；陈龙，2010）。从已有的报道看枣和酸枣的染色
体基数为 12，枣的多倍体比率较低，仅发现了一个自然三倍体。
2010 年在对部分枣品种的染色体核型分析中发现‘苹果枣’为三倍体，以往的文献未见‘苹果
枣’倍性的报道，这是迄今发现的第 2 个自然三倍体枣品种。‘苹果枣’产于河北省枣强县，零星栽
种农家院内，来源不详。果实大，近圆形，似苹果，平均单果质量 20.6 g，最大 27.2 g，皮薄肉脆，
味甜多汁，鲜食品质上等，且可制干，品质中上，是优良的鲜食、制干兼用品种（曲泽洲和王永蕙，
1993）。本试验中对‘苹果枣’减数分裂行为进行了观察，并对‘苹果枣’和‘赞皇大枣’进行了分
子鉴定，以期为枣树资源利用和新种质创制提供指导。
1 材料与方法
1.1 染色体制片和核型分析
供试材料‘苹果枣’（Z. jujuba Mill.‘Pingguozao’）采自河北农业大学西校区标本园，树龄 5
年生，正常管理。于 2010 年 4 月下旬到 5 月中旬，取旺盛生长的茎尖。采用陈瑞阳等（1982）的去
壁低渗法制备染色体标本，于 Olympus-BH-2 光学显微镜下观察并拍照。统计 30 个以上细胞确定染
色体数，选取 5 个体细胞中期染色体，根据李懋学和陈瑞阳（1985）的标准进行核型分析。核型分
类按照 Stebbins（1971）的标准。染色体的相对长度、臂比及类型按 Levan 等（1964）的命名系统。
核型不对称系数（As.K，%）= 长臂总长/全组染色体总长 × 100。
1.2 花粉母细胞减数分裂的观察
供试材料‘苹果枣’采自河北省沧县红枣良种繁育基地，树龄 20 年生，正常管理。2012 年 5
月中旬到 6 月中旬，枣花粉母细胞减数分裂旺盛时，于晴天上午 8：00 到 10：00 取苹果枣的花蕾
20 个，卡诺氏固定液（无水乙醇︰乙酸体积比 3︰1）固定 2 ~ 24 h，在 5 ℃左右的冰箱内保存待用。
减数分裂过程的制片采用压片法（许晓光 等，2009），于 Olympus-BH-2 光学显微镜下观察并拍照。
1.3 RAPD 分子标记鉴定
‘苹果枣’和‘赞皇大枣’（Z. jujuba Mill.‘Zanhuangdazao’）采自河北农业大学西校区标本园
及组织培养室，树龄分别为 5 年生和 12 年生，正常管理。嫩叶采后放于冰盒中带回，液氮速冻后于
–70 ℃冰箱保存。DNA 提取参照彭建营等（2000a）的方法。利用筛选出的 16 个随机引物[S2、S8、
S12、S25、S105、S119、S120、S179、S301、S309、S318、S366、S368、S373、S376、S379，引
物序列见李莉等（2009）的报道]对‘苹果枣’（组培苗和大田树）和‘赞皇大枣’（大田树）进行扩
增，PCR 扩增反应体系及反应程序参照彭建营等（2000b）的方法。扩增产物经 1.4%的琼脂糖凝胶
（含 EB 0.5 μg · mL-1）电泳分离，利用凝胶成像系统（SIGMA）观察、照相。
2 结果与分析
2.1 苹果枣染色体数和核型
‘苹果枣’的体细胞染色体数为 2n = 3x = 36。核型参数见表 1。染色体形态和核型见图 1。
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‘苹果枣’核型公式为 2n = 3x = 36 = 21m + 15sm（2SAT），第 2、3、4、5、8 号为近中部着丝
点染色体，其余均为中部着丝点染色体。1 号染色体的长度明显大于其他染色体，5 号染色体中 2
条带随体。染色体相对长度变化范围为 6.43% ~ 11.74%；平均臂比为 1.56，最长染色体与最短染色
体之比为 1.83，核型不对称性属 2A 型；核型不对称系数为 60.89%。

表 1 ‘苹果枣’染色体核型参数
Table 1 The chromosome parameters of ‘Pingguozao’
染色体序号 Chromosome No. 相对长度/ % Relative length 臂比值（长/短）Arm ratio（L/S） 类型 Type
1 6.36 + 5.38 = 11.74 1.18 m
2 6.11 + 3.05 = 9.16 2.00 sm
3 5.77 + 3.25 = 9.02 1.78 sm
4 6.06 + 2.75 = 8.81 2.20 sm
5 5.49 + 2.96 = 8.45 1.85 sm*
6 4.60 + 3.62 = 8.22 1.27 m
7 4.77 + 3.25 = 8.02 1.47 m
8 5.49 + 2.24 = 7.73 2.45 sm
9 4.24 + 3.39 = 7.63 1.25 m
10 4.10 + 3.34 = 7.44 1.23 m
11 4.10 + 3.25 = 7.35 1.26 m
12 3.79 + 2.64 = 6.43 1.44 m
* 随体长度不计算在内。
* The satellite is excluded in the length of chromosome.


图 1 ‘苹果枣’的染色体形态及核型图
Fig. 1 Chromosome shape and karyotype pattern of‘Pingguozao’

2.2 ‘苹果枣’花粉母细胞减数分裂过程观察
‘苹果枣’减数分裂过程经历 2 次连续的核分裂和 1 次细胞质分裂，减数分裂前期Ⅰ持续时间
长，减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ之间的间期和前期Ⅱ持续时间很短，整个分裂过程中发现分裂异常比
较普遍，具体分裂过程如下。
前期Ⅰ：线状染色质经配对、联会并逐渐浓缩变短形成染色体（图 2，1 ~ 4），在观察的 236 个
终变期细胞中，染色体构型主要有 7Ⅲ + 5Ⅱ + 5Ⅰ、8Ⅲ + 4Ⅱ+ 4Ⅰ、9Ⅲ + 3Ⅱ+ 3Ⅰ、10Ⅲ + 2
Ⅱ + 2Ⅰ，价体主要以三价体为主，约占价体总数的 57.5%，含有较少的二价体和单价体，价体主
要呈“v”形、“o”形和棒形（图 2，5）。
中期Ⅰ：染色体整齐的排列在赤道板两侧，赤道面观能看到染色体提前分离现象（图 2，6、7），
3 期 刘学生等：‘苹果枣’自然三倍体倍性的发现与鉴定 429

极面观染色体比较分散，染色体虽然清晰可见，但由于枣染色体较小的原因分不清是几价体，仍难
以计数（图 2，8）。
后期Ⅰ：同源染色体发生分离（图 2，9），在纺锤丝的牵引下向两极移动，出现了落后染色体
和染色体桥（图 2，10、11）以及染色体的不均等分离现象（图 2，12）。
末期Ⅰ：染色体逐渐靠近两级，染色体开始解螺旋，回到染色质状态，难以计数（图 2，13）。
前期Ⅱ：染色体逐渐螺旋化，且两个子核中出现核仁，个别细胞出现多核（核仁和微核）（图 2，
14），同时还发现两极染色体的分布并不均匀（图 2，15）。
中期Ⅱ：染色体分别排列在各自的赤道板上，可以分别观察到平行纺锤丝（图 2，16、17），垂
直纺锤丝（图 2，18），八字形纺锤丝（图 2，19），其中八字形纺锤丝可能会形成三分体。
后期Ⅱ：每条染色体的着丝点分离，两条姊妹染色单体也随之分开，成为两条染色体（图 2，
20），少数出现分离不同步、落后染色体现象（图 2，21），以及姐妹染色单体不分离现象（图 2，22）。
末期Ⅱ：染色体在纺锤丝的牵引下到达固定位置（图 2，23），位置离得较近的染色体可能会融
合在一起，从而形成三分体（图 2，24），染色体开始解螺旋逐步回到染色质状态，细胞内出现核膜、
核仁，形成 4 个子核（图 2，25），个别细胞也出现多个子核（图 2，26）。
四分体时期：细胞质开始分裂，4 个小孢子被共同的胼胝质包被，各个小孢子之间也有胼胝质
分割，分裂形成四分体（图 2，27），一些细胞还产生少数三分体及极少数五分体（图 2，28），进而
形成不等孢子。


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图 2 ‘苹果枣’花粉母细胞减数分裂的观察
1：细线期； 2：偶线期；3：粗线期；4：双线期； 5：终变期；6 ~ 8：中期Ⅰ；9 ~ 12：后期Ⅰ；13：末期Ⅰ；
14、15：前期Ⅱ；16 ~ 19：中期Ⅱ；20 ~ 22：后期Ⅱ；23 ~ 26：末期Ⅱ；27、28：四分体时期。
Fig. 2 Meiotic observations on the pollen mother cells of Ziziphus jujuba Mill.‘Pingguozao’
1：Leptotene；2：Zygotene；3：Pachytene；4：Diplotene；5：Diakinesis；6–8：MetaphaseⅠ；9–12：AnaphaseⅠ；13：TelophaseⅠ；
14，15：ProphaseⅡ；16–19：MetaphaseⅡ；20–22：AnaphaseⅡ；23–26：TelophaseⅡ；27，28：Tetrad.

2.3 苹果枣的分子鉴定
利用 16 个随机引物对‘苹果枣’（组培苗、大田树）和‘赞皇大枣’（大田树）进行了 PCR 扩
增，其中 8 个引物（S12、S25、S179、S301、S366、S368、S376、S379）出现多态性，共 12 个多
态位点，部分扩增结果见图 3。S12 引物中在 1 200 bp 附近‘赞皇大枣’明显比‘苹果枣’多一条
3 期 刘学生等：‘苹果枣’自然三倍体倍性的发现与鉴定 431

带，在 1 500 bp 左右‘苹果枣’比‘赞皇大枣’多一条带；S366 引物中在 1 900 bp 处‘赞皇大枣’
明显区别于‘苹果枣’，说明‘苹果枣’是区别于天然三倍体品种‘赞皇大枣’的又一个自然三倍体
品种。

图 3 引物 S12（左）和引物 S366（右）的 RAPD 扩增结果
M：DNA 分子量标准；1：‘苹果枣’（组培苗）；2：‘苹果枣’（大田）；3：‘赞皇大枣’（大田）。
Fig. 3 RAPD patterns amplified by primer S12（left）and primer S366（right）
M：DNA marker；1：‘Pingguozao’（Tissue culture seedling）；2：‘Pingguozao’（Field）；
3：‘Zanhuangdazao’（Field）.
3 讨论
本研究中对枣品种资源进行染色体数和核型筛查时，发现‘苹果枣’为三倍体，属首次报道。
核型分析表明，该品种的核型组成仅涉及中部（m）和近中部（sm）着丝点染色体，5 号染色体其
中两条具随体，另一条不具随体，通过多个细胞的观察均是这种结果。同源染色体不都是具随体的
现象已有报道，如二倍体品种‘广阳大枣’1 对同源染色体中仅发现其中一条染色体具有随体（杨
云贞，1991），三倍体‘赞皇大枣’的其中一个类型也是仅在 5 号同源染色体上观察到其中的两条具
有随体，另一类型仅在 5 号同源染色体上观察到其中一条具有随体（彭建营 等，2005）。‘苹果枣’
的染色体核型不同于‘赞皇大枣’，确定‘苹果枣’是迄今为止新发现的第 2 个自然三倍体枣品种。
观察‘苹果枣’花粉母细胞减数分裂过程发现，在终变期有单价体、二价体和三价体形式存在。
染色体主要构型有 7Ⅲ + 5Ⅱ + 5Ⅰ、8Ⅲ + 4Ⅱ + 4Ⅰ、9Ⅲ + 3Ⅱ + 3Ⅰ、10Ⅲ + 2Ⅱ + 2Ⅰ，在观
察的 236 个终变期细胞中，价体形式以三价体为主，约占价体总数的 57.5%，含有较少的二价体和
单价体，单个细胞中最少含有 7 个三价体，最多则含 10 个三价体，所含有的三个染色体组之间具有
很高的同源性，另外后期Ⅰ和后期Ⅱ出现了落后染色体、染色体桥和染色体不均等分离现象。末期
Ⅱ一些细胞还产生少数三分体及极少数五分体，进而形成不等孢子，导致配子体高度不育，由此可
判断‘苹果枣’为三倍体，而不是二倍体，且为同源三倍体。‘苹果枣’的减数分裂过程与三倍体‘赞
皇大枣’减数分裂过程类似（许晓光 等，2009）。
‘苹果枣’和‘赞皇大枣’从形态学上均表现出了多倍体的巨大性，表现为生长健壮、枝粗、
叶厚等特点，但两者从形态上包括花蕾的大小、果实的质地等均表现出一定的差异（曲泽洲和王永
蕙，1993；牛瑜菲 等，2011）；用 AFLP 和 SRAP 标记对‘苹果枣’和‘赞皇大枣’的分子评价结
果表明，两者的分子指纹显著不同（白瑞霞，2008）。为了进一步证明新发现的三倍体‘苹果枣’有
别于‘赞皇大枣’，用 RAPD 技术又专门针对两品种进行了分子鉴定，结果表明，两者分子指纹确
实有显著的不同，应该为不同的两个自然三倍体品种。该品种的起源还有待于进一步研究。

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