全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2002 , 29 (3) : 280～281
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2001 - 08 - 07 ; 修回日期 : 2001 - 11 - 27
基金项目 : 天津市重点攻关项目资助
黄瓜倍性鉴定方法的研究
杜胜利1 ,3 　韩毅科2 　魏爱民1 　王　鸣2 　陈启民3 　侯　锋1
(1 天津市黄瓜研究所 ,天津 300192 ;　2 西北农林科技大学园艺学院 ,杨凌 712100 ;　3 南开大学生命科学院 ,天津 300190)
摘 　要 : 以黄瓜未受精子房培养的再生植株群体为材料 , 研究和比较了几种倍性鉴定方法。结果表明 :
体细胞染色体计数法是最可靠的直接方法 ; 体细胞染色中心大小、异染色质数目以及保卫细胞叶绿体数目
与黄瓜倍性密切相关 , 是有效的间接方法 ; 不同倍性植株在长势、花冠形态、花粉粒及结籽等方面有明显
差异 , 也能间接确定植株倍性。
关键词 : 黄瓜 ; 倍性鉴定
中图分类号 : S 642. 2 　　文献标识码 : A 　　文章编号 : 05132353X (2002) 0320280202
1 　目的、材料与方法
在单倍体育种中 , 通过花药 (花粉小孢子) 、未受精子房等途径再生出的植株 , 往往是单倍体、
双单倍体及其他倍性植株的混合群体 , 有效的倍性鉴定是了解其遗传背景和进一步应用的基础。虽然
有关倍性鉴定已有一些文献报道〔1 ,2〕, 但有关黄瓜染色体倍性鉴定方法的研究尚未见报道。本试验旨
在通过研究、比较各种倍性鉴定方法 , 建立一套简便、准确、高效的黄瓜倍性鉴定方法。
试验于 2000～2001 年在天津市黄瓜研究所进行 , 以 R5 (F1) 、R7 (F1) 为供体材料 , 通过未受精
子房进行离体培养 , 获得约 200 株再生植株 , 定植于玻璃日光温室中。取幼嫩卷须 , 采用去壁低渗
法〔3〕进行染色体制片 , 用 OPTON911 型显微镜观察计数染色体数 , 同时用 OLYMPUS IX70 倒置显微镜
观测异染色质数目和染色中心大小。不同倍性组各取 3 个基因型植株 , 每个基因型计数 20 个细胞 ,
求其平均值。染色中心直径的观测值乘以 1. 667 调节为实际值。撕取叶片的下表皮 , 置于荧光显微镜
下进行气孔保卫细胞叶绿体计数。不同倍性组各取 3 个基因型植株 , 每个基因型植株取 10 片叶 , 每
叶片观察 20 个细胞 , 求其平均植。比较同时期移栽的不同基因型单倍体和双单倍体植株 , 观察叶片
和花的形状 , 花粉、果实和种子的发育和形态等。
2 　结果与分析
2. 1 　染色体计数
染色体计数结果表明 , 再生植株多数为双单倍体 (2n = 2x = 14) , 少数为单倍体 (n = x = 7 , 见插
页 2 图版 , 1) , 并发现三倍体 (2n = 3x = 21 , 见插页 2 图版 , 2) 、四倍体 (2n = 4x = 28 , 见插页 2 图
版 , 3) 和非整倍倍体。
2. 2 　染色中心直径和异染色质数目
通过染色体制片 , 较容易获得大量染色中心的制片 , 而且染色中心个体较大 , 很容易识别和测
量 ; 染色中心中的异染色质也很容易辨认和计数 (见插页 2 图版 , 4～6) 。
从表 1 可以看出 , 不同倍性植株染色中心直径和异染色质数目差异达显著水平。用Duncan’s 检验
法对各组的平均值进行多重比较表明 , 单倍体染色中心直径 5. 1μm , 显著小于双单倍体 13. 3μm 和
三倍体 17. 1μm , 而双单倍体和三倍体之间无显著差异。单倍体异染色质数为 5. 0 ,双单倍体为 11. 9 ,
三倍体为 21. 2 ,他们之间存在显著差异。说明染色中心直径可用来鉴定单倍体 , 但在区分双单倍体和
三倍体时会有一定误差。而根据异染色质数则可鉴定上述三种倍性。
2. 3 　叶片气孔保卫细胞叶绿体数
从表 2 可以看出 , 保卫细胞叶绿体数几乎随植株倍性成正比增加 , 单倍体、双单倍体和三倍体之
间差异达极显著水平。因此保卫细胞的叶绿体数可作为鉴定植株倍性的一个重要依据 (见插页 2 图
版 , 10～12) 。
表 1 　黄瓜不同倍性植株染色中心直径和异染色质数目
Table 1 　Chromocenter diameter and heterochromatin number
of cucumber with different ploidy levels
倍性
Ploidy
染色中心直径
Chromocenter
diameter (μm)
异染色质个数
Heterochromatin
number
单倍体　Haploid 5. 1b 5. 0 c
双单倍体　Doubled haploid 13. 3 a 11. 9 b
三倍体　Triploid 17. 1 a 21. 2 a
注 : a , b 和 c 代表各倍性组平均值在 5 %水平上差异显著。
Note : Letter a , b and c indicate the significant difference among average values
of different ploidy groups according to Duncan’s test at 5 % level.
表 2 　黄瓜不同倍性植株叶片气孔保卫细胞叶绿体数
Table 2 　Stomata size and guard cell chloroplast
number of cucumber with different ploidy levels
倍性
Ploidy
叶绿体个数
Chloroplast number
单倍体　Haploid 4 C
双单倍体　Doubled haploid 7. 9 B
三倍体　Triploid 12. 0 A
注 : A , B 和 C代表各倍性组平均值在 1 %水平上差异显著。
Note : Letter A , B and C indicate the significant difference among average
values of different ploidy groups according to Duncan’s test at 1 % level .
2. 4 　植株形态观察
根据对 100 多株单倍体和双单倍体植株的田间观察统计 , 二者雌、雄花花冠具有明显区别 : 单倍
体花冠深裂 , 而双单倍体花冠浅裂 , 可作为区别单倍体和双单倍体植株的标志。单倍体能结果 , 但果
形多异常 , 无正常的种子 , 多空瘪籽。双单倍体种子饱满。单倍体花粉粒在开花前即败育 (见插页 2
图版 , 7) , 双单倍体花粉粒发育正常 (见插页 2 图版 , 8) , 三倍体的花粉粒绝大多数败育 , 仅有少量
正常花粉粒 (见插页 2 图版 , 9) 。大多数单倍体生长势明显弱于双单倍体和三倍体。
总之 , 染色体计数法作为直接的倍性鉴定方法 , 精确、可靠 , 但费时而且需要熟练的细胞学操作
技术 ; 在荧光显微镜下进行保卫细胞叶绿体计数 , 是快速、有效的鉴定方法。植株的形态学观察也能
间接确定植株倍性 , 但要在植株生长发育较晚时期鉴定 , 难以及时采取加倍等措施 , 致使育种材料不
能得到充分利用。
参考文献 :
1 　Sari N , Abak K, Pitrat M. Comparison of ploidy level screening methods in watermelon : Citrullus lanatus ( Thunb. ) Matsum. and Nakai . Scientia
Horticulturae , 1999 , 82 : 265～277
2 　Norio Katoh. Production of hapoid plants of melon by pseudofertilized ovule culture , Plant Tissue Culture Letters , 1993 , 10 (1) : 60～66
3 　陈瑞阳 , 宋文芹. 植物染色体标本制备的去壁、低渗法及其在细胞遗传学中的意义. 遗传学报 , 1982 , 9 (2) : 151～159
Ploidy Determination in Cucumber ( Cucumis sativus L. )
Du Shengli1 ,3 , Han Yike2 , Wei Aimin1 , Wang Ming2 , Chen Qimin3 , and Hou Feng1
(1 Tianjin Cucumber Research Institute , Tianjin 300192 , China ; 2Northwest Sci2Tech University of Agriculture and Forestry , yangling
712100 , China ; 3Nankai University , Tianjin 300190 , China)
Abstract : Various methods for ploidy determination were investigated and evaluated in cucumber. The results indicated that chro2
mosome counting was the most reliable and precise method , however , it was cumbersome and required skilled cytological techniques ;
The chromocenter size , heterochromatin number , guard cell chloroplast number and certain plant morphological characteristics have close
corelationships with ploidy levels , and are simple and practical methods for ploidy determination but with some shortages.
Key words : Cucumber ( Cucumis sativus L. ) ; Ploidy determination
1823 期 　　　　　　　　　　　　　　　杜胜利等 : 黄瓜倍性鉴定方法的研究