全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2003 , 30 (5) : 615～617
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2002 - 12 - 25 ; 修回日期 : 2003 - 03 - 10
基金项目 : 云南省自然科学基金资助项目 (2003C0062M) ; 云南省中青年学术与技术带头人后备人才培养资助项目 (95219)
木兰科两个杂交组合的细胞学研究
龚　洵1 ,2 　张国莉1 　潘跃芝1
(1 中国科学院昆明植物研究所 , 昆明 650204 ; 2 中山大学生命科学学院 , 广州 510275)
摘 　要 : 研究了木兰科中木兰属 ( Magnolia) 和含笑属 ( Michelia) 间两个杂交组合后代的染色体。杂
交组合紫玉兰 ( ♀) ×云南含笑 ( ♂) 后代的染色体数目为 2n = 3x = 57 , 正好是四倍体紫玉兰 (2n = 4x =
76) 和二倍体云南含笑 (2n = 2x = 38) 的染色体半数之和 , 证明该 F1 为两者的杂交种 ; 杂交组合球花含笑
( ♀) ×广玉兰 ( ♂) 后代的染色体数目为 2n = 2x = 38 , 与二倍体球花含笑 (2n = 2x = 38) 相同 , 而不是球
花含笑和广玉兰 (2n = 6x = 114) 的染色体半数之和 , 证明该 F1 代不是真正的杂交种 , 可能是无融合生殖的
结果。本研究结果支持含笑属与木兰属玉兰亚属具有较近亲缘关系的观点。
关键词 : 木兰属 ; 含笑属 ; 杂交组合 ; 染色体
中图分类号 : S 68 　　文献标识码 : A 　　文章编号 : 05132353X (2003) 0520615203
1 　目的、材料与方法
对木兰属 ( Magnolia) 和含笑属 ( Michelia) 间的两个杂交组合后代的染色体进行了研究 , 旨在
通过其染色体数目和倍性来鉴定这两个杂交组合后代的真伪 , 探讨木兰科植物的杂交亲和性。
1998～2002 年在昆明植物园进行了紫玉兰 ( Magnolia liliflora) 和云南含笑 ( Michelia yunnanensis) 、
球花含笑 ( Michelia sphaerantha) 和广玉兰 ( Magnolia grandiflora) 的正反交试验 , 即 : 紫玉兰 ( ♀) ×
云南含笑 ( ♂) , 云南含笑 ( ♀) ×紫玉兰 ( ♂) ; 球花含笑 ( ♀) ×广玉兰 ( ♂) , 广玉兰 ( ♀) ×球花
含笑 ( ♂) 。活材料保存在昆明植物园。取生长旺盛的茎尖于 011 %的秋水仙素和饱和对二氯苯的混
合液 (1∶4) 中预处理 3 h (室温) 。在冰水中用无水酒精和冰醋酸 (3∶1) 混合液固定 30 min , 在
1 mol/ L HCl 和 45 %醋酸 (1∶1) 的混合液中水解 3 min (60 ℃) 。卡宝品红染色后压片 , 用奥林巴斯光
学显微镜及显微照相系统观察、拍照。
2 　结果与讨论
211 　杂交组合的结实率
2000、2001 和 2002 年都得到紫玉兰 ×云南含笑杂交组合的种子 , 结实率为 65 % , 种子发芽率高
达 90 %。其幼苗生长迅速 , 1 年生苗平均高 15 cm , 多分枝 , 11 月上旬落叶 , 形态特征与紫玉兰相同 ,
这可能是因为杂交后代的 3 组染色体中的 2 组来源于紫玉兰 , 仅 1 组来源于云南含笑。1998～2002 年
都得到了球花含笑 ×广玉兰杂交组合的种子 , 但结实率不到 5 % , 其杂交后代的形态特征与球花含笑
完全相同。杂交组合云南含笑 ×紫玉兰和广玉兰 ×球花含笑的结实率为 0。花粉离体培养结果表明 ,
紫玉兰的花粉无活性 , 这可能是昆明地区的紫玉兰开花不结果的原因 ; 而球花含笑花粉萌发率高达
90 % , 表明杂交亲本之间无亲和性。
212 　紫玉兰 ×云南含笑杂交后代的染色体
如图 1 所示 (放大倍数相同) , 母本紫玉兰的体细胞染色体为 2n = 4x = 76 , 为四倍体 ; 父本云南
含笑的体细胞染色体为 2n = 2x = 38 , 为二倍体 , 与前人所报道的染色体数目和倍性相同〔1～3〕; 杂交组
合后代的染色体数目为 2n = 3x = 57 , 正好是父母本染色体总数的一半 , 为三倍体。从染色体大小来
看 , 来源于母本紫玉兰的染色体较小 , 而来源于父本云南含笑的染色体较大。无论是染色体数目还是
染色体大小都证明获得的杂交种是紫玉兰与云南含笑的真实杂交种 , 也是本试验所希望得到的杂交
种。
213 　球花含笑 ×广玉兰杂交后代的染色体
观察结果 (图 1) 表明 , 母本球花含笑的体细胞染色体数目为 2n = 2x = 38 , 为二倍体 (为首次报
道) ; 父本广玉兰的染色体数目为 2n = 6x = 114 , 为六倍体 (与前人报道相同)〔1 ,3〕, 杂交组合后代的
染色体数目为 2n = 38 , 与母本的染色体数目相同 , 从而证实此后代不是真实的杂交种 ; 从染色体大
小上来看 , 球花含笑的染色体较大 , 广玉兰的染色体较小 ; 其后代的染色体大小与母本的相同 , 而无
父本的小型染色体 , 同样证明其不是杂交种 , 有可能是无融合生殖的结果。有研究表明 , 木兰科植物
的无融合生殖较为普遍〔4〕, 有可能因父本的花粉对母本有一定的刺激作用而导致无融合生殖。
图 1 　两个杂交组合的中期染色体
Fig. 1 　The Chromosomes of two intergeneric hybridized combinations at metaphase
214 　木兰属与含笑属的亲缘关系
在木兰科分类系统中 , 木兰属为具顶生花的木兰族 , 而含笑属为具腋生花的含笑族〔5 ,6〕, 二者亲
缘关系较远。但是 , 木兰属玉兰亚属 (Subgenus Yulania) 的紫玉兰与含笑属的云南含笑具有杂交亲
和性 , 不存在生殖隔离 , 表明有较近的亲缘关系。Savage 曾成功地培育了两个玉兰亚属与含笑属之
间的杂交种 , 即二乔木兰 ( Magnolia ×soulangiana) 与南亚含笑 ( Michelia doltsopa) 的杂交种和 Mag2
nolia acuminata var. subcordata 与含笑 ( Michelia figo) 的杂交种〔7 ,8〕。而木兰属木兰亚属 ( Subgenus
Magnolia) 与含笑属的球花含笑没有杂交亲和性 , 即存在生殖隔离。一些研究结果表明 , 木兰属不
是一个单系类群 , 而是一个并系类群 , 其中玉兰亚属与含笑属有较近的亲缘关系 , 而木兰属木兰亚
属 (Subgenus Magnolia) 与含笑属的亲缘关系较远〔9 ,10〕。因此 , Figlar 主张将玉兰亚属从木兰属中分
出 , 与含笑属合并〔9〕, 傅大立则将玉兰亚属独立成属〔10〕。本研究的结果支持 Figlar 和傅大立的分类
观点。
在形态和生活习性上 , 紫玉兰与云南含笑有明显的分化 , 紫玉兰花顶生 , 落叶 , 四倍体 ; 云南含
笑花腋生 , 常绿 , 二倍体。但是他们之间的杂交亲和性较高 , 这表明它们的形态和生活习性的分化与
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其遗传分化是不同步的 , 两者之间并没有形成生殖隔离。在木兰科植物的杂交育种上 , 可以利用玉兰
亚属与含笑属植物之间的杂交亲和性来培育新的园艺品种。在我们的研究中 , 已得到了紫玉兰 ×南亚
含笑、紫玉兰 ×乐昌含笑 ( M1 chapensis) 等属间杂交组合后代。
参考文献 :
1 　陈瑞阳 , 张　玮 , 武全安. 云南部分木兰科植物染色体数目报道. 云南植物研究 , 1989 , 11 (2) : 234～238
2 　李秀兰 , 宋文芹 , 安祝平 , 等. 中国木兰属部分种的核型分析. 云南植物研究 , 1998 , 20 (2) : 204～206
3 　Chen Z Y. Chromosome data of Magnoliaceae . In : Liu Y H , Fan H M , Chen Z Y, et al . Proceedings of the international symposium on the
family Magnoliaceae. Beijing : Science Press , 2000. 192～201
4 　Callaway D J . The world of Magnolias . Portland : Timber Press , 1994. 187～190
5 　刘玉壶. 木兰科分类系统的初步研究. 植物分类学报 , 1984 , 22 (2) : 89～109
6 　刘玉壶. 木兰科. 中国植物志第 30 卷第 1 分册. 北京 : 科学出版社 , 1984. 82～199
7 　Savage P J . Letpis not neglect Michelia . Journal of Magnolia Soc. , 1973 , 9 (2) : 5～20
8 　Savage P J . Magnolias in Michigan : Part IV. Journal of Magnolia Soc. , 1989 , 24 (2) : 10
9 　Figlar R B. Proleptic branch initiation in Michelia and Magnolia subgenus Yulania provides basis for combinations in subfamily Magnoliaceae. In :
Liu Y H , Fan H M , Chen Z Y, et al . Proceedings of the international symposium on the family Magnoliaceae . Beijing : Science Press , 2000.
14～25
10 　傅大立. 玉兰属的研究. 武汉植物学研究 , 2001 , 19 (3) : 191～198
A Cytological Study on Two Hybridized Combinations of Magnoliaceae
Gong Xun1 ,2 , Zhang Guoli1 , and Pan Yuezhi1
(1 Kunming Institute of Botany , Chinese Academy of Sciences , Kunming 650204 , China ; 2 School of Life Science , Zhongshan
University , Guangzhou 510275 , China)
Abstract : The chromosome number and size of two intergeneric hybridized combinations between Magnolia
and Michelia in Magnoliaceae were studied in this paper. Magnolia liliflora is a tetraploid species with a chromo2
some number of 2n = 4x = 76 , Michelia yunnanensis is diploid species with a chromosome number of 2n = 2x = 38.
The intergeneric hybridized combination , Magnolia liliflora ( ♀) ×Michelia yunnanensis ( ♂) , is triploid with a
chromosome number of 2n = 3x = 57 , which was a half of the total chromosome number of its two parents. Of
which , 38 chromosomes from M. liliflora are smaller , and 19 chromosomes from M. yunnanensis are larger.
So , the hybrid was confirmed to be crossbreeding filial generation of M. liliflora and M. yunnanensis. Michelia
sphaerantha is a diploid species with a chromosome number of 2n = 2x = 38. Magnolia grandiflora is a hexaploid
species with a chromosome number of 2n = 6x = 114. The intergeneric hybridized combination , M. sphaerantha
( ♀) ×M. grandiflora ( ♂) , is a diploid with a chromosome number of 2n = 2x = 38 , which is the same to that
of its female parent , M. sphaerantha , in number and size. So , the hybridized combination is not a real hybrid ,
and the filial generation may be resulted from apomixes. The study showed that cytological method is one of efficient
measures applied to early identification in crossbreeding of Magnoliaceae. The cross - compatibility indicated that
Michelia is closely allied with Magnolia subgenus Yulania and is far allied with Magnolia subgenus Magnolia in
phylogeny.
Key words : Magnolia ; Michelia ; Hybridized combination ; Chromosome
7165 期 　　　　　　　　　　　　　龚 　洵等 : 木兰科两个杂交组合的细胞学研究