全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 29(5)：599— 602 2009年 9月
少花龙葵与黄果龙葵染色体核型分析
蓝伟侦。张海洋 ，徐秀芳
(湖州师范学院 生命科学学院，浙江 湖州 313000)
摘 要：利用 DAPI显带技术对少花龙葵和黄果龙葵染色体进行了核型分析。结果表明，少花龙葵染色体数
目为 24，为二倍体，核型公式为 K(2n)一24—6sm-{-1 8m；黄果龙葵染色体数目为 48，为IN倍体，核型公式为 K
(4 )一48—48m，并进一步构建了这两个种的核型模式图。此外 ，还初步探讨了染色体的 DAPI带型及其异染
色质的分布。为中国龙葵的系统分类和进化趋向研究，以及育种和资源的开发利用提供帮助。
关键词 ：少花龙葵i黄果龙葵 ；DAPI带；核型分析
中图分类号：Q943 文献标识码：A 文章编号 ：1000—3142(2009)05—0599—04
Karyotype analyses of Solarium photeinocarpum
and Solanum nigrum var．suaveolens
LAN Wei—Zhen，ZHANG Hai—Yang ，XU Xiu—Fang
(Colege 0， fe Sciences，Huzhou Teacher Colege，Huzhou 313000，China)
Abstract：Karyotypes of Solanum photeinocarpum and S．nigrum var．suaveolen$were studied by using DAPI handing
technique．Somatic chromosome numbers of S．photeinocarpum are 2n 24(diploid)，the karyotype formulas being K
(2n)= 24= 6sm4-18m；however，the chromosome numbers of S．nigrum var．suaveolens are 4n 48(tetraplont)，the
karyotype formulas being K(4n)一48=48m。and karyotype idiograms were established of the two species．The DAPI
banded pattern and distribution Of heterochromatie were also discussed that tO improve the systematic classification
and evolutionary trends research，breeding and exploiting the resources of S．nigrum in China．
Key words：S．p，2Df已 0fnr 7 ；S．nigrum var．suaveolens；DAPI band；karyotype analysis
龙葵(Solanum nigrum)为茄科 (Solanaceae)茄
属(Sola rlum)。一年生草本植物 ，广布于欧、亚、美洲
的温带至热带地区，国内大部分省区均有分布，多为
野生杂草。目前龙葵 已被各国植物学家定名的有
20多个种，构成了龙葵 复合 系统 (S．nigrl~lTI COlTq
plex)(杨永年等，l994)。文献报道中国龙葵有 2个
种及 1个变种 ．分别为龙葵(S．nigrum)、少花龙葵
(S．户^(肿 ”fJ r户“ )和黄果龙葵 (S．nigrum var．
H cden s)(张海洋等，2004)。龙葵性寒、味苦 、微
甘，全草均人药，有清热、解毒、活血、消肿等功能，主
治感冒、牙痛 、慢性支气管炎 、痢疾、乳腺炎和癌症等
病。种子可治急性扁桃体炎、疔疮等。果实可食用
或加工饮品、果酒等，具有极好的开发利用前景(张
海洋等，l999；米拉等，2002)。
目前 ，国外报道较多的主要是关于杂交龙葵、多
倍体龙葵，在减数分裂中染色体行为的研究，探讨龙
葵复合种的形成、进化及系统分类等(Khan等，
1 977；Tandon Rao，1966)。在我国已有报道中国
龙葵复合种内存在染色体倍性差异研究，即少花龙
葵是二倍体(2x一24)，黄果龙葵是四倍体(4x：
48)，龙葵是六倍体(6X=72)(徐秀芳等，2004)。但
国内仅对六倍体龙葵染色体进行了核型研究(杨德
收稿日期 2008—03一【l 修回日期：2008一l2 l0
基金项目：湖州帅范学院人才引进项f=I[Sutx~rted hy the Project for Talent lmroduction of Huzhou Teacher C*filege~
作者简介：蓝伟侦(1 980)，男(畲族)．浙江武义人．硕士，实验师．主要从事植物体细胞遗传学研究．(E mai【)Ianweizhen@hu【c．zj．cn。
通汛作者(Au【hor for m rresI)。nd㈨c ，E—mail：haiyangzh@hutC．zj．cn)
600 广 西 植 物 29卷
奎等，1 996)，尚无其它两个种的核型研究 。
荧光显带技术是利用具有碱基特异性结合的荧
光染料，分析染色体的细胞化学特性。该技 术的发
展和应用为染色体核型分析带来了更多的特性和标
记 ，如运用到松科植物属间、种间及种以下水平的关
系及科内的进化水平的研究(徐进等 ，l997)，以及君
子兰属 4个种和牵 牛属 蕹 菜荧 光 显带 核 型分 析
(Ran等，l 999；刁英等，2005)。本文利用 DAPI(4，
6二脒基一2一苯基吲哚)荧光显带技术 ，对二倍体少花
龙葵和四倍体黄果龙葵染色体数 目和核型进行分析，
构建其核型模式图谱，为其资源鉴定和保存、系统学
分类，以及遗传育种提供更为详细的细胞学依据。
1 材料和方法
供试材料为少花龙葵和黄果龙葵 ，分别来源佳
木斯大学和沈阳农业大学校园，凭证标本藏于黑龙
江省佳木斯大学植物标本室 。
染色体制片参照 Ren等(1997)的方法。浸种
1d后 ，将种子放在铺有潮湿滤纸 的培养皿 中，25～
28℃黑暗培养，根尖长至 l cm左右时，切下投入新
鲜配制的卡诺固定液(无水乙醇 3：冰乙酸 1)固定
过夜。将固定好的根尖取出，用蒸馏水洗净，然后放
入质量分数 2 的纤 维素酶和果胶酶 的混合酶液
中，28℃酶解 4 h。洗尽酶液后 ，利用火焰干燥法制
片。染色体制片于 20 ptg／mL DAPI荧光染料复染 ，
0lympus BX5l荧光显微镜观察及拍照。通过拍照
选择染色体分散 良好 的有丝分裂中期细胞 5O个进
行染色体计数，SPOT advanced软件测量染色体长
度，Photoshop软件图片处理。核型分析采用李懋
学等(1985)的方法 ，选择 5个完整的中期染色体进
行测量统计 ，取平均值。
2 结果与分析
2．1少花龙葵染色体核型分析
少花龙葵为二倍体 ，体细胞染色体数 目为 2n：
24(图 1)。SPOT advanced软件测量染色体长度，
并进行相关统计，其核型分析见表 l。染色体的总
长为 39．48 ptm，绝对 长度 变化范 围 2．48～4．76
m，平均长度 3．29 m，臂比幅度 1．O8～2．53。6、9
和 12号染色体为近中着丝粒染色体(sin)，其余为
中部着丝粒染色体(m)。未发现随体染色体。核型
公式为 K(2n)一24—6sm+18m。染色体相对长度
变异范围为 6．27～儿．96，最长染色体与最短染色
体的比值为 1．91，臂比大于 2：l的染色体的比
表 1 少花龙葵和黄果龙葵的核型分析
Table 1 Karyotype analyses of S．photeinocarpum and S．nigrum var．suaveolens
率为 0．17。其相应的染色体核型模式图见图 2。
2．2黄果龙葵染色体核型分析
黄果龙葵为四倍体，染色体数目为 4n：48(图
1)，染色体核型分析见表 l。染色体的总长为 7O．39
m，绝对长度变化范围 1．67～4．48 m，平均长度
为 2．93 m，臂比幅度为 1．13～1．6l。黄果龙葵的
l2组染色体均为中部着丝粒染色体。未发现随体
染色体。核型公式为 K(4n)一48：48m。染色体相
对长度变异范围为 4．74～12．72，最长染色体与最
短染色体的比值为 2．68，染色体核型模式图见图 2。
5期 蓝伟侦等：少花龙葵与黄果龙葵染色体核型分析 6Ol
图 1 少花龙葵和黄果龙葵中期染色体分裂相及核型图
Fig．1 Photomicrographs of chromosomes and karyograms of S．p 0￡ 70f8r 7 and S．nigrurn var．suaveolens
a．少花龙葵有丝分裂中期染色体；b．黄果龙葵有丝分裂中期染色体；c．少花龙葵染色体核型；d．黄果龙葵染色体核型。Bar=5 m。
a．Mitosis 1Tletaphase cht-olnosorlles of S．ph rJteinoearpum：b．Mitosis metaphase chrornosonles of S．，jigrum 、，ar． ““ Pu? ；
c．Ka ryotype of S．ph．J， “， 户“”l；d．Ka ryotype of S．7 fg， “，月、，a r． ““ l】 ， ． Bar一5,um．
3 讨论
染色体具有两个区域，分别为常染色体区域和
异染色体区域 ，常染色体区域通常富含 (j～C宁列。
许多编码的基因都位于 G—C丰富的区域，而异染色
质区域富含 A—T序列，通常是重复序列含量最高的
区域。荧光染料 DAPI是一种 DNA特异性染料，
与 DNA产生非嵌入式结合，并在荧光显微镜紫外
光的激发下发出荧光。刁英等(2005)研究表明，在
A—T序列富有区，DAPI与双链的小沟结合，其结合
量大，发出较强的荧光；在 G—C序列富有 区，DAPI
则插入双链的DNA之间，其结合量小，而产生较弱
的荧光或不发荧光 同时由于 DAPI的结合也可能
影响染色体上蛋白质结构从而产生染色体带。因此
DAPI带纹在一定程度上反映了染色体 DNA的分
子序列和蛋白组成。
DAPI荧光显带技术在染色体未经任何化学处
6O2 广 西 植 物 29卷
图 2 少花龙葵和黄果龙葵染色体核型模式图
Fig．2 Karyotype idiograms of S．photeinocarpum
and S．nigrum var．suaveolens
a．少花龙葵；b．黄果龙葵。
理的情况下，直接用配制的 DAPI进行复染，利用荧
光显微镜镜检，并结合相关分析软件，在其染色体上
展示出类似 G带的丰富带纹，且带纹稳定，无论大
基因组植物还是小基因组的植物都能够很好的显示
出带纹(图 1)。这种方法由于染色体未经化学处
理，因此显示的带纹应该较忠实地反映了染色体的
结构和异染色质的分布。先前研究中，我们曾利用
龙葵幼果为材料，利用常规压片法制片，由于受细胞
壁 、细胞间质 ，以及卡宝品红染色处理等因素影响，
使染色体分散不好及形状发生变化，因此对其核型
分析带来了很大的困难(徐秀芳等，2004)。本文利
用龙葵的根尖为材料，通过根尖酶解 ，消除细胞壁和
细胞间质，促使各细胞能相互分开，并火焰干燥法制
片使分裂相得以更好分散。另外，实验利用荧光显
带技术对少花龙葵和黄果龙葵的染色体进行了分
析，发现异染色质在染色体的着丝粒及其两侧有集
中分布，这与着丝粒的结构和组成吻合，与其他植物
中的情况相同；同时在这两个种染色体的短臂和长
臂上也有较集中的异染色质分布(图 1)。
张海洋等 (1999)对 中国龙葵复合 种三类 型的
2o个形态特征进行聚类分析。少花龙葵为二倍体，
分布于长江以南；黄果龙葵为四倍体 ，分布于东北和
内蒙；龙葵为六倍体 ，分布于长江以北。从地理分
布、染色体倍数、形态特，征及聚类分析结果看 ，少花
龙葵为-二倍体类群，特征表现 出一定的原始性。在
本研究中，我们对同源染色体的识别是依据相似
DAPI带型进行的，少花龙葵与黄果龙葵的染色体
DAPI带纹具有一定的相似性(图 1)，这进一步反映
了这两个种具有相 似的基 因组结构 。而杨德奎等
(1996)的六倍体龙葵核型分析表 明，其 l2组染色体
均为中部着丝粒染色体，与黄果龙葵一致，是一个较
对称的核型。这说明在染色体结构类型上，龙葵与
黄果龙葵亲缘关 系要 比少花龙葵更近些。此外 ，已
有的研究表明，多倍体的起 源是 由于在进化历史上
频繁的发生杂交 和多倍化 (Wang等，1992)。I im
等(1998)也曾利用秋水仙素诱导二倍体形成多倍体
进行过研究。黄果龙葵和龙葵的器官大于少花龙葵
的器官，体现多倍体器官的肥大性，黄果龙葵和龙葵
是 由少花龙葵演化而来的不同多倍体种，少花龙葵
可作为独立种，黄果龙葵作为龙葵的变种。
核型和带型是物种特有的再现性很高的细胞遗
传学信息。染色体 DAPI带型对这个种细胞遗传学
研究的比较分析很有意义，为它们的系统分类和进
化趋向研究，以及育种和资源的开发利用提供依据。
参考文献：
Diao Y(刁英)，Chen S(陈思)，Huang YD(黄雨蝶)，et a1．2005．
DAPI banded karyotype of Ipomoea aquantica(I．reptans Poir)
(蕹菜的DAPI显带核型)I-J-1．Amino Ac·ids Bioti~Res(氨基酸
和生物资源)．27(1)：32—34
Khan AH，Rao GR，Khan R．1977．Biosystematies of the Solanum
nigrum complex[J]．Indian J Genetics Piant Breeding，37(3)：
444——449
Li MX(李懋学)．1985．Secondary constriction，nuceolar organizer
region and satelite choromosome(染色体次缢痕、核仁组成区和
随体)[J]．Bul Biol(生物学通报)，(7)：12一l4
Lim KY．Leitch U，Leiteh AR．1 998．Genomic characterization and
the detection of raspberry chromatin in polyploid Rubus[J]．
TheorAppl Genet．97：1 027— 1 033
Mi L(米拉)。Yang QL，Na sMH(杨秋林)，et a1．2002．Nutrition
ingredient in Solanum nigrum fruit(野生龙葵果 中营养成分的
研究)[J]．J Inner Mongolia Agri~Univ(内蒙古农业大学学
报)，23(1)：98—1oo
Ran Y。Murray BG，Hammet KRW．1999．Karyotype analysis of
the genus Clivia by Giemsa and fluorochrome banding and in situ
hyb ridizationLJ]．Euphytica，106：139—147
Ren N，Song YC，Bi XZ，et a1． 1997． The physical location of
genes cdc2 and prbl in Maize(Zea*nays)[J]．Hereditas，126
(3)：211—21 7
Tandon SL。Rao GR．1996． Inter relationship within the Solanum
nigrum complex~J3．Indian J Crenetits Plant Breeding．26(2)：
130 1 41
Wang ZY．Second(；．Tanksley SD．1 992．Polymorphism and phy—
logenetic relationships among species in the genus Oryza as deter—
mined by analysis of nuc[ear RFLPs[J~．TheorAppl Genet，83：
565— 581
Xu J(徐进)，Chen TH(陈天华)．1997．Application of fluorescent
(下转第 657页 Continue on page 657)
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5期 罗在柒等：贵州苏铁种子钙形态特性分析 657
Chen X(陈训)．Wu HM(巫华美)．1990．Karyotpe analysis of
a5guizhouensis(贵州苏铁核型分析)[j]．CAinBul Bot(植
物学通报)。7(8)：45—48
Dong CX(董彩霞)，Zhou JM(周健民)，Fan XH(范晓晖)．2004．
Effects of different ways of casupplements on the eacontent and
forms in mature fruits of tomato(不同施钙措施对番茄果实钙
含量和钙形态的影响)EJ]．Plant Nutrition Fertilizer s(i(植
物营养与肥料学报)。10(1)：91—95
Furuichi T．Cunningham KW ．Muto SA． 200 1．Putative twopore
channe[AtTPC1 mediates Ca2+ flux in Arabidopsis leaf cels
EJ7．Plant Cell Physiol，42：900—905
Guan JF(关军锋)，Li GM(李广敏)．2001．The relationship be—
tween【二a +and drought resistance in plants(Ca 与植物抗旱性
的关系)[_1]．ChinBull Bot(植物学通报)．18(4)：473 478
Hepler PK．2005．Calcium，a central regulator 0f plant growth and
dex，elopment．PlantCell，17：2 142— 2 l 55
Hetherington AM ．Brownlee C． 2004． The generation of Caz+
signals in plants．AnnuReu Plant Biol，55：401— 427
Hirschi KD．2004．The calcium conundrum，both versatile nutrient
and specific signa1．Plant Physiol 136：2 438— 2 442
Liu JF(刘剑锋)，Peng SA(彭抒 昂)，Cheng YQ(程云清)．2007．
Studies on calcium transportation and its movement in pear fruit
(梨果各部分(皮、肉、核)钙 运转动态的研究初报)[J]．
Guihaia(广西植物)．27(2)：240—243
I iao Y(廖颖)．wu BH(伍炳华)．2001．The acquirement of stress
response characteristics and signal transduction in plants(植物抗
逆性的获得与信号传导)EJJ．Plant Physiol Commun(植物生
理学通讯)，37(1)：71—75
Long MH(龙明华)．Tang XF(唐小付)．Yu WJ(于文进)．2005．
Effects of diferent calcium lex，els on【)hotosynthesis and protec—
ti、’e enzyme activities of melon leaves(不同钙素水平对厚皮甜
瓜叶片光合作用和保护酶活性的影响)EJ3．Guihaia(广西植
物)，25(1)：77—82
Shang ZL(尚忠林)，Sun DY(孙大业)．2002．CaMum channels in
plant cels(植物细胞内的钙通道)EJ3．Plant Physiol Commun
(植物生理学通讯)，38(6)．625—630
Luo ZQ(罗在柒)．Yi Y(乙引)．2006．Study on the physiological
adaptability of Tawiphylum taxirarnenum fleisch under water
stress(喀斯 特适 生植物鳞 叶藓水分生理适应性研究)[J]．
Guizhou Fore Sci (贵州林业科技)，34(3)：29—32
Ma JJ(马建军)，Zhang LB(张立彬 )，Yu FM(于凤 鸣)．2007．
Contents and distribution of different forils of calciumin prunus
humilis(野生欧李果实中不同形态钙的含量及分布)EJ]．Acta
Hort Sin(园艺学报)，34(3)：755—759
Ohat Y，Yamamoto K，Deguchi M．1970．Mhemical fractioflation
of calcium in the fresh leaf blade and influences of deficiency or
over supply of calcium and age of leaf on the content of each cal—
cium fraction[J~．Soil Manure Japan，41：19～26
Qu LH(屈 良鹄 )．Yu XQ(余 小强 )，Shi SH(施 苏华 )，et a1．
1 99 1．Molecular evidence for the status of the eycad Cyc“ revo-
luta in seed—plant evolution(苏铁种子植物进化中的位置 ：分子
生物学证据)[J]．A(．ta sfi Nat Univ Sunyaatseni(中山大学学
报(自然科学版))，3(1)：72～75
Shigaki T，Hirschi Kn 2006． Dieerse functions and molecular
properties emerging for CAX cation／H exchangers in plants
[J]．Plant Biol，8：419—429
White PJ，Broadley MR．2003．Caleiu in plants[J]．Ann Bot。92：
487— 5l1
Xiao LQ，Ge)(j，Gong X．2004．ISSR variation in the endemic and
endangered plant Ⅲs guizhouensis(Cyeadaeeae)[J]．Annuls
Bot，94：133— 138
Zhang HC(张和臣)，Yin wL(尹伟伦)，Xia XL(夏新莉 )．2007．
The Mechanism of Ca2 Signal Transduction under Abiotic
Stresses in Plants(非生物逆境胁迫下植物钙信号转导的分子
机制)[J]．Chin Bull Bot(植物学通报)，24：1l4—122
Zhou w(周卫)，Wang H(汪洪)，Zhao LP(赵林萍)．1999．Study on
characteristics of calcium uptake by young fruit of apple(Malus
pumila)and Its regulation by hormone(苹果幼果钙索吸收特性与
激素调控)[J]．&-i Agric Sin(中国农业科学)，32(3)：52—58
， l ’ l ● ， ’ ● ， ● ， ， ’ ， ● ， ● ， ● l I ， ， ， I ， ■ ， ’ l ’ ’ I ● ， ， l ’ l ， l ， I ， l l l ， ， ， ● ， ， ， ， ’ ’ l ， ， ， ， ， ， l ， ● I ● ● ， ’ ， ● ． 1 l l ’
(上接第 602页 Continue from page 602)
banding in cytological research of Pinaceae(荧光显带在松科植
物细胞学研究中的应 用)[J]
究)，(3)：18—22
World Fore Res(世界林业 研
Xu XF(徐秀芳)，Zhang HY(张海洋)，Yuan QH(袁秋红)，et a1．
2004．Studies on chromosome of three types of Sulanum nigrum
in China(中国龙葵 复合种三类 型的染色 体数 目研 究)[J3．
Guihaia(广西植物)．24(6)：544—545
Yang DK(杨德奎)，Zhou JY(周俊英)．Miao MS(苗明升)．et a1．
1996．A study chromosome of Solanum nigrum(龙葵的染色体
研究)[J]．Shangdong sci(山东科学)，9(1)：70—71
Yang YN(杨永 年)，Zhang HY(张海 洋)。Wu GY(吴 国宜)．
1994．The cytological analyses and studies of geographic distri—
bution in Solanum nigrum complex of China(中国龙葵复合种
细胞学分析和地理分布的研究)[J]．Bul Bot Res(植物学研
究)，14(2)：205—2l3
Zhang HY(张海洋)，Jiang)(J(姜祥君)，Dong XW(董锡文)，et
a1． 1999．Numerical taxonomic studies on Solanum nigrum in
China(中国龙葵数值 分类 研究)[J]．Bull Bot Res(植物研
究)．19(2)：127～l3l
Zhang HY(张海洋)，Xu XF(徐秀芳)，Zhang jF(张菊芬)．2004．
Nutrition ingredient and exploitation of Solanum nigrum(龙葵
的营养成分及其开发利用)EJ]．Chin Wild Plant Res(中国野
生植物资源)，23(1)：44～46