全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 31(2)：175～ 180 2011年 3月
中国姜花属十九个分类群的细胞学研究
胡 秀 ，吴福川 ，刘 念1
(1．仲恺农业工程学院，广州 52O225；2．中国科学院 西双版纳植物园，云南 勐腊 666303)
摘 要：采用压片法对中国姜花属十八个分类群进行了体细胞染色体计数 ，对 自姜花减数分裂终变期 I的染
色体数 目和形态进行了观察。结果显示 ：包括白姜花在内的十九个分类群中有六个二倍体，一个三倍体 ，十二
个四倍体 ，其 中十二个分类群的体染色体数 目为首次报道 ，显示 中国姜花属植物具有较高比例的多倍体类型；
姜花属的染色体基数为 n一17，染色体组可能是多倍体起源的。
关键词：姜花属；染色体计数 ；染色体基数 ；多倍体
中图分类号：Q942 文献标识码 ：A 文章编号：1000—3142(2011)02～0175-06
Cytological studies on the 1 9 taxa
of Hedychium in China
HU XiuI，W U Fu—Chuan2，LIU Nian1
(1．Zhongkai University of Agriculture and Engineering，Guangzhou 520225，China；2．Xishuangbanna
Tropical Botanical Garden，Chinese Academy of Sciences，Mengla 666303，China)
Abstract：The somatic chromosome numbers Of 18 taxa in Hedychium and the numbers and morphology of diakinesis
I of H．coronarium were observed by crash method．The results show that：among the 1 9 taxa studied，there are six
diploid(2n=2x= 34)，one triploid(2n=3x= 51)，and twelve tetraploid(2n= 4x= 68)，thus indicating the high per—
centage of polyploidy of Hedychium in China．The chromosome numbers of twelve taxa were reported for the first
time；the genome number of Hedychium is 17 and it is probably of polyploidy origin．
Key words：Hedychium；chromosome count；genome number；polyploid
姜科姜花属 (Hedychiurn)植物 ，全球约 5O种 ，
中国产 32种(胡秀等，2009)，主要分布于热带和亚
热带地区，我国主要分布于西南部和南部 。姜花属
植物株型优雅 ，花色艳丽、香气浓郁 ，是热带和亚热
带植物群落林下的重要组成部分 ，适合用作园林 配
置，部分种类适宜作为香型切花。姜花属植物种间
观赏性状形态差异较大 ，为杂交育种花卉新品种 的
培育提供了良好 的基础 ，但 由于兼有不同倍性 的种
类 ，使得染色体计数在亲本选配中显得十分必要。
目前 ，有关姜花属植物的细胞学研究较少 ，极大
地制约了姜花属花卉 的育种进程 (表 1)。不仅如此，
对一些种的体染色体数目有争议，如白姜花的染色体
数分别为 34(Ramachandran，1969；陈忠毅 ，1984)、54
(Raghavan Venkatasubban，1943)、51(陈 瑞 阳，
2009)，其染色体基数分别是 16、17、18，对姜花属其他
种类的染色体计数中也存在类似的情形(表 1)。我
们在研究的初期也发现，即使是制 片良好的图像，也
总是有几条染色体相互贴近 ，难于进行准确 的计数。
植物孢母细胞远较体细胞大、壁薄，更适合用于染色
体研究 ，本研究拟通过对 白姜花小孢 子母 细胞减数
分裂 中期 的染色体形态和数 目的观察 ，提 高整个姜
花属的染色体计数 的精确性。最终 ，可为姜花属植
物的分类学研究积累细胞学研究资料，为杂交育种
的亲本选配中染色体数 目的平衡提供参考依据。
收稿 日期：2010—07—02 修回日期 ：2010—11-16
基金项 目：，k东省农业厅项 目(B3094531)[Supported byDepartment ofAgriculture Project ofGuangdong(B3o94531)]
作者简介：胡秀(1976一)，女 ，四川省西昌人 ，博士 ，主要研究方向为姜科植物花卉育种，(E—mail)554311889@qq．com。
通讯作者：刘念 ，教授，主要研究方向为姜科和苏铁植物分类，(E—mail)liunian678@163．toni
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白姜花 Hedyckium coronarium
黄姜花 H．flaVllTl
毛姜花 H．villosum
小毛姜花 H。villosum vat．tg?l~Zfl0rMⅢ
峨眉姜花 H．flavesce21s
草果药 H．spicatum
红丝姜花 H．gardnerianum
H．gracile
H．greenii
红姜花 H．coccineuzn
2n-_2X-_34
2rl一3X一54
Dioloid
2n一 3x一 51
2n=52
Tetraploid
2n一 4x一 68
2n一 2x一34
2n一 2x一 34
2n一 50
2n一 2x一 34
2n一 3X--一54
2n一 66
2n一 2X一 36
2n一4X一 68
Diploid
Ramachandran，1969；陈忠毅，1984
Raghavan& Venkatasubban，l943
Hamidou．2002
陈瑞阳，2009
Raghavan＆ Venkatasubban。1 943
Sakhanokho& Pounders．2005
高江云，2008
高江 云 ，2008
Raghavan，1943；W U，2000
Eksomtramage 8-Boontum，1 995
W u I arsen，2000
Raghavan& Venkatasubban．1943
Raghavan& Venkatasubban，l943
Raghavan＆ Venkatasubban，1943
Ramachandran，1969；陈忠毅，1984
Sakhanokho& Pounders．2005
注：Sakhanokho&Pounders(2005)的研究结果是采用细胞流体技术研究获得。
Note：the resuIts()f Sakh810kh。＆ Pounders(2005)were d。ne by flow cytome ic analysis
表 2 中国姜花属十九个分类群的体细胞染色体数 目
Table 2 The somatic chromosome number of 1 9 taxa of Hedychium in China
注：白姜花的体细胞染色体数通过减数分裂观察而得。
Note：the somatic chromosome number of H．corollartum are obtained by the observation of meiosis
l 材料和方法
1．1白姜花减数分裂观察
取 白姜花(Hedychium coFonariu~y1)幼嫩花序．
剥取大小不同的新鲜花药，卡诺 II固定液冰水 固定
2 h，卡宝品红染色 2～3 rain，拇 指压 片，I eica DM
2500显微镜下拍照。凭证标本见表 2。
1．2体细胞染色体计数
以根尖或处 于减数分裂前的幼嫩花药为材料 ，
采用常规压片法(李懋学等 ，1996)制 片，Leica DM
2500显微镜下拍照 ，图 4：D采用了多焦面合并软件
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的，其原始基数可能是 x一9，并经历染色体跌落 (染
色体在 多倍 体水平 上 的非整倍 性减 少)(Darling—
ton，1956)后 的产物。陈瑞阳(2009)研究认为 白姜
花的体细胞染色体数为 48，Naik等(1961)认为白姜
花体细胞染色体数为 2n=54，染色体基数分别为 16
和 18，本研究认为姜花属的染色体基数应为 17。
3．2中国姜花属植物的属 内多倍性
与 Mukherjee(1970)的研究结果相似 ，本研 究
认为中国姜花属植物具有较高的多倍体比例，在本
研究 检 测 的 19个分 类群 中，多 倍体 的百 分 比为
68．42 。中国姜花属植物的属 内多倍性 除与其异
花授粉、有性繁殖兼根茎繁殖的繁育 系统和多年生
的生长习性有关外 ，还与我 国处于姜科植物起源和
分化的边缘地带相一致(吴德邻，1994)。异花授粉
使得多倍体产生的频率提高，而根茎繁殖和多年生
习性为多倍体的生存提供了良好的条件，因此通常
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图 2 中国姜花属部分分类群体细胞染色体数 目
Fig．2 Somatic chromosome number of sevaral taxa of Hedychium in China
A．勐海姜花，2n一2x=34；B．长瓣裂姜花 ，2n=4x=68；C．盈江姜花 ，2n一2x=34；D．黄姜花 ，2n=4x一68
E．思茅姜 花，2n=4x=68；F．碧江姜花 ，2n=4x=68。图中标尺均为 1／,m。
在异花授粉、有性繁殖兼根茎繁殖 的繁育系统和多
年生的生长 习性 的植物 中多倍体发 生的频率 较高
(洪德元 ，1990)。
高丽霞 (2008)以峨嵋姜花为 亲本 的杂交育种
中，正反交均未得到杂交后代，本研究表明其体细胞
染色体数为 2n=3x=51，确证其杂交不育主要 由于
三倍体育性降低所致 。迄今 为止 ，峨嵋姜花是 中国
姜花属中唯一的三倍体种 。
3．3姜花属植物的种内多倍性及其分类学意义
高江云(2008)认为毛姜花原变种是其小毛姜花
变种的同源四倍体，姜花属植物存在种内多倍体现
象 。从形态上看，在姜花属 中一些分布较广 的种类
中常具有形态完全一样但植株体型、花的大小差异
较大的不同居群，如草果药、红姜花(胡秀等，2009)。
从 染 色体 的倍 性来 看，本 研 究 结果 显 示 草 果 药
(Hedychium spicatum)体 细 胞 染 色 体 为 68，与
eflora(Wu& Larsen，2000)记载的 2n一2X一34不
一 致 。可能的原因是这个种既有二倍体居群又有四
倍体居群 ，由于材料来 源的不同而造成这种差异。
同样 ，本研究结果与 Ramachandran(1969)均认 为红
姜花的体细胞染色体数是 2n=4x=68，而 Sakhano—
kho& Pounders(2O05)则认为这是一个二倍体种。
因此 ，在采用野生种作为杂交亲本的时候，应注意对
特定居群染色体数 目进行鉴定。
根据对 中国姜花属植物分布 的调查 (胡秀等 ，
2009)，从 19个分类群的染色体数 目来看，并没有证
据显示姜花属种的染色体倍性随海拔的升高而增
加。在分布上二倍体种与多倍体种也没有明显的界
限 ，相反却存在种内多倍体的现象 ，如毛姜花原变种
和小毛姜花变种 。因此，在进行姜花属种的划分时，
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四倍体变种之间则是二倍体与同源四倍体的关系，
这在高江云(2008)对姜科植物繁殖生态学的研究 中
已经被证明。由此可以认为，在姜花属中，经历杂交
而起源的多倍体即异源多倍体之间可以划分为不 同
的种 ，非杂交起源的同源多倍体之问适宜划分为种
下等级。
3．4减数分裂时期染色体形态和数 目观察的意义
在植物的染色体研究 中，常会遇到难于计数的
情形 ，特别是染色体较小、数 目较多细胞质内含物多
难于解离干净的类群。由于减数分裂时期细胞和染
色体较大 ，小孢子母细胞细胞壁薄内含物少易于解
离，同源染色体配对而使数 目减半 、染色体的形态较
为清晰等优点，通过观察减数分裂终变期染色体的
数 目和形态可以有效 的辅助染色体 的计数 ，并可通
过进一步观察和比较减数分裂时期同源染色体配对
的形态研究各种类之间的分类学关系。
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