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我国某些蔷薇属花卉的核型研究



全 文 :第 3卷 第 4期
武 汉 植 物 学 研 究
J U ORN A L OF WUH N A B OT AN IA L CR E E A R S CH V
o l
.
3N o
.
41 0 5 5
.
我国某些蔷薇属花卉的核型研究
刘东华 李惫学
(天津师范大学生物系 ) (北京大学生物系 )
提 要
本文报道了我国产的 5种和 1 4个 品种的蔷薇属花卉的染色体数 目和核型 ,
结果如下 : 小花型为二 倍体 , Z n 二 Z x 二 14 , 少数为混倍体 , 中花型为三倍体 ,
Z n = 3 x 二 21 ; 大花型为四倍体 , Z n 二 4 x 二 2 8 。 大部分种的核型均 由其中 部 和
近 中部着丝点染色体组成 , 少数种具近端着丝点染色体 . 它们可以区分为 3 种
核型夹型 , 即 I A 、 ZA 和 ] B .
关越词 : 蔷薇属 , 核型
原产于我国的蔷薇属 ( R os a L . )花卉种类众多 , 如香水月季 、月月红 、 玫瑰 、木香 、 十
姐妹 … … 等。 其中尤以香水月季 、 月月红和十姐妹等输入欧洲后 , 与当地及西亚的蔷薇属
植物杂交 , 奠定了现代月季四大系统的基础 , 致使月季一跃而成为群芳中之佼佼者 , 是
当今人人喜爱的名花 之一 。
与广泛而卓有成绩的杂交育种实践相比 , 该属的细胞遗传学研究则是十分薄弱的 ,
而作为原产地的我国 , 则更是如此 。 为了更好地 了解和发掘这些种质资源 , 以及为广大
的月季育种工作者提供细胞学的基础资料 , 我们对几种蔷薇属花卉和现代月季的某些品
种 , 进行了染色体数 目和核型的观察和分析 , 结果如下 。
材 料 和 方 法
1
。 材料
观察材料均由中国科学院北京植物园和北京林学院提供 。 根据有关 专 者 l[ , 2 〕的分
类 , 计有 : 玫瑰 ( R . r u g o s a T h o n b ) 、 木香 ( R . b a n k s i a e R . B r ) 、 黄刺玫 ( R . 二 a , i h i -
n a L i n d l
.
)
、 a 粉团 , 和 白玉堂 , ( R . o u l t ` f l o r a v a r . c a fh e夕 e o s` 5 R e n d . ) 、 月月
红 ( R . e h i n e n s `5 J a e q . ) 、 十姐妹 ( R . 从 u l t ij l o r a , a r . P l a t夕 P h夕 I l a T h o r了 ) 。 现代
月季有下列类型及品种 : 杂种香水月季类 ( H y b r i d T e a R o s e s ) 的 “ 和平 , ( p e a e e ) ,
a游园会 ” ( G a r d e n P a r t y ) , 明星 , ( S u p e r S t a r ) , a 春不老 , ( D i a m o n d J u -
b i l e e )
, a 金背粉 , ( M m e L D i e u d o n n e ) , K墨红 , ( C r i m s o n G l o r y ) 和 “ 小 墨
红 , 、 u瑞云香 , ( p i n k P a r f a i t ) ; 杂种长春月季类 ( H了b r i d P e r p e士u a l R o s e s ) 的
4 0 4武 汉 植 物 学 研 究 第 3卷
a德国白 , ( F r a u K a r l D r u s e h k i ) 萝杂种小姐妹与小姐妹月季类 ( H y b r i d P o l了-
a n t h a R o s e s ) 的 t’ 杏花村 , ( B e t t y P r i o r ) , 大姐妹和小姐妹 ; 杂种藤本月季类 ( H y -
b r i d w i e h u r a i a n a ) 的 t’ 花旗藤 , ( A m e r i e a n P i l l a r ) .
2
. 染色体制片
均取植株上的芽为材料 , .剥除外部叶片而仅留约 2 毫米长的小叶 , 切取茎尖用对二
氯苯饱和水溶液于室温下处理 3 一 4 小时 , 水洗几次后用卡诺固定液固定 2 ~ 24 小时 ,
水洗几次 , 用 I N 盐酸于 60 ℃水解 10 分钟或在室温下水解 15 分钟 , 水洗 10 分钟 , 用改良
苯酚 品红染色液染色和压片 。 冰冻脱盖片 , 晾干 , 树胶封片 。
每种材料取 5 ~ 10 个芽制片 , 观察计数 30 ~ 50 个细胞 。 核型分析按 L e v a n 〔“ 〕系统 ,
核型类别按 S t e b b i n s [ 7〕分类标准 。
结 果 和 讨 论
所有观察材料的染色体数目 、 形态以及部分种的核型如图版 I一 l , 1一 13 所 示 。 核
型模式 图见 图 1 ~ 1 3。 核型的主要特征列于表 1 , 现分述如下 。
裹 1 核 型 的 组 成
T a b l e 1
.
K a r y o t y P i e e o n s t i t u t i o n
号 } 名 称 }染色体数 ( 2。 ) {
1
.
} c h
r o 二 0 5 0二 e }竺卜竺空止 {里丝呈二一一…`
I
玫 瑰 … “ {“
1
木 香
{
` 4 2 8 …”
! 黄刺玫
_
} “ }
4
1
` 粉 团 ’
}
` 4 2 8
}”
{
` 白玉堂 ’ }
’ 4 …“
; + 姐妹 !
` 4 2 8 】
7
1
’ 杏花村 ’ , 2` I
8
1 ,J
、 姐妹 … “ ` 】
9
1
` 月月红 ’ {
2” …` o
{
` 和 平 ’ … “ 8 }“ ; ` 瑞云香 ’ … 2 8 1` 2
{
’ 德国白 ’ … ’ 8 1’ 3 } ’ 游园会 ’ } “ “ !
相对长度 (肠 )
R e la it v e
l
e n g t h
9
.
8 7一 1 9 ` 7 5
7
.
9 3一 1 8 . 5 2
10

0 0一 18 . 3 4
1 1

9 3 e 17
.
17
1 2

3 3一 1 5 . 7 5
1 1
.
86一 1 8。 6 4
1 1
.
3 1一 1 7 . 39
1 1
.
9 4一 生7 . 00
5
.
6 9 se 9
,
6 1
5

0 5一 8 。 7 7
6

0 0一 8 . 9 0
4

7 9一 8 . 9 8
5

1甘一 9 。 0 6
最长 /最短
L
o n g e s t /
S h
o r t e s t
核型类别
T y P e
核 型 公 式
K
a r y o ty P e f o r m u la
2

0 0
2

34
1

8 4
1 . 4 4
1

4 3
1
`
5 7
1

5 4
1

4 7
1
.
6 9
1

7 3
1

4 8
1

8 7
1 奋7 5
Z n = ZX = 14 = 1 Zm + Z s ln
Z n , Zx = 14 = 1 2m + Z s m
Zn 二 Zx = 14二 s m+ 4 s m + Z s t
Zn ~ Z x , 14二 1 0 m+ Z s m + Z s t
Z n = Z x 留 1 4 . 12 m+ 2 5口
Z n = Z X = 14 , 12皿+ 2 5也
Z n留 3 X = 2 1 = 2 l m
Z n = 3x = 2 1留 18 m + 3 s m
Z n ~ 4 x 二 2 8二 2 6 m + Zs m
Zn = 4 x = 2 8 , 26 m + Z s m
Z n 二 4 x 一 2 8 = 24 m + 4 s m
Z n ~ 4 x 二 2 8二 1 6皿+ I O s m + Zs t
Zn 二 4 x = 2 8二 14 m + 1 2 s m + Z st
BA21-2
一 R . r “ 夕 o s a ; 2一 R . 6 a . k s犷a e : 3一 R . 二 a 作` h`月 a , ` , 5一左 . 爪 u l t` f l o r a v a r . 亡 a t h e夕e ” s `s ( -一 F e n t u a n , ,
5一 B a i y u t a n g , ) e 一 R .二 It ` j l o r o v a r . P l a t粼hP 夕 l l a ; 7 , s 一 H y b r id P o l了a o t h a ( 7一 ” B e t t了 P r i o r ` ,
s 一 ` m `e r o / I o r a 护 ) , 。一 R . e h i ” e n s f s ; 10一 主卜 H了b r i d T e a R o s e s ( 1 0一 甲 P e a e e气 1 2一即 Pi n k P a r f a i t ` :
22一 , F r a u k a lr b r u s e h k i分 ; 1 3一 尸G a r d e n P a r t y 护 ) .
第 4期 刘东华等 :我国某 些蔷薇属花卉的核型研究 45 0
染色体数目 :所观察的全部材料 , 共有四种不同类型 : 第一类为 二 倍 体 , Z n = Z x
二 14
, 如玫瑰 、 黄刺玫 。 “ 白玉堂 ” 等 ; 第二类为三倍体 , Z n 二 3 x = 21 , 如 “ 杏花村” 、
“ 花旗藤” 、 “小墨红 ” 和大 、 小姐妹等 ; 第三类为四倍体 , Z n = 4 x 二 2 8 , 如 月 月 红
及 “德 国白 ” 、 “ 和平 ” 、 “ 明星 ” · ·一等品种 ; 第四类为混倍体 , 即既含二倍体又含
四倍体 , 如木香 、 “ 粉团 ” 和十姐妹等 。 这种混倍体又有三种情况 : 大部分芽的分裂细
胞均为二倍体 , 少部分芽中既含 14 又含 28 个染色体的细胞 , 这是药物处理产生加倍还是
其本身就是一个嵌合体 , 仍难确定 , 因为同样条件处理 , 在其他材料中则未见到 , 3 种
材料都曾在一个芽中观察到全部分裂细胞均为四倍体 。 这些材料我们都重复处 理 过 一
次 , 共计 10 个芽 , 均取 自同一植株上 , 因而可以排除取材可能产生的差错 。 经查文献〔5 ]
核对 , 发现前人也有类似报道 , 如黄刺玫 、 突厥蔷薇 ( R . d a 。 “ eC an ) 和赓香蔷薇 ( R .
。 。 sc h at a ) , 或由同一作者或由不 同作者报道其 染 色 体数目有 Z n 二 14 和 28 两 个 数 ,
法 国 蔷薇 ( R . 夕a l l玄c a ) 有 Z n 二 2 2 , 2 8 , 月月红则有 Z n 二 2 4 , 2 1和 2 8等3种数目的报道 。
看来 , 在这些现代月季 i方主要原始亲本中 , 这种混倍或者种内多倍体现象可能是比较普
遍的 。 在杂交育种 中 , 值得重视 。 而其产生的机制也是值得深入研究的。
从表 1中还可见到 , 其染色体数目或倍性基本上是与花的大小呈正相关的 。 上述的二
倍体种和品种 , 均为小型花 , 花径一般在 2 ~ 6 厘米之间 。 三倍体则为花径 5 ~ 10 厘米
的中花型品种 , 仅月月红为例外 。 大型花 ( 10 厘米以上 ) 的现代杂交月季品种全为四倍
体。 这一现象与菊花〔3〕相类似 , 所不同的是大花型的栽培菊花多为六倍体以上 的 非 整
倍体 , 而月季相当一致地表现为整倍的四倍体 。 菊花和月季均系长期以扦插行营养繁殖
的栽培花卉 , 但二者在染色体的倍性变异上则完全不同 , 其原因也是值得 探 讨 的。 此
外 , D ar n n g ot 成 4 〕曾推测 , 在现代月季的杂交育种过程中 , 肯定出现过更高倍的杂 种 ,
但都被育种者舍弃 了。 那么 , 超过四倍体水平究竟会出现什么样的变异 , 是否有选择价
值 , 这也是杂交育种中值得探索的问题 。
核型 : 表 1 显示 , 各个种和品种之间 , 染色体大小是 比较近似的 , 其实际长度变异
于 1 ~ 3 微米之间 , 属小染色体类型 。 一个例外是十姐妹 , 其染色体比其它种 约 大 一
倍 , 这是否是由于其耐药物处理性强 , 从而极少收缩的关系 , 未作进一步的试验 。 所有
观察材料的核型按照 tS e bb i sn 〔7〕的分类标准 , 可分为三种类型 : 第一类为 I A 型 , 如 十
姐妹 、 月月红 、 “杏花村 ” 等 , 其核型由具中部着丝点 ( m ) 和近中部着丝点 ( s m ) 染
色体组成 , 最长与最短染色体之比值小于 2 , 此为较对称或原始的核型 , 第二类 为 ZA
型 。 如黄刺玫 , “ 粉团 ” , “ 德国白 ” , “游园会 ” 等 , 与 I A型不同点为其具有 近 端
着丝点 ( st ) 染色体 , 比前者增加了不对称性 , 第三类为 I B型 , 如玫瑰和木香 , 其染色
体类型与 I A型相同 , 但最长与最短染色体之比值增大 , 达到 2 以上 。 上述的核型 的 某
些差异 , 仅只能作为一种细胞学的区分特征 , 因为现代月季系由多个亲本反复杂交而育
成 , 从核型上难以看出相互间的联系 。 然而 , 总的看来 , 它们有共同的基数 。 x = 7 , 染
色体大小和类型的趋异也不太悬殊 , 表明它们有着共同的起源和不同程度的同质性 , 这
正是它们之间可以进行杂交的细胞学基础 。
4 0 6武 汉 植 物 学 研 究 第 3卷
图 1图 马
1
.玫瑰
4
.十姐妹
7二游园会 ,
10 二瑞云香 ,
1 3
. 月月红
1 .
0 . 墨红 ,
1 9
. 小易红 .
2
. ` 白玉堂口
6
. 黄刺玫
8
. 小姐妹
1二和平 ,
14 二明星 .` T . 大姐妹
3
. 木香
6
· 口粉团 ,
马二杏花村 ,
1 2
. *德国白 .
1匕. , 春不老 .
招 . “花旗燕 .
z一尸 . r “ 口。 ; 口 , 2 ,卜R .
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o r a 甲a r . P l a才夕P h夕了才a ,
仍 u l才i f l o r a冲 a r . c 。才几e 夕 e , s ` s :
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18 一H沙 ir d w 二e五妙a i。 。 a ,
第 4 期 刘东华等 :我国某些蔷薇属花卉的核型研究 4 0了
.
核型模式图

(纵座标示相对长度 , 横座标示染色体序号 )
1
. 木香 2 . 口白玉堂 口
3
. “ 粉团 ” ’ 4 .` 十姐妹
5
. 黄刺玫 6 。 玫瑰
7
· 大埠妹 8 . ` 杏花村 ’
9
. 月月红 1’0 . ` 和平 .
1
. ` 瑞云香 . 佳 . `德国白,
1 3 , ` 游园会 ,
I d i o g r a m
o r d i n a t e i n d i比 t e s r e l a t i丫 e le n g t h , A b ; e i , sa i n d i e a t e , e h r o mo s o m e n u m b e r .
4 0 8武 汉 植 物 学 研 究 第 3 卷
参 考 文 献
〔 1〕 杨百荔等 , 19 8。 : 月季花 ` 中国建筑工业出版社
【2 〕 陈俊愉等 , 19 8。 : 园林花卉 。 上海科学技术出版社 , 12 2一 1 3 3 ,
〔 3 1 李悬学等 , 19 53 : 我国某些野生和栽培菊花的细胞学研究 。 园艺学报 , 1 0 ( 3 ) : 19 9一 2 0 6 .
[ 4 ] D
a r li n g t o n
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G
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L
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A l l
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L
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A S T U D Y O N KA RY O T Y P E S O F SOM E F LOW ER S O F
R O SA IN C H IN A
L 1u D o n g h u a L i M a o x u e
(D e P a , t州 e n t o f B 公0 10夕 y , T `a ” j `” 夕
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( D e p a r t 仍 e o t o f B f o l o g y ,
B e i j策” 夕 U ” f口 e r s f t y )
A b s t r a e t
T h e p r e s e n t p a p e r r e p o r t s e h r o m o s o m e n u m b e r s a n d k a r y o t y p e s o f f i v e s p e -
e i e s a n d f o u r t e e n v a r i e t i e s o f R o s a f r o m C h i n a
.
T h e r e s u l t s a r e a s f o l l o w s :
t h e s m a l l一 f l o w e r e d f o r m s w i t h Z n 二 Z x 二 1 4 , b t t a f e w a r e m i x o p l o i d s ; t h e m e d i u m -
f l o w e r e d o n e s w i t h Z n = 3 x = 2 1 , t h e b i g一 f l o w e r e d o n e s w i t h Z n = 4 x = 2 5。 T h e
k a r y o t y p e s o f m o s t e u l t i v a r s a r e m a d e o f m a n d s m a n d a f e w w i t h s t e h r o m o -
s o m e s
.
T h e y f a l l i n t o t h r e e t y p e s
: z A
, Z A a n d z B
.

K e y w o r d s : R o s a , K a r y o t y p e