全 文 ：湖 北 农 业 科 学 2014 年
收稿日期：2014－01－20
作者简介：张 媛（1979－），女，河北保定人，在读博士研究生，实验师，研究方向为结实生理与分子生物学，（电话）13933897418
（电子信箱）yyjw＠hebau．edu．cn。
第 53卷第 11期
2014年 6 月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol． 53 No.11
Jun．，2014
野牡丹属（Melastoma）是野牡丹科一个大属，共
有 100 多个种，我国有 9 个种 1 个变种［1］，主要分布
在长江以南地区。 本属植物不少种类具有观赏、食
用、药用等多种价值，具有开发潜力。
目前，对野牡丹属植物的研究主要集中在园林
应用、 药用价值以及化学成分的提取与分析等方
面［2－4］，而对其种间的细胞学比较分析研究报道较少，
关于野牡丹属染色体的研究尚未见报道。 植物细胞
内相对稳定的染色体数目、大小、形态和结构代表
了一个种的特点［5，6］。本试验通过对野牡丹属不同种
的植物染色体数目和倍性进行分析，确定其体细胞
染色体数目、倍性水平，检测其种群内是否存在不
同倍性的个体，为进一步了解野牡丹属不同种间的
生殖方式、遗传特点提供细胞学资料，也为其种质
资源的研究鉴定和系统进化及园林应用提供理论
依据。
1 材料与方法
1．1 试验材料
以野牡丹属的 5 个种为试材：野牡丹（Melastoma
candidum）和展毛野牡丹（Melastoma normale）于 2005
年 7 月采自深圳植物园，细叶野牡丹（Melastoma in-
termedium）、多花野牡丹 （Melastoma affine）和地菍
（Melastoma dodecandrum）于 2005 年 7 月采自广东韶
关芙蓉山。 试验材料采回后一部分扦插于河北农业
大学实验基地，另一部分压制成蜡叶标本备用。
1．2 试验方法
于上午 9：00～10：00 取 0．5 cm 左右长的野牡丹
属植物幼嫩根尖， 分别采用 0．02％秋水仙素、0．05％
秋水仙素 、0．002 mol ／ L 的 8 －羟基喹啉水溶液 、
0．02％秋水仙素与 0．002 mol ／ L 8－羟基喹啉的混合
液 4种预处理液， 在 18～20 ℃温度下对材料进行预
野牡丹属植物的细胞学研究
张 媛，李 燕，杨利平
（河北农业大学园艺学院，河北 保定 071000）
摘要：采用压片法对野牡丹属（Melastoma）5 个种植物进行细胞学研究。结果表明，野牡丹属 5 个种植物染
色体数目均为 2n＝24，染色体长度为 0．43～2．99 μm，为小染色体。通过染色体核型对称性分析，5 个种植物
从原始到进化的顺序可能为地菍（Melastoma dodecandrum）、野牡丹（Melastoma candidum）、展毛野牡丹
（Melastoma normale）、细叶野牡丹（Melastoma intermedium）、多花野牡丹（Melastoma affine）。
关键词：野牡丹属（Melastoma）；染色体数目；染色体大小；进化
中图分类号：S685．11；Q942 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2014）11－2558-03
Cytological Studies of Melastoma Plants
ZHANG Yuan，LI Yan，YANG Li－ping
（Horticulture College，Agricultural University of Hebei，Baoding 071000，Hebei，China）
Abstract： Chromosome numbers and types of the 5 species of Melastoma plants were studied by the squash method． The re-
sults showed that the chromosome number was 2n＝24 and chromosome sizes were varied from 0．43 μm to 2．99 μm， belonging
to small chromosome type． By analyzing the karyotypic symmetry， the evolutional trend of the 5 species may be in order of
Melastoma dodecandrum， Melastoma candidum， Melastoma normale， Melastoma intermedium and Melastoma affine．
Key words： Melastoma；chromosome number；chromosome size；evolution
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2014.11.044
第 11 期
处理 1～4 h，预处理后的根尖经水洗 3 min 后，转入
卡诺固定液中固定 1～24 h， 材料取出后水洗 3 min，
置于预热 60 ℃的 1 mol ／ L 盐酸中处理 10～50 min，
取出材料水洗 5 min，取前端发白的生长点部位（1～
2 mm）置于载玻片上，滴一滴染色液（卡宝品红），用
镊子夹碎材料，盖上盖玻片，用橡皮轻敲赶出气泡
并使材料分散均匀，在 OLYMPUS－BH2 型显微镜下
用 100 倍油镜观察， 选择分散良好的细胞计数、拍
照。
2 结果与分析
2．1 预处理和制片条件
采用 4 种低浓度预处理液 ：0．02％秋水仙素 、
0．05％秋水仙素 、0．002 mol ／ L 的 8－羟基喹啉水溶
液、0．02％秋水仙素与 0．002 mol ／ L 8－羟基喹啉的混
合液，预处理 1、2、3、4 h。结果表明，4种预处理液中
以 0．05％秋水仙素、0．02％秋水仙素与 0．002 mol ／ L
8－羟基喹啉的混合液作用效果较好，预处理时间 1、
2 h 时分裂相多处于前期和前中期，3 h 时中期分裂
相较多且缢缩程度恰到好处，4 h 时染色体缢缩为
难以计数的小点状。 此外，预处理时应保持稳定的
低温环境，温度稳定在 18～20 ℃时，中期分裂相较
多，而在不稳定的条件下分裂相较少。 因试验材料
为木本植物，所需解离时间较长，解离20 min 以下
时胞质和染色体均染色较深；解离 30 min 以上时均
着色很浅；解离 25 min 时，解离较充分，染色效果
最好， 胞质不着色或呈淡红色， 而染色体着色较
深。
本试验最终确定野牡丹属植物预处理和制片
条件为环境温度稳定在 18～20 ℃， 使用 0．02％秋水
仙素与 0．002 mol ／ L 8－羟基喹啉的混合液预处理 3
h，解离 25 min。
2．2 染色体数目
从每个种的 7～8 个样品的根尖中选取 4～5 张
质量较好的压片，选择染色体染色清晰、分散较好
的 30个细胞进行观察、记数。 发现 5个种的细胞染
色体数虽然均有一定的变化范围，但基本都集中在
一个数量上，因此将出现频率最高的这个数量作为
该种的染色体数目。 如表 1 所示，野牡丹 2n＝24 占
70．0％， 细叶野牡丹 2n＝24 占 60．0％， 多花野牡丹
2n＝24 占 66．7％，地菍 2n＝24 占 63．3％，展毛野牡丹
2n＝24占 86．7％。 由此可认为，野牡丹、细叶野牡丹、
多花野牡丹、地菍、展毛野牡丹染色体数目均为 2n＝
24。 每个种中还有其他较小比例的染色体数目，这
可能与野牡丹属的无性繁殖存在染色体数目的变
异或染色体过小有关。
2．3 染色体大小
野牡丹、细叶野牡丹、多花野牡丹、地菍、展毛
野牡丹染色体组总长度分别为 27．86、23．44、17．09、
39．86、46．84 μm；绝对长度范围依次为 0．82～1．67 μm、
0．71 ～1．45 μm、0．43 ～1．26 μm、1．01 ～2．36 μm、1．49 ～
2．99 μm； 相对长度为 2．93～5．67、3．09～5．87、2．64～
7．14、2．62～5．92、3．18～6．12， 最长染色体与最短染色
体的比值为 2．0、2．0、2．9、2．3、2．0。
3 结论与讨论
本研究中， 野牡丹属的 5 个种染色体数均为
2n＝24，这与 Almeda ［7］所研究的野牡丹科其他属的
染色体可能为 n＝9 到 n＝12 基本一致。 根据染色体
分类的标准［8］，野牡丹、细叶野牡丹、多花野牡丹、地
菍、展毛野牡丹均为小染色体类型，不易分辨着丝
点，无法作核型分析。 目前，对小染色体尚无明确的
分析标准，Almeda［7］在对野牡丹科其他属植物的研
究中，只分析了小染色体减数分裂的行为，但未作
具体分析。
最长染色体与最短染色体的比值可作为核型
对称与否的分类标准之一 ［9］，本研究中野牡丹属 5
个种的比值为 2．0～2．9，说明野牡丹属的核型比较对
称。根据李懋学［8］的染色体相对大小差别愈大，核型
表 1 野牡丹属 5 个种的染色体数目
种名
野牡丹
细叶野牡丹
多花野牡丹
地菍
展毛野牡丹
2n=16
3.2
2n=18
10.0
6.7
6.7
2n=20
16.7
20.0
6.7
16.7
3.3
2n=22
3.3
16.7
20.0
10.0
2n=24
70.0
60.0
66.7
63.3
86.7
2n=28
10.0
2n>30
3.3
染色体数目百分比//%
表 2 野牡丹属 5 个种染色体大小
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
标准差
野牡丹
5.67
5.27
5.07
5.00
4.14
4.00
3.87
3.73
3.67
3.33
3.33
2.93
0.86
细叶野牡丹
5.87
5.31
4.91
4.75
4.60
4.36
3.88
3.57
3.33
3.17
3.17
3.09
0.92
多花野牡丹
7.14
5.27
4.95
4.62
4.33
4.10
3.80
3.80
3.28
3.16
2.93
2.64
1.21
染色体相对长度
展毛野牡丹
6.12
5.24
4.87
4.53
4.26
4.00
3.91
3.54
3.54
3.46
3.37
3.18
0.87
地菍
5.92
5.26
5.01
4.58
4.33
4.24
4.17
4.06
3.39
3.30
3.14
2.62
0.84
张 媛等：野牡丹属植物的细胞学研究 2559
湖 北 农 业 科 学 2014 年
（上接第 2535页）
由图 7可知，产纤维素酶菌株在以 CMC为碳源
的培养基中培养 48 h 时，纤维素酶活性达到最大值
35．5 IU ／ mL，另外，与该菌株在以 CMC 作为碳源的
培养基中所测的生长曲线相对照可以看出，该菌株
在以 CMC 为碳源的培养基中合成纤维素酶的能力
与该菌株的生长状况表现基本一致，即随着纤维素
酶合成的增加，该菌株的生长和繁殖能力越强。
3 结论
试验首先从富含纤维素的外界环境（富含枯枝
落叶的河底淤泥）中通过富集培养、分离鉴定等得
到 1 株能够分解纤维素的细菌菌株，而后对其形态
学、生理生化特性、生长曲线、产酶能力等进行了初
步研究。
根据试验结果，初步证实该菌株为革兰氏阳性
菌，形态为短杆状，营养类型为兼性厌氧型。 该菌株
的最适生长温度为 35 ℃，最适生长 pH 7．0左右。另
外， 分别在以葡萄糖和 CMC 为碳源的环境中对其
进行生长情况的观测， 发现该菌株在以 CMC 为碳
源的培养基中延滞期较长、生长周期也较在以葡萄
糖为碳源的培养基中长。 初步推测，纤维素酶为该
菌株体内的一种诱导酶，只有当环境中葡萄糖消耗
完时，该菌株细胞内才开始合成此酶，同时，测定该
菌株在 CMC 培养基中生长 48 h 时纤维素酶活性达
到最大值，为 35．5 IU ／ mL。
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（责任编辑 郑 威）
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越不对称的观点，比较 5 个种的染色体相对长度的
标准差，野牡丹为 0．86、细叶野牡丹为 0．92、多花野
牡丹为 1．21、地菍为 0．84、展毛野牡丹为 0．87，说明
5 个种中地菍的核型较对称， 而多花野牡丹的核型
对称性较差。 由于整个植物界的核型进化趋势是由
对称向不对称发展，所以可认为 5 个种从原始到进
化的顺序可能为：地菍、野牡丹、展毛野牡丹、细叶
野牡丹、多花野牡丹。
植物核型信息在属以下等级的分类研究中起
重要的作用。 但是，核型分析对于那些染色体基数
和核型一致的属以下分类帮助不大［10］。 野牡丹属可
能就属于这一类。 从最长染色体与最短染色体的比
值及染色体相对长度的标准差两方面分析， 该属 5
个种间核型对称性差异很小， 具很大的相似性，说
明野牡丹属植物染色体进化速率较慢，是比较原始
的类群。 这与根据形态学上雄蕊多数、子房多室、胚
珠多数等原始类型特征， 以及各特征中数量减化、
雄蕊药隔特化、子房下位等推断的野牡丹科为从原
始向次原始或稍进化类型过渡的一个科相符［11］。
观察中发现野牡丹属染色体极易重叠或不在
一个平面上，且染色体极小，很难准确地统计染色
体数目，这就需要在今后的研究中查明引起染色体
重叠和不处于同一平面的原因，探索适宜野牡丹属
植物染色体特点的研究方法。
参考文献：
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（责任编辑 赵 娟）
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