全 文 ：紫薇属植物染色体制片技术优化
杨冰洁1， 陈晶鑫1， 唐 婉1， 王晓娇1， 刘 阳1， 潘会堂1,2
(1.北京林业大学园林学院，北京 100083； 2.国家花卉工程技术研究中心，北京 100083）
摘 要：以紫薇属紫薇（Lagerstroemia indica）、屋久岛紫薇（L. fauriei）、福建紫薇（L. limii）为研究对象，从取材、预处理、制片方
法等方面比较了常规压片和去壁低渗法两种染色体制片技术的效果，并进行染色体计数。 结果表明：利用新萌发的茎尖在改良固
定液（无水乙醇∶冰醋酸∶三氯甲烷=5∶3∶2）中-20℃固定过夜后的制片效果最好；常规压片法适用于普通计数、观察，利用火焰干燥法
可获得维持染色体原有形态、能用于荧光原位杂交实验的染色体制片。此外，本研究观察到紫薇、屋久岛紫薇和福建紫薇的染色体
数目均为 2n=48，福建紫薇和屋久岛紫薇的染色体数目均为初次报道。
关键词：紫薇属； 染色体； 制片方法
中图分类号：S685.99 文献标识码：A 文章编号：1004-874X（2012）17-0135-03
Optimization of chromosome sectioning of Lagerstroemia
YANG Bing-jie1, CHEN Jing-xin1, TANG Wan1, WANG Xiao-jiao1, LIU Yang1, PAN Hui-tang1,2
(1.College of Landscape Architecture,Beijing Foresty University, Beijing 100083, China;
2.National Engineering Research Center for Floriculture, Beijing 100083, China)
Abstract: The effects of different plant materials, pretreatment methods on chromosome sectioning of Lagerstroemia indica, L. limii
and L. Fauriei were investigated. The results showed that new stem tip fixed with improved Carnoy solution (EtOH ∶HAC∶THMs=5∶3∶2)
at -20℃ overnight performed best in the sectioning. The conventional squash method was appropriate for chromosome counting and
observation. The enzyme hydrolysis method could maintain the original form of chromosomes and the sections could be used for FISH. The
chromosome number of L. indica, L. limii and L. fauriei were all 2n=48，and it was the first time to report the chromosome number of L.
limii and L. fauriei.
Key words: Lagerstroemia; chromosome; slide-preparing of chromosomes
紫薇属（Lagerstroemia）隶属于千屈菜科（Lythraceae），
全世界约有 55种，我国原产 16种，引入栽培 2种[1]。目前，
已广泛应用到园林绿化中的种类主要有紫薇（Lagerstroe-
mia indica）和大花紫薇（L. speciosa）等。 其中紫薇原产中
国，在我国有 1 800 多年的栽培历史，是我国夏季最重要
的观花木本植物之一，具有夏季开花、花大色艳、花期长
（3个多月）等特点；大花紫薇主要应用于我国华南地区的
城市绿化。 由于紫薇属植物具有观赏价值高、花期长、夏
季开花等特点，越来越受到国内外园林工作者的重视。 近
年来， 人们对紫薇属植物的研究主要集中于种质资源调
查和利用分子标记进行遗传多样性分析 [2-4]和新品种培育
等方面，培育出了一批优良紫薇品种 [5-6]，育种手段主要是
种间和品种间杂交 [5-9]和实生选育，也有研究者利用秋水
仙素处理诱导获得染色体加倍的紫薇株系[10-12]。
虽然目前国内外已培育出一批紫薇品种， 但由于紫
薇属植物染色体小、数量多，制片技术困难等因素，经典
的细胞学手段难以识别其染色体， 因此紫薇属植物的染
色体研究比其他植物落后很多，从而限制了人们对紫薇属
分子细胞遗传学机制的了解。 此外，人们对该属植物的染
色体数目报道也不统一，如 Bowden 等 [13]认为紫薇与大花
紫薇染色体数目均为 2n=50，Shirley 等 [14]则认为紫薇属花
粉母细胞染色体 n=24。 国内几种重要染色体图谱对紫薇
属植物染色体数目的记载也各不相同，主要集中在 2n=50
或 2n=48[15-16]。 因此，优化紫薇染色体制片技术对推动紫薇
细胞学、分子细胞学的发展具有重要作用。
本研究以紫薇属的紫薇、屋久岛紫薇（L.fauriei）、福建
紫薇为材料，建立并优化了紫薇属植物的常规压片法和去
壁低渗火焰干燥法染色体制片技术 [17]，并对比两种制片
方法的效果， 旨在探寻最适合的紫薇属植物染色体制片
方法， 为紫薇属细胞学和分子细胞学研究奠定良好的基
础，也为利用屋久岛紫薇和福建紫薇作为亲本改良紫薇品
种提供细胞学依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料为紫薇、屋久岛紫薇和福建紫薇，种植于国
家花卉工程技术研究中心种质资源圃(北京昌平小汤山)。
取材方法包括：（1） 当年生枝条茎尖生长点或初冬剪下的
经冷藏处理的枝条水培后萌发的茎尖生长点，取最内侧长
度为 0.5~1.0 cm 的部分。 （2）种子置于培养皿中，于 25℃
条件下萌发，待根长至 0.5~0.8 cm 时截取根尖。
收稿日期：2012-06-27
基金项目：北京市园林绿化局计划项目（YLHH201100112）；北
京市共建项目（森林质量升级及高效利用产学研联合研究生培养基
地建设）专项
作者简介：杨冰洁（1988－），女，在读硕士生，E-mail：546495480
@qq.com
通讯作者：潘会堂（1971-），男，博士，副教授，E-mail：htpan2000
@gmail.com
广东农业科学 2012 年第 17 期 135
DOI:10.16768/j.issn.1004-874x.2012.17.063
1.2 试验方法
1.2.1 预处理 将材料分别采用以下 3 种方法进行预处
理。 （1）置于 0.002 mol/L 8-羟基喹啉水溶液中，20~25℃处
理 2、3、4 h；（2） 置于饱和 α-溴萘水溶液中，20~25℃处理
2、3、4 h；（3）置于改良固定液〔（无水乙醇 ∶冰醋酸（分析
纯）∶三氯甲烷（分析纯）=5∶3∶2，V/V〕中，于-20℃温度下固
定过夜。 材料经 8-羟基喹啉溶液和饱和 α-溴萘溶液处理
后需用蒸馏水洗净，然后转入卡诺氏固定液(无水乙醇∶冰
乙酸= 3∶1，V/V)中 4℃保存。 次日，将材料用蒸馏水冲洗后
置于 70% 乙醇水溶液中，4℃保存备用。 植物材料用改良
固定液预处理后不需再次固定， 可直接放入-20℃冰箱中
保存，勤换新鲜固定液即可。
1.2.2 染色体制片 （1）常规压片法：制片前将固定好的
材料取出，在蒸馏水中润洗，洗净固定液后，转移至 0.075
mol/L KCl 溶液中前低渗 0.5 h；之后，蒸馏水润洗且用吸
水纸吸干后，放入浓盐酸与乙醇混合液(1∶1)中于室温下分
别解离 1、1.5、2 h；解离后用蒸馏水润洗，使用双蒸水后低
渗 30 min；卡宝品红溶液染色 0.5 h 后压片观察染色体制
片效果。
（2）去壁低渗火焰干燥法：将固定好的材料于试验前
取出，在蒸馏水中润洗，洗净固定液，转移至 0.075 mol/L
KCl 溶液中前低渗 0.5 h；将前低渗处理后的材料用蒸馏
水润洗，吸水纸吸干，放入混合酶液（2.5%纤维素酶∶2.5%
的果胶酶 ∶0.01%蛋白酶 K=2∶1∶3，V/V）中于 37℃分别水
浴酶解 3、4、5 h。 酶解后用蒸馏水润洗，使用双蒸水进行
后低渗 0.5 h；取干净的载玻片，用镊子夹取适量材料置
于其上，加 1 滴固定液，迅速用镊子将材料压碎，夹去大
块组织，趁材料未干时加 1 滴固定液，用镊子将剩余材料
均匀涂布在载玻片上，在酒精灯火焰上微热烤干，再滴加
1 滴固定液，酒精灯上再次烤干。 冷却后向载玻片上滴加
2 μg/mL DAPI 荧光染液 20 μL，染色 10 min 后流水冲去
染液， 加一滴抗荧光淬灭封片液， 置于荧光显微镜下观
察。
1.2.3 染色体计数 选取染色体分散良好的中期分裂相
细胞，每个种统计 30个清晰的分裂相细胞，进行染色体数
目统计。
2 结果与分析
2.1 影响制片效果的因素
2.1.1 取材 研究结果表明，不同取材方法对染色体制片
效果影响很大。使用茎尖生长点制片时，染色体分散较好，
单个染色体形态清晰，具有较多的分裂相。 使用根尖制片
时，虽然也有一定的分裂相，但染色质浓厚，细胞形态不易
分辨，不利于后期的核型分析。
2.1.2 预处理 使用改良固定液于-20℃固定过夜效果最
好，可得到较多的分裂相，且染色体保持良好状态，分散
较好。 而用 8-羟基喹啉或饱和 α-溴萘处理后染色体浓缩
程度较高，呈粒状，形态不易分辨。
2.2 两种制片方法的效果比较
2.2.1 常规压片法 从图 1 可以看出，紫薇、屋久岛紫薇
和福建紫薇茎尖用盐酸处理 1 h 软化程度不够，细胞排列
较紧密，细胞壁较厚，很难看清染色体；处理 1.5 h 时细胞
分裂相较多，染色体形态饱满，大小适中，背景较清爽；处
理 2 h 时细胞多破裂，染色体溢出，数目通常不完整（图 1
1~5）。
2.2.2 去壁低渗火焰干燥法 从图 1 可以看出，3 种紫
薇茎尖酶解 3 h 时消化不足，细胞质残留较多，有较多
的细胞壁残留碎片；酶解 4~5 h 效果理想，制片背景干
净，染色体保持良好形态，分散性好，形态清晰可辨（图
1 6~9）。
1~3：盐酸解离液处理 1、1.5、2 h紫薇染色体形态；4~5：盐酸解离液处理 1.5 h福建紫
薇、屋久岛紫薇染色体形态；6：酶解处理 3 h紫薇染色体形态；7~9：酶解处理 4~5 h
紫薇、福建紫薇、屋久岛紫薇染色体形态
图 1 紫薇属植物 1 年生枝条茎尖生长点 100 倍油镜镜检
1 2 3
4 5 6
7 8 9
136
表 1 紫薇属细胞染色体数目比例
种名
紫薇
福建紫薇
屋久岛紫薇
46条染色体
2（6.7）
5（16.7）
1（3.3）
48条染色体
27（90）
25（83.3）
24（80）
50 条染色体
1（3.3）
0（0）
5（16.7）
细胞数（百分率，%）
2.3 3种紫薇属植物的染色体数目
选取染色体分散良好的中期分裂相细胞对 3 种紫薇
属植物进行染色体数目统计。 由表 1 可知，紫薇、福建紫
薇、屋久岛紫薇的染色体数目均以 48条为主。
3 结论与讨论
李懋学等 [17]认为，凡能进行细胞分裂的植物组织或
单个细胞 (幼嫩的根尖、茎尖，花粉母细胞、愈伤组织及
禾本科植物的居间分生组织等 )都可作为染色体制片的
取材对象。 以种子萌发取根尖是最常用的取材方法。 茎
尖取材主要适用于一些难以获得种子或种子不易发芽
的木本植物，取材困难和操作繁琐是其主要缺点。 宋平[18]、
童俊等 [10]在进行紫薇多倍体倍性鉴定时切取根尖进行
常规压片制片，效果均不太理想。 陈瑞阳 [15]以紫薇幼叶
为材料，获得的染色体分散良好且长度适当。由此，我们
推测紫薇属根尖细胞中存在部分特殊物质不易被解离
或酶解，且紫薇属种子水培生长的根尖易长根毛，不利
于观察， 所以以根尖为材料很难得到好的制片效果，以
茎尖为材料可以有效地避免这些难点。本研究以当年生
枝条茎尖生长点或初冬修剪经冷藏处理的枝条水培后
新发出的茎尖生长点最内侧长度为 0.5~1.0 cm 的部分
为材料，此处细胞分裂旺盛，细胞壁容易被酶解或解离，
且枝条可在冰箱中长时间保存，扩大了紫薇属染色体制
片的取材范围及时间，获得了更多的分裂相及更好的制
片效果。
预处理的目的是把处于有丝分裂的细胞停留在早中
期，因此预处理的效果至关重要，常见的预处理化学药品
有秋水仙素、对二氯苯、8-羟基喹啉和 α-溴萘等。目前，学
界普遍认为，8-羟基喹啉和 α-溴萘比较适合处理具有中
小型染色体的材料。李懋学等[19]提到了多种小染色体植物
的制片方法，水稻（Oryza sativa）、大豆（Glycine max）、棉属
（Gossypium）等宜用 8-羟基喹啉水溶液做预处理液，梅花
（Prunus mume）、向日葵（Helianthus annuus）等宜用对二氯
苯做预处理液。 徐道娜等[20]在改进西瓜（Citrullus lanatus）
染色体压片技术时， 认为西瓜根尖在饱和对二氯苯水溶
液中处理 3~3.5 h效果最好。 过去，人们使用 8-羟基喹啉
或饱和 α-溴萘等预处理液处理紫薇属植物染色体， 染色
体浓缩程度较高，呈粒状，形态不易分辨[10,18]。 推断其原因
为紫薇的染色体很小（1~2 μm），而 8-羟基喹啉等预处理
液毒性较高，易使染色体过度缩短。 本研究使用改良的固
定液（乙醇∶冰醋酸∶三氯甲烷=5∶3∶2）为预处理液，效果十
分显著，染色体保持良好状态，分散较好，能得到较多的
分裂相。 我们认为，这种改良的固定液一方面起到把处于
有丝分裂时期的细胞停留在早中期的目的， 另一方面固
定液的毒性较低，可有效防止染色体过度缩短，使之保持
在原有形态。 而且本方法把预处理和固定两步合为一步，
显著提高了制片效率， 可在中小染色体植物染色体制片
尝试推广使用。
目前， 国内外通用的染色体标本制备的基本方法是
压片法和去壁低渗火焰干燥法，两种方法的主要区别是：
压片法通过人工外加的机械压力而使染色体分散压平，
而去壁低渗火焰干燥法则是在除去细胞壁的条件下，利
用表面张力而使染色体自行铺展 [17]。 两种技术成功的基
础和关键是一致的， 即首先应获得大量染色体缩短适宜
的分裂细胞。 在此基础上，熟悉掌握任一种技术，都可做
出优良制片。因此本研究先从取材和预处理着手，获得大
量染色体缩短适宜的分裂细胞。 有了合适的材料和适宜
的处理条件， 无论是压片法还是去壁低渗火焰干燥法都
能得到较好的染色体制片。但由于紫薇的染色体很小，多
数呈粒状，而且染色体数目较多，在使用压片法制片的过
程中，一方面小染色体容易受挤压变形，从而与杂质混杂
不易被发现， 而且解离液中的盐酸和染色剂等物质会使
染色体缩短的更加严重。 另一方面在原位杂交或分带法
等需要将后续药品等直接作用在染色体上的试验中，掀
片过程会丢失较多的染色体。 所以， 虽然压片法较去壁
低渗火焰干燥法步骤简单，易于进行，但它更适于普通计
数与观察。火焰干燥法没有染色和压片过程，避免了染色
体结构遭到破坏，并免去了低温掀盖玻片过程，能够完好
保存所有分裂相， 适用于染色体原位杂交和染色体分带
研究。
染色体数目一般以体细胞染色体数目为主， 一般
统计的细胞数目需要在 30 个以上，其中 85%以上的细
胞具恒定一致的染色体数， 即可认为是该植物的染色
体数目 [21]。 本研究发现，90%的紫薇体细胞染色体数目
为 48 条，与陈瑞阳 [15]得出的结论一致，福建紫薇和屋久
岛紫薇体细胞 80%以上染色体数目为 48 条。 3 种紫薇
属植物的染色体数目相同， 染色体形态和大小也差异
不大，推测它们之间的遗传关系比较近。 紫薇和屋久岛
紫薇杂交容易获得杂种后代 [5]也证明了这一点。 由于紫
薇属植物染色体很小，在制片过程中易重叠或丢失，而
且小染色体容易与杂质混杂， 因此目前进行核型分析
等研究还比较困难， 可尝试引入原位杂交等技术进一
步探究。
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