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'中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn30种萱草属植物的倍性鉴定#王惠萍1，王金耀1，郝红雁2，侯非凡1，李森1，亢秀萍1，邢国明1**（1.山西农业大学园艺学院，太谷030801；52.山西省沁源县农业委员会沁河区域站，沁源046500）摘要：萱草属植物为百合科多年生草本植物，有些品种兼具食用、药用和观赏价值，近年来广泛应用于园林绿化等领域。本试验以萱草属植物中30个品种为材料，对其染色体倍性进行了鉴定。结果表明茶子花，茄子花，蟠龙花，六月花，大同花，小黄花，北黄花，大同野10生黄花，桥头花，广灵花，窑子头野生黄花，石井花，小峪花，长嘴子花，四月花，冲里花，大荔花，白花，线黄花，小花黄花，马莲黄花，火黄花，高葶黄花这23种材料染色体数目2n=2x=22，为二倍体，花色均为黄色。宿迁1号，宿迁2号，甘肃1号，甘肃2号，淮安1号，历山野生黄花，重庆黄花7种材料为染色体数目2n=3x=33，为三倍体，花色为红色。统计出30种萱草属植物材料的气孔性状，并判定了其与倍性的关系，结果表明气孔密度、15气孔宽度和气孔保卫细胞中叶绿体数目在二倍体和三倍体间存在极显著差异，可作为倍性鉴定初步判定的指标。关键词：蔬菜学；萱草属；倍性鉴定中图分类号：S68220PloidyIdentificationof30Hemerocallisspp.GermplasmsWANGHuiping1,WANGJinyao1,HAOHongyan2,HOUFeifan1,LISen1,KANGXiuping1,XINGGuoming1(1.CollegeofHorticulture,ShanxiAgriculturalUniversity,Taigu,030801;2.QinheStationofAgriculturalCommittee,QinyuanCounty,ShanxiProvince,030801)25Abstract:HemerocallisL.isperennialherbaceousplantofLiliaceae.Theycanusedasvegetable,Chinesemedicineandornamentalplantforlandscaping.Inthisstudy,thirtyvarietiesofHemerocallisL.wereusedasexperimentalmaterialforchromosomeploidyresearch.Theresultshowedthat‘Chazi’,‘Qiezi’,‘Panlong’,‘Liuyue’,‘Datong’,H.minorMill.,H.lilioasphodelusLinn.,‘Datongyesheng’,‘Qiaotou’,‘Guangling’,‘Yaozitouyesheng’,‘Shijing’,‘Xiaoyu’,‘Changzuizi’,‘Siyue’,‘Chongli’,30‘Dali’,‘Baihua’,‘Xianhuanghua’,‘Xiaohua’,‘Malian’,‘Huohuanghua’,and‘Gaoting’werediploid(2n=2x=22).‘Suqian#1’,‘Suqian#2’,‘Gansu#1’,‘Gansu#2’,‘Huaian#1’,‘Lishanyesheng’,and‘Chongqing’weretriploid(2n=3x=33).Thestomataldensity,stomatalwidth,andchloroplastnumberofstomatalguardcellcanbeusedforanalysisofchromosomeploidyidentification.Keywords:Olericulture;HemerocallisL.;Ploidyidentification350引言萱草属HemerocallisL.为百合科宿根草本植物。全世界约14种，我国有11种。萱草属主要分布在亚洲温带至亚热带地区；少数分布于日本、朝鲜和韩国。40在我国，萱草野生种和栽培种均有分布[1]。萱草属植物品种繁多，具有二倍体、三倍体和四倍体等不同倍性，不同倍性品种在花型、花色和开花时间方面具有显著差异，是优良的园林花境和插花材料[2-4]。基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金（博导类）（20131403110005）作者简介：王惠萍（1989-），女，硕士，主要研究方向：花卉种植资源创新与生物技术应用通信联系人：邢国明（1962-），男，教授、博导，主要研究方向：花卉种质资源创新与生物技术应用.E-mail:xingguoming@163.com-1- 中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn常规压片法是一种鉴定倍性的最直接方法[5]。据研究萱草属染色体基数为11条，野生萱草大多为二倍体类型，重瓣萱草为三倍体。现代萱草园艺品种存在四45倍体[6-8]。在90年代湖南农学院的何丽珍，刘选民等人就用秋水仙碱处理黄花菜培育出同源四倍体黄花菜[9-10]。朱华芳也对部分萱草染色体数目进行了鉴定，认为萱草属中除萱草的原始种为三倍体，其余为二倍体，并认为四倍体萱草均是人为加倍的[11]。唐山师范学院的王占明等对大花萱草的四个优良材料进行了倍性鉴定，其中红运为三倍体，其他三种为二倍体[2]。山西农业大学的雷媛等对大花萱50草的14种不同材料做了染色体倍性鉴定，结果二倍体，三倍体，四倍体三种倍性的大花萱草均存在，且四倍体居多[13]。综上所述，萱草属植物材料倍性复杂，关于其倍性鉴定的研究需要进一步丰富与完善，从而为萱草属植物的倍性育种工作前奠定基础。1试验材料与方法551.1供试材料试验于2014年山西农业大学萱草种质资源圃内进行，供试材料及其来源如表1-1：表1萱草属植物种质资源及来源Table1ThegermplasmresourcesofHemerocallisL编号材料来源编号材料来源numbermaterialsourcenumbermaterialsource1茶子花湖南16冲里湖南2茄子花湖南17大荔花陕西3蟠龙花浙江18白花湖南4六月花四川19甘肃线黄花甘肃5大同花山西20小花黄花甘肃6小黄花甘肃21马莲黄花甘肃7北黄花甘肃22火黄花甘肃8大同野生1号山西23甘肃高葶黄花甘肃9桥头花广东24宿迁1号江苏10广灵花山西25甘肃2号甘肃11窑子头花山西26淮安1号江苏12石井花广州27宿迁2号江苏13小峪花陕西28历山野生黄花山西14长嘴子花湖南29甘肃1号甘肃15四月花湖南30重庆花重庆-2- 中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn601.2试验方法1.2.1萱草属染色体倍性鉴定采用常规根尖压片法。于上午8:00到9:00取各材料根尖1cm左右。预处理——用0.002mol/L的8-羟基喹啉室温预处理4h后取出根尖，用蒸65馏水清洗3到4次，每次3到5min。固定——2℃卡诺固定液固定24h，若不立即使用，清洗后可置于70%酒精中，4℃长期保存。解离——用蒸馏水清洗3到4次，每次3到5min。放入lmol/L盐酸中60℃水浴解离8min。70染色——切取根尖1-2mm处用卡宝品红染液染色15-20min后压片。镜检——先用低倍镜10倍镜找到清晰的细胞，用40倍镜观察数染色体条数，油镜下拍照[14]。1.2.2染色体倍性与气孔性状的关系于萱草植株生长盛期，分别选取30种材料的若干植株，于上午9到10时，75在其主茎的中上部摘取成熟叶片并带回试验室内。用蒸馏水把叶片冲洗干净。气孔性状的观察采用临时制片法。取一片洁净的载玻片，用镊子撕取叶片的下表皮，用碘-碘化钾溶液对下表皮进行染色，制成片后于光学显微镜下(10×40)观测。各材料随机选取15个气孔，分别测定保卫细胞中的叶绿体数目、保卫细胞的长度和宽度。并随机选取15个80视野测量其中气孔数目[15-16]。2结果与分析2.1萱草属植物染色体倍性鉴定结果如表1所示，萱草属植物染色体基数为11。本试验中茶子花，茄子花，蟠龙花，六月花，大同花，小黄花，北黄花，大同野生黄花，桥头花，广灵花，窑85子头野生黄花，石井花，小峪花，长嘴子花，四月花，冲里花，大荔花，白花，甘肃线黄花，小花黄花，马莲黄花，火黄花，甘肃高葶黄花等染色体数目为2n=2x=22，为二倍体，且这23种材料的花色均为黄色。宿迁1号，宿迁2号，甘肃1号，甘肃2号，淮安1号，历山野生黄花，重庆黄花等染色体数目为2n=3x=33，为三倍体，且这7种材料的花色为橙红色。90-3- 中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn表2萱草属植物染色体倍性鉴定结果Table2TheresultofploidyidentificationofHemerocallisL.编号材料染色体数倍性花色numbermaterialNumberofchromosomeploidyFlowercolor1茶子花2n=2x=22二倍体黄色2茄子花2n=2x=22二倍体黄色3蟠龙花2n=2x=22二倍体黄色4六月花2n=2x=22二倍体黄色5大同花2n=2x=22二倍体黄色6小黄花2n=2x=22二倍体黄色7北黄花2n=2x=22二倍体黄色8大同野生1号2n=2x=22二倍体黄色9桥头花2n=2x=22二倍体黄色10广灵花2n=2x=22二倍体黄色11窑子头花2n=2x=22二倍体黄色12石井花2n=2x=22二倍体黄色13小峪花2n=2x=22二倍体黄色14长嘴子花2n=2x=22二倍体黄色15四月花2n=2x=22二倍体黄色16冲里2n=2x=22二倍体黄色17大荔花2n=2x=22二倍体黄色18白花2n=2x=22二倍体黄色19甘肃线黄花2n=2x=22二倍体黄色20小花黄花2n=2x=22二倍体黄色21马莲黄花2n=2x=22二倍体黄色22火黄花2n=2x=22二倍体黄色23甘肃高葶黄花2n=2x=22二倍体黄色24宿迁1号2n=3x=33三倍体橙红色25甘肃2号2n=3x=33三倍体橙红色26淮安1号2n=3x=33三倍体橙红色27宿迁2号2n=3x=33三倍体橙红色28历山野生黄花2n=3x=33三倍体橙红色29甘肃1号2n=3x=33三倍体橙红色30重庆花2n=3x=33三倍体橙红色-4- 中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn-5- 中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn95图1萱草属植物材料染色体倍性鉴定结果-6- 中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn2.2萱草属植物气孔性状观察由表3可知30种不同萱草属植物材料在气孔密度，叶绿体数目，气孔大小方面存在差异。综合而言，三倍体材料比二倍体材料的气孔密度小，保卫细胞大，100叶绿体数目较多。气孔密度方面最小的是历山野生黄花，平均气孔密度为64.2个/mm2；最大的是六月花，平均气孔密度为161.7个/mm2，两者相差97.5个/mm2。叶绿体数方面，茶子花叶绿体数最少，为平均12.5个；宿迁2号叶绿体数最多，为平均33.7，两者相差21.2个。气孔保卫细胞长度方面最小的是四月花，平均长度31.4μm；最长的是宿迁1号花，平均长度为44.5μm。气孔保卫细胞宽度方105面最小的是小花黄花，平均宽度为7.4μm；最大的是宿迁1号花，平均宽度为14.7μm。表3气孔性状与染色体倍性Table3ThestomatalcharactersofleafofHemerocallisL.编号染色体数目气孔密度（mm2）气孔保卫细胞长度气孔保卫细胞宽度叶绿体数（个）numberNumberofStomataldensity（μm）（μm）ChloroplastidchromosomenumberStomatalguardcellsStomatalguardcellsnumberx±Slengthwidthx±Sx±Sx±S12n=2x=22109.7±11.632.9±2.311.3±1.912.5±1.122n=2x=2292.8±8.832.2±1.410.5±1.021.6±2.132n=2x=22122.5±9.433.5±2.211.6±1.521.7±1.942n=2x=22161.7±14.234.2±2.010.5±0.914.9±1.552n=2x=22101.7±11.238.2±2.310.3±0.719.9±1.862n=2x=22113.6±8.536.0±2.011.6±1.520.1±1.872n=2x=22107.5±10.636.3±2.310.6±1.819.9±1.382n=2x=2285.2±5.736.2±2.010.1±1.519.5±1.192n=2x=2291.1±8.936.1±1.911.2±0.920.9±1.8102n=2x=22113.6±9.533.5±1.39.4±0.820.0±1.6112n=2x=22146.4±8.733.1±2.29.8±0.522.7±2.5122n=2x=2275.6±9.037.1±1.610.9±1.018.3±1.9132n=2x=2282.2±7.138.1±1.513.1±1.024.5±1.4142n=2x=22151.7±5.634.0±1.211.0±0.620.7±1.5152n=2x=22102.8±8.931.4±1.610.6±0.822.9±1.3162n=2x=22142.0±8.533.6±1.39.8±0.926.7±1.4172n=2x=22110.8±8.236.7±1.610.3±0.922.9±1.8182n=2x=2283.9±4.836.4±1.59.5±1.023.6±1.5192n=2x=22143.1±6.039.4±1.611.3±0.621.5±1.6202n=2x=2298.3±8.234.4±1.17.4±0.722.3±1.6212n=2x=2296.1±7.540.0±1.611.0±0.922.8±2.2222n=2x=22138.1±11.834.7±2.08.8±0.629.0±4.1232n=2x=2293.9±9.236.7±2.410.4±0.722.0±1.8-7- 中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn242n=3x=3381.4±7.744.5±3.714.7±0.827.7±2.9252n=3x=3373.3±6.532.9±1.38.7±0.725.1±1.9262n=3x=3376.7±8.043.3±1.612.6±0.830.1±2.1272n=3x=3376.3±7.533.8±1.19.4±0.533.7±1.6282n=3x=3364.2±5.239.2±1.411.8±0.531.0±1.9292n=3x=3378.6±8.337.6±4.210.3±1.915.9±2.5302n=3x=3373.6±8.142.7±0.713.3±0.727.3±1.7110把试验中的所有二倍体，所有三倍体分别作为整体用SAS软件处理，处理结果如表4：表4二倍体与三倍体气孔性状整体比较Table4Thecomparationofstomatalcharactersofleafofdiploidandtriploid倍性气孔密度（mm2）气孔长度（μm）气孔宽度（μm）叶绿体数（个）PloidyStomataldensityStomatalguardcellslengthStomatalguardcellsChloroplastidnumberwidthnumber二倍体108.01A35.42B10.48A21.34B三倍体74.87B39.14A11.54A27.26A二倍体材料与三倍体材料在气孔密度，气孔长度，叶绿体数目方面在p<0.01115水平上存在极显著差异，气孔宽度方面差异不显著。二倍体材料的气孔密度显著高于三倍体材料，气孔长度显著低于三倍体材料，叶绿体数显著少于三倍体材料。3讨论关于萱草属植物染色体数目的报道中表明萱草属植物有二倍体，三倍体，四倍体等不同倍性。有人认为除重瓣萱草2n=2x=33外，其余萱草属植物都是1202n=2x=33[17-18]。何琦利用二倍体、三倍体和四倍体等不同倍性的萱草材料开展杂交研究，发现二倍体萱草之间杂交亲和性最高,平均结实率可达26.62%，三倍体和二倍体杂交及四倍体材料之间杂交结实率也相对较高，而二倍体和四倍体、三倍体和四倍体之间杂交结实率较低，亲本倍性不同是导致败育的主要原因；之后对三倍体×二倍体的11个杂交后代进行了染色体倍性鉴定，后代均为非整倍体,125染色体数从23至31不等。三倍体×四倍体的杂交后代仅有1株，也为非整倍体，可见萱草属植物的倍性对属内杂交有着巨大的影响。本试验中测得的三倍体材料花色均为橙红色，而二倍体均为黄色，且二倍体黄花材料均为我国较为有名的黄花菜品种。不同萱草材料其气孔性状差异较大，这种差异尤其表现在气孔密度，气孔长130度，叶绿体数目等方面。二倍体萱草与三倍体萱草在气孔密度和叶绿体数方面差异显著，可作为倍性鉴定的指标。在气孔保卫细胞宽度方面不显著，可能原因是宽度很窄，通过光学显微镜观测系统误差比较大。-8- 中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn4结论30份萱草属植物材料倍性鉴定结果显示，本试验中茶子花，茄子花，蟠龙135花，六月花，大同花，小黄花，北黄花，大同野生黄花，桥头花，广灵花，窑子头野生黄花，石井花，小峪花，长嘴子花，四月花，冲里花，大荔花，白花，甘肃线黄花，小花黄花，马莲黄花，火黄花，甘肃高葶黄花染色体数目为2n=2x=22，为二倍体，花色均为黄色。宿迁1号，甘肃2号，淮安1号，宿迁2号，历山野生黄花，甘肃1号，重庆花7种萱草属植物材料染色体数目为2n=3x=33，为三140倍体，花色为橙红色。气孔性状与倍性关系显示，二倍体材料的气孔密度显著高于三倍体材料，气孔长度显著低于三倍体材料，叶绿体数显著少于三倍体材料。气孔密度、气孔宽度和气孔保卫细胞中叶绿体数目在二倍体与三倍体间存极显著差异，可作为倍性鉴定初步判定的指标。145[参考文献](References)[1]1.HottaM,ItoM,OkadaI.DifferentiationandspeciesrelationshipsofislandpopulationofHemerocallisaroundKyushu,Japan.In:HaraH(ed)Originandevolutionofdiversityinplantsandplantcommunities[J].AcademiaScientificBookInc,1985,pp:18-30.[2]王占明,王剑伟,常桂红,陈超.大花萱草优良品种的染色体数目鉴定与核型分析[J].唐山师范学院学150报,2009,02:72-74.[3]彭泽宇.萱草属部分种、品种性状研究与遗传背景分析[D].四川农业大学,2016.[4]何琦.不同倍性萱草（Hemerocallisspp.&cvs.）杂交育种研究[D].北京林业大学,2012.[5]陶抵辉,李小红.植物染色体倍性鉴定方法研究进展[J].生命科学研究,2009,05:453-458.[6]孙徐骉,武荣花.萱草属植物研究进展[J].河南农业科学,2016,(04):7-11+18.155[7]肖雪.四川萱草属植物细胞学及繁育学研究[D].四川农业大学,2008.[8]黎海利,董丽.萱草种质资源研究概况[J].北方园艺,2007,(08):58-60.[9]刘选明,何立珍,刘清波.黄花菜二倍体与四倍体植株的比较解剖学初步研究[J].湖南农学院学报,1994,03:228-233.[10]何立珍,周朴华,刘选民.黄花菜同源四倍体与二倍体形态及细胞遗传学分析[J].湖南农学院学160报,1994,04:332-337.[11]朱华芳.萱草品种分类、筛选及部分品种遗传背景分析[D].上海交通大学,2008.[12]雷媛,康黎芳,张超,曹冬梅,段九菊,蔺银鼎.大花萱草品种染色体倍性鉴定及杂交亲和性研究[J].山西农业科学,2013,05:434-437.[13]祝水金.遗传学实验指导[M].中国农业出版社,2005,17-18.165[14]吴冰洁.叶片生长过程中气孔发育状态对光合作用气孔限制和叶温调节的影响[D].北京林业大学,2015.[15]樊冬丽,秦艳芳,田展.棉种染色体倍性与叶片气孔性状的关系[J].山西农业大学学报(自然科学版),2003,(01):7-10.[16]张超,段九菊,曹冬梅,康黎芳,王云山.太行山野生萱草染色体数鉴定与核型分析[J].山西农业科学,2013,(08):767-770.170[17]朱云华.萱草属（Hemerocallisspp.）种质资源亲缘关系及种内杂交新种质选择[D].南京林业大学,2010.-9-'