白花菜的細(xì)胞學(xué)性質(zhì)初步研究以及用途

劉建兵

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 信息學(xué)院，山西 太谷 030800）

白花菜的細(xì)胞學(xué)性質(zhì)初步研究以及用途

劉建兵

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 信息學(xué)院，山西 太谷 030800）

采用余炳生等方法制作白花菜真葉石蠟切片，并進(jìn)行了顯微觀察照相；采用根尖染色體壓片法觀察了白花菜根尖染色體數(shù)目。結(jié)果表明：在白花菜真葉結(jié)構(gòu)中，有明顯的花環(huán)結(jié)構(gòu)和維管葉綠體，表明白花菜是一種C4植物；對(duì)3種不同基因型的白花菜染色體觀察后，發(fā)現(xiàn)白花菜的染色體數(shù)目為2n=34。

白花菜；結(jié)構(gòu)解剖；染色體數(shù)目；白花菜的用途

白花菜（Cleome gynandra L），英文別名：Cat′s wiskers，屬白花菜科一年生草本植物，含有豐富的氨基酸及人體必需的鈣、鐵等元素，即能食用又能入藥，據(jù)報(bào)道，它還有一定的抗腫瘤作用。白花菜主要分布于熱帶和亞熱帶地區(qū)，盛產(chǎn)于非洲，在我國(guó)分布于西南地區(qū)。

目前，對(duì)白花菜的研究報(bào)道主要在栽培方面，對(duì)其細(xì)胞學(xué)方面的報(bào)道還很少，而且一些結(jié)果仍然處于不確定狀態(tài)。本文將對(duì)白花菜真葉結(jié)構(gòu)解剖以及根尖染色體數(shù)目方面進(jìn)行闡述，這將填補(bǔ)白花菜細(xì)胞學(xué)研究方面的空白，為以后對(duì)白花菜的進(jìn)一步研究打下基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

白花菜的真葉；白花菜根尖。

1.2 方法

1.2.1 結(jié)構(gòu)解剖方法。選取合適的白花菜真葉，根據(jù)余炳生等（1989）方法進(jìn)行葉片的結(jié)構(gòu)解剖，最后用Olympus顯微鏡及其照相裝置觀察切片并顯微照相。

1.2.2 根尖染色體壓片法。在玻璃皿中鋪三層濾紙，濕潤(rùn)，將種子均勻點(diǎn)在濾紙上，與室溫下光照培養(yǎng)發(fā)芽；發(fā)芽后，根長(zhǎng)到2cm左右的時(shí)候，于上午9:00左右切取根尖放入0.002M8-羥基喹啉溶液中進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理時(shí)間3~4h；預(yù)處理完畢后，用卡諾固定液（卡諾固定液的配制：無(wú)水乙醇：冰醋酸=3：1，現(xiàn)配現(xiàn)用）在4℃下固定24~48h，把根尖轉(zhuǎn)入70%乙醇中，放在4℃冰箱中待用；把根尖用蒸餾水漂洗干凈，放在盛有鹽酸的三角瓶中，在室溫下酸解約30min，直至根尖看起來(lái)很軟為好，酸解好的根尖用蒸餾水漂洗干凈；取根尖在濾紙上蘸去多余的水分，放在擦洗干凈的載片上；用鑷子和刀片切取根尖透明發(fā)亮部分約 2mm，滴一滴卡寶品紅染液進(jìn)行染色；輕輕蓋上蓋片，用大拇指用力按壓蓋片后，用帶有橡皮的鉛筆輕輕敲蓋片數(shù)次；利用Olympus顯微鏡及其照相裝置觀察，尋找分裂相，尋找到合適的分裂相后，進(jìn)行顯微照像。

2 結(jié)果與分析

2.1 結(jié)構(gòu)解剖

在白花菜真葉的結(jié)構(gòu)解剖圖(圖2，3)中，可以看到明顯的C4植物特點(diǎn)：花環(huán)結(jié)構(gòu)和維管葉綠體。

圖2.白花菜真葉橫切Fig.2,Leaf cross section of Cleome gynandra L.

圖3.白花菜真葉的花環(huán)結(jié)構(gòu)Fig.3 Kranz anatomy in the leaf of Cleome gynandra L

2.2 染色體觀察

在3個(gè)不同基因型白花菜中，通過(guò)對(duì)每個(gè)基因型的不同根尖的100個(gè)細(xì)胞的顯微觀察和統(tǒng)計(jì)，染色體數(shù)目為2n=34的細(xì)胞分別占到了60%、68%、72%(表3)。由此說(shuō)明，不同基因型之間，白花菜染色體數(shù)目也相同，即2n=34(圖4)。

表3.白花菜根尖染色體數(shù)目Table 3 Chromosome number of Cleome gynandra L

圖4.白花菜根尖染色體數(shù)目觀察A:白花菜1號(hào)；B:白花菜2號(hào)；C:白花菜3號(hào)Fig 4, Chromosome number of Cleome gynandra L.

3 結(jié)論與討論

有些植物葉片的維管束鞘較發(fā)達(dá)，內(nèi)含多數(shù)較大的葉綠體，外側(cè)緊密毗鄰連著一圈葉肉細(xì)胞，組成“花環(huán)形”結(jié)構(gòu)，為C4植物特有結(jié)構(gòu)，而C3植物沒(méi)有該結(jié)構(gòu)。

本實(shí)驗(yàn)采用石蠟切片的方法制作了白花菜真葉的石蠟切片。通過(guò)觀察，可以明顯看到花環(huán)形結(jié)構(gòu)，充分的說(shuō)明了白花菜是C4植物。這與（Imbamba et al.,1977）所闡述的結(jié)果完全一致。這也說(shuō)明了，白花菜是一種高光效植物，耐熱性較強(qiáng)，適合于熱帶和亞熱帶地區(qū)生長(zhǎng)。

染色體是生物細(xì)胞中的一個(gè)重要的組成部分，每一物種都有一定數(shù)目及一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的染色體。染色體是遺傳物質(zhì)的載體，能通過(guò)細(xì)胞分裂而復(fù)制，并且在世代相傳的過(guò)程中具有穩(wěn)定地保持形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的特征。

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)根尖染色體壓片法，觀察到不同基因型的白花菜的染色體大多數(shù)是2n=34，但是也有少量的2n=32，以及出現(xiàn)率更低的2n=30和28。

染色體數(shù)目異常的主要原因在于生殖細(xì)胞分裂過(guò)程中出現(xiàn)了染色體的行為異常。本實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的2n=32、30和28的現(xiàn)象，很可能是由染色體不分離、染色體丟失所致，造成染色體數(shù)目比二倍體增減一條或幾條。

我們把染色體組成不同于二倍體的細(xì)胞或個(gè)體統(tǒng)稱(chēng)為異倍體。異倍體產(chǎn)生的機(jī)理主要與染色體不分離和內(nèi)復(fù)制有關(guān)。目前染色體的研究幾乎深入到每個(gè)學(xué)科的每一個(gè)領(lǐng)域，現(xiàn)代人講的是分子水平，但均都從細(xì)胞水平開(kāi)始，而染色體是把細(xì)胞與分子聯(lián)系起來(lái)的重要橋梁，故本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可能對(duì)以后白花菜遺傳學(xué)以及分子水平的研究有所幫助。

4 白花菜的用途

白花菜是一種含有豐富的氨基酸及人體必需的鈣、鐵等元素，其葉子及其未成熟的芽都能當(dāng)菜食用。在白花菜長(zhǎng)到5-6周的時(shí)候，每公頃白花菜可以產(chǎn)生300kg的蛋白質(zhì)，富含天(門(mén))冬氨酸、谷氨酸等（Chweya and Mnzava,1997）。目前，在我國(guó)白花菜主要被用于腌制食用。除此之外還有醫(yī)療作用，具有一定的抗腫瘤作用（壯藥白花菜乙醇提取物的抗腫瘤作用及對(duì)小鼠免疫功能的影響）。

在整個(gè)非洲，人們都習(xí)慣于將其嫩葉、幼芽及其花腌制成菜來(lái)吃。其營(yíng)養(yǎng)豐富，特別是維生素含量很高。另外，也可以和其他食物一起來(lái)吃，其味道較苦，所以一般會(huì)加一些牛奶、糖之類(lèi)的東西。在一些非洲國(guó)家，到青黃不接的時(shí)候，只有白花菜這種蔬菜吃，因此，在當(dāng)?shù)馗珊禃r(shí)期，白花菜在溫飽方面起了很重要的作用(Jansen et al,2004)。

除了作為蔬菜用外，白花菜還作為草藥用。白花菜熬制成湯，用來(lái)治療壞血病，并且在一些地區(qū)，用白花菜和牛奶一起熬成湯，被認(rèn)為可以治療消化不良，并且當(dāng)作一種營(yíng)養(yǎng)品來(lái)食用。（Chweya and Mnzava,1997）白花菜的食用對(duì)于孕婦是很有益的，可以減輕孩子出生時(shí)的痛苦，并且也可以幫助產(chǎn)后恢復(fù)健康，在一些地區(qū)，政府規(guī)定白花菜是孕婦必需吃的食物。從葉子中取得的汁液可以用來(lái)做止痛藥，特別是治療頭痛，癲癇病，耳痛，胃病等。葉子也可以用來(lái)治療關(guān)節(jié)炎，還有消炎的作用。它的根也可以入藥，用來(lái)子宮疼痛。種子和根還有驅(qū)腸蟲(chóng)的作用，消滅腸寄生蟲(chóng)（Chweya and Mnzava,1997）。

此外，白花菜的種子含豐富的脂肪酸，其中油酸和亞油酸占到總脂肪酸的 81%，特別是亞油酸占到 59%?？杀挥脕?lái)榨油，并且也可以作鳥(niǎo)食和作物飼料（Chweya and Mnzava,1997）。

雖然白花菜的開(kāi)發(fā)和利用的價(jià)值很高，但是在很多生長(zhǎng)區(qū)仍然被人們認(rèn)為是野草，僅有少量的專(zhuān)門(mén)種植，還沒(méi)有引起政府部門(mén)和科研工作者的重視。

（白花菜種子1號(hào)和2號(hào)由華中農(nóng)業(yè)大學(xué)陳昌意研究員和湖北省孝感市孝南區(qū)肖顯華先生饋贈(zèng)；白花菜3號(hào)種子由英國(guó)劍橋大學(xué)植物科學(xué)系提供。）

[1]閆志佩,白花菜的栽培[J].特種經(jīng)濟(jì)動(dòng)植物,2004,(1):36.

[2]Chweya JA.and Mnzava NA,Cat’s whiskers,International Plant Genetic Resources Institute[J].1997.

[3]呂琳,等.壯藥白花菜乙醇提取物的抗腫瘤作用及對(duì)小鼠免疫功能的影響[J].中藥材,2008,(2).

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[5]耿紅梅.白花菜的研究進(jìn)展[J].時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥,2008,(11):2808-2809.

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Q2-3

A

1673-2219（2011）12-0035-03

2011－09－10

劉建兵（1981－），男，山西興縣人，山西農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院助教，研究方向?yàn)樯锘瘜W(xué)與分子生物學(xué)。

（責(zé)任編校：張京華，何俊華）