白花菜的细胞学性质初步研究以及用途

刘建兵

（山西农业大学 信息学院，山西 太谷 030800）

白花菜的细胞学性质初步研究以及用途

刘建兵

（山西农业大学 信息学院，山西 太谷 030800）

采用余炳生等方法制作白花菜真叶石蜡切片，并进行了显微观察照相；采用根尖染色体压片法观察了白花菜根尖染色体数目。结果表明：在白花菜真叶结构中，有明显的花环结构和维管叶绿体，表明白花菜是一种C4植物；对3种不同基因型的白花菜染色体观察后，发现白花菜的染色体数目为2n=34。

白花菜；结构解剖；染色体数目；白花菜的用途

白花菜（Cleome gynandra L），英文别名：Cat′s wiskers，属白花菜科一年生草本植物，含有丰富的氨基酸及人体必需的钙、铁等元素，即能食用又能入药，据报道，它还有一定的抗肿瘤作用。白花菜主要分布于热带和亚热带地区，盛产于非洲，在我国分布于西南地区。

目前，对白花菜的研究报道主要在栽培方面，对其细胞学方面的报道还很少，而且一些结果仍然处于不确定状态。本文将对白花菜真叶结构解剖以及根尖染色体数目方面进行阐述，这将填补白花菜细胞学研究方面的空白，为以后对白花菜的进一步研究打下基础。

1 材料与方法

1.1 材料

白花菜的真叶；白花菜根尖。

1.2 方法

1.2.1 结构解剖方法。选取合适的白花菜真叶，根据余炳生等（1989）方法进行叶片的结构解剖，最后用Olympus显微镜及其照相装置观察切片并显微照相。

1.2.2 根尖染色体压片法。在玻璃皿中铺三层滤纸，湿润，将种子均匀点在滤纸上，与室温下光照培养发芽；发芽后，根长到2cm左右的时候，于上午9:00左右切取根尖放入0.002M8-羟基喹啉溶液中进行预处理，预处理时间3~4h；预处理完毕后，用卡诺固定液（卡诺固定液的配制：无水乙醇：冰醋酸=3：1，现配现用）在4℃下固定24~48h，把根尖转入70%乙醇中，放在4℃冰箱中待用；把根尖用蒸馏水漂洗干净，放在盛有盐酸的三角瓶中，在室温下酸解约30min，直至根尖看起来很软为好，酸解好的根尖用蒸馏水漂洗干净；取根尖在滤纸上蘸去多余的水分，放在擦洗干净的载片上；用镊子和刀片切取根尖透明发亮部分约 2mm，滴一滴卡宝品红染液进行染色；轻轻盖上盖片，用大拇指用力按压盖片后，用带有橡皮的铅笔轻轻敲盖片数次；利用Olympus显微镜及其照相装置观察，寻找分裂相，寻找到合适的分裂相后，进行显微照像。

2 结果与分析

2.1 结构解剖

在白花菜真叶的结构解剖图(图2，3)中，可以看到明显的C4植物特点：花环结构和维管叶绿体。

图2.白花菜真叶横切Fig.2,Leaf cross section of Cleome gynandra L.

图3.白花菜真叶的花环结构Fig.3 Kranz anatomy in the leaf of Cleome gynandra L

2.2 染色体观察

在3个不同基因型白花菜中，通过对每个基因型的不同根尖的100个细胞的显微观察和统计，染色体数目为2n=34的细胞分别占到了60%、68%、72%(表3)。由此说明，不同基因型之间，白花菜染色体数目也相同，即2n=34(图4)。

表3.白花菜根尖染色体数目Table 3 Chromosome number of Cleome gynandra L

图4.白花菜根尖染色体数目观察A:白花菜1号；B:白花菜2号；C:白花菜3号Fig 4, Chromosome number of Cleome gynandra L.

3 结论与讨论

有些植物叶片的维管束鞘较发达，内含多数较大的叶绿体，外侧紧密毗邻连着一圈叶肉细胞，组成“花环形”结构，为C4植物特有结构，而C3植物没有该结构。

本实验采用石蜡切片的方法制作了白花菜真叶的石蜡切片。通过观察，可以明显看到花环形结构，充分的说明了白花菜是C4植物。这与（Imbamba et al.,1977）所阐述的结果完全一致。这也说明了，白花菜是一种高光效植物，耐热性较强，适合于热带和亚热带地区生长。

染色体是生物细胞中的一个重要的组成部分，每一物种都有一定数目及一定形态结构的染色体。染色体是遗传物质的载体，能通过细胞分裂而复制，并且在世代相传的过程中具有稳定地保持形态、结构和功能的特征。

本实验通过根尖染色体压片法，观察到不同基因型的白花菜的染色体大多数是2n=34，但是也有少量的2n=32，以及出现率更低的2n=30和28。

染色体数目异常的主要原因在于生殖细胞分裂过程中出现了染色体的行为异常。本实验中出现的2n=32、30和28的现象，很可能是由染色体不分离、染色体丢失所致，造成染色体数目比二倍体增减一条或几条。

我们把染色体组成不同于二倍体的细胞或个体统称为异倍体。异倍体产生的机理主要与染色体不分离和内复制有关。目前染色体的研究几乎深入到每个学科的每一个领域，现代人讲的是分子水平，但均都从细胞水平开始，而染色体是把细胞与分子联系起来的重要桥梁，故本实验的结果可能对以后白花菜遗传学以及分子水平的研究有所帮助。

4 白花菜的用途

白花菜是一种含有丰富的氨基酸及人体必需的钙、铁等元素，其叶子及其未成熟的芽都能当菜食用。在白花菜长到5-6周的时候，每公顷白花菜可以产生300kg的蛋白质，富含天(门)冬氨酸、谷氨酸等（Chweya and Mnzava,1997）。目前，在我国白花菜主要被用于腌制食用。除此之外还有医疗作用，具有一定的抗肿瘤作用（壮药白花菜乙醇提取物的抗肿瘤作用及对小鼠免疫功能的影响）。

在整个非洲，人们都习惯于将其嫩叶、幼芽及其花腌制成菜来吃。其营养丰富，特别是维生素含量很高。另外，也可以和其他食物一起来吃，其味道较苦，所以一般会加一些牛奶、糖之类的东西。在一些非洲国家，到青黄不接的时候，只有白花菜这种蔬菜吃，因此，在当地干旱时期，白花菜在温饱方面起了很重要的作用(Jansen et al,2004)。

除了作为蔬菜用外，白花菜还作为草药用。白花菜熬制成汤，用来治疗坏血病，并且在一些地区，用白花菜和牛奶一起熬成汤，被认为可以治疗消化不良，并且当作一种营养品来食用。（Chweya and Mnzava,1997）白花菜的食用对于孕妇是很有益的，可以减轻孩子出生时的痛苦，并且也可以帮助产后恢复健康，在一些地区，政府规定白花菜是孕妇必需吃的食物。从叶子中取得的汁液可以用来做止痛药，特别是治疗头痛，癫痫病，耳痛，胃病等。叶子也可以用来治疗关节炎，还有消炎的作用。它的根也可以入药，用来子宫疼痛。种子和根还有驱肠虫的作用，消灭肠寄生虫（Chweya and Mnzava,1997）。

此外，白花菜的种子含丰富的脂肪酸，其中油酸和亚油酸占到总脂肪酸的 81%，特别是亚油酸占到 59%。可被用来榨油，并且也可以作鸟食和作物饲料（Chweya and Mnzava,1997）。

虽然白花菜的开发和利用的价值很高，但是在很多生长区仍然被人们认为是野草，仅有少量的专门种植，还没有引起政府部门和科研工作者的重视。

（白花菜种子1号和2号由华中农业大学陈昌意研究员和湖北省孝感市孝南区肖显华先生馈赠；白花菜3号种子由英国剑桥大学植物科学系提供。）

[1]闫志佩,白花菜的栽培[J].特种经济动植物,2004,(1):36.

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

[3]吕琳,等.壮药白花菜乙醇提取物的抗肿瘤作用及对小鼠免疫功能的影响[J].中药材,2008,(2).

[4]李贵全.细胞学研究基础[M].北京:中国林业出版社,2001:189-190.

[5]耿红梅.白花菜的研究进展[J].时珍国医国药,2008,(11):2808-2809.

[6]曾维丽,刘畅,王飞.白花菜抗菌特性的研究[J].食品工业,2010,(5):19-20.

[7]Imbamba,S.K.and L.L.Tieszen.Influence of light and temperature on,photosynthesis and transpiration in some 3 carbon and 4 carbon vegetable plants from Kenya[J].Physiol.Plant. 1977,39(4):311-316.

Q2-3

A

1673-2219（2011）12-0035-03

2011－09－10

刘建兵（1981－），男，山西兴县人，山西农业大学信息学院助教，研究方向为生物化学与分子生物学。

（责任编校：张京华，何俊华）