白花菜的細胞學性質初步研究以及用途

劉建兵

（山西農業大學 信息學院，山西 太谷 030800）

白花菜的細胞學性質初步研究以及用途

劉建兵

（山西農業大學 信息學院，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目。結果表明：在白花菜真葉結構中，有明顯的花環結構和維管葉綠體，表明白花菜是一種C4植物；對3種不同基因型的白花菜染色體觀察后，發現白花菜的染色體數目為2n=34。

白花菜；結構解剖；染色體數目；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，據報道，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，盛產于非洲，在我國分布于西南地區。

目前，對白花菜的研究報道主要在栽培方面，對其細胞學方面的報道還很少，而且一些結果仍然處于不確定狀態。本文將對白花菜真葉結構解剖以及根尖染色體數目方面進行闡述，這將填補白花菜細胞學研究方面的空白，為以后對白花菜的進一步研究打下基礎。

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 結構解剖方法。選取合適的白花菜真葉，根據余炳生等（1989）方法進行葉片的結構解剖，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，將種子均勻點在濾紙上，與室溫下光照培養發芽；發芽后，根長到2cm左右的時候，于上午9:00左右切取根尖放入0.002M8-羥基喹啉溶液中進行預處理，預處理時間3~4h；預處理完畢后，用卡諾固定液（卡諾固定液的配制：無水乙醇：冰醋酸=3：1，現配現用）在4℃下固定24~48h，把根尖轉入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亮部分約 2mm，滴一滴卡寶品紅染液進行染色；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，進行顯微照像。

2 結果與分析

2.1 結構解剖

在白花菜真葉的結構解剖圖(圖2，3)中，可以看到明顯的C4植物特點：花環結構和維管葉綠體。

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

圖3.白花菜真葉的花環結構Fig.3 Kranz anatomy in the leaf of Cleome gynandra L

2.2 染色體觀察

在3個不同基因型白花菜中，通過對每個基因型的不同根尖的100個細胞的顯微觀察和統計，染色體數目為2n=34的細胞分別占到了60%、68%、72%(表3)。由此說明，不同基因型之間，白花菜染色體數目也相同，即2n=34(圖4)。

表3.白花菜根尖染色體數目Table 3 Chromosome number of Cleome gynandra L

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

3 結論與討論

有些植物葉片的維管束鞘較發達，內含多數較大的葉綠體，外側緊密毗鄰連著一圈葉肉細胞，組成“花環形”結構，為C4植物特有結構，而C3植物沒有該結構。

本實驗采用石蠟切片的方法制作了白花菜真葉的石蠟切片。通過觀察，可以明顯看到花環形結構，充分的說明了白花菜是C4植物。這與（Imbamba et al.,1977）所闡述的結果完全一致。這也說明了，白花菜是一種高光效植物，耐熱性較強，適合于熱帶和亞熱帶地區生長。

染色體是生物細胞中的一個重要的組成部分，每一物種都有一定數目及一定形態結構的染色體。染色體是遺傳物質的載體，能通過細胞分裂而復制，并且在世代相傳的過程中具有穩定地保持形態、結構和功能的特征。

本實驗通過根尖染色體壓片法，觀察到不同基因型的白花菜的染色體大多數是2n=34，但是也有少量的2n=32，以及出現率更低的2n=30和28。

染色體數目異常的主要原因在于生殖細胞分裂過程中出現了染色體的行為異常。本實驗中出現的2n=32、30和28的現象，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胞或個體統稱為異倍體。異倍體產生的機理主要與染色體不分離和內復制有關。目前染色體的研究幾乎深入到每個學科的每一個領域，現代人講的是分子水平，但均都從細胞水平開始，而染色體是把細胞與分子聯系起來的重要橋梁，故本實驗的結果可能對以后白花菜遺傳學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菜食用。在白花菜長到5-6周的時候，每公頃白花菜可以產生300kg的蛋白質，富含天(門)冬氨酸、谷氨酸等（Chweya and Mnzava,1997）。目前，在我國白花菜主要被用于腌制食用。除此之外還有醫療作用，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小鼠免疫功能的影響）。

在整個非洲，人們都習慣于將其嫩葉、幼芽及其花腌制成菜來吃。其營養豐富，特別是維生素含量很高。另外，也可以和其他食物一起來吃，其味道較苦，所以一般會加一些牛奶、糖之類的東西。在一些非洲國家，到青黃不接的時候，只有白花菜這種蔬菜吃，因此，在當地干旱時期，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，用來治療壞血病，并且在一些地區，用白花菜和牛奶一起熬成湯，被認為可以治療消化不良，并且當作一種營養品來食用。（Chweya and Mnzava,1997）白花菜的食用對于孕婦是很有益的，可以減輕孩子出生時的痛苦，并且也可以幫助產后恢復健康，在一些地區，政府規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。葉子也可以用來治療關節炎，還有消炎的作用。它的根也可以入藥，用來子宮疼痛。種子和根還有驅腸蟲的作用，消滅腸寄生蟲（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%?？杀挥脕碚ビ?，并且也可以作鳥食和作物飼料（Chweya and Mnzava,1997）。

雖然白花菜的開發和利用的價值很高，但是在很多生長區仍然被人們認為是野草，僅有少量的專門種植，還沒有引起政府部門和科研工作者的重視。

（白花菜種子1號和2號由華中農業大學陳昌意研究員和湖北省孝感市孝南區肖顯華先生饋贈；白花菜3號種子由英國劍橋大學植物科學系提供。）

[1]閆志佩,白花菜的栽培[J].特種經濟動植物,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小鼠免疫功能的影響[J].中藥材,2008,(2).

[4]李貴全.細胞學研究基礎[M].北京:中國林業出版社,2001:189-190.

[5]耿紅梅.白花菜的研究進展[J].時珍國醫國藥,2008,(11):2808-2809.

[6]曾維麗,劉暢,王飛.白花菜抗菌特性的研究[J].食品工業,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

劉建兵（1981－），男，山西興縣人，山西農業大學信息學院助教，研究方向為生物化學與分子生物學。

（責任編校：張京華，何俊華）