Число хромосом у видов лука различается: у репчатого лука, чеснока, многоярусного, батуна их по 16, у душистого—16 и 32, шнитт-лука — 16, 24, 32, у слизуна — от 16 до 108. Форма хромосом у видов также различна.
По строению хромосом и количеству ядрышек обнаружены видовые отличия. Большинство существующих видов лука не скрещиваются между собой, но в последние годы были получены гибриды между близкими и далекими его видами. Так, Карди и Камель получили в Швеции гибрид в результате скрещивания тетраплоидов A. kurrat Schneinf. и A. porrum L. Эмсвеллер и Джонс получили гибрид между A. cepa L. и A. fistulosum L. Аналогичные исследования проведены Леваном и Найбомом.
Большое число работ посвящено определению хромосомных чисел разных представителей рода Allium L. — одной из важнейших цитологических характеристик. Изучение хромосомных чисел является, в сущности, первым этапом в кариологическом исследовании растений. Числовые данные кариотипов видов Allium L. приводятся в работах многих авторов. Данные этих исследований свидетельствуют о присущем Allium L. широком кариотипическом полиморфизме. Среди видов этого рода встречаются как диплоидные, так и полиплоидные формы. Первые Леван по числу хромосом разделяет на 3 группы: с 14, 16 и с 18 хромосомами. Видов с 14 хромосомами немного; наиболее обширна группа с числом хромосом, равным 16. К 3-й группе относится всего 4 вида. Недавно Бахтиной обнаружены 2 вида — A. kujukens Vved. и A. decioiens Fisch., имеющие 2п=20. Более поздние исследования показали, что изменчивость основного хромосомного числа X исходных геномов рода Allium L. колеблется в пределах 7—12. Наиболее распространенными являются виды с основным хромосомным числом, равным 7, 8, 9. Это сказалось на разработке вопросов эволюции кариотипа рода Allium L. Есть основания полагать, что в эволюции его принимают участие виды, обладающие различным числом хромосом. Большое количество полиплоидов по различным хромосомным числам указывает на значительную роль полиплоидии в этом процессе. Предлагаются возможные
объяснения возникновения видов с тем или иным числом хромосом.
В последние годы делается попытка подойти к систематизации рода Allium L. на основе изучения и сопоставления хромосомных чисел у разных видов этого рода. Эти исследования ведутся в двух направлениях, 1-е из которых включает определение хромосомных чисел у растений различных флор и местообитаний: Глостершира в Англии, острова Сахалин, Камчатки, Приморья, Западной Канады, Азии, Болгарии, Греции, Италии и т. д. Второе направление исследований — изучение хромосомных чисел по секциям. Наиболее показательны работы Вахтиной. Секция Rhizirideum Don характеризуется наличием диплоидов с соматическим числом хромосом, равным 16, и тетраплоидов с 2п=32. A. Inconspicuum в отличие от других видов этой секции имеет как диплоидные, так и тетраплоидные формы. Секция Molium Don представлена в основном диплоидными видами с различным числом хромосом. Обнаружено, что тетраплоид A. akaka имеет форму с соматическим числом хромосом 2п = 30, оказавшуюся анеуплоидом. В секции Haplostemon Boiss., кроме диплоидов с основным числом Х = 8, был обнаружен вид A. kujukens с Х=10 (2n=20). A. scabrellum оказался триплоидом: в клетках корней его обнаружено 24 хромосомы, а в микроспорах число их варьировало от 8 до 14. Другой вид из этой секции — A. caesium — имеет как диплоидные (2п=16), так и тетраплоидные (2п=32) популяции. Секция Cepa Prokh. представлена только диплоидами с основным числом Х = 8. Для секции Allium характерно наличие как диплоидных,
так и тетраплоидных видов с основным числом Х=8.