Число хромосом в корешках у четырех образцов репы (дикой полевой репы, трех сортов культурной репы) впервые было подсчитано Г. Д. Карпеченко (1924) и оказалось равным 20.
Большое сходство хромосомных наборов у представителей вида подтверждается также их легким скрещиванием между собой с получением плодовитого потомства. Целый ряд исследователей вслед за Г. Д. Карпеченко обнаружили у В. rapa 2п = 20 (Т. Morinaga, 1929; L. Е. Morris, R. Н. Richharia, 1937; S. М. Sikka, 1940; G. Mitsukuri, 1956, 1957). В работе японских авторов (К. Nagai, Т. Sasaoka, 1930) исследовано 16 сортов репы из Японии и Китая и один сорт из Англии. Все образцы имели п=10.
Более подробное описание хромосом В. rapa с учетом их морфологии дали несколько авторов (D. G. Catcheside, 1934; R. Н. Richharia, 1937; S. М. Sikka, 1940). Все три автора выделили среди хромосом длинные, средние и короткие. Первый и второй исследователи подразделили эти типы по местоположению первичной перетяжки. По одному описанию (D. G. Catcheside, 1934) кариотип В. rapa содержит четыре типа хромосом и состоит из одной пары длинных хромосом с почти медианной перетяжкой (почти равноплечих), пяти пар средних с медианной перетяжкой (равноплечих), трех пар средних с субтерминальной перетяжкой (резконеравноплечих) и одной пары коротких хромосом, местоположение перетяжки у которых автором не указано. В виде формулы такой кариотип можно представить следующим образом: K=2n = 20=2 (lL + 5Afm + 3Ma+ 15), где Lm — длинные равноплечие хромосомы; Мт — средние равноплечие; Ма — средние резконеравноплечие; 5 — короткие хромосомы (Л. И. Абрамова, Л. И. Орел, И. Н. Орлова, 1974). Спутников и вторичных перетяжек обнаружено не было. В другой работе (R. Н. Richharia, 1937) выделено уже шесть типов хромосом и дополнительно введено новое понятие «более длинные хромосомы».
Спутники впервые обнаружены у хромосом В. rapa в 1940 г. (S. М. Sikka). Исследователь обратил особое внимание на соотношение числа спутничиых хромосом и ядрышек у разных видов рода Brassica L. У В. rapa им обнаружена одна пара хромосом со спутниками и соответственно по два ядрышка в ядрах. По мнению автора, малые размеры хромосом не дают возможности достаточно точно определить положение перетяжек на них, поэтому он классифицирует хромосомы только по их длине, обосновывая пять типов хромосом от самых длинных до самых коротких. На основании описаний морфологии хромосом, приведенных этими тремя авторами, можно сделать некоторые общие выводы. В кариотипе В. rapa выделяются одна пара наиболее длинных хромосом и, по данным S. М. Sikka (1940), одна пара спутничных и одна пара самых коротких хромосом. Остальные хромосомы представляют собой постепенно убывающий по длине ряд.
Репа относится к группе 20-хромосомных видов рода Brassica и легко скрещивается как с видами, имеющими тот же набор хромосом [В. pekinensis (Lour.) Rupr., В. japonica Sieb], так и с видами, отличающимися от него по числу хромосом (В. napus, 2п = 38). Несколько труднее скрещивание происходит с В. oleracea L. (2п = 18).
В зависимости от того, в качестве материнского или отцовского растения использовалась репа в скрещиваниях, у полученных гибридов наблюдаются различия в ходе мейоза. Так, у гибридов В. sinensis L. XB. rapa в Fi мейоз проходил регулярно (R. И. Richharia, 1937), при этом образуется малое количество стерильной пыльцы; то же самое отмечено у растений, полученных в результате скрещивания В. trilocularis Hook. xB. тара (S. М. Sikka, 1940). При скрещиваниях В. rapaХ ХВ. sinensis, где В. rapa использовалась в качестве материнского растения, в Fi уже отмечались отдельные нарушения в мейозе, и это сопровождалось частичной стерилизацией пыльцы.
Потомство от скрещивания В. rapa Х В. napus характеризуется слабой плодовитостью, образуется мало стручков и семян. Не всегда положительные результаты получаются при скрещивании В. тара с капустой В. oleracea (Г. Д. Карпеченко, 1924; Т. Morinaga, 1929). Известны межродовые аллополиплоидные гибриды, полученные от В. rapa и Raphanus sativus L. (L. E. Morris, R. H. Richharia, 1937).