全 文 ：中国农业科学 2004,37(12):1966-1970
Scientia Agricultura Sinica

收稿日期：2003-03-12
基金项目：江苏省自然科学基金（BK2001417）
作者简介：马鸿翔（1966－），男，江苏宝应人，研究员，博士研究生。研究方向为植物遗传育种，E-mail: mahx@jaas.ac.cn

黄毛草莓与凤梨草莓种间杂种的获得及其细胞遗传学分析
马鸿翔 1,2，陈佩度 1
（1南京农业大学农业部作物细胞遗传重点实验室，南京 210095；2 江苏省农业科学院农业生物遗传生理研究所，南京 210014）

摘要：以中国原产二倍体黄毛草莓与八倍体栽培种凤梨草莓栽培品种春霄和硕香杂交，通过胚拯救获得了种
间杂种。经体细胞鉴定种间杂交后代为五倍体，育性差。株高、植株状态、叶形、叶面状态、叶柄茸毛等性状介
于亲本之间；匍匐茎颜色、花序高度等多与母本一致；叶色、花梗茸毛等性状也倾向野生母本。田间抗病性鉴定
结果表明，获得了与野生亲本表现一致的抗叶斑病和炭疽病的杂交后代材料。杂交 F1代的花粉母细胞减数分裂观
察表明，染色体构型为 7.55Ⅰ+12.97Ⅱ+0.29Ⅲ+0.16Ⅳ，后期出现畸形多分孢子，推测黄毛草莓与栽培种亲缘关系
较远。
关键词：黄毛草莓；凤梨草莓；种间杂交；细胞遗传学

Production and Cytogenetics of Interspecific Hybrids from the Cross
of Fragaria nilgerrensis Schlecht and F. ananassa Duch.
MA Hong-xiang1,2, CHEN Pei-du1
(1 Key Laboratory of Crop Cytogenetics, Ministry of Agriculture, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095; 2Institute of
Agro-biological Genetics and Physiology, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing 210014)

Abstract: The interspecific hybrid was obtained from the cross of Fragaria nilgerrensis Schlecht, a diploid species derived
from China, and two cultivars of F. ananassa Duch.(2n=8x=56) by the means of immature embryo culture technique when the
latter as the pollen parent. The hybrids were pentaploids and poor fertility. The hybrids surveyed morphologically intermediate
between their parents in plant height, plant form, leaf shape, leaflet form and hair on petiole; Other morphological traits including
runner and leaf color, peduncle height, hair on peduncle of hybrids inclined predominantly to female parent F. nilgerrensis. The
evaluation of hybrids to strawberry leaf spot and anthracnose in field showed they had better resistance to the diseases than cultivated
variety parent. The hybrids showed expected 35 chromosomes in somatic cells and had a meiotic chromosome association of 7.55Ⅰ
+12.97Ⅱ+0.29Ⅲ+0.16Ⅳ with abnormal microspores occurring in tetrad phase. There was possibility no close relationship between
F. nilgerrensis and F. ananassa is due to the cytogenetic analysis.
Key words: Fragaria nilgerrensis; Fragaria ananassa; Interspecific hybridization; Cytogenetic

野生物种是栽培品种改良中非常重要的遗传资
源。许多年来，人们以有性杂交作为草莓品种改良和
扩大遗传背景的主要手段，其中包括利用野生种与栽
培品种杂交。草莓栽培种凤梨草莓（Fragaria ananassa
Duch.）为八倍体(2n=8x=56)，而草莓属野生种包括二
倍体、四倍体、六倍体、八倍体等不同染色体倍性的
材料[1]，因此，尽管在染色体倍性接近的野生种与凤
梨草莓间杂交较易获得杂交后代，但通过直接杂交方
法将二倍体种质结合至凤梨草莓中存在一定难度[2]，
将二倍体染色体加倍再与凤梨草莓作有性杂交或以四
倍体、六倍体作为桥梁亲本再与八倍体凤梨草莓杂交
是克服杂交不亲和的主要方法，经过多年努力已得到
了具有潜在利用价值携带外缘种质的种间杂交后代材
料 [3~9]。以往研究所用二倍体材料多以森林草莓(F.
vesca)为主，涉及我国原产二倍体种质的种间杂交研
究较少。黄毛草莓(F. nilgerrensis)原产我国西南地区，
具有抗旱、耐高温、抗叶部病害等特点[10,11]。本研究
试图用黄毛草莓与凤梨草莓杂交，将黄毛草莓的优异
12期 马鸿翔等：黄毛草莓与凤梨草莓种间杂种的获得及其细胞遗传学分析 1967
基因转移至凤梨草莓中，从而拓宽栽培草莓的遗传背
景，改进凤梨草莓栽培品种的抗逆性和抗病性，同时
通过细胞遗传学分析也可以在一定程度上揭示黄毛草
莓与凤梨草莓染色体组间的关系。
1 材料与方法
黄毛草莓在云南昆明野外采集，凤梨草莓取自国
家果树种质南京草莓圃。
试验在江苏省农业科学院进行，1999年冬季在温
室中以黄毛草莓为母本，凤梨草莓“春霄”、“硕香”
等作父本进行杂交，授粉后 21d采未成熟种子进行离
体胚拯救，以 MS为基本培养基，附加 1mg·L-1 BA、5
mg·L-1 2,4-D和 0.5g·L-1 水解酪蛋白，调 pH至 5.8，
培养温度 22～27℃、光照为 2000～3000lx每天 12h。
植株开始生根后移植至育苗圃中长成大苗，与亲
本一起种植进行形态学观察。
植株幼叶展开前取花蕾在卡诺(Carnoy)液中固
定，在 45%醋酸中压片，在相差显微镜下观察花粉母
细胞减数分裂。
在草莓叶斑病和炭疽病发病高峰期调查田间发病
率，以每株病叶占总叶数的比例作为该植株发病率的
评价值。
2 结果与分析
2.1 种间杂种的形态特征
杂种一代与其双亲形态特征比较列入表 1。种间
杂交后代植株匍匐茎呈红色、花序着生高度高于叶面
等与野生种母本黄毛草莓一致；叶色、花梗茸毛等性
状也倾向野生母本黄毛草莓；植株高度介于双亲之间；
植株形态、叶形、叶面状态、叶柄茸毛等性状部分介
于双亲之间，部分与与母本黄毛草莓表现一致，部分
与父本凤梨草莓栽培品种春霄或硕香表现一致。
根尖体细胞观察结果表明，黄毛草莓和凤梨草莓
栽培品种的染色体数分别为 14（2n=2x）和 56(2n=8x)，
杂交 F1为 35(2n=5x)，获得的植株几乎完全未能结实，
仅有 2株在畸形果上着生有2～3粒种子，播种后未能
发育成苗。

表1 黄毛草莓×凤梨草莓F1形态性状
Table 1 Progeny characters of F. nilgerrensis × F. ananassa
材料
Materials
染色体数
Choromoso
me number
株高
Plant
height
(cm)
株态
Plant form
叶形、叶色
Leaf shape and
color
叶面
Surface of
leaflet
叶柄茸毛
Hair on
petiole
匍匐茎
颜色
Runner
color
花序
Peduncle
花梗茸毛
Hair on
peduncle
黄毛草莓
F. nilgerrensis
2n=14 13.5 开张
Spread
圆、深绿
Round, green-black
皱
Crinkle
密
Thick
红色
Red
高于叶面
Above leaves
密
Thick
春霄
F. ananassa cv. Chunxiao
2n=56 26.8 直立
Erect
长圆、绿
Ellipse, green
平
Flatness
稀
Few
浅红
Rufous
低于叶面
Below leaves
稀
Few
硕香
F. ananassa cv. Shuoxiang
2n=56 27.5 直立
Erect
长圆、绿
Ellipse, green
平
Flatness
稀
Few
绿色
Green
低于叶面
Below leaves
稀
Few
11-1 2n=35 24.9 半开张
Erect-spread
圆、深绿
Round, green-black
平
Flatness
稀
Few
红色
Red
高于叶面
Above leaves
较密
Thick
11-2 2n=35 17.0 开张
Spread
圆、深绿
Ellipse, green-black
较皱
Flatness-crinkle
较密
Few -thick
红色
Red
高于叶面
Above leaves
较密
Thick
11-3 2n=35 25.2 半开张
Erect-spread
长圆、深绿
Ellipse, green-black
较皱
Flatness-crinkle
较密
Few -thick
红色
Red
高于叶面
Above leaves
稀
Few
11-4 2n=35 19.8 半开张 圆、深绿
Round, green-black
皱
Crinkle
密 Thick 红色
Red
高于叶面
Above leaves
较密
Thick
11-5 2n=35 16.4 开张
Spread
长圆、深绿
Ellips, green-black
皱
Crinkle
较密
Few -thick
红色
Red
高于叶面
Above leaves
密
Thick
11-6

2n=35 16.9 开张
Spread
长圆、绿
Ellipse, green
较皱
Flatness-crinkle
较密
Few -thick
红色
Red
高于叶面
Above leaves
密
Thick
11-7 2n=35 15.5 开张
Spread
圆、深绿
Round, green
皱
Crinkle
密 Thick 红色
Red
高于叶面
Above leaves
密
Thick
11-8 2n=35 23.6 半开张
Erect-spread
圆、深绿
Round, green-black
平
Flatness
密 Thick 红色
Red
高于叶面
Above leaves
较密
Thick
11-9 2n=35 22.1 半开张
Erect-spread
圆、绿
Round, green-black
较皱
Flatness-crinkle
较密
Few -thick
红色
Red
高于叶面
Above leaves
较密
Thick
黄毛草莓×春霄
F. nilgerrensis×F.
ananassa cv.
Chunxiao
11-10 2n=35 23.6 半开张
Erect-spread
长圆、深绿
Ellipse, green-black
较皱
Flatness-crinkle
稀
Few
红色
Red
高于叶面
Above leaves
较密
Thick
14-1 2n=35 22.0 开张
Spread
长圆、深绿
Ellipse, green-black
平
Flatness
稀
Few
红色
Red
高于叶面
Above leaves
较密
Thick
14-2 2n=35 21.5 半开张
Erect-spread
长圆、深绿
Ellipse, green-black
较皱
Flatness-crinkle
较密
Few -thick
红色
Red
高于叶面
Above leaves
较密
Thick
14-3 2n=35 15.0 开张
Spread
圆、绿
Round, green
皱
Crinkle
密 Thick 红色
Red
高于叶面
Above leaves
密
Thick
黄毛草莓×硕香
F. nilgerrensis×F.
ananassa cv.
Shuoxiang
14-4 2n=35 17.8 开张
Spread
长圆、深绿
Ellipse, green-black
皱
Crinkle
密 Thick 红色
Red
高于叶面
Above leaves
密
Thick

1968 中 国 农 业 科 学 37卷
2.2 F1花粉母细胞减数分裂行为观察
对杂种 F1 花粉母细胞减数分裂染色体进行了观
察。在减数分裂前期Ⅰ的终变期，黄毛草莓配对成 7
个二价体，凤梨草莓配对成 28 个二价体（图版-1），
杂种 F1 染色体构型平均每个花粉母细胞有 7.55Ⅰ
+12.97Ⅱ+0.29Ⅲ+0.16Ⅳ（表2），多数PMC含有12～
14个二价体，其余多为单价体，出现少量三价体或四
价体（图版-2、3）。由于染色单体配对为一定数目的
二价体，因而减数分裂中期Ⅰ多数二价体可在赤道板
汇集（图版-4），在减数分裂后期Ⅰ可见到染色体趋向
两极，但不很同步，有的启动快，有的启动慢（图版
-5）。减数分裂后期Ⅱ，染色体有多极分布现象（图版
-6），从而形成了异常的四分孢子。根据对252个细胞
的观察，除四分体外还出现了三分体、五分体、六分
体甚至是七分体（表3；图版-7～10）。
2.3 种间杂种对叶部病害的抗性表现
对黄毛草莓与凤梨草莓杂交后代及双亲植株叶斑
病 (Mycosphaerella fragariae (Tul) lindau)和炭疽病
(Glomerella fragariae)田间自然发病率进行了调查，以
植株病叶率为抗病评价值，结果见表 4。黄毛草莓对
草莓叶斑病、炭疽病具有较好的抗性，其病叶率分别
为 13.2%和 21.0%，黄毛草莓与凤梨草莓杂交后代的
抗病性表现与黄毛草莓相近，对草莓叶斑病的抗性，
黄毛草莓×春宵和黄毛草莓×硕香的植株平均病叶率
分别为 16.8%和 14.0%；对草莓炭疽病的抗性，黄毛
草莓×春宵和黄毛草莓×硕香的植株平均病叶率分别
为 24.6%和 20.8%。


表2 黄毛草莓×凤梨草莓F1花粉母细胞中期Ⅰ染色体行为
Table 2 Chromosome configration of PMC at MⅠin hybrids from F. nilgerrensis×F. ananassa
材料
Materials
观察细胞数
Cell no. observed
单价体
Univalent
二价体
Bivalent
三价体
Trivalent
四价体
Tetravalent
黄毛草莓×栽培种
F. nilgerrensis×F.ananassa
38 7.55
（6~12）
12.97
（9~15）
0.29
（0~3）
0.16
（0~2）
黄毛草莓
F. nilgerrensis
16 7
栽培种
F.ananassa
21 0.86
（0~2）
27.57
（26~28）


表3 黄毛草莓×凤梨草莓F1各种多分孢子比率(%)
Table 3 Ratio of different kinds of microspore of the interspecific hybrid obtained from F. nilgerrensis×F. ananassa
小孢子数 Number of microspore
3 4 5 6 7
观察四分孢子数
No. of observation of quartet
28 186 25 11 2
比率 Ratio (%) 11.1 73.8 9.9 4.4 0.8

表4 黄毛草莓×凤梨草莓F1与双亲抗性
Table 4 Resistance to strawberry leafspot and anthracnose of the interspecific hybrid obtained from F. nilgerrensis×F. ananassa
不同叶斑病叶百分率的株数
No. of plant via percent of infected leaves of leafspot
不同炭疽病叶百分率的株数
No. of plant via percent of infected leaves of
anthracnose
材料
Materrial
调查株数
No. of plant
≤25% 26%~50% >50% 平均 Average ≤25% 25%~50% >50% 平均 Average
黄毛草莓
F. nilgerrensis
8 8 13.2 8 21.0
春霄
F. ananassa cv. Chunxiao
8 2 6 61.5 3 5 48.8
硕香
F. ananassa cv. Shuoxiang
8 4 4 43.4 3 5 44.0
黄毛草莓×春霄
F. nilgerrensis×cv. Chunxiao
10 9 1 16.8 8 2 24.6
黄毛草莓×硕香
F. nilgerrensis×cv. Shuoxiang
4 4 14.0 4 20.8

12期 马鸿翔等：黄毛草莓与凤梨草莓种间杂种的获得及其细胞遗传学分析 1969
3 讨论
栽培草莓遗传背景狭窄是品种改良的重要制约因
素[12]，育种家一直尝试通过草莓属野生种与八倍体凤
梨草莓的有性杂交来拓宽现有凤梨草莓的遗传基础。
我国目前生产所用的梨草莓栽培品种都是自国外引入
或利用少数国外品种通过品种间杂交获得的，因此与
欧洲和美洲相比，其遗传基础更为狭窄，而我国是草
莓属植物的原产地之一[1]，这些野生种长期分布野外，
因而对不良环境条件具有较好的生态适应性，若能将
其优良性状基因转移入凤梨草莓无疑对我国草莓品种
改良具有重要意义。国内外的研究表明，通过有性杂
交结合回交自草莓野生种向凤梨草莓导入有益基因是
可行的，Kantor以凤梨草莓与麝香草莓(F. moschata，
2n=6x=42)杂交获得了具有麝香葡萄风味的种间杂种
F. anaschata[13]，Evans成功地获得了 2个合成八倍体
种质 SO1 和 SO2，SO1 是以麝香草莓（F. moschata,
2n=6x=42）与 F. nubicola（2n=2x=14）杂交再加倍得
到；SO2是 F. vesca（2n=2x=14）与 F. viridis（2 n=2x=14）
杂交后代加倍后再与 F. moupinensis（2n=4x=28）杂交，
再加倍得到的八倍体植株，合成八倍体 SO1 和 SO2
具有迟花、花梗直立、多花序、植株长势强以及果实
特殊风味等特点[3，4]。由此二种质材料与凤梨草莓不
断回交产生了产量和果实大小与对照品种一致或高于
对照的 3-4 代材料[5]。Bauer[6]通过染色体加倍与有性
杂交获得了 10x“森林-凤梨草莓”品种“Florika”，
果实中等大小，香味浓，适于多年一栽和自采园的栽
培形式。Trajkovski[7]利用 8x 的栽培种凤梨草莓与森
林草莓加倍后的 4x植株杂交所得的材料与 8x栽培种
回交进行性状改良，开始所得材料在果实大小、硬度
等方面并不理想，但此后又通过与栽培品种多代回交、
筛选，获得了性状接近凤梨草莓的品系 F9352003,具
有 F.vesca的风味，且抗叶部病害，可育[8]，日本 Yuji
Noguchi也获得了黄毛草莓与凤梨草莓种间杂交后代[9]。
相对说来，我国对野生资源的利用研究较少，雷家军
等对我国原产的东北草莓、绿色草莓及五倍体草莓间
进行杂交获得了 4x、5x、6x、7x、8x及 9x丰富的倍
性试材[14]。本试验通过黄毛草莓与凤梨草莓杂交后的
胚拯救获得了种间杂种，比较杂交后代与亲本形态性
状，多数性状介于双亲之间，部分性状倾向母本，对
叶斑病和炭疽病抗性观察，杂交后代与野生亲本表现
一样，具有较强的抗叶斑病和抗炭疽病的能力，因此
可利用其通过染色体加倍再与栽培品种不断回交从而
将抗病基因导入凤梨草莓栽培品种中，获得生产上可
利用的草莓栽培品种。
栽培草莓为两个美洲八倍体种深红莓（ F.
virginiana Duch.）和智利莓(F. chiloensisDuch.)的种间
杂种，但没有令人信服的证据说明草莓属低倍性种质
在八倍体草莓进化中的直接作用[2]。Senanayake 等[15]
(1967)通过栽培种与 F. vesca 种间杂交得到的五倍体
（2n=5x=35）及 F. vesca加倍同源四倍体 (AAAA)与八
倍体杂交所得六倍体杂种(2n=6x=42)对八倍体的起源作
了研究，认为八倍体草莓的染色体组可能为AAA′A′
BBBB，其中含有与 F. vesca同源的染色体。Byrne等[16]
（1976）研究了 9 个凤梨草莓栽培品种（系）、32 个
栽培品种实生苗以及凤梨草莓与 F. nubicola的杂交后
代的细胞遗传学行为，发现所有的凤梨草莓或实生苗
在减数分裂时只形成二价体，在凤梨草莓与 F.
nubicola 杂交获得的五倍体后代花粉母细胞减数分裂
时形成了 11.6个二价体，同时出现多价体频率较高，
他认为二价体的形成是栽培种内同源染色体配对结
果，可能由于存在类似六倍体栽培小麦或四倍体棉花
的染色体配对控制体系使其正常八倍体减数分裂时不
形成多价体，而当其与 F. nubicola杂交时，F. nubicola
基因影响了配对控制体系基因而使五倍体杂交后代中
形成了二价体和多价体，Bringhurst[17]（1990）从中得
出结论，认为染色体组应为 AAA′A′BBB′B′。
迄今黄毛草莓在草莓属植物进化中的地位尚不清楚，
以往的研究仅见雷家军等[18]利用RAPD对包括黄毛草
莓在内的 13个草莓种的聚类分析，推测黄毛草莓与栽
培种凤梨草莓遗传关系较远。在本试验中，若黄毛草
莓的染色体组为 Ni，则杂交后代（2n=2x=35）的染色
体构型为 AA′BB′Ni，试验中出现了 12～14对二价
体，单价体超过 7个，且存在少量多价体，可以认为二
价体的存在主要是凤梨草莓染色体之间发生了配对，即
A与 A′、B 与 B′配对，单价体则主要由黄毛草莓
染色体引起。多价体的存在可能是黄毛草莓与栽培种
之间或凤梨草莓不同染色体组间的染色体发生了配
对，由于多价体形成较少，因而可以推断黄毛草莓与
栽培种之间的亲缘关系较远。

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(责任编辑 孙雷心)