全 文 ：栽培茄与红茄 (Solanum integrifolium)种间杂交
及其杂种的特性分析
柳李旺1 , 2 , 龚义勤2 , 汪隆植2 , 黄浩1 , 2 , 曾晓萍2 , 卢昆光2
(1.南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室 , 2.园艺学院 , 江苏 南京 210095)
摘要:运用有性杂交方法 , 以野生种红茄与栽培种七叶茄 、 徐紫茄 、 安长茄为亲本进行种间杂交 , 结果仅获得红茄×七
叶茄种间杂种。对F1 杂种若干特性进行分析 , 结果表明:种间 F1 多数形态性状居中 , 在生长势方面具有明显的杂种优
势;F1叶片中 POD同工酶表现为双亲 “完全互补型” , COD、 EST同工酶兼含双亲的部分谱带 , 多偏向母本野生红茄 , 有
时还出现杂种酶带;RAPD标记表现为 “偏母的互补型” ;花粉育性极低。另外还对 F1回交中柱头与花粉内相互作用进行
了初步研究 , 发现红茄 、 七叶茄 、 安长茄花粉与花粉管可在 F1柱头与花柱中正常萌发 、 生长。
关键词:茄子;红茄;种间杂交;种间杂种;杂种鉴定
中图分类号:S641.1;S334.3　　　文献标识码:A　　　文章编号:1000 2030 (2004)01 0006 05
Interspecific hybridization and characters of interspecific
hybrid between S.integrifolium and S.melongena
LIU Li-wang1 , 2 , GONG Yi-qing2 , WANG Long-zhi2 , HUANG Hao1 ,2 , ZENG Xiao-ping2 , LU Kun-guang2
(1.National Key Laboratory of Crop Genetics and Germplasm Enhancement , 2.College of Horticulture ,
Nanjing Agricultural University , Nanjing 210095 , China)
Abstract:Interspecific hybridization between S.integrifolium and S.melongena cultivars , Qiyeqie , Xuziqie and Anchangqie was made
with manual pollination.Only interspecific hybrid of S.integrifolium Qiyeqie was obtained.Some important characters of the hybrid and
its parents were preliminary studied by morphological , cytological , isozyme and RAPD analysis.The results showed that the F1 hybrid has
morphology intermediate to that of either parent , but grows vigorously , rapidly overtopping parental individuals.The pattern of isozyme
POD in the hybrid leaf exhibits “complete complement” , the F1 hybrid contains some bands of two parents in isozyme COD and EST with
“maternal (S.integrifolium)-clined” pattern , some new bands in hybrid are also observed.The phenomenon of “maternal-clined com-
plement” was also detected in RAPD analysis.F1 pollen has no fertility.Pollen-pistil interaction in backcross indicated that pollen of
S.integrifolium , Qiyeqie and Anchangqie could germinate and pollen tube grew normally in F1 stigma and style.
Key words:eggplant;Solanum integrifolium;interspecific hybridization;interspecific hybrid;hybrid identification
　　茄子 (Solanum melongena L.)是茄科茄属的一种重要蔬菜 。近年来茄子的三大病害———黄萎病 、 绵
疫病 、褐纹病危害日渐突出 , 以致某些有利性状基因很难在现有栽培种基因库中找到。远缘杂交已成为
现代茄子品种改良与种质创新的重要手段之一。通过种 、 属间远缘杂交已将一些野生种的有利性状 (如
抗虫 , 抗黄萎病 、褐纹病 、青枯病等)导入到栽培种中[ 1 ～ 3] 。
红茄 (S.integrifolium)是栽培茄的近缘野生种 , 由于具有抗青枯病 、 真菌性枯萎病 、茄螟 、 小叶病
等多种有利抗性性状 , 不少学者已开展了广泛的有性杂交工作[ 2 , 4～ 7] 。通过体细胞杂交 , 已获得红茄与
栽培茄体细胞杂种植株[ 8 ～ 10] 。作者将红茄与几个栽培品种进行有性杂交 , 对获得的红茄×七叶茄种间
杂种的形态 、生化与分子特性进行鉴定 , 以期为茄品种遗传改良与远缘杂交提供一定的理论依据 。
　　收稿日期:2003 04 25
　　基金项目:国家自然科学基金项目 (39170539);江苏省 “九五” 农业重点攻关项目 (BE97033)资助
　　作者简介:柳李旺 (1972 ), 博士 , 副教授 , 从事蔬菜作物遗传育种与生物技术研究。 E-mai l:nauliulw@njau.edu.cn
　南京农业大学学报　2004 , 27 (1):6～ 10
Journal of Nanjing Agricultural University
1 　材料与方法
1.1　供试材料
栽培品种:七叶茄 (北京地方品种)、徐紫茄 (徐州地方品种)、 安长茄 (安庆地方品种)。野生种
为红茄 (S.integrifolium)。
1.2　方法
1.2.1 　形态与花粉活力鉴定　形态鉴定与花粉萌发试验分别参照文献 [ 11] 与 [ 12 ] 的方法 。
1.2.2 　同工酶电泳分析　取田间现蕾期植株不同部位新鲜样品约 0.1 g , 加入 2 ～ 3倍 (体积)提取液
(PBS 0.1 mol·L-1 pH 6.8 , 100 g·L-1蔗糖 , 0.1%β-巯基乙醇), 冰浴研磨 、匀浆 , 12 000 r·min-1离心 3
min , 上清液于 4 ℃保存待用。电泳 、染色方法参照文献 [ 13] , 照相 、绘图 , 制干胶保存。
1.2.3 　RAPD 分析　基因组 DNA 提取与 RAPD-PCR反应参照文献 [ 14] 的方法 , 随机引物 S341 ～ S360
(上海 Sangon)共20个 , 2次重复 。从中筛选到 3个引物用于杂种F1 快速鉴定。
1.2.4 　植株柱头与花粉相互作用观察　杂交于 1998和 1999年夏 、 秋进行 , 每个组合授粉花数为 20 ～
40朵。授粉后每一组合按一定时间间隔取样 (3 ～ 5个花柱), FAA 液固定 。观察采用 ABF (aniline blue
fluorescene)法[ 15] , Olympus BHF 荧光显微镜镜检 (UV光源 , 滤光片 0515), 拍照 。
2 　结果与分析
2.1　种间杂交及杂种 F1形态学鉴定
以野生种红茄与栽培品种七叶茄 、 徐紫
茄 、 安长茄进行种间杂交 , 仅获得红茄×七叶
茄种间杂种。将红茄×七叶茄的 F1 与亲本同
时定植 , 从幼苗到成株期 F1 植株生长势强 ,
株高明显高于双亲 , 根系发达 , 茎粗大 , 分枝
能力强 , 杂种优势明显 , 主要性状分析见表
1。F1 部分植物学性状如茎色 、 叶柄叶脉颜
色 、 花瓣色 、叶与茎附属物等表现出居中性 ,
介于两个亲本之间;部分性状偏向双亲之一 ,
例如 , 果形较小 。单株果数方面 , 母本红茄果
多 , 而 F1极少且无籽 , 但父母本单果籽数均
较多 (图 1)。田间试验表明 , F1 植株在抗病
虫性 、抗逆性等方面均较栽培品种明显增强 。
2.2　花粉活力测验
将母本 (红茄)花粉 (对照)、 F1 杂种花
粉在花粉萌发培养基上培养 24 h。结果母本花
粉萌发正常 , 可见清晰的花粉管生长;而杂种
F1的花粉未见花粉粒萌发 , 看不到任何花
表 1　红茄 、 七叶茄及其种间杂种 F1 形态学比较
Table 1　Morphological comparison between the interspecific
hybrid and its parents
性状
Characters
红茄(♀)
S.integrifolium
杂种(F1)
Hybrid
七叶茄(♂)
Qiyeqie
株高(始花期)/ cm
Height
33±1.5 100.5±2.8 33.5±1.9
开展度/ cm
Length×width 47×32 84×74.5 41×35.3
茎附属物
Stem nature
多刺 ,有绒毛
Spiny , hai ry
少刺 ,少绒毛
Few spine , little hair
无刺 ,少绒毛
Spineless , no hair
叶缘
Leaf margin form
深波状圆裂
Divided
深波状圆裂
Divided
波状圆裂
Slightly divided
花序
Inflorescence
4～ 7簇生
Clusters of 4 7
3～ 5簇生
Clusters of 3 5
多单生
Single
花色
Petal color
白色
White
淡紫
Light purple
紫色
Purple
幼嫩果色
Fruit color(young)
绿
Green
绿略带紫
Purple-green
紫黑
Purple black
成熟果色
Fruit color(ripe)
桔红
Orange red
黄
Yellow
淡黄
Light yel low
果实大小/ cm
Fruit size
3.4×1.8 2.8×1.4 18～ 22×9～ 11
图 1　种间杂种与双亲形态学比较
Fig.1　Morphological comparison between the interspecific hybrid and its parents
　　(A.现蕾期 (左为七叶茄 , 中为 F1 , 右为红茄);B.成株期 (左为红茄 , 中为 F1 , 右为七叶茄);C.F1 的幼果和成熟果 (无籽);
·7·第 1期　　　　　　　　柳李旺等:栽培茄与红茄 (Solanum integrifolium)种间杂交及其杂种的特性分析
D.红茄成熟果)
　　(A.First-budding period plant:Qiyeqie (L), F1 (M), S.integrifolium (R);B.The leaf and f lower of mature plant:S.integrifolium (L), F1
(M), Qiyeqie (R);C.Young and ripen fruit of interspecific hybrid;D.Ripen fruit of S.integrifolium)
粉管伸长生长 (图 2), 表明育性极低 。
2.3　种间杂种的同工酶分析
2.3.1 　过氧化物酶 (POD)同工酶分析　从图 3
A可见 , F1 酶谱表型为双亲的 “互补型” , 但与二
者不完全相同。在根的酶谱中 , 3 个 F1 单株的酶
谱完全一致 , 除包含父母本的所有酶带外 , 还出现
3条新杂种酶带 (R f 分别为 0.35 、 0.45和 0.60);
叶片谱带 (图 3 B)较根少 (仅 R f 为 0.50 和
0.57), 但F1 单株具母本和父本的酶带 , 呈现 “完
全互补型” , 且 3个 F1 单株酶带完全一致。
2.3.2 　脂酶 (EST)同工酶分析 　从图 3 C 可
见 , 根中带型分布较均匀 , 4条共有带染色都较
图 2　花粉萌发
Fig.2　Pollen germination
　　(A.F1 (不萌发 Non-germinating);B.七叶茄 Qiyeqie (萌发
Germinating , CK))
深。与两亲本相比 , 除出现一条双亲都没有的新酶带 (R f为 0.87)外 , 基本上可以视为 “互补型” 。从
根的 EST同工酶可见 , F1 杂种表现偏向于近缘野生种红茄 (母本)。
2.3.3 　细胞色素氧化酶 (COD)同工酶分析　根COD图谱中 (图3 D)F1出现1条父本带 , 但出现了
4条母本带 (R f分别为 0.40 、 0.46 、 0.56和 0.84), 明显偏向野生种红茄 。
图 3　种间杂种与双亲同工酶分析
Fig.3　Isozyme analysis between the interspecific hybrid and its parents
2.4　RAPD分析
　　多数 RAPD引物在供试材料中产生多态性。从
图4可见 , 引物 S347扩增电泳图谱表明双亲与 F1
有1条共有特征带 (830 bp);母本有1条500 bp的
特有带 , 父本亦有 1条特有带 560 bp;F1谱带与双
亲完全互补 (560 bp , 500 bp ), 无新带出现 。引
物S354扩增出母本特有带 900 bp , 父本特有带为
970 bp , F1 带型为双亲完全互补。以引物 S342 扩
增时 , 共有特征带只有 1 条 (830 bp);在 F1 中出
现了母本特有带500 bp与父本特有带 520 bp , 呈完
全互补型 。
2.5　种间杂种 F1花粉与雌蕊的相互作用
图 4　种间杂种与双亲 RAPD 分析
Fig.4　RAPD analysis between the interspecific hybrids and
its parents
2.5.1 　F1 自交细胞学观察　利用ABF法观察 F1自交后不同时间段的柱头与花柱 。无论在盛花期还是
衰败期 , 均未发现柱头内有任何花粉管 , 表明F1 花粉不育。这与花粉萌发试验一致 。
·8· 　　　　　　　　　　　　　　南　京　农　业　大　学　学　报　　　　　　　　　　　　　　第 27 卷
2.5.2 　F1 与红茄 、七叶茄 、安长茄杂交的细胞学观察　F1×红茄花期授粉后 4 h 可见柱头上花粉已萌
发 , 8 h花粉管伸得较长 , 部分已达花柱中上部 (图 5 A), 38 h有少数花粉管至柱头底部 , 72 h柱头
上花粉及花粉管已解体。F1×七叶茄蕾期授粉后 4 h花粉开始萌发 , 10 h 柱头上有较多的花粉和已伸长
的花粉管 (图 5 B), 19 h可见花柱中部花粉管较多 (图 5 C), 39 h花粉管伸至柱头中下部 。F1×安
长茄蕾期授粉后 6 h柱头上有大量花粉萌发 , 16 h大量花粉管到达中上部 , 31 h切口处有大量花粉管
(图 5 D)。红茄×F1 、安长茄×F1在蕾期与花期授粉后 2 、 8和 40 h均仅见花粉粒而未见花粉管 。
图 5　种间杂种的花粉与雌蕊的相互作用
Fig.5　Interaction of pollen and pistil
　　(A.F1×红茄授粉后 8 h花粉管达花柱中上部;B.F1×七叶茄蕾期授粉后 10 h柱头上较多花粉和花粉管;C.F1×七叶茄蕾期授粉后
19 h花柱中部较多花粉管;D.F1×安长茄蕾期授粉后 31 h花柱底部大量花粉管　A.Pollen tube arrival in upper style , 8 h af ter pollination in F1
×S.integrifolium;B.Many pollen and pollen tubes in stigma , 10 h after bud pollination in F1×Qiyeqie;C.Many pollen tubes inmiddle part of style , 19
h after bud pollination in F1×Qiyeqie;D.Many pollen tubes in bottom of style , 31 h after bud pollination in F1×Anchangqie)
3 　讨　论
3.1　红茄与栽培茄的种间杂交亲和性
近缘野生种红茄具有多个有利性状 , 有人认为它与 S.aethiopicum 为同一个种[ 4] 。国外许多学者开
展了杂交亲和性研究 , 结果不完全一致 。有报道 S.aethiopicum ×栽培茄可得到部分可育杂种及单性结实
果实 , 但反交不能成功 。也有报道栽培茄 ×S.aethiopicum 可产生可育杂种或仅获得部分可育杂种[ 1] 。
Rao等[ 7]获得栽培品种×S.integrifolium 的正反交杂种 , 但 F1 均不育 , 无籽 , 加倍成双二倍体均可育 。
Khan等[ 6]获得种间杂种 Pusa purple long (栽培品种)×S.integrifolium , 其花粉活力为 34%, 可获得无籽
果实 。在本研究中 , 供试材料间杂交仅获得红茄×七叶茄种间杂种 , 且以野生种为母本才获成功 , 这种
单向杂交不亲和性在多种作物远缘杂交中也常有报道[ 1 ] 。有人提出可交配性基因 (型)的概念[ 16] , 在
七叶茄中是否也存在可交配性基因 , 尚待进一步研究 。
3.2　种间杂种的性状鉴定
前人研究表明 , 种间杂种的形态学表现总体上是居中的 , 若亲本之一为野生种 , 则由于野生种的性
状多为显性而使得F1 呈现较多的野生性状[ 1 ,17] ;种间杂种在某些性状上会表现一定的杂种优势 , 且常
表现高度不育[ 1 ,7] 。本研究获得的种间杂种花色为淡紫色 , 而红茄为白花 , 七叶茄为紫花;F1 叶上的有
刺特征在大龄苗期与母本相似 , 在苗期生长势就已表现出很强的杂种优势;另外自交后 (花期或蕾期授
粉)仅得到少量无籽果实 (图 1 C), 这些特征均与前人研究结果一致 。
种间杂种同工酶谱多表现出 “互补型” , 有时会出现父母本所没有的新酶带;有时会表现 “偏母互
补型”[ 9 ,10 ,17 ] 。本研究中红茄×七叶茄的种间杂种 POD 、 EST 、 COD 同工酶基本上表现出偏向母本野生
种红茄兼含双亲带型现象 , 这可能意味着这些同工酶标记与一些野生显性性状基因紧密连锁 , 当然也有
可能是由于部分同工酶如 COD为核质共同编码造成的 。
3个引物扩增的 F1带型均为 “双亲互补” 型 , 表明 RAPD技术可用来进行种间杂种快速鉴定。
3.3　种间杂种的回交特性与其利用
本研究获得的 F1 花粉在柱头上不可萌发;但 F1花朵未表现任何异常 , 花粉数量也很多 , 推测是由
于双亲染色体配对分离异常而导致了花粉无育性或育性极低 。这在许多蔬菜作物远缘杂交中均有报
道[ 1] 。由于所获得的种间杂种 F1花粉不育 , 故要实现某些有利性状向栽培品种转移 , 需以其作母本进
行回交或测交。另外 , 育性极低的种间杂种加倍后育性会有所提高[ 1 ,7] , 故也可尝试对 F1进行加倍 , 以
提高此种间杂种的利用效率。
·9·第 1期　　　　　　　　柳李旺等:栽培茄与红茄 (Solanum integrifolium)种间杂交及其杂种的特性分析
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责任编辑:沈　波
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