全 文 ：文章编号 :100028551 (2004) 042311203
飞船搭载番茄种子 SP1 的生物学效应
郑积荣1 ,2 　汪炳良1 　王世恒2 　赵杭萍1 ,3 　王慧俐4
(11 浙江大学农业与生物技术学院 ,浙江 杭州　310029 ;21 杭州市农业科学研究院蔬菜所 ,浙江 杭州　311101 ;
31 杭州市农业科学研究院生物所 ,浙江 杭州　310024 ;41 杭州万向职业技术学院 ,浙江 杭州　310023)
摘 　要 :研究了 4 个番茄品种经飞船搭载后 ,番茄种子的发芽、植株生长、果实和抗病性的影响。
结果表明 :搭载番茄种子的发芽率和发芽势有一定的变化 ,这种变化随品种而异。番茄种子经
搭载处理后 ,其平均初花期推迟 017～514d ,且株间变异增加 ;植株有矮化的趋势。空间条件对
番茄第一花序节位、花序间隔节位、小花数、座果率及果实大小有一定的影响。此外还发现在
叶形、果色等有变异的植株。
关键词 :番茄 ;飞船搭载 ;性状 ;生物学效应
THE BIOLOGICAL EFFECT OF SP1 TOMATOES AFTER BOARDING ON AIRSHIP
ZHENGJi2rong1 ,2 　WANG Bing2liang1 　WANG Shi2heng2 　ZHAO Hang2ping1 ,3 　WANG Hui2li4
(11 College of Agriculture and Biotechnology , Zhejiang University , Hangzhou , Zhejiang ,310029 ;
21 Institute of Vegetable , Hangzhou Academy of Agriculture Science , Hangzhou , Zhejiang ,311101 ;
31 Institute of Biology , Hangzhou Academy of Agricultural Science , Hangzhou , Zhejiang , 310024 ;
41 College of Wanxiang Vocational Technology , Hangzhou , Zhejiang ,310023)
Abstract :The seeds of four tomato cultivars were traveled in Shenzhou No. 4 airship and the variations of seed
germination and plant growth were studied. The results showed that seed germinating ability changed after the space
shuttle carrying treatment , but the changes varied with cultivars. The first flower opening date was delayed 017～
514 days and plant height was shorter than that of the control . The differences between individual plants were
somewhat large. Some effects of space treatment on the position of the first inflorescence formation , leaf interval
between inflorescences and the fruit setting ability were measured. Moreover , some changes in the leaf shape and
fruit color were observed in some SP1 cultivars.
Key words :tomato ; space treatment ; characters ; biological effect
收稿日期 :2003209224
基金项目 :杭州市科技局重点资助项目 (2003122B14)
作者简介 :郑积荣 (1969～) ,男 ,农艺师 ,主要从事蔬菜育种和航天育种研究工作。
番茄 (Lycopersicon esculentum Mill)是一种重要的蔬菜作物 ,随着保护地栽培的普及及人们生活水平
的提高 ,对番茄品种提出了更高的要求。然而在抗病虫性和高品质方面 ,利用传统育种技术即种群内基
因重组筛选新材料和新品种难以解决。在太空环境强烈的诱变作用下 ,种子会发生突变 ,导致染色体和
基因变异 ,且其变异幅度增大、突变频率提高[1～3 ] 。本试验的目的是利用飞船搭载番茄种子选出果实性
状优、抗病性强的新材料 ,加快番茄育种的进程。
1 　材料与方法
111 　材料　将 4 个番茄品种 (1022、102321、102322 和 1024 ,均为高代自交系)的种子分为 2 组 ,1 组进行飞
船搭载 (HT) ,另 1 组未搭载作地面对照 (CK) :其中搭载组种子随神舟 4 号飞船在太空进行 6d18h 绕地
球轨道运行 ,对照组在地面于常温下干燥保存。
112 　方法 　试验在杭州市农业科学研究院蔬菜所和浙江大学进行。经飞船搭载的种子和对照种子
113　核 农 学 报　2004 ,18 (4) :311～313Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
(CK)在 25 ±1 ℃、68 %RH 左右的人工智能气候箱内发芽 ,三次重复 ,每重复 50 粒 ,测定种子发芽势 (发
芽 5d)和发芽率 (发芽 14d) 。将上述发芽的种子进行常规育苗后于 5 叶期定植于跨度为 7m 的钢管大棚
内 ,采用对比试验设计 ,双行种植 ,行株距 0175m ×0140m ,顺序取样。调查记载始花期 ,第 1 花序节位及
第 1、2、3 花序的间隔节位和植株的封顶节位 ;观察叶片的形状、叶色 ;测量最大叶。飞船搭载材料取 30
株 ,对照取 10 株。测定第 1 或第 2 花序的最大果的果实直径。在番茄开花结果期 ,分别记载第 1、2、3
花序的花数及结果率、畸形果率和裂果率 ,并调查早疫病和叶霉病的发病率。观测植株的叶片颜色、叶
片形状、节间长短、生长势强弱、果形、果色及果实大小等性状 ,计算其变异发生率。
2 　结果与分析
211 　飞船搭载对番茄种子发芽率及发芽势的影响
飞船搭载对种子发芽率和发芽势有一定影响 ,但这种影响随品种而异。经飞船搭载处理后 ,除了
HT1024 的发芽势和发芽率低于其对照外 ,其余 3 品种种子发芽率和发芽势都高于其对照 ,其中 HT102321
和对照间的差异最明显 (表 1) 。
表 1 　飞船搭载番茄种子对种子发芽力、植株花序节位、植株生长势和果实大小的影响
Table 1 　The effect of space treatment on the seed germination ability ,number of leaves of
inflorescence ,plant growth and fruit size of tomato varieties
项目
item
1022 102321 102322 1024
HT CK HT CK HT CK HT CK
发芽率 germinating ratio ( %) 76167 74100 65107 52100 68117 69133 88167 91110
发芽势 germinating energy( %) 68167 64100 62147 47133 67153 64167 86100 88167
花序节位 leaves No. of inflorescence
　第 1 花序 1st inflorescence 714 711 712 715 810 33 616 619 617
　第 2 花序 2ed inflorescence 1011 916 817 817 911 910 817 810
　第 3 花序 3th inflorescence 1210 1119 813 817 912 1010 813 917
封顶节位 determinate plant 1911 1714 1214 1215 1119 1117 1319 3 1518
株高 plant hight (cm) 75124 3 83150 94150 87110 103167 110150 109100 113160
茎粗 stem girth (cm) 1166 33 1140 1120 1130 1122 33 0188 1137 33 1118
最大叶 biggest leaf
　长 length (cm) 3016 3114 4519 4118 4512 4216 4313 4218
　宽 width (cm) 2416 2416 4414 4210 3515 3818 3618 3816
果实直径 Fruit dia1 (cm) 3194 33 5163 5105 33 5167 5162 5182 4189 4197
注 : 33 表示 1 %水平差异显著 ; 3 表示 5 %水平差异显著。
Note : 33 difference at 1 % significant level ; 3 difference at 5 % significant level .
212 　飞船搭载对番茄植株植物学性状的影响
21211 　飞船搭载对植株始花期的影响 　从图 1 可看出 ,种子经飞船搭载后 ,与各自的对照相比 ,番茄植
株的初花期呈现明显的规律性变化 :首先是初花期普遍推迟 ,如品种 1022 的初花期由 6317d 推迟到
6911d ;其次是植株间初花期的离散度增大 ,如开花的时间比较分散 ,变幅较大 ,开花不整齐 ,如品种 102
322 对照植株初花期的株间变幅为 59d～63d ,标准差为 1143 ,而处理株间变幅和标准差分别为 59d～72d
和 3123。
21212 　飞船搭载对植株花序节位的影响 　第 1 花序节位、花序间隔节位以及封顶节位是衡量番茄早熟
性的指标。从表 1 可见 ,飞船搭载处理对植株花序节位的影响随品种而异 ,第 1 花序节位处理后呈上升
趋势 ,其中 ,HT102322 和对照之间差异达极显著水平 ,这与初花期推迟的结果一致 ;花序间隔节位处理后
有的呈增加趋势 ,有的则呈下降趋势 ;由于第 1 花序及花序间隔节位的变化 ,导致植株封顶节位也呈现
较明显的差异 ,其中 102321 和 102322 处理与对照差异较小 ,而 1022 和 1024 处理与对照之间差别较大 ,
TH1024 的封顶节位显著大于对照。
21213 　飞船搭载对植株生长势的影响 　从株高看 ,处理与对照之间有一定差异 ,但除 HT1022 的株
高显著低于相应的对照外 ,其它 3 个品种处理与相应的对照之间的差异均未达显著水平 ;从茎粗看 ,除
213 核　农　学　报 18 卷
图 1 　飞船搭载对植株第 1 花序开花时间的影响
Fig. 1 　Effect of space treatment on the flowering time of the first inflorescence
　
HT102321 的茎粗略低于相应的对照外 ,其它 3 个品种的茎粗均极显著地大于相应的对照 ;从最大叶看 ,
处理与对照之间差别不大 (表 1) 。
213 　飞船搭载番茄种子对其结果力和果实大小的影响
番茄植株每花序的花数、结果数和结果率变化不大 ,处理与对照间差异未达显著水平 ,只有品种 102
4 第 1 花序结果数例外 ,经搭载处理的为 112 ,而其相应对照为 212。飞船搭载对番茄果实大小有明显的
影响 ,种子经搭载处理的果实直径均小于对照 ,HT1022 和 HT102321 与其相应的对照之间差异达到极显
著水平 ,而 HT102322 和 HT1024 与其相应的对照之间差异不显著 (表 1) 。
214 　飞船搭载番茄种子对其植株抗病性的影响
叶霉病和灰霉病是番茄大棚栽培中 2 个最为严重的病害。调查发现 ,4 个番茄品种无论是飞船搭
载还是对照 ,植株叶霉病、灰霉病的发病率较高 ,它们之间没有差异 ;品种 1022 的抗病性相对较低 ,早疫
病的发病率 HT1022 和其对照分别为 3510 %和 1516 %。
215 　飞船搭载番茄种子的其它生物学效应
调查发现 ,HT1022 中有 5 株叶片颜色变浅 ,高度增加 ,嫩果颜色变白 ;另有 2 株有绿果肩 ,3 株矮化 ,
1 株叶柄上长出了小叶 ,变异发生率为 3106 % ;HT102321 中发现 2 株茎干特别细、节间特别长 ,变异发生
率 0178 % ;HT102321 中有 3 株较抗叶霉病的植株 ,变异发生率为 1116 % ;HT102322 有 7 株其果实具绿肩 ,
1 株只开花不结果 ,变异发生率为 2101 %。在 HT1024 中没有发现与其对照有明显差异的植株。
3 　讨论
本试验结果表明 ,番茄种子经飞船搭载后 ,在初花期、植株生长势、果实性状以及叶色、节间长度、抗
病性等方面发生了一些变化 ,且株间差异增加 ,这些变化是否引起下一代发生变异 ,有待于作进一步研
究。
致谢 :本文得到中国农业科学院原子能利用研究所温贤芳研究员的指导 ,特此感谢。
参考文献 :
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313Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
2004 ,18 (4) :311～313