全 文 ：文章编号 :100028551 (2004) 032212204
类番茄茄基因渗入栽培番茄的研究
赵昌杰1 　张乐民2 　张　环2
(11 中央民族大学生命与环境科学学院 ,北京　100081 ;21 北京蔬菜研究中心 ,北京　100081)
摘 　要 :用栽培番茄作母本 ,类番茄茄作父本杂交 ,结实率为 40 %。通过离体胚培养获得杂种 1
代 ,用栽培番茄作母本与之回交 ,得到回交 1 代种子 ,结实率达 1516 % , 获得种子发育成苗 23
株。但该回交 1 代植株自交不结实 , 与栽培番茄 2 次回交表现不亲和。用类番茄茄与栽培番
茄的杂交 1 代作母本 ,潘那利作父本杂交 ,结实率为 111 % , 得到复合杂种植株 5 株 ,用该复合
杂种作母本 ,潘那利作父本进行回交 ,结实率达 1516 % , 得到回交后代 25 株 ,该代植株自交结
实 ,并与栽培番茄杂交亲和。
关键词 :栽培番茄 ;类番茄茄 ;潘那利 ;杂交
STUDIES ON Solanum lycopersicoides GENE INTROGRESSION TO
TOMATO ( Lycopersicon esculentum)
ZHAO Chang2jie1 　ZHANGLe2min2 　ZHANG Huan2
(1. College of Life and Environmental Sciences , Central University for Nationalities , Beijing 　100081 ;
2. Beijing Vegetable Research Center , 　100081)
Abstract :F1 plants were obtained from the cross of L . Esculentum ×S . Lycopersicoides using S . Lycopersicoides as
pollen parents by embryo culture in vitro. The percentage of fruit2setting of the cross is 40 %. 23 back2cross plants
were obtained from back2cross using the F1 plants as pollen parents and L . Esculentum as pistillate parents. The
percentage of fruit2setting is 1516 %. However , this generation is infertile and cross2incompatible to L . esculentum .
5 hybrids were obtained from the cross using the F1 as pistillate parents and using a bridge species , L . penncllii as
pollen parents. The percentage of fruit2setting of the cross is 1. 1 %. 25 back2cross plants were further obtained by
using above hybrids as pistillate patents and L . Pennellii as pollen parents. The percentage of fruit2setting of the
cross is 1516 %. These back2cross plants are fertile and cross2compatible to L . esculentum .
Key words : Lycopersicon esculentum ; Solanum lycopersicoides ; Lycopersicon pennellii ; hybridization
收稿日期 :2003211215
作者简介 :赵昌杰 (1964～) ,男 ,讲师 ,山东茌平人 ,主要从事植物学教学和研究工作。
番茄是热带起源作物 ,当气温在 10 ℃以下时绝大多数的基因型受到冷害。目前生产方式下的某些
阶段 ,气温普遍低于栽培番茄的生长适温 ,因此耐低温番茄育种十分重要。在目前育种水平下 ,转育自
然界存在的耐低温种质资源的耐低温特性 ,应是不容低估的有效手段。
茄属的类番茄茄是在位于秘鲁南面、智利北面海拔 3000 米的高山上发现的 ,抗病、耐低温性强 ,尤
其耐低温特性 (在 10 ℃时仍旺盛生长、正常开花) 被认为是改造栽培番茄最理想的耐低温种质资源[7 ] 。
目前 ,将类番茄茄耐低温特性转育到栽培番茄的育种工作在国外已广泛开展[1～10 ] ,但国内还未见此方面
的报道。该属间杂交的困难问题是杂交不亲和性和杂种不稔性[1 ,2 ,4～7 ] 。本研究旨在克服上述困难 ,探
讨通过有性杂交方法将类番茄茄基因渗入栽培番茄的途径。
212　 核 农 学 报　2004 ,18 (3) :212～215Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
1 　材料和方法
111 　材料
类番茄茄、潘那利、栽培番茄品种和品系丰玉、杨子、LS739由日本农林水产省野菜试验场提供 ;栽培
番茄品种和品系佳粉 1 号、55215 由北京蔬菜研究中心提供。
112 　方法
11211 　有性杂交 　供试材料定植于温室内瓦钵中 ,母本蕾期去雄 ,第 2d 花开放时授粉。栽培品种作亲
本除注明品种外 ,其余为佳粉 1 号和 55215 ,杂交授粉时间为每年 1～5 月份。
11212 　离体杂交亲和力测定 　开花前 1～2d 去雄 ,开花当日取花 ,授粉后将花插于 1 %琼脂培养基中 ,
加盖保湿 ,于 20 ℃恒温箱中放置 24h ,将花柱剥出 ,固定于卡诺氏液中 1h ,再移入 4 %NaOH 溶液中 ,在
60 ℃水浴锅中水解 1h ,移入水溶性苯胺蓝溶液中染色 ,放于载玻片上制成压片 ,用萤光显微镜观察 ,计
数花粉在柱头上萌发或花粉管伸入花柱的情况。
11213 　杂种胚体外培养 　取杂交后 40～50d 的绿果浸入安替福明 (Antiformin) 中泡 15min 进行消毒 ,再
用无菌水冲洗 2 次 ,于无菌条件下将果实横切 ,取出幼种 ,除去种子外胶状物 ,以两片载玻片压出胚。将
胚放在愈伤组织诱导培养基 (MS + 2 ,42D 2mgΠL + 苯甲腺嘌呤 1mgΠL + 琼脂 8gΠL) ,在 20 ℃、无光照条件
下培养。形成愈伤组织后将愈伤组织转至分化培养基 (MS + 玉米素 2mgΠL + 蔗糖 20gΠL + 琼脂 8gΠL) ,在
20 ℃、每日 12h 光照条件下培养 ,分化出幼芽后转至 MS 基本培养基 (MS + 琼脂 6gΠL) 培养 ,20 ℃、每日
12h 光照。生根后将完整植株移至温室瓦钵内 ,在保湿条件下生长。
2 　结果与分析
211 　类番茄茄与栽培番茄杂交 1 代的获得
表 1 　类番茄茄与栽培番茄的属间杂交
Table 1 　Intergenetic cross between 　　　　
S1 lycopersicoides and L1 esculentum
杂交组合
cross
授粉花朵数
No1of
flower pollinated
有胚果数
No1of fruit 结实率percentage offruit setting
( %)
类番茄茄×丰玉
S . lycopersicoides ×Fengyu 20 0 0
类番茄茄×杨子
S1 lycipersicoides ×Yangzi 10 0 0
丰玉×类番茄茄
Fengyu ×S1 lycopersicoides 10 3 30
杨子×类番茄茄
Yangzi ×S1 lycipersicoides 10 4 40
LS739 ×类番茄茄
LS739 ×S1 lycopersicoides 10 3 30
　　注 : 结实率 ( %) = 有胚果数Π交配花数。
Note : Percentage of fruit setting = No. of fruitΠNo. of flowers pollinated.
将类番茄茄与栽培番茄有性杂交的结实情况统计于表 1。从表 1 结果看 ,以类番茄茄作母本 ,栽培
番茄作父本的杂交未结实 ;而反交 ,即以栽培品种作母本者结实率达 30 %～40 % ,但胚却是黑色 ,体内
无发芽力。取杂交后绿熟果幼胚进行体外胚培养 ,幼胚在愈伤组织诱导培养基上培养 1 个月后形成愈
伤组织 ,将愈伤组织转至分化培养基上培养 ,半个月后分化形成芽 ,将芽移至基本培养基上培养 1 周后
形成根 ,得到完整植株。将完整植株移至温室瓦钵内 2 周后成活成苗。虽然幼胚取自母本栽培番茄 ,但
其成苗后的植株性状却趋向类番茄茄 ,是
真正的属间杂种 ,以下称之为 Fl - s 。
Fl - s形态叶片狭窄 ,裂刻深 ,叶色浓
绿 ;茎较细 ,无限生长 ,分枝性强 ;秋冬季开
花 ,花瓣 5 个 ,黄色 ;雄蕊 5 个 ,白色 ;花柱
细而长 ,柱头长于雄蕊 ;果实小而圆 ,果径
1～5cm ,成熟后黄色 ,2 心室。Fl - s自交不
结实 ,表现杂种不稔。
212 　栽培番茄与 Fl - s回交
21211 将栽培番茄作母本与 Fl - s作父本回
交 ,得到回交 1 代 B1 ,结实率达 1516 % ,成
苗数 23 株。而反交 ,表现杂交不亲和。具
体结果见表 2。进一步以栽培番茄作母
本 ,B1 作父本进行 2 次回交 ,表现杂交不
亲和。
312　3 期 类番茄茄基因渗入栽培番茄的研究
表 2 　F1 - s与栽培番茄回交结果统计
Table 2 　The results of F1 - s backcross to L1 esculentum
杂交组合
cross
授粉花朵数
No. of flower pollinated
有胚果数
No. of fruit
成苗数
No. of plant
结实率
percentage of fruit2setting
( %)
栽培番茄×Fl - s
L1esculentum ×Fl - s 257 40 23 1516
Fl - s ×栽培番茄
Fl - s ×L1esculevtum 290 0 0 0
　　B1植物的性状介于双亲之间 ,与母本栽培番茄相比 ,叶片裂刻深而多 ,叶色也较浓绿 ,但比父本 Fl - s
叶片宽、光滑 ,花瓣宽大 ,雄蕊呈白色 ,柱头外露 ,似父本 ,但雄蕊个数为 6 或 5 ,有偏栽培番茄特征 (类番
茄雄蕊数为 5 ,栽培番茄雄蕊数为 6) 。果实小 ,似父本 ;颜色呈红色 ,似母本栽培番茄。自交不结实 ,仍
表现杂种不稔。
21212 　将 B1与栽培番茄正反交的 2 个组合进行离体杂交亲和力测定试验。结果统计如表 3。由表 3
看出 ,以栽培番茄作母本与 B1 回交亲和性较强 ,花粉管可伸入母本花柱基部 ,而反交亲和性差 ,花粉管
只伸至花柱 1Π3 处。
表 3 　离体杂交亲和性测定试验结果
Table 3 　The compatibility of cross in vitro
杂 交 组 合
cross
不萌发花粉数
No1of pollen
not germinated
仅在柱头表面
萌发花粉数
No1of pollen germinated
on the surface of stigma
花粉管达花柱
1Π3 处花粉数
No1of pollen that
elongated pollen tube
to 1Π3 of style length 花粉管达花柱2Π3 处花粉数No1 of pollen thatelongated pollen tubeto 2Π3 of style length 花粉管达花柱花粉数No1 of pollen thatelongated pollen tube tothe bottom of style
B1 ×栽培番茄
B1 ×L1esculentum 274 659 23 0 0
栽培番茄×B1
L1esculentum ×B1 1024 85 13 2 2
213 　用潘那利作桥梁种与 Fl - s的过渡杂交
21311 　潘那利与 Fl - s的杂交及回交 　将 Fl - s作母本、潘那利作父本杂交 ,得到复合杂种 ( Fl - s - p ) ,表现杂
交亲和 ,结实率为 111 % ,成苗 4 株。植株性状特征也介于双亲之间 ,偏向母本 Fl - s ,叶片裂刻深而多 ,但
表面光滑 ;花药颜色为白色似母本 ,但在蕾期花柱弯曲 ,花药数为 6 ,似父本潘那利 ,果实小 ,桔黄色 ;自
交不结实 ,表现杂种不稔。
用 Fl - s - p作母本、潘那利作父本回交 ,得到复合杂种回交 1 代 Bl - s - p ,表现杂交亲和性较高 ,结实率
为 815 %。植株叶片性状与 Fl - s - p植株类似 ,但叶片裂刻较之为浅 ,表面更光滑 ;花药呈黄色 ,与父本颜
色相似 ,育性正常 ,自交结实 ,果实小 ,桔黄色 ;与栽培番茄杂交亲和。
表 4 　潘那利作桥梁种的杂交结果
Table 4 　The result of cross using L1 pennellii as a bridge species
杂交组合
cross
授粉花朵数
No1 of flower pollinated 有胚果数No1 of fruit 成苗数No1of plant 结实率percentage of fruit
setting( %)
Fl - s ×潘那利
Fl - s - ×L1 pennellii 449 5 4 111
Fl - s - p ×潘那利
Fl - s - p ×L1 pennellii 540 46 25 815
栽培番茄×Fl - s - p
L1esculentum ×Fl - s - p 169 169 485 100
412 核　农　学　报 18 卷
21312 　栽培番茄与 Fl - s - p回交 　用栽培番茄作母本、Fl - s - p作父本杂交 ,得到以栽培番茄为轮回亲本的
复合杂种 Fl - s - p ,表现杂交亲和 ,结实率为 100 % ,成苗 485 株 (见表 4) 。该代各植株表现性状分离 ,性状
基本特征为叶片与花药性状偏似栽培番茄 ,果实颜色有多种深浅的粉红至黄色 ,大小从直径 1～7cm , 其
中有些植株的粉红色大果接近栽培番茄正常果形状。
3 　讨论
311 　利用栽培番茄作母本与类番茄茄作父本杂交 ,并通过离体幼胚培养 ,克服了该属间杂交不亲和性 ,
获得了杂种 1 代 ,用栽培番茄作母本与杂交 1 代回交得到回交 1 代 ,但该代自交不结实 ,与栽培番茄 2
次回交 ,表现出不亲和性。栽培番茄与回交 1 代的离体杂交亲和力测定试验表明 ,其中有父本回交 1 代
的花粉管可达母本栽培番茄花柱基部 ,有受精可能性 ,表明今后若利用离体幼胚培养可望获得栽培番茄
×回交 1 代的 2 次回交后代。若成功 ,通过栽培番茄与类番茄茄 1 次杂交并与栽培番茄多次回交将是
将类番茄茄基因渗入栽培番茄的最直接途径。
312 　以潘那利作桥梁种与 Fl - s杂交及回交 ,获得了复合杂种 Fl - s - p ,该复合杂种正常可育 ,并与栽培番
茄杂交亲和 ,这是一条向栽培番茄转育类番茄茄耐低温特性的可行途径。
313 　转育利用野生资源的成功与否 ,还要看能否克服野生资源的一些野生性状而只保留所需的目的性
状。我们的试验中 ,虽然杂交后代具有父母本的综合性状 ,但随着杂交次数增加 ,轮回亲本栽培番茄在
杂交后代的性状表现占优。在用潘那利做桥梁种再与栽培番茄回交得到的复合杂种 Fl - s - p世代中 ,一
些植株的叶片、花器、果实诸性状均与栽培番茄相似 ,若逐代进行耐低温性筛选 ,很有希望从其杂交后代
中获得具有耐低温特性的番茄育种材料。
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