全 文 ：文章编号 :100028551 (2004) 042265204
辣椒空间诱变育种技术创新及新品种 (品系)培育
郭亚华　谢立波　王　雪　邓立平
(黑龙江省农业科学院园艺分院 ,黑龙江 哈尔滨　150069)
摘 　要 :通过空间诱变与常规育种相结合 ,田间选育与遗传标记技术相结合的育种新技术。选
育出具有高产、优质的空间诱变“宇椒一号”(原代号卫星 8722)甜椒新品种 ,还选育出一批具有
不同特色的辣椒新品系。
关键词 :空间诱变 ;辣椒 ;品种 ;遗传标记
TECHNOLOGICAL INNOVATION OF INDUCED BREEDING OF SPACE AND
SELECTION OF NEW VARIETY ON PEPPER
GUO Ya2hua 　XIE Li2bo 　WANG Xue 　DENGLi2ping
( Horticultural Institute of Heilongjiang Agricultural Academy , Haerbin , Heilongjiang , 150069)
Abstract :New pepper variety Yujiao No. 1 and new pepper lines with different horticultural characters are obtained
by new breeding technique : combination of space inducemen and regular breeding , field selection and inherited
marker.
Key words :space induction ; pepper ; variety ; inherited marker
收稿日期 :2004205209
作者简介 :郭亚华 (1953～) ,女 ,研究员 ,从事航天诱变育种及生物技术方面的研究。
空间具有地面不存在的特殊环境条件 ,多年实践证明空间诱变具有变异多、变幅大、有益变异多和
稳定快的特点。本研究通过卫星搭载的空间环境处理辣椒干种子 ,经过多年研究及选育 ,不仅证实了空
间条件能够引起辣椒遗传变异 ,且通过新的育种技术育成果大、质佳、抗病等具多重优良性状为一体的
甜椒新品种“宇椒一号”及一批独具特色的优良新品系 (资源) [1 ] 。
1 　材料与方法
111 　材料
“龙椒二号”(以下简称龙二) 、KL94212KL9425 (品系) 、KL9624 、KL9625 (品系) 、龙椒五号 (以下简称龙五) 等 9
份试材的纯系干种子。其中 KL94212KL9425等 5 份试材为龙二卫星搭载后选育的突变品系[1 ] 。
112 　卫星搭载
“龙椒二号”的种子搭载于 1987 年 8 月 5 日发射的“870805”卫星 ,8 月 10 日回收 ,空间飞行 5d ,飞行
高度 200～400km。1992 年又以“龙二”为试材搭载于“921006”卫星 ,10 月 6 日发射 ,10 月 13 日返地 ,空
间飞行 8d。“KL94212KL9425”是 1987 年搭载的“龙椒二号”的突变体中所选品系。在 1994 年再次搭载于
“940703”卫星上 ,卫星在空间飞行 15d ;1996 年以“龙椒五号”尖椒为试材搭载于“961020”卫星上 ,种子在
空间飞行 14d。各次均为无源搭载。
113 　试验方法
对卫星搭载的 SP1 代的生理损伤 (种子发芽率、同工酶) 及 SP2 代的性状 (生育期、株高、果形等) 变
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异进行观察 ,同时在田间筛选有益突变体。并对突变体进行过氧化物酶、酯酶同工酶变异分析、及
RAPD 分子检测 ,证实变异的真实性、稳定性[2 ] 。对有益突变体按常规育种程序培育新品种 (系) 。
2 　结果与分析
211 　空间条件对 SP1 代的影响
卫星搭载的 SP1 辣椒种子发芽率出现了有增有减的现象 ,凡一次搭载的试材 (龙椒二号、KL9426 、
KL9625 、KL9262 ) ,多数发芽率减少 ,而重复搭载 (二次搭载) 的试材全部表现了发芽率增高。所有试材的发
芽率在 SP2 代均与对照相似[3 ] 。
引起 SP1 代种子发芽率减少 ,可能由于卫星在起飞与着地时受到强烈的震动与快速的冲击波造成
种皮细胞生理损伤 ,使有些种子失去了发芽力 ,而二次搭载的试材表现发芽率提高 ,可能试材本身由于
曾接受了第一次空间条件的影响 ,产生了变异 ,使其机体的生理机制明显不同于没有搭载过的材料 ,可
以抵御不良环境的影响。SP2 代种子发芽率得以恢复的事实 ,证明由于空间环境对种子发芽率引起的
变异属生理性损伤。
212 　空间条件对 SP2 代的诱变效应
本试验对 1994 年空间处理的 4 份材料在 SP2 代时对熟期、株高、果形等性状变异作了调查分析。
熟期向早熟及迟熟两个方向变异。由于试材的遗传背景不同 ,变异幅度及趋势也不同 ,其中 KL9423出现
大幅度的早熟变异。68 株中有 51 株熟期在 96～106d ,占总株数的 75 % ,比 CK最早熟株 107d 还早。突
变体 KL94329熟期提前 11d。
4 份材料植株高度的变异系数与极差均大于其 CK, KL9422SP2与 KL9421 SP2 植株向高的方向变异 ,分别
比 CK高 1815 和 1112cm ,而 KL9423 SP2 及 KL9424 SP2 则向反方向变异 ,分别比 CK矮 14 和 12cm ,说明空间条
件的株高变异频率高 ,变异谱广。辣椒株高提高可增加后期结果数 ,有利于提高单株产量 ,而植株矮化 ,
便于集中采收并增加前期产量 ,从而为育种者提供了不同类型的选择机率。
本试验 KL94329是属矮株型的 ,花期提前 11d ,前期产量提高 50 % ,差异极显著。参试的 4 份材料属方
形果 ,以果长、果横径的大小来测定果实的大小变异。结果看出 ,除 KL9424 SP2 果实变小外 ,其余材料均向
大果型变异 ,尤其是 KL9421 SP2 出现了果长 11cm ,果横径 10cm 的突变株 KL9421224 。空间条件的果实变异正
向变异多。
综上所述 ,卫星搭载辣椒干种子 ,引起了辣椒性状的多种变异 ,经多代选育 ,有益变异得以遗传 ,并
能较快的稳定。从而 ,获得 4 个不同果形、不同熟期、不同特性的高产抗病优良的新品系卫星 8722、
KL9262 、KL94329和 KL96541 。
213 　空间条件对辣椒苗期及后代生育期同功酶的影响
本试验检测了卫星 8722 的 SP1 代幼苗及 SP9 代果实与叶片同功酶的变异 ,结果指出 SP1 代的幼苗 ,
酯酶同工酶没有变化 ,而过氧化物酶同功酶比 CK增加了两条谱带 ,其 Rf 值为 0173、0181。其 SP9 代果
实与叶片同功酶分析结果见下图 1。
卫星 8722 的果实及叶片同功酶发生了明显变化 ,卫星 8722SP9 的叶片过氧化物酶同功酶比 CK少了
两条 (Rf01335、01408) ,而增加了 1 条 Rf 为 01092 的带 ;叶片酯酶同功酶少了 1 条 Rf01934 的带 ;其果实
的过氧化物酶比 CK少了两条带 (Rf01316、01332) 而增加了 5 条带 (Rf01322、01355、01372、01388、01408) ;
果实的酯酶同功酶没有变化。
214 　突变体的分子检测
本试验对辣椒突变体 KL96541及其对照进行了 RAPD 分子检测。在供试的 60 个随机引物中 ,绝大多
数引物的扩增产物相同 ,其中 OPX10在 1200、1110、550bp 处对照比突变体多出 3 条带 (见图 2) ,这可初步
说明突变体基因组发生了点突变、染色体互换或片段缺失所造成的结果。
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图 1 　突变体卫星 8722SP9 与 CK的果实及叶片的酶谱
Fig. 1 　Isozyme zymogram in fruits and leave of 8722 SP9 mutant and CK
1 :果实过氧化物酶同功酶 ;2 :叶片过氧化物酶同功酶 ;3 :果实酯酶同功酶 ;4 :叶片酯酶同功酶 ;A :CK;B :8722 SP9
1 :peroxidase isozyme in fruit ;2 :peroxidase isozyme in foliage ;3 :esterase and isoezyme in fruit ;4 :esterase and isoezyme in foliage
215 　突变体的田间筛选
卫星搭载后代的变异多出现在 SP2 代 ,也有个别的在 SP1 代表现变异。如 :新品种卫星 8722 是 1987
搭载的龙椒二号 SP2 代突变系 L5 , KL9262是 1992 年诱变的龙椒二号 SP2 的第 62 个单株突变体的株系 ;
kL94329是 1994 年利用卫星 8722 重复搭载的突变体 L29 ;唯有 kL96541是 1996 年搭载的试材 9625SP1 代的突
变体L421的后代。
对每个突变体后代跟踪记载 ,在田间逐代进行产量与抗病性筛选 ,现将 4 个突变体 L5 、L62 、L29 和
L96541历代的产量及 3 个突变体 (L5 、L62 、L29 )毒病情况统计列于表 1。统计历代突变系的小区产量均明显
高于对照 ,且其高产优势在后代得到了保持。3 份突变系的病情指数均较对照明显减轻 ,说明空间条件
下对辣椒抗性的影响也很深刻 ,而且这种影响所产生的变异得以遗传。
表 1 　突变系各世代产量及病情表现
Table 1 　Yield and pathology symptom for mutant segregation populations
搭载年份
carried by
satellite
代号
code
产量 yield traits(kgΠ7m2 区) 病毒病 virus diseases
SP2 SP3 SP4 SP5 SP6 平均±%
病情指数
disease index
比 CK±%
1987 L5 突变体筛选 19120 33154 36114 28108 + 51199 1410 - 23517
CK 13139 16112 27130 22160 0 4710 0
1992 L62 突变体筛选 2513 3214 41101 - + 58188 17171 - 178136
CK 1814 2616 18187 - 4716 0
1994 L29 突变体筛选 38164 3019 31199 - 47132 3109 - 513159
CK 28108 2414 1810 - 0 18196 0
1996 L96541 突变体筛选 2519 2910 - - -
CK 1512 2211 - - -
216 　空间诱变新品种培育
在获得优良品系的基础上 ,1997 —1998 年对卫星 8722 进行异地试验 ,两年平均产量较对照增加
21166 %。1999 —2001 年参加省区试与生试 ,均较对照增产 ,并且表现了较高的抗病性。在进行区试与
生 试同时 ,在哈市南岗、道外等区进行大棚内异地试验 ,结果6点平均较对照哈椒一号增产16142 % ,增
762　4 期 辣椒空间诱变育种技术创新及新品种 (品系)培育
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图 2 　突变体 KL96541 RAPD 分子检测
Fig. 2 　RAPD detection for mutant KL96541
M:DNA marker 　A :CK　B :突变体 KL96541 ;
OPX10引物序列 :5′2TCGCATCCCT23′
M:DNA molecular marker ; 　A :CK　B : mutant KL96541 ;
OPX10 Preface row of primer : 5′2TCGCATCCCT23′产显著。黑龙江省农科院园艺分院植保室于 2001 年田间病害盛期进行病毒病及疫病病害检测 ,病毒病病情指数为 25102 ,比对照 (哈椒一号) 减轻 2012 % ,疫病为8194 % ,比对照减轻 1819 %。2001 年 9 月由东北农业大学进行品质分析 ,Vc 含量为 132126mgΠ100g ,比对照 (哈椒一号) 增多 29192 % ; 固形物为 512 % ,比对照提高22135 % ;干物质 6180 % ,比对照提高 1012 %。卫星 8722于 2002 年通过黑龙江省农作物品种审定 ,命名为“宇椒一号”成为我国首次通过航天诱变育种新途径培育成的甜椒新品种。该品种特性 :果大 (单果平均重 200g 最大可达 400g) ,质佳 (Vc 及可溶性固形物含量分别比对照提高 20 %以上) ,抗病 (高抗疫病、耐毒病) 适于露、棚两用栽培 ,更适于保护地栽培。在大棚种植 ,株高可达110m以上 ,每亩产 5000kg 以上。至今已在全国各地已累计推广 113 万 hm2 。
3 　结论
1)通过空间条件处理辣椒 ,产生生理性及遗传性两种变异。采用生化标记、分子标记等技术 ,证实
了变异的存在。尤其是 ,利用 RAPD 分子标记技术 ,快速准确的报告了 DNA 信息为空间诱变变异提供
真实可靠的理论依据。2)通过卫星搭载的后代跟踪鉴定筛选获得 4 份稳定遗传的优良品系 (种质) 并培
育出果大、质佳、抗病、高产适宜作保护地栽培的新品种“宇椒一号”甜椒。从而为蔬菜空间诱变育种提
供了可靠的理论依据及实践应用技术。3)通过航天诱变与常规育种 ,杂种优势利用相结合的育种新途
径 ,表型标记与生化标记 ,及分子标记相结合的植物育种新技术 ,创造聚优质、多抗、高产等优良性状为
一体的辣椒新品种 (品系)建立了辣椒航天诱变高效育种新体系。4)空间条件具有地面所不具有的各种
复杂条件 ,种子在空间飞行发生变异的机理有待进一步探讨。
参考文献 :
[ 1 ] 　邓立平 ,郭亚华 ,等. 空间诱变在甜椒育种中的应用. 空间科学学报 ,1996 ,16 (增刊) :125～131
[ 2 ] 　孙野青 ,郭亚华 ,等. 空间环境对辣椒和番茄遗传诱变研究. 植物研究 ,1997 ,17 (2) :184～189
[ 3 ] 　邓立平 ,郭亚华 ,于志明 ,等. 高空环境对辣椒种子的影响及其在后代的表现初报. 吉林蔬菜 ,1993 , (3) :11～12
[ 4 ] 　谢立波 ,郭亚华 ,等. 空间诱变育成甜椒新品种“宇椒一号”. 黑龙江农业科学 ,2004 , (1) :49～50
862 Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
2004 ,18 (4) :265～268
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