全 文 ：文章编号 :100028551 (2007) 012041203
空间诱变选育特小型黄瓜新种质
余纪柱　顾晓君　金海军　张红梅
(上海市农业科学院Π上海市设施园艺技术重点实验室 ,上海　201106)
摘 　要 :利用卫星搭载黄瓜自交系材料 ,通过地面种植、观察、分离、纯化 ,获得特小型黄瓜自交系 CHA032
102222。该自交系瓜长 8cm 左右 ,雌花节率达 9915 % ,表现稳定 ,可直接用于培育特小型黄瓜新品种。
关键词 :空间诱变 ;特小型黄瓜 ;选育
THE BREEDING OF MINI2CUCUMBER LINE BY SPACE MUTATION
YU Ji2zhu 　GU Xiao2jun 　J IN Hai2jun 　ZHANG Hong2mei
( Shanghai Academy of Agricultural ScienceΠShanghai Shanghai Key Lab of Protected Horticultural Technology , Shanghai 　201106)
Abstract :Cucumber self2line was boarded on satellite in order to induce mutation. Mini2cucumber self2line CHA032102222
with fruit length of 8cm , and female flower rate 9915 % was obtained by selection and purification. The new line can be used
directly for mini2cucumber variety breeding.
Key words :space mutation ; mini2cucumber ; breeding
收稿日期 :2006203230
基金项目 :上海市科技兴农重点攻关项目[沪农科攻字 (2003)第 228 号 ]
作者简介 :余纪柱 (19642) ,男 ,湖北省黄梅县人 ,研究员 ,从事蔬菜育种研究。Tel :021252235451 ,E2mail : Yy2 @saas. sh. cn
　　种质资源遗传基础狭窄是黄瓜新品种选育难以取
得较大突破的瓶颈之一。通过与航天技术相结合 ,利
用空间特殊环境创造有益变异 ,为黄瓜育种工作开辟
了新途径。空间诱变育种技术是利用卫星或高空气球
携带、搭载植物种子等生物体样品 ,经特殊的空间环境
条件 (强宇宙射线、高真空、微重力等) 作用 ,引起生物
体的染色体畸变 ,进而诱发生物体遗传变异 ,经地面种
植选育试验后 ,能快速而有效地育成作物的新品种
(系) ,供生产上推广利用 ,可广泛应用于各种植物的遗
传改进[1 ,2 ] 。自 1987 年以来 ,我国空间诱变育种取得
了较大的进展[3～8 ] 。本试验旨在通过对返回式卫星搭
载的黄瓜自交系育种材料进行筛选利用 ,拓宽育种材
料的遗传基础 ,以期获得有益突变 ,加快黄瓜新品种的
选育进程。
1 　材料和方法
上海市农业科学院园艺所全雌性高代自交系黄瓜
干种子 2 份各 5g ,约 170 粒 ,于 2003 年 11 月 3 日 15 :20
在中国酒泉卫星发射中心由“长征”2 号丁运载火箭搭
载升空 ,在轨道运行 18d 后返回地面 ,卫星轨道高度距
地面 200～350km ,舱内温度为 10 ℃～30 ℃,真空度为
10 - 9～10 - 5 Pa ,辐射强度为 180～186mR ;微重力为 10 - 3
～10 - 5 g。
搭载材料返回地面后 ,于 2004 年 - 2005 年一年种
植两茬 ,统一编号分别为 CHA0329、CHA03210 ,未搭载
的同一材料为对照。调查搭载材料和对照的出苗情
况、植株长势 (包括叶片大小、叶色、节间长短、分枝性
等) 、花性特征、果实特征等 ,并对变异材料进行分离纯
化。
2 　结果与分析
211 　搭载后材料当代 SP1 种植表现
与其对照相比 ,搭载的 2 份材料在出苗率上没有
14　核 农 学 报　2007 ,21 (1) :41～43Journal of Nuclear Agricultural Sciences
显著差异 ,CHA0329 (SP1 ) 返回后当代的植株表现与亲
本也没有明显差异。但 CHA03210 (SP1 ) 有 1413 %的植
株长到 10 片真叶时自然封顶 (图 1) ,且叶色明显偏
深 ,自封顶植株叶片明显变大 (2711 cm ×1518cm) (图
2) ,叶片长度变幅为 1912～2718cm ,叶片宽度变幅为
911～1612cm ,叶长的标准差为 4103 ,叶宽的标准差为
3142。群体内大叶植株的叶片长 ×宽平均为 2711cm × 1518cm ,大叶植株占总株数的 1413 % , 其他植株叶片正常 ,长 ×宽为 1916cm ×914cm。叶脉突出 ,叶形多样 ,有长三角、长五角、近圆形。节间明显变短 (表 1) ,大叶植株节间长为 519cm ,群体内正常植株节间长716cm。CHA0329、CHA03210 的分枝性均较原亲本晚和弱 ,并有雄花及两性花存在 ,而亲本表现为纯雌性。根据植株的田间表现进行单株自交留种。
表 1 　黄瓜种子太空搭载后当代植株的性状表现
自交系 叶片大小 (长×宽) (cm) 叶形 节间长 (cm) 出苗率 ( %)
CHA0329 1818 ×917 长五角 810 9217
CK1 1912 ×914 长五角 812 8914
CHA03210 271133 ×151833 (变异的大叶片) 、
1916 ×914 (正常叶片) 长三角、长五角、近圆形 51933 (变异植株)716 (正常植株) 9216
CK2 2015 ×919 长五角 718 9311
注 :33表示 1 %水平差异显著。
图 1 　CHA03210 搭载后部分自封顶 图 2 　CHA03210 搭载前后叶片大小
212 　搭载材料自交 1 代后 SP2 的表现
2004 年秋将 2 份材料的 SP1 各种植 280 株。
CHA0329 自交 1 代后 SP2 与对照相比 ,仍没有发生变
异。CHA03210 SP2 单株自交材料秋季未发现自封顶植
株 ,且叶色、叶形等也恢复到与对照一样 ;但出现了长
瓜类型及特小型瓜类型 (图 3、图 4) ,其中极长瓜类与
极短瓜类分别占总株数的 211 %和 319 % ,瓜形指数分
别为 7102 和 2174 ,而对照为 514 (表 2) ;每节雌花数 2
～3 个 ,群体内花性分离较大 ,其中一个来自春季的株
系全雄株率达 50 % ,整个株系雌花节率仅为 715 % ,而
对照表现为纯雌性 ,每节 1 个雌花。根据自交 1 代的
表现进行单株自交留种。
213 　定向选育特小型黄瓜自交系
由于长型黄瓜在生产上较多 ,而外观性状优良 (瓜
色均匀、色绿、光滑、瓜长 8cm 左右)的特小型黄瓜目前
生产上尚不多见 ,因此 ,本项目重点放在特小型黄瓜资
源的选育上 ,以创造特小型黄瓜新种质。通过 2005 年
春季及秋季定向选育 ,重点种植观察了特小型黄瓜株
表 2 　亲本材料搭载返回自交一代后( SP2 )的表现
自交系 瓜长 (cm) 瓜型指数 雌花节率 ( %) 每节雌花数
CHA0321022 814 2174 87 2～3
CHA0321023 2415 7102 67 2～3
CHA0321024 1312 3129 715 0～2
CK 1718 5140 100 1
系 CHA0321022 (春秋季各种植 600 株) ,获得了单瓜重
50g、瓜长 813cm、瓜形指数 2174 的自交系 CHA03210222
2。而对照的单瓜重为 140g ,瓜长为 19cm ,瓜形指数为
6133(表 3) 。由此可见 ,返回式卫星搭载的材料中分
离出特小型的黄瓜株系与对照完全不一样 ,瓜形为超
短型。
3 　讨论
卫星搭载的变异是随机的 ,目前已有多批黄瓜自
交系种子被搭载 ,但多数未出现变异 ,如材料 CHA0329
搭载后植株表现与原亲本没有明显的差异。
24 核　农　学　报 21 卷
图 3 　自交后代出现极长与极短黄瓜类型 图 4 　自交后代瓜形分离情况
表 3 　特小形黄瓜自交系与对照的比较
自交系 单瓜重(g)
瓜长
(cm)
瓜型
指数
雌花节率
( %)
每节雌
花数
CHA032102222 50 813 2174 9915 2～3
CK 140 1910 6133 100 1
　　自交系材料 CHA03210 搭载后当代即表现出变异 ,
如自封顶及叶片明显变大、叶色明显偏深、叶脉突出、
叶形多样等。但自交 1 代后 ,这些变异均消失 ,说明这
些变异为生理性或机械损伤所致。遗传性变异应在自
交后代中表现出来。
本项目搭载的材料为纯化的自交系 ,从卫星搭载
后代中通过自交、分离、纯化 ,获得特小型黄瓜自交系
CHA032102222 ,株系内瓜形一致 ,瓜长 8cm 左右 ,雌花
节率达 9915 % ,表现稳定 ,且初花期比对照提早 8d。
可直接用于培育特小型黄瓜新品种 ,以满足不同需求。
参考文献 :
[ 1 ] 　温贤芳 ,等. 天地结合开展我国空间诱变育种研究. 核农学报 ,
2004 ,18 (4) :241～246
[ 2 ] 　刘纪原 ,等. 中国航天诱变育种研究工作的进展. 空间技术与日
常生活 ,北京 :中国宇航出版社 ,2003 ,26～31
[ 3 ] 　蒋兴权. 86322 空间诱变育种进展及前景. 空间科学学报 ,1996 ,
16
[ 4 ] 　温贤芳 ,刘录祥. 我国空间诱变育种进展. 高科技产业化 ,2001 ,
(6) :31～37
[ 5 ] 　孙振元. 空间诱变育种技术及其在园林植物种质创新中的应用.
核农学报 ,2005 ,19 (6) :485～489
[ 6 ] 　祁永红 ,等. 辐射诱变培育玉米自交系辐 746 及其应用. 核农学
报 ,2006 ,20 (3) :174～176
[ 7 ] 　李水凤. 卫星搭载处理对辣椒萌发过程中抗氧化酶活性的影响.
核农学报 ,2006 ,20 (3) :205～207
[ 8 ] 　姜　静 ,姜 　莹 ,等. 白桦航天诱变育种研究初报. 核农学报 ,
2006 ,20 (1) :17～31
(上接第 19 页)
[10 ] 　Ahmad L , Day J P , MacDonald M V , et al . Haploid culture and UV
mutagenesis in rapid2cycling Brassica napus for the generation of
resistance to chlorsulfuron and Alternaria brassicicola . Annals of Botany ,
1991 , 67 : 521～525
[11 ] 　Swanson E B , Coumans M P ,et al . The characterization of herbicide
tolerant plants in Brassica napus L. after in vitro selection of microspores
and protoplasts. Plant Cell Rep , 1988 , 7 :83～87
[12 ] 　Barro F , Fernandez J E , et al . Doubled haploid lines of Brassica
carinata with modified erucic acid content through mutagenesis by EMS
treatment of isolated microspores. Plant Breeding , 2001 , 120 : 262～264
[13 ] 　Barro F , Fernandez J E ,et al . Modification of glucosinolate and erucic
acid contents in doubled haploid lines of Brassica carinata by UV
treatment of isolated microspores. Euphytica , 2003 , 129 : 1～6
[14 ] 　和江明 , 王敬乔 ,等. 用 EMS诱变和小孢子培养快速获得甘蓝型
油菜高油酸种质材料的研究. 西南农业学报 , 2003 , 16 (2) : 34～
36
[15 ] 　石淑稳 , 刘后利. 甘蓝型油菜及其种属间杂种小孢子胚状体的
诱导和单倍体植株再生. 华中农业大学学报 , 1993 , 12 (6) :544～
550
[16 ] 　MiKami T , TaKahatay ,et al . Induction of artifical mutation and in vitro
selection of Nacl tolerance using microspore culture of Brassica napus .
Japan J Breed , 1993 , 43 (suppl . 2) :81～86
[17 ] 　CegieLska2Taras T , Szala L , et al . An in vitro mutagenesis2selection
system for Brassica napus L. Proc. 10th Int . Rapeseed Congr ,
Canberra , Australia , CDROM. 1999
34Journal of Nuclear Agricultural Sciences
2006 ,21 (1) :41～43