全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2006, 33 (4) : 856～858
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2005 - 11 - 15; 修回日期 : 2006 - 04 - 06
胡萝卜黄色突变体的遗传及表现研究
沈火林　程杰山　韩青霞
(中国农业大学农学与生物技术学院 , 北京 100094)
摘 　要 : 从胡萝卜 ‘新黑田五寸 ’品种的高世代自交系中发现了能稳定遗传的黄色突变体。遗传分析
证明该黄色突变性状为单基因隐性遗传 , 绿色对黄色为完全显性。黄色突变体叶片中叶绿素含量仅为正常
株的 2913% ～5011% , 且黄色不受温度光照等环境的影响。黄色突变体 ( yelyel) 地上部和地下部的生长量
明显少于正常株系 ( YELYEL ) , 但在等位基因杂合时 ( YELyel) 与正常株系的生长量、产量和营养品质无
显著差异。
关键词 : 胡萝卜 ; 黄色突变体 ; 遗传
中图分类号 : S 63112; S 60312　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2006) 0420856203
Stud ies on Inher itance and Phenotype of the Y ellow M utan t of Carrot
Shen Huolin, Cheng J ieshan, and Han Q ingxia
(D epartm ent of V egetable, A cadem y of A gronom y and B io2technology, China A gricultural U niversity, B eijing 100094, Ch ina)
Abstract: Stably inherited leaf yellowish mutantwas found in the high2generated inbred line of carrot cul2
tivar (D aucus carota‘Kuroda’). Genetic analysis indicated that the yellowish mutant was nucleolus inherit2
ance and was controlled by one pair of recessive gene, and green color was comp lete dom inant to yellow color.
The leaf chlorophyll content of the yellowish mutant was only 2913% - 5011% of the normal line, and was
not affected by the temperature and the illum ination of the environment. The growth weight of the over2ground
and under2ground of the mutant ( yelyel) was significantly lower than the weight of the normal line ( YEL Y2
EL ) , but when the allele is heterozygous ( YEL yel) , there was no significant difference in growth weight,
yield and nutrient quality between the mutant and the normal line.
Key words: Carrot; D aucus carota L. ; Yellow mutant; Inheritance
1　目的、材料与方法
叶色突变是自然界中一种比较普遍的突变。在黄瓜〔1～3〕、辣椒〔4〕等蔬菜上已报道了 “芽黄 ”或
叶色突变体。Nothnagel等〔5〕报道了胡萝卜 (D aucus ca rota L. ) 叶黄色突变体的遗传 , 并获得了与黄
化基因紧密连锁的分子标记。胡萝卜黄色突变体在杂种纯度鉴定以及杂交种子生产上有重要的利用价
值。作者对本课题组发现的胡萝卜黄色突变体的性状遗传机制和表现进行了研究 , 旨在为今后该性状
的利用提供理论依据。
供试材料为中国农业大学蔬菜系从胡萝卜品种 ‘新黑田五寸 ’的高代自交系中发现的能够稳定
遗传的叶色黄色突变体 ‘黑 9303黄 ’自交系。为研究该突变体的遗传规律 , 配制了黄色突变体株系
×正常株系的 F1、BC1 (B1、B2 ) 及 F2 , 观察植株叶片颜色的分离规律。
为观察黄色突变基因对胡萝卜生长的影响 , 分别选择遗传背景完全相同、但控制颜色性状位点基
因不同的 3份材料 , ‘黑 9303’自交系 (颜色正常自交系 , 无黄色基因 )、‘黑 9303黄 ’ (‘黑 9303’
的黄色突变自交系 , 黄色突变等位基因纯合 ) 和 ‘黑 9303黄 ×黑 9303’ (黄色突变等位基因杂合 )
于 2004年 7月 21日播种观察其生长表现。播种后 40 d (8月 31日 ) 开始取样 , 每隔 15 d取样 1次 ,
　4期 沈火林等 : 胡萝卜黄色突变体的遗传及表现研究 　
重复 3次 , 每小区品种取样 10株 , 分别测定地上部和地下部生长量 , 同时用丙酮法测定叶片中的叶
绿素含量。在 2004年 11月 3日最后 1次取样时 , 用分光光度法测定胡萝卜肉质根的胡萝卜素含量 ,
用蒽酮比色法测定可溶性糖含量 , 用重量法测定粗纤维含量。
2　结果与分析
211　黄色突变性状遗传分析
田间观察表明 , ‘黑 9303黄 ’黄色突变体地上部全为黄绿色 , 在秋季的整个生长期内黄色性状
表现稳定 , 不受温度、光照等环境变化的影响。F1 表现为正常的绿色 , F2 和 B1 出现叶色正常和黄色
性状的分离 , B2全部为正常的绿色。说明该黄色
突变性状是细胞核遗传 , 与细胞质无关。X2 测验
(表 1) 表明 : F2 和 B1 性状分离分别符合 3∶1和
1∶1的预期分离规律 , 说明黄色突变性状是受 1
对等位基因控制 , 黄色性状为隐性。将控制黄色
性状的基因暂名为 “yel”, 控制正常绿色的基因
定名为 “YEL ”。颜色正常自交系 ‘黑 9303’的
基因型应为 YEL YEL, 黄色突变株 ‘黑 9303黄 ’
的基因型应为 yelyel, 而 ‘黑 9303黄 ×黑 9303’
的基因型应为 YEL yel。该研究结果与 Nothnagel
等〔4〕报道的结果相同。
表 1　胡萝卜黄色株系与正常株系杂交不同世代性状的分离
Table 1　Segrega tion ana lysis of d ifferen t genera tion s of hybr id
between yellow m utan t line and norma l line
组合
Combination
绿色株数
Green
黄色株数
Yellowish
期望比值
Theoretical ratio X
2 X20105
P1 0 273
P2 306 0
F1 511 0
F2 763 253 3∶1 0100 3184
B1 ( F1 ×P1 ) 227 233 1∶1 0104 3184
B2 ( F1 ×P2 ) 468 0
　　利用该胡萝卜黄色突变受 1对隐性核基因控制 , 且黄色性状不受温度和光照等环境条件的改变而
变化的特点 , 可直接利用黄色突变株系作母本生产杂交种子 , 从黄色母本上采得的 F1 种子出苗后 1
～2片真叶即可鉴定出杂种的纯度 , 为保证纯度可在田间出苗后拨除出现黄色的假杂种。另外还可以
将黄色株系育成雄性不育系 , 将其作母本生产杂种一代种子 , 更有利于保证杂种纯度和杂交种在苗期
淘汰少量的假杂种。
212　黄色突变对植株生长和肉质根营养品质的影响
21211　对植株地上部生长的影响 　在整个生长期间各材料的叶绿素含量较稳定 (表 2) , 但纯合黄色
表 2　正常和黄色突变株地上部、地下部生长和叶绿素含量动态
Table 2　D ynam ic change of chlorophyll con ten t, over2ground plan t and root am ong yellow ish m utan t and norma l plan ts
基因型
Genotype
日期
Date
(M - D)
地上部 Over2ground p lant
株高
Height ( cm)
鲜质量
Fresh mass (g)
干质量
Dry mass (g)
地下部 Root
根长
Length ( cm)
根粗
W idth ( cm)
鲜质量
Fresh mass (g)
干质量
Dry mass (g)
叶绿素 Chlo2
rophyll content
(mg/ g FM)
yelyel 08 - 31 15184b 2100b 0139b 12104b 0132b 　0132b 0106b 0159b
09 - 16 24163b 9180b 1112b 16178a 1121a 　4145b 0130b 0180b
10 - 02 30199b 19160b 2101b 19118b 2130b 19107b 1142b 0169b
10 - 18 32142b 19102b 2106b 20133b 2198b 38113b 1173b 11067b
11 - 03 31161b 26164b 3117b 22158b 3186b 83108b 5148b 11164b
YELYEL 08 - 31 27168a 7130a 1108a 19196a 0188a 　2154a 0130a 1179a
09 - 16 33112a 15193a 1175a 19106a 1147a 　8181a 0166a 2143a
10 - 02 40124a 46195a 5141a 22197a 3139a 55175a 3109a 2134a
10 - 18 39160a 26156a 2199a 23132a 3188a 60147a 3176a 2131a
11 - 03 44150a 50113a 6167a 24168a 4146a 154170a 11107a 2132a
YELyel 08 - 31 28158a 7108a 1105a 18132a 1103a 　2194a 0131a 1174a
09 - 16 35115a 15175a 1175a 16197a 1188a 14130a 0199a 2142a
10 - 02 38133a 40166a 4126a 22133a 3130a 47120a 3178a 2124a
10 - 18 43183a 27108a 2158a 24160a 3160a 78168a 4169a 2107a
11 - 03 47108a 42197a 5106a 26125a 4167a 188148a 12140a 1192a
注 : yel: 黄色突变体的隐性基因 ; YEL: 叶色正常的显性基因。不同小写字母为 0105水平有显著差异 (基因型间比较 )。
Note: yel: Recessive gene of yellowish mutant; YEL: Dom inant gene of normal. D ifferent letters indicated significance at P = 0105 level ( compare
data between genotypes) .
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园 　　艺 　　学 　　报 33卷
突变株 ( yelyel) 的叶绿素含量显著低于正常株 ( YEL YEL ) 和杂合的植株 ( YEL yel) , 黄色突变株叶
片中叶绿素含量仅为正常株的 2913% ～5011% , 而 YEL YEL 和 YEL yel基因型间叶绿素含量没有显著
差异。整个生长期间 , 黄色突变体叶片中的叶绿素 a和 b均显著降低 , 但其叶绿素 a /b值均显著高于
正常株和杂合的植株 , 而正常株和杂合株间叶绿素 a和 b含量及 a /b值均无显著差异。比较分析胡萝
卜生长过程中地上部植株株高、鲜质量和干质量的变化 (表 2) , 可以看出黄色突变株之间 ( yelyel)
在不同的时期均显著低于正常株 ( YEL YEL ) 和杂合的植株 ( YEL yel) , 而正常株和杂合株之间无显著
差异。
21212　对地下部肉质根生长的影响 　不同植株颜色基因型的肉质根生长的差异和地上部的差异有一
定的相似性 (表 2) , 黄色突变株根部生长较为迟缓 , 其肉质根长度、粗度、鲜质量 (产量 )、干质
量在不同的生长时期均显著低于正常株 ( YEL YEL ) 和杂合的植株 ( YEL yel) , 而后二者间无显著差
异。说明控制黄色的等位基因纯合时会严重影响胡萝卜的产量 , 而杂合时对产量没有显著影响。
21213　对肉质根营养品质的影响 　黄色突变株 ( yelyel) 的胡萝卜素含量显著低于正常株 ( YEL YEL )
和杂合的植株 ( YEL yel) (表 3) , 仅为正常株的 7419% , 而后二者无显著差异 , 3种基因型材料肉质
根中的可溶性总糖和粗纤维含量均无显著差异。
　　黄色突变虽然显著影响了植株生长和肉质根
的产量 , 但对肉质根的含糖量、粗纤维含量等营
养品质无显著影响。同时杂合植株 ( YEL yel) 几
乎所有指标均与正常株 ( YEL YEL ) 无显著差异 ,
这说明控制颜色的等位基因杂合 ( YEL yel) 时 ,
黄色隐性基因的存在没有显著影响胡萝卜的生长、
产量和营养品质 , 这对将来将黄色隐性基因应用
于杂种优势非常有利。
表 3　正常与黄色突变对胡萝卜肉质根营养品质的影响
Table 3　Effect of carrot fleshy root nutr itiona l qua lity between
norma l line and yellow ish m utan t
基因型
Genotype
胡萝卜素
Carotenoid (mg/kg)
可溶性糖
Total sugar(mg/g)
粗纤维
Crude fibre ( % )
yelyel 36172b 014296a 24140a
YELYEL 49101a 014792a 24193a
YELyel 48144a 014055a 25180a
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