全 文 ：园 艺 学 报 2003，30(6)：725～727
Aeta Hottieulturae Sireca
黄瓜单体异附加 系的筛选与观察
陈劲枫 罗向东 钱春桃 曹清河
(作物遗传与种质创新国家重点实验室，南京农业大学蔬菜研究所 ，南京 210095)
摘 要 ：将甜瓜属异源三倍体与栽培黄瓜 ‘北京截头 ’杂交 ，经胚胎拯救获得 了两个 2n=15 (14C+
1H)的单体异附加系 ，编号分别为 02—17和 02—39。02一l7植株 叶形为戟形，02—39为深陷的掌状形 ，并且果
刺均为白色 ，不同于异源三倍体的掌状心脏形和黑刺，果形 比异源三倍体黄瓜长而更接近普通黄瓜。细胞
学研 究发现 ，单体异附加系在终变期和中期 I染色体构型主要是 由 7个二价体和 1个单价体构成 ，出现三
价体的频率为 4％ ～5％，中期 Ⅱ不均等分裂形成不同的两极 ，一极染色体为 8条，另一极 为 7条 。RAPD分
析证明它们分刖附加了野生种 Cucum／s hystrix的染色体 。
关键词 ：黄瓜 ；Cucumis hystrix；单体异附加系
中图分类号：S 642．2 文献标识码 ：A 文章编号 ：0513—353X (2003)06-0725—03
1 目的 、材料与方法
单体异附加系 (Monosomic alien addition line，M从 L)仅携带一条外源染色体。它不仅能加快抗病
或抗逆基因向栽培种转移 j¨，而且还可用于研究基因表达 、外源基因染色体作图 ]、染色体组特异性
文库的构建以及进一步获得二体异附加系等 j。在小麦 、水稻和洋葱等作物上 ，利用单体异附加系转
移优良性状已有许多成功应用的报道 j。
将甜瓜属异源三倍体 (2n=26，HCC)与普通黄瓜 (2n=14，CC)回交可以获得一系列的异附加
系 (2n=14C+1～12H)，包括单体异附加系。利用附加野生种 Cucum／s hystrLx (2n=24，HH)染色体
的黄瓜单体异附加系 (2n=14C+lH)，可望将野生种的优 良基因，如抗根结线虫 、耐低温弱光和高
营养品质等【51向栽培黄瓜基因组转移，同时能够将这些基因定位并确定它们的遗传模式。
异源三倍体黄瓜与普通黄瓜杂交后，幼胚在 MS培养基上培养 。利用形态学和细胞遗传学特征从
获得的无菌苗筛选异附加系。体细胞染色体鉴定参照卷须制片法 J。减数分裂观察取 2～3 cm小花蕾
经卡诺固定液 (冰醋酸／无水酒精 =3：1)固定 6～24 h后转到 70％酒精中保存备用，卡宝品红染色 ，
45％醋酸分色制片。雄花盛开时观察花粉可染率 (0．1％醋酸洋红染色)，每朵花镜检 5个视野。所有
制片采用 OLYMPUS(BX51)镜检，显微成相系统 (PM一20)照像。通过 RAPD分析附加染色体的来源。
2 结果与分析
2．1 单体异附加系筛选及其形态特征
甜瓜属异源三倍体与栽培黄瓜 ‘北京截头’严格杂交 100朵雌花，获得 83个果实 ，在超净工作
台上剖出73个胚大于 3 mln的未成熟种子 ，接 种在 MS培养基上培养 (琼脂 0．8％，蔗糖 3％，pH
5．8)，两周后长出 52棵植株 ，驯化全部成活。田间性状观察表明，编号为02一l7和 02—392的株系与姊
妹株系形态差异很大 ，而其它植株之间无差异。叶形是 02．17和 02．39与其它品种和株系相区别的典
型特征 (图 1)。它们 的果实更接 近栽 培黄瓜 ，而果剌又不 同于异源 三倍 体的黑色 (近源野生种
收稿 日期 ：2002—10—24；修 回日期：2003一O1—27
基金项 目：国家 自然科 学基 金项 目 (30170644)；国 家 高技 术 研究 发展计 划 专项 经 费项 目 (2OOlAA241123，2002AA241251
2002AA207012)；教育部跨世纪优秀人才培养计划和教育部科技研究重点项 目 (01097)
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726 园 艺 学 报 30卷
C．hystrix的性状 )。02—17和 02—39同异源三倍体一样都遗传了 C．hystrix多分枝的特性 ，比异源三倍体
黄瓜的分枝能力更强 ，几乎每 个节位都能发出一个侧枝。此外 02．17叶深绿色；02．39为淡黄色并且
叶表面带有蜡质，花萼片比02一l7的长 0．5～0．8 cnl(表 1)。
图 1 黄瓜单体异附加系与异源三倍体形态比较
A．异源三倍体叶片 (左)，o2—17叶片 (右)；B．02—39田问植株
Fig． 1 Morphological conlparison the n砷岫删 Ilic alien addition lines and allotriploids
A ka、 es of alotriploid(1eft)and 02—17(fight)；B．Plant of MAAL 02-39
表 1 黄瓜单体异附加系02．17和 o2．39的形态学特征
Table1 M orpholoocal characteristics ofthetwoinonosomic alien additionlinesin Cucum／s
2．2 细胞遗传学特性
观察 30个以上分散 良好的卷须分生细胞 ，发现 02．17和 02—39植株的中期染色体数均为 l5条 (图
2，A)。它们的减数分裂与普通黄瓜的减数分裂过程很相似。终变期和中期 I均可观察到 7个二价体
(7Ⅱ)和 1个单价体 (1 I)，单价体排列在 7Ⅱ一旁，未游离出赤道板平面之外 (图 2，B)，偶尔也
能观察到三价体的现象，但是频率很低 (4％ 5％)。证明 02一l7和 02．39为单体异附加系。
图2 单体异附加系植株 02-17和02-39细胞观察
A 单体异附加系体细胞染色体 (2n=15)；B，花粉母细胞减数分裂中期 I．7个二价体和 1个单价体 (箭头)
C 中期 Ⅱ，其中一极染色体为 8条 ，另外一极为 7条。
． 1 Cytalogical analysis oftwo M in Cucum／s(2n=15)from C．hystrix
A．Sonmtic c~ )nles in the MAALs(2n=1 5)；B．7 bivalents and 1 univalent(alow)at metaphase l；
C 8 chro~ mes in one pole．and 7 in another at metaphase Ⅱ．
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6期 陈劲枫等 ：黄瓜单体异附加系的筛选与观察 727
由于单体异附加系比普通黄瓜多一条外源染色体 ，造成它的减数分裂过程比较特殊。02—17和 02—
39植株减数分裂同步性不强 ，即在同一个花药中可以观察到减数分裂的很多个时期。染色体从后期
I开始向两极不均等地分离 ，一极为 7条 ，而另
外一极为 8条 (图 2，C)；后期 Ⅱ再次不均等分
离 ，随后在四极出现数 目不等的染色体 ，其中两
极的染色体为 8条，而另外两极的染色体为 7条 ，
具备单体异附加系减数分裂的典型特征【 。形成
的花粉粒形态正常，可染性达 9o％以上，表明单
体异附加系植株有较高的育性 因此有可能通过
自交得到二体异附加系而保存。
引物 E．19对 C． ￡ 、双二倍体 、异源三倍
体、 ‘北京截头’和单体异附加系的扩增结果表
明，除 ‘北京截头’外，其余与野生种 C．hystrix
具有共有条带 (图 3)，进一步证明 02—17和 02．39
附加了 C． ￡ 染色体。然而，具体附加了哪一
条染色体，还有待于采用 C一分带 和荧光原位杂
交技术，分子标记技术等进一步确定。
Ilj■．—3。bp
l 2 3 4 5 6
图 3 引物 E-19对单体异附加系等的扩增结果
1 C hystrix；2．北京截头 ；3．双二倍体 ；4．异源三倍体；
5．单体异附加系 O2 17；6 02 39 箭头示与野生种共有的片段
ng．3 RAPD products of diferent genotypes in Cucum／s
was amplified by primerE-19
1．C h)．~trix；2．C．satitTL~ ‘Beijing Jietou’：3 Amphidiploid
C h)ti~ s；4 M lotriploids： 5 n~ aosomic alien addition line 02 17
6．02 —39 AITOW indicating band common with C．hystrix．
参考文献 ：
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6 陈劲枫，钱春桃 利用几种园艺作物卷须制片鉴定染色体数目的研究 园艺学报 ，2(132．29(4)：378～380
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Production and Characterization of M onosomic Alien Addition Lines in Cucumber
Chen Jinfeng，Luo Xiangdong，Qian Chuntao，and Cao Qinghe
(State LaboratoD,of Crop Genetics and Germplasm Enhancement， Vegetable Research Institute，Nanjing Agricultural Uruversity，
Nanjing 210095， Ch／na)
Abstract：Two monosomic alien addition lines 02．17 and 02．39 (2n：15．14C+1H)were identified among
52 plan ts derived from embryo rescue of an Cucumis allotriploid×cucumber． Diferent from their allotriploid par．
ent， the plants have white spine， an d the shape of leaves in 02．17 an d 02．39 was hastate an d palmate
．
respectively．In pollen mother cells(PMCs)of 02．1 7 and 02．39．7 bivalents and 1 univalent were observed at
diakinesis and metaphase i．Low frequency (about 4％ 一5％ )of trivalents has also been observed at metaphase
JI．At metaphase 11，8 chromosomes went to one pole while 7 to another．R APD analysis indicated these two
plants were added with one alien chromosome from C．hystrix．
Key words： Monosomie alien addition lines； Cucumber； Cucumis hystrix
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