全 文 ：武汉植物学研究 1999, 17( 2) : 187～190
Journal of Wuhan Botanical Research
十字花科蔬菜柱头选择性受精特性初步研究

李汉霞　叶志彪　林耀亮
(华中农业大学园艺系　武汉　430070)
SELECTIVITY OF FERTILIZATION IN VEGETABLE
SPECIES OF CRUCIFERAE
Li Hanxia　Ye Zhibiao　Lin Yaoliang
(Dep artment of H or tic ulture, H uaz hong A g ricul tu ral Univ ersit y　Wuhan　430070)
关键词　十字花科蔬菜, 选择性受精,亲和力
Key words　Cruciferae sp. , Selectiv e po llinat ion, Seed production
在我国, 十字花科蔬菜作物在生产中占有非常重要的地位。目前, 十字花科蔬菜主要采用自交不亲
和系和雄性不育系生产一代杂种种子, 其中自交不亲和系已在白菜、甘蓝等蔬菜的杂种生产中得到广泛
应用, 而雄性不育系还只是限于一部分十字花科蔬菜的杂种生产〔1〕。对于自交不亲和系, 一般都是采用
蕾期剥蕾授粉来繁殖亲本系统。蕾期授粉费工费时, 种子繁殖量有限, 加之多代自交,自交不亲和系存在
退化现象〔2〕。雄性不育系的选育受不育源限制, 且年限长、工作量大,组合选配往往受不育系材料的限
制, 而转育较多的不育材料需花费较长的时间〔2〕。因而,采用以上两种方法制一代杂种时,要求的人力物
力都很大。若能利用品种自然群体的花粉选择受精特性,进行杂种种子生产,将大大提高制种效率和组
合选配自由度, 降低种子生产成本。但目前还未见这方面的报道。所以本试验以十字花科蔬菜为材料,进
行选择受精特性研究, 目的在于寻求一条可用十字花科蔬菜品种群体自然杂交,配制杂交种的育种方法。
1　材料与方法
1. 1　供试材料
试验材料有十字花科芸苔属白菜 2 个亚种 3 个变种: 小白口大白菜 ( Bras sica camp estr is ssp.
p ekinensis )、矮脚黄小白菜( B . campestris ssp. chinensis)、十月红一号红菜苔 (B . camp es tr is var . p urpu-
r ea) ;甘蓝 2 个变种: 紫甘蓝 (B . oleracea var . cap itata) , 青花菜 ( B . oleracea var . italica) ; 萝卜属萝卜
(Rap hanus sativus) 2 个品种:宣恩红皮萝卜和黄州白皮萝卜。材料种植于华中农业大学园艺站蔬菜试验
基地, 每份材料栽种 1 畦,相邻种植, 花期进行人工或任其自由授粉。
1. 2　授粉组合设置与考种
在试验的供试材料中, 分别以小白菜或红菜苔为花粉受体, 蕾期授以新鲜的小白菜和红菜苔的混合
花粉; 以大白菜或红菜苔为花粉受体, 蕾期授以新鲜的大白菜和红菜苔的混合花粉; 以紫甘蓝或青花菜


收稿日: 1997-11-21,修回日: 1998-05-15。第一作者:女, 1958年出生,副教授,从事蔬菜育种和栽培的教学和
科研。
武汉市科技攻关项目资助,编号 962001011-4。
为花粉受体,蕾期授以新鲜的紫甘蓝和青花菜的混合花粉; 以红皮萝卜或白皮萝卜为花粉受体, 蕾期授
以新鲜的红皮萝卜和白皮萝卜的混合花粉。
蕾期混合授粉: 在供试材料中从每品种中任选花粉受体植株 6 株,每株上选 5 个花序。其中 1 花序
为自由授粉, 另 4个花序进行剥蕾授以新鲜的混合花粉,套以硫酸钠纸袋。以后,根据不同的处理方式将
其中 1 个花序授粉 2 h 后去柱头, 1 个花序 4 h 后去柱头,另 1 个花序 6 h 后去柱头, 最后 1 个花序不去
柱头。
种株考种: 种子成熟后按同一品种、同一组合处理采收,记录每组所授花数、所结果数和种子数。计
算每组结果率及平均每果种子数。
1. 3　杂交后代鉴定
秋季在试验田将所收种子以每组为一单位播种,各处理分别播种 5 行,鉴别每组幼苗真假杂种。计
算每组杂株率。
2　结果分析
2. 1　授粉时间长短
分别以红菜苔或小白菜为花粉受体 ,授以它们的新鲜混合花粉; 以红菜苔或大白菜为花粉受体授以
它们的新鲜混合花粉; 以紫甘蓝或青花菜为花粉受体, 授以新鲜的紫甘蓝和青花菜的混合花粉; 以红皮
萝卜或白皮萝卜为花粉受体授以它们的新鲜混合花粉,所得结果率、每果种子数、后代杂株率等整理成
表 1。
由表 1 可见, 各处理组合随授粉后时间延长,结果率就越高,平均每果种子数也越多, 表现出较为一
致的趋势。从柱头切割后的结实情况来看,红菜苔的花粉萌发和子房受精起始较早,其次是大白菜。从受
精的时间进程来看,在授粉后 2 h 就有花粉进入柱头,直到 6 h 后,仍有花粉在萌发,与蕾期授粉的结实
性相比,可见还有相当的花粉尚待进入柱头。至于蕾期授粉,十字花科的 6 种蔬菜的结实性基本相近
( 80%左右)。在自由授粉时 6种蔬菜的结实性均较好,几近 100% , 且结果率和平均每果种子数均明显大
于相应的蕾期混合授粉的; 但以红菜苔和小白菜为花粉受体的自由授粉与蕾期混合授粉所得的平均每
果种子数差异较大; 而以大白菜、甘蓝和萝卜为花粉受体的自由授粉与蕾期混合授粉所得的平均每果种
子数差异较小。并且授粉后时间越长, 其结果率越高及平均每荚果种子数就越多。
2. 2　品种间柱头杂交亲和力
从表 1 可知, 以大白菜为花粉受体,用其与红菜苔的混合花粉为供体, 蕾期混合授粉后, 后代杂株率
达 84. 3% , 自由授粉杂株率高达 91. 8%。其自由授粉的杂株中, 有红菜苔杂交的杂株, 还有与小白菜杂
交的杂株; 但与小白菜的杂株数是与红菜苔的两倍, 表现出大白菜柱头选择小白菜的花粉能力更大于选
择红菜苔的花粉能力; 但只有红菜苔与大白菜花粉存在的条件下, 其选择红菜苔的花粉能力又优于选择
自己花粉的能力。
以红菜苔为花粉受体, 蕾期授以红菜苔和大白菜的新鲜混合花粉及红菜苔和小白菜的新鲜混合花
粉, 其后代杂株分别为 89. 1%和 80. 3% ,显示出在蕾期,红菜苔柱头选择大白菜和小白菜的花粉能力都
大于选择自己花粉的能力。但在自由授粉情况下, 其杂株率只为 46. 1%和 45. 0% ,且杂株中有与大白菜
的杂株及与小白菜的杂株。这表明, 红菜苔柱头成熟后,其选择自己花粉的能力会略大于选择异源花粉
的能力。
以紫甘蓝或青花菜为花粉受体,在蕾期分别授以它们的新鲜混合花粉, 调查其后代杂株率, 分别为
79. 2%和 83. 5% ;自由授粉的杂株率为 61. 4%和 73. 5%。以红皮萝卜和白皮萝卜为花粉受体,蕾期分别
授以它们的新鲜混合花粉, 其后代杂株率分别为 85. 8%和 85. 0% , 自由授粉的杂株率为 69. 3%和
70. 9%。以小白菜为花粉受体,蕾期授以红菜苔和小白菜的新鲜混合花粉,其杂株率为 69. 7% ,自由授粉
为 71. 9%。从而表明,紫甘蓝、青花菜、红皮萝卜和白皮萝卜及小白菜无论在蕾期还是在花期,其柱头选
择异源花粉的能力都大于选择自己花粉的能力。
188 武汉 植 物学 研究　　　　　　　　　　　　　　　第 17卷　　
表 1　十字花科蔬菜授粉结实及后代植株鉴定
Table 1　Pollinat ion and set seed among crucifer ae species
蕾期授粉组合及处理
Bud pollinat ion
com binat ion and t reat s
结果率( % )
Pod-set t ing
种子数/果
No. s eeds/ Pod
后代杂株率( % )
Hybrid plants
红×小*
pur×ch
小×红
ch×pur
红×大
pur×pek
大×红
pek×ch
甘×花
ca×it
花×甘
it×ca
红萝×白萝
r. s×w . s
白萝×红萝
w . s×r. s
2 h去柱头
4 h去柱头
6 h去柱头
蕾期授粉
自由授粉
2 h去柱头
4 h去柱头
6 h去柱头
蕾期授粉
自由授粉
2 h去柱头
4 h去柱头
6 h去柱头
蕾期授粉
自由授粉
2 h去柱头
4 h去柱头
6 h去柱头
蕾期授粉
自由授粉
2 h去柱头
4 h去柱头
6 h去柱头
蕾期授粉
自由授粉
2 h去柱头
4 h去柱头
6 h去柱头
蕾期授粉
自由授粉
2 h去柱头
4 h去柱头
6 h去柱头
蕾期授粉
自由授粉
2 h去柱头
4 h去柱头
6 h去柱头
蕾期授粉
自由授粉
3. 0 3. 5 66. 7
33. 3 4. 1 71. 0
68. 0 7. 0 75. 6
80. 0 9. 9 80. 3
100 16. 1 45. 0
0 - -
33. 9 5. 8 80. 6
66. 7 9. 1 73. 6
76. 8 12. 5 69. 7
94. 7 19. 8 71. 9
5. 0 2. 7 100
36. 4 4. 0 95. 7
67. 3 8. 1 92. 4
89. 8 10. 5 89. 1
98. 2 15. 9 46. 1
4. 3 4. 3 75. 0
26. 4 7. 2 75. 3
64. 7 13. 1 81. 1
81. 7 15. 0 84. 3
98. 2 17. 5 91. 8
1. 5 2. 0 51. 7
26. 2 3. 4 71. 3
57. 7 5. 7 74. 3
81. 2 10. 5 79. 2
100 15. 5 61. 4
2. 1 1. 4 54. 2
26. 4 2. 6 76. 2
68. 1 4. 5 60. 5
82. 6 7. 3 83. 5
100 11. 4 73. 5
0 - -
38. 4 2. 7 64. 5
72. 5 3. 9 73. 3
80. 5 4. 8 85. 8
100 6. 4 69. 3
0 - -
40. 0 2. 3 95. 8
73. 5 3. 7 89. 6
80. 5 4. 7 85. 0
98. 3 5. 8 70. 9
　* : 红(p ur)——红菜苔( B . camp est ris var . p urp urea) ; 小( ch)——小白菜 ( B.
camp est ri s s sp. chinensi s) ; 大( pek )——大白菜 ( B. camp estri s ssp . p ekinensis) ;
甘 ( ca)——紫甘蓝 ( B . oler acea var. cap itata) ; 花 ( it )——青花菜 ( B . oleracea
var. italica ) ; 白萝 ( w . s )——白皮萝卜 ( R . sat iv us cv. White sk in) ; 红萝 ( r.
s) ——红皮萝卜( R. sati v us cv. Red sk in) .
2. 3　授粉时间与柱头选择性
由表 1 可以看出, 授粉后
持续时间的长短不仅影响结
果率, 而且影响平均每果种子
数, 还影响柱头对花粉的选择
性。在以红菜苔为花粉受体试
验中, 随着授粉时间的增长,
其柱头对大白菜花粉的选择
性有所降低, 而对小白菜花粉
的选择性有所增高。以大白
菜、甘蓝、青花菜、红皮萝卜为
受体, 随着授粉时间增长, 大
白菜柱头对红菜苔花粉的选
择性、紫甘蓝对青花菜及红皮
萝卜对白皮萝卜花粉的选择
性都有所增高。以小白菜和白
皮萝卜为花粉受体,随着授粉
时间的增长, 小白菜柱头对红
菜苔花粉的选择性和白皮萝
卜柱头对红皮萝卜的选择性
都有所降低。结合剥蕾授粉试
验和自由授粉试验的结果,发
现大白菜对异源花粉的选择
性很强。
3　讨论
本试验切割柱头的时间
间隔是根据花粉的萌发时间
而定的〔3〕, 在试验中, 剥蕾授
粉未去柱头所得的平均每荚
果种子数都要比相应的自由
授粉的少,这是否与蕾期植株
子房、胚珠的发育程度有关。
本试验的材料都是些原
始品种, 并非杂交不亲和系,
但它们的柱头都具备一定的
选择受精能力。试验表明,它
们这种选择性还受授粉时间
长短的影响, 因为授粉时间的
长短会使它们选择不同花粉
的比例发生变化。花粉的这种
选择性差异反映了配子之间
的适合性〔4〕, 涉及花粉活力或
189　第 2期　　　　　　　　李汉霞等:十字花科蔬菜柱头选择性受精特性初步研究
生长速率〔5〕。在基因水平上,反映出大小孢子基因表达的差异〔6〕差异的结果表现出雄配子的有效性和柱
头的接受性。这种遗传差异在育种上很有意义。
在大白菜上,蕾期授以大白菜和红菜苔的新鲜混合花粉, 其杂交率达 84. 0% ,而自由授粉杂交率高
达 91. 8%。主要是因为在自然状态下,增加了自由授粉、接受异源花粉的机会, 除了红菜苔杂交外,还多
了小白菜花粉。大白菜与小白菜杂交的比例是与红菜苔杂交的 2 倍,亲缘关系越近者优先选择性越大。
此外, 我们还进行了大白菜与小白菜的杂交授粉, 但苗期不易鉴别,故未列入。因而,在大白菜杂交制种
方面, 利用自然群体或自交系自由授粉,直接配制杂交一代种子很有可能,值得进一步探讨。
参　考　文　献
1　谭其猛.蔬菜杂种优势的利用.上海:上海科技出版社, 1977. 23～25
2　西南农业大学主编.蔬菜育种学.第 2版.北京:中国农业出版社, 1980. 157, 234
3　张成合.大白菜杂交不亲和系授粉受精过程的研究.河北农业大学学报, 1991, 14( 3) : 30～32
4　Arnei M L. Interspecif ic pollen compet iti on and reprodu ct ive isolat ion in Iris . J H ered ity , 1993, 84: 13～16
5　McGee R J. U nequal grow th r are of pollen tub e fr om norm al and st ringies pea genotypes. H ort Sc ience, 1992, 27:
833～834
6　Sari-Gorla M .Genet ic dis sect ion of pollen compet itive abil ity in maize. H er edi ty, 1992, 69: 423～430
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