全 文 ：0 引言
线虫病是由线虫引起的一种世界性的土传病害，
在瓜类、茄类和豆类等多种蔬菜上普遍发生，十字花科
蔬菜也严重受害，已成为当前蔬菜生产中急待解决的
一个问题[1-2]。选育抗线虫病的蔬菜品种是控制线虫危
害的一条重要途径。在十字花科植物中，芸薹属内缺
乏线虫抗源，而萝卜属中却存在高抗线虫病的抗源材
料[3-5]。以有性杂交和原生质体融合为基础的远缘杂交
是进行种质资源创新、丰富资源类型的最重要手段，在
植物遗传育种中有广泛应用[6]。为了将萝卜中的线虫
抗性转移至甘蓝型油菜中，Peterka等[3]通过远缘杂交
获得了一整套甘蓝型油菜-萝卜附加系，并鉴定出只有
基金项目：国家自然基金项目（30671421）。
第一作者简介：李利军，男，1982年出生，硕士研究生，研究方向：种子工程。E-mail：lilijun163@sina.com。
通讯作者：丁云花，女，副研究员，研究方向：蔬菜遗传育种。通信地址：100097北京市2443信箱，E-mail：yhdin@sina.com，lilijun163@sina.com。李成
琼，女，教授，研究方向：蔬菜遗传育种。通信地址：400715重庆市北碚区西南大学园艺园林学院，E-mail：chqli@swu.edu.cn。
收稿日期：2009-04-16，修回日期：2009-05-05。
甘蓝型油菜附加系与芸薹属A基因组
杂交F1的获得与鉴定
李利军 1,2，丁云花 1，李成琼 2，简元才 1，李 丽 1，康俊根 1
（1北京蔬菜研究中心，北京 100097；2西南大学园艺园林学院，重庆 400715）
摘 要：为了将携带线虫抗性的萝卜d染色体转入到芸薹属A基因组蔬菜中，以甘蓝型油菜-萝卜d染色
体附加系do和菜心A3作为试材，通过两者之间的正反交，结合人工辅助授粉，获得F1杂种，并对F1杂种
进行形态学、细胞学和分子标记鉴定。结果表明：附加系 do与菜心A3间的正反交均可得到杂交F1种
子；除反交A3×do获得的少部分种子为假杂种外其他种子均为真杂种；真杂种的形态特征偏向于附加系
do，细胞中DNA相对含量介于其双亲之间，但不同杂种细胞的DNA相对含量并不完全一致，部分反交
种细胞的DNA相对含量较高。
关键词：甘蓝型油菜-萝卜附加系；芸薹属；杂种鉴定；分子标记
中图分类号：S634.5 文献标识码：A
Production and Identification of F1 Hybrids between Rape-radish
Addition Line and Brassica rapa
Li Lijun1,2, Ding Yunhua1, Li Chengqiong2, Jian Yuancai1, Li Li1,Kang Jungen
(1Beijing Vegetable Research Center, Beijing 100097;
2School of Horticulture and Landscape Architecture, Southwest University, Chongqing 400715)
Abstract: In order to transfer radish chromosome d carrying nematode-resistance into Brassica rapa,
rape-radish chromosome d addition line do and Chinese cabbage A3 were used to cross with each other. F1
hybrids were obtained by means of sexual hybridization, and were identified by morphological investigation,
cytological and molecular marker technique. The result indicated that hybrids could be obtained from
reciprocal crosses, all of them were true hybrids except for few hybrids from reciprocal cross A3 × do,
morphological characters of true hybrids leaned to the addition line do, and cellular relative DNA contents of
true hybrids lied between their parents. However, true hybrids were not entirely consistent with each other;
some hybrids from A3×do had higher level.
Key words: rape-radish addition line, Brassica, hybrid identification, molecular marker
中国农学通报 2009,25(13):23-27
Chinese Agricultural Science Bulletin
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含萝卜 d染色体的附加系高抗线虫。李倩等[7]通过胚
挽救技术获得了甘蓝型油菜-萝卜 d染色体附加系与
甘蓝之间的有性杂种。白菜类蔬菜是中国最重要的蔬
菜之一，种类繁多，包括结球白菜、小白菜、乌塌菜、菜
心和芜菁等。白菜（Brassica campestris L.，2n=AA=20）
和甘蓝（B. oleracea L.，2n=CC=18）为芸薹属植物的两
个基本种[8]，分别属于芸薹属的A基因组和C基因组。
目前尚未见国内外有芸薹属A基因组蔬菜抗线虫病种
质资源创新方面的报道。为获得芸薹属A基因组蔬菜
抗线虫病的种质资源和比较该附加系与芸薹属A、C
基因组蔬菜间杂交亲和性的差异，笔者对该附加系与
白菜类蔬菜间的有性杂交进行了初步研究。
1 材料与方法
1.1 材料
以甘蓝型油菜-萝卜d染色体附加系do(AACC+dd，
2n=40）和菜心A3（Brassica campestris L. ssp. chinensis
var. utilis Tsen et Lee，AA，2n=20）为试验材料，均由北
京市农林科学院蔬菜研究中心甘蓝组提供。试验于
2007年 11月—2009年 2月在北京市农林科学院蔬菜
研究中心进行。
1.2 方法
1.2.1 授粉杂交 从健壮植株上选取长势强的花枝提前
一天进行套袋隔离，第二天选取 1~2天内开花的大蕾
去雄后分别进行 do与A3间的正反交，待种子成熟后
收种，并统计结角率（结角果数/授粉花蕾数）、平均角
粒数（收种数/结角果数）和杂交亲和指数（收种数/授
粉花蕾数）。穴盘播种育苗并统计发芽率（发芽种子
数/播种种子数）。
1.2.2 杂种鉴定 形态学鉴定在苗期进行，对杂种植株
的叶片形状、叶片颜色、叶缘、叶裂等主要性状进行调
查。细胞学鉴定采用流式细胞仪测定叶片细胞的
DNA相对含量[9]，以附加系do作为对照。以幼叶为材
料，通过SDS法[10]快速提取DNA。分子标记鉴定采用
SSR引物 Ro(27 28)（序列依次为 5’-GGT GTC ATC
GTC TCT CAT TT-3’和 5’-TAT GCT CAT GAG GTA
GCC TT-3’）及李倩等[7]试验中的RAPD引物OPF07与
SSR引物Ro(25 26)、Ro(167 168)和方法。
2 结果与分析
2.1 F1杂种的获得
do与 A3间正反交均得到了种子，结角率都在
80%以上，平均角粒数在 2粒左右。其中正交 do×A3
得到的种子发育的比较饱满，发芽率达到92.8%，而反
交A3×do所得种子的发育情况较差，得到的种子多数
较瘪，发芽率也较低，平均为54.2%（见表1）。
表1 附加系do与菜心A3间正反交的结实情况
2.2 F1杂种的鉴定
2.2.1 形态学鉴定 从形态学特征来看（图1和表2），正
交F1群体dA3中的材料均偏向于附加系do，保留了附
加系do具有裂片和植株茎与中下部叶片的叶柄、叶缘
处在低温条件下表现出紫色的特征；而反交 F1群体
A3do中大部分材料也偏向于附加系do，但有少部分材
杂交组合
do×A3
A3×do
授粉花蕾数/个
62
896
收种数/粒
111
1550
结角率/%
83.9
85.6
平均角粒数/粒
2.15
2.02
杂交亲和指数
1.79
1.73
发芽率/%
92.8
54.2
材料名称
do
A3
dA3
A3do
叶片形状
倒卵形
椭圆形
倒卵形
倒卵形
椭圆形
叶片颜色
蓝绿色至深绿色
绿色
绿色至蓝绿色
绿色至蓝绿色
绿色
叶缘
齿状
全缘
齿状
齿状
全缘
叶裂片数/个
6
0
4~6
2~6
0
叶端
凸尖
平截
凸尖或平截
凸尖或平截
平截
表2 F1杂种的苗期性状
·· 24
料与母本A3接近（图1-E）。
2.2.2 细胞DNA相对含量的测定 将对照附加系do的
G1期设在 100道附近，经检测亲本A3的G1期在 40道
附近，因此，从理论上讲，真杂种的G1期应该介于 40~
100道之间。而从实际检测结果来看，在所检测的 23
份 dA3材料和 13份A3do材料中，dA3材料的G1期均
在 70道附近，而A3do材料中存在 3种不同情况，即 5
株材料在 40道附近，2株材料在 70道附近（图 2中
A3do-B），6株材料在 90道附近（图 2中A3do-A）。细
胞G1期峰值位置的差异跟杂种所含的染色体及染色
体数目不一致有关，G1期在70道附近的杂种可能具有
其双亲的整套染色体，而G1期在90道附近的杂种则可
能比前者多出数条染色体。由于亲本间的亲缘关系较
远，在受精过程中配子不能完全配对就可能会导致F1
杂种特别是反交种中的染色体发生变异，出现丢失或
增加的现象。
李利军等：甘蓝型油菜附加系与芸薹属A基因组杂交F1的获得与鉴定 ·· 25
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2.2.3 分子标记鉴定 分子标记鉴定首先是萝卜d染色
体特异标记的鉴定，其次是鉴定杂种的真伪。利用已
知的萝卜d染色体RAPD标记引物OPF07对附加系do
与菜心A3间的F1植株进行初步鉴定后发现，群体dA3
中的材料均含有萝卜 d染色体的 363 bp特异条带（如
图3中1~5），而群体A3do中出现了部分不含363 bp特
异条带的材料（如图 3中 7）。经Ro(25 26)、Ro(27 28)
和Ro(167 168) 3对SSR引物扩增后，引物Ro(25 26)仅
扩增出亲本A3所具有的差异条带，但F1中却出现了亲
本所没有的新条带（如图 4中 2，4，5，6，10），而且彼此
之间也存在差异（如图4中2与4之间）；引物Ro(27 28)
和Ro(167 168)分别在 500 bp和 167 bp附近扩增出了
亲本 do和A3间的差异条带，群体A3do中不含萝卜 d
染色体标记条带的材料的扩增带型均与亲本A3相同
（如图5~6中7），群体dA3中绝大多数材料都同时具有
双亲的显著差异条带，但也出现了不含附加系do所具
有的显著差异条带的材料（如图5中4和图6中1）以及
与附加系do不完全一致的带型（如图5中5）。
如果F1杂种同时具有其双亲差异条带或其父本的
差异条带便可被确定为真杂种，除此之外的材料均为假
杂种。由于反交种是以附加系作为父本，因此仅通过
RAPD标记OPF07-363便可直接确定凡具有363 bp特
异条带的反交种均为真杂种，而不含该标记条带的反交
种便可以淘汰，并且经以上3种引物扩增后表明其仅具
有母本A3的差异条带，证明其全部为假杂种（如图3~6
中7）。种间杂交过程中，由于配子不能完全配对会导致
F1杂种的染色体及染色体数目并不完全一致，杂种可能
缺失或增加亲本中的某条甚至数条染色体，也可能会发
生变异，因此，若某一种SSR标记引物所扩增出的亲本
差异条带恰位于某杂种所缺失、增加或变异的染色体
上，就可能会使该杂种扩增不出该差异条带或扩增出与
亲本不完全一致的带型及不同于亲本的新条带。
3 结论与讨论
对于植物的远缘杂交来讲，亲本间的亲缘关系越
近，杂交越易成功。陈玉卿[11]通过研究基本种和复合
种之间的远缘杂交发现亲缘关系较近的亲本间的亲和
·· 26
性要高些。甘蓝型油菜和菜心间的杂交容易实现，如
彭谦等[12]通过甘蓝型油菜和菜心间的有性杂交及连续
回交，选育出了菜心异源胞质雄性不育系。笔者以甘
蓝型油菜-萝卜d染色体附加系do为材料，通过常规去
雄杂交成功实现了该附加系与菜心之间的正反交，获
得了F1杂种，而附加系do与芸薹属C基因组的甘蓝之间
的杂交则需要借助胚挽救技术才能获得杂交后代[7]。这
说明甘蓝型油菜与菜心间的杂交比与甘蓝间的杂交更
容易实现，甘蓝型油菜-萝卜附加系与芸薹属A、C基因
组蔬菜间的杂交亲和性存在明显差异，与芸薹属A基
因组间的杂交亲和性要相对高些。白菜类蔬菜包括不
结球白菜、结球白菜和芜菁 3个亚种类型，其中结球
白菜亚种的亲缘关系介于不结球白菜和芜菁亚种之
间[13]，因此附加系do与白菜类蔬菜不同亚种和品种间
杂交的亲和性也可能会存在一定差异。
快速可靠的杂种鉴定方法是成功进行杂种鉴定
的关键。通过综合多方面的分析结果，才能比较准确
地鉴别杂种的真伪。由于授粉操作不严格在群体
dA3和A3do中都可能出现假杂种，群体A3do中假杂
种的形态学特征与A3接近，因此很容易鉴别出来，而
对于群体 dA3中的假杂种单纯从形态学上则很难鉴
别出来。细胞核G1期的DNA含量反应一个细胞的倍
性，流式细胞仪可以直接测定细胞的DNA含量，与利
用染色体计数进行倍性鉴定相比，具有简便、快速、精
确和重复性好等特点，但检测费用高，所测数据均为
相对值，只能用于相对大小的比较[14]。分子标记鉴定
具有快速、可靠的特点，利用分子标记对杂种进行早
期的鉴定与选择具有重要意义。结合育种理论可以
针对正反交不同的F1群体采用不同的分子标记策略，
如只需进行萝卜 d染色体特异标记条带的鉴定便可
对反交F1群体进行筛选，但为了弄清萝卜 d染色体在
杂种F1中的遗传稳定性，就需要对不含萝卜 d染色体
的材料进行 SSR鉴定。由于远缘杂种遗传学上的复
杂性，要找到一种能使所有杂种同时扩增出亲本差异
条带的 SSR标记难度比较大。相同的 SSR标记引物
对附加系 do与芸薹属A、C基因组作物间杂种的扩增
效果存在一定差异，如附加系 do与甘蓝杂交所得 F1
杂种鉴定中的 SSR引物Ro(167 168)同样可以用来鉴
定该附加系与菜心间的 F1杂种，而引物Ro(25 26)却
不适合。
附加系do与菜心种间杂交容易得到杂种，正反交
均可结实，且附加系中的萝卜 d染色体能够稳定地传
递给 F1；真杂种的苗期性状均偏向于附加系 do，细胞
的 DNA相对含量介于其双亲之间，正交种细胞的
DNA相对含量均在其双亲平均值附近，而反交种细胞
的DNA相对含量却存在一定差异，其中一部分在其双
亲平均值附近，另一部分则高于双亲平均值，与附加系
do比较接近；仅采用已知的萝卜 d染色体RAPD标记
引物OPF07便可对反交 F1群体进行早期的鉴定与选
择，而对于正交F1群体则还需要通过SSR或其他分子
标记技术才能进一步确定杂种的真伪。今后利用附加
系do这份特殊材料，与芸薹属A基因组内其他种类蔬
菜间进行杂交，从而拓宽该附加系在芸薹属A基因组
抗线虫病种质资源创新中的应用范围；由于杂种的细
胞质来源于母本，在选择亲本时最好以芸薹属A基因
组蔬菜作母本；借助根尖染色体计数、减数分裂观察等
细胞学方法，以及原位杂交等技术可以进一步掌握杂
种的遗传学特征。
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