全 文 ：芸薹属油菜种间与亚种间杂交亲和性研究
陈纪鹏，熊桃园
(宜春学院 生命科学与资源环境学院，江西 宜春，336000)
摘 要:植物种间杂交与亚种间杂交在杂交亲和性以及杂种后代遗传性状等方面往往表现出
较大的差异。为观察芸薹属种间及亚种间杂种后代的遗传特征并通过杂交创造新的种质资源，采
用人工剥蕾去雄和辅助授粉方法进行了芥菜型油菜与甘蓝型油菜种间杂交以及白菜型油菜中的两
个亚种矮壮青和黄秧白之间的杂交。矮壮青与黄秧白间杂交比较容易得到杂种后代，杂种后代保
持较多的双亲特征，杂种花粉育性可达到 95%以上，结实率较高。芥菜型油菜与甘蓝型油菜杂
交虽然花粉管在母本柱头萌发正常，但杂交成功率较低，借助胚培养可以得到杂种后代。杂种后
代表现出较强的杂种优势，营养生长旺盛，但杂种花粉育性较低，可育花粉仅占 33%，而且自
交结实率极低。
关键词:油菜;种间杂交;亚种间杂交;遗传特征
中图分类号:S565. 4 文献标识码:A 文章编号:1671 － 380X (2015)12 － 0005 － 04
Genetics of Interspecific and Intersubspecific Hybrids of Brassica
CHEN Ji － peng，XIONG Tao － yuan
(College of Life Science Environment and Resource，Yichun University，Yichun 336000，China)
Abstract:There is significant difference between interspecific and intersubspecific hybridization of plants. Hybrids
between Brassica juncea and B. napus were gained through artificial emasculation and pollination to investigate ge-
netical traits of the hybrids and create new germplasm resources，and so were those of subspecies of B. rapa . It was
easy to obtain intersubspecific hybrid of B. rapa . The hybrids had many traits of maternal and paternal parents and
more than 95% pollens were fertile，therefor，they had a good seeds setting. It was difficult to get interspecific hy-
brids of B. Juncea and B. napus in spite of good germination of pollens on stigma and the hybrids can be obtained by
embryo culture. They showed strong heterosis but pollen fertility is very low，only about 33% pollens were fertile. A
few of seeds were obtained under the condition of pollinated by themselves.
Key words:Rapeseed;Interspecific Hybrid;Intersubspecific Hybrid;Genetics
油菜属于十字花科芸薹属，它是我国重要的油
料作物，有着重要的经济价值。其栽培品种包括 3
种:白菜型油菜 (Brassica rapa AA，2n = 20)、芥
菜型油菜 (B. juncea AABB，2n = 36)、甘蓝型油
菜 (B. napus AACC，2n = 38)。白菜型油菜在我
国分布范围广，具有分枝多且分枝部位低、抗寒、
耐瘠、生育期短等特征。芥菜型油菜的优良性状很
多，其中有大多优点是甘蓝型油菜所不具备的，例
如:黄籽、抗病虫、抗倒伏、抗裂角、耐旱、耐瘠
薄、含油量高等。［1］白菜型油菜的不同品种间性状
具有一定的差异，但是同属白菜型油菜的不同品种
和亚种间亲缘关系较近;而芥型油菜与甘蓝型油菜
之间属于不同种之间的杂交。白菜型油菜与芸薹属
其它种间的杂交可以创造出多种多样的杂种后代，
形成丰富的种质资源。杂交亲和性是研究较多的一
个方面，例如白菜型油菜与芥菜型油菜杂交的亲和
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第 37 卷 第 12 期
2015 年 12 月
宜春学院学报
Journal of Yichun College
Vol. 37，No. 12
Dec. 2015
收稿日期:2015 － 06 － 08
基金项目:国家自然科学基金项目 (编号:31460357)，江西省科技支撑项目 (编号:20141BBF60010)，江西省自然
科学基金 (编号:20132BAB204015，20151BAB204026)，江西省教育厅科技项目 (编号:GJJ13698)。
作者简介:陈纪鹏 (1974 －)，男，河南西平人，副教授，博士，研究方向:油菜远缘杂交和细胞遗传研究。
指数为 0. 037 和 0. 113，正反交亲和性相差很大，
以芥菜型油菜为母本时亲和性较好。［2］白菜型油菜
与菜型油菜油菜间的杂交也用于拓展白菜型油菜的
遗传资源，杂种一代通过与白菜型油菜较续回交创
造渗入系成功将菜型油菜的一些性引入白菜型油
菜。［3］白菜型油菜常与甘蓝杂交用于合成新型油菜
甘蓝型油菜。［4，5］白菜型油菜具有多个亚种和变种，
它们之间杂交可以产生性状优良的杂种后代。不同
白菜型油菜品种和自交系间的杂交有些组合表现为
超亲优势，但有组合去表现为负超亲优势。［1］因
此，研究油菜种内和种间杂交对利用丰富的白菜型
油菜资源意义重大。本研究进行了矮壮青和黄秧
白，芥菜型油菜与甘蓝型油菜之间杂交，研究种间
和亚种间杂交的亲和性以及杂种后代的遗传特征，
分析二者之间存在的差异。并且分析各个组合杂种
后代的杂种优势、优良性状，创造有经济价值的新
种质。
1 材料和方法
1. 1 材料
选用两个白菜型油菜亚种 ‘矮壮青’和 ‘黄
秧白’进行亚种间杂交，芥菜型油菜 ‘雪里蕻’
和甘蓝型油菜品种‘中油 821’进行种间杂交。于
10 月上旬在宜春学院实验田播种，为了使父母本
花期相遇，甘蓝型油菜适当晚播。当地油菜生长季
节气候温暖湿润，适合油菜生长。
1. 2 方法
1. 2. 1 杂交方法 矮壮青和黄秧白之间的正反交
组合以及以芥菜型油菜为母本甘蓝型油菜为父本的
杂交，对母本进行人工剥蕾，严格去雄后套袋隔
离，并挂牌注明去雄时间、杂交组合名称。于第二
天早晨再进行人工授粉，最后套袋处理以防止串
粉，7d后去掉纸袋。授粉后 15d 后，取膨大的角
果进行胚培养。成熟时按组合分别收获种子。
1. 2. 2 杂交亲和性观察 将芥菜型油菜严格去雄
后套袋，第二天早晨收集新鲜的甘蓝型油菜的花
粉，将其轻轻涂抹于去雄后的母本雌蕊柱头，最后
套袋。分别于 4、8、12、16h后各摘取 5 枚母本雌
蕊，用卡诺液固定 1h，保存在 70%酒精中。接着
于 8mol /L NaOH溶液中浸泡 12h，再用蒸馏水反复
冲洗，然后在 0. 1%苯胺蓝溶液中染色 24h。最后
将染色的雌蕊放于载玻片压片，放于显微镜下观察
花粉管的萌发及伸长情况并用装有 CCD 的荧光显
微镜拍照。
1. 2. 3 胚培养 在芥菜型油菜与甘蓝型油菜杂交
中，人工授粉后 15 － 20d，摘取膨起的角果于烧杯
内，用 75%浓度的酒精和 0. 1%浓度的升汞溶液先
后进行 2min、15min 的浸泡消毒，消毒后取出角
果，再用无菌水漂洗 3 次。对所需的实验操作物品
进行消毒，最后在无菌实验操作台上，用镊子剥取
出角果内部幼胚移置于 MS 培养基的表面上，操作
完毕后将置于 27℃、12h光照 12h黑暗的光周期条
件下的培养箱里面进行培养。幼胚出芽时，将芽转
移到 MS +0. 25mg /L NAA +1. 5mg /L 6 － BA的培养
基中增殖培养。
1. 2. 4 杂种后代性状观察 将矮壮青和黄秧白正
反交，芥菜型油菜和甘蓝型油菜杂交得到的杂种在
符合油菜播种气候的时期种在土壤中，精心栽培并
观察记录其各阶段的生长状况以及形态性状。
1. 2. 5 花粉育性观察 在油菜开放旺盛的时候，
采摘杂种 5 枚花朵。在载玻片上滴加 1 ～ 2 滴醋酸
洋红染色剂，用镊子镊取饱满的花药置于载玻片染
色剂所在位置上，并用镊子压迫花药挤出花粉粒并
除去花药壁。然后盖上盖玻片置于显微镜下观察，
凡呈饱满、圆形、大、被染色程度深的花粉是可育
的，反之为不可育的。
2 结果与分析
2. 1 胚培养情况
以芥菜型油菜为母本，甘蓝型油菜为父本进行
人工杂交，在角果内生长出幼胚后进行该杂种的胚
培养实验。将幼胚共 25 个接种于 MS 培养基，不
加任何激素，蔗糖浓度 3%。培养 5d 左右，幼胚
根开始伸长，并产生大量白色根毛。继续培养，只
有 18 个胚即 72%的胚产生芽并长成幼苗。在培育
幼胚生长成幼株的一段时间后移栽至土壤中，全部
幼苗都能成活。
2. 2 杂种后代形态特征观察
将黄秧白和矮壮青正反交和以芥菜型油菜为母
本甘蓝型油菜为父本的杂交杂种种植于土壤后观察
各个杂交组合杂种后代的形态特征 (图 1A、B、
C)。矮壮青和黄秧白正反交杂种性状相似，很难
从外形上辨别两者。两杂种的植株高度都处于两亲
本之间，但是一级分枝数量超过了亲本，并且结实
率也超过了亲本。分枝高度较低，表现为丛生。处
于苗期阶段的正反交杂种对比，矮黄杂种性状更接
近矮壮青，植株矮小，叶片颜色淡绿。而黄矮组合
杂种其性状更接近黄秧白，植株稍高，叶片黄绿，
前者叶片较后者大，抽薹后两杂种性状才变得相似
几乎一样，表现在叶片大小、叶色、花期等方面。
成熟期植株遗传性状如表 1 表示，生长旺盛，分枝
较多，角果数多，且结实正常。
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第 12 期 宜春学院学报 第 37 卷
图 1 杂种形态学、花粉、花粉萌发情况
A:黄秧白;B:矮壮青 ×黄秧白;C:矮壮青;D:
芥菜型油菜 ×甘蓝型油菜杂种;(标尺 = 10cm)E:
芥菜型油菜 ×甘蓝型油菜杂种花(左:芥菜型油菜，
中:杂种，右:甘蓝型油菜);F:芥菜型油菜 ×甘蓝型
油菜杂种花的雌蕊和雄蕊;(标尺 = 1cm)G:矮壮青
×黄秧白杂种花粉;H:芥菜型油菜 ×甘蓝型油菜杂
种花粉;(标尺 = 50u)I:芥菜型油菜与甘蓝型油菜
杂交花粉萌发。(标尺 = 1mm)
表 1 杂种形态学特征
杂交组合
株高
(cm)
一 级
分枝数
第一分
枝高度
(cm)
每 株
角果数
角 果
种子数
黄秧白 ×矮壮青 129. 3 11. 0 21. 0 480 15. 0
矮壮青 ×黄秧白 138. 1 12. 6 20. 7 485 16. 1
黄秧白 153. 8 10. 0 22. 6 102 13. 5
矮壮青 97. 8 6. 9 25. 9 116 14. 0
芥菜型 ×甘蓝型 254. 5 18. 1 24. 5 60 3. 8
芥菜型油菜 165. 9 15. 0 39. 8 112 11. 0
甘蓝型油菜 210. 7 13. 0 56. 9 458 25. 6
芥菜型油菜和甘蓝型油菜杂种种子颜色接近芥
菜型油菜即红褐色，苗期阶段其性状更接近芥菜型
油菜 (图 1D)，抽薹后植株高大超过亲本植株高
度，枝条粗壮，一级分枝数目超过亲本，但是第一
分枝高度低于亲。植株形态类似芥菜型油菜，植株
高大 (表 1)。杂种叶片颜色接近甘蓝型油菜，叶
型也与甘蓝型油菜相似，表面有蜡粉，叶片颜色深
绿。花的形态介于双亲之间，大小接近芥菜型油菜
(图 1E)。雌蕊发育较好，但雄蕊发育较差，花药
不能伸至柱头顶部 (图 1F)。大多数角果内仅有 2
－ 3 粒种子，而且多数种子不饱满。大量角果未形
成种子，角果发育不良 (表 1)。
2. 3 杂种花粉育性与自交结实率
根据各品种杂种结实数据可知，矮壮青和黄秧
白正反交杂种其所结角果数目较多，几乎都是饱满
的种子，而芥菜型油菜和甘蓝型油菜所结角果数目
较少，不饱满的占大多数。另外通过花粉粒染色试
验可知，黄秧白和矮壮青杂种的花粉育性为 95%
左右，反交组合的花粉育性也为 95% 左右 (图
1G)。芥菜型油菜和甘蓝型油菜杂种的花粉育性仅
为 33%左右 (图 1H)。
2. 4 杂交亲和性的观察
以芥菜型油菜为母本，甘蓝型油菜为父本人工
授粉后的 4h，母本柱状上附着大量花粉，有 35%
以上的花粉出现萌发 (图 1I)。16h 后，花粉萌发
率为 95%左右，花粉管伸长并且能够伸长至胚珠。
说明大部分父本花粉可以克服种间杂交的殖隔离完
成雌雄配子的融合过程。授粉后 7d左右，角果部分
籽粒开始膨大。成熟期平均每个角果可形成 3 － 5
粒饱满种子，同时还有大量的不饱满种子形成。饱
满种子种植后部分能正常发芽，发芽率为 50. 5%。
所得全部植株经鉴定全部为真杂种(表 2)。
表 2 杂交亲和性观察
杂交组合
共 剥
花 蕾 数
收 获
种 子 数
饱 满
种子粒数
不 饱 满
种子粒数
发芽数 杂种数 亲和指数
黄秧白 ×矮壮青 195 258 217 41 92 92 0. 47
矮壮青 ×黄秧白 239 417 345 72 80 80 0. 33
芥菜型 ×甘蓝型 98 309 241 68 101 101 1. 03
3 结论与讨论
影响远缘杂交亲和性大小的因素有很多，其中
环境因素是影响油菜远缘杂交亲和性大小的因素之
一，［6］高温、长日照等环境条件能够促进受精作
用，因此通常选在阳光充足温度高的时间段对母本
进行人工去雄授粉。除此之外，很多实验研究证
明，远缘杂交其后代得到的难易程度与亲本的亲缘
关系密切相关，关系越近越容易得到后代，反之则
越困难。［7］本实验进行了白菜型油菜种内杂交实
验，即矮壮青和黄秧白之间的正反交，它们相对于
本实验所做的油菜种间杂交实验，即芥菜型油菜和
芥菜型油菜杂交组合，更容易得到杂种。以蔊菜为
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母本、甘蓝型油菜为父本进行杂交，直接人工去雄
授粉出现两个花序开花结实，相反以甘蓝型油菜为
母本、蔊菜为父本的杂交组合，授粉后的子房仅仅
是膨大而已，并且在其生长过程中会停止生长。［8］
白菜型油菜品种间虽然存在着一定的差异，但是本
实验所进行的矮壮青与黄秧白正反交的实验，实验
数据显示两个组合所得到的杂种其性状是有差异性
却是很小的，其杂交方向并没有影响后代的亲和
性。徐爱遐等［9］研究了甘蓝型油菜和芥菜型油菜
种间杂交亲和性发现，两种材料正反交后得到的结
果是不一样的。以芥菜型油菜为母本其它油菜为父
本的杂交能够比较容易地得到杂种，相反，以其它
油菜母本、芥菜型油菜为父本的杂交得到后代杂种
却是比较困难的。［10］刚好与本实验的结果一致，即
以芥菜型油菜为母本、甘蓝型油菜为父本杂交后较
容易的得到了其杂种。大多数研究发现，当两亲本
的染色体条数不一致时，一般而言，选择以染色体
数目多的作为母本，染色体数目少的作为父本，这
样的组合其后代杂种比反交更容易得到，有些反交
组合甚至得不到杂种。［11，12］相反，芥菜型油菜染色
体数目 36 条，甘蓝型油菜染色体数目 38 条，本实
验以染色体少的芥菜型油菜作为母本染色体数目多
的甘蓝型油菜作为父本，杂交后代比较容易得到。
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