全 文 ：基金项目：农业部公益性行业科研专项（nyhyzx07-007）。
第一作者简介：郑明福，男，1954年出生，湖南省蔬菜研究所副研究员，从事十字花科蔬菜育种栽培研究。通信地址：410125湖南长沙芙蓉区远大二
路930号湖南省蔬菜研究所。Tel：0731-84690347，E-mail：zhengmingfu888@sohu.com。
收稿日期：2009-11-17，修回日期：2009-12-11。
芸薹属种间远缘杂交结实的特异性观察
郑明福 1,2,3，丁茁荑 1,2,3，汪端华 1,2,3，陈 娟 1,2,3
（1湖南省蔬菜研究所，长沙 410125；2湖南省蔬菜工程技术研究中心，长沙 410125；
3湖南兴蔬种业有限公司，长沙 410125)
摘 要：通过对甘蓝型油菜与白菜、白菜与甘蓝型油菜进行种间远缘杂交，观察杂交当代结荚、结籽以及种
子发育的特异性。采用特定的芸薹属甘蓝型油菜、白菜不育系材料和白菜、甘蓝型油菜自交材料进行配
组，选用染色体数目不同的甘蓝型油菜不育系和白菜薹不育系分别与白菜薹和甘蓝型油菜进行杂交，观
察分析杂交后的种子发育过程，分析不同组合的结荚、结籽以及种子发育的特异性。结果表明：以染色体
数目多的油菜不育系为母本，杂交亲和力明显高于以染色体数量少的白菜型不育系做母本的杂交组合；
虽然其结实率远低于非远缘杂交组合，但所结的种子大多发育正常；而以染色体数量少的白菜型不育系
为母本同染色体数目多的甘蓝型油菜进行杂交，在种胚的发育过程中，出现严重的遗传紊乱，致使杂交结
实过程中出现授粉困难，授粉后绝大部分受精不良，甚至胚发育死亡，特别是部分种子尚未发育成熟即在
荚内发芽等特异情况的发生得到了反复验证，但其内在机理尚不清楚。
关键词：芸薹属；种间远缘杂交；波利马不育系；萝卜质不育系
中图分类号：S641.3 文献标志码：A 论文编号：2009-2409
The Specific Result of Seed-Bearing Observation from Distant
Hybridization between Brassica Species
Zheng Mingfu1,2,3, Ding Zhuoyi1,2,3, Wang Duanhua1,2,3, Chen Juan1,2,3
(1Hunan Vegetable Research and Development Center, Changsha 410125;
2Hunan Vegetable Research institute, Changsha Hunan 410125;
3Hunan Xingshu Seed Industry Co., Ltd., Changsha 410125)
Abstract: The specificity of pod-bearing, seed-bearing and seed development of hybrid contemporary was
observed by interspecific distant hybridization between Brassica napus L. and cabbages, or between cabbages
and Brassica napus L.. The specific Brassica, including CMS line of Brassica napus L. and cabbages, and the
inbred lines of cabbages and Brassica napus L., were combinated. The CMS line of Brassica napus L. and
cabbages were crossed with cabbages and Brassica napus L. respectively, and the Chromosome number of each
material was different. The process of seeds development was observed, and the specificity of pod-bearing,
seed-bearing and seed development in the different combination was also observed and analyzed. The results
showed that: When the CMS line of oilseed rape, which chromosome number was large, were used as female
parent, their hybrid affinity was significantly higher than hybrid combinations by using CMS line of cabbages
which chromosome number was small as female parent. Although the seed-setting rate was much lower than
the combination of non-distant hybridization, the development of most seeds was normal; The CMS line of
cabbages which chromosome number was small and were used as female parent, were crossed with Brassica
napus L. which chromosome number was large. There existed serious genetic disorders during the process of
embryo development. The pollination became difficult in the process of cross-fertile and most of embryo was
hard to fertilized, even the embryo put to death. Especially, the peculiar situation that part of seeds which were
中国农学通报 2010,26(7):207-209
Chinese Agricultural Science Bulletin
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
0 引言
芸薹属植物远缘杂交在转育有利基因，创造新的
遗传类型上具有重要的作用。前人大量研究证明，芸
薹属植物种间远缘杂交，其F1代生长旺盛，生长势强，
生物产量高，表现出很强的杂种优势[1-2]，从多年的杂交
育种实践中观察到，芸薹属变异种——菜薹（包括红菜
薹、白菜薹、菜心等）种间远缘杂交，其F1代表现出强大
的营养体杂种优势，营养体生长特别旺盛，菜薹产量
高，植株抗逆性强，对于蔬菜上只注重利用营养体优势
而非籽实优势来说具有重要的现实意义，但菜薹远缘
杂交的生产应用尚存在着诸多的难点[3-5]，其中最主要
的问题是亲本杂交的不亲和性所引起的杂交障碍及由
于亲本染色数目不同等遗传背景所产生的遗传紊乱，
笔者以具有不同染色体数的油菜和菜心为材料，调查
芸薹属植物远缘杂交的结实情况和后代表现，为芸薹
属植物远缘杂交育种提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
甘蓝型油菜不育系[波利马不育系]（B.napus L.，
2n=AACC=38）、甘蓝型油菜（B. napus L.，2n=AACC=
38）湘油十五号、湘油十七号（材料来源于湖南省作物
研究所油菜研究室）。白菜薹（B. campestris L.，2n=
AA=20）；菜心（B.campestris L.，2n=AA=20）、品种：广
西石排菜心（来源于广西石排）；A07-11(A)（B.
campestris L.，2n=AA=20）[广西石排菜心转育的白菜
型波利马不育系]；抽薹、花器如图1。
1.2 试验方法
（1）以甘蓝型油菜不育系[波利马不育系]为母本
与广西石排菜心，在网棚内通过人工授粉进行杂交，观
察杂交亲和力，种子发育的情况，结实情况。
（2）以A07-11(A)[系广西石排菜心转育的波利马
不育系]为母本与甘蓝型油菜—湘油十五号作父本，在
网棚内通过人工授粉进行杂交；以A08-64[系白菜薹类
型的材料转育的波利马不育系]为母本与甘蓝型油菜品
种湘油十五号、湘油十七号、C08-26（系甘蓝型油菜不
育系选育的可育株）在网棚内通过人工授粉进行杂交；
观察其杂交亲和力，种子发育的情况和结实情况。
（3）以白菜薹类型的材料转育的萝卜质不育系为母
本与甘蓝型油菜选育材料（800A-15、800A-16、800A-18、
800A-20、800A-22、800A-23、800A-25）为父本进行杂
交，观察杂交亲和力，种子发育的情况和结实情况。
2 结果与分析
2.1 以甘蓝型油菜不育系[波利马不育系]为母本与广
西石排菜心杂交
共调查1348荚，平均每荚结籽10.11粒，其中正常
籽粒为9.26粒，占91.54%；籽粒异常(小于正常籽粒的
1/2)为 0.86粒，占 8.46%，如表 1，收种时未发现荚内种
子发芽的情况；种子发育基本正常，没有出现遗传紊乱
等不正常现象。
2.2 以A07-11(A)[系广西石排菜心转育的波利马不育
系]为母本与湘油十五号杂交
共调查 614荚，其中完全没有种子的 133个荚，占
21.66%。有籽荚平均每荚结籽 7.19粒，正常籽粒 0．
47粒，占6.54%；已发芽籽粒0.44粒，占6.12%；非正常
籽粒(小于正常籽粒的 1/2)为 6.28粒，占总籽粒数的
87.34%；见表1。
2.3 以白菜薹类型的材料转育的萝卜质不育系为母本
进行杂交
调查显示，以白菜薹类型的材料转育的萝卜质
不育系为母本进行杂交，其结荚、结籽情况基本上与
广西石排菜心转育的波利马不育系为母本杂交后出
现的结果一致，有部分种子发育不正常，杂交结实出
现遗传紊乱，平均每荚异常籽粒数为 1.30~5.32粒，
占每荚总粒数的 29.01%~46.78%，种子在荚内发芽数
为每荚 2.27~5.16 粒，占每荚总粒数的 36.04% ~
59.68%，见表 2。
not matured germinates in the pod was verified repeatedly, but its inherent mechanism was still not very clear.
Key words: Brassica; interspecific distant hybridization; polima CMS line; Ogu CMS line
组合
油菜A×B05-8
A08-40×湘油15号
A08-64×湘油15号
A08-64×湘油17号
08-64×C08-7
结荚数/个
1595
614
116
49
184
空荚数/个
247
133
25
18
56
空荚数占比例/%
15.5
21.66
21.55
36.73
30.43
每荚结籽粒数/粒
10.11
7.19
4.84
2.55
3.55
其中
正常籽粒
粒数
9.26
0.47
0.32
3.0
0.35
%
91.54
6.54
6.62
3.8
9.87
荚内发芽籽粒
粒数
0.0
0.44
0.08
0
0.31
%
0.0
6.12
1.65
0
8.73
异常籽粒
粒数
0.86
6.28
4.44
76.0
2.89
%
8.46
87.34
91.73
96.2
81.4
表1 波利马不育系远缘杂交授粉结实杂交亲和力遗传特异性观察
·· 208
3 讨论
3.1 芸薹属植物种间远缘杂交亲和性与染色体组型有
关且正反交差异明显
试验观察中，不同的品种进行杂交后发现，染色体数
量多的做母本成功的几率大些[6-7]。用染色体数量多的甘
蓝型油菜材料做母本同染色体数量少的白菜型材料做父
本进行杂交，亲和力较好，结实比较正常；未出现杂交结籽
异常的情况；试验结果验证了前人所得出的芸薹属农作
物种间杂交亲和性的强弱与染色体组型有关，染色体组
型相同或相似的种间杂交亲和性强，具有部分同源染色
体组的两个亲本的亲和性较强[8]。证明了具有相同染色
体组的油菜杂交容易得到杂种。染色体数量多的做母本
成功几率大些，这与前人所得的结论是吻合的[9-10]。
3.2 芸薹属植物种间远缘杂交种荚发育异常及其原因
用染色体数量少的白菜型材料做母本同染色体数
量多的甘蓝型油菜材料进行杂交，所结的籽粒，绝大部
分为籽粒出现异常，表现为籽粒小，干瘪、不能发芽，为
胚发育中途死亡；虽然胚乳发育已中止，但营养物质的
输送并未停止，因此可见大量的营养物质在荚内的两
片果瓣上堆积，使假隔膜不规则地增厚，上面堆积一层
厚厚的棉絮状的物质，如图2。
用染色体数量少的白菜型材料做母本同染色体数
目多的甘蓝型油菜材料进行杂交，所结的籽粒很少，而
大部分表现为籽粒不正常，其原因是受精之后，在胚胎
的发育过程中，由于植株自身的“识别”功能，往往出现
胚乳的败坏，导致胚的最终死亡而得不到杂种。一是
异源花粉黏合程度低，花粉黏合时间推迟，花粉难以粘
附在柱头上萌发；二是少数萌芽的花粉花粉管生长迟
缓，且发生严重扭曲、分叉畸形，且由于乳突细胞内产
生大量胼胝质而难以到达胚囊，导致受精受阻。受精
之后，由于远缘杂交的不亲和性，在胚胎的发育过程
中，由于胚乳的衰败，导致胚的最终死亡，一般的人工
杂交较难成功。即使偶尔受精结籽，其正常发育的籽
粒极少，而这些显得比较正常籽粒中的大多数籽粒在
荚内种子生理成熟以后，未等种子完全发育成熟，就已
开始萌发出芽，如图3。
表2 萝卜质不育系远缘杂交授粉结实杂交亲和力遗传特异性观察
组合
800A-23×C08-26
800A-16×C08-26
800A-15×C08-26
800A-18×C08-26
800A-25×C08-26
800A-20×C08-26
800A-22×C08-26
结籽荚数/粒
12
62
129
19
41
63
38
每荚结籽粒数
5.17
6.31
9.45
11.53
5.88
3.83
9.29
其中
正常粒数/粒
0.67
1.08
0.77
1.42
0.46
0.24
0.42
占百分比/%
12.89
17.13
8.12
12.32
7.88
6.21
4.53
荚内发芽粒数
3.0
2.27
5.16
4.79
2.88
2.29
4.71
占百分比/%
58.03
36.04
54.55
41.54
48.95
59.68
50.70
异常籽粒/粒
1.50
2.95
3.53
5.32
2.54
1.30
4.16
占百分比/%
29.01
46.78
37.32
46.10
43.14
33.94
44.76
图2 假隔膜不规则地增厚
参考文献
[1] 王国槐,官春云,陈社员,等.十字花科芸薹属种间杂交营养优势的
利用研究[J].作物学报,2003,29(1):54-58.
[2] 王国槐,官春云,陈社员.十字花科种间杂交亲和性雄性不育细胞
质遗传效应[J].中国油料作物学报,2005,27(2):66-68.
[3] 祝朋芳,魏毓棠.大白菜和羽衣甘蓝种间杂交研究[J].中国蔬菜,
2004(3):9-11.
[4] 刘宏波,刘忠松.油菜远缘杂交亲和性研究进展[J].作物研究,2005
(3):456-463.
[5] 邓婧,李栒.芸薹属植物远缘杂交不亲和性以及杂种后代遗传特性
的研究进展[J].作物研究,2006(5):459-464.
[6] 郝良光,夏绍南,陈俊英,等.杂交组合与正反交后代优势比较分析
[J].江西棉花,2005,27(3):7-12.
[7] 何启钧,陈如凯,林彦铨,等.甘蔗亲本正反交对经济性状的相对效
应[J].福建农学院学报,1992,21(4):368-373.
[8] 曹永强,谢甫绨,张惠君,等.大豆不同亲本正反交后代开花期吉片
叶绿素含量遗传研究[J].大豆科学,2007,26(3):431-434.
[9] 潘家驹.作物育种总论[M].中国农业出版社,1994,:127-147.
[10] 姚行成,杜雪竹,李再云.芸薹属栽培种与近缘种的远缘杂交及进
展[J].2006,25(6):693-705.
郑明福等：芸薹属种间远缘杂交结实的特异性观察
图1 波利马不育系 图3 不正常发芽
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