全 文 ：芸薹属异源六倍体 CGMCC No.2553
多类型再生植株的获得
张德双 张凤兰 徐家炳
（北京蔬菜研究中心，100097）
在芸薹属作物中，3 个二倍体基本种 （或原始
种）分别是 : 芸薹（Brassica campestris，2n=20，AA）、
甘蓝 （Brassica oleracea，2n=18，CC）、黑芥 （Brassica
nigra，2n=16，BB）。 由 3 个基本种衍生的 3 个异源
四倍体（双二倍体）复合种(或次生种)分别是：甘蓝
型 油 菜 （Brassica napus，2n =38，AACC）、 芥 菜
（Brassica junceae，2n=36，AABB） 和埃塞俄比亚芥
（Brassica carinata，2n=34，BBCC）。 芸薹属作物 3个
二倍体基本种和 3 个异源四倍体复合种之间的遗
传关系已经研究得非常清楚。早在 1935年，日本科
学家就提出禹氏三角（U’triangle）表示它们之间的
关系[1]。 正确理解芸薹属不同种各单染色体组之间
的关系，不仅有助于解释芸薹属各个种之间的进化
关系，而且将加快芸薹属种间的基因转移，创造芸
薹属的新资源。 研究表明，A，C 基因组来源于相同
或相似的基因型，B 基因组可能来自另一个地理生
境， 因此，A，C 基因组间的亲缘关系要比它们与 B
基因组的关系密切[2～5]。 Attia等[2]研究不同双单倍体
杂种中染色体配对和交叉频率， 发现 A 和 C 基因
组染色体之间的配对情况远好于 A，B和 B，C，这说
明 A 和 C 基因组之间可能具有较近的亲缘关系。
但是，白菜与甘蓝无法通过常规育种手段直接杂交
获得杂交后代，通常采用体细胞杂交或原生质体融
合和胚拯救等技术获得二者种间杂种 ， 而白菜
（Brassica campestris L. ssp. pekinensis，2n=20，AA）
与甘蓝型油菜（Brassica napus，2n=38，AACC）极易
杂交， 这些都表明 A，B，C 染色体组间既存在相似
性，又存在复杂性。
北京蔬菜研究中心引进了一份芸薹属异源六
倍体复合种 CGMCC No.2553 材料， 该材料兼具有
A，B和 C染色体基因组。 研究表明，应用常规的方
法， 芸薹属异源六倍体复合种 CGMCC No.2553 可
以与大白菜杂交，但结实率极低。 由于芸薹属异源
六倍体基因组组成较为复杂，所以先采用游离小孢
子培养技术快速纯合重要性状，创造更多能与大白
菜杂交的芸薹属新种质，将获得的多类型 DH 单株
与大白菜品种杂交，获得二者的杂交后代。
游离小孢子培养技术已广泛应用于芸薹属作
物中，国内已成功将甘蓝型油菜、大白菜等作物的
小孢子培养技术应用于育种实践中， 并选育出品
种。 利用小孢子培养获得的 DH再生植株不仅可以
缩短常规育种周期，而且应用 DH 永久群体构建的
遗传图谱可以用来标记重要性状，定位、克隆重要
基因等。
摘 要 应用游离小孢子培养技术对兼具有 A，B，C 染色体组的芸薹属异源六倍体 CGMCC No.2553 （AABBCC，n=
27）材料进行游离小孢子培养。结果表明，供试材料具有胚胎发生能力，并获得 DH 再生植株。220 份驯化后的再生植
株定植于日光温室中自交留种，其中 12 株获得自交种子。 分别将 DH 植株与 3 份大白菜品种正、反交授粉杂交，得
到 4 份杂交种 F1代。经田间植物学鉴定，获得的杂交种为真正的杂种。目前，4 份杂交种的染色体组成、倍性、育性等
正在研究中。 所获得的 DH 植株为今后构建遗传图谱，标记和定位重要的基因等后续研究奠定了基础。
关键词 芸薹属异源六倍体 CGMCC No.2553 游离小孢子培养 再生株 大白菜 杂种一代
基金项目：北京市农林科学院青年基金资助
张德双（1969－），男，博士，副研究员，主要从事大白菜育种
等研究工作，电话: 010-51503038
收稿日期：2008-12-15
DOI:10.3865/j.issn.1001-3547(x).2009.06.005
2009（6）：15－18JOURNAL OF CHANGJIANG VEGETABLES
（学术版）
15- -
1 材料与方法
1.1 试验材料
芸薹属异源六倍体 CGMCC No.2553（AABBCC，
n=27）兼具有 A，B 和 C 染色体基因组，虽为同一株
采收的种子，但芸薹属异源六倍体 CGMCC No.2553
个体间差异较大。 表现为：有的植株叶片有缺刻，有
的植株叶片为板叶；花色有黄花和白花等；茎部有
紫色，浅紫色，浅绿色带蜡粉等。 芸薹属异源六倍体
苗期照片如图 1，抽薹、现蕾期照片如图 2。
1.2 试验方法
①游离小孢子培养 10 月中
旬，将芸薹属异源六倍体 CGMCC
No.2553 萌动种子放于 4℃冰箱中
人工春化 15～20 d，11 月初播种于
日光温室， 待长到一定苗龄后定
植到日光温室。 在第 2 年盛花期
取材， 参考已发表的绿菜花游离
小孢子培养方法 [6]，对供试材料进
行游离小孢子培养。
②DH再生植株的获得、 留种
暗培养 20 d后，小孢子胚发育到子
叶期， 将子叶胚转接到装有 B5固
体培养基的培养皿中， 然后再转
移根、茎、叶分化良好的幼苗到三
角瓶中， 多次继代后获得发育健
壮的再生苗，驯化后，定植于日光温室中，人工
蕾期自交留种。
③DH再生植株与大白菜杂交种的获得、鉴
定 在 DH 再生植株自交留种的同时， 取 DH
再生植株的花粉分别涂抹到 3 份大白菜品种柱
头上或取大白菜的花粉涂抹到 DH 再生植株
上，获得二者间的杂交种子。 播种收获的种子，
通过田间性状观察的方法，鉴定杂种的真实性。
2 结果与分析
2.1 DH再生植株的获得
芸薹属异源六倍体 CGMCC No.2553 材料
具有胚胎发生能力， 可以获得胚状体和再生植
株。图 3为获得的子叶胚、子叶胚转移到培养皿
中诱导成苗。由图 3可见，一次培养获得的胚状
体数量不多， 说明基因型明显影响胚胎发生能
力。 转移健壮的幼苗到三角瓶中继续生长、分
化，形成再生苗（图 4）。 图 4为定植前的再生植
株。 试验中发现一个有趣的现象，供试材料的子叶
胚极易分化出多个再生苗或再生植株，表现为“一
胚多苗”的现象，这不仅有利于获得同一基因型的
多个再生植株，而且提高了再生株定植成活率。图 5
为芸薹属异源六倍体再生植株的不同表现。 由图 5
可见，再生植株主要表现为叶片缺刻的深、浅，紫色
的有无等区别。 图 6 为芸薹属异源六倍体再生植株
群体。由图 6 可见，DH植株花期长势旺，植株高，分
枝多。 图 7为芸薹属异源六倍体再生植株的花。 由
图 1 芸薹属异源六倍体的苗期 图 2 芸薹属异源六倍体抽薹、现蕾期
图 3 芸薹属异源六倍体的子叶胚和胚诱导成苗 图 4 芸薹属异源六倍体的再生苗
图 5 芸薹属异源六倍体再生植株的不同类型
图 6 芸薹属异源六倍体的再生植株群体（抽薹、开花）
2009/6 张德双，等.芸薹属异源六倍体 CGMCC № 2553 多类型再生植株的获得 16- -
图 7 可见，花瓣颜色有黄色、白色，雄蕊有的可育，
有的不育，雄蕊的长短不同等。 图 8 为芸薹属异源
六倍体再生植株的花穗、结实。 由图 8 可见，DH 再
生植株的花较大，结实性好，但每荚中种子数量较
少。图 9为芸薹属异源六倍体的再生植株的分枝和
根部状况。由图 9可见，由根部萌发的主枝较多，最
多可以达到 3～4个。 DH再生植株经过一定的低温
处理，可以获得一些叶片皱缩突变体（图 10）。图 11
为再生植株与大白菜的杂交种。由图 11可见，杂交
种表现为中间类型，性状更偏向于大白菜。
综上所述， 获得的 DH 再生植株性状差异较
大，表现为类型多样、性状各异等。 性状主要表现
为：花色有黄色、白色和浅黄色；花粉有的多，有的
少，有的全无；同一朵花的雄蕊有的可育，有的不
育，6个雄蕊的长短也不同等。 可见，对芸薹属异源
六倍体 CGMCC No.2553 进行游离小孢子培养，可
以获得多种类型的中间材料，而且也可以获得与大
白菜杂交的中间类型材料。
2.2 DH 再生植株的自交结实
2007-2008 年， 在日光温室中共定植 220 株
DH再生植株。在蕾期，采用人工剥蕾的方法自交留
种。 目前仅获得 12株 DH再生植株的自交种子，其
余 208 株再生株因为前期无花粉、花粉少，染色体
基因型不配对等内在原因， 自交后没有得到种子。
但是，在 208 株 DH 再生植株中，部分没有套袋的
枝条可以获得若干种子，这些种子是自交种子还是
杂交种子还有待进一步鉴定。 另外，有的 DH 再生
植株初花期花粉量较多，后期逐渐减少，而且多次
重复授粉很难得到自交种子，其原因有待于进一步
研究。
更有意义的是， 将再生植株置于 4～5℃低温条
件下处理 15～20 d或自然慢慢通过低温处理 30～40 d
后，定植到日光温室中生长，在生育后期可以获得
一些叶片皱缩突变体 （图 10）。 试验证明，2007-
2008 年，采用上述方法重复进行试验，每次都能获
得一定数量的叶片皱缩突变体。
2.3 大白菜与 DH再生株杂交 F1代的获得及鉴定
采用 3 份大白菜 （08-784，08-786 和 08-916）
分别与 DH 再生株正反交杂交，部分杂交可以正常
结实，目前，已经得到 4 份杂交 F1 代种子，并获得
了幼苗。 通过田间植物学性状鉴定，认为是真正杂
种。 同时，正在采用 SSR等分子标记技术鉴定杂交
种的真伪性。
3 小结与讨论
3.1 游离小孢子培养
芸薹属异源六倍体 CGMCC No.2553 的游离小
孢子培养技术规程与绿菜花的培养技术相似，热激
处理温度为 32.5℃ 1 d，蔗糖浓度以 10%为宜。因芸
图 7 芸薹属异源六倍体不同再生植株的花
图 8 芸薹属异源六倍体的再生植株花穗、结实
图 9 芸薹属异源六倍体再生植株的分枝和根部状况
图 10 再生植株叶片皱缩突变体 图 11 再生植株与大白菜的杂交种
2009 年 3 月下半月刊（学术版）17- -
薹属异源六倍体 CGMCC No.2553 花蕾较大， 取材
时健康花蕾长度在 2.0～3.5 mm 为宜。 芸薹属异源
六倍体的胚胎发生率较低，因为没有详细地研究影
响供试材料胚胎发生的各种因素，从而优化培养条
件，因此，没有获得较高的胚胎发生率。 供试材料单
个胚的成苗率较高，一般一个胚可以分化成 3 株或
更多的再生苗，这种现象在大白菜品种的游离小孢
子培养中很少发现。 “一胚多苗”的优点首先是能够
提高 DH 再生株的成活率，其次有利于获得基因型
相同而某些性状不同的突变型和野生型材料，如本
研究中获得的叶片皱缩突变体。 由于它们只在叶片
皱缩单一性状上表现差异，而其他的遗传性状完全
一致， 因此它们是很好的野生型和突变型材料，为
研究叶片皱缩的遗传规律，定位、克隆和分离叶片
皱缩基因，并探讨叶片皱缩性状在育种中作为标记
性状的应用等提供了可能。
3.2 再生株自交结实
在游离小孢子培养过程中，芸薹属异源六倍体
CGMCC No.2553 的染色体会发生随机重组、 交换
等，出现 A，B，C 染色体间的多种组合，随后有的自
然加倍，成为二倍体、异源四倍体或其他多种倍性，
因此，DH 再生株会出现许多类型， 表现在叶片缺
刻、茎部颜色、花瓣颜色、花药多少、育性、倍性等性
状的不同。 在盛花期，有的 DH植株由于无花粉、花
粉干或花粉不稳定、染色体不配对等，导致自交不
结实， 在本研究中，220株再生植株仅获得 12 株再
生株的自交种子。
3.3 大白菜与 DH再生植株杂交种的获得
所获得的 DH 单株可以与 3 份大白菜正反交
杂交的 F1部分杂交结实正常。 目前，已经验证了获
得的 F1代为真正的杂交种。 可见，以芸薹属异源六
倍体 CGMCC No.2553 为材料进行游离小孢子培
养，不仅拓宽了芸薹属的种质资源，而且获得的部
分 DH 再生株可以与大白菜品种杂交，为今后获得
大白菜 DH 永久作图群体，构建遗传图谱，开展相
关基因的研究奠定了基础，也为研究芸薹属 A，B和
C染色体的共线性提供了依据。
参考文献
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生和植株再生[J].华北农学报，1998，13（3）：102-106.
Regeneration of Plant with Multiple Types from Allohexaploid CGMCC No.2553 in
Brassica
ZHANG Deshuang, ZHANG Fenglan, XU Jiabing
( Beijing Vegetable Research Center, Beijing 100097 )
Abstract: Crossing with Chinese cabbage ( Brassica campestris L. ssp. Pekinensis ), Brassica allohexaploid CGMCC No.
2553 ( AABBCC, n=27 ), which owns A, B and C chromosomes simultaneously, was used for isolated microspore culture.
The results showed that it could form embryoid and could get regenerated plants. 220 regenerated plants were grown at the
greenhouse without heating apparatus. 12 DH plants got seeds by self -pollination. Through crossing DH lines with 3
Chinese cabbage pure lines, 4 F1 hybrids were obtained. These hybrids were genuine hybrids by field checkup. They will
be used for linkage map construction, locating and cloning the important genes in the future.
Key words: Brassica allohexaploid CGMCC No.2553; Isolated microspore culture; Regeneration of plants; Chinese
cabbage; Hybrid F1
2009/6 张德双，等.芸薹属异源六倍体 CGMCC № 2553 多类型再生植株的获得 18- -