一種小辣椒雄性不育性及其三系配套的研究

沈素香 鄭興國 朱方麗 陸德祥 范雅各 李洋 丁海燕

摘要：2004年從某一單生品種后代中分離獲得雄性不育株，通過多年回交轉育，于2011年獲得不育性穩定的簇生型和單生型小辣椒雄性不育系3198-1A和3048-1A，其特點是春夏季不育性穩定，9月上旬日照變短、氣溫下降后育性恢復。因此，利用大棚溫室進行“一茬二季”不育系繁種：春季將不育系與保持系按5 ∶[G-3]1比例種植，開花期進行人工輔助授粉，并用防蟲網防治天然雜交；秋季利用其育性的恢復獲得自交種子。2010年測配22個組合，其F1育性恢復性能好的組合有3414-3-5等3個，從而選育出2個優良小辣椒雜交組合3198-1A×3414-3-5和3048-1A×3414-3-5，實現了三系配套。同時，研究雄性不育花的形態，初步研究其遺傳特性和雜交制種技術。

關鍵詞：小辣椒；雄性不育性；回交轉育；三系配套

中圖分類號： S641303文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（201412-0208-03

小辣椒是指辣椒（Capsicum annuum L栽培種中果實長指狀、頂端漸尖的單生型或簇生型變種，其果實中辣椒素含量較一般的菜用椒高，是一種重要的調味蔬菜，在我國具有悠久的種植歷史，近年來發展很快[1]。但目前各地種植的品種多為常規品種，或者是農民自留自選的地方品種，生長勢弱，混雜度高，產量低。辣椒是常異花授粉作物，小辣椒的天然異交率一般為20%～30%（筆者2005年測定為21%，雜種優勢較強，其雜交種品種普遍具有生長勢強、抗性強、產量高、品質好、果型整齊等優點。目前選育辣椒雜交種的途徑主要有人工去雄授粉和利用雄性不育輔助授粉2個。利用雄性不育系制種，免去了人工去雄和授粉標記的麻煩，能降低制種成本，工作效率可提高11～13倍[5]。如能利用性不育種質選育出適合當地種植的優良小辣椒雜交品種，即能滿足生產對高產、優質新品種的迫切需要。

1小辣椒雄性不育種質資源的獲得及其研究利用概況

筆者長期從事小辣椒地方種質資源的收集與研究。2004年從某一單生品種后代中分離出小花藥雄性不育株，其花器特征見圖1。要想留住這難得的不育種質，必須尋找到保持系種質材料。因此，當年以該不育株為母本，以多個地方品種為父本，獲得20多種F1組合的種子。2005年觀察各F1的育性，發現有4種父本所在的組合表現出不同程度的育性分離，以這些組合中的不育單株再與父本株回交，獲得回交1代，從回交1代中再選不育株與父本回交，至2011年得到幾乎全不育的不育株系2個——3048-1A和3198-1A。3048-1A為簇生型，3198-1A為單生型，它們的回交父本3048-1和3198-1即是這2個不育系的保持系（3048-1B和3198-1B，其他2個父本轉育的回交后代材料不育性總是不穩定，最終被淘汰。由此可見，父本的遺傳背景對回交轉育不育系的重要性，這也驗證了沈火林等的觀點[6]。在轉育不育系的同時，通過廣泛測交，選擇出育性恢復較好的恢復系材料3414-3-5。經過多年的回交轉育和雜交篩選，初步完成了小辣椒“三系”配套的研究。

2小辣椒雄性不育系的花器特性

21形態特征

如圖1所示，雄性不育花的花蕾、花冠、花藥均比較瘦小，開花時花藥開裂遲，無花粉或少花粉；而它的保持系（正常花花蕾、花冠、花藥均比較大，花藥正常開裂，花粉多，花藥外布滿白色花粉。

[F（W10][TPSSX1tif][F]

將不育系和保持系不同發育時期的花蕾及其花藥置于數碼顯微鏡（愛國者數碼觀測王GE-5下觀察，并進行測量統計，其形態特征（多數指標取10朵花的平均值見表1。

從表1可見，不育系大花苞和中花苞的長度和寬度明顯小于保持系，花藥的長度和寬度也明顯小于保持系。在顯微鏡下觀察，花粉粒直徑在開花前3～4 d達到5～7 μm，以后逐漸開始解體，至開花前1～2 d已看不見正常花粉粒。

將這種不育系的花藥（開花前1～2 d與保持系的花藥切片鏡檢，可見保持系的花藥腔大，花粉粒充實、飽滿；而不育系花藥腔小，未觀察到花粉粒（圖2、圖3。

22生物學習性

該不育株在回交轉育初期（回交1～2代表現出明顯的高溫不育性。夏季白天最高溫度超過30 ℃，日平均溫度超過25 ℃，持續3 d后即進入不育狀態，表現為花藥瘦小、無花粉粒（花粉粒解體的特性。隨著回交代數增加（回交5～7代，對日照長度漸不敏感，整個春夏季均不育。當9月上旬白天最高溫度低于30 ℃、日平均溫度低于25 ℃、日照時間短于1283 h時，持續3 d后的育性逐漸恢復，花藥開始飽滿起來，開裂后可見到白色花粉粒，在顯微鏡下觀察到直徑30 μm的正常花粉粒，在自然狀態下能正常結實。

3小辣椒雄性不育系的繁殖技術

小辣椒的雄性不育系在春夏季高溫期（5月上旬至8月下旬不育性穩定，秋季氣溫下降后（日平均溫度降至25 ℃以下時育性逐漸恢復，能自交結實。根據這一特性，不育系種子的繁殖可采用“一茬兩季”繁種。

第1階段為春季繁種。12月下旬開始育苗，不育系和保持系以5 ∶[G-3]1的比例分別在多層覆蓋的保溫大棚內同期播種、育苗，3月下旬至4月上旬分別定植在單棟大棚中，5月大量開花時用保持系的花粉給不育系授粉，具體方法如下：每天08：00前將花冠已開放的保持系花朵采下放入淺口塑料容器或玻璃容器中（未開裂散粉的會逐漸開裂散粉，切忌用金屬容器（金屬容器在陽光下溫度太高會使花粉失活。授粉時選擇花藥全裂開、花粉散出的保持系花朵，將其花瓣后翻，用右手拇指、食指和中指捏住花柄及花冠，左手捏住不育系花朵，用保持系花藥部位（上面沾滿花粉對準不育花柱頭輕輕涂抹2～3次，保證不育花柱頭上沾滿花粉，每朵父本花可給4～5朵母本花授粉。每天如此，直至7月中上旬高溫來臨。進入高溫期后停止授粉，注意肥水管理，使果實能在八月底之前成熟。每株可結20多個果實，紅熟后及時收獲，攤晾、曬干。endprint

第2階段為秋季制種。8月下旬不育系上的紅熟果收完后進行植株調整，將一些老化的大分枝剪除，同時追施尿素150 kg/hm2，以促進基部小分枝的發生，約20 d后就能陸續開花。此時氣溫下降、日照變短，不育系的花藥已恢復正常，能自行正常結果，至12月拉秧（大棚內時，每株又可結紅熟果20多個。

需要注意的是，在不育系開花坐果期，一定要做好隔離，如用防蟲網防治天然雜交，以確保不育系種子的純度。

4優良恢復系的篩選

將不育株系與除保持系外的所有優良辣椒品種（含有恢復基因種質廣泛雜交，觀察各組合F1的育性恢復率和產量等性狀，育性恢復好、產量高的強優勢組合的父本品種即為恢復系。2009年將優良純合的22個小辣椒品種與不育株系雜交，獲得22個雜交組合，觀察各F1的育性，發現只有3414-3系（3414-3-4、3414-3-5、3414-3-7材料對雄性不育的恢復性接近100%，以父本為3414-3-5的F1性狀最優，遂確定其為該雄性不育系的最優恢復系父本，其姊妹系 3414-3-7 和3414-3-4為備用恢復系父本。

2011—2013年將不育株系與恢復系材料3414-3-5進行雜交，然后進行篩選。目前已選出純合優良、恢復性能好的恢復系材料，選育出2個優良小辣椒雜交組合3198-1A×3414-3-5和3048-1A×3414-3-5。

5雜交制種技術

利用上述不育種質進行雜交制種時，授粉期應安排在氣溫適宜、不育性穩定的5月上旬至7月上旬。具體方法與不育系春季繁殖類似。也是12月下旬開始育苗，不育系和恢復系以10 ∶[G-3]1的比例分別在多層覆蓋的保溫大棚內同期播種、育苗，3月下旬至4月上旬分別定植在單棟大棚中，5月大量開花時用恢復系的花粉給不育系授粉，具體方法參照“3”節。

6結論

本研究中的雄性不育性在整個春夏季比較穩定，而進入9月后隨著氣溫降低和日照變短，育性逐漸恢復。不育性狀具體表現為在開花前2～3 d花粉粒直徑5～7 μm時逐漸解體，至開花前1～2 d時完全解體。這種不育性的影響因子和影響機理等目前尚不明了，有待于進一步研究。

目前初步判斷該雄性不育性可能受2對等效不育基因控制，另外可能還受微效的修飾基因控制，具體的遺傳機理有待于進一步研究。

目前雖已實現了三系配套，但是恢復系源只有1個（3414-3，要想獲得更好的雜交組合，需要更廣泛地收集、篩選優良恢復系材料。

[HS2][HT85H]參考文獻：[HT8SS][HJ19mm]

[1][（#]王玉斌，蔣繼遠 小辣椒產業發展研究[J] 現代經濟信息：學術版，2008（9：249

[2]沈素香，唐義富，鄭興國，等 辣椒三種自交方法的比較[J] 種子，2006（3：89-90

[3]王恒明，王得元，李穎，等 辣椒核質互作雄性不育三系雜種優勢利用研究進展[J] 廣東農業科學，2003（5：16-18

[4]王友斌，王金鈴 辣（甜椒雜種優勢利用途徑分析[J] 世界農業，2003（4：50-52

[5]王述彬，趙華侖，劉金兵，等 辣（甜椒胞質雄性不育系雜種優勢利用及其制種技術[J] 江蘇農業學報，2002，18（3：143-146

[6]沈火林 辣椒雄性不育穩定性對雜種種子純度影響的研究[C]//全國蔬菜遺傳育種學術討論會論文集，2002：181-185endprint