1、湖 南 农 业 大 学全日制普通本科生毕业论文辣椒雄性不育系的形态特征观察OBSERVATIONS OF MORPHOLOGICAL CHARACTERISTICS OF MALE STERILE LINES IN HOT PEPPER 学生姓名：XXX学 号：XXXXXXXX年级专业及班级：XX 级园艺指导老师及职称：XXX 副教授学 院：园艺园林学院湖南 长沙提交日期：2014 年 5 月湖南农业大学全日制普通本科生毕业论文诚 信 声 明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其
2、他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。毕业论文作者签名：年 月 日目 录摘要.1关键词 . .1 1 前言 .22 试验的材料和方法 .32.1 试验材料 .32.2 试验的时间与进程 .32.3 观测项目与方法 . 32.3 花器官的各项指标32.3.2 植株农艺性状相关指标.33 结果与分析.43.1 辣椒不育系及其保持系花器官的各项指标.43.2 植株农艺性状的指标 6 4 结论与讨论 .7参考文献 .8 致谢 .90辣椒雄性不育系的形态特征观察学 生：XXX 指导老师：X
3、XXX 教授摘 要：辣椒具有明显的杂种优势,利用胞质雄性不育系（GMS）作母本获得杂种一代是辣椒杂种优势利用的重要途径。本试验以辣椒为研究对象,以细胞质雄性不育系（CMS）G06-77A 和G06-77B 为材料，试验表明不育系的长势、株幅、分枝明显强于可育株。各不育系的雌蕊功能正常，花药瘦小，干瘪， 个别花药虽与保持系相似，但无粉粒或极少。关键词：辣椒；雄性不育；形态特征；农艺性状；Observations of morphological characteristics of male sterile lines in hot pepper Student:Sanling XuTutor:
4、 Yanping Cai(Normal College of Scientific Technology, Hunan Agricultural University,Changsha 410128, China)Abstract: Pepper（Capsicum annuum L ）shows the remarkable heterosis.Producting Hybrid seeds using cytoplasmic male sterility（CMS）as femaleparents is a very important way to utilize heterosis in
5、pepper.In this experiment, pepper is the research object,we use pepper CMS G06-77A and G06-77B as experiment materials,It is obvious that the male on stigma of male sterile lines. The flower parts of the male sterile lines are significantly smaller than those of the maintainable lines.The anthers of
6、 the sterile lines are small,dry and shriveled in comparison with the maintainable lines and have few pollen grains or no grain at all.Key words:Capsicum annuum L；male sterile lines；morphological characteristics；agronomic characters11 前言辣椒（pepper）别名番椒、海椒、秦椒，学名 Capsicum annum L.是茄科辣椒属一年生或多年生草本植物。起源于中
7、南美洲热带地区的墨西哥、秘鲁等地。中南美热带原产的辣椒，在北美长期栽培和自然、人工选择，演化出果肉变厚、辣味消失、心室腔增多、果型变大的甜椒型。辣椒在中国各地普遍栽培，类型和品种较多，为夏秋的重要蔬菜之一。辣椒果实色泽鲜艳，风味好，营养价值高，维生素C的含量尤为丰富。干辣椒则富含维生素A，还含有丰富的辣椒素，具芬芳的辛辣味。辣椒除鲜食外，还可腌渍和干制，加工成辣椒干、辣椒粉、辣椒油等调味品。辣椒为常异花授粉作物,杂种优势强,目前杂种优势利用仍是辣椒育种较为理想的途径。但是，我国目前推广应用的辣椒F 1代种子，主要还是采用蕾期人工去雄授粉，费工时，成本高，种子的纯度也难以保证。利用辣椒雄性不育生
8、产一代杂种种子，可以提高授粉效率2-3倍以上，是简化制种手续，提高种子纯度的重要途径。1974年保加利亚育成了甜椒雄性不育两用系,并应用于生产；1979年又利用胞质雄性不育系生产杂种。目前韩国公司在中国推广的多数品种为雄性不育系三系配套品种，古巴曾利用甜椒CMS生产杂交一代种子 2。我国于20世纪80年代初开始辣椒雄性不育的研究,在辣椒雄性不育研究和利用方面取得了显著成效,国内多家单位相继报道成功选育辣椒CMS系,并应用于杂交制种。在雄性不育的遗传、生理、生化、生态和杂交品种选育等方面的研究也取得了重大进展。2000年邹学校等 11利用CMS三系配制的强优势杂交组合中，湘运1、3号和湘辣1号通
9、过湖南省审定；杨世周等 4利用GMS两用系配组选育的强优势辣椒杂交一代如沈椒4号已广泛应用于生产；1985-1990年山西省农科院转育成辣椒雄性不育两用系 2；1986-1991年河北省农科院育成雄性不育两用系AB18 3；北京农业大学沈火林等 41994年也育成雄性不育系8907A及其保持系8907B和恢复系。在辣椒大面积杂交制种过程中,人工去雄授粉费时费工,极大的增加了制种成本,制种纯度的高低常受去雄及亲本开花结果习性的影响。因此,利用辣椒雄性不育系、实现三系配套制种,是辣椒杂交制种降低成本、保证种子纯度极为有效的手段。辣椒胞质雄性不育的基础理论研究十分薄弱，远远落后于玉米、棉花和水稻。因
10、此，通过对辣椒雄性不育系的形态特征观察，分析辣椒雄性不育系品种选育、生产及创造新不育系类型提供了理论依据和技术支持，在理论和实际应用方面都具有重要的意义。2为了丰富辣椒胞质雄性不育的基础理论，加快辣椒胞质雄性不育系的利用进程，本研究以不育度达到 100%的细胞质雄性不育系（CMS）C06-77A，高辣椒色素材料G06-77B，通过 G06-77B 选育的可育株和不育株各占 50%的辣椒细胞核雄性不育系（GMS）G06-77A 为材料，通过形态学比较，为辣椒雄性不育系品种选育、生产及创新不育系类型提供理论依据。2 试验材料和方法2.1 试验材料试验材料由湖南湘研种业有限公司提供。湘研种业有限公司
11、辣椒课题组通过多年选育，获得高辣椒红色素细胞核雄性不育系（GMS）G06-77A、细胞质雄性不育系（CMS）C06-77A 及两个不育系的保持系 R06-77B（R06-77B 既是细胞核雄性不育系G06-77A 的可育株，也是细胞质雄性不育系 C06-77A 的保持系） 。以两个不育系及其保持系为试验材料。2.2 试验时间与进程试验于 2010 年 1-6 月在湖南农业大学蔬菜教学实习基地进行。2010 年 1 月 25 日播种，采用塑料大棚套小拱播种育苗，3 月 27 日排苗（当秧苗出现 2-3 片真叶时，需假植一次） ，5 月 2 日定植于大田，采用地膜覆盖栽培。株、行距分别为 40 和
12、60cm。2010 年 6 月 13、14、29 日和 7 月 7 日随机抽样标记测定植株，测定花器官和植株的农艺性状，其中如花柄、花萼、花瓣和花柱用游标卡尺测量，株高、开展度等用卷尺测量。2.3 测定项目与方法2.3.1 花器官的各项指标2010 年 6 月，测定花器官的各项指标，如花柄长度（cm） 、花萼长度（mm） 、花瓣大小（mm） 、花柱长（mm）等。盛花期按照一定的标准取不同时期的花蕾，其中期：花冠长约为花萼长的 1/2；期：花冠与花萼等长；期：第二天要开的花；期：已经开的花。在室内用游标卡尺测量：花柄长度（cm）,花萼长度（mm）,花瓣大小（mm）,花柱长（mm）,花药长（mm）
13、 。每期取 5 个花蕾，测定后取平均值，重复 4 次。每次取样均在同一时间，取样对象为已标记的样本植株。取样数量为各时期花 5朵，用取样袋封存带室内，4 次重复,然后取其平均值。2.3.2 植株农艺性状相关指标36 月 30 日，测定植株生长指标如株高（cm） 、叶长（cm） 、叶宽（cm） ，每材料随机抽样 5 株，用卷尺和直尺测量其株高（cm） 、叶长（cm） 、叶宽（cm） 、开张度（cm） ，记载开花节位,测定后取平均值。3 结果与分析3.1 辣椒不育系及其保持系花器官的各项指标3.1.1 第、期花器官的指标测定辣椒花蕾的大小、形状与果实的大小、形状相一致，花蕾初现时，全被萼片包被，随
14、着花的发育，花冠逐渐外露。当花冠露出部分达花蕾总长的 1/2，颜色接近白色，一般在第二天开放，当花冠长度与花萼等长时，花蕾为黄绿色，并且第三天早上开放。根据观察，在第 I 期，C06-77A 与 G06-77A 在花器官指标，没有明显的差别，花器官的各项数值都比较接近,与两种不育系在生长前期的形态上无较大的差异相符合12，而 G06-77A 与 G06-77B 则具有较大差异，就花柄、花萼而言，第 I 期 G06-77A比 G06-77B 分别长 0.5cm、0.35mm，而花药的测量，雄性不育系 G06-77A 和保持系G06-77B 则存在差异，G06-77A 比 G06-77B 要短 0
15、.35mm，在第 II 期，C06-77A 与 G06-77A 在花器官的各指标，差异较大，就花柄、花萼、花药而言，G06-77A 比 C06-77A 都要长 0.67cm、0.27mm、0.75mm。同时 G06-77A 与G06-77B 也具有较大的差异，就花柄、花萼而言，第 II 期 G06-77A 比 G06-77B 分别长0.8cm 、0.33mm,而花瓣大小、花柱长则没有明显差别。表 1 辣椒不育系及其保持系第期花器官相关指标 Tab.1 The phasespend-related indicators of Pepper CMS line and its maintainer
16、line材料 花柄长/cm 花萼长/mm 花瓣长/mm 花柱长/mm 花药长/mm C06-77A 2.27 3.80 3.04 2.30 2.35G06-77A 2.48 3.75 3.17 2.24 2.41C06-77(2)A 2.34 3.79 2.92 2.39 1.94G06-77B 1.99 3.40 3.04 2.17 2.76表 2 辣椒不育系及其保持系第期花器官相关指标 Tab.2 The phasespend-related indicators of Pepper CMS line and its maintainer line 材料 花柄长/cm 花萼长/mm 花瓣长
17、/mm 花柱长/mm 花药长/mm C06-77A 2.25 3.92 3.73 2.81 2.144G06-77A 2.92 3.54 4.00 3.92 2.89C06-77(2)A 2.26 3.72 3.70 3.01 1.90G06-77B 2.09 3.78 3.97 3.05 3.003.1.2 第、时期花器官的指标测定根据观察，在第 III 期花冠已大部分露出花萼，但并未展开，花蕾的颜色因花冠颜色不同而异，随着生长势的不断增强，花瓣、花柱的长度都有增长的趋势。图 1 辣椒不育系及其保持系花器官第 III 期形态特征Fig.1 Phase spend-related indica
18、tors of Pepper CMS line and its maintainer line由上图可看出，在花萼长度的测量中，不育系材料和保持系材料相差不大；但是花瓣、花柱、花药长度，各材料相差较大，其中花瓣长度不育系 G06-77A 比保持系G06-77B 长 0.34mm，花柱长度不育系 G06-77A 比保持系 G06-77B 长 0.26mm，花药长度，不育系 G06-77A 比保持系 G06-77B 短 0.9mm，不育系 C06-77A 比保持系 G06-77B 短0.69mm。在第 IV 期时，花冠展开，雌雄蕊的生活力也是最高的，是人工授粉的最佳时期。细胞核雄性不育系 G06-
19、77A属于花药败育型，在开花期正常的情况下，不育系花器变小，花丝变短，花药瘦小，干瘪，无花粉或仅有少量花粉，花柱较长但雌蕊正常 11。5细胞质雄性不育系 C06-77A 在花瓣、花柱长度方面，不同材料相差明显，其中不育系 C06-77A 花瓣长度比保持系 G06-77B 长 1.74mm，不育系 C06-77A 花柱长度比保持系 G06-77B 长 1.40mm，不育系 C06-77A 花药长度比保持系 G06-77B 短 0.34mm。保持系 G06-77B 花药肥大，饱满，呈黄色，开裂后花药上布满了花粉，在花柱的测量中，G06-77B 较 G06-77A 短，而保持系 G06-77B 花药
20、则比较长（表 3）。表 3 G06-77A 和 G06-77B 第期花器结构比较Tab.3 Flower structure comparison of G06-77A and G06-77B in Stage 材料 花萼长/mm 花瓣大小/mm 花柱长/mm 花药长/mmC06-77A 3.73 5.97 4.43 2.56G06-77A 3.78 4.44 3.31 2.66G06-77B 3.68 4.23 3.03 2.90 3.2 植株农艺性状的指标 6 月 30 日，测定植株农艺性状指标如株高（cm） 、叶长（cm） 、叶宽（cm） ，测量结果见表 4表 4 辣椒雄性不育系及保持系
21、的农艺性状比较Tab. 4 Agronomic traits comparison of male sterile line and maintainer line of pepper材料 株高/cm 开展度/cm 叶长/cm 叶宽/cm 开花节位C06-77A 81.7 64.057.2 10.82 5.46 10G06-77A 79.80 71.455.8 11.26 5.96 9G06-77B 74.4 63.453.8 11.10 5.6 8从表 4 可以看出，不育系 C06-77A 和 G06-77A 均有较强的营养生长势,生长特性表现为中早熟,与前人的研究结果：不育系的长势、株幅、
22、分枝明显强于可育株是一致的 12。辣椒雄性不育株与可育株相比，其叶片较宽，雄性不育株分枝多、分枝互相紧贴、生长直立、叶片较宽 17。6不育系 G06-77A 生育特性表现为中熟,一般第一花节位在 9 节左右， 不育系G06-77A 的开花特点表现为:前期花发育不正常,部分花在蕾期就脱落,开放的花朵即使人工授粉坐果率也很低,保持系 G06-77B 能正常开花坐果. 不育系 G06-77A 有较强的营养生长势,植株整齐一致,株高中等(79.80),分枝多,叶色深绿。在后期的植株长势，由于不育株营养生长较强，株高、株幅、分枝数上明显超过保持系，如:不育系 G06-77A 的株高 79.8 cm 比保
23、持系 G06-77B 的株高 74.4cm 高出了5.4cm ，开展度方面，不育系 G06-77A 比保持系 G06-77B 明显要大。保持系G06-77B比不育系G06-77A生长势稍弱,株高74.4,株幅63.453.8,第一花节位8节位左右,花粉白色或紫色,雌雄蕊发育正常,花药紫色饱满,能正常开裂散粉。不育系 G06-77A 和 C06-77A 除雄蕊表现退化不育外,田间农艺性状如叶长和叶宽等与保持系 G06-77B 均较为一致,但是在株高、植株开展度方面则比保持系 G06-77B略高大一些。 4 结论与讨论辣椒雄性不育的研究历来为各国蔬菜育种家们所重视。对于辣椒核雄性不育两用系和质核互
24、作型 雄性不育系的研究，国内外均做了不少的工作。在本次试验中，通过对辣椒雄性不育系的形态特征观察，分析辣椒雄性不育系保持系在花器官和植株农艺性状的特征，为品种选育、生产及创造新不育系类型提供了理论依据。本试验的研究结论是：4.1苗期在长势上雄性不育株和可育株没有较大差异；但在开花结果期，由于花器官生长较弱，致使营养生长占优势，在株高、开展度上，雄性不育株的长势均可超过可育株。4.2 试验表明不育系的长势、开展度、分枝明显强于可育株。各不育系的雌蕊功能正常，花药瘦小、较短，干瘪， 个别花药虽与保持系相似，但无粉粒或极少。而植株的营养生长较旺，但雄性不育株在田间的结实率则很低，无果或者是少量。4.
25、3 雄性不育系的花器大小、色泽、花朵开张度与保持系有较大的差别，与保持系相比之下，雄性不育系具有优势，但雌蕊则比较细长。4.4 雄性不育系与保持系在花药的长度上存在差异，本试验中，雄性不育材料的花药窄而且小，在长度方面，雄性不育系的花药长度比保持系都要短些。4.5 在花柄、花萼的长度测量中，雄性不育材料的花柄、花萼长度都要长于保持系。7参考文献1杨世周、赵雪云，辣椒8021雄性不育系的选育及三系配套J.中国蔬菜，1984,（3）:9-13.2沈火林,王志源,等.辣椒雄性不育系选育及遗传研究J.北京农业大学学报，1994，20（1）：25-30.3邹学校,刘志敏,唐冬英.辣椒雄性不育的研究和利用
26、进展，湖南农业大学，2002，（4）：15-18.4杨世周.辣椒雄性不育两用系选育和应用的新进展J.中国蔬菜，1995（1）：19-20.5刘君,林高玉,赵培芳,等.辣椒雄性不育两用系的选育和应用J.北方园艺，2000（1）：8-9.6王小佳主编.蔬菜育种学M.北京：中国农业出版社，1999.105-120. 7景士西主编.园艺植物育种学总论M.北京：中国农业出版社，1999.160-170.8王新华.辣椒雄性不育研究进展（综述）J.北京农业大学学报，1993（增刊）：123-126.9李素萍，陈利平，陈贵华，等.辣椒雄性不育研究进展，内蒙古农业科技J.1999（6）：28-31. 10戴祖云
27、，徐继萍，祁家保，等.辣椒雄性不育恢复系筛选研究J.江苏农业科学，1996（5）：50-51.11邹学校，周群初，等.辣椒雄性不育系9704A的选育J.湖南农业科学，2000（5）：39-40.12魏佑营，王秀峰，魏秉培，等.辣椒雄性不育系13733A、1592A、1442A的特征与形态解剖J.山东农业大学学报2002，33（2）：129-133.13徐毅.辣椒雄性不育三系选育初报J.湖南农业科学，1985（5）：22-25.14王恒明，李颖，等.大果型辣椒雄性不育系4556A的选育J.广东农业科学，2004（5）：33-37.15王恒明，罗少波，徐小万，等.辣椒核质雄性不育系 2298A 的
28、选育J热带作物学报2010，31（4）：513-517.16黄邦海,常少东.辣椒雄性不育系32A的恢复系筛选研究J.广东农业科学,1997(5) :15- 17.17张宝玺,郭家珍,杨桂梅,等.甜椒胞质雄性不育系的选育J.中国辣椒, 2001 (1) : 10- 12.18耿三省, 陈斌, 张晓芬, 等. 利用雄性不育选育辣椒新品种“京辣 2 号”J.中国蔬菜,2005(10/11) :41- 42. 19 赵华伦.辣( 甜) 椒雄性不育系21A、8 A、17A的选育及鉴定 J 江苏农业科学,1 9 9 5 (1) 49-50.20邹学校，侯喜林，刘荣云等辣椒细胞质雄性不育基因对不育系及杂种一
29、代农艺性状和生化特8性的影响园艺学报，2004，31(6)：732-736.21Shif riss C.Male sterility in pepper (Capsicum annum L.)J .Euphytica,1997:83-8822Kaul MLH.Male sterility in higher plants.Berlin:Spring-Verlag Press,1988:112-11523BeckettJB.Classification of male sterile cytoplasm in maize (Zeamayes.L).Crop Science,1971(11):72
30、-72.24Paul A.Gniffke.Cytoplasmic male Sterility in Sweet Pepper to Produce Hybrid Seed.Council of Agriculture,Taiwan,2009(11):56-58.25 Hirose T, Fujime Y. Studies on hybrid seed production using a new male sterility line in C. annuum LJ.Jap Soc Hort Sci ,1981,50(1):66- 70.致 谢本论文是在 XXX 老师的悉心指导和热情关怀下完成的。在此，谨向我的导师致以最崇高的敬意和最诚挚的感谢！从选题、资料收集、实验设计及实施到论文的撰写、修改和定稿，老师都倾注了大量的心血。导师严谨的治学、执着的追求和高尚的情操不断鞭策着我前进，从他身上所学到的点点滴滴将使我受益终生。借此论文完成之际，还得深深感谢 XXX 师兄，在做毕业论文期间，尤其在我的试验开展给了我大量精心指导，帮助我克服了许多困难，鼓励我不断迎难而上。另外，感谢 XXX 同学给了我热心的帮助；感谢亲爱的家人给了我用心的奉献。正是老师、同学和家人的大力支持，激励着我不断积极向上和努力学习，使我在论文工作中受益匪浅。 9
