第二章、番茄育種課件

第二章、番茄育種第一節(jié)、起源與種質(zhì)資源

一、起源與習(xí)性：番茄，原產(chǎn)南美洲。典型自花受粉蔬菜。茄科、番茄屬。2n=24。喜溫、喜光。對日照時(shí)間不敏感。種植面積在全世界居蔬菜的第一位，244萬公頃。20世紀(jì)初由傳教士傳入中國。二、種質(zhì)資源與分類1、野生番茄（1）秘魯番茄種：干物質(zhì)含量高達(dá)12.75%,100克鮮重維生素C含量50.4毫克,抗多種病害,特別是高抗病毒病.(2)智利番茄種根系發(fā)達(dá),抗旱.抗病毒、抗凋萎。（3）多腺番茄種抗線蟲，耐低溫。（4）多毛番茄種抗蟲、抗病、抗低溫。2、普通番茄種（1）野生亞種：醋栗番茄、總狀番茄（2）半野生亞種：櫻桃番茄、梨形番茄、李形番茄、多室番茄等。（3）栽培亞種普通番茄、大葉番茄、直立番茄。第二節(jié)、開花習(xí)性與性狀遺傳一、開花習(xí)性：8-9葉著生第一花序，后每隔2-3葉著生一個(gè)花序。番茄為完全花，普通番茄，花瓣、雄蕊各5-6枚，花藥聚合成筒狀。開花到種子成熟45-55天。

二、性狀遺傳1、果實(shí)形狀長形（扁形、）×圓形→F1圓形2、果實(shí)顏色大紅果×粉紅果（黃果）→F1大紅果粉紅果×黃果→F1粉紅果3、抗病性枯萎病：顯性少基因黃萎?。猴@性少基因青枯病：隱性少基因或多基因晚疫?。猴@性或多基因早疫病：顯性或部分顯性葉斑?。猴@性少基因葉霉：顯性少基因碳疽病：多基因煙草花葉病毒：顯性或隱性

第三節(jié)、番茄現(xiàn)代育種目標(biāo)

1、豐產(chǎn)性育種：豐產(chǎn)是許多復(fù)雜因素的綜合體現(xiàn)單位面積產(chǎn)量構(gòu)成因素：單位面積株數(shù)、平均單株產(chǎn)量單株產(chǎn)量構(gòu)成因素：花序數(shù)、花數(shù)、座果率、果實(shí)大小從以上“表型”上進(jìn)行育本選擇選配，才有可能育出高產(chǎn)組合。另外：株型、葉量、光合效率、抗逆性、抗病性等也從間接上影響產(chǎn)量。目前已有人提出高光效、低光呼吸、低補(bǔ)嘗點(diǎn)等育種指標(biāo)。2、抗病育種：番茄抗病性育種一直是重要育種目標(biāo)。是國家農(nóng)業(yè)科研攻關(guān)10大項(xiàng)目之一。

番茄是一種病害較多的蔬菜，目前生產(chǎn)上引起減產(chǎn)或絕產(chǎn)的病害多達(dá)20余種。主要為：病毒病、晚疫、早疫、葉霉、青枯、立枯、臍腐、斑枯等，一方面由于其危害影響了產(chǎn)量和品質(zhì)，另一方面，過量化學(xué)防治造成藥物殘留帶來公害。番茄斑枯病番茄灰霉病

番茄晚疫病3、品質(zhì)育種：隨人民生活水平提高，加之中國面臨加入WTO對番茄品質(zhì)要求更加迫切，番茄品質(zhì)主要包括以下幾方面：①商品品質(zhì)：果實(shí)大小一致性，果肉堅(jiān)實(shí)度，色澤光滑，完整性，疤痕，裂果，果肩有無等。②營養(yǎng)品質(zhì)：干物質(zhì)、維生素，茄紅素，礦物質(zhì)，風(fēng)味，糖分等。③衛(wèi)生品質(zhì)：微生物、有害殘留，有害化學(xué)成分。4、抗熱育種：高溫多濕的季節(jié)，番茄品種多表現(xiàn)為枝葉結(jié)長，花果稀少，果實(shí)變小，易裂果，產(chǎn)量低，選擇越夏品種是解決淡季生產(chǎn)的關(guān)鍵。5、早熟品種選育：在不能露地越冬生長的地區(qū)，春季蔬菜品種缺乏，春季生產(chǎn)急需早品種，苗期提高抗寒性是早熟品種成功的關(guān)鍵，而早開花結(jié)實(shí)，果實(shí)快速發(fā)育，快速轉(zhuǎn)色都對品種的特性提出特殊要求。不光達(dá)到早熟，還應(yīng)早期生產(chǎn)。早熟品種的構(gòu)成性狀是：花序節(jié)位低，現(xiàn)蕾、開花早，實(shí)發(fā)育快，轉(zhuǎn)色快，另外還與株型，分枝習(xí)性有關(guān)。節(jié)間短，矮生，自封頂。在雜優(yōu)育種時(shí)應(yīng)考慮這些性狀選擇。6、保護(hù)地品種選育：我國保護(hù)地面積發(fā)展迅速，番茄生產(chǎn)占有相當(dāng)比重，目前多數(shù)采用露地品種。而缺乏專用品種，需適應(yīng)保護(hù)地獨(dú)特的生長環(huán)境，對番茄較多生長習(xí)性提出新要求：低溫、高溫、高溫、低CO2，連作、多病等。7、加工品種選育加工制藥在番茄消費(fèi)中占有主要位置，在有些國家甚至超過解食類型。美國占總量78%，而不同加工要求的番茄也各有不同。如罐裝品種對果實(shí)形狀、色澤、種子腔大小有要求，而醬用品種則要求干物質(zhì)和茄紅素含量，汁用品種則對風(fēng)味有要求，隨著出口蔬菜增加加工品種將愈來愈受到重視。8、耐貯運(yùn)品種選育：耐貯運(yùn)品種也稱之為長貨架期品種，耐貯運(yùn)品種一般皮厚、肉質(zhì)致密，水分低，呼吸強(qiáng)度低，呼吸高峰推遲。PE（半乳糖醛酸酶）、纖維素酶活性低，美國育成的F1代中有極耐久貯藏品種，常溫下達(dá)三月之久，目前我國比國外引入的番茄品種144、秀麗等均比國內(nèi)品種耐貯運(yùn)。

9、適于機(jī)械化栽培的品種選育

普通蕃茄品種需支架、整枝、綁蔓等操作很難實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)，最近國外已選育成功元枝架栽培品種。其特點(diǎn)為：全株果成熟一致，果皮韌性好，果柄脫落層在靠近果實(shí)一端。第四節(jié)、育種途徑

一、常規(guī)育種

按育種目標(biāo)合理選擇選配親本，人工雜交，采用系譜選擇法進(jìn)行雜交后代的單株自交選擇。中蔬4、5號(hào)，強(qiáng)豐，紅棉等均用此法育成此法也可用于雜交親本的合成。二、遠(yuǎn)源雜交育種作物的野生類型在長期自然選擇下，形成了高度的抗病性以至免疫力，形成了對惡劣氣候條件（如高溫、寒冷、干旱、高濕）的抵抗能力?，F(xiàn)在的許多栽培品種是經(jīng)長期的人工選擇形成的，在人類長期栽培下，許多作物對不良條件的抗性削弱了，為了大幅度提高現(xiàn)有品種的抗病性、抗逆性，通過與其野生的祖先進(jìn)行遠(yuǎn)緣雜交是很有效的途徑。

在番茄的育種（特別是抗病育種中），廣泛利用了野生種。保加利亞、意大利、美國、荷蘭等國利用抗疫病的穗狀醋栗形番茄、不感褐斑病的多毛番茄等野生種育成了高度抗病的品種。我國現(xiàn)在廣泛用作雜種優(yōu)勢育種的抗花葉病毒的親本Tm－2nv是美國用栽培番茄與秘魯番茄雜交的遠(yuǎn)緣雜種。按野生種類與栽培品種遠(yuǎn)緣雜交時(shí)的親和性高低，醋栗番茄＞多毛＞多腺＞秘魯

1、遠(yuǎn)緣雜交不親和的克服方法

（1）、媒介法

當(dāng)兩個(gè)種的親緣關(guān)系過遠(yuǎn)不能雜交成功時(shí)，可以選用親緣關(guān)系與這兩個(gè)種都較近的第三個(gè)種先與某一個(gè)種雜交產(chǎn)生雜種，然而用這個(gè)雜種再與另一個(gè)親本種雜交，這個(gè)“第三者”起了有性媒介作用。用栽培種和野生的秘魯番茄種雜交表現(xiàn)高度不親和，用半野生的醋栗番茄做媒介獲得了成功。

（2）．射線處理法

山川邦夫（1971）報(bào)道：用γ射線輻照花粉或柱頭，可有效地克服番茄的栽培種和野生種間雜交的不親和性。如用處理花粉授粉者，獲得了1.8%的雜種；而用未經(jīng)處理的花粉授粉者，只獲得0.19%的雜種。

2、遠(yuǎn)緣雜種夭亡、不育的克服方法在遠(yuǎn)緣雜交中，應(yīng)用克服雜交不親和的措施產(chǎn)生了受精卵，但這種受精卵由于與母本的生理機(jī)能不協(xié)調(diào)，以致不能發(fā)育成健全的種子，有時(shí)種子健全但不能發(fā)芽或發(fā)芽后不能發(fā)育成正常的植株，或雖能長成植株，但不能受精結(jié)實(shí)獲得雜種后代。

（1）、胚胎培養(yǎng)

當(dāng)受精卵只發(fā)育成胚而無胚乳，或胚與胚乳的發(fā)育不適應(yīng)時(shí)，可用胚胎培養(yǎng)法（embryoculture）使胚胎發(fā)育成幼苗。一般做法是，在雜交后15-20天取下果實(shí)，取出幼胚，接種于三角瓶或試管內(nèi)的培養(yǎng)基上。其過程均按無菌操作法進(jìn)行。接種后放入25±2℃溫箱內(nèi)，幼胚在培養(yǎng)基上生長發(fā)育成幼苗，再將幼苗移植到消過毒的培養(yǎng)土里，最好盆栽于溫室內(nèi)。（2）、回交法

育種實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用回交法可顯著提高育性?；亟粫r(shí)以遠(yuǎn)緣雜種作母本，以普通番茄親本作父本，效果不錯(cuò)。應(yīng)根據(jù)選育目標(biāo)選擇輪回親本，使雜種后代加強(qiáng)選育目標(biāo)所期望的性狀。為了防止遠(yuǎn)緣雜種丟失野生親本的優(yōu)良性狀，一定注意隱性優(yōu)良性狀的保持，自交與回交隔代進(jìn)行。（3）、嫁接法

幼苗出土后由于根系發(fā)育不良而引起的夭亡，可將雜種幼苗嫁接（grafting）在普通栽培番茄親本幼苗上，使雜種正常生長發(fā)育。三、番茄雜種優(yōu)勢利用1、優(yōu)良自交系的選育（1）．選擇優(yōu)良的品種或雜交種作為育成優(yōu)良自交系的基礎(chǔ)材料因?yàn)椴⒎侨魏纹贩N都能分離出優(yōu)良的自交系，也并非任何自交系都能配組出優(yōu)良的一代雜種，而且許多自交系在自交分離過程中會(huì)被淘汰，因而要獲得優(yōu)良一代雜種必須在開始時(shí)有大量的自交系。（2）．選擇優(yōu)良的單株進(jìn)行自交在選定的基本材料內(nèi)選擇優(yōu)良的單株分別進(jìn)行自交。每一基本材料內(nèi)應(yīng)選供自交的株數(shù)，和每一自交系應(yīng)種植的后代株數(shù)，是隨試材的具體情況而不同的，通常約數(shù)株至數(shù)十株。（3）、逐代系間淘汰選擇和選株自交

根據(jù)選育目標(biāo)性狀比較鑒定各S1自交系，先淘汰一部分不良自交系。所謂不良自交系即系內(nèi)植株普遍表現(xiàn)生長衰弱，沒有經(jīng)濟(jì)性狀可取的植株。在剩余的各S1自交系內(nèi)分別選取幾株到十幾株繼續(xù)進(jìn)行自交。用常規(guī)品種作材料，自交1-2代即可，用一代雜種則要4-5代。2、番茄雄性不育的類型和利用（1）功能不育《Johnbaer發(fā)現(xiàn)，也叫J不育》花瓣與雄蕊粘連，花冠封閉，無法正常受粉。但人工剝開雄蕊仍見少量花粉，雌蕊也能接受花粉，結(jié)實(shí)正常。可人工自交保種，也可做母本生產(chǎn)雜交種。（2）部位不育《Lst基因控制，也叫L不育》長柱頭，雌蕊，花粉正常，可人工自交保種，也可做母本生產(chǎn)雜交種。（3）雄蕊退化開花正常，雄蕊萎縮于基部，不能正常受粉，有少量花粉，可人工自交保種，也可做母本生產(chǎn)雜交種。（4）花粉敗育開花正常，無花粉或有少量，不能正常受粉，后者可人工自交保種，也可做母本生產(chǎn)雜交種。2、組合選配原則：①所選的雙親應(yīng)具備盡可能多的優(yōu)良經(jīng)濟(jì)性狀。②注意主要經(jīng)濟(jì)性狀的顯隱性遺傳，特別是隱性遺傳。③注意雙親的差異性。④注意雙親在主要經(jīng)濟(jì)性狀上的互補(bǔ)性，解決好豐產(chǎn)與早熟，優(yōu)質(zhì)抗病的搭配。四、雜種優(yōu)勢的早期預(yù)測1、同工酶法電泳分析酯酶中同工酶的活性，同源性差者，優(yōu)勢強(qiáng)。2、線粒體法活體提取液單獨(dú)和混合下呼吸商的測定。3、酵母培養(yǎng)法五、雜交種子生產(chǎn)1、親本株的培育和選擇種株培育的三項(xiàng)基本要求是：生長健壯、典型性及無病蟲危害。采取各種措施同時(shí)調(diào)整親本花期，使之相遇。選擇雜交用花選擇花序中下部3-6個(gè)健壯飽滿的花蕾父母本比例1：72、父本花粉采集父本花粉最好從隔離條件下親本株當(dāng)天盛開花朵上取得。也可在花前一天取回父本花蕾，取出花藥干燥后，用木棒搟碎，過200目花粉篩取粉。用棕色玻璃瓶儲(chǔ)藏在低溫避光下備用。3、母本花去雄授粉母本在授粉前必須去除雄蕊以防自交。去雄可在開花前一天下午。授粉可在去雄后馬上進(jìn)行，也可在第二天開花后進(jìn)行。4、雜交標(biāo)記、結(jié)果檢查