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1、番 茄 育 种 姜东燕 第五节 主要育种途径与选择技术 1、引种及选择育种 2、有性杂交育种 3、优势育种 一、引种及选种 引种应在气候相似的地区进行，注意生态条件的相似性。 选种时一般只进行 1常采用 单株 选择法，在对品种的纯化时，为了获得大量的生产用种才采用 混合 选择法。 二、有性杂交育种 1、杂交亲本植株花序和花朵的选择 杂交亲本植株花序以第二或第三花序为最好。在每花序 中应选择近基部的发育正常的 3花序以获 得 2果品种留果可适当多些。 2、去雄 掌握好去雄时期，适宜期为花粉尚未成熟前，花冠露出 萼片，但未开裂。 去雄后立即套袋隔离，挂牌记录。 3、花粉采集及贮藏 经 2摘当天开的
2、花朵，室内取花药， 晾干， 花粉散出。 花粉寿命长，在干燥、冷冻、黑暗条件下贮藏。 4、授粉 已去雄的花朵经 2天左右，当花冠充分开放，色泽鲜艳，柱头上分泌有粘液时，是授 粉的适宜时期 。如为省工，也可在去雄的同时在蕾期授粉。 5、除袋及采果 授粉后 5花瓣凋谢柱头萎焉时，即可去除隔离纸袋，当杂交果实成熟时，连同纸牌一并采下，观察记录，按杂交组合分别采种。 注： 除掉纸袋不要触动幼果。 番茄有性杂交育种程序 三、远缘杂交 用栽培番茄与野生番茄进行远缘杂交，是解决以提高品质及改进抗病性与抗逆性为主要内容的番茄育种的主要途径。几十年来，各国在这方面进行了大量的研究，并取得了不少成绩。 番茄属内的种
3、间杂交一般结实性较好，但不同的野生种与栽培种杂交仍存在不同程度的亲和性，其亲和性从强多弱的顺序是： 醋栗番茄 多毛 多腺 番茄秘鲁番茄 1、杂种优势的一般表现 优良杂交组合产量一般比对照增产 20%，比亲本增加 20早熟产量增加尤为显著。有些国家一代杂种的栽培面积已达 90%以上，我国近年发展较快，已先后选配了一批强优势优良组合。 2、番茄杂种种子生产效率与成本问题 人工去雄杂交每日可杂交 100得 60 3、番茄雄性不育系的研究与利用 1）番茄雄性不育株（系）的获得 自然界：自然突变 人工诱变 ： 转基因： 四、番茄杂种优势利用 2）番茄雄性不育株（系）的表现类型 功能不育、部位不育、雄性退
4、化败育不育、花粉不育 3）番茄雄性不育的遗传 至今已报道 39个雄性不育基因（ 源，均属于细胞核基因控制的“核不育类型”。其中至少 3个功能不育（ 6个控制无雄蕊的基因 4）利用雄性不育系制种技术 不同育种目标可行的育种方法 丰产性 杂种优势利用 抗病性 杂种优势利用、常规杂交结合回交 抗性 杂种优势利用、常规杂交结合回交 早熟 常规或杂种一代 改进品质 常规杂交常规品种 耐贮运 杂种一代 机械化、保护地 杂种一代 抗病毒育种 抗细菌病害育种 保鲜 提高营养品质 转基因工程疫苗 抗逆基因工程 生物反应器 利用基因工程技术培育的番茄，单果重 1005摄氏度条件下可贮存 40普通番茄多贮藏 20季
5、亩产达 7000 1997年，华番 1号，已在 21省市大面积推广。 番茄基因工程育种 基因工程在番茄育种上的应用 基因工程：指用人工方法把不同生物的遗传物质分离出来，在体外进行切割、拼接，然后按照人们的意愿重新组合成重组体，再把重组体放回到宿主细胞内进行大量复制，并使遗传信息在新宿主细胞或个体中高效表达，最终获得基因产物。这种人工创造新生物并给与生物新功能的过程称为基因工程 ，或称为分子水平上的 遗传工程。 基因工程又称作 这种间 的限制，扩大和带来了定向 创造 新生物的可能。这是基因工程的最大的特点。此外，基因工程还已经深入到 细胞水平、亚细胞水平 ，特别是基因水平来改造生物的本性，同时大
6、大的扩大了育种的范围，打破了物种之间杂交的障碍，加快了育种的进程。 据统计至少已有 35个科 120多种植物转基因获得成功，其中包括番茄、辣椒、茄子、马铃薯等一批重要的蔬菜作物。 1、 番茄抗虫基因工程 在蔬菜抗虫育种中，苏云金杆菌晶体毒蛋白 (因应用最为广泛。 目前已经有近 180个经过改造的 过改造的 抗虫效果比改造前的提高 100多倍。 淀粉酶抑制剂基因 淀粉酶抑制剂基因 豆象的能力增强了。 化的植株能抗根结线虫。 凝集素 近年来比较关注的一种凝集素是 (它能抵抗蚜虫的侵害。通过基因工程的方法在番茄中已经成功的表达。 吴昌银等通过根癌农杆菌，采用叶盘法将 得了含 3株转化植株。抗蚜虫试验
7、证明，转基因番茄具有一定的抗蚜虫能力，同时证明了所导入的外源基因在后代中稳定遗传。 2番茄抗病基因工程 在抗病基因工程中，抗病毒基因工程进展最快，取得的成果最多，尤其是通过导入病毒外壳蛋白基因 (得的抗病毒蛋白基因植株方面，获得了很多转基因蔬菜作物 。 将病毒基因反义 星 番茄抗真菌和细菌基因工程 番茄的真菌病害种类较多，且影响面积大、农药防效差、产量损失重，因此培育抗真菌病害的品种显得尤为重要。抗真菌的植物基因工程目前正处于基因分离与鉴定阶段，已鉴定出几丁质酶基因、 级几丁质酶 (溶性蛋白 )和 级 3萄聚糖酶 (溶性蛋白 )，将其在转基因番茄中同时表达，显著提高了植物对尖镰孢菌的抗性。 3
8、 番茄抗除草剂基因工程 在现代农业中，除草剂在控制杂草的生长繁殖方面起着重要的作用，已经用于农业生产的除草剂至少有 180种，通过使用除草剂，大大提高了劳动效率。利用基因工程技术培育抗除草剂植物主要有两种策略： 修饰除草剂作用的靶蛋白促使其过量表达或者对除草剂不敏感，以便植物吸收除草剂后能正常生长发育，这类基因有抗草甘膦、磺酰尿类、均三氮苯类的阿特拉津除草剂基因。 导入解毒蛋白基因，降解除草剂分子，这类基因有乙酰 移酶基因 ( 2， 4腈水解酶基因 (。 修饰除草剂的靶蛋白 解毒蛋白 4 番茄抗逆境基因工程 世界性的寒冷、高温、干旱、水涝、盐渍、土壤、水质和空气污染以及农药、除草剂的残留等，构
9、成了植物的生存逆境，它们对农业生产破坏性极大。解决这些问题的途径，除了改善生产条件和控制环境污染以外，改变植物使之适应环境即进行抗逆育种是一条经济有效的途径。 抗干旱和盐碱 干旱和盐碱对植物生长影响的共同特点是渗透胁迫。植物抗渗透胁迫的基因工程在于调 节渗透压分子及其基因相关的研究上 。 性蛋白质 ，后来，在番茄、马铃薯、小麦、大豆、胡萝卜、棉花和水稻中都发现了与烟草蛋白有交叉反应的蛋白。 抗寒 现转基因番茄不但稳定转录 产生一种新的蛋白质。这种转基因番茄的组织提取液在冰冻条件下能有效阻止冰晶的增长。转基因植株经温室鉴定，抗冻能力明显提高。 5 番茄雄性不育基因工程 雄性不育系的获得最初主要是
10、利用自然变异和人工选育。随着花粉发育分子生物学研究的深入和基因工程技术的发展，人们开始利用基因工程的手段来创制植物的雄性不育系。其基本策略是通过导入外源基因，在特殊启动子的调控下，干扰、抑制花粉的正常发育或表达毒性基因破坏花粉发育，来获得雄性不育系。 6 改变番茄成分来提高番茄品质的基因工程 对于不同蔬菜作物品质的要求是不一样的，归纳起来主要是蛋白质成分、淀粉和糖类含量、脂肪酸组分、维生素水平和果实成熟期等。目前，番茄品质研究已经取得了较大的进展，研究者等将 基因番茄果实内乙烯合成降低 果实在自然条件下不能成熟、无香味、不变红、不变软、在外源乙烯的处理下，番茄果实能成熟。 7 终结种子基因工程
11、 终结者技术 (在有限的时期内终止种子的生育能力或者可育性的技术，其中相关的基因被称为终结基因。 这项技术是专门针对一些已知的并可用来终结控制植物在第 1代或者以后几代中特定性状表达的基因。 终结者技术原理在于应用合适的致死基因导致第 2代种子不育。 这一技术依然处在 试验性阶段 ，最可能出现在棉花、 番茄 、马铃薯和大豆等植物的转基因种子或者杂交种子中。 8、番茄转基因育种存在的问题及展望 基因工程在蔬菜遗传育种、品种改良上的应用前景十分诱人 ，但从总体上看，转化成功的作物种类尚少，而且由于存在 基因沉默 (象，转基因的 表达水平不高 ，尤其在 2植株上表达不高甚至差异很大。 基因沉默主要是
12、转化基因的 多拷贝、甲基化和重组 。另一个问题是一些转化基因的 组成型表达导致植物生长发育受到一定程度的影响。 因此目前转基因工程的 主要任务 是寻找阻止基因沉默的有效途径和发展可诱导的启动子，开发更多有重要应用价值的目的基因，建立高效的再生和转化系，完善多种转化技术等，以达到蔬菜生理抗病虫的目的。 现在，番茄的基因转化研究已由 单一性状 向多 性状 转化，并且向生产医药 保健 品的方向发展。我国 国家基因工程 中心已获得高抗 铃薯 疫病两种真菌病害的番茄。随着植物基因工程的发展，植物体可望用于生产 异源蛋白 ，如疫苗、酶、激素等，用这种方法可省去昂贵复杂的细胞培养和发酵等常规生产步骤，且由植
13、物生产的抗原作为食物时引起的人体免疫应答比注射疫苗产生的反应要强。分子标记技术的发展促进了多种 生物物种基因的定位与克隆工作 ，为有目的地寻找和发掘番茄内外源基因工作奠定了基础。随着转基因技术的深入发展和转基因植物的安全性进一步得到保障，番茄基因转化必将更好的弥补传统育种方法的不足，促进蔬菜新品种改良的进步和发展。 第六节 种子生产 一、常规品种采种技术 1采种地的栽培管理 由于番茄采种多为 春季露地栽培 ，采种番茄的栽培与商品番茄的栽培大致相同。 为了提高种子产量， 1）要适当 推迟 播种期、定植期，一般比商品番茄栽种的时间推延 57天； 2）在果实生长期，用 1. 5%过磷酸钙或 酸二氢钾溶液进行叶面追肥，促进果实和种子发育。 2选种 番茄虽为自花授粉植物，但仍有 2%天然杂交率。 原种田应与其它品种 隔离 100 300米，生产用种田应隔离 50米。 选种
