第四章洋葱育种 洋葱又名球葱、圆葱、玉葱、葱头,荷兰葱,属百合科葱属,为2年生草本植物。有关 洋葱的原产地说法很多,但多数认为洋葱产于亚洲西南部中亚西亚、小亚西亚的伊朗、阿富 汗的高原地区。洋葱的起源已有5000多年历史,公元前1000年传到埃及,后传到地中海地 区,16世纪传入美国,17世纪传到日本,20世纪初传入我国。洋葱在我国分布很广,南 北各地均有栽培,而且种植面积还在不断扩大,是目前我国主栽蔬莱之一。我国已成为洋葱 生产量较大的4个国家(中国、印度、美国、日本)之一。我国的种植区域主要是山东、甘 肃、内蒙古、新疆等地。 第一节分类及种质资源概祝 一、洋葱种质资源 阿富汗及其邻国是洋葱的起源中心,全世界葱属植物大约有700种,我国大约有110 种(包括变种和引进种),其中69种在与阿富汗接壤的新疆地区。按《中国植物志》的分类, 我国葱属植物分为9组,孟祥栋等用RAPD技术对10个品种的基因组DNA进行了遗传关系分 析,认为洋葱和葱分属不同的组,洋葱和胡葱(A.ascalonicumL.)亲缘关系较近,并推测胡 葱可能是大葱和洋葱的杂交后代逐渐进化而来的。何兴金等用FLP技术对我国葱属全部9 个组的代表种的两个cpDNA片段(rp/I6和trnk基因)进行PCR扩增分析,认为现有的9个 组物种应分为6个亚属,其中葱组、洋葱组和宽苞韭(A.platyspathum)应归于同一个亚属。 这与前文所述不同,当然仅以两个叶绿体基因尚难确定其系统位置,但从一个侧面反映了葱 属的分类学问题一直是一个难题。洋葱传入我国不是在公认的20世纪初通过海上引入,而 应该是早在公元三世纪,西汉开通丝绸之路后逐渐引进的。最初晋代郭义恭的《广志》提到 我国引入“胡葱”的事实,到公元十三世纪初,元代熊梦祥在《析津志》的“物产·莱志” 中的“家园种莳之蔬”里列有“回回葱”,经后来考证,“回回葱”实即洋葱。我国种质 资源库收集洋葱种质材料70份。 二、主要种类 洋葱的类型从形态分类上可以分为: 1、普通洋葱(A11 ium epa L.) 每株通常只形成一个鳞茎。种子繁殖,少数品种在特殊环境下在花序上形成气生鳞茎。 一般可以其鳞茎的形状而分为扁球形、圆球形、卵圆形及纺锤形。也可以其成熟度的不同可 分为早热、中熟及晚熟。长江以南大都以中、早熟种为主。也可以按不同地理纬度分为三个
1 第四章 洋葱育种 洋葱又名球葱、圆葱、玉葱、葱头,荷兰葱,属百合科葱属,为 2 年生草本植物。有关 洋葱的原产地说法很多,但多数认为洋葱产于亚洲西南部中亚西亚、小亚西亚的伊朗、阿富 汗的高原地区。洋葱的起源已有 5000 多年历史,公元前 1000 年传到埃及,后传到地中海地 区,16 世纪传入美国,17 世纪传到日本,20 世纪初传入我国。 洋葱在我国分布很广,南 北各地均有栽培,而且种植面积还在不断扩大,是目前我国主栽蔬菜之一。我国已成为洋葱 生产量较大的 4 个国家(中国、印度、美国、日本)之一。 我国的种植区域主要是山东、甘 肃、内蒙古、新疆等地。 第一节 分类及种质资源概况 一、洋葱种质资源 阿富汗及其邻国是洋葱的起源中心,全世界葱属植物大约有 700 种,我国大约有 110 种(包括变种和引进种),其中 69 种在与阿富汗接壤的新疆地区。按《中国植物志》的分类, 我国葱属植物分为 9 组,孟祥栋等用 RAPD 技术对 10 个品种的基因组 DNA 进行了遗传关系分 析,认为洋葱和葱分属不同的组,洋葱和胡葱(A.ascalonicum L.)亲缘关系较近,并推测胡 葱可能是大葱和洋葱的杂交后代逐渐进化而来的。何兴金等用 RFLP 技术对我国葱属全部 9 个组的代表种的两个 cpDNA 片段(rp/16 和 trnk 基因)进行 PCR 扩增分析,认为现有的 9 个 组物种应分为 6 个亚属,其中葱组、洋葱组和宽苞韭(A.platyspathum)应归于同一个亚属。 这与前文所述不同,当然仅以两个叶绿体基因尚难确定其系统位置,但从一个侧面反映了葱 属的分类学问题一直是一个难题。洋葱传入我国不是在公认的 20 世纪初通过海上引入,而 应该是早在公元三世纪,西汉开通丝绸之路后逐渐引进的。最初晋代郭义恭的《广志》提到 我国引入“胡葱”的事实,到公元十三世纪初,元代熊梦祥在《析津志》的“物产·菜志” 中的“家园种莳之蔬”里列有“回回葱”,经后来考证,“回回葱”实即洋葱。 我国种质 资源库收集洋葱种质材料 70 份。 二、主要种类 洋葱的类型从形态分类上可以分为: 1、普通洋葱(Allium epa L.) 每株通常只形成一个鳞茎。种子繁殖,少数品种在特殊环境下在花序上形成气生鳞茎。 一般可以其鳞茎的形状而分为扁球形、圆球形、卵圆形及纺锤形。也可以其成熟度的不同可 分为早熟、中熟及晚熟。长江以南大都以中、早熟种为主。也可以按不同地理纬度分为三个
类型: “短日”类型:适应于我国长江以南,纬度在北纬32°一35°地区,这类品种,大多秋 季播种,春夏收获。 “长日”类型:适应于我国东北各地,纬度在北纬35°一40°以北地区,这类品种早春 播种或定植(用鳞茎小球),秋季收获。 中间类型:适应于长江及黄河流域,北纬32°~40°之间。这类品种,秋季播种,第二 年晚春及初夏采收。 2、分兼洋葱(A.Cepa var.Agrogatum Don) 能够分蘖,通常不结种子。每一分蘖基部能形成鳞茎,用分蘖的小鳞茎繁殖。 3、顶生洋葱(A.Cepa var.viviparum Merg). 在花序上着生许多气生鳞茎。气生鳞茎可以用来繁殖,不结种子。主要作为腌渍用。同 分藥洋葱一样,顶生洋葱除特殊目的外,经济价值不高,很少栽培。 二、主要栽培品种 在每一类型中,都可以按照鳞茎的皮色而分为红皮种、黄皮种及白皮种。 1、红皮洋葱 葱头外表紫红色,鳞片肉质稍带红色,扁球形或圆球形,直径8~10©m。耐贮藏、运输, 休眠期较短,萌芽较早,表现为早熟至中熟,5月下旬至6月上旬收获。华东各地普遍栽培 代表品种有上海红皮等。 2、黄皮洋葱 葱头黄铜色至淡黄色,鳞片肉质,微黄而柔软,组织细密,辣味较浓。扁圆形,直径 6一8m。较耐贮存、运输,早热至中熟。产量比红皮种低,但品质较好,可作脱水加工用。 圆形或高圆形,适合出口,代表品种有连云港84-1、DK黄、OP黄、大宝、莱选13等。 3、白皮洋葱 葱头白色,鳞片肉质,白色,扁圆球形,有的则为高圆形和纺锤形,直径5~6cm。品 质优良,适于作脱水加工的原料或罐头食品的配料。但产量较低,抗病较弱。在长江流域秋 播过早,容易先期抽喜。代表品种有哈密白皮等。 洋葱有种研究进展 第二节开花授粉与性状遗传 一、开花习性 洋葱母球定植后,在晚春可发生数个花茎。花茎高1~1.5m,从中部到下部略似纺锤形 2
2 类型: “短日”类型:适应于我国长江以南,纬度在北纬 32°~35°地区,这类品种,大多秋 季播种,春夏收获。 “长日”类型:适应于我国东北各地,纬度在北纬 35°~40°以北地区,这类品种早春 播种或定植(用鳞茎小球),秋季收获。 中间类型:适应于长江及黄河流域,北纬 32°~40°之间。这类品种,秋季播种,第二 年晚春及初夏采收。 2、分蘖洋葱(A.Cepa var.Agrogatum Don) 能够分蘖,通常不结种子。每一分蘖基部能形成鳞茎,用分蘖的小鳞茎繁殖。 3、顶生洋葱(A.Cepa var.viviparum Merg) 在花序上着生许多气生鳞茎。气生鳞茎可以用来繁殖,不结种子。主要作为腌渍用。同 分蘖洋葱一样,顶生洋葱除特殊目的外,经济价值不高,很少栽培。 二、主要栽培品种 在每一类型中,都可以按照鳞茎的皮色而分为红皮种、黄皮种及白皮种。 1、红皮洋葱 葱头外表紫红色,鳞片肉质稍带红色,扁球形或圆球形,直径 8~10cm。耐贮藏、运输, 休眠期较短,萌芽较早,表现为早熟至中熟,5 月下旬至 6 月上旬收获。华东各地普遍栽培。 代表品种有上海红皮等。 2、黄皮洋葱 葱头黄铜色至淡黄色,鳞片肉质,微黄而柔软,组织细密,辣味较浓。扁圆形,直径 6~8cm。较耐贮存、运输,早熟至中熟。产量比红皮种低,但品质较好,可作脱水加工用。 圆形或高圆形,适合出口,代表品种有连云港 84-1、DK 黄、OP 黄、大宝、莱选 13 等。 3、白皮洋葱 葱头白色,鳞片肉质,白色,扁圆球形,有的则为高圆形和纺锤形,直径 5~6cm。品 质优良,适于作脱水加工的原料或罐头食品的配料。但产量较低,抗病较弱。在长江流域秋 播过早,容易先期抽薹。代表品种有哈密白皮等。 洋葱育种研究进展 第二节 开花授粉与性状遗传 一、开花习性 洋葱母球定植后,在晚春可发生数个花茎。花茎高 1~1.5m,从中部到下部略似纺锤形
膨大,顶端若生花球并为佛焰状总苞所包被,内有许多小花,平均为700一800朵。一个母 球可抽出花茎4一5个,多者可超过10个。但个别植株仅抽出1个花茎,这样的植株采种量 少,但其后代不易发生裂球。 在一个花球上的开化过程,总的趋势是从中央开始向外扩展,但规律不明显。洋葱的小 花花梗长2.5cm左右,花瓣6片、白色、披针形:雄蕊6枚,每3个为一轮,排列两轮:雌 蕊1枚,子房上位有3室,每室有两个胚珠。 洋葱是雄蕊先熟的异花授粉作物,在开花后2一4d、雌蕊伸长到最大长度约0.5cm时 是授粉最好的时期,一般在5d后即失去受桔能力。洋葱开花时间是6:00~18:00,陆续 开放:9:00~16:00花药开裂。花药里的花粉可保持2~3日,所以洋葱各个小花之间互 相授粉的机会很多。但是,洋葱的花粉耐湿性很差,花粉粒吸水后能自行崩裂解体。所以, 开花期降雨对采种不利,常导致减产。 二、遗传规律 1、性状遗传 庄勇等以7个品种(系)为材料,对洋葱鳞茎紧实度的杂种优势和遗传参数进行分析估 算。试验结果表明,洋葱鳞茎紧实度大多表现为负向的杂种优势,其遗传符合加性一显性模 型,狭义遗传力为0.15。陈沁滨等研究了3个不同生态型的洋葱鳞茎在休眠期间生理生化 的变化,发现洋葱收获后其休眠强度和鳞茎横径、鳞茎质量、可溶性糖含量呈极显著负相关 与鳞茎纵径呈显著负相关,和干物质含量呈极显著正相关,与其他性状相关性不显著。说明 洋葱鳞茎横径越大、质量越大、可溶性糖含量越高,鳞茎休眠程度越弱,即耐贮性越差:鳞 茎干物质含量越高,耐贮性越好。在生理方面,高水平的ABA含量、低水平的IM含量、较 低的可溶性蛋白质和较高的可溶性糖含量有利于休眠的维持。 2、品质遗传 多数品质性状是数量性状,洋葱的独特风味是由挥发性物质和非挥发性硫化物构成的 (Randle,1992),既有可遗传因素(sion,1995),也极易受环境影响,如灌水、温度、施 用硫肥等。尽管如此,经过研究者的努力,还是获得了一些有意义的结论:可溶性固形物含 量和干物质含量是高度相关的(sinclair,1995),和鳞茎大小(侧cCollum,1968)、辛辣程度 (Randle,l992:Simon,1995:Bedford,1984)、抗血小板凝集能力(Onion-induced anfiplatelet activi-ty,OIAA)正相关(Debaene,1999)。可溶性固形物含量有很高的遗传 力,可能包括4~10个基因(Warid,.1952),广义遗传力为0.6~0.8(Kadams等,1986:Lin 等,1995),狭义遗传力为0.30~0.64(Wa11,1999)。庄勇等认为干物质、可溶性周形物、 3
3 膨大,顶端着生花球并为佛焰状总苞所包被,内有许多小花,平均为 700~800 朵。一个母 球可抽出花茎 4~5 个,多者可超过 10 个。但个别植株仅抽出 1 个花茎,这样的植株采种量 少,但其后代不易发生裂球。 在一个花球上的开化过程,总的趋势是从中央开始向外扩展,但规律不明显。洋葱的小 花花梗长 2.5cm 左右,花瓣 6 片、白色、披针形;雄蕊 6 枚,每 3 个为一轮,排列两轮;雌 蕊 1 枚,子房上位有 3 室,每室有两个胚珠。 洋葱是雄蕊先熟的异花授粉作物,在开花后 2~4d、雌蕊伸长到最大长度约 0.5cm 时, 是授粉最好的时期,一般在 5d 后即失去受精能力。洋葱开花时间是 6:00~18:00,陆续 开放;9:00~16:00 花药开裂。花药里的花粉可保持 2~3 日,所以洋葱各个小花之间互 相授粉的机会很多。但是,洋葱的花粉耐湿性很差,花粉粒吸水后能自行崩裂解体。所以, 开花期降雨对采种不利,常导致减产。 二、遗传规律 1、性状遗传 庄勇等以 7 个品种(系)为材料,对洋葱鳞茎紧实度的杂种优势和遗传参数进行分析估 算。试验结果表明,洋葱鳞茎紧实度大多表现为负向的杂种优势,其遗传符合加性一显性模 型,狭义遗传力为 0.15。陈沁滨等研究了 3 个不同生态型的洋葱鳞茎在休眠期间生理生化 的变化,发现洋葱收获后其休眠强度和鳞茎横径、鳞茎质量、可溶性糖含量呈极显著负相关, 与鳞茎纵径呈显著负相关,和干物质含量呈极显著正相关,与其他性状相关性不显著。说明 洋葱鳞茎横径越大、质量越大、可溶性糖含量越高,鳞茎休眠程度越弱,即耐贮性越差;鳞 茎干物质含量越高,耐贮性越好。在生理方面,高水平的 ABA 含量、低水平的 IAA 含量、较 低的可溶性蛋白质和较高的可溶性糖含量有利于休眠的维持。 2、品质遗传 多数品质性状是数量性状,洋葱的独特风味是由挥发性物质和非挥发性硫化物构成的 (Randle,1992),既有可遗传因素(simon,1995),也极易受环境影响,如灌水、温度、施 用硫肥等。尽管如此,经过研究者的努力,还是获得了一些有意义的结论:可溶性固形物含 量和干物质含量是高度相关的(sinclair,1995),和鳞茎大小(McCollum,1968)、辛辣程度 (Randle,1992;Simon,1995;Bedford,1984)、抗血小板凝集能力(Onion-induced anfiplatelet activi-ty,OIAA)正相关(Debaene,1999)。可溶性固形物含量有很高的遗传 力,可能包括 4~10 个基因(Warid,1952),广义遗传力为 0.6~0.8(Kadams 等,1986;Lin 等,1995),狭义遗传力为 0.30~0.64(Wall,1999)。庄勇等认为干物质、可溶性固形物
可溶性糖、丙酮酸含量的遗传受寡基因控制,蛋白质含量的遗传受两组基因控制,5个品质 性状的遗传均存在超显性现象,且干物质含量基因的显性方向指向增效,具有增效作用:可 溶性固形物含量基因、可溶性糖含量基因、蛋白质含量基因和丙酮酸含量基因的显性方向均 指向减效,具有减效作用。 自建立第一张低密度洋葱分子标记连锁图谱后,Galmarini等研究发现,可溶性周形物 含量高的洋葱品种,辛辣程度和OIA也高,和可溶性固形物含量低的品种相比,其QTLs 分子标记主要位于连锁群D、E和F上,特别是连锁群E,QTL5分子标记在染色体某个区域 上的遗传图距在40cM内。这段区域对干物质含量、辛辣程度和OIM具有直接的遗传加性 效应,这和表现型的相关分析是一致的。 第三节主要育种成就与研究进展 一、组织培养 1、植株再生 1966年,Guha和Johri首次报道用授过粉的洋葱子房或胚珠离体培养获得再生植株和 种子。随后多年的研究表明,洋葱的许多组织都可以作外植体,茎尖、鳞茎盘、鳞片、成熟 或未成熟花蕾、子房、胚珠、花托、未成熟的胚和种子等。这些外植体多为旺盛的分生组织, 存在巨大的分生潜力,易于脱分化和再分化。已经建立的再生体系,其共同特点是每个外植 体产生的芽数目相对较低,如以鳞片为外植体,每个外植体大约能产生10个芽(Fujieda等, 1979)。以花为外植体大约只有10%的花能诱导出芽,平均每个外植体产生5个芽(仰ke等, 1990),或每个花序只能获得42.4个芽(Mohamed.Yasseen等,1993),离体培养的芽可以 继代,繁殖周期需3一4个月。 2、原生质体培养 对葱属9个种、29个品种,酶解分离花粉原生质体,其中洋葱未能获得成功,表明洋 葱分离原生质体比较困难(Fellner,1992)。Hansen等将愈伤组织悬浮,采用酶解法获得原 生质体,然后半固体培养,诱导再生植株,每克细胞可再生6个芽 3、雌核发育途径(gynogenesis)诱导单倍体 以未授粉的子房(Muren,1989:Ke11er,1990)、胚珠(Kel1er,1990:Campion等,1990) 通过雌核发育途径获得单倍体植株的技术已相当成熟。雌核发育途径获得单倍体植株有两个 途径:胚状体途径和愈伤组织途径,洋葱主要是胚状体途径,只有K®I1r发现极少见的愈 伤组织途径。选择开花前3~5d的子房用于培养,诱导频率较高(Campion等,1992:Bohanec 4
4 可溶性糖、丙酮酸含量的遗传受寡基因控制,蛋白质含量的遗传受两组基因控制,5 个品质 性状的遗传均存在超显性现象,且干物质含量基因的显性方向指向增效,具有增效作用;可 溶性固形物含量基因、可溶性糖含量基因、蛋白质含量基因和丙酮酸含量基因的显性方向均 指向减效,具有减效作用。 自建立第一张低密度洋葱分子标记连锁图谱后,Galmarini 等研究发现,可溶性固形物 含量高的洋葱品种,辛辣程度和 OIAA 也高,和可溶性固形物含量低的品种相比,其 QTLs 分子标记主要位于连锁群 D、E 和 F 上,特别是连锁群 E,QTLs 分子标记在染色体某个区域 上的遗传图距在 40 cM 内。这段区域对干物质含量、辛辣程度和 OIAA 具有直接的遗传加性 效应,这和表现型的相关分析是一致的。 第三节 主要育种成就与研究进展 一、组织培养 1、植株再生 1966 年,Guha 和 Johri 首次报道用授过粉的洋葱子房或胚珠离体培养获得再生植株和 种子。随后多年的研究表明,洋葱的许多组织都可以作外植体,茎尖、鳞茎盘、鳞片、成熟 或未成熟花蕾、子房、胚珠、花托、未成熟的胚和种子等。这些外植体多为旺盛的分生组织, 存在巨大的分生潜力,易于脱分化和再分化。已经建立的再生体系,其共同特点是每个外植 体产生的芽数目相对较低,如以鳞片为外植体,每个外植体大约能产生 10 个芽(Fujieda 等, 1979)。以花为外植体大约只有 10%的花能诱导出芽,平均每个外植体产生 5 个芽(Pike 等, 1990),或每个花序只能获得 42.4 个芽(Mohamed.Yasseen 等,1993),离体培养的芽可以 继代,繁殖周期需 3~4 个月。 2、原生质体培养 对葱属 9 个种、29 个品种,酶解分离花粉原生质体,其中洋葱未能获得成功,表明洋 葱分离原生质体比较困难(Fellner,1992)。Hansen 等将愈伤组织悬浮,采用酶解法获得原 生质体,然后半固体培养,诱导再生植株,每克细胞可再生 6 个芽。 3、雌核发育途径(gynogenesis)诱导单倍体 以未授粉的子房(Muren,1989;Keller,1990)、胚珠(Keller,1990;Campion 等,1990) 通过雌核发育途径获得单倍体植株的技术已相当成熟。雌核发育途径获得单倍体植株有两个 途径:胚状体途径和愈伤组织途径,洋葱主要是胚状体途径,只有 Keller 发现极少见的愈 伤组织途径。选择开花前 3~5 d 的子房用于培养,诱导频率较高(Campion 等,1992;Bohanec
等,1995),此时胚囊处于大孢子母细胞时期。 二、细胞质雄性不育(CMS) 1、洋葱雄性不有的类型 常见的洋葱雄性不有类型包括S型不有(one等,l937,1943)和T型不有(Berninger, 1965:Schweisguth,1973)。前者由不有的细胞质因子(S)和核隐性单基因(ms)共同控制, 后者由不有的细胞质因子(S)及3对独立遗传的隐性核基因控制。Pathak等(1993)在印度尼 西亚的一个洋葱品种Nasik White Globe中发现了一种新的不育源,它的不育性是由强烈的 细胞质不有因子控制的,己被转有到7个不同基因型的材料中,并利用它们生产了弹葱下1 种子。利用此不有源与350份材料(包括一些含有S胞质恢复基因Ms的材料)测交,测交后 代均为雄性不育,到目前为止该雄性不有还没有发现恢复系。这是不同于S型、T型的新型 洋葱雄性不有源,目前此类雄性不育利用主要在印度尼西亚,但应用前景广阔。 2、洋葱雄性不育的发育生物学研究 Holford等(1991I)以雄性不育系和育性正常的近等基因系(保持系)为试材,研究了洋葱 $型雄性不有系的细胞学形态特征,在洋葱花粉小孢子的发有过程中发现洋葱小孢子有3种 形式的异常:①在小孢子四分体阶段,绒毡层细胞未成熟就退化:②在小孢子二分体阶段, 绒毡层过度生长、肥大,随后自溶:③绒毡层形态完全正常,只是存在的时间过长。可有和 不育的洋葱都存在绒毡层自溶现象,只是自溶的时间不同(Kobabe,1958:Jirik等,1969) Dyk(1973)在T型雄性不有系中也发现了小孢子发有过程中的类似的绒毡层异常表现。 3、洋葱雄性不育分子标记的研究 ①细胞质不育基因的标记 洋葱是核基因组较大的植物,洋葱核基因在进行FLP分析时,Southern杂交不易看到 杂交信号,要达到番茄Southern杂交的效果,Southern杂交的灵敏度就要提高15倍(Ki 等,1997)。因此,洋葱雄性不育性状的分子标记研究主要集中在细胞质基因组中。 ②不育胞质的R即LP标记 de Courcel等(1989)以BamⅢ和Hind1I为内切酶,获得了可以区别洋葱S型和T 型、N型的mtDNA的RFLP标记,但未获得区别T型和N型的RFLP标记。由此推断S型胞质 是洋葱的外源胞质,而T型胞质是洋葱的内源胞质。Satoh(1993)、Havey(1993)等以不同的 内切酶和探针处理,都获得了区分S型和N型、T型胞质的FLP标记。 ③基于PCR的不育胞质分子标记 RFP分析技术要求较高,它需要一定量、高纯度的cpDNA或tDNA,同时在Southern
5 等,1995),此时胚囊处于大孢子母细胞时期。 二、细胞质雄性不育(CMS) 1、洋葱雄性不育的类型 常见的洋葱雄性不育类型包括 S 型不育(Jone 等,1937,1943)和 T 型不育(Berninger, 1965;Schweisguth,1973)。前者由不育的细胞质因子(S)和核隐性单基因(ms)共同控制, 后者由不育的细胞质因子(S)及 3 对独立遗传的隐性核基因控制。Pathak 等(1993)在印度尼 西亚的一个洋葱品种 Nasik White Globe 中发现了一种新的不育源,它的不育性是由强烈的 细胞质不育因子控制的,已被转育到 7 个不同基因型的材料中,并利用它们生产了洋葱 F1 种子。利用此不育源与 350 份材料(包括一些含有 S 胞质恢复基因 Ms 的材料)测交,测交后 代均为雄性不育,到目前为止该雄性不育还没有发现恢复系。这是不同于 S 型、T 型的新型 洋葱雄性不育源,目前此类雄性不育利用主要在印度尼西亚,但应用前景广阔。 2、洋葱雄性不育的发育生物学研究 Holford 等(1991)以雄性不育系和育性正常的近等基因系(保持系)为试材,研究了洋葱 S 型雄性不育系的细胞学形态特征,在洋葱花粉小孢子的发育过程中发现洋葱小孢子有 3 种 形式的异常:①在小孢子四分体阶段,绒毡层细胞未成熟就退化;②在小孢子二分体阶段, 绒毡层过度生长、肥大,随后自溶;③绒毡层形态完全正常,只是存在的时间过长。可育和 不育的洋葱都存在绒毡层自溶现象,只是自溶的时间不同(Kobabe,1958;Jirik 等,1969)。 Dyki(1973)在 T 型雄性不育系中也发现了小孢子发育过程中的类似的绒毡层异常表现。 3、洋葱雄性不育分子标记的研究 ①细胞质不育基因的标记 洋葱是核基因组较大的植物,洋葱核基因在进行 RFLP 分析时,Southern 杂交不易看到 杂交信号,要达到番茄 Southern 杂交的效果,Southern 杂交的灵敏度就要提高 15 倍(Kik 等,1997)。因此,洋葱雄性不育性状的分子标记研究主要集中在细胞质基因组中。 ②不育胞质的 RFLP 标记 de Courcel 等(1989)以 Bam HI 和 Hind llI 为内切酶,获得了可以区别洋葱 S 型和 T 型、N 型的 mtDNA 的 RFLP 标记,但未获得区别 T 型和 N 型的 RFLP 标记。由此推断 S 型胞质 是洋葱的外源胞质,而 T 型胞质是洋葱的内源胞质。Satoh(1993)、Havey(1993)等以不同的 内切酶和探针处理,都获得了区分 S 型和 N 型、T 型胞质的 RFLP 标记。 ③基于 PCR 的不育胞质分子标记 RFLP 分析技术要求较高,它需要一定量、高纯度的 cpDNA 或 mtDNA,同时在 Southern