我国辣椒的常规育种现状及航天育种

摘要：

空间是当今世界竞争激烈的新领域，早在二十世纪60年代初期实验证明植物种子经卫星搭载飞行，发现其染色体畸变频率有较大幅度的增加。近年来辣椒育种在新品种选育及育种技术方法等方面均有很多创新，也为了满足辣椒高效育种与良种创新的需要，本文对目前国内辣椒种质资源状况、航天育种过程中的性状改良和研究进展进行了综述。

关键词：辣椒；航天育种；良种创新

辣椒（Capsicum annuum L.）是茄科辣椒属的一年或有限多年生草本植物[1]。辣椒的果实因果皮含有辣椒素而有辣味，能增进食欲。辣椒中维生素C的含量在蔬菜中居第一位。除食用外还具有观赏价值，经济价值极高。因此辣椒育种问题成为当今炙手可热的研究对象。

1辣椒育种研究现状

1.1辣椒常规育种

近年来，常规育种在辣椒上已不再是主要手段，但在品种资源的引进、收集、鉴定和保存等，以及通过系谱选择获得优良的亲本材料；特别在利用野生资源的抗病、抗虫、抗逆和优质等方面仍然必不可少。郭泳（1998）等认为，对于自花授粉蔬菜（辣椒自交率约为94%）进行抗病性育种时，利用系谱选择法是非常有效的。[2]

1.2育种方法的研究与新材料的创制

1.2.1辣椒花药、小孢子培养。辣椒花药培养技术和小孢子培养技术在研究和应用上均有较大进展。[3]

1.2.2耐低温弱光材料和抗病材料的筛选。筛选耐低温弱光材料的难点在于缺乏简便、可靠的评价方法。[4]

1.2.3特早熟材料的筛选。辣椒早熟品种始花节位一般在第8节。陈学军等在辣椒天然群体中发现一变异株的基础上，通过系统选育，育成了特早熟辣椒品系B9431，具有在第1、2节开花结果的特性。以始花节位作为早熟形态标准，B9431是国内外文献记载的最早熟辣椒种质资源之一，具有重要的研究与利用价值。[5]

1.2.4雄性不育的利用。核不育育种体系基本成熟，胞质不育体系的研究和利用有较大的进展。[6]

1.2.5分子标记辅助育种。2003年张宝玺等用AFLP技术构建了国内第1个辣椒分子遗传图谱，构建了8个连锁群。2001年黎定军等以17个辣椒品种为试材探讨了不同基因型、激素组合、有机成分及AgNO，等因素对子叶再生的影响，建立了一套高效的辣椒子叶再生体系，为辣椒转基因研究打下了基础。[7]

2 目前我国辣椒遗传育种工作中存在的主要问题

2.1种质资源的搜集、引进和研究的深度不够[8]

目前国内辣椒育种发展很快。但这些品种大多只在辣椒形态上存在差别，其原因主要是育种材料缺乏，抗病基因比较单一，遗传背景较狭窄。而我国搜集的辣椒品种源有2124余份，其中必定蕴含着大量的优质和抗病基因，如何通过有效的方法进行鉴别和加以利用是亟须解决的问题。

2.2生物技术在育种中的利用不够

法国、荷兰等开展辣椒分子标记辅助育种工作较早，现已在抗疫病、病毒病，以及品质育种中应用。我国分子标记辅助育种起步较晚，在“十五”期间虽然开发了一部分与重要性状相连锁的分子标记，但真正应用到育种上的并不多。

2.3种质创新工作投入不够

不少育种者将大量的精力投放在引种、系统选育、配制组合上，这对于迅速出品种是有利的，但对于解决某些复杂的遗传问题是极其困难的。国外育种者花了近10 年的时间，利用轮回选择的方法，创新出高抗疫病的甜椒育种材料，并已育成抗疫病的甜椒品种。国内由于没有开展类似的种质创新工作，缺乏创新材料，很难育成抗性有突破的品种。长此以往，则难以超越国外的育种水平。

2.4育种目标的前瞻性和多样性体现得还不够

育种目标应走在市场和生产的前面。由于前些年对保护地育种重视不够，致使当前的保护地长季节辣椒品种多从国外进口，品种类型也比较单一，很难满足不同地区、不同栽培模式的需求。

3辣椒航天育种

3.1航天育种

（1）种子筛选：种子筛选是航天育种的第一步，这一程序非常严格。带上太空的种子必须是遗传性稳定、综合性状好的种子。

（2）天上诱变：利用卫星和飞船等太空飞行器将植物种子带上太空，再利用其特有的太空环境条件，如宇宙射线、微重力、高真空、弱地磁场等因素对植物的诱变作用产生各种基因变异，再返回地面选育出植物的新种质、新材料、新品种。

（3） 地下攻坚：由于种子的变化是分子层面的，一般从第二代开始筛选突变单株，然后将选出的种子再播种、筛选，让其自交繁殖，如此繁育三四代后，才有可能获得遗传性状稳定的优良突变系，期间还要进行品系鉴定、区域化试验等。经过连续几年的筛选鉴定，其中优系再经过农作物品种审定委员会的审定才能称其为真正的“太空种子”。

3.2我国辣椒航天育种

“十一五”期间，国防科工委计划发射2颗返回式卫星，其中一颗为2006年9月发射的育种专用卫星，为深入开展航天工程育种提供了重要基础保障。黑龙江省农科院园艺分院，自1987年利用我国第一颗返地式卫星开展卫星搭载，进行航天诱变育种研究工作以来，先后于1987、1992、1994、1996、2002、2003、2004、2006年分别将辣椒、番茄、茄子、菜豆等70余份纯系干种子，搭载于返地卫星上。种子回收后在常温下保存，在露地进行选育，先后育成“宇椒一号”、“宇椒二号”甜椒等系列新品种。

3.3卫星搭载处理对辣椒种子活力及萌发过程中抗氧化酶活性的影响

（1）辣椒经处理后，其发芽进程也略有加快，在整个萌发过程中处理种子的萌发率始终高于对照。

（2）辣椒种子在萌发过程中，其SOD活性均逐渐增加，其中处理的种子较对照具有更高的SOD活性。

（3）试验结果还显示，处理种子的萌发及体内蛋白质代谢的启动都快于对照，表明处理种子的吸胀速度快，这可能是由于空间飞行增加了种皮的通透性。在其他类似的研究中也证实在微重力条件下或卫星发射过程中强烈的冲击，使植物细胞壁通透性增加，造成种子吸水力提高，导电性提高，促使植物生长发育。

4. 航天诱变及其在辣椒育种中的展望

将分子标记技术引入空间诱变领域，从分子水平上对变异材料的遗传物质进行变异检测，将有助于阐明空间条件对生物诱变的原因及作用机理，也为品系选育工作提供了分子生物学水平的指导。植物育种的关键是将基因型选择与表型选择相结合，从而提高选择的有效率，而长期以来育种者是以表型选择为主，对于遗传基础比较复杂的数量性状的选择有效性很低，因此利用分子标记技术对空间诱变的物种进行变异检测，将找到的分子标记与所选育的优良性状有效地连锁起来，仍是在空间诱变育种中使用分子标记技术有待解决的问题。随着分子标记技术的不断发展以及各种牛物基因组测序的完成，分子标记辅助选育应用于窄问育种的条件将日益成熟，空间诱变育种的研究定会取得突破性进展。

[参考文献]

[1] 盛祥参等.我国辣椒种质资源的分类[J].北方园艺，2011，（19）：196-198.

[2] 陈学军，方荣，周坤华等.我国辣椒育种现状与展望[J].现代园艺，2011，（6）：44-45，16.DOI：10.3969/j.issn.1006-4958.2011.06.018.

[3]王立浩等.辣椒花药培养中若干影响因素的研究[J].园艺学报。2004.31（2）：199-204.

[4] 眭晓蕾等.不同品种辣椒幼苗光合特性及弱先耐受性的差异[J].园艺学报.2005，32（2）：222-227.

[5] 陈学军辣椒特早熟品系B9431选育初报[J].中国蔬菜 1999（01）.

[6] 张宝玺等.优质抗疫病甜椒种质资源的创新[J].植物遗传与资源。20105，6（3）：295-299.

[7]张宝玺等.辣椒分子遗传图谱的构建和胞质雄性不育恢复性的QTL定位[J].中国农业科学，2003，36（7）：818-822.

[8]张宝玺、王立浩、毛胜利等.我国辣椒育种研究进展[J].中国蔬菜，2005，（10/11）4-7.

（作者单位：福建农林大学，福建 福州 350000）