不同辣椒栽培种的杂交亲和性比较及胚胎拯救体系建立

摘    要：为克服辣椒种间杂交受精胚后期发育障碍，提高杂种胚成活率，缩短育种周期，利用3个辣椒栽培种（Capsicum. annuum L.、Capsicum chinense L.、Capsicum frutescens L.）进行正、反交试验，比较人工授粉后坐果率和种子数；在胚胎拯救技术的基础上，统计胚萌发率、适宜的胚拯救时期、幼苗生根数、生根率、根长等指标。结果表明，不同栽培种正、反交组合坐果率为0～32.50%，C. annuum做母本时单果种子数最多，平均为20.84粒；胚拯救期间不同杂交组合胚平均萌发率为11.43%～25.00%，最优胚拯救体系为萌发培养基MF0（MS+30 g·L-1蔗糖+6 g·L-1琼脂，pH=6.0），胚拯救时间为授粉后32～34 d，生根培养基为SG3（MS+0.5 mg·L-1NAA+30 g·L-1蔗糖+6 g·L-1琼脂，pH=6.0）。

关键词：辣椒；种间杂交；杂交不亲和；胚胎拯救

中图分类号：S641.3 文献标识码：A 文章编号：1673-2871（2023）11-57-07

Comparison of cross compatibility different between Capsicum species and establishment of embryo rescue system

SHI Errong1， HU Nengbing1， SUI Yihu1， YUAN Youzhi1， LAI Xiyue1， WANG Bo2

（1. College of Agriculture， Anhui Science and Technology University， Fengyang 233100， Anhui， China; 2. Anhui Hefei Jintai Seed Industry Co.， Ltd.， Hefei 230031， Anhui， China）

Abstract： In order to overcome the late developmental obstacles， and increase the survival rate of interspecific hybrid embryoes of Capsicum species， fruther shorten the breeding period， The author cultivated three Capsicunm species（C. annuum L.， C. chinense L.， C. frutescens L.） to reciprocally interspecific hybridize to compare the fruit setting percentage and seed number after artificial pollination.Using embryo rescue technique we determined and analyzed the indexes of the embryo germination percentage， suitable embryo rescue days after pollination， seedling rooting number， rooting percentage and root length. The results showed that the fruit setting percentage ranged from 0 to 32.50% in reciprocal interspecific hybridizations， and the highest number of seeds per fruit was 20.84 when C. annuum as the female parent. The average embryo germination percentage ranged from 11.43% to 25.00% in different hybrid combinations during the embryo rescue period. The optimized system was that MF0 （MS+30 g·L-1 sucrose+6 g·L-1 agar，pH=6.0）was selected as embryo germinating medium 32-34 d after pollination as suitable time and SG3 （MS+0.5 mg·L-1 NAA+30 g·L-1 sucrose+6 g·L-1 agar，pH=6.0）as rooting medium.

Key words： Capsicum; Interspecific hybridization; Incompatible crossing; Embryo rescue

辣椒（Capsicum）为茄科辣椒属一年生草本植物[1]。目前，全球共有5个辣椒栽培种（Capsicum annuum L.、Capsicum chinense L.、Capsicum frutescens L.、Capsicum pubescens L.、Capsicum baccatum L.）和20多个野生种[2] ，其中我国种植面积最大的是C. annuum，该栽培种具有产量高、适应性强等特点，但抗性差异较大；C. frutescens和C. chinense兼具辣度高、抗性强等特点，但其栽培条件受区域限制较大且产量很低。有研究表明，各辣椒栽培种种间杂交均存在不同程度的生殖障碍[3-4]。

种间杂交是拓宽辣椒栽培种遗传基础和创制种质资源的有效方式[5-6]。为了能有效创制新的辣椒种质资源，聚合更多的有益性状，前人结合胚胎拯救技术导入外源基因，拓宽主要栽培种的遗传背景。Sui等[7]通过C. annuum 7033×C. chinense 7020获得F1杂种，并自交获得大量分离后代；Yoon等[8]将炭疽病抗性从C. baccatum渗入到C. annuum，在C. annuum回交后代中筛选出了大量高抗炭疽病的改良植株。

近年来高辣、高抗已成为辣椒育种的重要方向之一[9]。辣度较高、抗逆性较强的C. chinense、C. frutescens由于产量低而在我国栽培面积始终较小。为了把高辣度、强抗逆和高产量相结合，笔者利用3个栽培种辣椒进行远缘杂交，通过对杂交坐果率、胚萌发率、拯救时期以及F1幼胚生根效果等指标的观测，旨在建立一套系统的胚胎拯救技术体系，提高远缘杂交的成功率。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料包含3个辣椒栽培种（图1），即8份C. annuum L.、8份C. chinense L.和1份C. frutescens L.共17份试验材料（表1），均来自于安徽科技学院辣椒种质资源库，于2022年3月种植于安徽科技学院种植科技园3号温室，四周覆盖30目防虫网，栽培期间进行正常的生产管理。

1.2 方法

1.2.1 种间杂交 不同辣椒材料进入盛花期后选配了18对正反交组合（表2）。杂交授粉时选择适龄花蕾徒手去雄，授粉在晴天07：00至10：30、15：30至18：00进行，授粉后挂牌标记，第2天重复授粉1次，授粉后14 d统计坐果率。

1.2.2 消毒及拯救（萌发）培养基筛选 授粉后第34 d，选取Ca4×Cc5未成熟的F1幼胚在无菌组培室的洁净操作台上进行消毒处理，流水冲洗表面灰尘后用75%的酒精进行果实表面消毒1 min，剖开果实内腔胎座及幼胚消毒30 s，再用0.1%的氯化汞浸泡3 min，无菌水清洗3～5次。将剥离的幼胚分别接种到MF0（MS+30 g·L-1蔗糖+6 g·L-1琼脂，pH 6.0）、MF1、MF2、MF3、MF4、MF5、MF6培养基上（表3），从而筛出最优萌发培养基。每个处理6次重复，每瓶接种5个幼胚，置于（25±1） ℃条件下培养，光照度为2500 lx，光周期为12 h/12 h（光照/黑暗），接种30 d后统计胚萌发率。

1.2.3 不同胚拯救时期筛选 试验设置了5个处理时期，即在授粉后30、32、34、36、38 d时剪下幼果，放入筛选出的最佳培养基中进行胚胎拯救。具体操作为：在对应时间分别从每个杂交组合植株上取2个青果，取出内部全部F1幼胚，消毒及培养条件同1.2.2，每个处理均接种3瓶，每瓶2～9个幼胚（视果实内幼胚多少而定）。培养30 d后统计胚萌发率。

1.2.4 生根培养基筛选 试验共设10个处理组合，以不加激素的SG0（MS+30 g·L-1蔗糖+6 g·L-1琼脂，pH 6.0）为对照，用萘乙酸（NAA）、吲哚丁酸（IBA）、吲哚乙酸（IAA）3种生长类激素各3个浓度水平进行搭配（表3）。将拯救成功的高2～4 cm的Ca4×Cc5幼苗转接至SG培养基中，培养条件同1.2.2。每个处理设置4次重复，每次重复接种3株幼苗，接种30 d后统计生根茎段数、生根率、每茎段生根数及平均根长。

1.3 指标测定

1.3.1 坐果指标测定 授粉后记录各组合授粉总花数，于第14天调查坐果情况，计算坐果率。

坐果率/%=坐果数/授粉花朵数×100。     （1）

1.3.2 胚萌发指标测定 将幼胚接入培养基后，于第30天观察幼胚的萌发情况，统计萌发幼胚数，幼胚萌发以长出子叶为标准。

胚萌发率/%=发育胚数/接种胚数×100；   （2）

胚平均萌发率/％=发育胚总数/接种总胚胎数×100。                                                                   （3）

1.3.3 根系各指标测定 将茎段接入不同的SG培养基后，于第30天对各处理的生根数、生根率、平均每茎段生根数、平均根长进行统计分析。

生根率/%=生根茎段数/总茎段数×100；   （4）

平均每茎段生根数/个=所有植株的根数总和/植株数；                                                               （5）

平均根长/cm=所有根长总和/根的总数量。                                                                                   （6）