





中国农业科学 ›› 2026, Vol. 59 ›› Issue (3): 619-636.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2026.03.011
孙亚玲1(
), 王清华1, 舒锐1, 岳丽昕1, 王振宝1, 李朝霞1, 高莉敏1, 程鸿2, 付在秋1(
), 霍雨猛1(
)
收稿日期:2025-06-22
接受日期:2025-08-18
出版日期:2026-02-01
发布日期:2026-01-31
通信作者:
联系方式:
孙亚玲,Tel:0531-66659215;E-mail:ylsun2022@163.com。
基金资助:
SUN YaLing1(
), WANG QingHua1, SHU Rui1, YUE LiXin1, WANG ZhenBao1, LI ZhaoXia1, GAO LiMin1, CHENG Hong2, FU ZaiQiu1(
), HUO YuMeng1(
)
Received:2025-06-22
Accepted:2025-08-18
Published:2026-02-01
Online:2026-01-31
摘要:
【目的】通过远缘杂交获得大葱与青甘韭的种间杂交种,分析杂交种的植物学特征,为葱属野生资源高效利用提供参考。【方法】以章丘大梧桐大葱和青甘韭为试材,对两亲本进行开花诱导和正反杂交,利用子房培养获得杂交种F1植株;利用叶绿体基因组测序、流式细胞仪检测、核型分析、ITS分析和表型特征鉴定杂交种F1的真伪;在苗期、营养生长期和抽薹开花期观察杂交种的植物学特征;调查花粉有无和自交鉴定分析杂交种植株的育性;通过感官评价分析产品的颜色、质地和味道,进而评估其作为一种新兴蔬菜的潜力;利用广泛靶向代谢组学分析杂交种与亲本的差异代谢物。【结果】大葱与青甘韭正反交成苗差异明显,正交组合子房正常膨大,反交组合子房不膨大,并萎蔫变干。正交组合授粉10 d后,子房停止膨大,逐渐变为灰白色,质地松软,干瘪死亡,而通过子房培养后获得F1杂交种36株,产芽率为46.25%,成苗率为22.50%。杂交种F1-16叶绿体基因组序列与母本大葱一致,为母性遗传,染色体荧光强度峰值位于两亲本之间,为32.90×105,染色体核型公式为2n=2x=16=16m(1SAT),属于1A型。ITS序列单倍型包含2种,分别与两亲本相同。开发了一个分子标记MAPI_1,检测结果显示,母本大葱仅有一条带,为124 bp,父本青甘韭仅有一条带,为289 bp,36株杂交种F1均扩增出上述2条带。F1杂交种植株具有明显的杂种优势,特别是分蘖数,平均为17.50个,且单分蘖群生物学产量为387.52 g,显著高于双亲。F1杂交种均无花粉,表现为雄性不育,但可通过分蘖和气生鳞芽繁殖。代谢组分析检测两亲本及杂交种F1-16代谢物共1 208种,F1-16与两亲本均存在显著差异的代谢物153种,其中,比两亲本均上调代谢物97种,均下调代谢物56种,且产生新代谢物1种,为根皮苷(phloretin-2'-O-glucoside (phlorizin)),具有极高的医疗保健价值。【结论】利用子房培养技术获得章丘大梧桐大葱与青甘韭的种间杂交种F1,F1表现出明显的杂种优势——雄性不育;设计验证了一种鉴定远缘杂交种的分子标记开发方法。
孙亚玲, 王清华, 舒锐, 岳丽昕, 王振宝, 李朝霞, 高莉敏, 程鸿, 付在秋, 霍雨猛. 大葱和青甘韭种间杂种的获得及其特性[J]. 中国农业科学, 2026, 59(3): 619-636.
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表2
大葱、青甘韭及F1-16叶绿体基因组及ITS的统计信息"
| 样本 Sample | Reads总数 Total number of reads | 碱基总数 Total number of bases | 叶绿体基因组 Chloroplast genome size | ITS单倍型数目 No. of ITS haploid genotype | ITS单倍型 ITS haploid genotype |
|---|---|---|---|---|---|
| Ap | 39989800 | 5998470000 | 153479 | 1 | Ap |
| Af | 8255274 | 1238291100 | 153162 | 1 | Af |
| F1-16 | 40205264 | 6030789600 | 153162 | 2 | Af+Ap |
表3
2种ITS单倍型DNA序列(Ap和Af)的多态性分析"
| 参数Parameter | ITS1 | 5.8S | ITS2 | ITS1-5.8S-ITS2 |
|---|---|---|---|---|
| 长度Length (bp) | 245 | 160 | 242 | 647 |
| 多态性位点数No.of polymorphic sites (S) | 40 | 7 | 39 | 86 |
| 突变总数Total number of mutations (Eta) | 40 | 7 | 39 | 86 |
| 每个位点核苷酸多样性Nucleotide diversity per site (Pi) | 0.17316 | 0.04375 | 0.16318 | 0.13651 |
| 插入缺失位点总数Total number of InDel sites | 14 | 0 | 3 | 17 |
| 每个位点的插入缺失多样性InDel diversity per site Pi(i) | 0.01633 | 0 | 0.00826 | 0.00927 |
表4
F1植株形态特征"
| 性状 Characteristics | 营养生长期Vegetative growth stage | 抽薹开花期Bolting and flowering stage | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Af | Ap | Af×Ap | Af | Ap | Af×Ap | |
| 株高Height (cm) | 68.28±6.60a | 36.18±2.91b | 68.05±6.70a | 70.18±4.23a | 37.82±3.85b | 70.65±5.09a |
| 平均分蘖数Average tiller number | 1.60±0.52c | 5.70±1.95b | 10.80±4.94a | 1.60±0.52c | 8.60±2.22b | 17.50±9.97a |
| 叶片最大直径Leaf maximum diameter (cm) | 1.69±0.35a | 0.18±0.04c | 0.39±0.06b | 2.04±0.60a | 0.26±0.12b | 0.50±0.35b |
| 假茎长Pseudostem length (cm) | 26.15±3.52a | 15.95±2.75c | 22.04±4.35b | 30.01±6.40a | 16.35±3.34c | 25.04±3.97b |
| 假茎粗Pseudostem diameter (cm) | 2.06±0.37a | 0.23±0.12c | 1.62±0.37b | 2.11±0.45a | 0.26±0.11c | 1.63±0.34b |
| 单分蘖群重Single tiller group weight (g) | 234.62±35.94a | 33.32±4.75b | 226.32±16.91a | 277.42±25.54b | 36.32±4.82c | 387.52±62.60a |
| 最大薹高Maximum bolt height (cm) | / | / | / | 82.39±9.50a | 35.34±6.38b | 77.02±4.22a |
| 最大薹粗Maximum bolt diameter (cm) | / | / | / | 1.98±0.49a | 0.28±0.04c | 0.66±0.11b |
表5
杂交种F1获得与丢失代谢物分类分析表"
| 代谢物索引 Metabolite index | 物质 Compounds | 一级分类 Class I | 获得/丢失+/- |
|---|---|---|---|
| mws2118 | 根皮苷Phloretin-2'-O-glucoside (Phlorizin) | 黄酮Flavonoids | + |
| mws0629 | L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸 L-Aspartyl-L-Phenylalanine | 氨基酸及其衍生物 Amino acids and derivatives | - |
| Wafn002874 | 4-O-(4'-O-α-D-吡喃葡萄糖基)咖啡酰奎尼酸 4-O-(4'-O-alpha-D-Glucopyranosyl) caffeoylquinic acid | 酚酸类 Phenolic acids | - |
| MWS1830 | 水杨酸乙酯Ethyl salicylate | 酚酸类Phenolic acids | - |
| Zmcp004218 | 矢车菊素-3-O-(6''-O-阿魏酰)槐糖苷-5-O-葡萄糖苷 Cyanogenin-3-O-(6''-O-feruloyl) sophorosine-5-O-glucoside | 黄酮Flavone | - |
| Lacn007285 | 6'''-O-乙酰基去氢黄柏苷 6'''- O-Acetyl dehydroquercetin | 黄酮Flavone | - |
| Wasn003353 | 葡萄糖基6-羟基-2,6-二甲基-2E,7-辛二烯酸 Glucosyl 6-hydroxy-2,6-dimethyl-2E, 7-octadienoic acid | 其他类 Others | - |
| Qagp006800 | 枸杞酰胺B Goji berry amide B | 生物碱Alkaloid | - |
| Zbsp007466 | N-反式-桂皮酸酰对羟基苯乙胺 N-trans cinnamoyl p-hydroxyphenylethylamine | 生物碱Alkaloid | - |
| Wagp007639 | N-(4-羟基苯乙基)肉桂酰胺 N-(4-hydroxyphenethyl) cinnamamide | 生物碱Alkaloid | - |
| Wcjp001278 | 6-Hydroxycrinamidine | 生物碱Alkaloid | - |
| MWSslk217 | 苦蒿素Blinin | 萜类Terpenoids | - |
| pmp001054 | 异栀子苷Isogeniposide | 萜类Terpenoids | - |
| Cmqn004417 | 7(R)-正丁基莫罗忍冬苷 7(R)-n-butyl Moro honeysuckle glycoside | 萜类Terpenoids | - |
| pmn001505 | 齐墩果酸-3-O-木糖基(1→3)葡萄糖醛酸苷 Oleanolic acid-3-O-xylosyl (1→3) glucuronide | 萜类Terpenoids | - |
| Cmyp003257 | 淫羊藿次苷B1 Epimedium glycoside B1 | 萜类Terpenoids | - |
| Wacn005438 | 羟基十五碳烯酸葡萄糖苷 Hydroxypentadecenoic acid glucoside | 脂质Lipid | - |
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