番茄育种完整版

番

茄

育

种Tomato

Breeding番茄可鲜食和加工：鲜食番茄有各种果实类型和果实颜色类型。

加工番茄可制成酱、汁、沙司、干品等。

美

国

、

俄

罗

斯

、

意

大

利

和

中

国

为

主

要

生

产

国

。

欧美

、

中

国

和

日

本

有

大

面

积

的

温

室

、

塑

料

棚

及

其

它

保

护

设施栽培。本

章

主

要

讨

论

番

茄

的

种

质

资

源

、

育

种

目

标

、

主

要

育种途径、抗病育种及良种繁育等问题。番茄的起源16th

century1871番茄的传播1840?一、种质资源

Germplasm（一）种质资源由于番

茄是严

格的自花授粉植

物，经

过长期的驯化和

选育，

其

遗

传

背

景

逐

渐

变

窄

，

因

此

，

通

过

广

泛

的

资

源

收

集

来

丰

富

番

茄的种质资源对番茄育种极其重要。国

外

早

在

1778

年

就

开

始

了

番

茄

的

种

质

资

源

收

集

工

作

，

近

十

多

年

来

，

IBPGR

又

先

后

多

次

对

番

茄

的

种

质

资

源

进

行

了

大

规

模

的

收

集

，

至

1978

年

，

全

世

界

共

收

集

到

番

茄

种

质

材

料

32000

，

到

1990

年

则

已

经

超

过

了

40000

份

。

这

些

材

料

主

要

收

藏

在

11

个

研

究

单位。其

中

：

收

藏

量

超

过

6

000

份

的

单

位

有

亚

洲

蔬

菜

研

究

发

展

中

心

(AVDCR)

和

美

国

国

家

种

子

贮

藏

实

验

室

(USDA).

美

国

加

州

大

学

Rick

所

领

导

的

研

究

机

构

番

茄

遗

传

保

存

中

心

(TGRC)

也

收

集

了

3

000多份番茄材料。自

80

年

代

以

来

，

我

国

先

后

组

织

了

2

次

大

规

模

的

种

质

资

源

收

集

工

作，共收集到各种番茄材料1912份。引进国外材料对于番茄遗传育种研究作出了突出贡献。（二）番茄的分类番茄属于茄科(Solanaceae)番茄属(Lycopersicum

)

。该属

包括许多种、亚种和变种。

现在，番茄命名多用Solanum

lycopersicum。秘鲁番茄

L.

peruvianum智利番茄

L.chilense多腺番茄

L.glandulosum多毛番茄L.hirsutum番茄属醋栗番茄L.pimpinellifolium

契斯曼尼番茄L.cheenmanii

小花番茄L.parviflorum

克梅留斯基番茄L.chmielewskii

潘那利番茄L.

pennellii

普通番茄

L.esculentum普通番茄野生型亚种半栽培型亚种栽培型亚种总状番茄醋栗番茄长形番茄梨形番茄樱桃番茄多室番茄李形番茄普通番茄直立番茄大叶番茄L.

peruvianum

Mill.L.

pimpinellifoliumL.

pennellii目前栽培的番茄都属于普通番茄，包括5个变种：

普通番茄，即栽培番茄(var.commune

Bailey):植株茁壮，分枝多，匍匐性，果大，叶多，果

形扁圆，果色可分红、粉红、橙、黄等，该变种

包括绝大多数的栽培品种。直立番茄(var.validum

Bailey):茎

短而粗

壮，分枝节短，

植株直

立，叶小色浓，

叶

面

多

卷

皱

，

果

柄

短

，

果

实

与

普

通

栽

培

番

茄

相

似

。

因

为

产

量

较

低

，

生

产

中

栽

培

很

少

。

但

能

直

立

生

长

，

栽

培

时

无

须

立

支

架

，

便于田间机械化操

作是其突出特点。

大叶番茄(var.grandifolium

Bailey):叶大，有浅

裂或无缺刻，似马铃薯叶，故

又

称

薯

叶

番

茄

。

蔓

中

等

匍

匐

，

果

实

与

普

通

番

茄

相同。樱桃番茄(var.cerasijforme

Alef.):果实小呈圆球形，果径约2cm，果色红、橙或黄，

形如樱桃，2室，植株强壮，茎细长，叶小，色淡绿。梨形番茄(var.pyriforme

Alef.):果小，形如洋梨，2室，果呈红、黄等，

生长健壮，叶较小，呈浓绿。（三）番茄早期历史

番茄起源于南美西部

在墨西哥、中美洲及南美其他地区发现

醋栗番茄的野生类型

栽培番茄发端于墨西哥，后传欧亚番茄的演化果实由小到大!S.

pimpinellifoliumS.lycopersicumvar.

cerasiformeS.lycopersicum果实心室数的进化心室数由少到多!果实大小、

果实形状的基因控制二、育种目标

Breeding

Objectives番茄育种历史1920

1940

1990品质育种，分子及基因组

辅助育种杂交一代育种，抗病耐贮

分子育种抗病、高产育种，野生种

质利用主要应用标准育种方法

（系谱、回交）主要靠选择偶发突变体

（突变、异交、分离）育种目标现代番茄品种特性：较硬肉质果实

Meaty

firm

fruit成熟一致

Uniform

ripening半有限生长型

Semi-determinate

vine

兼抗多种病害

Multiple

disease

resistance

抗热性好

Heat

tolerance长货架寿命

Long

Shelf-Life育种目标

1.

丰产性育种2.杂种优势3.品质育种4.

抗病育种5.抗逆境育种6.

根砧育种:Root-stocks

for

grafting（一）丰产性育种

High

Yield

Breeding

亩产量=单位面积株数×单株结果数×单果重（二）抗病抗逆育种番茄是一种“多病蔬菜”真菌和细菌病害（19）；

病毒（6）；昆虫及根线虫（3）；非寄主性病害（7）；

还有其它病原不明病害。目前我国番茄露地生产上的主要病害有：早

疫

病

、

晚

疫

病

、

青

枯

病

、

斑

枯

病

、

枯

萎

病

、

叶霉病、立枯病等以及病毒病约20余种。番茄设施栽培的主要病害有所不同。

番茄黄化曲叶病毒TYLCV起源于中东地区

目前该病害已经扩展蔓延至世界各地Abhary等,

2007Tomato

Mosaic

Virus番茄病毒病Tomato

YellowLeaf

Curl

VirusTomato

SpottedWilt

Virus番茄灰霉病番茄早疫病番茄晚疫病番茄叶霉病番茄脐腐病溃疡病番茄斑枯病番茄软腐病番茄灰霉病青枯病ABaa1）

Tm-2

特异引物PCR检测与接种鉴定

分子标记准确鉴定分离材料中抗感植株！1

2

3

4

5

6

7

CK

M接种烟草花叶病毒幼苗500bpTm-2

特异引物对不同番茄品系

基因组的PCR检测A:A53（感）B:

LA1221（抗）1-6:A111、A114、A53、A115、A113；

7

:LA1221（抗）；CK：对照；ABC2）

Mi特异引物PCR检测与接种鉴定分子标记准确鉴定分离材料中抗感植株！1

2

MLA2819

A53LA2819

A53接种前幼苗

；B:接种后植株；C1：LA2819（抗）；C2：A53（感）3）

叶霉菌生理小种鉴别和检测分子标记准确鉴定分离材料中抗感植株！

M

CK

1

2

3

4

5

6

7500bpCf-9特异引物在7份材料中的PCR

检测

1-7:Ont7719（抗），Ont7717、

Ont7516、V121、Vetomold、Leaf

mould

resister、Money

maker；CK：

空白对照；M：Marker500bp4）

I-2抗枯萎病特异引物PCR检测分子标记准确鉴定分离材料中抗感植株！番茄株系对枯萎病小种

2（I-2）抗病基因PCR检测M:

Marker;

LA4026:阳性对照;

A53:阴性对照；

1:

ST06;

2:

TOV-1-7-7-7;

3:

TOV-1-15-20-3;4:

TOV-2-11-8-1

（华番3号母本）;5:

TOV-1-25-5-2

（华番2号母本）;6:

TOV-1-15-19-5;

7:

J1-15-1.5)

Ty-1和I-2基因的双重PCR体系I63K和NL3比例组合双重PCR体系多态性番茄耐寒性鉴定体系的建立寒害的分级0

1

2

34

5

6寒害分级:

0级：植株叶片正常，未受冷害；1级：仅少数叶片边缘有轻度的皱缩萎

蔫；2级：半数以下的叶片萎蔫死亡；3级：一半叶片萎蔫死亡；4级：半数以上

叶片萎蔫死亡；5级：几乎所有叶片萎蔫死亡，但是主茎未死，恢复常温后仍有

长出新叶；6级：植株全部死亡。抗寒种质鉴定从野生潘那利番茄与栽培番茄M82杂交构建76个渐渗系中筛选到

抗旱系IL2-5和IL9-1，第2、9染色体区段上存在抗旱基因。从野生多毛番茄

LA1777与栽培番茄LA4024构建96个渐渗系中筛

选出耐寒系LA3969，抗寒性位于第12染色体之间区段。Gong

et

al,

J

Exp

Botany,

2010,

61:

3563-3575Liu

et

al,

PLoS

ONEZS-5番茄耐盐鉴定体系的建立LA2711LA-2711+300mM

Na

(30

min)ZS-5+300mM

Na

(30

min)LA-2711+300mM

Na

(48h)ZS-5+300mM

Na

(48h)番茄耐盐性鉴定体系的建立Drought

tolerance

screening番茄耐旱性鉴定体系的建立Drought

tolerance

screening番茄耐旱性鉴定体系的建立耐寒材料选育4024（不抗寒）×3969（耐寒）F1

×4024F2(QTL初步定位★)

BC1F1

×

4024MASF3

BC2F1

×

4024（对F2进行筛选）

MAS

MASBC2F2

BC3F1

×

4024BC2F3

MAS

MASBC3F2

BC4F1BC3F3

MASBC4F2QTL精细定位QTL-NIL的构建（四）改进品质育种果实品质特性•固形物

Total

solids

(soluble

and

insoluble)•酸度

Acidity•硬度

Firmness•颜色

Color

(Lycopene)•维生素

Vitamins•风味

Flavor/taste

(volatiles)•采后处理和货架寿命

Postharvest

handling

&

shelf-life

•

采后抗病性

Postharvest

disease-resistance外观和果色鲜食用品种要求着色均匀、颜色较深、果形指数接近１、

果面光滑无棱褶、果顶蒂痕小、梗洼木质化部圆小、无纵裂

和环裂、果肩和近果梗部分同时成熟并呈同一果色；多数消

费者喜欢大红或粉红的果色，少数喜欢桔黄或橙黄果色。质地和坚实度果实的坚实度以及果肉与心室内含物的比例，在消费者

对新鲜番茄品质的感觉起重要作用。表皮坚韧度、果肉硬度及果实内部结构（果肉／心室）风味

（糖、酸、糖/酸比）果

实

要

有

良

好

的

风

味

，

必

须

有

较

高

的

含

糖

量

，

更

要

求

有

较

高的糖／酸比。番

茄

果

肉

部

分

比

心

室

部

分

含

有

较

多

的

还

原

糖

和

较

少

的

有

机

酸

，

因

此

凡

心

室

占

比

例

大

的

品

种

其

风

味

也

就

优

于

那

些

心

室

比

例较少的品种。营养价值主要在于含有Vc和VA原。番茄果实中的β-胡萝卜素能转变

为维生素

A原（五）加工品种的选育番茄酱、番茄汁和去皮整形番茄，其次是番茄浆、

番茄沙司、番茄汁饮料、罐装番茄等。可溶性固形物含量罐装番茄

抗裂果、耐贮运茄茄红素含量pH值<4.3番茄酱：茄茄红素50毫克/100克生产1

t

28%番茄酱，可固含量由4%提高到5%，

原料消耗降低25%高固形物，高番茄红素中国成世界第三大番茄酱生产出口国中国番茄加工总装备能力和产量90%都在新疆，日处理

能力达到５.５万吨。中国成为继美国、意大利之后世界第三

个番茄酱生产及出口大国。新疆温差大，日照长，降雨量少，有利于番茄生长，独

特的自然条件为大规模种植番茄和加工番茄酱创造了有利条

件。新疆生产的番茄酱成色好，营养丰富，品质优良。番茄

酱加工被称作新疆的“红色产业”之一。（六）耐贮运品种的选育皮厚、韧性强、肉质致密、不裂果、子室少和种

子腔小、干物质和含糖量（大于3.2%）及矿物质含量

高，呼吸强度低及组织保水力强。选育耐贮藏番茄可利用的基因资源耐贮藏基因材料rin,

nor,

Alc,

Nr

增加果肉颜色crm（七）省力、适于机械化的品种选育普通栽培须支架、整枝、绑蔓，多次采收。

直立不设支架。熟期集中，果实大小整齐一致。果梗无果节（八）适于保护地栽培的品种选育低温、弱光照是冬季保护地番茄茄生长与产量最主要的

限

制

因

子

。

因

此

，

在

选

育

保

护

地

番

茄

品

种

时

，

应

注

意

到

不

同于露地番茄品种的一些特殊要求：无

限

生

长

型

，

叶

子

和

节

间

开

放

型

，

在

较

低

温

（

夜

温

在

12

－

14℃

能

正

常

生

长

及

开

花

结

果

）

及

弱

光

（

寡

照

）

等

非

适

宜

条

件

下

营

养

生

长

和

花

的

发

育

正

常

，

座

果

率

高

，

畸

形

果

少

（

低

于

15

％

）

，

果

实

品

质

良

好

（

可

固

高

于

4.5

％

，

糖

酸

比

4

－

5

）

，

抗

温

室

中

严

重

发

生

的

病

害

（

抗

TY

，

抗

叶

霉

病

或

晚

疫病）。未来的特色品种

串收番茄品种

Clusters

Picking

varieties

风味品种

Tasty

Tomatoes高茄红素品种Lycopen

Rich

Varieties

观赏番茄品种

Ornamental

Tomatoes串收番茄品种

Cluster

Variety改进风味Tasty

Tomatoes风味的“构成”下列成分的相互作用结果

:

sugars

–

sweetness

acids

–

sourness

aroma

-

volatile

compounds

texture不同糖度和酸度的组合对口感的影响

H

sugars

+

H

acids

=

TastyH

sugars

+

L

acids

=

BlandL

sugars

+

H

acids

=

TartL

sugars

+

L

acids

=

Tasteless高番茄红素品种育种的遗传

Current

tomato

cultivars

are

low

in

lycopeneCommercial

cvs:

50-75

µg/gSelected

wildtypes:

200-250

µg/gSeveral

genes

influence

the

lycopene

level.1.

Green

shoulders.2.HP

-

High

Pigment

（hp-1,

hp-2）.3.OGC

-

Old

Gold

Crimson:

Influences

the

fruit

color,

can

be

recognized

by

the

flower,

(orange

color).4.

DG

-

Dark

Green:

Contributes

to

the

extremely

dark

green

color

and

high

lycopene

in

tomatoes.Hp-1Hp-2dgOGC高β-类胡萝卜素品种

Beta-carotene

precursor

ofVitamin

A

Contain

3-12x

more

beta-carotene

than

red

tomato四、杂交育种（一）

质量性状遗传（二）

数量遗传

可溶固形物遗传

番红素的遗传

维生素C的遗传

含酸量与

pH值的遗传

番茄果实抗裂性遗传

果实硬度遗传

与产量有关性状的遗传特点果重遗传：优势不显著，F1往往中间偏小，小果是不完全显性。

平均单果重以特殊配合力为主。单株结果遗传：当单株结果数差异较大时，

F1往往中间偏小。

前期产量和总产量遗传：产量性状显性和上位性效应较其他性状明显，产量杂

种优势相当强。控制番茄果实大小的基因不同育种目标可行的育种方法丰产性抗病性抗性早熟改进品质耐贮运机械化保护地杂种优势利用杂种优势利用、

常规杂交结合回交杂种优势利用、

常规杂交结合回交

常规或杂交一代常规或杂交一代杂交一代杂交一代杂交一代（三）

开花授粉

花序有总状、复总状及不规则花序三种。

花序基部的花先开放，顺次向上开放。

一朵花从开到凋亡约需４－５天。

凌晨开花最多（4-8）；下午2时后很少开放。

21-32

℃开放最多。<15℃不开花

，>35℃落蕾。

雌蕊受精能力可保持4-8天，开花前两天具有受精

能力，一般当天开放花授粉效果最好。花器结构和开花授粉区域试验生产试验对照对照对照（四）番茄杂交育种的程序PP1×P2去伪汰劣F1P1P2优良组合中选单株

F2

优良系统中选单株

F3选系统并选株选系统选系统繁殖F4F5F6株系比较2-3重复品系比较3-4重复品系比较继续选择番茄系谱选择育种计划系谱选择育种实例全国各地生产试种本省生产试验自交纯化、抗病自交系（红色大果）组合比较筛选抗TY材料齐达利F2抗BW

材料金钻F1实例——华番12品种的亲本系选育

技术路线：自然发病/接种

/I-2/Cf/TmMASF2…F6Ty/I-2/Cf/TmMASF2…F6×杂交配组

组合比较

优良抗BW/TY杂交品

种

审

定（认定）

华番12号（一）亲本选育1.

父本选育（70F2-1-2-2-6-混-混）来源：从“齐达利”F2代分离群体开始选育的，经过8代

自交选育，选出了抗番茄黄化曲叶病毒且经济性状优良的

自交系。特

性

：

长

势

中

等

，

大

红

果

，

单

果

重

180g

，

扁

圆

形

，

坐

果

率

高

，

果

实

硬

，

晚

熟

，

对

T

YLCV

具

有

100%

的

抗

性

，

且

抗

枯

萎病和烟草花叶病。F3、F4抗TY单株留种自交田间抗性鉴定自交MAS/田间抗性鉴定F6抗TY单株混合留种抗TY自交系配合力测定自交田间抗性鉴定2F

抗TY单株留种父本选育程序（70F2-1-2-2-6-混-混）2006春2007春、秋2008春2009春引进抗TYLCV番茄F

果实材料5李汉霞、叶志彪李汉霞、张晓黎李汉霞、郭瑞李汉霞、郭瑞2010春、秋李汉霞、郭瑞选育方法：田间自然发病与分子标记辅助双重鉴定，兼顾农艺性状，

采用单株选择和混合选择法相结合。分子标记选择：1.2.3.Ty-1基因的CAPS标记PCR

产

物

398bp

，

经

Taq1

酶

切

后

，

Ty-1/Ty-1

303bp

、

95bp

两

条

带

；

ty-1/ty-1

398bp；

Ty-1/

ty-1

398bp、303bp和95bpTy-2基因的SCAR标记PCR产物，Ty-2/Ty-2

900bp；

ty-2/ty-2

800bp；Ty-2/

ty-2

900bp、800bp

Ty-3基因的SCAR标记PCR产物，Ty-3/Ty-3

450bp；

ty-3/

ty-3

320bp；Ty-3/ty-3

450bp、320bp。

630bp则为Ty-3a2.

母本选育（JZF3-2-3-4-5）来

源

：

2005

年

从

华

南

农

业

大

学

引

进

抗

BW

金

钻

F1

品

种

。

田

间

病

谱

鉴

定

和

选

择

，

混

合

留

种

3

代

。

再

进

行

单

株

自

交

留

种

，

每

代

苗

期

接种BW菌进行抗BW接种鉴

定，连

续4代单株

选

择

留

种

。

选

育

出

了

抗

BW

且

经

济

性

状

优

良

的

品

系

JZF3-2-3-4-5。特

性

：

抗

BW

、

I-2

、

Cf

和

烟

草

花

叶

病

毒

病

。

果

形

较

大

，

单

果

重

145g，有限生长型，果实圆形，叶色深，第一花序节位

7.7

节

，

花

序

间

隔

节

位

1.5

节

，

无

果

肩

，

有

果

棱

，

结

果

能

力强。保留了金钻抗青枯病、结果能力强的特点，较金

钻果实大，果形好。F3、F4

抗BW单株留种自交F5抗BW单株留种自交a田

间抗性鉴定/接种鉴定/

Tm-2

/Cf-

9/I-2

(MAS)F6抗BY单株混合留种自交引进金钻番茄F2果实材料抗TY自交系配合力测定田

间抗性鉴定a田

间抗性鉴定/接种鉴定

Tm-2

/Cf-9/I-2

(MAS)田

间抗性鉴定/接种鉴定/初配组合母本选育程序（JZF3-2-3-4-5）

2005春2006春、秋2008春2009春2010春、秋李汉霞、叶志彪李汉霞、魏仕伟李汉霞、魏仕伟李汉霞、王振李汉霞、王振华番12号无限生长型，单果

重220g左右，果实

大红色，抗TY、抗

青枯病、枯萎病。

适合南方地区设施

和露地栽培。五、杂种优势育种1.

番茄杂交品种的选育1）利用亲本自交系配制杂交种番茄杂种种子生产的效率和成本问题人工去雄杂交每日可以杂交100-150朵花，可获得60-100g种子，按每

亩播种量20g计算，足够3-5亩使用，以优良杂交组合杂种增产10%，按亩

产量5000kg计算，每人杂交1天可增产3000-5000kg。2）利用雄性不育系配制杂交种系谱选择法育成的骨干亲本及其杂交品种番茄杂交一代品种的评价--实例番茄杂交一代品种的评价标准华中农业大

学番茄课题组

采用分子标记

辅助育种技术

和常规育种技

术相结合，选

育出抗番茄黄

化曲叶病毒病

等系列新品种。华番11号无限生长型，抗番茄黄化曲叶病毒病、根结线虫和枯萎病。单果重280g，

果实大红色，适合保护地秋季和早春季栽培。华番13号

无限生长型，单果

重240g，果实大红

色，果形圆滑，色

泽鲜亮，果实商品

率高，耐贮运，抗

TY、I-2、Mi-1、

ToMV。适合南北

不同地区保护地秋

季和早春季栽培。华番14号：无限生长型，

粉果，抗TY，萼片开张，

果型圆滑，单果重约

240g，果实商品率高，

耐贮运，适合设施栽培。华番15号：无限生长型，

粉果，抗TY，抗线虫，

坐果整齐，果实光滑圆

润，商品率高，单果重

230g左右，耐贮运，适

合设施栽培。华番1号我国第一例转基因耐贮藏番茄杂

种一代品种。无限生长型，单果

重100-150g，果实圆形，果面光

滑无青肩和棱沟，果红色。果实

耐贮藏，变色期果实在25℃温度

下，可贮藏40-50天，较对照延

长贮藏期20-30天。华番3号无限生长型，果实成鱼

骨状排列，扁圆形，大

红色，单果重210

g

左

右，品质好。单季产量

6000/亩以上。抗病毒

病、枯萎病和叶霉病，

对青枯病有强的耐病性。

适宜在大棚和露地栽培。2华番2号无限生长型，果实成鱼骨

状排列，成串性好。果实

扁圆形，红色，单果重

150

g

左右，单季产量一

般可达5

000

kg/667

m

以

上。果实糖酸比适中