CN103229711B - 一种富含萝卜硫素结球甘蓝的育种方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种富含萝卜硫素结球甘蓝的育种方法，属于植物育种技术领域。该育种方法以二倍体夏甘58为母本、以二倍体青花菜久绿为父本，获得杂交种子；秋水仙素处理以后获得四倍体结球甘蓝变异株，将四倍体结球甘蓝变异株进行单株自交留种，四代自交纯化，选育出自交不亲和育种母本；以二倍体H-60甘蓝取代二倍体夏甘58，按母本选育相同的过程，选育出自交不亲和育种父本；将获得的育种母本和育种父本播种栽培，进行配种，得到的杂交种即为富含萝卜硫素结球甘蓝的种子。本发明育出的种子具有抗病性强、丰产、萝卜硫素含量高等特性，由被动选育转变为主动筛选有特殊功能的品种，可控性高。
Description
技术领域
本发明涉及一种结球甘蓝的育种方法，尤其是一种富含萝卜硫素结球甘蓝的育种方法，属于植物育种技术领域。
背景技术
科学实验证明，青花菜(Brassica oleracea L. var. italica，又名西蓝花等)含有丰富的抗癌物质，青花菜中所含异硫氰酸酯衍生物—萝卜硫素具有很强的抗癌活性（见参考文献：姬丹丹，赵晓明.青花菜的抗癌作用及药用多倍体育种研究前景.中国蔬菜，2007（8）：39-41）。萝卜硫素（1-异硫氰酸-4-甲磺酰基丁烷）（SFN）是迄今为止蔬菜中所发现的最强的抗癌成份（见参考文献：季宇彬，池文杰，邹翔等.西兰花中萝卜硫素提取、分离与抗癌活性研究.哈尔滨商业大学学报，2005.21（3）：270-273）。英国科学家在1997年初的一次抗癌蔬菜研究结果表明，青花菜和抱子甘蓝中含有十分丰富的葡萄糖异硫氰酸盐类的辅助化合物，已从葡萄糖异硫氰酸盐中分解出了萝卜硫素，并从青花菜中分离出带有萝卜硫素基因的DNA片段，将此DNA片段转入结球甘蓝和萝卜中，将有助于提高人们对癌细胞的抵抗能力，降低患癌症的危险（见参考文献：[1]Campisi J. Replicative senescence:an old lives′tale [J], Call. 1996. 84: 497-500. [2] Hasty P. Vijg J. Genomic priorities in aging [J]. Science. 2002. 296: 1250-1251）。
由于青花菜在我国栽培历史不长，加上目前生产上应用的品种多为进口品种，种子价格昂贵（见参考文献：赵前程.我国青花菜新品种选育及其生产应用.当代蔬菜，2006（1）：18-19），单位面积产量不高（1500公斤/亩左右），因此青花菜销售价格较贵，市场上仍作为高档或特色蔬菜，普通市民难得或不会购买食用。而与青花菜同属十字花科芸薹属的结球甘蓝由于抗性强，栽培容易，产量高，已成为市民和老百姓的大众蔬菜，2006年我国种植面积已达93.74万h㎡（见参考文献：方智远.我国甘蓝产销变化与育种对策.中国蔬菜，2008（1）：1-2）。因此通过利用萝卜硫素含量高的青花菜材料，结合多倍体育种与自交不亲和系杂交育种技术，选育萝卜硫素含量较高的结球甘蓝杂交品种，使其成为普通百姓的大众蔬菜，将有助于提高人们对癌细胞的抵抗能力，降低患癌症的危险。
发明内容
本发明的目的在于：提出一种富含萝卜硫素结球甘蓝的育种方法，从而以切实满足市场需求。
为了达到上述目的，本发明富含萝卜硫素结球甘蓝的育种方法包括如下步骤：
步骤一、选育育种母本
以二倍体夏甘58为母本，以二倍体青花菜久绿为父本，播种栽培，花期母本除雄，与父本杂交，并采取隔离措施，获得杂交种子；
将获得的杂交种子播种栽培，幼苗子叶期，在植株的茎尖生长点上点滴秋水仙素水溶液（浓度以体积比0.1-0.2％为宜），成苗期之后获得四倍体结球甘蓝变异株；
将获得的四倍体结球甘蓝变异株进行单株自交留种，并播种栽培，继续进行单株自交留种，如此进行至少四代自交纯化；
测定选择花期亲和指数低（低于1为宜）而蕾期亲和指数高（高于5为宜）、萝卜硫素含量高（高于80㎎/g为宜）的优良单株，再经过至少2代的单株自交纯化，选育出自交不亲和育种母本；
步骤二、选育育种父本
以二倍体H-60甘蓝为母本（取代二倍体夏甘58），以二倍体青花菜久绿为父本，按步骤一相同的过程，选育出自交不亲和育种父本；
步骤三、培育杂交种
将获得的育种母本和育种父本播种栽培，（宜采取空间隔离、蜜蜂授粉）进行配种，得到的杂交种即为富含萝卜硫素结球甘蓝的种子。
采用本发明育出的种子具有抗病性强、丰产、萝卜硫素含量高等特性。与常规育种方法相比，本发明由被动选育转变为主动筛选出有特殊功能的品种，可控性高。
附图说明
图1为本发明一个实施例的育种过程示意图。
具体实施方式
实施例一
本实施例富含萝卜硫素结球甘蓝的育种方法准备如下材料：
萝卜硫素含量较高的青花菜“久绿”[公知公用。戴忠良、秦文斌、肖燕等。《青花菜引进品种比较试验》记载，江苏农业科学，（2005）3：92～93]来源：日本野崎公司，上海亿涵种苗贸易有限公司公开销售。
结球甘蓝“夏甘58”[公知公用。潘跃平、戴忠良、秦文斌等。《优质、耐热、早熟甘蓝新杂交种夏甘58的选育》记载，上海农业学报，（2003）19（1）：27～29]来源：镇江市农科所，镇江瑞繁农艺有限公司公开销售。
结球甘蓝“H-60”[公知公用。秦文斌、潘跃平、戴忠良等。《甘蓝新品种H-60》记载，蔬菜，（2005）6：10]来源：日本野崎公司，上海亿涵种苗贸易有限公司公开销售。
可知以上材料均为市场有售，属于已充分公开的现有技术。准备材料后，按如下具体步骤育种（参见图1）：
步骤一、选育育种母本
2004年春季，以二倍体夏甘58为母本，以二倍体青花菜久绿为父本，播种栽培，花期母本除雄,与父本杂交，套袋隔离分别获得杂交种子。
当年秋季将获得的种子播种栽培，在幼苗子叶期采用体积比浓度为0.15％的秋水仙素溶液处理。每天上午8时～9时，下午2时～3时各处理一次，处理方法是用微量注射器在植株的茎尖生长点上滴2-3滴秋水仙素溶液，连续处理3天，处理阶段环境气温为昼20～25℃/夜16～18℃。理论和实践表明，上述处理必然导致一定数量植株变异。成苗期之后，经过细胞学染色体数检验，获得染色体数为36的第一代四倍体结球甘蓝变异株（由于四倍体结球甘蓝变异株具有明显的形态特征——叶子大而厚、花粉粒径大，因此也可以通过观察或借助显微镜选出变异株）。
从获得的四倍体结球甘蓝变异株中选择长势好、叶球圆整、抗病性强的优良单株进行自交留种，秋季再播种栽培，从中选择长势好、叶球圆整、抗病性强的优良单株继续进行自交留种，如此连续四代以上自交纯化，完成定向选择。
在第4代基本性状稳定后，进行萝卜硫素测定[测定方法：采用高效液相色谱（HPLC）的分析方法对萝卜硫素含量进行分析，详见姚雪琴、邱海荣、谢祝捷等。《青花菜不同器官中4甲基亚磺酰丁基硫苷及萝卜硫素含量分析》，园艺学报，（2010）37：2131]，并结合留种进行自交不亲和指数测定，选择花期亲和指数低于1而蕾期亲和指数高于5、萝卜硫素含量高于80㎎/g的优良单株继续自交纯化、定向选择，到第6代选育出卜硫素含量高、农艺性状优良、自交不亲性稳定的自交不亲和系04-4-3-1-2-2-1，作为选育出的自交不亲和育种母本。该自交不亲和系植株开展度58 cm，外叶数16～18片，长势旺，耐热性、较抗病，叶球高扁圆，结球紧实，不易裂球，单球重1.2 kg左右，萝卜硫素含量116.37㎎/g。定植至采收53天左右，花期和蕾期自交亲和指数分别为0.26和8.8。
步骤二、选育育种父本
以二倍体H-60甘蓝取代步骤一种的二倍体夏甘58，按步骤一相同的过程，选育出自交不亲和育种父本，命名为04-1-2-2-1-5-2。该自交不亲和系植株开展度52 cm，外叶数13～15片，抗病毒病、黑腐病，耐热性、耐湿性强，叶球高扁圆，平均单球重1.1 kg，萝卜硫素含量92.25㎎/g。定植至采收60天左右。花期和蕾期自交亲和指数分别为0.35和10.2。
步骤三、培育杂交种
于第六年即2010春季，将母本04-4-3-1-2-2-1与父本04-1-2-2-1-5-2播种栽培，采取空间隔离、蜜蜂授粉进行配种，得到杂交种,即富含萝卜硫素结球甘蓝的种子。
将上述所得富含萝卜硫素结球甘蓝进行品种鉴定，定名为瑞甘12，其主要农艺性状及特征特性如下：
瑞甘12植株生长势较旺盛，耐热、耐湿性强，抗病毒病、黑腐病。株高31 cm左右，开展度55cm左右，外叶数15～16片，叶色浅绿，倒卵圆形，叶球高扁圆，结球紧实，绿色，市场性高，萝卜硫素含量555.62㎎/g，单球重1.6 kg左右，球高13.5 cm左右，横径17.5 cm左右，中心柱长6.6 cm左右，中心柱宽2.8 cm左右。定植至采收60左右。
品比试验：
以H-60和夏甘58作为对照品种，进行比较，结果见表1
表1 抗病性、萝卜硫素含量比较
表2 2011～2012年产量比较
由上述对比试验可以得出，本实施例育出的瑞甘12具有抗病性强、丰产、萝卜硫素含量高等特性，相较于常规育种方法，由被动选育转变为主动筛选有特殊功能的品种，可控性高。
Claims (4)
1.一种富含萝卜硫素结球甘蓝的育种方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、选育育种母本
以二倍体夏甘58 为母本，以二倍体青花菜久绿为父本，播种栽培，花期母本除雄，与父本杂交，并采取隔离措施，获得杂交种子；
将获得的杂交种子播种栽培，幼苗子叶期，在植株的茎尖生长点上点滴秋水仙素水溶液，成苗期之后获得四倍体结球甘蓝变异株；
将获得的四倍体结球甘蓝变异株进行单株自交留种，并播种栽培，继续进行单株自交留种，如此进行至少四代自交纯化；
测定选择花期亲和指数低而蕾期亲和指数高、萝卜硫素含量高的优良单株，再经过至少2 代的单株自交纯化，选育出自交不亲和育种母本；
步骤二、选育育种父本
以二倍体H-60 甘蓝为母本，以二倍体青花菜久绿为父本，按步骤一相同的过程，选育出自交不亲和育种父本；
步骤三、培育杂交种
将获得的育种母本和育种父本播种栽培，进行配种，得到的杂交种即为富含萝卜硫素结球甘蓝的种子；
所述秋水仙素水溶液的浓度以体积百分比计为0.1%-0.2%；
选育自交不亲和育种母本和父本时，测定选择花期亲和指数低于1 而蕾期亲和指数高于5、萝卜硫素含量高于80 ㎎ /g 的优良单株。
2.根据权利要求1 所述富含萝卜硫素结球甘蓝的育种方法，其特征在于：所述秋水仙素溶液点滴具体做法为, 每天上午8 时～ 9 时、下午2 时～ 3 时各用微量注射器在植株的茎尖生长点上滴2-3 滴，连续处理3 天。
3.根据权利要求2 所述富含萝卜硫素结球甘蓝的育种方法，其特征在于：处理阶段环境气温为昼20 ～ 25℃ / 夜16 ～ 18℃。
4.根据权利要求3 所述富含萝卜硫素结球甘蓝的育种方法，其特征在于：所述步骤三中将育种母本和育种父本采取空间隔离、蜜蜂授粉进行配种，得到杂交种。
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