CN104839011A - 一种获得紫色芥蓝的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种获得紫色芥蓝的方法。本发明所提供的一种获得紫色芥蓝的方法包括如下步骤:(1)甘蓝和芥蓝杂交,获得杂交F1代;(2)以所述芥蓝为轮回亲本与杂交F1代连续回交,获得回交后代BCnF1;(3)在回交后代BCnF1中选择肉质茎、叶脉和叶片均有花青苷显色的芥蓝单株;(4)将步骤(3)选择的单株进行单株自交,获得具有优良性状的紫色芥蓝。实验证明,利用本发明提供的选育芥蓝的方法,我们得到的芥蓝总花青苷含量高且肉质茎和叶脉花青苷显色强度深。
Description
技术领域
本发明属于植物育种领域,涉及一种获得紫色芥蓝的方法,具体涉及一种利用甘蓝紫阳和中花芥蓝获得紫色芥蓝的方法。
背景技术
芥蓝(Brassica alboglabra Bailey)为十字花科、芸薹属、甘蓝种一年生或两年生草本植物,原产于中国华南地区,是我国著名的特产蔬菜之一。芥蓝按其花瓣颜色可分为白花芥蓝和黄花芥蓝,前者主要分布在广东省,后者主要分布在福建省和广西壮族自治区。
芥蓝营养丰富,富含硫代葡萄糖苷,尤其是4-甲基硫氧丁基硫苷,硫苷的降解产物萝卜硫素是迄今为止在蔬菜中发现的最强烈的Phase II酶诱导剂,它能使致癌基因失去作用。芥蓝中萝卜硫素含量为80.4~278.6μmol/100gFW,远高于其它种类的十字花科蔬菜,如青花菜中萝卜硫素含量为28.9~88.3μmol/100gFW,紫甘蓝中萝卜硫素含量为46.7~66.9μmol/100gFW。因此,芥蓝在品质育种、萝卜硫素的提取及食品加工业等领域有着重要的研究价值。
芥蓝栽培历史悠久,以幼嫩肉质茎或肉质茎和嫩叶或叶片为食用器官,其中大多数品种以肉质茎和叶为重要的食用器官。芥蓝DUS测试指南中对芥蓝肉质茎的判定标准为依据花青苷显色的有无分成两类,其中花青苷显色则肉质茎颜色为紫色、红色、粉色等颜色,花青苷无显色则肉质茎颜色为绿色;进一步依据肉质茎花青苷显色强度,可分为浅、中和深三个等级。肉质茎显色的芥蓝中含有花青素,花青素为水溶性色素,在自然条件下不能稳定存在,常结合一个或多个糖苷形成花青苷。花青苷是重要的黄酮类次生代谢产物,能引起部分芸薹属植物的叶片、花薹或根茎呈现粉色、红色、紫色和蓝色等颜色。花青苷在植物细胞的内质网上合成,然后运输到液泡中积累,并具有多种生理功能,例如吸引昆虫传粉、抵御低温和紫外线伤害、以及防治植物病害等;同时花青苷也具有非常重要的医疗保健功能,例如抗氧化衰老、抗突变、抗癌、抗动脉硬化、减少夜盲和近视、防止神经紊乱、防止老年痴呆症及增强机体免疫力等。花青素是迄今为止所发现的最强效的自由基清除剂,其抗自由基氧化能力是Vc的20倍、Ve的50倍,并且对光、热、氧等稳定性好;此外,花青素还是一种安全、无毒的天然食用色素。因此,花青素在园艺、医药、化妆、食品等方面具有一定的应用潜力和研究价值。现有肉质茎花青苷显色的芥蓝,如红脚芥蓝、改良红芥蓝薹等,肉质茎花青苷显色强度浅,难以在芥蓝育种中直接利用。如何获得花青苷含量较高和/或肉质茎和/或叶脉花青苷显色强度深的芥蓝资源或品系,成为一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是改良现有芥蓝资源,为芥蓝育种提供一种新的技术路线。
本发明提供了一种获得紫色芥蓝的方法,包括下述步骤:
(1)甘蓝和芥蓝杂交,获得杂交F1代;
(2)以所述芥蓝为轮回亲本与杂交F1代连续回交,获得回交后代BCnF1;
(3)在回交后代BCnF1中选择肉质茎、叶脉和叶片均有花青苷显色的芥蓝单株;
(4)将步骤(3)选择的单株进行单株自交,获得具有优良性状的紫色芥蓝;
所述优良性状为(a)、(b)、(c)、(d)、(e)或(f):(a)肉质茎和叶脉均具有花青苷显色的性状;(b)肉质茎和叶脉均具有花青苷显色的性状且总花青苷含量高于步骤(1)中作为亲本的芥蓝;(c)肉质茎具有花青苷显色的性状;(d)肉质茎具有花青苷显色的性状且总花青苷含量高于步骤(1)中作为亲本的芥蓝;(e)叶脉具有花青苷显色的性状;(f)叶脉具有花青苷显色的性状且总花青苷含量高于步骤(1)中作为亲本的芥蓝。
上述选育方法中,所述步骤(1)中,甘蓝和芥蓝杂交具体可为以甘蓝为父本,以芥蓝为母本进行杂交。
上述选育方法中,所述甘蓝可为叶片为紫色的甘蓝。进一步,紫色甘蓝品种具体可为紫阳甘蓝。
上述选育方法中,所述芥蓝可为肉质茎、叶脉和叶片均无花青苷显色的芥蓝品种。进一步,肉质茎、叶脉和叶片均无花青苷显色的芥蓝品种具体可为中花芥蓝。
上述选育方法中,所述连续回交为回交5代以上。进一步,连续回交次数具体为8次。
上述选育方法中,所述“以所述芥蓝为轮回亲本与杂交F1代连续回交,获得回交后代BCnF1”为:
①将肉质茎具有花青苷显色的步骤(1)得到的杂交F1代作为母本,与作为父本的中花芥蓝回交,收获种子,即为BC1F1;
②将肉质茎具有花青苷显色的BC1F1作为母本,与作为父本的中花芥蓝回交,收获种子,即为BC2F1;
③将肉质茎具有花青苷显色的BC2F1作为母本,与作为父本的中花芥蓝回交,收获种子,即为BC3F1;
④将肉质茎具有花青苷显色的BC3F1作为母本,与作为父本的中花芥蓝回交,收获种子,即为BC4F1;
⑤将肉质茎具有花青苷显色的BC4F1作为母本,与作为父本的中花芥蓝回交,收获种子,即为BC5F1;
⑥将肉质茎具有花青苷显色的BC5F1作为母本,与作为父本的中花芥蓝回交,收获种子,即为BC6F1;
⑦将肉质茎具有花青苷显色的BC6F1作为母本,与作为父本的中花芥蓝回交,收获种子,即为BC7F1;
⑧将肉质茎具有花青苷显色的BC7F1作为母本,与作为父本的中花芥蓝回交,收获种子,即为BC8F1。
所述具有优良性状的紫色芥蓝为总花青苷含量为3.415~22.038mg/100g鲜重的芥蓝。
所述肉质茎花青苷显色为肉质茎花青苷显色强度深。
所述叶脉花青苷显色为叶脉花青苷显色强度深。
以上任一所述方法在芥蓝育种中的应用也属于本发明的保护范围。
上述应用中,所述芥蓝育种可为将上述方法得到的紫色芥蓝作为亲本,与其他品种的芥蓝进行杂交和回交,得到具有所述其他品种的芥蓝的遗传背景的紫色芥蓝。
所述其他品种的芥蓝具体可为黄花甜脆芥蓝、新加坡芥蓝王、汉春早筷芥蓝、换头香菇芥蓝或汉春中筷芥蓝。
上述应用中,由于上述方法得到的紫色芥蓝和轮回亲本同为芥蓝,因此,上述回交转育过程中,回交代数可以缩短,主要依据回交后代与轮回亲本性状的相似程度而定。
上述应用中,所述回交次数可为回交3代以上。进一步,连续回交次数具体为8次。
所述总花青苷含量具体可为地上部分总花青苷含量。
实验证明,利用本发明提供的获得芥蓝的方法,我们得到的6个芥蓝中肉质茎和叶脉花青苷显色强度深,总花青苷含量在3.415~22.038mg/100g FW之间。与作为亲本的中花芥蓝品种相比,总花青苷含量高且肉质茎和叶脉花青苷显色强度深。利用本发明提供的获得芥蓝的方法获得的14M9-91培育的杂交种14M8-317和14M8-320的肉质茎、叶脉花青苷显色强度深,花青苷含量高,说明杂交种能够保持其高花青苷含量和肉质茎花青苷显色强度深等性状的稳定遗传。
附图说明
图1为选育紫色芥蓝的技术路线。
图2为14M9-91的植株表型。
图3为14M8-317的植株生长表型。
图4为14M8-320的植株群体生长状态。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述,给出的实施例仅为了阐明本发明,而不是为了限制本发明的范围。
下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
本实施例中的定量实验,如无特殊说明均设置三次重复,结果取平均值。
甘蓝紫阳为大连米可多国际种苗有限公司产品,下文中简称紫阳。台选中花芥蓝为广州市兴田种子有限公司产品,下文中简称中花芥蓝。
本实施例中肉质茎花青苷显色有无及显色强度结果参照芥蓝DUS测试指南(2013)(http://www.cnpvp.cn/dus/index.aspx?ID=77)进行评价。
本实施例中所述粗菜薹为芥蓝成体肉质茎的横径在2.5cm以上(不含2.5cm),所述中等菜薹为芥蓝成体肉质茎的横径在1.5cm~2.5cm(含1.5cm和2.5cm),所述细菜薹为芥蓝成体肉质茎的横径在1.5cm以下(不含1.5cm)。
总花青苷含量的测定采用pH示差法,具体见参考文献:杨兆艳.pH示差法测定桑椹红色素中花青素含量的研究.食品科技,2007(4):201-203。下述实施例中所述总花青苷含量具体为地上部分总花青苷含量。
下述实施例中的特性性状Ⅰ为:肉质茎、叶脉和叶片均具有花青苷显色的性状。
下述实施例中的特定性状Ⅱ为:肉质茎和叶脉均具有花青苷显色的性状。
实施例1、获得紫色芥蓝的技术路线
1、将紫阳(父本)与中花芥蓝(母本)杂交,收获种子,即为杂交的F1代,命名为紫阳-芥蓝F1。
2、将紫阳-芥蓝F1(母本)与中花芥蓝(父本)回交,收获种子,即为BC1F1。
3、将肉质茎具有花青苷显色的BC1F1(母本)与中花芥蓝(父本)回交,收获种子,即为BC2F1。
4、将肉质茎具有花青苷显色的BC2F1(母本)与中花芥蓝(父本)回交,收获种子,即为BC3F1。
5、将肉质茎具有花青苷显色的BC3F1(母本)与中花芥蓝(父本)回交,收获种子,即为BC4F1。
6、将肉质茎具有花青苷显色的BC4F1(母本)与中花芥蓝(父本)回交,收获种子,即为BC5F1。
7、将肉质茎具有花青苷显色的BC5F1(母本)与中花芥蓝(父本)回交,收获种子,即为BC6F1。
8、将肉质茎具有花青苷显色的BC6F1(母本)与中花芥蓝(父本)回交,收获种子,即为BC7F1。
9、将肉质茎具有花青苷显色的BC7F1(母本)与中花芥蓝(父本)回交,收获种子,即为BC8F1。
10、在BC8F1中选择具有特定性状Ⅰ的芥蓝单株,该部分单株在BC8F1群体中所占的百分率约为50%。
11、取步骤10得到的满足所述特定性状Ⅰ的单株,分别进行单株自交,每个单株自交的后代中都存在具有特定性状Ⅱ的个体。随机取一个单株自交的后代中的具有特定性状Ⅱ的个体,将其定名为紫·中花芥蓝;该个体的自交后代命名为14M9-91株系。
实施例2、以14M9-91株系为亲本获得具有不同遗传背景的总花青苷含量高和/或肉质茎、叶脉花青苷显色强度深的芥蓝
1、选育以黄花甜脆芥蓝为背景的总花青苷含量高和/或肉质茎、叶脉花青苷显色强度深的芥蓝:
黄花甜脆芥蓝的来源为澄海市澄华升合种籽店产品,下文中简称黄花甜脆。
(1)利用黄花甜脆(父本)与14M9-91株系(母本)杂交,收获种子,即为杂交的F1代,命名为黄花甜脆-14M9-91F1。
(2)将黄花甜脆-14M9-91F1与黄花甜脆(父本)回交,收获种子,即为AD1F1。
(3)将肉质茎具有花青苷显色的AD1F1(母本)与黄花甜脆(父本)回交,收获种子,即为AD2F1。
(4)将肉质茎具有花青苷显色的AD2F1(母本)与黄花甜脆(父本)回交,收获种子,即为AD3F1。
(5)将肉质茎具有花青苷显色的AD3F1(母本)与黄花甜脆(父本)回交,收获种子,即为AD4F1。
(6)将肉质茎具有花青苷显色的AD4F1(母本)与黄花甜脆(父本)回交,收获种子,即为AD5F1。
(7)将肉质茎具有花青苷显色的AD5F1(母本)与黄花甜脆(父本)回交,收获种子,即为AD6F1。
(8)将肉质茎具有花青苷显色的AD6F1(母本)与黄花甜脆(父本)回交,收获种子,即为AD7F1。
(9)将肉质茎具有花青苷显色的AD7F1(母本)与黄花甜脆(父本)回交,收获种子,即为AD8F1。
(10)在AD8F1中选择具有特定性状Ⅰ的芥蓝单株,该部分单株在AD8F1群体中所占的百分率约为50%。
(11)取步骤(10)得到的满足所述特定性状Ⅰ的单株,分别进行单株自交,每个单株自交的后代中都存在具有特定性状Ⅱ的个体。随机取一个单株自交的后代中具有特定性状Ⅱ的个体,将其定名为紫·黄花甜脆;该个体的自交后代命名为13M9-95⑧株系。
2、选育以新加坡芥蓝王为背景的总花青苷含量高和/或肉质茎、叶脉花青苷显色强度深的芥蓝:
新加坡芥蓝王为广州亚蔬园艺种苗有限公司产品。
将步骤1中黄花甜脆芥蓝替换为新加坡芥蓝王(父本),其余步骤均相同。
获得一个具有特定性状Ⅱ的芥蓝,并定名为紫·新加坡芥蓝王;该个体的自交后代命名为13M9-102⑩株系。
3、选育以汉春早筷芥蓝为背景的总花青苷含量高和/或肉质茎、叶脉花青苷显色强度深的芥蓝:
汉春早筷芥蓝为澄海市澄华升合种籽店产品。
将步骤1中黄花甜脆芥蓝替换为汉春早筷芥蓝(父本),其余步骤均相同。
获得一个具有特定性状Ⅱ的芥蓝,并定名为紫·汉春早筷;该个体的自交后代命名为13M9-87⑤株系。
4、选育以换头香菇芥蓝为背景的总花青苷含量高和/或肉质茎、叶脉花青苷显色强度深的芥蓝:
换头香菇芥蓝为澄海市澄华升合种籽店产品。
将步骤1中黄花甜脆芥蓝替换为换头香菇芥蓝(父本),其余步骤均相同。
获得一个具有特定性状Ⅱ的芥蓝,并定名为紫·换头香菇;该个体的自交后代命名为13M9-88⒁株系。
5、选育以汉春中筷芥蓝为背景的总花青苷含量高和/或肉质茎、叶脉花青苷显色强度深的芥蓝:
汉春中筷芥蓝为澄海市澄华升合种籽店产品。
将步骤1中黄花甜脆芥蓝替换为汉春中筷芥蓝(父本),其余步骤均相同。
获得一个具有特定性状Ⅱ的芥蓝,并定名为紫·汉春中筷;该个体的自交后代命名为13M9-92⑦株系。
由于14M9-91株系(母本)和轮回亲本(父本)同为芥蓝,因此,上述回交转育过程中,回交代数可以缩短,主要依据回交后代与轮回亲本性状的相似程度而定。
各个芥蓝的性状和总花青苷含量见表1。结果表明,通过上述步骤,得到的6个芥蓝中肉质茎和叶脉花青苷显色强度深,总花青苷含量在3.415~22.038mg/100g FW之间。由表1可见,利用实施例1获得的紫色芥蓝进行育种,获得的后代(紫色芥蓝)的总花青苷含量不同,与轮回亲本的基因型、育种者的选育目标等有关。
表1.12个芥蓝的特性及总花青苷含量
注:13M9-95⑧有2个姊妹系;13M9-102⑩有4个姊妹系,其中一个姊妹系为13M9-105②;13M9-92⑦有3个姊妹系。表中仅列出每组姊妹系中的1个。
将紫·中花芥蓝替换为实施例1中获得其它具有特定性状Ⅱ的植株,重复上述实验,结果基本一致,无显著差异。
实施例3、遗传稳定性
以13M9-105②(与13M9-102⑩为姊妹系)为母本,14M9-91为父本,得到杂交的F1代,命名为14M8-317。以13M9-102⑩为母本,14M9-91为父本,得到杂交的F1代,命名为14M8-320。
14M9-91的植株表型见图2,14M8-317的植株生长表型见图3,14M8-320的植株群体生长状态见图4。
结果表明,利用本发明提供的获得芥蓝的方法获得的14M9-91培育的杂交种14M8-317和14M8-320的肉质茎、叶脉花青苷显色强度深,花青苷含量较高,说明杂交种能够保持其高花青苷含量和肉质茎花青苷显色强度深等性状的稳定遗传。
Claims (10)
1.一种获得紫色芥蓝的方法,包括如下步骤:
(1)甘蓝和芥蓝杂交,获得杂交F1代;
(2)以所述芥蓝为轮回亲本与杂交F1代连续回交,获得回交后代BCnF1;
(3)在回交后代BCnF1中选择肉质茎、叶脉和叶片均有花青苷显色的芥蓝单株;
(4)将步骤(3)选择的单株进行单株自交,获得具有优良性状的紫色芥蓝;所述优良性状为(a)、(b)、(c)、(d)、(e)或(f):
(a)肉质茎和叶脉均具有花青苷显色的性状;(b)肉质茎和叶脉均具有花青苷显色的性状且总花青苷含量高于步骤(1)中作为亲本的芥蓝;(c)肉质茎具有花青苷显色的性状;(d)肉质茎具有花青苷显色的性状且总花青苷含量高于步骤(1)中作为亲本的芥蓝;(e)叶脉具有花青苷显色的性状;(f)叶脉具有花青苷显色的性状且总花青苷含量高于步骤(1)中作为亲本的芥蓝。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述甘蓝为叶片为紫色的甘蓝。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:权利要求1步骤(1)和步骤(2)中所述芥蓝为肉质茎、叶脉和叶片均无花青苷显色的芥蓝。
4.根据权利要求1-3任一所述的方法,其特征在于:所述连续回交为回交5代以上。
5.根据权利要求1-4任一所述的方法,其特征在于:
所述“以所述芥蓝为轮回亲本与杂交F1代连续回交,获得回交后代BCnF1”为:
①将权利要求1步骤(1)得到的杂交F1代作为母本,与作为父本的芥蓝回交,收获种子,即为BC1F1;
②将肉质茎具有花青苷显色BC1F1作为母本,与作为父本的所述芥蓝回交,收获种子,即为BC2F1;
③将肉质茎具有花青苷显色BC2F1作为母本,与作为父本的所述芥蓝回交,收获种子,即为BC3F1;
④将肉质茎具有花青苷显色BC3F1作为母本,与作为父本的所述芥蓝回交,收获种子,即为BC4F1;
⑤将肉质茎具有花青苷显色BC4F1作为母本,与作为父本的所述芥蓝回交,收获种子,即为BC5F1;
⑥将肉质茎具有花青苷显色BC5F1作为母本,与作为父本的所述芥蓝回交,收获种子,即为BC6F1;
⑦将肉质茎具有花青苷显色BC6F1作为母本,与作为父本的所述芥蓝回交,收获种子,即为BC7F1;
⑧将肉质茎具有花青苷显色BC7F1作为母本,与作为父本的所述芥蓝回交,收获种子,即为BC8F1。
6.根据权利要求1-5任一所述的方法,其特征在于:所述(a)、(b)、(c)、(d)、(e)或(f)中,所述花青苷显色为花青苷显色强度深。
7.根据权利要求1-6任一所述的方法,其特征在于:所述芥蓝为中花芥蓝;所述甘蓝为紫阳甘蓝。
8.权利要求1-7中任一所述方法在芥蓝育种中的应用。
9.如权利要求8所述的应用,其特征在于:所述芥蓝育种为将权利要求1至7中任一所述方法得到的具有优良性状的紫色芥蓝作为亲本,与其他品种的芥蓝进行杂交和回交,得到具有所述其他品种的芥蓝的遗传背景的紫色芥蓝。
10.根据权利要求8或9所述的应用,其特征在于:所述与其他品种的芥蓝进行杂交和回交中回交次数3代以上。
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芥蓝×甘蓝的F2群体抽薹期性状QTLs的RAPD标记;陈书霞等;《园艺学报》;20031231;第30卷(第4期);第421-426页 * |
陈书霞等: "芥蓝×甘蓝的F2群体抽薹期性状QTLs的RAPD标记", 《园艺学报》 * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN105165599A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-12-23 | 镇江瑞繁农艺有限公司 | 一种极早熟芥蓝自交系的选育方法 |
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