CN107027620A - 一种同时富含硒和γ‑氨基丁酸的植物的选育方法 - Google Patents

一种同时富含硒和γ‑氨基丁酸的植物的选育方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及农业种植技术领域，公开了一种同时富含硒和γ‑氨基丁酸的植物的选育方法，以富硒和富γ‑氨基丁酸的植株作为亲本，经过杂交育种方式及分子标记辅助，结合水稻富硒种植技术，培育出籽粒硒富集能力强且富含GABA的水稻品种。该方法生产的富硒和GABA稻米营养价值高、安全可靠、生态环保、成本低廉，适合大规模地推广应用。

Description

一种同时富含硒和γ-氨基丁酸的植物的选育方法
技术领域
本发明涉及农业种植技术领域，具体涉及一种同时富含硒和γ-氨基丁酸的植物的选育方法。
背景技硒
硒(Se)作为生态环境中重要的一种微量元素，具有抗衰老、抗癌和解毒等多种作用，被世界卫生组织和中华医学会定为二十一世纪继碘、锌后必补的第三大微量营养保健元素。根据中国营养学会营养调查报告，我国成人的硒摄入量仅为26.63μg/日，距离中国预防医学中心卫生所推荐的安全进硒量40-240μg/人/日和美国国家科学院推荐的安全进硒量50-200μg/人/日相差甚远。γ-氨基丁酸(GABA)在生物体内广泛存在，是中枢神经系统内的重要抑制性神经递质，GABA具有降血压，治疗癫痫病，防止动脉硬化，调节心律失常，防止皮肤老化等多种生理保健功能，对人类多种疾病的预防和辅助治疗具有重要作用。
但是市场上富含硒和GABA的产品大多价格很高，超出了消费者的购买力，若通过日常经常食用的一种谷类作物，如水稻，能同时补充硒和GABA的日常摄取量，且该谷类作物的培育与种植成本又相对低廉，就可以满足消费者对其产品的消费需求。
同时具有两个所需性状的单株作物一般是通过具有所述两个性状的亲本杂交育种的方式培育可得，但是，在实际培育的过程中，富GABA性状和富硒性状可以通过杂交育种的方式筛得，而进一步提高作物的富硒含量还有赖于实际种植土壤能否提供有效硒，且该有效硒能否被作物有效吸收。
研究表明，植物吸收硒的主要来源是土壤中的硒，同种植物在相同条件的土壤硒含量、土壤pH值、盐度下，硒吸收在砂质土壤中最高，随着粘土含量的增加而下降(《Selenium uptake by plants as a function of soil type》,Johnsson L,1991,133(1):57-64,《Plant Soil》)。我国有近34％种植县的土壤属于粘质土，特别是东北地区。粘质土虽然有较大的相对比表面以及很好的保水力，但是由于粘质土含砂量少，通透性能差，不利于植物的根部呼吸和离子移动与吸收，可能是导致粘质土不利于硒吸收的一个重要原因，因此在粘质土上种植农作物仅通过增加土壤中含硒量也并不能有效提高植物对硒元素的吸收量。
因此如何在粘质土含量高的土壤上耕种出硒含量相对较高的作物就成为一个问题，同时，由于大部分的植物聚硒能力较弱，而农作物中谷类植物最低，小麦对硒的积聚相对较强，玉米、甘薯和水稻的含硒量均低于0.05mg/kg，因此，如何在粘质土壤上特别是东北地区培育出富含硒和γ-氨基丁酸的谷类作物成为当下需要研究的课题。
发明内容
为此，本发明的目的是提供一种同时富含硒和γ-氨基丁酸的品种选育方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
本发明的一种同时富含硒和γ-氨基丁酸的植物的选育方法，包括以下步骤：
(1)分别选择富硒植株M和富GABA植株N作为两亲本；
(2)确定富硒植株M与富硒性状紧密连锁的DNA基因；确定富γ-氨基丁酸植株N与富γ-氨基丁酸性状紧密连锁的DNA基因；
(3)将富硒植株M与富GABA植株N的两亲本进行杂交得到杂交一代F1，以F1代作为亲本，繁殖至杂交二代F2；
(4)在F2代的分蘖盛期，提取每个F2代单株幼叶的完整DNA与所述步骤(2)中的亲本M富硒性状紧密连锁的DNA和亲本N的富γ-氨基丁酸性状紧密连锁DNA进行比对，选取同时具有亲本M富硒性状紧密连锁的DNA和亲本N的富γ-氨基丁酸性状紧密连锁DNA的单株，即得到同时富含硒和γ-氨基丁酸的植株。
可选地，还包括，
步骤(4)中选取得到的单株进行下一代繁殖，并重复步骤(4)的过程得到性状稳定一致的植物。
可选地，所述植物为水稻。
可选地，在所述步骤(4)中，在F2代的分蘖盛期，根据步骤(2)中确定的富硒DNA基因合成标记引物A和B，并根据步骤(2)中确定的富γ-氨基丁酸的DNA基因合成标记引物C，分别提取每个F2代单株幼叶的完整的DNA和所述步骤(1)中两个亲本的幼叶的完整的DNA，分别用合成的所述标记引物A、B和C进行PCR扩增，扩增产物用琼脂胶或聚丙烯酰胺胶进行电泳分离，选择标记A和B与富硒植株M电泳结果一致且标记C与富GABA植株N电泳结果一致的单株，即得到同时富含硒和γ-氨基丁酸的植株；
其中，所述标记引物A、B和C的DNA序列为
可选地，在选育过程中，植株种植于富硒土壤，并施用富硒紫云英和土壤调理剂，
其中所述富硒紫云英的制备方法为，将硒酸盐和/或亚硒酸盐配制成20～30mg/L(以硒计)的水溶液于紫云英生长期均匀喷施，每间隔15～30天喷施一次，共喷施3～5次，硒喷施总量10～20g/亩；紫云英于植株种植前翻沤，每亩用量1500～2000kg。
可选地，所述土壤调理剂以重量份计，包括石灰20～30份，钙镁磷肥10～15份，硫酸盐、亚硫酸盐和硫磺中的一种或几种(以硫计)1～2份。
可选地，以重量份计，所述土壤调理剂包括复合菌和助剂，其中，
所述复合菌包括羊肚菌丝0.1～0.5重量份、温和气单胞菌0.1～0.2重量份、枯草芽孢杆菌0.2～0.5重量份、苏云金芽孢杆菌0.2～0.5重量份、多粘类芽孢杆菌0.2～0.5重量份和轮枝菌0.1～0.2重量份；
所述助剂包括生石灰10～30重量份和磷矿粉10～20重量份。
可选地，所述复合菌还包括EM菌剂0.5～1重量份。
可选地，所述助剂还包括硅藻土、高岭土、骨粉、甲壳动物粉、宁南霉素和申嗪霉素中的一种或几种，其中，硅藻土20～30重量份、高岭土10～20重量份、骨粉10～20重量份、甲壳动物粉20～30重量份、宁南霉素0.1～0.2重量份、申嗪霉素0.1～0.2重量份。
可选地，还包括花生粕和葡萄糖。
可选地，所述土壤调理剂为复合菌和助剂时，在选育过程中，植株种植于富硒土壤，包括如下步骤：
每隔15～30日施用所述土壤调理剂一次，每次施用量为100～150份/亩，施用3～5次。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
1.本发明实施例提供的同时富含硒和γ-氨基丁酸的植物的选育方法，包括以下步骤：(1)分别选择富硒植株M和富GABA植株N作为两亲本；(2)确定富硒植株M与富硒性状紧密连锁的DNA基因；确定富γ-氨基丁酸植株N与富γ-氨基丁酸性状紧密连锁的DNA基因；(3)将富硒植株M与富GABA植株N的两亲本进行杂交得到杂交一代F1，以F1代作为亲本，繁殖至杂交二代F2；(4)在F2代的分蘖盛期，提取每个F2代单株幼叶的完整DNA与所述步骤(2)中的亲本M富硒性状紧密连锁的DNA和亲本N的富γ-氨基丁酸性状紧密连锁DNA进行比对，选取同时具有亲本M富硒性状紧密连锁的DNA和亲本N的富γ-氨基丁酸性状紧密连锁DNA的单株，即得到同时富含硒和γ-氨基丁酸的植株。上述富γ-氨基丁酸性状在杂交育种的过程中通过亲本与子代间的杂交即可筛选获得，更优地，为了进一步提高富硒含量性状筛选则需通过将作物种植于富含有效硒的土壤中，通过提高作物对硒的有效吸收获得；由于作物对土壤中的六价硒反应较为敏感，其浓度稍高(大于0.5～2.5mg/kg)作物即可出现减产现象，因此，目前，对作物施用的硒肥多为四价硒，四价硒被作物根部吸收后转化为六价硒，通过大田试验表明，在富硒有机肥的基础上添加生石灰，能够有效改善土壤的酸碱度，而当pH为6～7，有利于促进根部对四价硒的吸收；复合菌种中的枯草芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌，轮枝菌等能够平衡和改善土壤微生态结构，植物抵抗病虫害的能力明显提高，根系活力增强，在上述菌种的基础上加入一定量的羊肚菌和温和气单胞菌，能够提高土壤的疏松性；硒在植物体内的浓度为0.08～0.25mg/kg时认为是有益元素，过量则对植物起毒害作用，谷类作物，特别是玉米和甘薯的含硒量均低于0.05mg/kg，施用上述土壤调理剂后，杂交选育获得的富GABA及富硒谷类作物的其中硒含量达0.09mg/kg～0.23mg/kg，不但可以刺激农作物生长，人体食用也是安全的。
2.本发明实施例提供的同时富含硒和γ-氨基丁酸的植物的选育方法，土壤调理剂内还有硅藻土和/或高岭土，硅藻土和/或高岭土具有良好的表面孔隙结构，可作为无机硒盐的缓冲地，也是复合菌种栖息场所，除此之外，硅藻土和/或高岭土对于提高土壤的疏松性，改善土壤透气性有明显效果。
3.本发明实施例提供的同时富含硒和γ-氨基丁酸的植物的选育方法，土壤调理剂中还包括骨粉，骨粉含磷量高，释放的磷酸盐具有竞争土壤胶体表面亚硒酸盐吸附位点的能力，因此，可以提高硒的水溶性，同时也为农作物生长进一步提供磷肥；除此之外，骨粉还能够为复合菌群提供生长所需蛋白；骨粉中含有丰富的矿物质，如羟磷灰石晶体[Ca10(PO4)6(OH)2]和无定型磷酸氢钙(CaHPO4)，在其表面还吸附了Ca2+、Mg2+、Na+、Cl-、HCO-、F-及柠檬酸根等离子，为作物提供其他多种营养元素。
4.本发明实施例提供的同时富含硒和γ-氨基丁酸的植物的选育方法，富硒有机肥选择富硒土壤生长的富硒紫云英，经腐熟分解后成为能够被作物利用的有效硒，该富硒肥有效性强，可大幅提高土壤有效硒含量。
5.本发明实施例提供的同时富含硒和γ-氨基丁酸的植物的选育方法，当土壤调理剂为复合菌、助剂和100～150重量份的富硒有机肥时，每隔15～30日施用所述土壤调理剂一次，每次施用量为100～150份/亩，施用3～5次。按照上述时间间隔施用土壤调理剂和富硒有机肥，可以满足水稻对硒及其它营养元素的需求，同时，也有利于富含硒和GABA的品种选育。
具体实施方式
本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员，本发明将仅由权利要求来限定。
以下各实施例中，GABA为γ-氨基丁酸的缩写。需要说明的是，植株的硒含量大于85μg/kg的即为富硒植株；植株的GABA含量大于103.6mg/kg的即为富GABA植株；含量大于75μg/kg的为富硒土壤。
实施例1
本实施例的富含硒和GABA的水稻选育方法，包括以下步骤：
S1.选择籽粒富硒能力强的水稻品种‘IR19735’(菲律宾国际水稻研究所育成的籼型水稻品种)和胚GABA含量高的水稻品种‘巨胚1号’(中国水稻研究所育成的粳型水稻品种)为亲本；
S2.通过QTL定位确定了‘IR19735’中与富硒性状紧密连锁的DNA标记A和B，确定了‘巨胚1号’中与富GABA性状紧密连锁的DNA标记C，三个标记的DNA序列如下表所示：
表：
S3.富硒‘IR19735’与富GABA‘巨胚1号’亲本杂交，得到杂交子一代；
S4.从杂交子一代中选择与亲本一致的富硒性状连锁的DNA和富GABA状态连锁的DNA的单株作为备选单株，具体为：杂交一代F1混合收种，繁殖至杂交二代F2，F2代于分蘖盛期获取两个亲本和每个杂交后代单株的幼叶，提取新鲜叶片完整核DNA，分别用合成的三对DNA标记引物(标记A、B、C)进行PCR扩增，扩增产物用琼脂胶或聚丙烯酰胺胶进行电泳分离，将各单株的三对引物电泳结果分别与双亲比对，将标记A和B与‘IR19735’电泳结果都一致且标记C与‘巨胚1号’电泳结果一致的单株标记为备选单株。
S5.待备选单株成熟后，收获备选各单株和亲本水稻，测定收获水稻的硒和GABA含量，选择硒和GABA含量均较高且农艺性状优良的单株进行下一代繁殖，重复上述过程直至获得性状稳定一致的水稻品系，筛选育成籽粒富含硒和GABA的水稻品种系，命名为‘赣巨5号’。
实施例2
本实施例的富含硒和GABA的水稻选育方法，获得富含硒和GABA双性状的杂交育种过程同实施例1。
在选育过程中，亲本和杂交一代F1，杂交二代F2的水稻种植于施用富硒紫云英的土壤，其中富硒紫云英的制备方法为，将硒酸盐或亚硒酸盐配制成20～22mg/L(以硒计)的水溶液于紫云英生长期均匀喷施，每间隔15天喷施一次，共喷施3次，硒喷施总量10～15g/亩；紫云英于植株种植前翻沤，每亩用量1500kg。
实施例3
本实施例的富含硒和GABA的水稻选育方法，获得富含硒和GABA双性状的杂交育种过程同实施例1。
在选育过程中，亲本和杂交一代F1，杂交二代F2的水稻种植于施用富硒紫云英和土壤调理剂的土壤；
其中，富硒紫云英的制备方法为，将硒酸盐和/或亚硒酸盐配制成28～30mg/L(以硒计)的水溶液于紫云英生长期均匀喷施，每间隔20天喷施一次，共喷施4次，硒喷施总量15～20g/亩；紫云英于植株种植前翻沤，每亩用量2000kg；
其中，将石灰2000g，钙镁磷肥1000g，硫酸盐、亚硫酸盐和硫磺100g制成土壤调理剂；具体为将上述重量的石灰、钙镁磷肥、硫酸盐、亚硫酸盐和硫磺充分混合即可。
每隔15日施用上述土壤调理剂一次，其施用量为1600g/亩,施用3～5次。
实施例4
本实施例的富含硒和GABA的水稻选育方法，获得富含硒和GABA双性状的杂交育种过程同实施例1。
在选育过程中，亲本和杂交一代F1，杂交二代F2的水稻种植于施用富硒紫云英和土壤调理剂的土壤；
其中，富硒紫云英的制备方法为，将硒酸盐和/或亚硒酸盐配制成25～27mg/L(以硒计)的水溶液于紫云英生长期均匀喷施，每间隔30天喷施一次，共喷施5次，硒喷施总量15～20g/亩；紫云英于植株种植前翻沤，每亩用量1800～2000kg；
本实施例中，土壤调理剂包括生石灰1000g、磷矿粉1000g，羊肚菌丝10g、温和气单胞菌20g、枯草芽孢杆菌20g、苏云金芽孢杆菌50g、多粘类芽孢杆菌20g，轮枝菌10g；上述土壤调理剂制备方法具体为：将羊肚菌丝、温和气单胞菌、枯草芽孢杆菌份、苏云金芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌，轮枝菌混合制成复合菌；将所述复合菌添加至富硒有机肥中，在20℃的温度下搅拌发酵，培养增殖24h，得到复合菌有机肥；向所述复合菌有机肥中添加所需量的生石灰、磷矿粉制成所述土壤调理剂。
每隔15日施用上述土壤调理剂一次，其施用量为1600g/亩,施用3～5次。
实施例5
本实施例的富含硒和GABA的水稻选育方法，获得富含硒和GABA双性状的杂交育种过程同实施例1。
在选育过程中，亲本和杂交一代F1，杂交二代F2的水稻种植于施用富硒紫云英和土壤调理剂富硒土壤；
其中，富硒紫云英的制备方法为，将硒酸盐和/或亚硒酸盐配制成25～30mg/L(以硒计)的水溶液于紫云英生长期均匀喷施，每间隔20～30天喷施一次，共喷施4～5次，硒喷施总量15～20g/亩；紫云英于植株种植前翻沤，每亩用量1800～2000kg。
本实施例中，土壤调理剂包括：生石灰3000g、磷矿粉2000g，羊肚菌丝50g、温和气单胞菌10g、枯草芽孢杆菌50g、苏云金芽孢杆菌20g、多粘类芽孢杆菌50g，轮枝菌20g，硅藻土300g，骨粉100g；上述土壤调理剂制备方法具体为：将羊肚菌丝、温和气单胞菌、枯草芽孢杆菌份、苏云金芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌，轮枝菌混合制成复合菌；将所述复合菌添加至富硒有机肥中，在20℃的温度下搅拌发酵，培养增殖24h，得到复合菌有机肥；向所述复合菌有机肥中添加所需量的生石灰、磷矿粉、硅藻土、骨粉制成所述土壤调理剂。
每隔18日施用上述土壤调理剂一次，其施用量为1800g/亩,施用3～5次。
实施例6
本实施例的富含硒和GABA的水稻选育方法，获得富含硒和GABA双性状的杂交育种过程同实施例1。
在选育过程中，亲本和杂交一代F1，杂交二代F2的水稻种植于富硒土壤，并施用富硒紫云英和土壤调理剂；
其中，富硒紫云英的制备方法为，将硒酸盐和/或亚硒酸盐配制成25～30mg/L(以硒计)的水溶液于紫云英生长期均匀喷施，每间隔20～30天喷施一次，共喷施4～5次，硒喷施总量15～20g/亩；紫云英于植株种植前翻沤，每亩用量1800～2000kg。
本实施例中，土壤调理剂包括：生石灰2000g、磷矿粉1500g，羊肚菌丝20g、温和气单胞菌15g、枯草芽孢杆菌30g、苏云金芽孢杆菌30g、多粘类芽孢杆菌30g，轮枝菌15g，硅藻土250g，高岭土200g，骨粉200g；上述土壤调理剂制备方法具体为：将羊肚菌丝、温和气单胞菌、枯草芽孢杆菌份、苏云金芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌，轮枝菌混合制成复合菌；将所述复合菌添加至富硒有机肥中，在20℃的温度下搅拌发酵，培养增殖24h，得到复合菌有机肥；向所述复合菌有机肥中添加所需量的生石灰、磷矿粉、硅藻土、高岭土、骨粉制成所述土壤调理剂。
每隔30日施用上述土壤调理剂一次，其施用量为1800g/亩,施用3～5次。
实施例7
本实施例的富含硒和GABA的水稻选育方法，获得富含硒和GABA双性状的杂交育种过程同实施例1。
在选育过程中，亲本和杂交一代F1，杂交二代F2的水稻种植于富硒土壤，并施用富硒紫云英和土壤调理剂；
其中，富硒紫云英的制备方法为，将硒酸盐和/或亚硒酸盐配制成25～30mg/L(以硒计)的水溶液于紫云英生长期均匀喷施，每间隔20～30天喷施一次，共喷施4～5次，硒喷施总量15～20g/亩；紫云英于植株种植前翻沤，每亩用量1800～2000kg。
本实施例中，土壤调理剂包括：生石灰1500g、磷矿粉1700g，羊肚菌丝30g、温和气单胞菌16g、枯草芽孢杆菌40g、苏云金芽孢杆菌35g、多粘类芽孢杆菌25g，轮枝菌13g，高岭土100g，甲壳动物粉300g；将所述复合菌添加至富硒有机肥中，在20℃的温度下搅拌发酵，培养增殖24h，得到复合菌有机肥；向所述复合菌有机肥中添加所需量的生石灰、磷矿粉、高岭土、甲壳动物粉制成所述土壤调理剂。
每隔17日施用上述土壤调理剂一次，其施用量为2000g/亩,施用3～5次。
实施例8
本实施例的富含硒和GABA的水稻选育方法，获得富含硒和GABA双性状的杂交育种过程同实施例1。
在选育过程中，亲本和杂交一代F1，杂交二代F2的水稻种植于富硒土壤，并施用富硒紫云英和土壤调理剂；
其中，富硒紫云英的制备方法为，将硒酸盐和/或亚硒酸盐配制成25～30mg/L(以硒计)的水溶液于紫云英生长期均匀喷施，每间隔20～30天喷施一次，共喷施4～5次，硒喷施总量15～20g/亩；紫云英于植株种植前翻沤，每亩用量1800～2000kg；
本实施例中，土壤调理剂包括：生石灰2500g、磷矿粉1800g，羊肚菌丝40g、温和气单胞菌17g、枯草芽孢杆菌35g、苏云金芽孢杆菌25g、多粘类芽孢杆菌40g，轮枝菌18g，高岭土200g，骨粉100g，甲壳动物粉300g；将所述复合菌添加至富硒有机肥中，在20℃的温度下搅拌发酵，培养增殖24h，得到复合菌有机肥；向所述复合菌有机肥中添加所需量的生石灰、磷矿粉、高岭土、骨粉、甲壳动物粉制成所述土壤调理剂。
每隔22日施用上述土壤调理剂一次，其施用量为2000g/亩,施用3～5次。
对比例1
1.以籽粒富硒能力强的水稻品种‘IR19735’和胚GABA含量高的水稻品种‘巨胚1号’为亲本(同实施例1)进行杂交育种，进而选育出富含硒和GABA的水稻，育种方式如下：
S1.在施用富硒有机肥的农田土壤种植水稻，从中筛选富硒水稻‘IR19735’和巨胚水稻‘巨胚1号’作为亲本，选择胚显著大于常规稻米的即为富含GABA的巨胚稻米；
S2.将上述亲本进行杂交配组，繁殖至杂交二代F2群体时从中选择性收获田间农艺形状表现优良的水稻单株，鉴定所有单株巨胚性状和测定其硒含量，遴选出籽粒巨胚且硒含量较高的单株进行下一代F3繁殖选育，重复该过程，直至F8代获得性状稳定一致的水稻品系，从中筛选出籽粒富硒能力强、巨胚、农艺性状优良的水稻品系；
其中，每隔30天施用富硒有机肥一次，富硒有机肥为有机物草木灰、富硒作物秸秆沼渣和富硒壶瓶碎米荠，其施用量为4000g/亩，未施用其它土壤调理剂。
对比例2
本实施例的育种方法包括以下步骤：
S1.在施用富硒有机肥的农田土壤种植水稻，从中筛选富硒水稻‘IR19735’和巨胚水稻‘巨胚1号’作为亲本；
S2.通过如实施例1相同的分子标记方式杂交育种筛选出籽粒富硒和富GABA的水稻品系；
种植水稻亲本或杂交后代时，每隔30天施用富硒有机肥一次，富硒有机肥为有机物草木灰、富硒作物秸秆沼渣和富硒壶瓶碎米荠，其施用量为4500g/亩，未施用其它土壤调理剂。
对比例3
本实施例的育种方法包括以下步骤：
S1.在施用富硒有机肥的农田土壤种植水稻，从中筛选富硒水稻‘IR19735’和巨胚水稻‘巨胚1号’作为亲本；
S2.通过如实施例1相同的分子标记方式杂交育种筛选出籽粒富硒和富GABA的水稻品系；
种植水稻亲本或杂交后代时，每隔30天施用富硒有机肥一次，富硒有机肥为有机物草木灰、富硒作物秸秆沼渣和富硒壶瓶碎米荠，其施用量为5000g/亩，未施用其它土壤调理剂。
效果例
选择黑龙江依兰县作为实施例与对比例中水稻的种植区，该种植区的土壤理化性质见表1，
表1
所有种植区田间管理一致，应用实施例1～实施例8所述的杂交育种选育和种植方法筛选获得富含硒和GABA的品种‘赣巨5号’；成熟后收获水稻，同时取土壤样品。采用0.1mol/L的H2KPO4提取土壤有效硒，利用原子荧光分光光度计测定土壤有效硒和水稻中的全硒含量；利用基于邻苯二甲醛柱前衍生的高效液相色谱法测定稻米中的γ-氨基丁酸含量。
与对比例1～对比例3杂交育种方法获得的品种进行含硒量和含GABA量进行对比，测定参数与方法同上。
所得数据为随机采样5次的平均值，试验结果如表2所示：
表2
试验结果表明：利用籽粒富硒和GABA的水稻品种，通过有性杂交和分子标记辅助选择，结合水稻富硒种植技术，培育出籽粒硒富集能力强且富含GABA的水稻品种‘赣巨5号’，得到的硒在植物体内的浓度在170.3μg/kg～197.3μg/kg，γ-氨基丁酸的浓度为118.1～124.2mg/kg，土壤有效硒含量为16.6μg/kg～18.3μg/kg，与亲本‘IR19735’的硒浓度98.3μg/kg～116.2μg/kg相比较而言，‘赣巨5号’硒浓度远大于亲本‘IR19735’的硒浓度，与对比例相比较而言，在没有分子标记辅助及合理的富硒种植方法下，得到的富硒品系的最高硒浓度仅为52.5μg/kg，使用本申请的选育方法得到的‘赣巨5号’的硒含量明显较对比例高，同时硒含量达到国家标准GB/T 22499-2008且富含GABA。该方法生产的富硒和GABA稻米安全可靠、生态环保、经济高效、成本低廉，适合大规模地推广应用。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种同时富含硒和γ-氨基丁酸的植物的选育方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)分别选择富硒植株M和富GABA植株N作为两亲本；
(2)确定富硒植株M与富硒性状紧密连锁的DNA基因；确定富γ-氨基丁酸植株N与富γ-氨基丁酸性状紧密连锁的DNA基因；
(3)将富硒植株M与富GABA植株N的两亲本进行杂交得到杂交一代F1，以F1代作为亲本，繁殖至杂交二代F2；
(4)在F2代的分蘖盛期，提取每个F2代单株幼叶的完整DNA与所述步骤(2)中的亲本M富硒性状紧密连锁的DNA和亲本N的富γ-氨基丁酸性状紧密连锁DNA进行比对，选取同时具有亲本M富硒性状紧密连锁的DNA和亲本N的富γ-氨基丁酸性状紧密连锁DNA的单株，即得到同时富含硒和γ-氨基丁酸的植株。
2.根据权利要求1所述的同时富含硒和γ-氨基丁酸的植物的选育方法，其特征在于，还包括，
步骤(4)中选取得到的单株进行下一代繁殖，并重复步骤(4)的过程得到性状稳定一致的植物。
3.根据权利要求1或2所述的同时富含硒和γ-氨基丁酸的植物的选育方法，其特征在于，所述植物为水稻。
4.根据权利要求3所述的同时富含硒和γ-氨基丁酸的植物的选育方法，其特征在于，
在所述步骤(4)中，在F2代的分蘖盛期，根据步骤(2)中确定的富硒DNA基因合成标记引物A和B，并根据步骤(2)中确定的富γ-氨基丁酸的DNA基因合成标记引物C，分别提取每个F2代单株幼叶的完整的DNA和所述步骤(1)中两个亲本的幼叶的完整的DNA，分别用合成的所述标记引物A、B和C进行PCR扩增，扩增产物用琼脂胶或聚丙烯酰胺胶进行电泳分离，选择标记A和B与富硒植株M电泳结果一致且标记C与富GABA植株N电泳结果一致的单株，即得到同时富含硒和γ-氨基丁酸的植株；
其中，所述标记引物A、B和C的DNA序列为
5.根据权利要求1～4任一所述的同时富含硒和γ-氨基丁酸的植物的选育方法，其特征在于，在选育过程中，植株种植于富硒土壤，并施用富硒紫云英和土壤调理剂，
其中所述富硒紫云英的制备方法为，将硒酸盐和/或亚硒酸盐配制成20～30mg/L(以硒计)的水溶液于紫云英生长期均匀喷施，每间隔15～30天喷施一次，共喷施3～5次，硒喷施总量10～20g/亩；紫云英于植株种植前翻沤，每亩用量1500～2000kg。
6.根据权利要求5所述的同时富含硒和γ-氨基丁酸的植物的选育方法，其特征在于，所述土壤调理剂以重量份计，包括石灰20～30份，钙镁磷肥10～15份，硫酸盐、亚硫酸盐和硫磺中的一种或几种(以硫计)1～2份。
7.根据权利要求5所述的同时富含硒和γ-氨基丁酸的植物的选育方法，其特征在于，以重量份计，所述土壤调理剂包括复合菌和助剂，其中，
所述复合菌包括羊肚菌丝0.1～0.5重量份、温和气单胞菌0.1～0.2重量份、枯草芽孢杆菌0.2～0.5重量份、苏云金芽孢杆菌0.2～0.5重量份、多粘类芽孢杆菌0.2～0.5重量份和轮枝菌0.1～0.2重量份；
所述助剂包括生石灰10～30重量份和磷矿粉10～20重量份。
8.根据权利要求7所述的土壤调理剂，其特征在于，所述复合菌还包括EM菌剂0.5～1重量份。
9.根据权利要求7或8所述的土壤调理剂，其特征在于，所述助剂还包括硅藻土、高岭土、骨粉、甲壳动物粉、宁南霉素和申嗪霉素中的一种或几种，其中，硅藻土20～30重量份、高岭土10～20重量份、骨粉10～20重量份、甲壳动物粉20～30重量份、宁南霉素0.1～0.2重量份、申嗪霉素0.1～0.2重量份。
10.根据权利要求7～9任一项所述的土壤调理剂，其特征在于，还包括花生粕和葡萄糖。
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