CN1324951C - 一种富集铬南瓜的育种方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种富集铬南瓜的育种方法，母本选用日本极美味和日本中型会津后代F1连续4代单株自交、铬含量测定和田间自然抗病性鉴定，定向选育得到植物学形状稳定的富集铬日本南瓜自交系日12-97-55，父本选用台湾的一品和韩国的甜栗后代F1连续4代单株自交、铬含量测定和田间自然抗病性鉴定，定向选育得到植物学形状稳定的富集铬台湾南瓜自交系台12-01-4，杂交后通过铬含量测定、田间自然抗病性和品质鉴定得到的杂交一代J-121达到了利用南瓜富集铬的育种目标。其果肉中铬(Cr)含量达到0.0965mg/kg(鲜重)，VC含量为10.4mg/kg(鲜重)，类胡萝卜素含量为253.80mg/kg(鲜重)，总糖和淀粉含量分别为7.0%和2.3%。病毒病和黑斑病的病情指数分别为8.7(HR)和1.9(HR)，符合生产和消费需求。
Description
技术领域
本发明属于一种南瓜新品种的选育方法，专用于南瓜富集铬(Cr)新组合的选育。
技术背景
铬(Cr)是动物和人体必需的一种微量元素，广泛存在于土壤、水中，有多种化学价态---Cr(VI)、Cr(II)、Cr(III)、Cr(IV)等，其中Cr(VI)和Cr(III)价态相对稳定，占总铬比例高。Cr(VI)是对人体有害的致癌物质，Cr(III)是对人体有益的化学物质，主要生物功能表现在和人体中的蛋白质、核酸以及各中、小分子量的配体结合，在糖代谢和脂肪代谢中，与胰岛素协同作用或作为胰岛素的增强剂，从而发挥其生理功能；在核酸代谢中，参与核酸分子股结构完整性的维持和基因表达的调控。缺铬会引起机体糖类和脂肪类代谢的紊乱，而导致相关疾病(糖尿病)的出现。
由于铬在人体内为非重复利用型、食品精加工过程中的大量流失和精加工食品促进体内铬的大量排泄，人体缺铬普遍存在。
人体中的铬主要通过食物补入，人体对有机铬的吸收率为10％-25％，对未转化的无机铬吸收率只有0.05％。中国科学院高能物理研究所等单位曾研究酵母菌中铬的化学形态及结合态，筛选酵母菌，试图通过酵母菌将Cr(VI)转化为Cr(III)，他们所筛选的富铬酵母使铬的转化率达到84％，然而由于酵母坚硬的外壳不易消化，影响人体对铬的吸收。
植物对铬的吸收很有限，吸收到贮藏器官的铬更是甚微。
南瓜(Cucurbita moschata，C.maxima)起源于美洲大陆，是人类最早栽培的古老作物之一，在我国种植最为普遍。主要用作鲜食和加工原料，加工的南瓜粉多用于医药和食品工业，成为糖尿病病人的主要食品之一。然而南瓜果肉营养成分含量低且不稳定制约着南瓜加工业的发展和南瓜多用途的拓展。高营养成分南瓜品种选育急为迫切。南瓜育种主要集中在(常规品种、杂交一代品种选育)单一的农艺性状(如抗病性、高产特性、早熟性、果形、果色、耐低温、耐高温、耐荫、具优良品质)或多个农艺性状的改良。亲本系(自交系)的选育也是以单一农艺性状或多个农艺性状为改进目标，没有人将某一个营养成分作为性状目标进行，富集铬南瓜的育种(专用品种选育)仍是空白。本申请人的研究发现，南瓜是吸收铬能力很强的植物，不同品种吸收能力差别很大。铬含量是富集铬南瓜的重要指标，除稳定或提高南瓜果肉中的干物质、Vc、总糖、淀粉和胡萝卜素等含量外，大幅度提高南瓜果肉中的铬含量是富集铬南瓜育种的主要目标。
发明内容
本发明的目的是克服南瓜果肉中铬含量低的缺点，提供一种富集铬南瓜的育种方法，该方法能够选育出能够富集铬的南瓜新品种，显著提高南瓜果肉中的铬含量。
为了实现上述任务，本发明以下技术方案完成：
一种富集铬南瓜的育种方法，以日本南瓜自交系为母本，以台湾南瓜自交系为父本进行杂交制种，得到杂交种，其主要步骤如下：
1.所选用的母本是极美味(日)×中型会津(日)后代F1，将F1连续4代单株自交、每代通过次铬(Cr)含量测定和田间自然抗病性鉴定，定向选育获得植物学形状稳定的富集铬日本南瓜自交系日12-97-55，；其品质指标达到：南瓜果肉中水分含量89.59％，总糖含量4.27％，淀粉含量0.57％，类胡萝卜素7.31mg/100g(鲜重)，Cr含量0.0893mg/kg(鲜重)。田间自然抗病性鉴定指标达到高抗(HR)到抗(R)：病毒病病情指数11.1，黑斑病病情指数5.6。植物学形状稳定且达到：植株生长势强，生长速度快，熟性早，一般定植后50天左右即可开花，叶面绿色，无白色花斑，叶面积为30×35厘米，蔓长3-6米，主蔓结果为主，第一雌花节位为7-9节，瓜型葫芦状，皮色为绿白相间的小花斑，单瓜重1.5公斤左右，瓜味甜而面，后味香。
2.所选用的父本是一品(台湾)×甜栗(韩)后代F1，将F1连续4代单株自交、每代通过次铬(Cr)含量测定和田间自然抗病性鉴定，定向选育获得植物学形状稳定的富集铬台湾南瓜自交系台12-01-4；其品质指标达到：南瓜果肉中水分含量89.83％，总糖含量3.22％，淀粉含量0.24％，类胡萝卜素3.85mg/100g(鲜重)，Cr含量0.0616mg/kg(鲜重)。田间自然抗病性鉴定指标达到高抗(HR)到抗(R)：病毒病病情指数8.9，黑斑病病情指数3.2。植物学形状稳定且达到：植株生长势较弱，茎细叶小节间短。生长速较慢，熟性早，一般定植后50天左右开花，叶面绿色，无白色花斑，叶面积20×25厘米，蔓长2.0米左右，第一雌花节位为7-9节，瓜型为高扁圆形，瓜皮色为墨绿色，单瓜重1.0公斤左右，味甜面。
3.以富集铬(Cr)的日本南瓜自交系日12-97-55为母本，以富集铬(Cr)的台湾南瓜自交系台12-01-4为父本进行杂交，通过铬(Cr)含量测定，田间自然抗病性鉴定和品质鉴定，得到杂交一代J-121。其品质指标达到：水分为85.45％，VC含量为10.4mg/kg(鲜重)，类胡萝卜素含量为253.80mg/kg(鲜重)，总糖和淀粉含量分别为7.0％和2.3％。南瓜果肉中铬(Cr)含量达到0.0965mg/kg(鲜重)。病毒病和黑斑病的病情指数分别为8.7(HR)和1.9(HR)。植物学特性表现为印度南瓜类型，生长势强，生长速度快，熟性早，一般定植后55天开花，叶面绿色，无白色花斑，叶面积25×30厘米，蔓长3.0米，主蔓结瓜为主，侧蔓较发达，第一雌花节位为8-10节，瓜型为高扁圆形，瓜皮色为绿白相间的花斑，单瓜重1.0-1.5公斤，味甜面，品质好。
4.杂交种子生产
在适宜于印度南瓜生长的地区和季节按下列步骤进行：
A.播种育苗
父本应比母本早播一周，父母本分别播于育苗床中，播期一般在当地晚霜期前一个月左右，或者在晚霜期后直接露地播种；
B.定植
在晚霜过后，当幼苗具3～4片真叶时，按行距2.5米～3.0米，株距0.45米～0.50米定植，父母本的比例为1∶3，或者按1∶3的比例将父、母本分块种植；
C.父母本植株纯度检查及管理
从定植到开花期前，依据父、母本的株形、叶色、叶形等典型特征，严格选择，及时拔除杂株和可疑株，并除去母本上的雄花花蕾和父本上的雌花花蕾；
D.杂交授粉
从父本植株上取来雄花，除去花瓣，露出雄蕊，然后选当天开花的母本雌花，取掉扎花物，将雄蕊在雌蕊上轻轻涂抹，之后再行扎住雌花，同时在雌花柄上挂牌标记；授粉结束后及时拔除父本，使每棵母本上保留2～3朵授粉雌花；
E.采收与采种
授粉后40～45天，果实开始着色成熟，果实形状、大小颜色因品种而异，采收时注意所采果实符合本品种特征，不收杂果、可疑果和无标记果，采收后10～15天，切开瓜瓤，采种、漂洗、晒干即得到杂交种子。
本发明的富集铬南瓜品种的育种方法，选育的品种达到了利用南瓜富集铬的育种目标。用本发明-富集铬(Cr)南瓜的育种方法获得的“日本南瓜×台湾南瓜”杂交组合(J-121)，其母本日本南瓜自交系和父本台湾南瓜自交系除其他经济性状稳定外，富集铬的能力稳定。该品种植物学特性表现为印度南瓜类型，生长势强，生长速度快，熟性早，一般定植后55天开花，叶面绿色，无白色花斑，叶面积25×30厘米，蔓长3.0米，主蔓结瓜为主，侧蔓较发达，第一雌花节位为8-10节，瓜型为高扁圆形，瓜皮色为绿白相间的花斑，单瓜重1.0-1.5公斤。果实品质：水分为85.45％，VC含量为10.4mg/kg(鲜重)，类胡萝卜素含量为253.80mg/kg(鲜重)，总糖和淀粉含量分别为7.0％和2.3％。南瓜果肉中铬(Cr)含量达到0.0965mg/kg(鲜重)。病毒病和黑斑病的病情指数分别为8.7(HR)和1.9(HR)。
本发明选用优质、多抗材料配制新组合，在选择富集铬性状的同时，兼顾其他品质性状和抗病性，更符合生产需要和消费需求。
附图说明
图1为富集铬南瓜组合J-121选育图谱。
以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。
具体实施方式
1.富集铬南瓜自交系的选育
参见附图，本发明选用的母本是日本南瓜品种“极美味”和日本南瓜品种“中型会津”进行杂交，得到杂交种F1；父本是台湾南瓜品种“一品”和韩国南瓜品种“甜栗”进行杂交，得到杂交种F1；并分别对其杂交后代F1进行连续单株自交，从F2代～F5代，连续4代用“食品中铬的测定方法(GB/T14962)”测定南瓜果肉中总铬(Cr)含量，选取农艺性状优良铬含量丰富(Cr含量高出0.0500mg/kg(鲜重)的单株继续自交、定向选育，直至所选育的材料优良的农艺性状稳定，铬含量稳定为止。即获得富集铬、优良农艺性状稳定的自交系“日12-97-55”和“台12-01-4”。
上述得到的自交系日12-97-55品质指标达到：南瓜果肉中水分含量89.59％，总糖含量4.27％，淀粉含量0.57％，类胡萝卜素7.31mg/100g(鲜重)，Cr含量0.0893mg/kg(鲜重)。田间自然抗病性鉴定指标达到高抗(HR)到抗(R)：病毒病病情指数11.1，黑斑病病情指数5.6。植物学形状稳定且达到：植株生长势强，生长速度快，熟性早，一般定植后50天左右即可开花，叶面绿色，无白色花斑，叶面积为30×35厘米，蔓长3-6米，主蔓结果为主，第一雌花节位为7-9节，瓜型葫芦状，皮色为绿白相间的小花斑，单瓜重1.5公斤左右，瓜味甜而面，后味香。
自交系台12-01-4品质指标达到：南瓜果肉中水分含量89.83％，总糖含量3.22％，淀粉含量0.24％，类胡萝卜素3.85mg/100g(鲜重)，Cr含量0.0616mg/kg(鲜重)。田间自然抗病性鉴定指标达到高抗(HR)到抗(R)：病毒病病情指数8.9，黑斑病病情指数3.2。植物学形状稳定且达到：植株生长势较弱，茎细叶小节间短。生长速较慢，熟性早，一般定植后50天左右开花，叶面绿色，无白色花斑，叶面积20×25厘米，蔓长2.0米左右，第一雌花节位为7-9节，瓜型为高扁圆形，瓜皮色为墨绿色，单瓜重1.0公斤左右，味甜面。
2.以自交系日12-97-55为母本，以自交系台12-01-4为父本进行配置组合，得到杂交组合J-121。通过对其F1果肉中总铬(Cr)含量测定、田间自然抗病性鉴定，品质鉴定和品种比较试验两年(陕西省南瓜新品种区域试验2002-2003年)。结果表明，本发明“日本南瓜×台湾南瓜”杂交组合J-121优质、早熟、抗病、高产。与对照品种-“一串铃”(当地主栽的农家品种)相比，花期早20-25天。抗病毒病、黑斑病。产量高出25.4％。品质分析结果：水分为85.45％低于对照(CK90.46％)5个百分点，VC含量为10.4mg/kg(鲜重)，高出对照(CK1.35mg/kg)近7倍，总糖和淀粉含量(7.0％；2.3％)显著高于对照(5.4％；1.4％)，Cr3+含量为0.0674mg/kg(鲜重)高出对照(CK0.0096mg/kg)近6倍。品质明显优于对照。病毒病和黑斑病的病情指数分别为8.7(HR)和1.9(HR)。植物学特性表现为印度南瓜类型，生长势强，生长速度快，熟性早，一般定植后55天开花，叶面绿色，无白色花斑，叶面积25×30厘米，蔓长3.0米，主蔓结瓜为主，侧蔓较发达，第一雌花节位为8-10节，瓜型为高扁圆形，瓜皮色为绿白相间的花斑，单瓜重1.0-1.5公斤，味甜面，品质好。
3.杂交种子生产
在适直于印度南瓜生长的地区和季节按下列步骤进行：
(1)播种育苗，父本应比母本早播一周。父母本分别播于育苗床中，播期一般在当地晚霜期前一个月左右，也可在晚霜期后直接露地播种。
(2)定植，在晚霜过后，当幼苗具3～4片真叶时，按该品种的要求确定的株行距定植，即行距2.5-3.0米，株距0.45-0.50米，父母本的比例为1∶3，即每3行母本+1行父本。也可按1∶3的比例将父、母本分块种植。
(3)父母本植株纯度检查及管理，从定植到开花期前，依据父、母本的株形、叶色、叶形等典型特征，严格选择，及时拔除杂株、可疑株。并除去母本上的雄花花蕾和父本上的雌花花蕾。
(4)杂交授粉 于开花前一天下午，用细线或钢丝夹扎住父本上的雄花和母本上的雌花，也可在开花前一天傍晚，摘下父本上的未开雄花，置潮湿的密闭容器中，用于第二天上午授粉。授粉一般在上午8时左右进行。从父本植株上取来雄花，除去花瓣，露出雄蕊，然后选当天开花的母本雌花，取掉扎花物，将雄蕊在雌蕊上轻轻涂抹，之后再行扎住雌花，同时在雌花柄上挂牌标记。1朵雄花可授3朵雌花。授粉结束后，应及时拔除父本。每棵母本上可留2～3朵授粉雌花。
(5)采收与采种 授粉后40～45天，果实开始着色成熟。果实形状、大小颜色因品种而异，采收时一定注意所采果实符合本品种特征，坚决不收杂果和可疑果，不收无标记果。采收后，后熟10～15天，切开瓜瓤，采种、漂洗、晒干即可。
本发明的富集铬南瓜品种，比较试验两年(陕西省南瓜新品种区域试验2002-2003年)的结果表明，本发明“日本南瓜×台湾南瓜”杂交组合优质、早熟、抗病、高产。与对照品种“一串铃”(当地主栽的农家品种)相比，花期早20-25天。抗病毒病、黑斑病。产量高出25.4％。品质分析结果：水分为85.45％低于对照5％(CK90.46％)，VC含量为10.4mg/kg(鲜重)，高出对照近7倍(CK 1.35mg/kg)，总糖和淀粉含量(7.0％，2.3％)显著高于对照(5.4％，1.4％)，Cr3+含量为0.0674mg/kg(鲜重)高出对照近6倍(CK0.0096mg/kg)。品质明显优于对照品种。
需要说明的是，本发明所选择的南瓜品种均是本领域技术人员所公知的品中，中型会津是日本的地方品种，果型为扁平球，果实大小适中，肉中，肉质中粘，早熟，适宜露地栽培；而极美味属于日本种植的西洋南瓜种类，其果实为大果型，肉厚，肉质粉，早熟，适宜冷凉地区露地栽培。(可参见附件《日本西洋南瓜的栽培及对品质的要求》，刘宜生，中国园艺学会南瓜研究会成立暨第一届学术交流会论文集，2001.10，p93～95。)
Claims (4)
1.一种富集铬南瓜的育种方法，其特征在于，以日本南瓜自交系为母本，以台湾南瓜自交系为父本进行杂交制种，得到杂交种，具体包括下列步骤：
1)母本选用日本的极美味和日本的中型会津杂交后代F1经连续4代单株自交，每代均通过铬含量测定和田间自然抗病性鉴定，定向选育得到植物学形状稳定且铬含量稳定的日本南瓜自交系日12-97-55，铬含量测定为0.0893mg/kg；
2)父本选用台湾的一品和韩国的甜栗杂交后代F1经连续4代单株自交，每代均通过铬含量测定和田间自然抗病性鉴定，定向选育得到植物学形状稳定且铬含量稳定的台湾南瓜自交系台12-01-4，铬含量测定为0.0616mg/kg；
3)以日本南瓜自交系日12-97-55为母本，以台湾南瓜自交系台12-01-4为父本进行杂交，并通过铬含量测定、田间自然抗病性鉴定和品质鉴定，得到杂交一代J-121，铬含量测定为0.0965mg/kg；
4)杂交种子生产
在适宜于印度南瓜生长的地区和季节按下列步骤进行：
A.播种育苗
父本应比母本早播一周，父母本分别播于育苗床中，播期在当地晚霜期前一个月左右，或者在晚霜期后直接露地播种；
B.定植
在晚霜过后，当幼苗具3～4片真叶时，按行距2.5米～3.0米，株距0.45米～0.50米定植，父母本的比例为1∶3，或者按1∶3的比例将父、母本分块种植；
C.父母本植株纯度检查及管理
从定植到开花期前，依据父、母本的株形、叶色、叶形典型特征，严格选择，及时拔除杂株和可疑株，并除去母本上的雄花花蕾和父本上的雌花花蕾；
D.杂交授粉
从父本植株上取来雄花，除去花瓣，露出雄蕊，然后选当天开花的母本雌花，取掉扎花物，将雄蕊在雌蕊上轻轻涂抹，之后再行扎住雌花，同时在雌花柄上挂牌标记；授粉结束后及时拔除父本，使每棵母本上保留2～3朵授粉雌花；
E.采收与采种
授粉后40～45天，果实开始着色成熟，果实形状、大小颜色因品种而异，采收时注意所采果实符合本品种特征，不收杂果、可疑果和无标记果，采收后10～15天，切开瓜瓤，采种、漂洗、晒干即得到杂交种子。
2.如权利要求1所述的富集铬南瓜的育种方法，其特征在于，所述的母本日12-97-55的Cr含量为0.0893mg/kg，果肉中水分含量89.59％，总糖含量4.27％，淀粉含量0.57％，类胡萝卜素7.31mg/100g；田间自然抗病性鉴定指标为：病毒病病情指数11.1，黑斑病病情指数5.6；植物学形状稳定且达到：植株生长势强，生长速度快，熟性早，定植后50天左右即开花，叶面绿色，无白色花斑，叶面积为30×35厘米，蔓长3-6米，主蔓结果为主，第一雌花节位为7-9节，瓜型葫芦状，皮色为绿白相间的小花斑，单瓜重1.5公斤左右，瓜味甜而面，后味香。
3.如权利要求1所述的富集铬南瓜的育种方法，其特征在于，所选用的父本台12-01-4的Cr含量0.0616mg/kg，果肉中水分含量89.83％，总糖含量3.22％，淀粉含量0.24％，类胡萝卜素3.85mg/100g；田间自然抗病性鉴定指标为：病毒病病情指数8.9，黑斑病病情指数3.2；植物学形状稳定且达到：植株生长势较弱，茎细叶小节间短，生长速较慢，熟性早，定植后50天左右开花，叶面绿色，无白色花斑，叶面积20×25厘米，蔓长2.0米左右，第一雌花节位为7-9节，瓜型为高扁圆形，瓜皮色为墨绿色，单瓜重1.0公斤左右，味甜面。
4.如权利要求1所述的富集铬南瓜的育种方法，其特征在于：所述的杂交一代J-121南瓜的鲜重果肉中铬含量达到0.0965mg/kg，水分85.45％，Vc含量10.4mg/kg，类胡萝卜素含量253.80mg/kg，总糖和淀粉含量分别为7.0％和2.3％；病毒病和黑斑病的病情指数分别为8.7和1.9；植物学特性表现为印度南瓜类型，生长势强，生长速度快，熟性早，定植后55天开花，叶面绿色，无白色花斑，叶面积25×30厘米，蔓长3.0米，主蔓结瓜为主，侧蔓较发达，第一雌花节位为8-10节，瓜型为高扁圆形，瓜皮色为绿白相间的花斑，单瓜重1.0-1.5公斤，味甜面。
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