專利名稱：一種聚合改良甘薯胡蘿卜素和干率性狀的育種方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及作物育種技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚合改良甘薯胡蘿卜素和干率性狀的方法。
背景技術(shù)：
胡蘿卜素是甘薯的重要營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)，胡蘿卜素作為維生素A的前體，其生理活性已被充分證實(shí)、并應(yīng)用于夜盲癥、抗光敏以及一些皮膚病和抗癌治療中，植物源胡蘿卜素被國(guó)際上用作簡(jiǎn)便易行的生物強(qiáng)化項(xiàng)目，應(yīng)用于欠發(fā)達(dá)地區(qū)兒童的營(yíng)養(yǎng)干預(yù)。胡蘿卜素呈現(xiàn)鮮艷的桔紅到桔黃色，通常紅心甘薯富含胡蘿卜素，黃心甘薯次之，白肉甘薯則幾乎不含胡蘿卜素。各類甘薯中的胡蘿卜素含量從O 20mg/100g鮮重不等。我國(guó)有關(guān)甘薯品種品質(zhì)的鑒定試驗(yàn)中設(shè)定，高胡蘿卜素品種的含量指標(biāo)需達(dá)到10mg/100g鮮重，且其干率指標(biāo)不得低于對(duì)照5個(gè)百分點(diǎn)(當(dāng)前的對(duì)照為寧紫薯I號(hào)，其干率為25%)。富含胡蘿卜素甘薯品種除營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高以外，其鮮艷的色澤也是增加消費(fèi)者選擇的重要因素。干率是甘薯品種最重要的性狀指標(biāo)，即薯塊干物質(zhì)占鮮重的比率，體現(xiàn)了了甘薯薯塊固形物的高低。甘薯的淀粉含量及派生的其他品質(zhì)指標(biāo)如糖分等都與干率密切相關(guān)。有研究認(rèn)為，干率與食味存在顯著正相關(guān)，干率高的品種其食味相應(yīng)就好，大部分人喜歡吃又甜又粉的甘薯。同樣，作為加工用途，干率高的品種則其加工產(chǎn)率就高。一般以干率30%的徐薯18作為高干率品種的參照，干率30%以上的品種為高干率品種，干率25%以下的品種為低干率品種。但是現(xiàn)有的研究還表明，甘薯的胡蘿卜素含量與干率存在明顯的負(fù)相關(guān)特性，即胡蘿卜素含量高(IOmg或以上/IOOg鮮重)的品種往往其干率偏低(25%以下)，從而影響高胡蘿卜素品種的食用品質(zhì) ；如目前通過國(guó)家鑒定的2個(gè)高胡蘿卜素品種“維多麗”(河北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院育成)、“浙薯81”(浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院育成)，胡蘿卜素含量分別為15.7和16.03mg/100g，而干率分別為24.5%和23.88% ;而干率在30%以上的品種則幾乎不含胡蘿卜素，從而影響其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與色澤。一般認(rèn)為甘薯鮮食專用品種的適宜干率為28 30%，而淀粉及食品加工用品種的干率要求32%以上，在這兩個(gè)干率區(qū)間內(nèi)提高胡蘿卜素含量，對(duì)發(fā)展優(yōu)質(zhì)專用甘薯品種具有重要意義。因此，開展研究能聚合甘薯胡蘿卜素和干率性狀的高效率的親本選配和育種的方法，培育出胡蘿卜素含量在8 10mg/100g、干率在28 30%，或干率32 36%、胡蘿卜素含量I 5mg/100g的甘薯品種，這對(duì)提高和改良現(xiàn)有甘薯的品質(zhì)會(huì)有極大的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是，針對(duì)甘薯品質(zhì)育種受胡蘿卜素與干率兩性狀間存在顯著負(fù)相關(guān)特性的局限，提出一種培育胡蘿卜素含量在8 10mg/100g、干率在28 30%甘薯雙高品種，或干率在32 36%、胡蘿卜素含量在I 5mg/100g的干率特高而仍含有一定量胡蘿卜素甘薯品種的育種方法。本發(fā)明目的通過如下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn):
一種聚合改良甘薯胡蘿卜素和干率性狀的育種方法，該方法按以下步驟進(jìn)行:
(1)育種親本的篩選:從現(xiàn)有甘薯種質(zhì)資源雜交后的中間材料中選擇具有以下全部特征的材料作為育種親本，
O胡蘿卜素含量在8 16mg/100g鮮重；
2)干率在22% 25%；
3)干基淀粉率在60% 70%;
4)該育種親本的父本為30% 35%的高干率品種；
5)該育種親本的父母本與其它入選育種親本的父母本均不相同；
(2)父、母本的確定和不完全雙列雜交的設(shè)計(jì):將各入選親本按胡蘿卜素含量由高到低進(jìn)行排序后，自高至低逐個(gè)作為母本，同時(shí)以其后的親本作為父本，按不完全雙列雜交設(shè)計(jì)進(jìn)行兩兩組合；
(3)最佳親本組合的篩選:將上述的設(shè)計(jì)組合分別進(jìn)行人工雜交、獲得實(shí)生種子后，分別播種并收獲各實(shí)生種子的薯塊；將各薯塊分別測(cè)定其干率和胡蘿卜素含量，并按照不完全雙列雜交的統(tǒng)計(jì)分析方法，從中找出后代群體平均干率超親優(yōu)勢(shì)最大的組合作為最佳的親本組合；
(4)篩選培育目標(biāo)品種:將最佳親本組合配制出雜交種子、分別播種、收獲后，從中選育胡蘿卜素含量8 10mg/100g、干率28 30 %,或干率32 36%、胡蘿卜素含量I 5mg/IOOg的優(yōu)良甘署品系。 本發(fā)明的有益效果是:
一、本發(fā)明所提有關(guān)育種親本的5項(xiàng)選擇標(biāo)準(zhǔn)，在現(xiàn)有甘薯種質(zhì)資源中仍屬高胡蘿卜素、低干率的品種范疇，因此在現(xiàn)有技術(shù)條件下是不難得到的；
二、本發(fā)明育成的優(yōu)良甘薯品系選育周期短、速度快，且既提高了胡蘿卜素含量，同時(shí)又改良了干率性狀，從而克服了甘薯作物育種歷來(lái)受“胡蘿卜素含量與干率存在明顯負(fù)相關(guān)特性”的約束，改善了這一育種難題；
三、按本發(fā)明選育的優(yōu)良甘薯品系，其中胡蘿卜素含量在8 10mg/100g、干率在28 30%的宜作優(yōu)質(zhì)的鮮食專用品種；而干率在32 36%、胡蘿卜素含量在I 5mg/100g的干率特高品系，基本解決了以往干率在30%以上的品種幾乎不含胡蘿卜素的缺陷，宜作優(yōu)質(zhì)的淀粉/食品加工用品種，上述兩類優(yōu)良甘薯品系的育成均有效促進(jìn)了甘薯產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的提升；
四、 本發(fā)明由于明確要求各育種親本的父母本與其它入選育種親本的父母本均不相同，因此在各親本之間首先保持了較遠(yuǎn)的親緣關(guān)系；并且又要求各育種親本的父本必須為30% 35%的高干率品種，因此有利于通過表型低干率的高胡蘿卜素親本聚合高干率相關(guān)基因，以達(dá)到同步改良干率和胡蘿卜素性狀的目的。其理論依據(jù)是:甘薯具有雜合同源異源六倍體的特殊遺傳特點(diǎn)，表型低干率品種在部分位點(diǎn)可能含有高干率基因，兩個(gè)具有互補(bǔ)高淀粉基因的低干率品種雜交后，出現(xiàn)高干率后代的概率大大增加。五、本發(fā)明步驟(3)先通過不完全雙列雜交，每個(gè)組合少量雜交，找出后代群體平均干率超親優(yōu)勢(shì)最大的組合作為最佳的親本組合后，再對(duì)該組合大量雜交以選育出目標(biāo)甘薯品系，從而可大大提高甘薯的育種效率，避免了以往大海撈針的育種方式。通過雙列雜交的遺傳分析，可以估算到某個(gè)目標(biāo)性狀出現(xiàn)的概率和需要配置的雜交數(shù)量。六、本發(fā)明首先在步驟(I)全部采用了高胡蘿卜素的中間材料作為入選親本，在步驟(2)中又進(jìn)一步采用了母本胡蘿卜素高于父本的不完全雙列雜交設(shè)計(jì)，確保了后代中高胡蘿卜素特性的穩(wěn)定遺傳，從而在步驟(3)中將后代選擇的重點(diǎn)放在高干率性狀上，避免了同時(shí)選擇2個(gè)負(fù)相關(guān)性狀的困局，提高了育種目標(biāo)的可實(shí)現(xiàn)性。
具體實(shí)施例方式通過以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的內(nèi)容并不局限于此。表1:對(duì)以下實(shí)施例所涉原始親本材料的說(shuō)明
權(quán)利要求
1.一種聚合改良甘薯胡蘿卜素和干率性狀的育種方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行: (1)育種親本的篩選:從現(xiàn)有甘薯種質(zhì)資源雜交后的中間材料中選擇具有以下全部特征的材料作為育種親本， 1)胡蘿卜素含量在8 16mg/100g鮮重； 2)干率在22% 25%； 3)干基淀粉率在60% 70%; 4)該育種親本的父本為30% 35%的高干率品種； 5)該育種親本的父母本與其它入選育種親本的父母本均不相同； (2)父、母本的確定和不完全雙列雜交的設(shè)計(jì):將各入選親本按胡蘿卜素含量由高到低進(jìn)行排序后，自高至低逐個(gè)作為母本，同時(shí)以其后的親本作為父本，按不完全雙列雜交設(shè)計(jì)進(jìn)行兩兩組合； (3)最佳親本組合的篩選:將上述的設(shè)計(jì)組合分別進(jìn)行人工雜交、獲得實(shí)生種子后，分別播種并收獲各實(shí)生種子的薯塊；將各薯塊分別測(cè)定其干率和胡蘿卜素含量，并按照不完全雙列雜交的統(tǒng)計(jì)分析方法，從中找出后代群體平均干率超親優(yōu)勢(shì)最大的組合作為最佳的親本組合； (4)篩選培育目標(biāo)品種:將最佳親本組合配制出雜交種子、分別播種、收獲后，從中選育胡蘿卜素含量8 10mg/100g、干率28 30%,或干率32 36%、胡蘿卜素含量I 5mg/IOOg的優(yōu)良甘署品系。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚合改良甘薯胡蘿卜素和干率性狀的育種方法,屬于作物品種選育技術(shù)領(lǐng)域。包括育種親本的篩選；父、母本的確定和不完全雙列雜交的設(shè)計(jì)；最佳親本組合的篩選；篩選培育目標(biāo)品種等步驟。本發(fā)明選育周期短、速度快，既提高了胡蘿卜素含量，又改良了干率性狀，突破了甘薯育種歷來(lái)受“胡蘿卜素含量與干率存在明顯負(fù)相關(guān)特性”的約束，胡蘿卜素含量達(dá)8～10mg/100g、干率達(dá)28～30％，或干率達(dá)32～36％、胡蘿卜素含量在1～5mg/100g，有效促進(jìn)了甘薯產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的提升。本發(fā)明可在甘薯育種工作中推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)A01H1/04GK103109738SQ201310076020
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月11日
發(fā)明者吳列洪, 沈升法, 李兵, 季志仙 申請(qǐng)人:浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院