阅读说明：本技术 一种青花菜花球和籽粒高萝卜硫苷含量品种的选育方法 (Breeding method of broccoli ball and seed variety with high glucoraphanin content ) 是由 王建升 顾宏辉 虞慧芳 赵振卿 盛小光 沈钰森 于 2020-07-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种青花菜花球和籽粒高萝卜硫苷含量品种的选育方法,以小孢子培养获得的青花菜双单倍体(DH)系为父本,以多代回交转育获得的高萝卜硫苷青花菜品种的细胞质雄性不育系为母本,有性杂交获得的高萝卜硫苷青花菜新品种。本发明选育获得的高萝卜硫苷青花菜品种花球中萝卜硫苷含量为普通品种(市场上最高含量品种)的2.5倍以上,籽粒中萝卜硫苷含量为107微摩尔/克以上,且不含烯基化芥子油苷组分。(The invention discloses a method for breeding broccoli ball and seed variety with high glucoraphanin content, which uses a Double Haploid (DH) of broccoli obtained by microspore culture as a male parent, uses a cytoplasmic male sterile line of the broccoli variety with high glucoraphanin obtained by multi-generation backcross transformation as a female parent, and obtains a new variety of the broccoli with high glucoraphanin by sexual hybridization. The sulforaphane content in the high-sulforaphane broccoli variety curd obtained by the breeding method is more than 2.5 times of that of a common variety (the highest-content variety in the market), the sulforaphane content in grains is more than 107 micromoles/gram, and the high-sulforaphane broccoli variety curd does not contain alkenyl glucosinolate components.)

一种青花菜花球和籽粒高萝卜硫苷含量品种的选育方法

技术领域

本发明属于植物育种技术领域，具体涉及一种青花菜花球和籽粒高萝卜硫苷含量品种的选育方法。

背景技术

青花菜(Brassica oleracea L.var.italica)又名西兰花、绿菜花，是十字花科芸薹属甘蓝种中的蔬菜作物。科学研究发现青花菜中一些芥子油苷降解产生的异硫代腈酸盐具有人体有益的生物活性，特别是萝卜硫苷(学名：4-甲基-亚磺酰丁基芥子油苷)降解产生的异硫代腈酸盐即萝卜硫素(又称莱菔硫烷)，它不仅可以降低多种癌症的发生，如结肠癌、胰腺癌、膀胱癌等，还可以降低心血管疾病的发生。截至 2020年初，美国临床试验官方网站Clinicaltrials gov.(https://www.clin icaltrials.gov/)已有大量涉及萝卜硫苷或萝卜硫素的临床试验。

最近，美国圣尼斯公司推出了高萝卜硫苷品种

该品种花球中萝卜硫苷含量是普通青花菜品种的2倍以上，是由英国科学家Richard F.Mithen利用野生种Brassica villosia通过常规育种手段选育而来。研究表明，青花菜种子(籽粒)和芽苗菜中萝卜硫苷的含量约是花球中的10倍以上，因此国际上普遍采用种子或种子发芽后的芽苗作为原材料提取萝卜硫苷，用于产品研发和生产。近年来，基于萝卜硫苷开发的各种保健品、食品等应运而生。但是，青花菜种质中可检测到多种芥子油苷组分，萝卜硫苷等硫烃基芥子油苷通常认为是健康有益的组分，而烯基化芥子油苷组分的功效有限，特别是2- 羟基-3-丁烯基芥子油苷水解产物唑烷-2-硫酮可以导致一些哺乳动物的甲状腺肿大。因此，作为萝卜硫苷品种或产品的原材料，厂家对种子中芥子油苷组分及含量有明确要求，如种子中萝卜硫苷的含量高于 4.0％(约91.5微摩尔/克)，同时不能含有2-丙烯基芥子油苷等烯基化芥子油苷组分。

发明内容

本发明的目的在于提供一种青花菜花球和籽粒高萝卜硫苷含量品种的选育方法，选育出具有自主知识产权的花球和籽粒兼用型青花菜高萝卜硫苷新品种。利用小孢子培养技术快速获得纯合育种亲本，结合细胞质雄性不育途径选育出萝卜硫苷含量高且不含烯基化芥子油苷的花球和籽粒兼用型新品种。

本发明具体通过以下技术方案实现：

一种青花菜花球和籽粒高萝卜硫苷含量品种的选育方法，以小孢子培养获得的青花菜双单倍体(DH)系为父本，以多代回交转育获得的高萝卜硫苷青花菜品种的细胞质雄性不育系为母本，有性杂交获得的高萝卜硫苷青花菜新品种。具体包括以下步骤：

S1母本选育

S11以高萝卜硫苷青花菜花球和籽粒材料为供体进行小孢子培养获得的DH系(双单倍体)；

S12以细胞质雄性不育的青花菜材料为母本，以获得的高萝卜硫苷青花菜DH系为父本进行杂交，获得含有不育源的杂交一代(F₁)；

S13以高萝卜硫苷青花菜DH系为轮回亲本，进行多代回交转育筛选出优良不育单株，连续回交获得遗传稳定的细胞质雄性不育系，即为母本。

S2父本选育

选取不含有烯基化芥子油苷组分种质的青花菜材料，对花球性状优良的单株进行小孢子培养，并筛选出高萝卜硫苷的DH株系，即为父本。

S3杂交育种

将得到的母本与父本杂交，筛选出同时在花球和籽粒中具有高萝卜硫苷含量，且花球性状优良的杂交种一代，即为花球与籽粒兼用型高萝卜硫苷品种。

本发明的有益效果为：

1)本发明高萝卜硫苷青花菜品种花球中萝卜硫苷含量为普通品种的(市场上最高含量品种)2.5倍以上，籽粒中萝卜硫苷含量为10 7微摩尔/克以上。

2)花球平均单球重400克以上，商品性较好，能够满足普通花球市场要求。

3)由于父、母本均经小孢子培养获得，纯合度高，获得的青花菜一代杂交种整齐、一致，花球和籽粒采收期较为集中，适合统一机械化采收。

4)获得的青花菜品种是由细胞质雄性不育系配制而成，可以蜜蜂授粉进行杂交种和原原种的繁制，大大降低制种成本。

5)本发明高萝卜硫苷青花菜品种花球和籽粒中均不含烯基化芥子油苷组分。

附图说明

图1是本发明选育方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明具体的实施例，对本发明技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种青花菜花球和籽粒高萝卜硫苷含量品种的选育方法，以小孢子培养获得的青花菜双单倍体(DH)系为父本，以多代回交转育获得的高萝卜硫苷青花菜品种的细胞质雄性不育系为母本，有性杂交获得的高萝卜硫苷青花菜新品种。主要包括以下步骤：

1.母本选育

1)分别对引入创制的青花菜材料进行花球和籽粒的萝卜硫苷鉴定。

2)以鉴定获得的高萝卜硫苷材料为供体进行小孢子培养，并对获得的DH系(双单倍体)的萝卜硫苷再次进行鉴定。

3)以细胞质雄性不育的青花菜材料为母本，以获得的高萝卜硫苷青花菜DH系为父本，进行杂交，获得含有不育源的杂交一代(F₁)。

4)以高萝卜硫苷青花菜DH系为轮回亲本，进行多代回交转育，并经田间农艺性状选择和鉴定，筛选出优良不育单株。

5)连续回交6代后(BC₆)，获得遗传稳定的细胞质雄性不育系，即为母本。

2.父本选育

1)分别对引进创制的青花菜材料进行花球和籽粒的萝卜硫苷鉴定，筛选不含有烯基化芥子油苷组分种质材料。

2)在不含有烯基化芥子油苷组分种质材料中，选择花球性状优良种质，着重考察花球球形、花球产量等重要商品性状。

3)对花球性状优良的单株进行小孢子培养，鉴定并筛选出高萝卜硫苷的DH株系，即为父本。

3.杂交种选育

1)以转育获得的遗传稳定的高萝卜硫苷青花菜细胞质雄性不育系为母本，以性状优良的青花菜DH系为父本，进行杂交组合的配制，获得杂交一代种。

2)对获得的杂交一代种经田间观察、小区评比和种植评价，获得性状优良的品种。

3)对杂交一代花球和籽粒参照关联专利方法进行青花菜萝卜硫苷的鉴定。

4)筛选同时在花球和籽粒中具有高萝卜硫苷含量，且花球性状优良的杂种一代，即为花球与籽粒兼用型高萝卜硫苷品种。

实施例1

如图1所示，本实施例具体提供了一种花菜花球和籽粒高萝卜硫苷含量品种‘浙青803’的选育方法，包括以下步骤：

1.母本选育

1.1经过鉴定，青花菜自交系‘IL609’为高萝卜硫苷花球种质和高萝卜硫苷籽粒材料。

1.2对‘IL609’进行小孢子培养，共获得22个DH株系，鉴定获得高萝卜硫苷材料，命名为‘DH803’。

1.3以性状优良的细胞质雄性不育青花菜品种‘优秀’为母本，以高萝卜硫苷青花菜‘DH803’为父本，杂交授粉，获得杂交一代(F₁)。

1.4以高萝卜硫苷‘DH803’为轮回亲本，进行多代回交转育，并经田间农艺性状选择和鉴定，筛选出优良不育单株。

1.5连续转育回交6代(BC₆)，获得雄性不育性稳定、萝卜硫苷等含量及性状基本与轮回亲本‘DH803’一致的不育系，命名为‘DH803A’。

2.父本选育

2.1鉴定出不含烯基化芥子油苷的种质材料60份。

2.2对获得的60份种质材料着重考察花球球形、颜色、产量等商品性状，获得性状优良的自交系‘1404’。

2.3对‘1404’进行小孢子培养，鉴定筛选获得不含烯基化芥子油苷 DH株系，命名为‘DH404’。

3.杂交种‘浙青803’选育

3.1以获得的雄性不育系‘DH803A’为母本，花球性状优良的DH系‘DH404’为父本，获得杂种一代。

青花菜杂交一代种表现为中熟，定植后花球80天左右收获；植株长势强，株型半直立，分枝较多；叶片为羽叶，叶色较深；坐球较高，花球扁平，蕾色深、低温下发紫，花梗较长，单球重450g左右。

3.2杂交一代种经田间观察、小区评比和种植评价，植株整齐、一致，株型半直立，坐球高，花球扁圆形、颜色深，花梗较长，商品性较好，花球平均单球重约450g，命名为‘浙青803’。

表1青花菜‘浙青803’花球中芥子油苷检测结果(微摩尔/克，干重)

表2青花菜‘浙青803’籽粒中芥子油苷检测结果(微摩尔/克，鲜重)

由表1和表2可知，‘浙青803’花球和籽粒中萝卜硫苷含量分别为12.8微摩尔/克和148.2微摩尔/克，均不含有烯基化芥子油苷。

‘浙青803’花球中萝卜硫苷含量为12.8微摩尔/克，分别是青花菜品种‘优秀’和‘耐寒优秀’的3.1和4.2倍；其籽粒中萝卜硫苷含量是普通青花菜品种‘优秀’和‘耐寒优秀’的1.8和2.1倍；花球和籽粒中均不含烯基化芥子油苷。

青花菜品种‘浙青803’同时满足高萝卜硫苷花球种质标准和高萝卜硫苷籽粒种质标准，而且花球具有较好的花球商品性，是花球和籽粒兼用型高萝卜硫苷品种。

实施例2制种技术

1.亲本繁殖

采用塑料大棚制种方法。父本直接采种大棚封闭，自交结实。母本不育系‘DH803A’和相应的保持系‘DH803’以2:1的比例种植，花期释放熊蜂授粉，结角期拔除保持系，不育系上收到的种子即为母本种子。

2.杂交种制种技术

杂交一代种由于制种量比较大，一般采用露天作畦来制种。

1)制种基地严格隔离：露天制种基地一般采用空间隔离，即制种田块方圆2千米以内不能种植可与青花菜杂交的其它品种或作物。

2)调整播期使父、母本花期相遇：母本不育系‘DH803A’的花期比父本‘DH404’一般早10-15天，在杂交种制种过程中需要根据当地气候，通过调节播种期促使父、母本的花期相遇，从而提高采种量。

3)种植比例：父、母本按照1:2的比例，两畦母本，一畦父本，相间种植。

4)田间管理：在杭州地区，母本不育系‘DH803A’一般于8月下旬播种，父本‘DH404’于9月上旬播种，苗期约25天移栽大棚，株行距为45×55厘米。第二年3月中旬开花，释放熊蜂辅助授粉。开花前要加强病虫害的防治，控制水分和肥料，注意拔除杂株。开花时，注意肥水的及时补充。

在云南，母本不育系‘DH803A’一般于8月中旬播种，父本‘DH404’于8月下旬播种，苗期约25天移栽露天基地，株行距为45×55厘米。第二年1月中旬开花，释放熊蜂辅助授粉。开花前要加强病虫害的防治，控制水分和肥料，注意拔除杂株。开花时，注意及时补充肥水。

5)及时收获种子：角果黄熟时，从母本不育系收获的种子即为杂交一代种子。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。