專(zhuān)利名稱(chēng)：一種花青素型紫玉米的選育技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于玉米育種技術(shù)，特別是一種花青素型紫玉米的選育技術(shù)。
背景技術(shù)：
花青素是一種強(qiáng)有力的抗氧化劑。為了消除自由基對(duì)人體的損傷，預(yù)防和治療與自由 基有關(guān)的多種疾病，如癌癥、心臟病、高血壓、過(guò)早衰老、糖尿病、關(guān)節(jié)炎等，服用富含 花青素的保健品或食品成為最有效的方法之一。目前國(guó)內(nèi)外提取花青素的原料一般是紫葡 萄、藍(lán)莓、橘子、樹(shù)莓等有色水果，紫甘薯等作物果實(shí)，植物中有色的花，紫蘿卜、紅辣 椒、西紅柿等各種等有色蔬菜等。但以這些為原料存在以下缺點(diǎn)
1. 原料種植和生產(chǎn)地受地理?xiàng)l件氣候限制，栽培技術(shù)要求比較嚴(yán)格；
2. 采摘、貯藏、運(yùn)輸不便，且需要較嚴(yán)格的條件；
3. 原料產(chǎn)量低，生產(chǎn)成本高；
4. 其功效不如紫玉米花青素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是利用紫玉米控制花青素的顯性基因，選育出花青素型玉米新品種。從 而提供一種高產(chǎn)量、高含量、高功效的花青素植物資源，用于加工花青素食品、飲品和花 青素的提取。
本發(fā)明的內(nèi)容是采用多位點(diǎn)花青素顯性基因純合，多性狀聚合，早代選擇，微創(chuàng)傷 單粒鑒定的育種方法育成富含花青素的紫玉米自交系。再用紫玉米自交系組配成紫玉米單 交種，具體技術(shù)方法如下
多位點(diǎn)花青素顯性基因純合首先將多個(gè)位點(diǎn)上控制花青素性狀的顯性基因聚合， 即以常規(guī)育種方法將與各器官花青素有關(guān)的基因，包括苞葉、葉鞘、莖桿花青素基因A1、 A2，果皮和穗軸花青素基因P1，花藥、糊粉粒、支持根花青素基因R，加深植株顏色的基
因C2，葉鞘、莖桿、苞葉、雄穗色素加強(qiáng)基因B聚合，構(gòu)建成富含花青素的遺傳背景 A跳2BP1R。
多性狀聚合在花青素的遺傳背景下，將糯質(zhì)、大苞葉、大果穗、高產(chǎn)、高配合力、
優(yōu)良的農(nóng)藝性狀聚合，育成紫色糯玉米自交系。
早代選擇在自交系選育過(guò)程中，根據(jù)胚乳在自交當(dāng)代即通常所指的分離世代的前 一代發(fā)生分離的特點(diǎn)，提前進(jìn)行胚乳糯性和顏色鑒定。微創(chuàng)傷單粒鑒定:在含水量降到16%以下時(shí)，在籽粒上方的一角，切破側(cè)面果皮2 3mm，露出胚乳，對(duì)胚乳進(jìn)行單粒選擇，鑒別出蠟質(zhì)或非蠟質(zhì)胚乳。選得的蠟質(zhì)籽粒即 糯質(zhì)性狀純合的紫糯玉米；播種非蠟質(zhì)籽粒，經(jīng)鑒定獲得的非蠟質(zhì)純合果穗即為普通型 紫玉米。以同樣方法在早代對(duì)胚乳顏色進(jìn)行選擇，選得的白色胚乳即為純合的白胚乳紫 玉米；播種黃胚乳籽粒，經(jīng)鑒定得到的黃色純合果穗即為黃胚乳紫玉米。
紫玉米單交種的組配以紫糯玉米為雙親配制紫糯玉米雜交種；或以紫玉米與紫糯 玉米配制紫玉米雜交種；或以紫糯玉米、紫玉米為親本，與紫色性狀為隱性的普通玉米、 糯玉米配制紫玉米雜交種。供次年生產(chǎn)之用。其F1代的果皮、糊粉層、穗軸、苞葉、雄 穗、莖稈、葉脈等部位為紫色，可用于花青素食品加工、花青素提取和鮮食糯玉米。
本發(fā)明的紫糯玉米自交系為沈農(nóng)ZS717、沈農(nóng)ZF740，紫玉米自交系為沈農(nóng)ZS513， 可用于配制紫玉米雜交種。
本發(fā)明中使用的另外親本是生產(chǎn)上已經(jīng)公開(kāi)使用的糯玉米、普通玉米自交系。
選育過(guò)程
1996年開(kāi)始，我們以引自國(guó)外帶有紫色植株、苞葉、果皮、穗軸基因和加強(qiáng)基因的 Stock6為父本，以品質(zhì)優(yōu)良、農(nóng)藝性狀突出的中國(guó)白糯玉米材料為母本雜交，將各性狀 的花青素基因及糯質(zhì)基因聚合，通過(guò)早代選擇、微創(chuàng)傷單粒鑒定(胚乳顏色、蠟質(zhì)性)， 經(jīng)過(guò)10個(gè)世代，在2006年選育成純合紫糯玉米自交系沈農(nóng)ZS717和普通型紫玉米自交系 沈農(nóng)ZS513。通過(guò)與其他普通玉米、糯玉米、黑玉米測(cè)配，證明該紫色性狀對(duì)多數(shù)玉米 材料表現(xiàn)為顯性，即F1代苞葉、果皮、穗軸、糊粉層為紫色。經(jīng)過(guò)化驗(yàn)分析和提取試驗(yàn) 證明富含花青素。
1998年開(kāi)始，以中國(guó)血緣的帶有紫色基因和紫色植株、苞葉、果皮、穗軸、花絲、 糯和非糯質(zhì)性狀的雜合群體為原始材料，通過(guò)早代選擇和微創(chuàng)傷單粒鑒定，對(duì)各性狀的 花青素基因及糯質(zhì)基因聚合和基因型純合。在沈陽(yáng)、海南經(jīng)過(guò)ll個(gè)世代，2006年選育成 純合的紫糯玉米自交系沈農(nóng)ZF740。經(jīng)測(cè)配，證明該紫色性狀對(duì)大多數(shù)玉米材料表現(xiàn)為 顯性，即F1代為植株紫色，苞葉、果皮、穗軸、糊粉層為紫色。經(jīng)過(guò)化驗(yàn)分析和提取研 究證明富含花青素。
紫玉米自交系育成之后，以沈農(nóng)ZS717為母本，以沈農(nóng)ZF740為父本配出花青素和鮮 食兼用的紫糯玉米。同時(shí)分別以沈農(nóng)ZS513、沈農(nóng)ZF740和沈農(nóng)ZS513為親本，測(cè)交配制 出大量紫玉米單交組合。這些組合F1的果皮、糊粉層、穗軸、苞葉、花絲、花藥均為紫 色、富含花青素。莖稈、髓部、葉脈及葉片呈不同程度的紫色，含花青素，整個(gè)植株大部分均可利用。用沈農(nóng)ZS717、沈農(nóng)ZF740和沈農(nóng)ZS513配制的紫玉米組合生育期120 130天，適合遼寧和更廣泛的地區(qū)種植。 本發(fā)明的技術(shù)效果如下
1. 果皮、糊粉層、穗軸、苞葉、花絲、花藥均為紫色、富含花青素。莖稈、髓部、葉 脈及葉片呈不同程度紫色，含花青素；
2. 將花青素基因與糯質(zhì)基因結(jié)合，既可以用于花青素生產(chǎn)又可作鮮食；
3. 雜交種單位面積產(chǎn)量高，生產(chǎn)成本低。 一般每畝可產(chǎn)紫玉米粒500kg以上，產(chǎn)鮮穗 750 kg，苞葉干品80 kg以上，雄穗IO kg (按采收l(shuí)/2植株計(jì))以上，穗軸干品120 kg以 上，莖稈干品700 kg /畝以上。單位面積產(chǎn)量高于其他色素植物；
4. 籽?？梢杂脕?lái)加工花青素玉米食品、花青素飲料或提取花青素；花藥、花絲、苞葉、 穗軸可以用來(lái)加工花青素食品、花青素玉米茶、花青素飲料和提取花青素；莖稈可以用來(lái) 加工花青素玉米茶或提取花青素等；
5. 適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)土壤和氣候沒(méi)有嚴(yán)格要求，栽培技術(shù)簡(jiǎn)單，可大面積種植。適合花青 素加工的規(guī)模化原料生產(chǎn)；
6. 采收、貯藏技術(shù)簡(jiǎn)單、操作容易、成本低；
7. 花青素含量高，較其他植物的花青素功效更好。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l
1.沈農(nóng)ZS717紫玉米自交系的選育
以植株、苞葉、籽粒、穗軸為紫色的國(guó)外紫玉米試材Stock 6為母本，以中國(guó)白糯玉 米中糯l號(hào)為父本雜交，通過(guò)二環(huán)系選育法選育出ZS717紫玉米自交系
Fl選擇植株、苞葉、果皮、穗軸紫色的單株自交。收獲后以微創(chuàng)單粒鑒定法進(jìn)行胚 乳選擇，選得糯質(zhì)、白色的單粒；
F2 F3，按F1的方法進(jìn)行選擇；
F4，選擇植株、苞葉、果皮、穗軸紫色的單株自交，收獲后獲得胚乳糯質(zhì)、胚乳白 色純合的果穗；
F5，選擇植株、苞葉、果皮、軸色純合，白糯純合穗行自交，獲得優(yōu)良單株； F6，對(duì)穗行進(jìn)行株系選擇，自交； F7 F9，選擇內(nèi)容同F(xiàn)6代；
FIO，自交。即完成沈農(nóng)ZS717紫玉米自交系選育。該系植株、苞葉、果皮、軸紫色，
5胚乳白糯，富含花青素。供作紫玉米雜交種之親本。 2.紫玉米雜交種的配制 以沈農(nóng)ZS717紫糯玉米作母本，以沈農(nóng)ZF740紫糯玉米為父本制種，制成F1代的表現(xiàn) 為紫色糯質(zhì)，鮮食和籽粒兼用型的紫糯玉米單交種。次年進(jìn)行紫糯玉米栽培生產(chǎn)。具體 制種方法按常規(guī)技術(shù)進(jìn)行。 實(shí)施例2
1 .沈農(nóng)ZF740紫玉米自交系的選育
以含有紫色植株、紫苞葉、紫果皮、紫穗軸、紫花絲及糯質(zhì)性狀的群體材料為基礎(chǔ)， 經(jīng)過(guò)一環(huán)系選育法選育紫玉米自交系
Sl，選擇植株、苞葉、果皮、穗軸紫色的單株自交；收獲后以微創(chuàng)傷單粒鑒定法鑒定 籽粒，獲得胚乳糯質(zhì)純合的單粒；
S2，選擇植株、苞葉、果皮、穗軸紫色的單株自交；對(duì)收獲的單果穗以微創(chuàng)傷單粒 鑒定法鑒定籽粒，獲得糯質(zhì)純合、白色胚乳的單穗和單粒；
S3，選擇植株、苞葉、果皮、穗軸紫色的單株自交；對(duì)收獲的果穗以微創(chuàng)傷單粒鑒 定法鑒定籽粒，獲得糯質(zhì)純合、白色胚乳的單穗和單粒；
S4，選擇植株、苞葉、果皮、穗軸紫色的單株自交；對(duì)收獲的果穗以微創(chuàng)傷單粒鑒 定法進(jìn)行胚乳鑒定，獲得糯質(zhì)純合、白色胚乳的單穗；
S5，選擇植株、苞葉、果皮、穗軸紫色的單株自交，獲得糯質(zhì)、胚乳白色純合的穗 行或果穗。
S6，獲得植株、苞葉、果皮、穗軸紫色，白胚乳、糯質(zhì)純合穗行，自交。 S7，對(duì)上述各性狀純合的穗行自交，對(duì)穗行進(jìn)行株系選擇。 S 8 — S 1 0 ，選擇內(nèi)容同S7代。
Sl 1，選擇優(yōu)良穗行，完成紫糯玉米自交系沈農(nóng)ZF740選育。該系植株、苞葉、果 皮、穗軸、糊粉層紫色，胚乳糯質(zhì)、白色，富含花青素。供作紫玉米雜交種之親本。
2 .紫糯玉米雜交種配制
以沈農(nóng)ZS717作母本，以沈農(nóng)ZF740為父本制種，制成鮮食和籽粒兼用型，F(xiàn)l表現(xiàn)為 紫糯的紫玉米單交種。次年進(jìn)行紫糯玉米栽培生產(chǎn)。具體方法同實(shí)施例l。 實(shí)施例3
1.沈農(nóng)ZS513紫玉米自交系的選育
以植株、苞葉、籽粒、穗軸為紫色的國(guó)外紫玉米試材Stock 6為母本，以中國(guó)白糯玉
6米中糯l號(hào)為父本雜交，通過(guò)二環(huán)系選育法選育出ZS717紫玉米自交系
Fl選擇植株、苞葉、果皮、穗軸紫色的單株自交。收獲后以微創(chuàng)傷鑒定法進(jìn)行單粒 鑒定，選擇胚乳為白色、非糯質(zhì)的單粒； F2 F3，按F1的方法進(jìn)行選擇；
F4，選擇植株、苞葉、果皮、穗軸紫色的單株自交，收獲后獲得胚乳為白色非糯質(zhì) 的純合果穗；
F5，獲得植株、苞葉、果皮、軸色純合，胚乳白色的純合穗行，選擇優(yōu)良單株自交； F6，獲得上述各性狀純合的穗行，對(duì)穗行進(jìn)行株系選擇； F7 F9，選擇內(nèi)容同F(xiàn)6代；
FIO，自交，即完成沈農(nóng)ZS513紫玉米自交系選育。該系植株和果穗紫色，胚乳白色、 富含花青素。供作紫玉米雜交種之親本。 2 .紫玉米雜交種配制
以沈農(nóng)ZS513作母本，以紫玉米為父本制種，制成F1表現(xiàn)為紫色純合型的紫玉米單 交種。次年進(jìn)行紫玉米栽培生產(chǎn)。具體制種方法按常規(guī)技術(shù)進(jìn)行。 實(shí)施例4
l.紫糯玉米自交系的選育 選育方法同實(shí)施例l、 2。 2 .紫玉米雜交種配制
以沈農(nóng)ZS7I7作母本，以沈糯5I2糯玉米為父本制種，制成F1表現(xiàn)紫糯的，雜合型紫 糯玉米單交種。次年進(jìn)行紫玉米栽培生產(chǎn)。具體制種方法按常規(guī)技術(shù)進(jìn)行。成熟后收獲 的母本即紫糯玉米種子，供下年生產(chǎn)使用。
實(shí)施例5
1. 紫玉米自交系的選育 選育方法同實(shí)施例l、 2。
2. 紫玉米雜交種配制
以沈農(nóng)ZS513作母本，以遼68普通玉米為父本制種，制成F1表現(xiàn)為紫色的雜合型紫 玉米單交種。次年進(jìn)行紫玉米栽培生產(chǎn)。具體制種方法按常規(guī)技術(shù)進(jìn)行。 實(shí)施例6
l.紫玉米自交系的選育 選育方法同實(shí)施例l、 2。2 .紫玉米雜交種配制
以沈農(nóng)ZS513作母本，以紫玉米為父本制種，制成F1表現(xiàn)為紫色純合型的紫玉米單 交種。次年進(jìn)行紫玉米栽培生產(chǎn)。具體制種方法按常規(guī)技術(shù)進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.一種花青素型紫玉米的選育技術(shù)，其特征是(1)采用多位點(diǎn)花青素顯性基因純合，多性狀聚合，早代選擇，微創(chuàng)傷單粒鑒定的育種方法育成花青素高含量的紫玉米自交系；(2)以紫糯玉米與紫糯玉米雜交配制成紫糯玉米雜交種，或紫糯玉米與糯玉米雜交配制成紫糯玉米雜交種，或紫玉米與紫玉米雜交、紫糯玉米與紫玉米雜交配制成紫玉米雜交種，或紫玉米、紫糯玉米與紫色性狀為隱性的普通玉米雜交配制成紫玉米雜交種。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的花青素型紫玉米的選育技術(shù)，其特征是先以常規(guī)方法將 與各器官花青素有關(guān)的基因，包括苞葉、葉鞘、莖桿花青素基因A1、 A2，果皮和穗軸花 青素基因P1，花藥、糊粉粒、支持根花青素基因R，加深植株顏色的基因C2，葉鞘、莖桿、 苞葉、雄穗色素加強(qiáng)基因B聚合，構(gòu)建成富含花青素的遺傳背景A1A2C2BP1R;然后在花青 素的遺傳背景下，將糯質(zhì)、大苞葉、大果穗、高產(chǎn)、高配合力、優(yōu)良的農(nóng)藝性狀聚合， 育成紫色糯玉米自交系。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的花青素型紫玉米的選育技術(shù)，其特征是在自交系選育過(guò)程 中，根據(jù)胚乳在自交當(dāng)代發(fā)生分離的特點(diǎn)，在含水量降到16%以下時(shí)，在籽粒上方的一角， 切破側(cè)面果皮2 3mm，露出胚乳，對(duì)胚乳進(jìn)行蠟質(zhì)或非蠟質(zhì)的單粒鑒定和選擇。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的花青素型紫玉米的選育技術(shù)，其特征是以花青素顯性基因 純合的紫糯玉米自交系沈農(nóng)ZS717為母本、沈農(nóng)ZF740為父本制種，或反交制種，制成紫 糯玉米雜交種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的花青素型紫玉米的選育技術(shù)，其特征是以花青素顯性基因 純合的紫糯玉米自交系沈農(nóng)ZS717或沈農(nóng)ZF740為母本，以普通型紫玉米為父本制成紫玉 米雜交種。
6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的花青素型紫玉米的選育技術(shù)，其特征是以沈農(nóng)ZF740或 沈農(nóng)ZF740或ZS513作母本，以紫色性狀為隱性的普通玉米為父本，制成紫玉米雜交種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的花青素型紫玉米的選育技術(shù)，其特征是以花青素顯性基因 純合的紫玉米沈農(nóng)ZS513為親本，與紫色純合的玉米自交系雜交，配制成紫色純合型紫玉 米單交種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的花青素型紫玉米的選育技術(shù)，其特征是以花青素顯性基因 純合的紫糯玉米自交系沈農(nóng)ZS717或沈農(nóng)ZF740為母本，與普通糯玉米自交系雜交，配制 成紫糯玉米單交種。
全文摘要
一種花青素型紫玉米的選育技術(shù)，將多個(gè)位點(diǎn)上的花青素顯性基因聚合并純合，再聚合大苞葉、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆性狀，通過(guò)早代選擇、微創(chuàng)傷單粒鑒定法，育成花青素含量高的紫玉米或紫糯玉米自交系；通過(guò)紫糯玉米與紫糯玉米組配，紫糯玉米與紫玉米組配，紫玉米與紫玉米組配，或以紫玉米與紫色性狀為隱性的其他玉米組配成，選育出紫色基因型純合或顯性雜合的花青素型玉米——紫糯玉米、紫玉米。所配制的單交種特點(diǎn)如下1.果皮、糊粉層、穗軸、苞葉、花絲、雄穗及花藥均為紫色，富含花青素。莖稈、髓部、葉脈及葉片呈不同程度的紫色，均含有花青素；2.既可以用于花青素生產(chǎn)又可作鮮食利用；3.產(chǎn)量高。該品種在適合普通玉米的土壤上均可栽培。
文檔編號(hào)A01H1/04GK101663995SQ20091018761
公開(kāi)日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者史振聲, 呂香玲, 張喜華, 敏 朱, 李鳳海, 王宏偉, 王志斌 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)