專利名稱：包含高油酸、低亞麻酸油的低纖維黃色油菜種子的制作方法
包含高油酸、低亞麻酸油的低纖維黃色油菜種子本申請是申請日為2006年8月1日、發(fā)明名稱為“包含高油酸、低亞麻酸油的低纖維黃色油菜種子”的中國專利申請200680033271. 0(國際申請?zhí)朠CT/US2006/(^9813)的分
案申請。
背景技術(shù)：
油菜是重要的油料作物。油菜油由于它的低水平的飽和脂肪酸而被認為是優(yōu)良的食用油?！坝筒恕敝赣筒俗?Brassica spp.)，其芥子酸(C22:1)含量按重量計最多為2% (與種子的總脂肪酸含量相比)并且(壓榨后)產(chǎn)生風干的粉，其含有小于30微摩爾(μπιο ) 芥子油苷/g脫脂(無油)粉。該類型的油菜籽與該物種的更常規(guī)的品種相比區(qū)別在于它們的可食用性。常規(guī)油菜油(從天然或者更早的商業(yè)化油菜籽品種提取)的α-亞麻酸含量 (C1813) (ALA)相對較高(8% -10% )。該脂肪酸是不穩(wěn)定的并且在烹飪時容易氧化，其又產(chǎn)生油的異味。它在儲存期間也產(chǎn)生異味和酸敗氣味。已知通過氫化作用降低α亞麻酸含量水平增加了油的氧化穩(wěn)定性。氫化作用被常規(guī)地用于減少植物油的不飽和物含量。食品工業(yè)已經(jīng)使用氫化作用升高植物油的熔點， 導致產(chǎn)生基于油的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)類似于黃油、豬油和牛羊油。在氫化作用期間，通常產(chǎn)生不飽和脂肪酸的反式異構(gòu)體。然而，反式脂肪酸的營養(yǎng)性質(zhì)與飽和脂肪酸相似，從而降低了氫化油的總體需要。NATREON(Dow AgroSciences的商標)油的開發(fā)已經(jīng)產(chǎn)生了甚至更健康的油菜油并增加了該油的氧化穩(wěn)定性。涉及NEXERA種子。NATREON油菜油通常具有70%以上的油酸(C18:l)和少于3%的亞麻酸(C18:3)。已經(jīng)表明高油酸和低亞麻酸的飲食作用通過降低低密度脂蛋白(LDL)而對健康具有顯著的影響并且在高密度脂蛋白中有很小的副作用或沒有副作用。LDL介導膽固醇在血管上的沉積，導致動脈粥樣硬化和冠心病。美國專利號 6, 489, 543 (SV095-08) ；6，433，254 (Nex 705) ；6，455，763 (S010)；和 6，444，879 (1709)涉及農(nóng)學上優(yōu)良的高油酸油菜品種。美國專利號5，965，755和6，169，190 (AGO 19)涉及高油酸、 低亞麻酸油菜油。盡管油菜籽粉的蛋白質(zhì)相對較高，但是它的高纖維含量降低了它的可消化性和它作為動物飼料的價值。與大豆粉相比，常規(guī)的油菜粉含有較高價值的膳食纖維。因為它的高膳食纖維，油菜粉具有比大豆粉低約20%的可代謝的能量(ME)。結(jié)果，該粉的價值相對于其他油菜粉如大豆粉保持相對較低。RakOW(2004a)報導油菜粉的售價為大豆粉的約 60-70%，主要是因為與大豆粉(約4%粗纖維)相比，油菜粉具有高纖維含量(約12%粗纖維)，其尤其在豬和家禽的給養(yǎng)中降低了它的飼料價值。油菜粉含有約36-38%粗蛋白， 而大豆粉在同樣情況下含有48%粗蛋白。而且，芥子油苷的存在由于這些化合物對家畜的生長和繁殖具有有害作用而降低了一些油菜粉的價值。在油菜中，迄今的多數(shù)遺傳選擇集中在油含量和農(nóng)學特征。歐洲油菜(Brassica napus)中粉質(zhì)量的改進必須集中于增加粉的可代謝能量(ME)含量以便使得它與其他高蛋白質(zhì)飼料如大豆粉在單胃動物的給養(yǎng)中更有競爭力。纖維水平的降低將通過提高蛋白質(zhì)和ME的比例而增加油菜粉的營養(yǎng)價值。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)具有黃色種皮的油菜比具有黑色種皮的品種有較薄的外殼從而具有較低纖維和更多的油和蛋白質(zhì)。通常將種皮顏色分成兩大類黃色和黑色(或者黑褐色)，盡管也觀察到這些顏色具有不同的深淺，如紅褐色和黃褐色。油菜籽中種皮的顏色可以取決于油菜的具體種類和品種而不同。黃色種子的油菜品種在亞洲國家和中國是常見的，那里生產(chǎn)大量黃色種子的栽培種，尤其芥菜(B. jimcea)和蕪青(B. rapa)品種。Mringam等人(1974年)報導蕪青的黃色種子比褐色種子具有更高的油、更高的蛋白質(zhì)和較低的纖維含量。ΒθΠ& ι·Μ(198》研究了黃色和褐色油菜種子外殼的組成并且比較了它們被豬的消化率。褐色外殼含有更多纖維和木質(zhì)素。Shirzadegan & Robbelen(1985)報導在褐色種子相比黑色種子中平均2. 6%更高的油和蛋白質(zhì)含量，并且與普通褐色種子形式相比，黃色和褐色種子的纖維和外殼含量減少3%。Bell (1995)指出油菜粉具有高營養(yǎng)質(zhì)量但是在粉中外殼的存在降低了可利用的能量和蛋白質(zhì)，以及氨基酸和礦物質(zhì)的水平。油菜粉的營養(yǎng)價值可以通過降低纖維和/或外殼含量，導致可利用的蛋白質(zhì)和氨基酸的更高的吸收率而提高。具有較少外殼的黃色種子品種的開發(fā)提供了增加油菜粉的飼料價值的可能性。Simbaya等人(1995)比較了來自歐洲油菜、芥菜和蕪青的黃色種子粉與褐色種子油菜。黃色種子樣品平均具有更高的蛋白質(zhì)和較低的膳食纖維(和木質(zhì)素)。Getinet & Rakow (1997)研究了 B. carinata中種皮色素抑制的遺傳模式。 Slominski等人(1999)比較了來自這些株系/品種的肉用仔雞飼料粉的營養(yǎng)價值。Agriculture and Agri-Food Canada(AAFC) -Saskatoon ^t 20 ^ipMBΙ ^fT7 開發(fā)黃色種子歐洲油菜的研究并且已經(jīng)產(chǎn)生了黃色種子歐洲油菜種質(zhì)的不同來源(Rashid 等人 1994 ；Rashid & Rakow 1995 ；Rakow 等人 1999a&b ；和 Relf-Eckstein 等人 2003)，后者比較了 YN97-262和三種其他黃色種子品系與46A65。Rashid等人(1994)涉及用于開發(fā)黃色種子的歐洲油菜的種間雜交方案(具有諸如提高的生育力的性狀)。Rakow等人(1999a)指出在歐洲油菜中，不會天然產(chǎn)生黃色種子類型；所有都通過在多種雜交組合中與歐洲油菜、芥菜和蕪青的種間雜交產(chǎn)生。較早的品系比黑色種子品系具有較低的油含量(歸因于弱的胚胎發(fā)育)，低產(chǎn)，和對黑脛病 (Leptosphaeria maculans)高度敏感。Rakow等人(1999b)涉及“非常需要的”新來源的黃色種子歐洲油菜，其從黑色種子的WESTAR和黃色種子的芥菜和B. carinata的種間雜交開發(fā)。這樣得到的黃色種子品系被報導具有低芥子酸、高芥子油苷、60-65%油酸、18-20% 亞油酸和7-9%亞麻酸。Rakow(2004b)報導黃色種子的油菜油種子，其與黑色或褐色種子形式相比具有顯著降低的粉纖維水平和增加的種子油含量。該參考文獻討論2003年12月報告的結(jié)果，其中將黃色種子品系YN01_^9與黑色種子46A65比較。結(jié)果如下表1—
YN01-42946A65
產(chǎn)量(kg/ha)16401520
顧色(WIE*)-46.61.9
it子油 ％47.8643.88
粉蛋白質(zhì)%52.5554.27擇子重量(g/1000s)3.332.79 養(yǎng)子油量(umol/g)11.114.1 TSAT %6.586.91 C22:l0.0160.021 黑脛病(％Westar)5315 ADF %粉9.6215.69
ADL % 粉_ 1.82_736_( *通過方法E313測量顏色，白色指標)該參考文獻還報導油炸應用中越來越需要高油酸/低亞麻酸、熱穩(wěn)定的、低反式脂肪酸植物油。該參考文獻報導希望降低纖維含量和芥子油苷含量以提高油菜粉的總的營養(yǎng)價值來滿足飼料工業(yè)對基于植物的高蛋白質(zhì)粉來源的不斷增加的需求。該參考文獻還報導已經(jīng)用歐洲油菜的黃色種子形式開發(fā)了具有低飽和脂肪含量(4. 5-5.0% )、低總芥子油苷含量(< 3微摩爾/克種子)、高種子重量(> 3克/100粒種子)和疾病抗性的種質(zhì)品系，并且將來的目標包括繼續(xù)增加此類基因庫，和增加粉蛋白質(zhì)含量和種子大小。Rakow & RaneH2003)指出油菜籽(油菜)油具有高含量的油酸和必需的多不飽和脂肪酸，并且進一步的油質(zhì)量提高將包括開發(fā)用于油炸應用的極油酸/低亞麻酸(HOEL) 品種，和產(chǎn)生低和極低(0)飽和的脂肪油。根據(jù)該參考文獻，粉質(zhì)量提高將集中于通過產(chǎn)生黃色種子的歐洲油菜形式減少纖維(特別是木質(zhì)素)。芥子油苷的減少或消除被列為進一步的育種目標。該參考文獻進一步指出新的油菜油種子作物，如芥菜和B. carinata處于開發(fā)中，但是指出每種品種具有特定的種子油，并且需要處理的粉質(zhì)量挑戰(zhàn)包括修飾脂肪酸組成以提高油質(zhì)量。提高的油水平和蛋白質(zhì)水平是油菜籽育種程序的主要目標。從而，向油菜品種中引入黃色種皮性狀在提供種子油和蛋白質(zhì)水平的改善中都是重要的。然而，將來自相關(guān)的油菜種的控制種子色素形成的基因整合到有價值的油料種子蕓苔屬品種如油菜品種中由于如下事實而復雜化在當前可用的黃色種子品系中，多種隱性等位基因涉及黃色種皮的遺傳。當黃色種子顏色從其他蕓苔屬物種如芥菜和carinata漸滲時，由于弱的染色體配對，豆莢卷曲也是常見的問題。美國專利號6，547, 711和6，380，466涉及具有通過單個基因座突變控制的黃色種皮的油菜籽。EP 1031577涉及用透明種皮基因轉(zhuǎn)化的蕓苔屬植物。迄今還沒有實現(xiàn)組合一些有利的油分布的黃色種子油菜的開發(fā)和潛在優(yōu)點。發(fā)明_既述本發(fā)明提供了黃色種子油菜，其可以用于產(chǎn)生不僅具有有利的脂肪酸分布(相對于總脂肪酸大于68%油酸(按重量計)，和小于3%亞麻酸)的油，而且產(chǎn)生對于動物如雞具有高營養(yǎng)的粉。本發(fā)明的油菜種子提供了健康油(用于烹飪工業(yè)等等)以及高蛋白質(zhì)、 低纖維動物飼料的高度有利的組合。該組合迄今還沒有從一種類型的種子得到。
發(fā)明詳述油菜油指從油菜籽的商業(yè)品種提取的油。為了產(chǎn)生油菜油，通常將種子分級并在斗式谷物提升機中混合以產(chǎn)生可接受的均勻產(chǎn)物。然后將混合的種子壓榨，通常用丙烷萃取油，然后精煉。所得的油然后被出售使用。油含量通常作為完整干燥種子的百分比測量并且是油菜的不同品種特征性的(可以使用多種分析技術(shù)如NMR、OTR和Soxhlet提取測定油含量)。通常通過從種子提取油樣品，產(chǎn)生該油樣品中存在的脂肪酸的甲酯，并使用氣相色譜分析樣品中的多種脂肪酸的比例來測定總脂肪酸的百分比。脂肪酸組成也可以是品種的區(qū)別特征。盡管通常將油菜油認為是非常健康的油，但是種子的粉組分(提取油組分后的剩余物)因為高纖維含量(和對應的降低的營養(yǎng)價值)而次于大豆粉(并且在經(jīng)濟上不與大豆粉競爭)。從而，本發(fā)明提供了動物飼料的高營養(yǎng)的和經(jīng)濟的來源-油菜粉-其迄今還是低價值的副產(chǎn)品。本發(fā)明提供了從該“副產(chǎn)品”再次獲得價值。從而，本發(fā)明也節(jié)約了有價值的資源。本發(fā)明部分涉及黃色種子的油菜，其能夠產(chǎn)生具有NATRE0N型油分布的油菜油。 如本文使用的“ NATRE0N型”或者“ NATRE0N樣”油分布表明油酸含量優(yōu)選在68-80%、 70-78%、71-77%和72-75%的范圍內(nèi)(更優(yōu)選)，所有的α亞麻酸含量都低于3%。然而， 本發(fā)明不限于產(chǎn)生此類油的黃色種子，而是包括來自此類種子的具有例如大于80%的油酸含量的油。本領域中有多種方法用于測量此類脂肪酸含量。優(yōu)選的測量方法在本文中，尤其在實施例中討論。本發(fā)明的油是天然穩(wěn)定的；它們不是人工氫化的。從而，在一些實施方案中，本發(fā)明包括包含油級分和粉級分的黃色油菜種子，所述油級分具有相對于所述種子的總脂肪酸含量為3%或者更低的α-亞麻酸含量，和相對于所述種子的總脂肪酸含量68%或更高的油酸含量。通過定義，芥子酸(C22:l)含量也按重量計低于2% (與種子的總脂肪酸含量比較)，(壓榨和風干后)每克脫脂(無油)粉含有小于30微摩爾(μπιο )芥子油苷。種子的黃色是重要的，因為它對應于提取油后得到的粉組分的提高的營養(yǎng)特征。 在下文更詳細地討論多種改善的組分，如降低的木質(zhì)素、降低的肌醇六磷酸和增加的糖和淀粉。本發(fā)明現(xiàn)在首次提供了黃色種子的低纖維油菜，其也提供了優(yōu)良的高油酸和低亞麻酸油。此外，本發(fā)明還令人驚奇地提供了這些性狀與其他有價值的性狀(如優(yōu)良的產(chǎn)量、 高蛋白質(zhì)含量，和高油含量(除了質(zhì)量之外))的組合。通常，本發(fā)明的黃色種子比黑色和褐色種子具有顯著更薄的種皮。更薄的種皮導致粉中降低的纖維含量和與正常水平的油和蛋白質(zhì)相比種子油和蛋白質(zhì)含量的相關(guān)的增加。該黃色種子表型通常在它們的種子中具有更高的油和蛋白質(zhì)濃度。此外，當從油菜籽粉制備可食用的蛋白質(zhì)產(chǎn)物時，黑色種子的黑色是很大的問題。黑色種皮使從油菜籽粉制備的蛋白質(zhì)產(chǎn)物為令人討厭的灰色。因此，本發(fā)明的油菜籽的種皮顏色的變淺提高了蛋白質(zhì)質(zhì)量并且提高了本發(fā)明的粉提供的總的可利用能量。能夠產(chǎn)生NATRE0N樣油分布，以及黃色種子性狀和所得粉的相關(guān)的改進相組合的植物品系在以前還沒有實現(xiàn)。從而，本發(fā)明有利地不僅提供了黃色種子油菜品系，而且提供了具有有利的NATRE0N樣油分布的黃色種子油菜品系。還令人驚奇的是用黃色種子可以實
6現(xiàn)這些有利的油分布，還提供優(yōu)秀的產(chǎn)量、蛋白質(zhì)質(zhì)量，和其他有利的質(zhì)量。從而，本發(fā)明首次提供了具有兩種非常有用組分的油菜種子優(yōu)秀的油組分，和高度營養(yǎng)的粉組分。在下面更詳細地描述這些組分的多個方面。在一些特定實施方案中，本發(fā)明提供了具有有利的(天然穩(wěn)定的(不氫化)高油酸、低亞油酸)油分布的歐洲油菜的黃色種子品種，其中一些品種選自DN03-3743、 DN03-3745、DN03-3746、DN03-3747、DN03-3748、DN03-3749、DN03-3744 和 DN03-4169。本發(fā)明的油菜品系已經(jīng)被穩(wěn)定化而產(chǎn)生黃色種子，其具有相對于總脂肪酸含量小于3%的亞麻酸含量和68%或以上的油酸含量。根據(jù)本發(fā)明，可以產(chǎn)生油菜籽的基本上均勻的收集物。 此類種子可以用于產(chǎn)生基本上均勻的油菜植物田地。如本文所示，這些是油的最低要求，并且已經(jīng)實現(xiàn)了甚至更好的結(jié)果。例如，在優(yōu)選實施方案中，從(本發(fā)明的)植物得到的(本發(fā)明的)種子產(chǎn)生的油具有70%以上、71% 以上、71. 5%以上和72%以上(在一些情況中，高達72. 4%和72.7% )油酸，而具有小于 2. 4%、小于2%、小于1. 9%、小于1. 8%和低至1. 7%的亞麻酸含量。已經(jīng)實現(xiàn)了這些有利的油分布而在粉組分中保留多種其他有價值的特征，如上文和下文更詳細討論。此外，已經(jīng)從具有小于2、小于1和低至1的種子顏色等級的植物得到了具有這些分布的油。除非另外指出，如本文報導的，種子顏色等級或者“種子顏色”通常基于從完全種子成熟或者接近完全種子成熟的健康植物得到的種子在1-5個等級上打分。“1”表示良好的黃色?！?”表示主要為黃色，帶有一定的褐色?！?”表示褐色和黃色的混合色?！?”和“5”分別表示褐色和黑色。白度指數(shù)(WI)得分也在表2中提供，并且在下面的實施例中更詳細地描述。黃色種子親本品系YN97-262和9592分別具有-34. 6和-33. 2的白度指數(shù)得分，和種子顏色得分為1。黑色種子的NATRE0N品系Nex 715和Nex 705分別具有-0. 2和-4. 4的白度指數(shù)得分，種子顏色得分為4。黑色種子比較品系46A65和Q2分別具有0. 3和-3. 9的白度指數(shù)得分，種子顏色得分為5。所示例的7種“DN03”黃色種子NATRE0N品系具有-22. 6和-36. 2 的白度指數(shù)得分，和1到2的種子顏色得分。從而，也已經(jīng)按照與這些對照或者核對品系的任一種相比的百分比或其他比例描述了主題種子的黃色。
權(quán)利要求
1.來自產(chǎn)生黃色種皮種子的油菜植物的非繁殖材料的植物細胞，其中所述種子平均具有至少68%油酸(C18:l)和小于3%亞麻酸(C18:3)、如通過NIR基于干物質(zhì)測量的低于11%的酸性去污纖維，且所述種子包含至少45%蛋白質(zhì)，所述植物產(chǎn)生平均每公頃至少 1700千克種子。
2.權(quán)利要求1的非繁殖材料的植物細胞，其中所述種子包含至少43%油。
3.權(quán)利要求1的非繁殖材料的植物細胞，其中所述種子包含使用OTR測定的基于干物質(zhì)至少43%油和至少45%蛋白質(zhì)。
4.權(quán)利要求1的不可再生為整株植物的植物細胞，其中所述植物的子代植物產(chǎn)生黃色種皮的種子，其平均具有至少68%油酸(C18:l)和小于3%亞麻酸(C18:3)。
5.權(quán)利要求1的非繁殖材料的植物細胞，其中所述種子可以以選自PTA-6806和 PTA-6807的ATC C保藏號得到。
6.權(quán)利要求1的非繁殖材料的植物細胞，其中所述植物不是用遺傳工程并且不是用誘變產(chǎn)生的。
7.權(quán)利要求1的非繁殖材料的植物細胞，其中所述種子具有降低的抗營養(yǎng)組分。
8.權(quán)利要求7的非繁殖材料的植物細胞，其中所述種子具有小于1.3%的肌醇六磷酸含量，小于2%的酸性去污木質(zhì)素含量，和小于17%的中性去污纖維含量。
9.包含權(quán)利要求1中所述的種子的粉的動物飼料。
10.從根據(jù)權(quán)利要求1的種子產(chǎn)生的油菜粉。
全文摘要
本發(fā)明提供了低纖維、黃色種子的油菜，和相關(guān)的油菜粉和動物飼料。從該種子產(chǎn)生的油具有相對于油中總脂肪酸至少68％油酸和不超過3％亞麻酸。還提供了顯示出這些特征的特定油菜品系。迄今還沒有提供具有優(yōu)良的油以及高質(zhì)量粉的組合優(yōu)點的油菜種子。
文檔編號A01H5/10GK102524086SQ20121000620
公開日2012年7月4日 申請日期2006年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月1日
發(fā)明者C·春古, G·拉科, J·P·拉尼, T·J·庫比克 申請人:加拿大農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)食品部