專利名稱:容易提取的具有均勻濃度的花色素苷的雜交玉米以及用于從雜交玉米提取花色素苷的方法
容易提取的具有均勻濃度的花色素苷的雜交玉米以及用于從雜交玉米提
取花色素苷的方法
容易提取的具有均勻濃度的花色素苷的雜交玉米以及用于從雜交玉米 提取花色素苷的方法,其提出了具有均勻濃度的花色素苷的雜交玉米的世 代及其提取方法,從而在此方法中在不產(chǎn)生廢品的情況下允許了花色素苷 的使用以及玉米的利用。
應(yīng)用領(lǐng)域
本發(fā)明涉及雜交玉米中花色素苷的引入,使得與自然界中發(fā)現(xiàn)的物種、 乃至當(dāng)前使用的雜交玉米不同的是,花色素苷均勻地存在于雜交玉米的果 皮中,從而允許了用于花色素苷提取的有效方法的利用,所述花色素苷本 身又是可以用于不同類型的應(yīng)用的組分,所述應(yīng)用例如人類健康、化妝 品、食品、藥物、紡織工業(yè)、醇和非醇飲料的生產(chǎn)或許多其它的應(yīng)用。
現(xiàn)有技術(shù)
如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的,花色素苷是用于不同類型的應(yīng)用、尤其是 人類健康的組分,然而它們還非常多地用作染料成分。
在自然界中,花色素苷被發(fā)現(xiàn)于不同類型的蔬菜和水果中,然而紅色 和暗色水果例如醋栗、葡萄、桑葚等表現(xiàn)出了更大濃度的該物質(zhì)。
花色素苷還被發(fā)現(xiàn)于一些種類的玉米、谷粒或玉米穗軸中,然而,它 們的濃度比在其它類型的已提及的水果中低得多。
在花色素苷的利用中所發(fā)現(xiàn)的不便之處之一是它們的提取,因為它們 通過水果和蔬菜的漿果得到,這使得它們的利用非常困難,因為它們的提 取涉及與水果季節(jié)相適應(yīng)的年度的特定時期,除此之外,由于從它們的漿 果和果皮提取使得水果不能用于其它目的,產(chǎn)生了大量的廢品和待丟棄的 材料。
在玉米的情況下,自然物種表現(xiàn)出非常不規(guī)則濃度的花色素苷,并且所述花色素苷集中在具有軟的胚乳的谷粒的表皮中,這限制了其用于花色 素苷提取的利用,因為軟的胚乳不允許從谷粒取得表皮,從而導(dǎo)致在提取 本可以隨后被商品化的谷粒時,所述谷粒破裂。
玉米的一些自然物種表現(xiàn)出了在不可食用的玉米穗軸中高濃度的花色 素苷,因此,其不可以商業(yè)化用于人類口服使用,原因在于它們具有非可 食用的來源。
發(fā)明目的
根據(jù)以上已經(jīng)披露的全部內(nèi)容,本發(fā)明的目的如下提出雜交玉米的 世代(generation),其花色素苷的濃度高度均勻并且集中在谷粒的表皮中, 另外,與胚乳的硬度和質(zhì)量形成對比,此表皮易于移去。
提出一種用于從雜交玉米提取花色素苷的方法,所述方法是有效的并 且所述方法在工藝中不破壞谷粒,從而保護它們并且保證它們的隨后利 用,而沒有它們的營養(yǎng)或經(jīng)濟價值的明顯損失。
在此范圍內(nèi),本發(fā)明的主要目的之一實際上在于,提供雜交玉米的世 代,其含有均勻的花色素苷含量,具有硬的胚乳,能夠允許從它們的表皮 取得花色素苷,而不破壞谷粒和產(chǎn)生廢物,所述谷粒將特別用于動物食品, 原因在于硬的胚乳是橙色的,非常好地與雞蛋和雞肉匹配。
此具有均勻花色素苷含量的雜交玉米通過下列方法得到在不同物種 的玉米和特定種質(zhì)之間回交和自花授粉,直至達到具有期望特征的純合體 譜系,其在谷粒中的著色與自然物種相比高度均勻。
本發(fā)明的另一點實際上在于,它提出了一種提取花色素苷的方法,所 述方法能夠取得這種組分并且保持玉米谷粒的最初特征。
要強調(diào)的另一點在于以下事實本方法使得處理以后的玉米可以用于
常規(guī)形式,即人類或動物食物,或用于任意的其它途徑,原因在于保持了 它的普通特征。
要強調(diào)的另一點在于以下事實本方法沒有產(chǎn)生大量的要被丟棄或除 去的材料,同時在提取花色素苷以后,可以將全部的處理材料重新使用并 用作常規(guī)玉米,而沒有任何經(jīng)濟損失。發(fā)明詳述
在本發(fā)明的一個優(yōu)選結(jié)合(incorporation)中,使用了一種如在自然界中 發(fā)現(xiàn)的含有花色素苷的玉米,同時所述花色素苷分散在谷粒中,表現(xiàn)出眾 多的顏色,例如白色、黃色以及最后黑色,其是可以作為花色素苷的來源 的谷粒。
因此,由于胚乳的顏色,白色或淺黃色,此自然物種還是軟的,表現(xiàn) 出低的生產(chǎn)率,即,它沒有表現(xiàn)出工業(yè)適用性。
將含有某一含量的花色素苷的此物種與本發(fā)明人開發(fā)的另一種預(yù)定種 質(zhì)適當(dāng)雜交育種,所述本發(fā)明人開發(fā)的另一種預(yù)定種質(zhì)具有適當(dāng)和適合的 特征,從而使其用作在它的表面上接收、沉積的基本基質(zhì),并且具有均勻 花色素苷的表皮由于表皮和谷粒之間的堅固性的差別而可以容易地移去。
此基本基質(zhì)是由本發(fā)明人開發(fā)的種質(zhì)的極硬胚乳。因而,在此第一代 雜交中,將得到的材料自花傳粉并且用之前提及的具體特征選擇,經(jīng)歷IO 個連續(xù)周期,直至獲得可以用作與種質(zhì)的雌株雜交育種的雄株的純合體譜 系,在所述純合體譜系中,果皮和胚乳之間的對比差異被強化,以在不破 壞所提出的雜交玉米的谷粒的情況下促進從所述谷粒取得表皮,從而得到 含有均勻的花色素苷含量的均勻玉米植物,產(chǎn)生將用于工農(nóng)業(yè)發(fā)展的雜交 玉米的植物材料。
根據(jù)這種特征,本方法所必需的階段如下
首先,我們將可以是在以上提及的在自然界中發(fā)現(xiàn)的物種的花色素苷 的來源用作花色素苷的供體。將此物種以長度為5米的行播種,用作雌株 的由本發(fā)明人開發(fā)的種質(zhì)(按照通過SSR微衛(wèi)星的分子標(biāo)記,將此種質(zhì)適 當(dāng)?shù)亟M織成雜合組)一起也以長度為5米的行播種,注意使得種植日期保證 該物種的雄株開花與種質(zhì)的雌株開花同步。
在開花時,將作為雄株的該物種的花粉送至在其突出體出現(xiàn) (emergence)之前由紙袋適當(dāng)保護的種質(zhì)的接受柱頭,以保證期望的特定定 向雜交育種,然后促進傳粉。必須仔細選擇作為花粉供體的物種植物,僅 選擇表現(xiàn)出與以下提及的那些(植物的特征)類似的適宜特征的那些,所述 適宜特征是種質(zhì)具有的那些并且是我們在此改良中尋找的那些。稍后,仍 保持柱頭處于被保護狀態(tài),以免于任何其它類型的花粉的干擾。從所述物種接收花粉從而變得能夠工業(yè)化的該特定種質(zhì)的特征被包括 在要被分析的兩個基本類別中,并且作為谷粒的具體特征和植物的具體特 征而顯現(xiàn)
在這些說明中,谷粒的特征如下
1. 硬的胚乳。
2. 谷粒的良好質(zhì)量。
3. 對谷粒的主要熱帶病的抗性。
4. 對谷粒破裂的抗性。
5. 對由雨所致的谷粒斑點的抗性。
6. 光滑的果皮。
7. 橙色的胚乳。
8. 長的谷粒。
9. 亮(bright)的果皮和對果皮殘斷的抗性。
10- 具有較小凹痕類型標(biāo)記特征的谷粒。
11- 具有對胚芽區(qū)域增加顏色的能力的果皮。
12- 在30%濕度之下容易脫粒。
遵循與谷粒特征相同的原理,植物還必須表現(xiàn)出下列具體特征
1- 谷穗的良好密實性。
2- 對倒伏的抗性。
3- 對葉的主要熱帶病的抗性。
4- 對斷裂的抗性。
5- 對由風(fēng)所致的葉的殘斷的抗性。
6- 葉的深綠色。
7- 植物的低的高度。
8- 粗莖。
9- 植物高度與谷穗高度的比例低。
10- 在植物生理成熟以后的快速釋放水的能力。
11- 植物直立的能力以用于機器收獲。
12- 開花早熟。
13- 收獲早熟。
914- 雄株和雌株開花的一致性。
15- 快的突出體出現(xiàn),
16- 植物活力。
17- 花粉在熱帶環(huán)境中的良好生存力。
18- 風(fēng)應(yīng)力耐性。
19- 高的對脅迫的總蒸發(fā)耐性。
20- 由于缺水導(dǎo)致的脅迫耐性。
為了得到以上特征,在雜交育種以后,必須等待谷粒的充實,即它的 生理成熟,并且在收獲時,通過僅選擇來自種質(zhì)的行的那些選擇最佳的谷 穗。此時,gP,實際上在改良工作的開始,丟棄自然物種,因為它已經(jīng)貢 獻了它的花粉,并且將使用從對應(yīng)于種質(zhì)的谷穗收集的種子。
在收獲時,非常重要的是,針對花色素苷的更好轉(zhuǎn)移的可能性,通過 選擇黑色或深紅色的谷粒來僅選擇表現(xiàn)出具有最佳顏色的谷粒的谷穗,原 因在于自然物種可能不具有連續(xù)的典型特征,并且正常的情況是,它們表 現(xiàn)出寬的遺傳變異性,尤其是在谷粒的顏色上。
隨后的階段在收獲以后進行,其中,將谷穗在谷穗干燥器中在約38"C 的溫度并且通過強空氣流干燥。谷穗的干燥是重要的,因此我們可以實際 覺察到哪個谷粒表現(xiàn)出更接近黑色的最佳色調(diào),黑色是目前感興趣的顏 色。
因而,進行更深色谷穗的選擇,并且仔細地,必須僅選擇黑色或深紅 色的谷粒,所述黑色或深紅色的谷粒被分離到取自每一個谷穗的包裝中, 以在不同的行中再次播種。必須將全部的其它顏色的谷粒必要地丟棄,從 而不妨礙現(xiàn)在從此初始材料開始的改良。
隨后的階段以以上提及的包裝開始,所述以上提及的包裝含有第一代 雜交的種子(定義為Fl),其在對于每一列用數(shù)字適當(dāng)?shù)刈R別的各個行中播 種,直至完成5米的長度。在每一列中存在過量的種子的情況下,必須通 過對較暗顏色的那些的選擇再次提供優(yōu)先,選擇最佳的種子。
再次,必須在Fl的每一列的側(cè)面播種一列本發(fā)明人的初始種質(zhì),注 意的是為了新的雜交育種,使得兩種譜系的開花同步。再次,F(xiàn)l作為雄株 而該種質(zhì)作為雌株。在開花時,將作為雄株的Fl的花粉送至在其突出體出現(xiàn)之前由紙袋適當(dāng)保護的種質(zhì)的接受柱頭,以保證期望的特定定向雜交 育種,并且迸行傳粉。必須仔細選擇將作為花粉供體的來自Fl的植物, 僅選擇表現(xiàn)出適宜特征的那些,所述適宜特征是種質(zhì)具有的那些并且是意 欲改良的那些。因而,在傳粉以后,仍保持柱頭處于被保護狀態(tài),以避免 任何其它類型的花粉的干擾。
在隨后的階段,在雜交育種以后,必須等待谷粒的充實,即它的生理 成熟,并且在收獲時,僅從種質(zhì)的行選擇最佳的谷穗。此時,丟棄Fl的 列,因為它己經(jīng)貢獻了它的花粉,并且將從對應(yīng)于種質(zhì)的谷穗收集的種子
定義為BC1。
在此階段,非常重要的是在收獲時,針對花色素苷的更好轉(zhuǎn)移的可能 性,僅選擇表現(xiàn)出較大量的具有最佳顏色的谷粒的BC1谷穗,原因在于 BC1開始顯示某些可選擇的特征,然而,它們在期望的特征上仍未表現(xiàn)出 一致性。正常的情況在于,它們表現(xiàn)出寬的遺傳變異性,尤其是在谷粒的 顏色上。在任何情況下,本文中我們尋求的是,通過強調(diào)黑色谷粒,并且 丟棄可以在先前谷粒的收獲中被選擇的包括紅色或微紅色谷粒的全部的 其它谷粒,選擇以上提及的參數(shù)。在此階段,選擇標(biāo)準(zhǔn)更具體。在收獲以 后,將選擇的谷穗在谷穗干燥器中在約38"C的溫度并且通過強空氣流干 燥。此干燥對于實際覺察到哪個谷粒表現(xiàn)出更接近黑色的最佳色調(diào)是重要 的。此后,必須選擇更深色的谷穗,并且仔細地,僅選擇黑色或深紅色的 谷粒,所述黑色或深紅色的谷粒被分離到源自每一個適當(dāng)?shù)乇蛔R別的BC1 谷穗的包裝中。將全部的其它顏色的谷粒必要地丟棄,從而不妨礙在下一 階段中將其選擇標(biāo)準(zhǔn)強化的改良。
因而,將含有BC1種子的包裝在對于用數(shù)字適當(dāng)?shù)刈R別的各個行中播 種,每一列一次,直至完成5米的長度。如果在每一列中存在過量的種子, 必須通過對較暗顏色種子的選擇再次提供優(yōu)先,選擇最佳的種子。在開花 時,然后將全部的BC1種子進行自花傳粉,所述BC1種子的花粉被送至 同一植物的接受柱頭。該柱頭在其突出體出現(xiàn)之前必須被紙袋適當(dāng)?shù)乇?護,以保證期望的特定定向雜交育種。必須仔細選擇要自花傳粉的BC1 的植物,使得這些植物表現(xiàn)出接近已經(jīng)提及的、種質(zhì)己經(jīng)具有并且我們意 在獲得的那些理想特征,從而強化選擇標(biāo)準(zhǔn)。
ii在傳粉以后,仍保持柱頭處于被保護狀態(tài),以避免其它類型的花粉的 干擾。
因此,必須等待谷粒的充實,即它的生理成熟,然后開始葉疾病的嚴(yán) 格選擇,同時必須將自花傳粉后表現(xiàn)出疾病的植物同樣地丟棄。在收獲時, 選擇來自通過選擇疾病的植物的最佳谷穗,將剩余的植物丟棄,而不論它 們表現(xiàn)出何種類型的谷粒。
在此階段,極為重要的是,通過選擇花色素苷的轉(zhuǎn)移,僅收集被命名 為Sl的表現(xiàn)出大量具有深黑色的谷粒的谷穗,所述谷穗的谷粒開始顯示 可選擇的特征,其可以被轉(zhuǎn)移到隨后的周期。然而,它們在它們的期望特 征上仍沒有表現(xiàn)出一致性。正常的情況在于,它們表現(xiàn)出寬的遺傳變異性, 尤其是在谷粒的顏色上。在此階段,選擇標(biāo)準(zhǔn)變得更加嚴(yán)格,固定在黑色 谷粒。
在收獲以后,將谷穗在谷穗干燥器中在約38'C的溫度并且通過強空氣 流干燥。此干燥是重要的,從而實際覺察到哪個谷粒表現(xiàn)出最佳色調(diào)并且 更接近黑色。
因而,進行更深色谷穗的選擇,并且必須仔細地僅選擇黑色或深紅色 的谷粒,所述黑色或深紅色的谷粒被分離到源自每一個被識別為Sl谷穗 的包裝中。必須將全部的其它顏色的谷粒必要地丟棄。
在此階段以后,將含有Sl種子的包裝播種,以開始同系配合抑制, 直至實現(xiàn)譜系的高度純合性(advancedhomocygosis)。而且,在對于每一列 在用它們本身的數(shù)字適當(dāng)標(biāo)記的各個行中播種,直至完成5米的長度。在 每一列中存在過量的種子的情況下,必須通過對較暗顏色種子的選擇再次 提供優(yōu)先,選擇最佳的種子。
在開花時,然后將全部的S1種子進行自花傳粉,并且所述S1種子的 花粉被送至同一植物的接受柱頭。該柱頭在其突出體出現(xiàn)之前必須被紙袋 適當(dāng)?shù)乇Wo,以保證期望的特定定向雜交育種。必須仔細選擇要自花傳粉 的Sl的植物,尤其是表現(xiàn)出期望特征的那些。在傳粉以后,仍保持柱頭 處于被保護狀態(tài),以免于其它類型的花粉的干擾。
因此,必須等待谷粒的充實,即它的生理成熟,并且開始葉疾病的嚴(yán) 格選擇,同時將自花傳粉后表現(xiàn)出疾病的植物丟棄。在收獲時,選擇來自將在疾病選擇中使用的植物的最佳谷穗,將剩余的植物丟棄,而不論它們 表現(xiàn)出何種類型的谷粒。
在此階段,至關(guān)重要的是,通過選擇花色素苷的轉(zhuǎn)移,僅收集被定義 為S2的表現(xiàn)出大量具有深黑色的谷粒的谷穗,所述谷穗的谷粒開始顯示 可選擇的特征,其可以被轉(zhuǎn)移到隨后的周期,原因在于谷穗中的黑色谷粒 的數(shù)量增加,并且超過一半的這些谷穗具有完全黑色的谷粒。
在收獲以后,將谷穗在谷穗干燥器中在約38"C的溫度并且通過強空氣 流干燥。必須選擇具有最佳色調(diào)并且更接近黑色的谷粒。在已經(jīng)進行更深 色谷穗的選擇以后,仔細地,僅選擇黑色或深紅色的谷粒,所述黑色或深 紅色的谷粒被分離到源自每一個被識別為S2谷穗的包裝中。將全部的其 它顏色的谷粒必要地丟棄。
在隨后的階段,將含有S2種子的包裝在對于每一列用它們本身的數(shù) 字適當(dāng)標(biāo)記的各個行中播種,直至完成5米的長度。在每一列中存在過量 的種子的情況下,必須通過對較暗顏色種子的選擇再次提供優(yōu)先,選擇最 佳的種子。
在開花時,將全部的S2種子進行自花傳粉,并且所述S2種子的花粉 被送至相同的植物的接受柱頭。該柱頭在其突出體出現(xiàn)之前必須被紙袋適 當(dāng)?shù)乇Wo,以保證期望的特定定向雜交育種。必須仔細選擇要自花傳粉的 S2的植物,以表現(xiàn)出理想的特征,從而將該特征轉(zhuǎn)移到隨后的世代。因而 在此之后,仍保持柱頭處于被保護狀態(tài),以免于其它類型的花粉的干擾。
在雜交育種以后,必須等待谷粒的充實,即它的生理成熟,然后開始 葉疾病的嚴(yán)格選擇,同時將自花傳粉后表現(xiàn)出疾病的植物丟棄。在收獲時, 從具有疾病選擇的植物選擇最佳谷穗,將剩余的植物丟棄,而不論它們表 現(xiàn)出何種類型的谷粒。
在此階段,至關(guān)重要的是,僅收集被定義為S3的表現(xiàn)出大量具有深 黑色的谷粒的谷穗,獲得花色素苷的轉(zhuǎn)移,所述具有深黑色的谷穗的谷粒 顯示了可選擇的特征,其可以被轉(zhuǎn)移到隨后的周期。此時,每一個谷穗的 黑色谷粒的量開始增加,并且己經(jīng)可以發(fā)現(xiàn)超過一半的谷穗具有完全黑色 的谷粒。盡管本文中的選擇標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格,然而,發(fā)現(xiàn)黑色谷粒處于更大 的量,并且開始注意到由純合性的加強所致的谷穗尺寸的減小。在收獲以后,將谷穗在谷穗干燥器中在約38'C的溫度并且通過強空氣 流干燥,所述干燥對于識別出表現(xiàn)出最佳色調(diào)和更接近黑色的谷粒是重要 的。
因此,必須選擇更深色的谷穗,并且仔細地,僅將黑色谷粒分離到源 自每一個被識別為S3谷穗的包裝中。將全部的其它顏色的谷粒必要地丟 棄。
在隨后的階段,由于玉米中的花色素苷的生物合成受多種調(diào)節(jié)基因控 制并且由許多環(huán)境因素的發(fā)展而誘導(dǎo),涉及多于20個基因座和組織中色 素分布方面的許多基因的表達,2n果皮的來源源自雌株,因此進行雜交育 種試驗以將譜系的改良分離成兩個特定的組,這對于將該具有花色素苷的 譜系變成純合體譜系是必要的
在組l中雄株譜系,所述雄株譜系在生產(chǎn)場地中的雜交育種時沒有
使雌株種子變黑,但是在谷粒的收獲中,在生產(chǎn)者場地的水平使雌株種子 變黑并且獲得用于工業(yè)化所需的花色素苷。
在組2中雄株譜系,所述雄株譜系的雌株種子在種子生產(chǎn)場地中的
雜交育種時并且還在谷粒的收獲時,就巳經(jīng)以生產(chǎn)者場地的水平變黑并且 獲得用于工業(yè)化所需的花色素苷。
因此,第一代雜交育種試驗以(種質(zhì)的)雜合組E的2棵雌株開始,以
在形成以上提及的兩個特定組中分離攜帶花色素苷的譜系。再次,將含有
S3種子的包裝在對于每一列用它們本身的數(shù)字適當(dāng)標(biāo)記的各個行中播種, 直至完成5米的長度。在每一列存在過量的種子的情況下,必須通過對較 暗顏色種子的選擇再次提供優(yōu)先,選擇最佳的種子。還以相同的長度在側(cè) 面播種用于每一棵雄株S3植物的雌株植物,以進行雜交育種。
在開花時,將全部的S3種子進行自花傳粉并且用數(shù)字標(biāo)記,所述S3 種子的花粉被送至相同的植物的接受柱頭。S3種子和組E的雌株植物的 柱頭在其突出體出現(xiàn)之前必須被紙袋適當(dāng)?shù)乇Wo,以保證期望的特定定向 雜交育種。必須仔細選擇要自花傳粉的S3種子的植物,尤其是表現(xiàn)出期 望特征的那些,從而保證將該特征傳遞到下一世代。并且在傳粉以后,仍 保持柱頭處于被保護狀態(tài),以免于任何其它類型的花粉的干擾。
同時,將每一棵S3植物自花傳粉并且用它的數(shù)字標(biāo)記,所述S3植物
14必須與組E的兩棵雌株雜交育種,也標(biāo)記S3植物的編碼,以識別具有花 色素苷的雄株的來源。
在雜交育種以后,必須等待谷粒的充實,即它的生理成熟,現(xiàn)在開始 S3組內(nèi)的葉疾病的嚴(yán)格選擇,并且將自花傳粉后表現(xiàn)出疾病的植物同樣地 丟棄。在收獲時,從已經(jīng)通過疾病選擇的植物選擇最佳谷穗,并且必須將 剩余的植物丟棄,而不論它們表現(xiàn)出何種類型的谷粒。
在此階段,至關(guān)重要的是,僅收集表現(xiàn)出大量具有深黑色的谷粒的谷 穗,獲得花色素苷的轉(zhuǎn)移,所述谷粒源自顯示可選擇的特征的收獲物 (harvesting),其可以被轉(zhuǎn)移到被命名為S4的隨后的周期。此時,開始出 現(xiàn)完全黑色的谷穗,并且混合谷粒的顏色中的遺傳變異性開始減小。必須 還收集完全識別的雌株植物。
在收獲以后,將谷穗在谷穗干燥器中在約38。C的溫度并且通過強空氣 流干燥,最佳的干燥是重要的,因此可以實際覺察到表現(xiàn)出最佳色調(diào)和更 接近黑色的谷粒。
此后,選擇更深色的谷穗,并且仔細地,僅選擇具有黑色谷粒的那些 谷穗,所述具有黑色谷粒的那些谷穗被分離到源自每一個識別為S4谷穗 的包裝中。必須將全部的其它顏色的谷粒必要地丟棄。
在隨后的階段,通過由顏色選擇從雌株植物收集的種子,必須在長度 為5米的8行中開始種植雜合組E的雌株的雜種,但是分為先前階段提到 的兩組,并且正常顏色的剩余種子應(yīng)當(dāng)屬于組1,而僅由于在雜交育種時 S4植物的花粉而保持黑色的那些種子應(yīng)當(dāng)屬于組2。該生產(chǎn)試驗必須繼續(xù) 進行直至收獲,以觀察哪種S4植物與雌株植物具有雜種優(yōu)勢。這些試驗 被稱為早熟生產(chǎn)試驗(precodous production test)。
將含有S4種子的包裝在對于每一列用它們的有關(guān)數(shù)字適當(dāng)標(biāo)記的各 個行中播種,直至完成5米的長度,它們根據(jù)取自雌株植物的種子的顏色 的信息被分成組1和2。在開花時,將全部的S4種子進行自花傳粉并且用 數(shù)字標(biāo)記,并且所述S4種子的花粉被送至相同的植物的接受柱頭。S4植 物的柱頭在其突出體出現(xiàn)之前必須被紙袋適當(dāng)?shù)乇Wo。必須仔細選擇要自 花傳粉的S4譜系的植物,尤其是表現(xiàn)出期望特征的那些。因而,在此以 后,仍保持柱頭處于被保護狀態(tài),以免于任何其它類型的花粉的干擾。在雜交育種以后,必須等待谷粒的充實,即它的生理成熟,并且開始
S4組內(nèi)的葉疾病的嚴(yán)格選擇,同時必須將自花傳粉后表現(xiàn)出疾病的植物同
等地丟棄。在收獲時,從已經(jīng)通過疾病選擇的植物選擇最佳谷穗,同時必 須將剩余的植物丟棄,而不論它們表現(xiàn)出何種類型的谷粒。
在此階段,至關(guān)重要的是,僅收集被定義為S5的表現(xiàn)出全部的谷粒 具有深黑色的谷穗,獲得花色素苷的轉(zhuǎn)移。在收獲以后,將谷穗在谷穗干 燥器中在約38"C的溫度并且通過強空氣流干燥,這種工作對于識別表現(xiàn)出 黑色的最佳色調(diào)的谷粒是重要的。將這些分離到源自每一個被識別為S5 谷穗的包裝中。
在隨后的階段,開始雜合組E的雌株植物的雜種的收獲,所述雜合組 E的雌株植物在之前的階段中被播種,并且通過確定最佳的10%的谷粒生 產(chǎn)率,并且由此信息,將它們選擇為S5雄株。必須對每一列繼續(xù)播種含 有S5種子的包裝,直至完成5米的長度,它們根據(jù)取自雌株植物的種子 的顏色的信息被分成組1和2。在開花時,將全部的S5種子進行自花傳粉 并且用它們的有關(guān)數(shù)字標(biāo)記,并且所述S5種子的花粉被送至相同的植物 的接受柱頭。S5的柱頭在其突出體出現(xiàn)之前必須被紙袋適當(dāng)?shù)乇Wo。必須 仔細選擇要自花傳粉的S5組的植物,尤其是表現(xiàn)出期望特征的那些,使 得將這些特征傳遞到隨后的世代。在此以后不久,必須仍保持柱頭處于被 保護狀態(tài),以免于任何其它類型的花粉的干擾。
在雜交育種以后,必須等待谷粒的充實,即它的生理成熟,并且開始 S5組內(nèi)的葉疾病的嚴(yán)格選擇,并且必須將自花傳粉后表現(xiàn)出疾病的植物同 等地丟棄。在收獲時,從已經(jīng)通過疾病選擇的植物選擇最佳谷穗,同時將 剩余的植物丟棄,而不論它們表現(xiàn)出何種類型的谷粒。再次,在這點上, 至關(guān)重要的是,僅收集表現(xiàn)出全部的谷粒具有深黑色的谷穗,因為這些是 已經(jīng)同化了花色素苷的轉(zhuǎn)移的植物,這些谷粒被定義為S6。在收獲以后, 將谷穗在谷穗干燥器中在約38'C的溫度并且通過強烈的空氣流干燥,最佳 的干燥是重要的,因此可以實際覺察到哪個谷粒表現(xiàn)出最佳的暗色色調(diào)。 將這種谷粒分離到源自每一個被區(qū)別為S6谷穗的包裝中。
在隨后的階段,必須在每一列中繼續(xù)播種含有S6種子的包裝,直至 完成5米的長度,根據(jù)取自雌株植物的種子的顏色的信息將它們保持在組1和2中。在開花時,將全部的S6進行自花傳粉并且用它們的有關(guān)數(shù)字標(biāo) 記,并且所述S6的花粉被送至相同的植物的接受柱頭。S6的柱頭在其突 出體出現(xiàn)之前必須被紙袋適當(dāng)?shù)乇Wo。必須仔細選擇要自花傳粉的S6組 的植物,尤其是表現(xiàn)出期望特征的那些。不久以后,必須仍保持柱頭處于 被保護狀態(tài),以免于任何其它類型的花粉的干擾。
在雜交育種以后,必須等待谷粒的充實,即它的生理成熟,并且再次 開始S6內(nèi)的葉疾病的嚴(yán)格選擇,同時必須將自花傳粉后表現(xiàn)出疾病的植 物同等地丟棄。在收獲時,從己經(jīng)通過疾病選擇的植物選擇最佳谷穗,同 時將剩余的植物丟棄,而不論它們表現(xiàn)出何種類型的谷粒。
再次,在這點上,至關(guān)重要的是,僅收集表現(xiàn)出全部的谷粒具有深黑 色的谷穗,所述谷穗是已經(jīng)同化了花色素苷的轉(zhuǎn)移的那些,其被適當(dāng)?shù)孛?名為S7。在收獲以后,將谷穗在谷穗干燥器中在約38'C的溫度并且通過 強空氣流干燥,此程序是重要的,因此可以實際覺察到哪個谷粒表現(xiàn)出最 佳的暗色色調(diào)。將這種谷粒分離到源自每一個被確定為S7谷穗的包裝中。
在隨后的階段,在分離的地點,每一個S7包裝經(jīng)歷種子數(shù)量上的增 加,根據(jù)SSR分離和分子標(biāo)記標(biāo)準(zhǔn),在雄株植物的雜合組內(nèi)將所述行分組, 丟棄間距系數(shù)大于0.77的那些,從而成為譜系。
在隨后的階段,將早熟生產(chǎn)試驗表現(xiàn)良好的每一個譜系開始與所述種 質(zhì)的全部雌株植物進行試驗,并且形成雜種,所述雜種除在種子水平上的 兩種其它不同類型之外,還在生產(chǎn)水平上在它的谷粒中表現(xiàn)出完全黑色, 所述在種子水平上的兩種其它的不同類型具有正常顏色以及具有黑色的 種子。該雜種完全不同于如在自然界中發(fā)現(xiàn)的物種。
因此,這些雜種符合谷粒的期望特征以及之前己經(jīng)定義的植物的期望 特征。
所得到的該植物由于果皮的花色素苷而表現(xiàn)出完全黑的谷粒,并且根 據(jù)種子生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn),于是可以幵始它們的商業(yè)生產(chǎn)。
這些種子的種植可以通過使用相同的常規(guī)種植設(shè)備的適當(dāng)輔助來進行。
雜交玉米的收獲借助于具有25至30%的濕度的常規(guī)的收獲機器來進 行,其中,將谷粒從植物的其余部分例如莖、葉、稈和玉米穗軸分離,所
17述谷粒被分離并送去加工。
在此階段,開始用于提取花色素苷的工藝,并且它的第一階段包括清 洗收獲的玉米,其中,通過預(yù)-清洗和清洗機器將沒有被收獲機器分離的雜 質(zhì)去除;進入隨后的階段,其中,將它們送至用于從它們的谷粒取得表皮 的特定機器。
在另一個階段,在另一個機器中進行全部谷粒表皮的取得,此分離由 于表皮和谷粒之間的硬度差別而易于進行,并且該表皮被適當(dāng)?shù)丶庸?,?而將收集的材料變成粉末形式的復(fù)合物,所述復(fù)合物隨后被化學(xué)處理,以 提取花色素苷。
在當(dāng)前工藝的隨后階段,粉末材料被化學(xué)處理,從而適當(dāng)?shù)胤蛛x出花 色素苷。該花色素苷被分離并以粉末的形式加工,然而,根據(jù)它們的應(yīng)用 需要,它們的表現(xiàn)形式可以不同。
在隨后的階段,將沒有表皮的谷粒在常規(guī)千燥器中適當(dāng)?shù)馗稍?,直?br>
它們達到13%的濕度,尤其是對于它們在袋中的儲存,或者可以將它們送
至儲存?zhèn)},并且它們可以正常地被商業(yè)化作為人類食品或動物食品,原因 在于通過保持它們的營養(yǎng)價值和它們的經(jīng)濟價值,它們的特征得以保留。 最后,根據(jù)它們的應(yīng)用需要,可以將純的花色素苷以不同的表現(xiàn)形式, 即膠囊、粉末、液體、顆粒等形式商業(yè)化。
18
權(quán)利要求
1a)容易提取的具有均勻濃度的花色素苷的雜交玉米以及用于從雜交玉米提取花色素苷的方法,其特征在于,所述雜交玉米是通過將含有花色素苷的玉米的物種與另一種預(yù)定種質(zhì)適當(dāng)雜交育種而得到,所述另一種預(yù)定種質(zhì)具有適當(dāng)和適合的特征,從而用作在它的表面上沉積花色素苷以后接收的基本基質(zhì),并且所述雜交玉米具有極硬的胚乳,從而能夠用于工業(yè)化,所述雜交玉米表現(xiàn)出的其主要特征被分為定義為谷粒的具體特征和植物的具體特征的兩個基本類別,其中,所述谷粒的特征如下1-硬的胚乳;2-谷粒的良好質(zhì)量;3-對谷粒的主要熱帶病的抗性;4-對谷粒破裂的抗性;5-對由雨所致的谷粒斑點的抗性;6-光滑的果皮;7-橙色的胚乳;8-長的谷粒;9-亮的果皮和對果皮殘斷的抗性;10-具有較小凹痕類型標(biāo)記特征的谷粒;11-具有對胚芽區(qū)域增加顏色的能力的果皮;12-在30%濕度之下容易脫粒;遵循與所述谷粒的特征的原理的相同原理,所述植物還必須表現(xiàn)出下列具體特征1-谷穗的良好密實性;2-對倒伏的抗性;3-對葉的主要熱帶病的抗性;4-對斷裂的抗性;5-對由風(fēng)所致的葉的殘斷的抗性;6-葉的深綠色;7-植物的低的高度;8-粗莖;9-植物高度與谷穗高度的比例低;10-在植物生理成熟以后快速釋放水的能力;11-植物直立的能力以用于機器收獲;12-開花早熟;13-收獲早熟;14-雄株和雌株開花的一致性;15-快的突出體出現(xiàn);16-植物活力;17-花粉在熱帶環(huán)境中的良好生存力;18-對風(fēng)應(yīng)力的耐性;19-對高的總蒸發(fā)的脅迫的耐性;20-對由于缺水導(dǎo)致的脅迫的耐性。2a)根據(jù)權(quán)利要求1所述的容易提取的具有均勻濃度的花色素苷的雜交玉米以及用于從雜交玉米提取花色素苷的方法,其特征在于下列事實得到具有高含量的花色素苷的雜交玉米的方法如下進行將從在具有一定含量的花色素苷的自然物種與預(yù)定種質(zhì)之間的雜交得到的材料雜交育種,同時將這些得到的材料自花傳粉并且每10個連續(xù)周期根據(jù)期望特征選擇,直至獲得可以用作與種質(zhì)雌株雜交育種的雄株的純合體譜系,在所述純合體譜系中,果皮和胚乳之間的對比差異被強化,從而得到含有均勻花色素苷含量的均勻玉米植物,產(chǎn)生用于工農(nóng)業(yè)發(fā)展的雜交玉米的植物材料。3a)根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的容易提取的具有均勻濃度的花色素苷的雜交玉米以及用于從雜交玉米提取花色素苷的方法,其特征在于下列事實得到雜交玉米的所述方法根據(jù)下列階段進行在第一階段,將所述自然物種與用作雌株的預(yù)定種質(zhì)(通過SSR微衛(wèi)星由分子標(biāo)記組織成雜合組)適當(dāng)?shù)仉s交育種,同時必須設(shè)計種植日期,使得樣本之間的開花同步,從而將所述自然樣本的花粉指向所述種質(zhì)的柱頭,并且在此之后,將它們適當(dāng)?shù)乇Wo并且促進傳粉,同時對于此傳粉,僅選擇表現(xiàn)出期望特征的那些植物;在此程序以后,必須等待谷粒的充實,即它的成熟,并且在收獲時,僅選擇具有期望特征的那些谷穗,將全部的其它谷穗適當(dāng)?shù)貋G棄,將選擇的谷穗在特定干燥器中在約38℃適當(dāng)干燥,從而選擇具有期望特征的谷粒,這由于暗紅或黑色的著色而可以在視覺上進行;將以上提及的谷粒適當(dāng)?shù)胤蛛x到適當(dāng)識別的袋中。4a)根據(jù)權(quán)利要求3所述的容易提取的具有均勻濃度的花色素苷的雜交玉米以及用于從雜交玉米提取花色素苷的方法,其特征在于下列事實上述雜交育種的方法通過從某個周期開始的基質(zhì)的自花傳粉經(jīng)歷至少10個連續(xù)周期而進行,從而限制選擇標(biāo)準(zhǔn),以便在進行得到雜交玉米的所述方法時得到具有期望特征的植物和谷粒。5a)根據(jù)權(quán)利要求3和4所述的容易提取的具有均勻濃度的花色素苷的雜交玉米以及用于從雜交玉米提取花色素苷的方法,其特征在于下列事實在第三個周期期間,開始阻礙所述植物或所述谷粒的疾病的發(fā)展的選擇,從而消除在得到的雜交玉米中發(fā)展這些疾病的任何可能性。6a)根據(jù)權(quán)利要求3、4和5所述的容易提取的具有均勻濃度的花色素苷的雜交玉米以及用于從雜交玉米提取花色素苷的方法,其特征在于下列事實在雜交育種的最后一個周期中,然后將生產(chǎn)早熟試驗表現(xiàn)良好的每一個譜系與預(yù)定種質(zhì)的全部的雌株樣本進行試驗,并且形成雜種,所述雜種除在種子水平上的兩種其它的不同類型之外,在生產(chǎn)水平上還具有完全黑色的谷粒,從而生成可以用于種植的種子,所述兩種其它的不同類型中的一種具有正常顏色并且另一種具有黑色種子。7a)根據(jù)前述權(quán)利要求所述的容易提取的具有均勻濃度的花色素苷的雜交玉米以及用于從雜交玉米提取花色素苷的方法,其中在用得到的雜交玉米的種子已經(jīng)進行種植以后,通過濕度為25至30%的常規(guī)收獲機器進行所述雜交玉米的收獲,其中將所述谷粒從植物的其余部分例如莖、葉、稈和玉米穗軸分離,所述谷粒被分離并送至加工,本方法的特征在于,開始提取花色素苷,它的第一階段是收獲的玉米的清洗,其中通過預(yù)-清洗和清洗機器將沒有被收獲機器分離的雜質(zhì)去除,進入隨后的階段,其中,將它們送至用于從它們的谷粒取得表皮的特定機器,其中在另一個機器中進行從谷粒的全部的表皮取得,此分離由于表皮和谷粒之間的硬度差異而易于進行,并且所述表皮被適當(dāng)?shù)丶庸ぃ瑢⑹占牟牧献兂煞勰┬问降膹?fù)合物,所述復(fù)合物隨后被化學(xué)處理,以提取花色素苷;在隨后的階段中,粉末材料被化學(xué)處理,從而將花色素苷適當(dāng)?shù)胤蛛x、儲存并以粉末的形式加工,然而,根據(jù)它們的應(yīng)用需要,它們的表現(xiàn)形式可以不同;同時將沒有表皮的谷粒在常規(guī)干燥器中適當(dāng)?shù)馗稍?,直至它們達到13%的濕度,尤其是對于它們在袋中的儲存,或者可以將它們送至儲存?zhèn)},并且它們可以正常地被商業(yè)化作為人類食品或動物食品,原因在于它們的特征得以保留。
全文摘要
容易提取的具有均勻濃度的花色素苷的雜交玉米以及用于從雜交玉米提取花色素苷的方法,涉及具有均勻濃度的花色素苷的雜交玉米的世代以及它們的提取方法,從而在此方法中不產(chǎn)生廢品的情況下允許了花色素苷的使用以及玉米的利用,為此目的,將自然界中含有花色素苷的物種與其它的預(yù)定種質(zhì)適當(dāng)雜交育種,所述其它的預(yù)定種質(zhì)具有適當(dāng)和適合的特征,從而作為用于接收沉積在它的表面上的表皮的基本基質(zhì),所述表皮具有均勻的、根據(jù)表皮和谷粒之間的堅固性差別而容易移去的花色素苷。
文檔編號C07D311/00GK101557702SQ200680056596
公開日2009年10月14日 申請日期2006年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月11日
發(fā)明者博泰加·讓·卡洛·蘭迪瓦爾 申請人:博泰加·讓·卡洛·蘭迪瓦爾