专利名称：一种高蛋白花生品质育种方法
技术领域：
本发明属于作物有性杂交育种技术领域，特别涉及一种高蛋白花生品质育 种方法。
背景技术：
花生是人类重要的植物蛋白质来源，花生品质状况的好坏对人类生活和社 会经济无疑有重要影响。近年来我国食用花生的比例逐年增加，高蛋白含量成 为食用加工型花生的主要育种目标，花生育种研究者也越来越重视高蛋白育种 材料创新和优质高蛋白食用型花生的培育。
虽然我国花生育种在提高产量和抗逆性等方面取得了巨大成功，但花生的
高蛋白育种却进展缓慢。从以往的育种成效看，河南省1983 2004年育成审 定的35个花生品种平均蛋白质含量为26.39%,与我国4000多份花生种质资 源平均蛋白质含量为27.45%相比，蛋白含量不但没有提高，反而略有下降。
花生高蛋白育种进展缓慢并不是缺乏有效的杂交亲本材料所致。研究结果 表明，在遗传改良上花生育种者并不缺少高蛋白含量的种质资源。我国已査明 的花生种质资源中蛋白质含量最高可达36.31%，蛋白质含量改良潜力为 18.3%，通过育种手段提高花生蛋白质含量是有可能的。
造成花生高蛋白育种进展缓慢的主要原因是育种方法和技术的落后。迄今 为止，花生高蛋白育种在技术上只限于根据亲本蛋白质含量性状和遗传配合力 组配杂交组合，以及根据性状相关关系对杂交后代进行间接选择。由于在分离 世代无法对变异个体(单独一粒种子)的高蛋白性状进行直接的选择，变异群 体中的高蛋白基因无法通过多世代选择而得到重组、累加，以及无法将高蛋白 基因整合到性状优良的生产品种中。由于不能对高蛋白性状进行定向选择和培 育，获得高蛋白品种的概率极低。可见，目前花生常规育种技术很难将种质资 源中的高蛋白基因整合到生产品种中。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足之处，本发明的目的是提供一种操作简单、 高效省时、能将高蛋白质基因整合到生产品种中的高蛋白花生品质育种方法。
本发明的技术方案是这样实现的 一种高蛋白花生品质育种方法，包括如 下步骤选择综合性状好、蛋白质含量高的种质材料组配亲本组合；在早期分 离世代按育种目标选择综合性状优良单株，此为高产压力筛选；测定优良单株 中每一粒种子的蛋白质含量，筛选出的高蛋白种子在下一世代种植，此为高蛋 白压力筛选;在不同分离世代按上述同样的标准选择优良单株和测定每株优良 单株中的每一粒种子的蛋白质含量;经多世代的高产和高蛋白双重压力选择和 定向培育直至获得稳定的、综合性状好的高蛋白品种或品系；所述选择综合性 状优良单株的标准为产量高、生势旺、株型好、荚果形状好、粒型均匀、抗逆 性好。
本发明的实施需要采用非破坏性方法测定花生单粒种子的蛋白质含量，其 目的是要保持入选种子的生命力。在建立花生单粒种子蛋白质含量预测模型和 测定单粒种子蛋白质含量时可参考本申请的发明人在中国中文学位论文数据 库中公开的《甘蔗和花生近红外品质分析模型的建立及应用》中描述的方法， 以及其他公开发表的近红外方法测定种子蛋白质含量的文献，如《中国粮油学 报》2006年第二期的《NITS定量分析单粒稻谷蛋白质含量研究》、《Euphytica》 2002年123巻第1期的{Nondestructive assessment of protein content in single seeds of rapeseed (Brassica napus L) by near-infrared reflectance spectroscopy^ 。 本申请人在中国ZL200320119535号实用新型专利中还公开了一种花生单粒种 子漫反射光谱测定装置。本发明就是利用了上述装置和非破坏性测定花生单粒 种子蛋白质含量的方法，来测定优良单株中每一粒种子的蛋白质含量。本发明 采用的单粒种子蛋白质含量近红外非破坏性测定方法是以凯氏定氮法作为标 准参照方法，含氮量与蛋白质含量的换算系数为5.46。 所述早期分离世代为F, Fs。 所述高产压力筛选是选择综合性状优良单株。 所述高蛋白压力筛选是直接对种子蛋白质含量性状进行选择。 所述高蛋白压力筛选的种子为蛋白质含量高于30%的高蛋白种子。 所述多世代一般指3 6个或更多个世代， 一般进行3 6个世代的高产和
高蛋白双重压力选择和定向培育可获得稳定的、综合性状好的高蛋白品种或品 系。
所述高蛋白种子均为单粒种植，在后代群体中进行单株筛选。 所述测定优良单株中每一粒种子的蛋白质含量，是采用非破坏性方法，能 保持种子的生命力。
本发明相对于现有技术，具有以下优点和有益效果能在分离世代对花生 种子蛋白质含量品质性状进行直接选择；采用双重压力筛选技术，在不同分离 世代中进行高产和高蛋白双重压力选择，可将高产和高蛋白优良性状整合为一 体。高蛋白花生品质育种的技术方法简单，育种时间短、育种盲目性小、育种 效率高，能培育出蛋白质含量高、综合性状好的花生品种或品系；高蛋白育种 过程中花生单粒种子蛋白质含量的测定是采用近红外非破坏性分析技术，该技 术操作简单、测定准确度较高，能满足品质育种的要求；测定速度快，在短时 间内可处理大量育种材料，具有很好的经济效益和社会效益。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但发明的实施方式不限于此。
实施例l
首先根据花生品质育种目标的要求选择综合性状好、蛋白质含量高的种质 组配亲本组合，通过有性杂交获得杂交种子。品种的综合性状好是指有较好的 产量性状、较强的抗病性和适应性，株型、分枝数、荚果形状和大小达到生产 品种的要求。选用蛋白质含量高的种质材料作亲本更容易获得高蛋白的杂种后 代。以新会小粒作父本，以选98/7为作母本，选98/7来自广东省农科院作物 研究所，该品种产量高、适应性广、综合性状好；新会小粒是广东省新会市农 家品种，蛋白质含量较高。杂交种子按花生常规育种的田间试验设计方法按亲 本组合排列，单粒种植于田间，在F,世代不进行任何选择。在F2世代仍以亲 本组合为单位单粒种植；杂种后代在F2发生强烈分离，此时开始高产压力筛 选。从F2分离群体中选择得到生势旺、株型好、产量高、荚果形状好、粒型 均匀的优良单株一株；对此优良单株进行高蛋白压力筛选，从该优良单株的 28粒种子中采用非破坏性方法测定花生单粒种子蛋白质含量(具体测定步骤
见下段描述)，单株平均蛋白质含量为25.17%，从中筛选出3粒蛋白质含量高 于30%的种子个体(3粒种子的蛋白质含量分别为30.90%、 30.24%和 32.735%)。入选的高蛋白种子在F3世代继续单粒种植，在生长期间(约140 天)按上述同样的标准选择优良单株，以及测定优良单株中每一粒种子的蛋白 质含量。在&中3株入选单株中仅有一株表现优良而入选，共获得38粒种子， 采用非破坏性方法测定单粒种子蛋白质含量，其中蛋白质含量高于30%的种 子有9粒，单株(35粒种子)的平均蛋白质含量达26.02%。入选的高蛋白单 粒种子在F4世代继续进行单株单粒种植，从中筛选出一株优良单株，单株平 均蛋白质含量为29.62%。表明经过3个世代的双重选择压力和定向培育，能 将高蛋白性状与高产、抗病等优良性状整合在一起，获得稳定的、综合性状好 的高蛋白花生品种或品系。
本实施例的杂种后代选择处理方法是参照花生常规育种的系谱法进行的。 系谱法是花生育种最常用的方法之一，其主要特点是从杂种的第一个分离世代 开始选择优良单株，在下一世代按株系种植成行。以后的各世代均在优良的株 系中选择优良单株，直至株系性状稳定一致。
花生单粒种子蛋白质含量非破坏性测定的完成需应用非破坏性测定花生 单粒种子蛋白质含量的方法和建立单粒种子蛋白质含量近红外预测模型，以及 使用"一种花生单粒种子漫反射光谱测定装置"来完成的，具体测定步骤是 应用近红外光谱仪(如德国布鲁克公司生产的VECTOR22/N型)，将花生单 粒种子放置在漫反射光谱测定装置上，种子的子叶背面向上，在种子下面可 放置合适的垫圈，防止种子滚动；利用装置的移动平台使种子子叶背面中部 与垂直的近红外光谱仪的光纤维探头头部接触，指令光谱仪开始扫描获得种 子的近红外漫反射光谱；将得到的种子的近红外漫反射光谱输入蛋白质含量 预测模型，即时得到单粒种子的蛋白质含量数据。花生单粒种子蛋白质含量 非破坏性测定方法对种子的生命力不产生丝毫损害，使符合目标性状的高蛋白 种子能在下一世代继续种植培育。
非破坏性测定花生单粒花生种子蛋白质含量的方法测定一粒种子约耗时 一分钟，即时给出数据，每日可处理400 500份样品，能短时间内处理大量 样品。
采用本发明的高蛋白花生品质育种方法，可在较短的时间内将花生的高蛋
白基因整合到高产、抗病、抗逆性、适应性强的生产品种中，获得生产上有利 用价值的高蛋白品种或品系，减少了育种盲目性，大大提高了花生高蛋白品质 育种效率。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实 施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、 替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种高蛋白花生品质育种方法，其特征在于包括如下步骤选择综合性状好、蛋白质含量高的种质材料组配亲本组合；在早期分离世代按育种目标选择综合性状优良单株，此为高产压力筛选；测定优良单株中每一粒种子的蛋白质含量，筛选出的高蛋白种子在下一世代种植，此为高蛋白压力筛选；在不同分离世代按上述同样的标准选择优良单株和测定每株优良单株中的每一粒种子的蛋白质含量；经多世代的高产和高蛋白双重压力选择和定向培育直至获得稳定的、综合性状好的高蛋白品种或品系；所述选择综合性状优良单株的标准为产量高、生势旺、株型好、荚果形状好、粒型均匀、抗逆性好。
2、 根据权利要求1所述的高蛋白花生品质育种方法，其特征在于所述 种子的蛋白质含量的测定利用花生单粒种子漫反射光谱测定装置，采用非破坏 性测定花生单粒种子蛋白质含量的方法。
3、 根据权利要求l所述的高蛋白花生品质育种方法，其特征在于所述 早期分离世代为F, F3。
4、 根据权利要求1所述的高蛋白花生品质育种方法，其特征在于所述 高产压力筛选是选择综合性状优良单株。
5、 根据权利要求1所述的高蛋白花生品质育种方法，其特征在于所述 高蛋白压力筛选是直接对种子蛋白质含量性状进行选择。
6、 根据权利要求1所述的高蛋白花生品质育种方法，其特征在于所述 高蛋白压力筛选的种子为蛋白质含量高于30%的高蛋白种子。
7、 根据权利要求1所述的高蛋白花生品质育种方法，其特征在于所述多世代为3 6个世代。
8、 根据权利要求1所述的高蛋白花生品质育种方法，其特征在于所述 高蛋白种子均为单粒种植，后代群体为单株筛选。
全文摘要
本发明公开了一种高蛋白花生品质育种方法，该方法是选择综合性状好、蛋白质含量高的种质材料组配亲本组合；在早期分离世代按育种目标选择综合性状优良单株，此为高产压力筛选；测定优良单株中每一粒种子的蛋白质含量，筛选出的高蛋白种子在下一世代种植，此为高蛋白压力筛选；在不同分离世代按上述同样的标准选择优良单株和测定每株优良单株中的每一粒种子的蛋白质含量；经多世代的高产和高蛋白双重压力选择和定向培育直至获得稳定的、综合性状好的高蛋白品种或品系。高蛋白花生品质育种方法对蛋白质含量性状进行直接选择，育种周期短，盲目性小，育种效率高，可培育出蛋白质含量高、综合性状好的花生品种，具有很好的经济效益和社会效益。
文档编号A01H1/04GK101204138SQ20071003273
公开日2008年6月25日 申请日期2007年12月20日 优先权日2007年12月20日
发明者干 曹 申请人:广东省农业科学院作物研究所