专利名称：包含高油酸、低亚麻酸油的低纤维黄色油菜种子的制作方法
包含高油酸、低亚麻酸油的低纤维黄色油菜种子本申请是申请日为2006年8月1日、发明名称为“包含高油酸、低亚麻酸油的低纤维黄色油菜种子”的中国专利申请200680033271. 0(国际申请号PCT/US2006/(^9813)的分
案申请。
背景技术：
油菜是重要的油料作物。油菜油由于它的低水平的饱和脂肪酸而被认为是优良的食用油。“油菜”指油菜籽(Brassica spp.)，其芥子酸(C22:1)含量按重量计最多为2% (与种子的总脂肪酸含量相比)并且(压榨后)产生风干的粉，其含有小于30微摩尔(μπιο ) 芥子油苷/g脱脂(无油)粉。该类型的油菜籽与该物种的更常规的品种相比区别在于它们的可食用性。常规油菜油(从天然或者更早的商业化油菜籽品种提取)的α-亚麻酸含量 (C1813) (ALA)相对较高(8% -10% )。该脂肪酸是不稳定的并且在烹饪时容易氧化，其又产生油的异味。它在储存期间也产生异味和酸败气味。已知通过氢化作用降低α亚麻酸含量水平增加了油的氧化稳定性。氢化作用被常规地用于减少植物油的不饱和物含量。食品工业已经使用氢化作用升高植物油的熔点， 导致产生基于油的产品，其结构类似于黄油、猪油和牛羊油。在氢化作用期间，通常产生不饱和脂肪酸的反式异构体。然而，反式脂肪酸的营养性质与饱和脂肪酸相似，从而降低了氢化油的总体需要。NATREON(Dow AgroSciences的商标)油的开发已经产生了甚至更健康的油菜油并增加了该油的氧化稳定性。涉及NEXERA种子。NATREON油菜油通常具有70%以上的油酸(C18:l)和少于3%的亚麻酸(C18:3)。已经表明高油酸和低亚麻酸的饮食作用通过降低低密度脂蛋白(LDL)而对健康具有显著的影响并且在高密度脂蛋白中有很小的副作用或没有副作用。LDL介导胆固醇在血管上的沉积，导致动脉粥样硬化和冠心病。美国专利号 6, 489, 543 (SV095-08) ；6，433，254 (Nex 705) ；6，455，763 (S010)；和 6，444，879 (1709)涉及农学上优良的高油酸油菜品种。美国专利号5，965，755和6，169，190 (AGO 19)涉及高油酸、 低亚麻酸油菜油。尽管油菜籽粉的蛋白质相对较高，但是它的高纤维含量降低了它的可消化性和它作为动物饲料的价值。与大豆粉相比，常规的油菜粉含有较高价值的膳食纤维。因为它的高膳食纤维，油菜粉具有比大豆粉低约20%的可代谢的能量(ME)。结果，该粉的价值相对于其他油菜粉如大豆粉保持相对较低。RakOW(2004a)报导油菜粉的售价为大豆粉的约 60-70%，主要是因为与大豆粉(约4%粗纤维)相比，油菜粉具有高纤维含量(约12%粗纤维)，其尤其在猪和家禽的给养中降低了它的饲料价值。油菜粉含有约36-38%粗蛋白， 而大豆粉在同样情况下含有48%粗蛋白。而且，芥子油苷的存在由于这些化合物对家畜的生长和繁殖具有有害作用而降低了一些油菜粉的价值。在油菜中，迄今的多数遗传选择集中在油含量和农学特征。欧洲油菜(Brassica napus)中粉质量的改进必须集中于增加粉的可代谢能量(ME)含量以便使得它与其他高蛋白质饲料如大豆粉在单胃动物的给养中更有竞争力。纤维水平的降低将通过提高蛋白质和ME的比例而增加油菜粉的营养价值。已经发现具有黄色种皮的油菜比具有黑色种皮的品种有较薄的外壳从而具有较低纤维和更多的油和蛋白质。通常将种皮颜色分成两大类黄色和黑色(或者黑褐色)，尽管也观察到这些颜色具有不同的深浅，如红褐色和黄褐色。油菜籽中种皮的颜色可以取决于油菜的具体种类和品种而不同。黄色种子的油菜品种在亚洲国家和中国是常见的，那里生产大量黄色种子的栽培种，尤其芥菜(B. jimcea)和芜青(B. rapa)品种。Mringam等人(1974年)报导芜青的黄色种子比褐色种子具有更高的油、更高的蛋白质和较低的纤维含量。ΒθΠ& ι·Μ(198》研究了黄色和褐色油菜种子外壳的组成并且比较了它们被猪的消化率。褐色外壳含有更多纤维和木质素。Shirzadegan & Robbelen(1985)报导在褐色种子相比黑色种子中平均2. 6%更高的油和蛋白质含量，并且与普通褐色种子形式相比，黄色和褐色种子的纤维和外壳含量减少3%。Bell (1995)指出油菜粉具有高营养质量但是在粉中外壳的存在降低了可利用的能量和蛋白质，以及氨基酸和矿物质的水平。油菜粉的营养价值可以通过降低纤维和/或外壳含量，导致可利用的蛋白质和氨基酸的更高的吸收率而提高。具有较少外壳的黄色种子品种的开发提供了增加油菜粉的饲料价值的可能性。Simbaya等人(1995)比较了来自欧洲油菜、芥菜和芜青的黄色种子粉与褐色种子油菜。黄色种子样品平均具有更高的蛋白质和较低的膳食纤维(和木质素)。Getinet & Rakow (1997)研究了 B. carinata中种皮色素抑制的遗传模式。 Slominski等人(1999)比较了来自这些株系/品种的肉用仔鸡饲料粉的营养价值。Agriculture and Agri-Food Canada(AAFC) -Saskatoon ^t 20 ^ipMBΙ ^fT7 开发黄色种子欧洲油菜的研究并且已经产生了黄色种子欧洲油菜种质的不同来源(Rashid 等人 1994 ；Rashid & Rakow 1995 ；Rakow 等人 1999a&b ；和 Relf-Eckstein 等人 2003)，后者比较了 YN97-262和三种其他黄色种子品系与46A65。Rashid等人(1994)涉及用于开发黄色种子的欧洲油菜的种间杂交方案(具有诸如提高的生育力的性状)。Rakow等人(1999a)指出在欧洲油菜中，不会天然产生黄色种子类型；所有都通过在多种杂交组合中与欧洲油菜、芥菜和芜青的种间杂交产生。较早的品系比黑色种子品系具有较低的油含量(归因于弱的胚胎发育)，低产，和对黑胫病 (Leptosphaeria maculans)高度敏感。Rakow等人(1999b)涉及“非常需要的”新来源的黄色种子欧洲油菜，其从黑色种子的WESTAR和黄色种子的芥菜和B. carinata的种间杂交开发。这样得到的黄色种子品系被报导具有低芥子酸、高芥子油苷、60-65%油酸、18-20% 亚油酸和7-9%亚麻酸。Rakow(2004b)报导黄色种子的油菜油种子，其与黑色或褐色种子形式相比具有显著降低的粉纤维水平和增加的种子油含量。该参考文献讨论2003年12月报告的结果，其中将黄色种子品系YN01_^9与黑色种子46A65比较。结果如下表1—
YN01-42946A65
产量(kg/ha)16401520
顧色(WIE*)-46.61.9
it子油 ％47.8643.88
粉蛋白质%52.5554.27择子重量(g/1000s)3.332.79 养子油量(umol/g)11.114.1 TSAT %6.586.91 C22:l0.0160.021 黑胫病(％Westar)5315 ADF %粉9.6215.69
ADL % 粉_ 1.82_736_( *通过方法E313测量颜色，白色指标)该参考文献还报导油炸应用中越来越需要高油酸/低亚麻酸、热稳定的、低反式脂肪酸植物油。该参考文献报导希望降低纤维含量和芥子油苷含量以提高油菜粉的总的营养价值来满足饲料工业对基于植物的高蛋白质粉来源的不断增加的需求。该参考文献还报导已经用欧洲油菜的黄色种子形式开发了具有低饱和脂肪含量(4. 5-5.0% )、低总芥子油苷含量(< 3微摩尔/克种子)、高种子重量(> 3克/100粒种子)和疾病抗性的种质品系，并且将来的目标包括继续增加此类基因库，和增加粉蛋白质含量和种子大小。Rakow & RaneH2003)指出油菜籽(油菜)油具有高含量的油酸和必需的多不饱和脂肪酸，并且进一步的油质量提高将包括开发用于油炸应用的极油酸/低亚麻酸(HOEL) 品种，和产生低和极低(0)饱和的脂肪油。根据该参考文献，粉质量提高将集中于通过产生黄色种子的欧洲油菜形式减少纤维(特别是木质素)。芥子油苷的减少或消除被列为进一步的育种目标。该参考文献进一步指出新的油菜油种子作物，如芥菜和B. carinata处于开发中，但是指出每种品种具有特定的种子油，并且需要处理的粉质量挑战包括修饰脂肪酸组成以提高油质量。提高的油水平和蛋白质水平是油菜籽育种程序的主要目标。从而，向油菜品种中引入黄色种皮性状在提供种子油和蛋白质水平的改善中都是重要的。然而，将来自相关的油菜种的控制种子色素形成的基因整合到有价值的油料种子芸苔属品种如油菜品种中由于如下事实而复杂化在当前可用的黄色种子品系中，多种隐性等位基因涉及黄色种皮的遗传。当黄色种子颜色从其他芸苔属物种如芥菜和carinata渐渗时，由于弱的染色体配对，豆荚卷曲也是常见的问题。美国专利号6，547, 711和6，380，466涉及具有通过单个基因座突变控制的黄色种皮的油菜籽。EP 1031577涉及用透明种皮基因转化的芸苔属植物。迄今还没有实现组合一些有利的油分布的黄色种子油菜的开发和潜在优点。发明_既述本发明提供了黄色种子油菜，其可以用于产生不仅具有有利的脂肪酸分布(相对于总脂肪酸大于68%油酸(按重量计)，和小于3%亚麻酸)的油，而且产生对于动物如鸡具有高营养的粉。本发明的油菜种子提供了健康油(用于烹饪工业等等)以及高蛋白质、 低纤维动物饲料的高度有利的组合。该组合迄今还没有从一种类型的种子得到。
发明详述油菜油指从油菜籽的商业品种提取的油。为了产生油菜油，通常将种子分级并在斗式谷物提升机中混合以产生可接受的均勻产物。然后将混合的种子压榨，通常用丙烷萃取油，然后精炼。所得的油然后被出售使用。油含量通常作为完整干燥种子的百分比测量并且是油菜的不同品种特征性的(可以使用多种分析技术如NMR、OTR和Soxhlet提取测定油含量)。通常通过从种子提取油样品，产生该油样品中存在的脂肪酸的甲酯，并使用气相色谱分析样品中的多种脂肪酸的比例来测定总脂肪酸的百分比。脂肪酸组成也可以是品种的区别特征。尽管通常将油菜油认为是非常健康的油，但是种子的粉组分(提取油组分后的剩余物)因为高纤维含量(和对应的降低的营养价值)而次于大豆粉(并且在经济上不与大豆粉竞争)。从而，本发明提供了动物饲料的高营养的和经济的来源-油菜粉-其迄今还是低价值的副产品。本发明提供了从该“副产品”再次获得价值。从而，本发明也节约了有价值的资源。本发明部分涉及黄色种子的油菜，其能够产生具有NATRE0N型油分布的油菜油。 如本文使用的“ NATRE0N型”或者“ NATRE0N样”油分布表明油酸含量优选在68-80%、 70-78%、71-77%和72-75%的范围内(更优选)，所有的α亚麻酸含量都低于3%。然而， 本发明不限于产生此类油的黄色种子，而是包括来自此类种子的具有例如大于80%的油酸含量的油。本领域中有多种方法用于测量此类脂肪酸含量。优选的测量方法在本文中，尤其在实施例中讨论。本发明的油是天然稳定的；它们不是人工氢化的。从而，在一些实施方案中，本发明包括包含油级分和粉级分的黄色油菜种子，所述油级分具有相对于所述种子的总脂肪酸含量为3%或者更低的α-亚麻酸含量，和相对于所述种子的总脂肪酸含量68%或更高的油酸含量。通过定义，芥子酸(C22:l)含量也按重量计低于2% (与种子的总脂肪酸含量比较)，(压榨和风干后)每克脱脂(无油)粉含有小于30微摩尔(μπιο )芥子油苷。种子的黄色是重要的，因为它对应于提取油后得到的粉组分的提高的营养特征。 在下文更详细地讨论多种改善的组分，如降低的木质素、降低的肌醇六磷酸和增加的糖和淀粉。本发明现在首次提供了黄色种子的低纤维油菜，其也提供了优良的高油酸和低亚麻酸油。此外，本发明还令人惊奇地提供了这些性状与其他有价值的性状(如优良的产量、 高蛋白质含量，和高油含量(除了质量之外))的组合。通常，本发明的黄色种子比黑色和褐色种子具有显著更薄的种皮。更薄的种皮导致粉中降低的纤维含量和与正常水平的油和蛋白质相比种子油和蛋白质含量的相关的增加。该黄色种子表型通常在它们的种子中具有更高的油和蛋白质浓度。此外，当从油菜籽粉制备可食用的蛋白质产物时，黑色种子的黑色是很大的问题。黑色种皮使从油菜籽粉制备的蛋白质产物为令人讨厌的灰色。因此，本发明的油菜籽的种皮颜色的变浅提高了蛋白质质量并且提高了本发明的粉提供的总的可利用能量。能够产生NATRE0N样油分布，以及黄色种子性状和所得粉的相关的改进相组合的植物品系在以前还没有实现。从而，本发明有利地不仅提供了黄色种子油菜品系，而且提供了具有有利的NATRE0N样油分布的黄色种子油菜品系。还令人惊奇的是用黄色种子可以实
6现这些有利的油分布，还提供优秀的产量、蛋白质质量，和其他有利的质量。从而，本发明首次提供了具有两种非常有用组分的油菜种子优秀的油组分，和高度营养的粉组分。在下面更详细地描述这些组分的多个方面。在一些特定实施方案中，本发明提供了具有有利的(天然稳定的(不氢化)高油酸、低亚油酸)油分布的欧洲油菜的黄色种子品种，其中一些品种选自DN03-3743、 DN03-3745、DN03-3746、DN03-3747、DN03-3748、DN03-3749、DN03-3744 和 DN03-4169。本发明的油菜品系已经被稳定化而产生黄色种子，其具有相对于总脂肪酸含量小于3%的亚麻酸含量和68%或以上的油酸含量。根据本发明，可以产生油菜籽的基本上均勻的收集物。 此类种子可以用于产生基本上均勻的油菜植物田地。如本文所示，这些是油的最低要求，并且已经实现了甚至更好的结果。例如，在优选实施方案中，从(本发明的)植物得到的(本发明的)种子产生的油具有70%以上、71% 以上、71. 5%以上和72%以上(在一些情况中，高达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%的亚麻酸含量。已经实现了这些有利的油分布而在粉组分中保留多种其他有价值的特征，如上文和下文更详细讨论。此外，已经从具有小于2、小于1和低至1的种子颜色等级的植物得到了具有这些分布的油。除非另外指出，如本文报导的，种子颜色等级或者“种子颜色”通常基于从完全种子成熟或者接近完全种子成熟的健康植物得到的种子在1-5个等级上打分。“1”表示良好的黄色。“2”表示主要为黄色，带有一定的褐色。“3”表示褐色和黄色的混合色。“4”和“5”分别表示褐色和黑色。白度指数(WI)得分也在表2中提供，并且在下面的实施例中更详细地描述。黄色种子亲本品系YN97-262和9592分别具有-34. 6和-33. 2的白度指数得分，和种子颜色得分为1。黑色种子的NATRE0N品系Nex 715和Nex 705分别具有-0. 2和-4. 4的白度指数得分，种子颜色得分为4。黑色种子比较品系46A65和Q2分别具有0. 3和-3. 9的白度指数得分，种子颜色得分为5。所示例的7种“DN03”黄色种子NATRE0N品系具有-22. 6和-36. 2 的白度指数得分，和1到2的种子颜色得分。从而，也已经按照与这些对照或者核对品系的任一种相比的百分比或其他比例描述了主题种子的黄色。
权利要求
1.来自产生黄色种皮种子的油菜植物的非繁殖材料的植物细胞，其中所述种子平均具有至少68%油酸(C18:l)和小于3%亚麻酸(C18:3)、如通过NIR基于干物质测量的低于11%的酸性去污纤维，且所述种子包含至少45%蛋白质，所述植物产生平均每公顷至少 1700千克种子。
2.权利要求1的非繁殖材料的植物细胞，其中所述种子包含至少43%油。
3.权利要求1的非繁殖材料的植物细胞，其中所述种子包含使用OTR测定的基于干物质至少43%油和至少45%蛋白质。
4.权利要求1的不可再生为整株植物的植物细胞，其中所述植物的子代植物产生黄色种皮的种子，其平均具有至少68%油酸(C18:l)和小于3%亚麻酸(C18:3)。
5.权利要求1的非繁殖材料的植物细胞，其中所述种子可以以选自PTA-6806和 PTA-6807的ATC C保藏号得到。
6.权利要求1的非繁殖材料的植物细胞，其中所述植物不是用遗传工程并且不是用诱变产生的。
7.权利要求1的非繁殖材料的植物细胞，其中所述种子具有降低的抗营养组分。
8.权利要求7的非繁殖材料的植物细胞，其中所述种子具有小于1.3%的肌醇六磷酸含量，小于2%的酸性去污木质素含量，和小于17%的中性去污纤维含量。
9.包含权利要求1中所述的种子的粉的动物饲料。
10.从根据权利要求1的种子产生的油菜粉。
全文摘要
本发明提供了低纤维、黄色种子的油菜，和相关的油菜粉和动物饲料。从该种子产生的油具有相对于油中总脂肪酸至少68％油酸和不超过3％亚麻酸。还提供了显示出这些特征的特定油菜品系。迄今还没有提供具有优良的油以及高质量粉的组合优点的油菜种子。
文档编号A01H5/10GK102524086SQ20121000620
公开日2012年7月4日 申请日期2006年8月1日 优先权日2005年8月1日
发明者C·春古, G·拉科, J·P·拉尼, T·J·库比克 申请人:加拿大农业和农业食品部