专利名称：一种聚合改良甘薯胡萝卜素和干率性状的育种方法
技术领域：
本发明涉及作物育种技术领域，具体涉及一种聚合改良甘薯胡萝卜素和干率性状的方法。
背景技术：
胡萝卜素是甘薯的重要营养品质指标，胡萝卜素作为维生素A的前体，其生理活性已被充分证实、并应用于夜盲症、抗光敏以及一些皮肤病和抗癌治疗中，植物源胡萝卜素被国际上用作简便易行的生物强化项目，应用于欠发达地区儿童的营养干预。胡萝卜素呈现鲜艳的桔红到桔黄色，通常红心甘薯富含胡萝卜素，黄心甘薯次之，白肉甘薯则几乎不含胡萝卜素。各类甘薯中的胡萝卜素含量从O 20mg/100g鲜重不等。我国有关甘薯品种品质的鉴定试验中设定，高胡萝卜素品种的含量指标需达到10mg/100g鲜重，且其干率指标不得低于对照5个百分点(当前的对照为宁紫薯I号，其干率为25%)。富含胡萝卜素甘薯品种除营养价值高以外，其鲜艳的色泽也是增加消费者选择的重要因素。干率是甘薯品种最重要的性状指标，即薯块干物质占鲜重的比率，体现了了甘薯薯块固形物的高低。甘薯的淀粉含量及派生的其他品质指标如糖分等都与干率密切相关。有研究认为，干率与食味存在显著正相关，干率高的品种其食味相应就好，大部分人喜欢吃又甜又粉的甘薯。同样，作为加工用途，干率高的品种则其加工产率就高。一般以干率30%的徐薯18作为高干率品种的参照，干率30%以上的品种为高干率品种，干率25%以下的品种为低干率品种。但是现有的研究还表明，甘薯的胡萝卜素含量与干率存在明显的负相关特性，即胡萝卜素含量高(IOmg或以上/IOOg鲜重)的品种往往其干率偏低(25%以下)，从而影响高胡萝卜素品种的食用品质 ；如目前通过国家鉴定的2个高胡萝卜素品种“维多丽”(河北省农业科学院育成)、“浙薯81”(浙江省农业科学院育成)，胡萝卜素含量分别为15.7和16.03mg/100g，而干率分别为24.5%和23.88% ;而干率在30%以上的品种则几乎不含胡萝卜素，从而影响其营养价值与色泽。一般认为甘薯鲜食专用品种的适宜干率为28 30%，而淀粉及食品加工用品种的干率要求32%以上，在这两个干率区间内提高胡萝卜素含量，对发展优质专用甘薯品种具有重要意义。因此，开展研究能聚合甘薯胡萝卜素和干率性状的高效率的亲本选配和育种的方法，培育出胡萝卜素含量在8 10mg/100g、干率在28 30%，或干率32 36%、胡萝卜素含量I 5mg/100g的甘薯品种，这对提高和改良现有甘薯的品质会有极大的意义。
发明内容
本发明目的是，针对甘薯品质育种受胡萝卜素与干率两性状间存在显著负相关特性的局限，提出一种培育胡萝卜素含量在8 10mg/100g、干率在28 30%甘薯双高品种，或干率在32 36%、胡萝卜素含量在I 5mg/100g的干率特高而仍含有一定量胡萝卜素甘薯品种的育种方法。本发明目的通过如下技术方案得以实现:
一种聚合改良甘薯胡萝卜素和干率性状的育种方法，该方法按以下步骤进行:
(1)育种亲本的筛选:从现有甘薯种质资源杂交后的中间材料中选择具有以下全部特征的材料作为育种亲本，
O胡萝卜素含量在8 16mg/100g鲜重；
2)干率在22% 25%；
3)干基淀粉率在60% 70%;
4)该育种亲本的父本为30% 35%的高干率品种；
5)该育种亲本的父母本与其它入选育种亲本的父母本均不相同；
(2)父、母本的确定和不完全双列杂交的设计:将各入选亲本按胡萝卜素含量由高到低进行排序后，自高至低逐个作为母本，同时以其后的亲本作为父本，按不完全双列杂交设计进行两两组合；
(3)最佳亲本组合的筛选:将上述的设计组合分别进行人工杂交、获得实生种子后，分别播种并收获各实生种子的薯块；将各薯块分别测定其干率和胡萝卜素含量，并按照不完全双列杂交的统计分析方法，从中找出后代群体平均干率超亲优势最大的组合作为最佳的亲本组合；
(4)筛选培育目标品种:将最佳亲本组合配制出杂交种子、分别播种、收获后，从中选育胡萝卜素含量8 10mg/100g、干率28 30 %,或干率32 36%、胡萝卜素含量I 5mg/IOOg的优良甘署品系。 本发明的有益效果是:
一、本发明所提有关育种亲本的5项选择标准，在现有甘薯种质资源中仍属高胡萝卜素、低干率的品种范畴，因此在现有技术条件下是不难得到的；
二、本发明育成的优良甘薯品系选育周期短、速度快，且既提高了胡萝卜素含量，同时又改良了干率性状，从而克服了甘薯作物育种历来受“胡萝卜素含量与干率存在明显负相关特性”的约束，改善了这一育种难题；
三、按本发明选育的优良甘薯品系，其中胡萝卜素含量在8 10mg/100g、干率在28 30%的宜作优质的鲜食专用品种；而干率在32 36%、胡萝卜素含量在I 5mg/100g的干率特高品系，基本解决了以往干率在30%以上的品种几乎不含胡萝卜素的缺陷，宜作优质的淀粉/食品加工用品种，上述两类优良甘薯品系的育成均有效促进了甘薯产业产品质量的提升；
四、 本发明由于明确要求各育种亲本的父母本与其它入选育种亲本的父母本均不相同，因此在各亲本之间首先保持了较远的亲缘关系；并且又要求各育种亲本的父本必须为30% 35%的高干率品种，因此有利于通过表型低干率的高胡萝卜素亲本聚合高干率相关基因，以达到同步改良干率和胡萝卜素性状的目的。其理论依据是:甘薯具有杂合同源异源六倍体的特殊遗传特点，表型低干率品种在部分位点可能含有高干率基因，两个具有互补高淀粉基因的低干率品种杂交后，出现高干率后代的概率大大增加。五、本发明步骤(3)先通过不完全双列杂交，每个组合少量杂交，找出后代群体平均干率超亲优势最大的组合作为最佳的亲本组合后，再对该组合大量杂交以选育出目标甘薯品系，从而可大大提高甘薯的育种效率，避免了以往大海捞针的育种方式。通过双列杂交的遗传分析，可以估算到某个目标性状出现的概率和需要配置的杂交数量。六、本发明首先在步骤(I)全部采用了高胡萝卜素的中间材料作为入选亲本，在步骤(2)中又进一步采用了母本胡萝卜素高于父本的不完全双列杂交设计，确保了后代中高胡萝卜素特性的稳定遗传，从而在步骤(3)中将后代选择的重点放在高干率性状上，避免了同时选择2个负相关性状的困局，提高了育种目标的可实现性。
具体实施例方式通过以下实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的内容并不局限于此。表1:对以下实施例所涉原始亲本材料的说明
权利要求
1.一种聚合改良甘薯胡萝卜素和干率性状的育种方法，其特征在于按以下步骤进行: (1)育种亲本的筛选:从现有甘薯种质资源杂交后的中间材料中选择具有以下全部特征的材料作为育种亲本， 1)胡萝卜素含量在8 16mg/100g鲜重； 2)干率在22% 25%； 3)干基淀粉率在60% 70%; 4)该育种亲本的父本为30% 35%的高干率品种； 5)该育种亲本的父母本与其它入选育种亲本的父母本均不相同； (2)父、母本的确定和不完全双列杂交的设计:将各入选亲本按胡萝卜素含量由高到低进行排序后，自高至低逐个作为母本，同时以其后的亲本作为父本，按不完全双列杂交设计进行两两组合； (3)最佳亲本组合的筛选:将上述的设计组合分别进行人工杂交、获得实生种子后，分别播种并收获各实生种子的薯块；将各薯块分别测定其干率和胡萝卜素含量，并按照不完全双列杂交的统计分析方法，从中找出后代群体平均干率超亲优势最大的组合作为最佳的亲本组合； (4)筛选培育目标品种:将最佳亲本组合配制出杂交种子、分别播种、收获后，从中选育胡萝卜素含量8 10mg/100g、干率28 30%,或干率32 36%、胡萝卜素含量I 5mg/IOOg的优良甘署品系。
全文摘要
本发明公开了一种聚合改良甘薯胡萝卜素和干率性状的育种方法,属于作物品种选育技术领域。包括育种亲本的筛选；父、母本的确定和不完全双列杂交的设计；最佳亲本组合的筛选；筛选培育目标品种等步骤。本发明选育周期短、速度快，既提高了胡萝卜素含量，又改良了干率性状，突破了甘薯育种历来受“胡萝卜素含量与干率存在明显负相关特性”的约束，胡萝卜素含量达8～10mg/100g、干率达28～30％，或干率达32～36％、胡萝卜素含量在1～5mg/100g，有效促进了甘薯产业产品质量的提升。本发明可在甘薯育种工作中推广应用。
文档编号A01H1/04GK103109738SQ201310076020
公开日2013年5月22日 申请日期2013年3月11日 优先权日2013年3月11日
发明者吴列洪, 沈升法, 李兵, 季志仙 申请人:浙江省农业科学院