甜叶菊新品种814011谱星3号及高RM含量甜菊糖苷的制备的制作方法

文档序号:15428247发布日期:2018-09-14 21:16阅读:643来源:国知局
本发明涉及一种甜叶菊新品种,所述甜叶菊品种含有高含量的rm,并可由保藏的愈伤组织连续培育产生;涉及从该品种的甜叶菊干叶制备高rm含量甜菊糖苷的方法。
背景技术
:甜叶菊(stevia),学名为steviarebaudianabertoni,是一种多年生菊科草本植物,原产于南美巴拉圭,其叶片中含有甜菊糖苷,其甜度为蔗糖的150~300倍,是一种高甜度、低热能、味质好、安全无毒的新型天然甜味剂,可广泛应用于食品、饮料、医药、日化工业等行业。甜菊糖苷是多组分糖苷混合物,糖苷组分及含量决定混合物的甜度和口感。甜叶菊中的甜菊糖苷含有13种组分,即甜叶菊苷a(rebaudiosidea,简称reba或ra)、甜叶菊苷b(rebaudiosideb,简称rebb或rb),甜叶菊苷c(rebaudiosidec,简称rebc或rc),甜叶菊苷d(rebaudiosided,简称rebd或rd),甜叶菊苷e(rebaudiosidee,简称rebe或re),甜叶菊苷f(rebaudiosidef,简称rebf或rf),甜叶菊苷m(rebaudiosidem,简称rebm或rm),甜叶菊苷n(rebaudiosiden,简称rebn或rn),甜叶菊苷o(rebaudiosideo,简称rebo或ro),甜苷a(dulcosidea,简称dula或da),甜茶苷(rubusoside,简称rub或ru);甜菊双糖苷(steviolbioside,简称sbio或sb),甜菊糖(stevioside,简称stev或st);这十三种甜菊糖苷的总和成为总甜菊糖苷(totalsteviolglycosides,tsg);其中rm相对含量较少,约占总甜菊糖苷(tsg)的0.2%。但是rm的甜度最高,约为蔗糖的300倍,而且味质最好,最接近于蔗糖的口感,不含任何不良余味,被业内人士誉为“甜菊糖苷中的黄金”,售价也是其他糖苷的3~5倍,是一种最为理想的天然甜味剂。因此,制取rm含量高的甜菊糖苷产品具有广阔的市场前景。由于rm在甜叶菊中含量低,过去,获得高纯度rm的唯一方法是反复重结晶,反复重结晶的劣势在于产品得率低,不利于成本控制;另外由于在甜叶菊中含量低,无法大规模生产,不能满足客户的需求。因此有必要开发一种高rm含量的甜叶菊新品种,以便降低高rm含量甜菊糖苷产品生产成本并保持其稳定的得率。技术实现要素:本发明提供了一种甜叶菊变种植物。在一个实施例中,变种植物为814011谱星3号,其814011谱星3号的愈伤组织由中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心(cgmcc)保藏,保藏号为cgmccno.9701,其所述814011谱星3号的植物及干叶中rm/tsg大于0.08,rd/tsg大于0.08。在另一个实施例中,变种植物通过以akhl1为父本,eirete为母本进行杂交,得到f1代,并从所述f1代优选出性状优良且稳定的单株yf001,然后以yf001为父本,pcstar2为母本进行杂交,得到f2代,其中所述f2代表达由权利要求1所描述的814011谱星3号的所有生理和形态特征,其814011谱星3号的愈伤组织由中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心(cgmcc)保藏,保藏号为cgmccno.9701。在另一个实施例中,变种植物或其一部分表达由权利要求1所描述的814011谱星3号所有的生理和形态特征,其814011谱星3号的愈伤组织由中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心(cgmcc)保藏,保藏号为cgmccno.9701。本发明同时提供了产生甜叶菊变种植物或其一部分的愈伤组织,甜叶菊变种植物的再生细胞及其再生细胞的组织培养。本发明同时提供了产生甜叶菊变种植物的方法。在一个实施例中,所述方法包括:以akhl1为父本,eirete为母本进行杂交,得到f1代,并从所述f1代优选出性状优良且稳定的单株yf001,然后以yf001为父本,pcstar2为母本进行杂交,得到f2代,其中所述f2代表达由权利要求1所描述的814011谱星3号的所有生理和形态特征,其814011谱星3号的愈伤组织由中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心(cgmcc)保藏,保藏号为cgmccno.9701。本发明同时提供了一种高rm含量甜菊糖苷的制备方法。在一个实施例中,所述制备方法包括:提供用于制备高rm含量甜菊糖苷的原料,其原料为由权利要求1-3所描述的甜叶菊植物或干叶,其植物及干叶中rm/tsg大于0.08,rd/tsg大于0.08;粉碎所述原料;用水或水溶剂提取所述粉碎原料,获得甜菊糖苷产品,其中rm/tsg大于0.08,rd/tsg大于0.08。在另一个实施例中,所述制备方法包括:提供用于制备高rm含量甜菊糖苷的甜叶菊植物或干叶,其植物及干叶中rm/tsg大于0.08,rd/tsg大于0.08;所述甜叶菊植物或干叶通过愈伤组织再生或扦插由权利要求1-3所描述的甜叶菊植物而得到;粉碎所述甜叶菊植物或干叶;用水或水溶剂提取所述粉碎甜叶菊植物或干叶,获得甜菊糖苷产品,其中rm/tsg大于0.08,rd/tsg大于0.08。本发明同时提供了一种高rm含量的甜菊糖苷产品,其中rm/tsg大于0.08,rd/tsg大于0.08。本发明同时提供了一种甜叶菊变种植物或其一部分,源自814011谱星3号的任何一代的后代,其所述814011谱星3号的愈伤组织由中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心(cgmcc)保藏,保藏号为cgmccno.9701。通过如下结合附图对优选实施例的详细描述,本发明的目的和优点是显而易见的。附图说明本发明的优选实施方案现在将参考附图进行说明,其中类似的附图标记表示相同的元件。图1、杂交选育甜叶菊植物的示意图。具体实施方式1、高rm含量甜叶菊品种育种方法技术路线如图1所示。采用三交育苗方法,分别选择eirete、pcstar2为母本,先以akhl1为父本进行一次杂交,再以优选单株yf001为父本进行二次杂交,采收种子,育苗,移栽大田种植。以单株选择育种方式选择优良单株,经过种植观察其农艺性状和分析检测糖苷含量,性状稳定后,再用组织培养法和无性扦插繁殖方式固定其优良性状,经示范性种植后,成为新品种。a、选育yf001通过杂交育种的方法进行选育。首先,将母本eirete和父本akhl1种植于同一大棚中,通过蜜蜂封闭式授粉的方法进行杂交,收其母本的种子(f1代)进行播种、育苗、种植,根据农艺性状及色谱分析,从f1代中选出性状优良且稳定的单株,经无性扦插繁殖固定后的新品系,即yf001号单株。通过父本akhl1与母本eirete杂交得到的yf001,其ra、st含量明显下降,而rd、rm的含量明显增加。b、选育814011谱星3号(814011pcstar3)以yf001为父本,pcstar2为母本,同样通过蜜蜂封闭式授粉进行杂交和选择,收其母本的种子进行播种、育苗、种植,根据农艺性状及色谱分析,从f2代中选出性状优良且稳定的单株,经无性扦插繁殖固定后的新品系,即814011谱星3号(814011pcstar3)。通过父本yf001和母本pcstar2杂交得到的814011谱星3号(814011pcstar3),其rm含量又有明显的增加。对杂交种进行检测确认的方法为薄层色谱分析和高效液相分析,分析采自所述植株814011谱星3号(814011pcstar3)的干燥叶,证实rm/tsg大于0.08,rd/tsg大于0.08。然后对选育出的优良品种814011谱星3号(814011pcstar3)进行扩繁。扩繁主要采用两种方法:愈伤组织培养和扦插,其中又以愈伤组织培养为主。甜叶菊新品种814011谱星3号(814011pcstar3)的愈伤组织由中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心(cgmcc)保藏,保藏号为cgmccno.9701。本发明的所涉及的植物可由814011谱星3号(814011pcstar3)品种的保藏愈伤组织再生得到。2、总甜菊糖苷含量为80%的高rm含量甜菊糖苷产品的制备(a)预处理:将粉碎的814011谱星3号(814011pcstar3)甜叶菊干叶于热水中萃取,制成甜菊糖苷萃取液,萃取液经过絮凝沉淀和板框压滤两道工序后,进入下一道工序;(b)一次吸附及解吸:采用树脂吸附上述萃取液中甜菊糖苷有效成分,到树脂出甜时止;用氢氧化钠稀溶液、盐酸稀溶液、纯水洗树脂、至流出液ph值达到7时止;用乙醇溶液对树脂进行分柱解吸,得含糖苷量为78~86%的解吸液,解吸液进入下一道工序;(c)一次离子交换:解析液依次通过一次离子交换除杂后,蒸发浓缩,得到含苷量在82~88%的浓缩液,浓缩液进入下一道工序;(d)二次离子交换:将流出液再通过二次离子交换树脂进行深度除杂,浓缩得到含苷量≥80%的浓缩液,再除菌过滤,浓缩液进入下一道工序;(e)喷雾干燥:将除菌过滤后的浓缩液喷雾干燥,得到rm/tsg大于0.08,rd/tsg大于0.08,tsg≥80%的甜菊糖苷产品。如需要制备更高纯度的产品,则在步骤(c)后按以下步骤进行:(d)二次吸附提纯:用二次吸附树脂三柱串联过饱和吸附上述浓缩液除杂,得到含苷量≥95%的甜菊糖苷提纯液,提纯液进入下一道工序;(e)二次离子交换:将提纯液通过二次离子交换树脂进行深度除杂,浓缩得到含苷量≥95%的浓缩液,再经过除菌滤膜除菌过滤,浓缩液进入下一道工序;(f)喷雾干燥:将除菌过滤后的浓缩液喷雾干燥,得到rm/tsg大于0.08,rd/tsg大于0.08,tsg≥95%的甜菊糖苷产品。实施例下面结合实施例对本发明做做进一步详细描述。实施例1新品系814011谱星3号(814011pcstar3)的育种用于杂交育种的父母本性状:母本一eirete:2010年从巴拉圭引进的甜菊新品种,总甜菊糖苷(tsg)含量高(大于20%)。株高80cm,叶子成披针状,叶子边缘具有明显锯齿,颜色为浓绿色,干叶中reba含量为11.30%,st含量为10.4%,每株有6~10个分枝。父本一akhl1:2010年从巴拉圭引进的甜菊新品种,reba含量高。该品种为晚熟品种,株高51~70cm,大田种植前期生长慢,中后期生长旺盛,一茬大田生长期为135~150天。叶子颜色为淡绿色/黄绿色。亩产干叶200公斤以上。干叶中reba含量为11.5%,st含量为1.30%。母本二谱星2号(pcstar2):谱赛科(江西)生物技术有限公司选育的甜菊新品种,ra含量高。该品种属于晚熟品种,株高80~120cm,株型直立,生长整齐,茎粗且近地面气根发达,抗性好,叶片大且厚实,一级分枝5~8个,二级分枝少而短,利于脱叶。大田种植前期生长慢,中后期旺盛。一茬大田生长期125~135天。亩产干叶220~300公斤。总甜菊糖苷(tsg)含量13%以上,其中reba含量10%以上,rm含量0.21%。父本二yf001:第一次杂交后代中性状优良且稳定的优良单株,经无性扦插繁殖固定后的新品系。分枝能力强,抗性一般,干叶产量高。其ra含量高(表1),且rd含量也高(表1)。杂交育种过程:2011年8月中旬开始,将所选总甜菊糖苷含量高的eirete(母本)和reba糖苷含量高的akhl1(父本)移入育种大棚内,进行杂交育种。10月初,亲本现蕾之前放入蜂箱,利用蜜蜂进行封闭式授粉杂交;11月中旬开始采收杂交种子,一直采收至12月中旬。2012年初将所得种子播种于育苗大棚内,待其长到3叶1心(约10厘米)时,将种苗移植至6×8cm的育苗袋中,并放于大棚内培养,3月初浇施一次可溶性复合肥500倍液及尿素1000倍液,3月中旬气温回暖后,将种苗移栽至试验田,并对其进行田间管理等措施。2012年7月份采收植株鲜叶,并进行干燥,采用薄层色谱及高效液相色谱法分析干叶糖苷含量,选择ra糖苷含量低且有rd、rm糖苷含量的单株,即yf001。yf001及其亲本含苷量检测结果见表1:表1:yf001及其亲本检测结果:nd:notdetected(未检出)。然后在2012年8月,以yf001为父本,pcstar2(rm含量0.21%)为母本,重复以上杂交育种方法,2013年1月初将所得种子播种在谱赛科公司塑料大棚内进行育种,种子萌发后,秧苗长至3叶1心时,移植至6×8cm的育苗袋中,并放于大棚内培养,3月初浇施一次可溶性复合肥500倍液及尿素1000倍液,3月中旬气温回暖后,将种苗移栽至试验田,并对其进行田间管理等措施。2013年7月份采收植株鲜叶,并进行干燥,采用薄层色谱及高效液相色谱法分析干叶糖苷含量,选育出rm/tsg大于0.08,rd/tsg大于0.08的单株,即814011谱星3号(814011pcstar3)。814011谱星3号及其亲本含苷量检测结果见表2:表2:814011谱星3号(814011pcstar3)及其亲本含苷量检测结果nd:未检出。新品系814011谱星3号(814011pcstar3)的扩繁及栽培管理:2013年10月至2014年2月,采用愈伤组织培养法将814011谱星3号(814011pcstar3)单株扩繁到30000株。2014年2月下旬将组培苗移植至5育苗穴盘中进行炼苗;2014年3月中下旬,将炼好的种苗移栽到大田,并进行相应的田间管理。2014年4月初(移栽后10天左右)进行查苗补缺工作,2014年4月中下旬(苗高15cm左右)开始进行打顶摘心,2014年4月中下旬开始进行第一次追肥,追施的肥料为可溶性复合肥和尿素,用量为可溶性复合肥500倍液,尿素1000倍液,2014年5月份开始进行第二次追肥管理,追施的肥料为可溶性复合肥和尿素,用量为可溶性复合肥500倍液,尿素1000倍液,后期(6月份)补施磷酸二氢钾叶面肥。2014年7月初开始进行收获,收割采用人工采收,打谷机脱叶方式,然后进行晒干,并装袋保存。分析采自所述植株的干燥叶,通过高效液相色谱测定其成分。814011pcstar3与相似品种(pcstar)中甜菊糖苷含量、各组分占总甜菊糖苷比例以及性状的比较见表3、表4以及表5。表3:814011pcstar3与相似品种(pcstar)中甜菊糖苷含量比较(%wt/wt,干基)nd–未检出。表4:814011pcstar3与相似品种(pcstar)中各组分占总甜菊糖苷比例比较(%)nd–未检出。表5:814011pcstar3与相似品种(pcstar)性状比较实施例2高rm含量甜菊糖苷产品的制备(a)预处理:将甜叶菊叶子与50℃软水按重量比1:15混合,制成甜菊糖苷提取液,经过絮凝沉淀和板框压滤两道工序,板框过滤后的滤液进入下一道工序;(b)一次吸附及解吸:用一次吸附树脂吸附上述萃取液中甜菊糖苷有效成分,用氢氧化钠溶液、盐酸溶液处理吸附了甜菊糖苷有效成分的树脂,纯水淋洗树脂,至流出液ph值达7时止,再用乙醇溶液进行解吸,得到含苷量84.5%的解吸液,解吸液去醇进入下一道工序;(c)一次离子交换:去醇解吸液依次通过一次离子交换除杂,蒸发浓缩得到含苷量为85.3%的一次浓缩液,浓缩液进入下一道工序;(d)二次离子交换:将浓缩液通过二次离子交换树脂进行深度除杂,经过浓缩得到含苷量为85.4%的二次离子交换液(两次离子交换处理,含量增加0.9%),再进行除菌滤芯除菌过滤,无菌液进入下一道工序;(e)喷雾干燥:将无菌液进行喷雾干燥,得到rm/tsg大于0.08,rd/tsg大于0.08的甜菊糖苷产品,含苷量为85.4%。经高效液相色谱分析测定其成分:表6产品高效液相检测结果实施例3高rm含量甜菊糖苷产品的制备(a)预处理:将甜叶菊叶子与70℃软水按重量比1:20混合,制成甜菊糖苷提取液,经过絮凝沉淀和板框压滤两道工序,板框过滤后的滤液进入下一道工序;(b)一次吸附及解吸:用一次吸附树脂吸附上述脱盐滤液中甜菊糖苷有效成分,用氢氧化钠溶液、盐酸溶液处理吸附了甜菊糖苷有效成分的树脂,再用乙醇溶液进行解吸,得到含苷量82.6%的解吸液,解吸液去醇进入下一道工序;(c)一次离子交换:去醇解吸液依次通过一次离子交换除杂,蒸发浓缩得到含苷量为85.7%的一次浓缩液,浓缩液进入下一道工序;(d)二次吸附提纯:用二次大孔吸附树脂三柱串联吸附上述离子交换液除杂,得到含苷量为96.5%甜菊糖苷提纯液,提纯液进入下一道工序;(e)二次离子交换:通过二次离子交换树脂进行深度除杂,经过浓缩得到含苷量为96.9%的二次离子交换液,再进行除菌滤芯除菌过滤,无菌液进入下一道工序;(f)喷雾干燥:将无菌液进行喷雾干燥,得到甜菊糖苷产品。经高效液相色谱分析,产品rm/tsg大于0.08,rd/tsg大于0.08,含苷量为97.07%。表7产品高效液相检测结果本发明中所有样品,在下列条件下,通过高效液相色谱测定其成分。高效液相色谱检测:一种新的高效液相色谱方法检测甜菊糖苷。每个样品需用2种方法综合检测。方法1是用于分析rebe、rebd、rebm、rebn、rebo;方法2是用于分析reba、stev、rebf、rebc、dula、rub、rebb、sbio。所有糖苷的标准品,包括rebe、rebd、rebm、rebn、rebo均购于美国chromadex公司。检测仪器:配备二元泵、自动进样器的安捷伦1200高效液相色谱仪,dad检测器配合化学工作站软件使用。方法1仪器条件:色谱柱:安捷伦poroshell120sb-c182.7μm,4.6x150mm柱温:40℃流动相a:10mm磷酸二氢钠ph2.6:乙腈,75%:25%(v/v)流动相b:水:乙腈,50%:50%(v/v)流量:0.5ml/min进样量:5μl检测:uv210nm运行时间:25分钟过度时间:10分钟进样器温度:常温梯度程序,(%,v/v:)时间(min)a(%)b(%)0.0100014.0100014.5010025.00100方法2仪器条件:色谱柱:安捷伦poroshell120sb-c182.7μm,4.6x150mm柱温:40℃流动相:10mm磷酸二氢钠ph2.6:乙腈,68%:32%(v/v)流量:1.0ml/min进样量:5μl检测:uv210nm运行时间:20分钟进样器温度:常温当前第1页12
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