一种高vc和高蛋白质青花菜的培育方法
技术领域
1.本发明涉及植物育种领域中，一种高vc和高蛋白质青花菜的培育方法。
背景技术：
2.根据系统性的中国居民营养和健康状况监测的文献报道，将中国居民膳食营养素摄入量的监测结果与中国营养学会制定的参考摄入量做比较，结果发现vc被列为摄入量显著不足(a类)的营养素，中国居民的vc平均摄入量低于平均需要量，大部分中国人都存在显著不足问题；蛋白质被列为摄入量不足(b类)的营养素，中国居民的蛋白质平均摄入量达到了平均需要量，但低于推荐摄入量(或适宜摄入量)，很多中国人存在摄入不足。a类和b类营养素都需要通过膳食调节措施来优化现有的营养状况，而蔬菜是维生素、矿物质等营养素的主要来源。
3.蔬菜中的vc是人类身体所需维生素的主要来源之一，果蔬中的vc含量一般在200～500mg/kg(fw)，文献报道的226种蔬菜中只有22种蔬菜的vc含量高于500mg/kg(fw)，而高于1000mg/kg(fw)的只有辣椒、甜椒和彩椒。蔬菜本不是人类获取蛋白质的主要途径，但近些年由于肥胖、心血管疾病和糖尿病的发病率日益增高，期望获得优质植物蛋白的消费者越来越多。
4.青花菜是一种营养价值很高的蔬菜，其食用部分是由无数个小花蕾组成的主花球和叶片之间的侧花球以及肉质花茎组成，既是贮藏器官又是生殖器官，相对植物的其它器官，它更富含营养。根据营养学分析表明，青花菜的营养价值远远高于一般蔬菜，其中蛋白质的含量为花椰菜的2倍、番茄的4倍、结球甘蓝的4倍；vc的含量为花椰菜的2倍、番茄的6倍、结球甘蓝的4倍。因此，在人类经常食用的各种蔬菜中，青花菜被认为是养分全、含量高的高营养蔬菜。但是，青花菜的vc和蛋白质含量在不同品种之间存在较大的差异，变异幅度可高达十倍以上，通过遗传改良和基因聚合技术可以改变青花菜中vc和蛋白质的含量，从而创制既富含vc又富含蛋白质的青花菜品种具有重要的意义。
技术实现要素：
5.本发明所要解决的技术问题是如何培育富含维生素(vc)和蛋白质的青花菜。
6.为解决上述技术问题，本发明首先提供了一种培育青花菜的方法，所述方法包括：
7.1)将青花菜品种绿辉进行自交，得到自交系，经花期自交授粉(可人工授粉)测定自交亲和指数，获得花期自交亲和指数大于2的自交亲和系；
8.2)以步骤1)中所得花球vc含量≥110mg/100gfw且蛋白质含量≥3g/100gfw的自交亲和系(即自交系a)为轮回亲本，与青花菜细胞质雄性不育源进行回交，得到花球vc含量≥110mg/100gfw、蛋白质含量≥3g/100gfw的细胞质雄性不育系(即不育系cmsa)；
9.3)选择步骤1)中所得花球vc含量≥100mg/100gfw且蛋白质含量≥5g/100gfw的自交系(即自交系d)为父本、步骤2)所得的细胞质雄性不育系为母本进行杂交，所得杂交一代即为目的青花菜，实现目的青花菜的培育。
10.花期自交亲和指数＝结籽数/授粉花数。
11.其中，fw：鲜重。蛋白质含量为花球中总蛋白质含量。
12.上述方法中，所述青花菜细胞质雄性不育源可为碧绿2号。
13.上述方法中，步骤2)中回交的目的是获得花球vc含量≥110mg/100gfw、蛋白质含量≥3g/100gfw的细胞质雄性不育系，回交代数可视回交后代花球中vc与蛋白质的含量而定，只要能满足所得回交后代为细胞质雄性不育且花球vc含量≥110mg/100gfw、蛋白质含量≥3g/100gfw即可。具体的步骤2)中回交可为回交六代。
14.具体的，细胞质雄性不育系可满足：花球vc含量≥115mg/100gfw、蛋白质含量≥5g/100gfw。
15.在本发明的一个实施例中，细胞质雄性不育系vc含量为117.3mg/100gfw，蛋白质含量为4.873g/100gfw。
16.上述方法中，步骤1)中自交代数可视情况而定，只要满足能选出花球vc含量
17.≥110mg/100gfw且蛋白质含量≥3g/100gfw的自交系a与花球vc含量≥100mg/100gfw且蛋白质含量≥5g/100gfw的自交系d即可。在本发明的一个实施例中，步骤1)中自交亲和系可为绿辉的自交六代。
18.绿辉的自交后代，可从其自交二代的植株开始检测其自交亲和指数以及花球vc与蛋白质含量，选择自交亲和指数大于2且花球vc含量≥90mg/100gfw、蛋白质含量≥3g/100gfw的自交亲和系，直至获得满足条件的自交系a和自交系d。
19.具体的，自交系a可满足：花球vc含量≥110mg/100gfw且蛋白质含量≥3g/100gfw。进一步，自交系a可满足：花球vc含量≥120mg/100gfw且蛋白质含量≥4g/100gfw。
20.具体的，自交系d可满足：花球vc含量≥105mg/100gfw且蛋白质含量≥5g/100gfw。
21.在本发明的一个实施例中，自交系a的花球vc含量为120.6mg/100gfw，蛋白质含量为4.719g/100gfw。自交系d的花球vc含量为108.8mg/100gfw，蛋白质含量为5.724g/100gfw。
22.上述方法中，步骤1)中自交可以单粒传的方式进行。
23.上述方法中，所述培育目的绿菜花可直接获得其种子。
24.所述培育绿菜花的方法在培育富含维生素c青花菜中的应用，也属于本发明的保护范围。
25.所述培育绿菜花的方法在培育富含蛋白质青花菜中的应用，也属于本发明的保护范围。
26.所述培育绿菜花的方法在培育富含维生素c与蛋白质青花菜中的应用，也属于本发明的保护范围。
27.本发明提供了一种花球中富含vc和蛋白质的健康功能型青花菜的培育方法，本发明选育出了高vc和高蛋白质的青花菜新品种，培育出的青花菜的vc含量高达1300mg/kg(fw)、蛋白质含量高达5.7g/100gfw，远远高于绝大多数蔬菜中的vc含量(200～500mg/kgfw)和牛奶中的蛋白质含量(3％左右)。本发明为植物蛋白提供了新的蛋白质获取途径，具有很好的应用前景。
28.下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。以下提供的实施例可作为本技术领域普通技术
人员进行进一步改进的指南，并不以任何方式构成对本发明的限制。
具体实施方式
29.下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。下述实施例中所用的材料、试剂、仪器等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。以下实施例中的定量试验，均设置至少三次重复实验，结果取平均值。
30.实施例1、富含vc和蛋白质的青花菜的培育
31.培育步骤如下，其中，vc的测定参照食品安全国家标准“食品中抗坏血酸的测定高效液相色谱法(gb5009.86—2016)”进行，整个检测过程尽可能在避光条件下进行；蛋白质含量均为总蛋白质的含量，其测定参照食品安全国家标准“食品中蛋白质的测定凯氏定氮法(gb 5009.5—2016)”进行：
32.1、将青花菜品种绿辉自交得到f2代。
33.2、步骤1完成后，将f2播种，在花球长至商品球大小(花球直径大约13cm-15cm)时割取花球中间部位进行取样，测定vc和蛋白质的含量，不同单株的花球分别取样并单独测定。结果发现不同单株测定的vc和蛋白质的含量存在较大的差异。选择两者含量均较高(vc含量≥90mg/100gfw，蛋白质含量≥3g/100gfw)的单株，待开花以后测定亲和指数。选择花期自交亲和指数大于2的单株留种，得到f3。其中花期自交亲和指数＝结籽数/授粉花数。
34.3、按第2步对获得的f3继续进行选择。将f3播种，在花球长至商品球大小(花球直径大约13cm-15cm)时割取花球中间部位进行取样，测定vc和蛋白质的含量，不同单株花球分别取样并单独测定vc和蛋白质含量，选择两者含量均较高(vc含量≥90mg/100gfw，蛋白质含量≥3g/100gfw)，并且花期自交亲和指数大于2的f3单株留种，得到f4。
35.4、按第3步对获得的f4继续进行选择。将f4播种，在花球长至商品球大小(花球直径大约13cm-15cm)时割取花球中间部位进行取样，测定vc和蛋白质的含量，不同单株花球分别取样并单独测定vc和蛋白质含量，选择两者含量均较高(vc含量≥90mg/100gfw，蛋白质含量≥3g/100gfw)，并且花期自交亲和指数大于2的f4单株留种，得到f5。
36.5、按第4步对获得的f5继续进行选择。将f5播种，在花球长至商品球大小(花球直径大约13cm-15cm)时割取花球中间部位进行取样，测定vc和蛋白质的含量，分不同单株花球分别取样并单独测定vc和蛋白质含量，选择两者含量均较高(vc含量≥90mg/100gfw，蛋白质含量≥3g/100gfw)，并且花期自交亲和指数大于2的f5单株留种，得到遗传稳定的f6代自交系。
37.6、从f6代自交系中选择满足下列条件的自交系：vc含量≥90mg/100gfw且蛋白质含量≥3g/100gfw，见表1。
38.表1、f6入选自交系花球的vc和蛋白质含量
39.品系名称vc含量(mg/100gfw)蛋白质含量(g/100gfw)自交系f
6-1(a)120.64.719自交系f
6-2(b)110.13.201自交系f
6-3(c)93.85.022自交系f
6-4(d)108.85.724
40.7、以自交系f
6-1(编号a)为轮回亲本，以青花菜细胞质雄性不育品种碧绿2号(京研益农(北京)种业科技有限公司)作为雄性不育源进行回交转育，即以碧绿2号为母本，以自交系a为父本进行杂交，得到f1。以f1为母本，以自交系a为父本进行回交，得到bc1。
41.8、bc1播种后，待花球长至商品球大小(花球直径大约13cm-15cm)时割取花球中间部位进行取样，测定vc和蛋白质的含量，不同单株的花球分别取样并单独测定，选择两者含量均高、并且植株和花球形态偏向自交系a的单株作为母本，以自交系a为父本进行回交，得到bc2。
42.9、bc2播种后，待花球长至商品球大小(花球直径大约13cm-15cm)时割取花球中间部位进行取样，测定vc和蛋白质的含量，不同单株的花球分别取样并单独测定，选择两者含量均高、植株和花球形态偏向自交系a的单株作为母本，以自交系a为父本进行回交，得到bc3。
43.10、bc3播种后，待花球长至商品球大小(花球直径大约13cm-15cm)时割取花球中间部位进行取样，测定vc和蛋白质的含量，不同单株的花球分别取样并单独测定，选择两者含量均高、植株和花球形态接近自交系a的单株作为母本，以自交系a为父本进行回交，得到bc4。
44.11、bc4播种后，待花球长至商品球大小(花球直径大约13cm-15cm)时割取花球中间部位进行取样，测定vc和蛋白质的含量，不同单株的花球分别取样并单独测定，选择两者含量接近自交系a(vc含量≥110mg/100gfw，蛋白质含量≥3g/100gfw)、植株和花球形态类似自交系a的单株作为母本，以自交系a为父本进行回交，得到bc5。
45.12、bc5播种后，待花球长至商品球大小(花球直径大约13cm-15cm)时割取花球中间部位进行取样，测定vc和蛋白质的含量，不同单株的花球分别取样并单独测定，选择两者含量几乎同于自交系a(vc含量≥110mg/100gfw，蛋白质含量≥3g/100gfw)、植株和花球形态相同于自交系a的单株作为母本，以自交系a为父本进行回交，得到bc6，即为遗传稳定的不育系cmsa，其不育率和不育度均为100％，且vc含量为117.3mg/100gfw，蛋白质含量为4.873g/100gfw。
46.13、以不育系cmsa为母本，与其余三个入选自交系f
6-2(b)、f
6-3(c)、f
6-4(d)分别进行杂交，获得三个组合f1(cmsa
×
b)、f1(cmsa
×
c)和f1(cmsa
×
d)。
47.14、将f1(cmsa
×
b)、f1(cmsa
×
c)和f1(cmsa
×
d)种子播种、移栽，待花球长至商品球大小(直径大约13cm-15cm)时，测定其花球的vc和蛋白质含量，结果见表2，其中f1(cmsa
×
d)的vc和蛋白质含量最高，即为高vc和高蛋白质的目的青花菜。说明，自交系f1(cmsa
×
d)最适宜作为培育高vc和高蛋白质的目的青花菜的父本。
48.表2、vc和蛋白质含量的测定结果
49.品系名称vc含量(mg/100gfw)蛋白质含量(g/100gfw)f1(cmsa
×
b)111.03.587f1(cmsa
×
c)101.44.834f1(cmsa
×
d)132.35.748
50.15、高vc和高蛋白质的青花菜品种种子的生产
51.(1)母本不育系cmsa的繁殖：
52.利用日光温室采种，不育系cmsa与相应的保持系a(即上文的自交系a)以1：1的行
比种植，株行距40厘米见方。温室用纱网与外界隔离。开花之后温室内放一箱蜜蜂进行授粉。花期结束后拔除保持系a。从不育系cmsa植株采种得到母本cmsa种子。
53.(2)父本自交系d的繁殖：
54.利用日光温室采种，自交系f
6-4(d)按株、行距40厘米种植，温室用纱网与外界隔离。开花之后温室内放一箱蜜蜂进行授粉。采种得到父本自交系f
6-4(d)的种子。
55.(3)f1(cmsa
×
d)的生产
56.选择隔离条件好的制种基地生产f1(cmsa
×
d)的种子，要求制种田方圆2公里以上没有种植十字花科蔬菜，严格禁止方圆2公里以内有青花菜、花椰菜、甘蓝、芥蓝等甘蓝类蔬菜。父本自交系f
6-4(d)和母本不育系cmsa生育期相近，两者可以同期播种、同期定植。母本：父本以3：1比例定植，株、行距为40-45厘米。开花期释放蜜蜂授粉。开花之后拔除父本株，只留母本株。开花前注意控水控肥，及时拔除杂株；开花前后加强田间的病虫害管理。花期结束后从母本株收种，即为f1(cmsa
×
d)的种子。
57.以上对本发明进行了详述。对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明的宗旨和范围，以及无需进行不必要的实验情况下，可在等同参数、浓度和条件下，在较宽范围内实施本发明。虽然本发明给出了特殊的实施例，应该理解为，可以对本发明作进一步的改进。总之，按本发明的原理，本技术欲包括任何变更、用途或对本发明的改进，包括脱离了本技术中已公开范围，而用本领域已知的常规技术进行的改变。