一种降低芥蓝2-羟基-3-丁烯基硫苷含量的方法与流程

1.本发明涉及植物品种培育技术领域，特别是涉及一种降低芥蓝2-羟基-3-丁烯基硫苷含量的方法。


背景技术：

2.芥蓝为十字花科、芸薹属一年生草本植物，以食用花薹为主，营养价值丰富，是华南地区特色蔬菜之一，有着悠久的栽培历史和丰富的种质资源。
3.硫代葡萄糖苷，简称硫苷，是一种重要的亲水性次生代谢物，主要分布在十字花科植物中，所有的十字花科植物都能够合成硫代葡萄糖苷，这种次级代谢产物能帮助十字花科植物免受昆虫和一些病原菌的危害，同时硫苷的代谢路径能调节广谱抗真菌的防御反应，不同硫苷可以作为不同昆虫的防御物质，但硫苷在帮助植物抵抗外界干扰的同时也产生了对人体有害的物质，如2-羟基-3-丁烯基硫苷(pro)。研究发现，2-羟基-3-丁烯基硫苷是芥蓝中苦味的主要来源，严重影响芥蓝的食用价值，同时其水解产物能导致猪甲状腺肿，高含量的2-羟基-3-丁烯基硫苷严重影响芸薹属蔬菜的营养价值。因此，降低芥蓝中2-羟基-3-丁烯基硫苷的含量具有重要意义。
4.同一种植物，硫苷的组成和含量易受生物因素和环境因素的影响，高温、盐分胁迫、冷害等逆境胁迫和施肥不当等因素会增加芥蓝中有害硫苷含量的积累。本发明拟通过品种选育及合理的栽培措施获得一种降低芥蓝2-羟基-3-丁烯基硫苷含量的方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种降低芥蓝2-羟基-3-丁烯基硫苷含量的方法，以解决上述现有技术存在的问题，该方法通过品种选育结合合理的栽培措施共同达到降低芥蓝2-羟基-3-丁烯基硫苷含量的技术效果，为芥蓝中有害硫苷的降低提供理论依据和科学支持。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
7.本发明提供一种降低芥蓝2-羟基-3-丁烯基硫苷含量的方法，包括以中花-1为母本，以矮脚香菇-1为父本，选育低pro含量芥蓝品种；并配套低pro硫苷芥蓝栽培措施的步骤。
8.进一步地，所述选育低pro含量芥蓝品种的步骤具体为：
9.(1)母本的选育：
10.选择中花芥蓝自交留种，进行纯化，经连续自交8代获得稳定的自交系，命名为中花-1；
11.(2)父本的选育：
12.选择矮脚香菇进行自交留种，不断地进行自交纯化，经连续自交8代育成自交系，并命名为矮脚香菇-1；
13.(3)杂种一代的选育：
14.选择步骤(1)获得的中花-1与步骤(2)获得的矮脚香菇-1进行双列杂交，得到低
pro含量芥蓝品种。
15.进一步地，中花芥蓝和矮脚香菇为市售农家品种。
16.进一步地，所述低pro硫苷芥蓝栽培措施具体为：
17.(1)选地整地：选择肥沃的壤土或砂壤土地块种植，种植前调节土壤酸碱度，再向处理后的土壤中施加肥料，之后在育苗地块四周挖排水沟并整地呈龟背形；
18.(2)播种时间：选择温度为15-25℃的季节播种所述低pro含量芥蓝品种；
19.(3)定植：将长出7-8片真叶的幼苗移栽定植至育苗地块；
20.(4)田间管理：控制氮磷钾肥施用量；
21.(5)病虫害防治：喷施58％甲霜锰锌可湿性粉剂600倍液和/或75％百菌清可湿性粉剂500倍液，每隔7天喷1次，连续2-3次，用于防治霜霉病；喷施啶虫脒、哒螨灵、菊酯类、虫螨腈、苯氧威和/或敌杀死杀虫剂防治虫害；
22.(6)适时采收：在主薹充分生长，花蕾未开时(齐口花)采收。
23.进一步地，步骤(1)所述调节土壤酸碱度具体为向土壤中施加石灰，调节土壤酸碱度至6.5-8。
24.进一步地，步骤(1)所述肥料包括有机肥和无机肥，其中有机肥施用量为1500kg/667m2，无机肥施用量为200kg/667m2。
25.进一步地，所述无机肥中氮、磷、钾的质量比是1：1：1。
26.进一步地，在步骤(3)中，移栽定植之前，先将所述育苗地块浇足水；所述移栽定植时机为阴天或晴天午后，移栽定植之后浇定根水。
27.本发明公开了以下技术效果：
28.本发明首先通过品种选育，分析发现组合中花-1
×
矮脚香菇-1的raa(抗癌硫苷)含量最高，正向超亲优势很明显，pro(有害硫苷)含量最低，为0.23μmol/g fw，负向超亲优势较显著，由此培育出低pro含量芥蓝新品种。本发明还通过实施合理的栽培措施，最大限度降低环境因素影响，避免因栽培护理不当造成芥蓝中有害硫苷含量增加。综上可知，本发明公开的方法是通过品种选育结合合理的栽培措施共同达到降低芥蓝2-羟基-3-丁烯基硫苷含量的技术效果，进一步为芥蓝中有害硫苷的降低提供理论依据和科学支持。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为实施例1的亲本和杂交组合pro含量检测结果。
具体实施方式
31.现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
32.应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每
个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
33.除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
34.在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
35.关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
36.实施例1一种降低芥蓝2-羟基-3-丁烯基硫苷含量的方法
37.1.低2-羟基-3-丁烯基硫苷(pro)含量芥蓝品种选育
38.(1)母本的选育
39.选择性状优良的单株进行自交留种，进行纯化，经连续自交8代并获得自交系。
40.(2)父本的选育
41.选择性状优良的单株进行自交留种，每年都从中选择表现优良的单株自交留种，不断地进行自交纯化，经连续自交8代育成自交系。
42.(3)组合配置和杂种一代的选育
43.对芥蓝材料进行硫苷分析，对2-羟基-3-丁烯基硫苷进行遗传和配合力分析，选择2-羟基-3-丁烯基硫苷含量较低的材料进行了双列杂交，并进行硫苷的遗传特性和配合力分析，找出低含量2-羟基-3-丁烯基硫苷特殊配合力高的组合。
44.本试验以pro含量为标准，从43个芥蓝品种分别选取6个商品性较好的自交系材料(p1、p2、p3、p4、p5和p6)做后续双列杂交，材料全部由华南农业大学园艺学院芥蓝育种团队提供，品种名称及来源列于表1。
45.表1芥蓝编号及对应名称
[0046][0047]
通过硫苷含量测定发现pro：p1、p2、p3、p4、p5和p6含量分别为：0.64、0.39、3.91、0.53、4.99和0.40μmol/g fw；组合含量范围为0.23-3.99μmol/g fw，平均含量达1.17μmol/g fw。含量超过平均值的组合有1
×
4、1
×
6、5
×
1、6
×
4、6
×
5、6
×
2和3
×
5，其中含量超过双亲的组合有1
×
4、1
×
6、6
×
4和6
×
2。只有组合1
×
2的pro(有害硫苷)含量最低，负向超亲优势较显著，因此该组合是较为理想的组合(见图1)。
[0048]
2.栽培措施
[0049]
(1)选地整地
[0050]
选择肥沃的壤土或砂壤土地块种植，种植前根据土壤ph值在地块撒施石灰，将土壤酸碱度调至6.5-8，同时起到土壤消毒的作用，并提前翻耕晒白。每667m2施入有机肥1500kg左右做为基肥，使用基肥时，要选择无病菌、无虫卵、充分腐熟的有机肥，防止病菌虫卵的带入和烧苗，氮磷钾肥(n：p：k＝1：1：1)200kg全部作为基肥在定植前施入，氮肥中50％作基肥，50％作追肥。地块四周挖排水沟，以便降雨时及时排水。注意将畦面整细整平呈龟背形，以防止大雨过后畦面积水。
[0051]
(2)注意播种时间
[0052]
芥蓝喜温和凉爽的气候，适宜生长温度为15-25℃，华南地区适宜播种时间为8月中旬-11月初，苗期25天。宁夏地区5月上旬播种，可播到6月底。华南地区播种时间过早或过晚，温度较高，对芥蓝造成高温胁迫，影响芥蓝生长和花芽分化；宁夏地区过早或过晚播种，较低的温度会使芥蓝易受冷害影响。过高或过低的温度均会对芥蓝生长造成胁迫，可能引起芥蓝2-羟基-3-丁烯基硫苷含量的提高。因此，应合理安排播种时间，使芥蓝的生长期处于较适宜的温度条件。
[0053]
本发明选择广东地区10月初进行播种，播种时的温度为23℃。
[0054]
(3)定植
[0055]
当幼苗真叶7-8片时，开始移栽定植。移栽前将育苗地块浇足水，以便顺利拔苗，应该选择阴天或者有太阳的下午移栽，定植后立即浇定根水，以便于根系与土壤紧密接触，便于吸收水分和养分。
[0056]
(4)田间管理
[0057]
施肥过多会使土壤中的盐离子含量富集，对芥蓝造成离子胁迫，甚至造成肥害，提高2-羟基-3-丁烯基硫苷的含量。施肥过少或不及时会使芥蓝生长营养不足，影响芥蓝抽薹开花。应根据土壤状况和芥蓝生长情况，施用氮磷钾肥，控制氮肥的施用量，适当多施磷肥和钾肥，尤其是钾肥。
[0058]
本发明在缓苗后3-4天追施少量氮肥，每亩施入氮肥50kg；现蕾抽薹时每亩追施速效肥100kg；主薹采收后，重施复合肥2-3次，以促进侧薹生长。
[0059]
(5)病虫害防治
[0060]
硫苷能帮助十字花科植物免受昆虫和一些病原菌的危害，其代谢路径能调节广谱抗真菌的防御反应，是植物防御体系的重要组成部分，但硫苷在帮助植物抵抗外界干扰的同时也产生了对人体有害的物质如2-羟基-3-丁烯基硫苷，因此，减少病虫害对芥蓝的危害，是降低芥蓝2-羟基-3-丁烯基硫苷含量的重要途径。芥蓝的主要病害是霜霉病，可用58％甲霜锰锌可湿性粉剂600倍液或75％百菌清可湿性粉剂500倍液喷施，每隔7天喷1次，连续2-3次。最主要的虫害是黄曲条跳甲和吊丝虫(小菜蛾)，可喷施啶虫脒、哒螨灵和菊酯类杀虫剂防治，注意交替用药。吊丝虫防治可交替使用虫螨腈、苯氧威、敌杀死(溴氰菊酯)等，注意在幼虫期就用药。
[0061]
(6)在主薹充分生长，花蕾未开时(齐口花)采收。
[0062]
对比例1
[0063]
与实施例1的区别在于，栽培措施步骤(1)土壤酸碱度为10。
[0064]
对比例2
[0065]
与实施例1的区别在于，栽培措施步骤(2)播种时的温度为12℃。
[0066]
对比例3
[0067]
与实施例1的区别在于，栽培措施步骤(5)没有喷施药剂。
[0068]
对比例4
[0069]
与实施例1的区别在于，栽培措施步骤(1)地块排水不畅，积水三天。
[0070]
效果例1
[0071]
检测实施例1和对比例1-4采收的芥蓝植株的pro含量，统计结果如下：
[0072]
表2不同栽培措施下采收的芥蓝植株的pro含量检测结果
[0073]
组别pro含量(μmol/g fw)实施例10.23对比例11.21对比例20.68对比例30.78对比例41.15
[0074]
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。