一种高色素含量彩色马铃薯品种选育方法技术

本发明专利技术公开一种高色素含量彩色马铃薯品种选育方法，该方法包括色素含量测定、亲缘关系分析、混合授粉、杂交后代筛选、田间筛选及色素评价、筛选出的高色素含量后代进行品种比较试验和区域试验，选育色素含量高，农艺性状好的彩色马铃薯新品种。本发明专利技术可显著提高杂交后代中高色素含量株系的比例，提高培育高色素含量新品种的选择效率；利用分子标记分析彩色马铃薯杂交亲本的亲缘关系，选择亲缘关系较远的材料配对杂交，利用杂种优势提高了杂交后代的色素含量、品质、产量等农艺性状；采用混合授粉，多父本授粉策略拓展其遗传基础，提高杂交结实率的同时增加了杂交后代的变异类型。

Breeding method of color potato variety with high pigment content

The invention discloses a high pigment content color potato variety breeding method, which includes pigment content determination, phylogenetic relationship analysis, mixed pollination, hybrid progeny screening, field screening and pigment evaluation, selection of high pigment content offspring for variety comparison test and regional test, breeding pigment content high, agriculture. A new color potato variety with good performance. This invention can significantly increase the proportion of high pigment lines in hybrid progeny, improve the selection efficiency of new varieties with high pigment content, use molecular markers to analyze the relative relationship of color potato hybrid parents, select materials with far relative relationship, and improve the pigment content of hybrid offspring by heterosis. The genetic basis was expanded by mixed pollination and multi paternal pollination strategy, and the hybrid seed setting rate was increased at the same time, and the variation type of hybrid offspring was increased.

【技术实现步骤摘要】
一种高色素含量彩色马铃薯品种选育方法
本专利技术属农作物育种
，尤其涉及一种高色素含量彩色马铃薯品种选育方法。
技术介绍
马铃薯是世界种植最广泛的高碳水化合物类作物之一，也被认为是人们饮食中重要的抗氧化活性食物来源。马铃薯中含有多酚、类胡罗卜素、类黄酮和维生素C等多种抗氧化活性物质。所述高色素含量彩色马铃薯品种是指总花青素含量高的马铃薯品种，通常总花青素含量在20mg/100g以上为高色素含量。彩色马铃薯除其它抗氧化活性物质外又增加了花青素色素，彩色薯肉的马铃薯品种的抗氧化活性比白肉和黄肉马铃薯品种增加了2-3倍。常见的马铃薯有多种皮色如白、黄、红和紫色，但肉色主要是白色和黄色，其它颜色如红色和紫色等富含花青素色素的马铃薯则不多见。马铃薯是世界第四大农作物，2千万顷的种植面积为彩色马铃薯的生产及色素提取等提供了巨大潜力。面对如此巨大的马铃薯种植面积，缺少高产，适应性广、色素含量高的彩色马铃薯品种成为彩色马铃薯推广种植的瓶颈因素。彩色马铃薯源于南美洲安第斯山脉的原始栽培种，在彩色马铃薯杂交育种中把原始栽培种的彩色性状导入栽培种的同时，其不利性状如农艺性状差，块茎小，产量低，适应性差等特性也跟随而来，因此对彩色马铃薯杂交组合配制和杂交后代的筛选评价显得尤为重要。针对彩色马铃薯新品种的培育，相关研究学者提出新的培育方法，Brown等发现红色薯肉表现为多基因控制。红肉品种的色素分布从部分着色到在块茎组织中完全呈现红色。红肉品种和红肉品种杂交的后代中完全呈现红肉的比例要比红肉品种与白肉品种杂交的后代的比例高很多。但该技术还处于经验总结阶段，未形成系统性的彩色马铃薯新品系。迄今为止，尚未见到将该技术应用于同时培育紫色和蓝色等基他彩色马铃薯新品种的报道。中国云南省独有的低纬高原气候特点与马铃薯原产地南美洲安第斯山脉的气候非常相似，利用这一气候优势，集成马铃薯多项杂交育种手段，能更快更好地选育高色素含量的彩色马铃薯新品种。
技术实现思路
鉴于该技术的现状，本专利技术提供了一种培育高色素含量彩色马铃薯新品种的方法，该方法整合多项杂交育种技术：筛选高色素含量的彩色马铃薯作为杂交亲本，提高杂交后代中高色素含量的比例；用分子标记技术分析彩色马铃薯的亲缘关系，筛选遗传关系较远的材料作为杂交亲本，利用杂交种优势提高杂交后代色素含量；利用彩色马铃薯的混合花粉作为父本与彩色马铃薯母本杂交，提高杂交结实效率。本专利技术的技术方案如下：1.一种高色素含量彩色马铃薯品种选育方法，其特征在于，包括杂交亲本的色素含量测定、亲缘关系分析和混合授粉等技术，具体步骤如下：(1)色素含量评价：把保存的彩色马铃薯资源的块茎切开，肉眼评价色素含量，筛选全紫肉和全红肉的材料作为杂交母本亲本；(2)亲缘关系分析：用SSR分子标记分析彩色资源的亲缘关系，筛选亲缘关系较远的彩色马铃薯配对进行杂交；(4)混合授粉：采集所杂交父本的花粉混合在一起，对杂交母本进行授粉；(4)杂交后代筛选：杂交实生籽播种到温网室，收获时切开薯块，筛选全紫肉或全红肉的杂交后代；(5)田间筛选及色素评价：收获后彩色马铃薯后代于第二年播种到大田进行筛选，收获时肉眼评价块茎颜色，筛选全紫肉或全红肉的后进行色素含量测定；(6)通过步骤(5)色素含量测定结果筛选色素含量高的后代进行品种比较试验和区域试验，选育色素含量高，农艺性状好的彩色马铃薯新品种。2.根据技术方案1所述的一种高色素含量彩色马铃薯品种选育方法，其特征在于：步骤(2)中所述筛选亲缘关系较远的彩色马铃薯是指根据SSR分子标记分析的遗传距离较远的品种。3.根据技术方案1所述的一种高色素含量彩色马铃薯品种选育方法，其特征在于：步骤(5)中所述的色素含量测定是用pH示差法测定其总花青素含量。4.根据技术方案1所述的一种高色素含量彩色马铃薯品种选育方法，其特征在于：步骤(6)中所述的选育色素含量高是以现有彩色马铃薯的主栽品种中色素含量高的彩色马铃薯为对照，选育比对照色素含量高的彩色马铃薯；或步骤(6)中所述的选育色素含量高是指总花青素含量高于当前种植的彩色马铃薯主要栽培品种紫云1号的彩色马铃薯。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、本专利技术通过色素评价，选择高色素含量的彩色马铃薯作杂交亲本，可显著提高杂交后代中高色素含量株系的比例，提高培育高色素含量新品种的选择效率；2、本专利技术利用分子标记分析彩色马铃薯杂交亲本的亲缘关系，选择亲缘关系较远的材料配对杂交，利用杂种优势提高杂交后代的色素含量、品质、产量等农艺性状；3、本专利技术采用混合授粉技术，采用多父本授粉策略拓展其遗传基础，提高杂交结实率的同时增加杂交后代的变异类型。附图说明图1是紫肉×紫肉杂交后代的4种表型：紫皮全紫肉(PCP)，紫皮部分紫肉(PPP)，紫皮白肉(PW)和白皮白肉(WW)。图2是红肉×红肉杂交后代的4种表型：红皮全红肉(RCR)，红皮部分红肉(RPR)，红皮白肉(RW)和白皮白肉(WW)。具体实施方式以下实施例用于对本专利技术作进一步说明，各实施例中无特殊说明为常规方法。(1)试验材料收集，色素含量评价从世界各地收集薯肉呈紫色或红色的资源，包括国际马铃薯中心、美国和加拿大等地的彩色马铃薯品种和品系。收集的彩色马铃薯资源种植于试验地，收获时用刀横剖，肉眼评价块茎的花青素色素分布情况，筛选全紫肉和全红肉的彩色马铃薯种质作为杂交亲本。采用全紫肉×全紫肉、全红肉×全红肉、或全紫肉×全红肉方式进行杂交。(2)亲缘关系分析筛选具有多态性的SSR引物(见附表)对彩色马铃薯种质资源进行分析，明确彩色马铃薯种质之间的亲缘关系。选择亲缘关系较远的彩色马铃薯进行杂交。所述筛选亲缘关系较远的彩色马铃薯是指根据SSR分子标记分析的遗传距离较远的品种。(3)混合授粉根据亲缘关系分析结果设计杂交圃，杂交父本开花时采集父本花粉，混合在一起后对母本进行杂交授粉，授粉采用常规的杂交技术。(4)杂交后代筛选杂交收获的实生种籽播种到网室内进行筛选：第一代：网室内收获时对块茎的花青素色素进行肉眼评价，筛选全紫肉和全红肉的单株保存，汰除其它色素含量低的材料；(5)田间筛选及色素评价：第二代：播种到田间进行评价，田间生长期间进行晚疫病防控，收获时对块茎的色素进行肉眼评价，筛选全紫肉和全红肉的株系保存；第三代：对彩色马铃薯株系进行综合性状评价，筛选薯型好，产量高的株系采用pH示差法进行花青素色素含量的测定，在测定的材料中比较，选择色素含量高的株系保存；(6)第四代及以后：高色素含量的株系进行品种比较试验、区域试验和生产试验，筛选植株长势好、薯形好、产量高，适应性强的株系进行品种审定。通过上述方法，本专利技术用从混合授粉后代中选育到色素含量非常高的G06-38-2、G06-36-4等彩色马铃薯种质资源。G06-38-2是以紫肉品系C91.612为母本，紫肉品种的混合花粉作父本杂交选育的全紫肉材料。G06-36-4是以红肉品系LR93.160为母本，红肉品种的混合花粉作父本杂交选育的全红肉材料。采用本专利技术方法杂交后代的颜色表型分离情况如下：用作杂交亲本的4个紫色薯肉的马铃薯品种中，PurpleMajesty(紫皮全紫肉，PCP)的花青素含量最高，然后由高到低依次是BoraValley(PCP),PurpleValley(紫皮部分紫肉，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高色素含量彩色马铃薯品种选育方法，其特征在于，包括杂交亲本的色素含量测定、亲缘关系分析和混合授粉等技术，具体步骤如下：(1)色素含量评价：把保存的彩色马铃薯资源的块茎切开，肉眼评价色素含量，筛选全紫肉和全红肉的材料作为杂交亲本；(2)亲缘关系分析：用SSR分子标记分析彩色资源的亲缘关系，筛选亲缘关系较远的彩色马铃薯配对进行杂交；(3)混合授粉：采集所杂交父本的花粉混合在一起，对杂交母本进行授粉；(4)杂交后代筛选：杂交实生籽播种到温网室，收获时切开薯块，筛选全紫肉或全红肉的杂交后代；(5)田间筛选及色素评价：收获后彩色马铃薯后代于第二年播种到大田进行筛选，收获时肉眼评价块茎颜色，筛选全紫肉或全红肉的后进行色素含量测定；(6)通过步骤(5)色素含量测定结果筛选色素含量高的后代进行品种比较试验和区域试验，选育色素含量高，农艺性状好的彩色马铃薯新品种。

【技术特征摘要】
1.一种高色素含量彩色马铃薯品种选育方法，其特征在于，包括杂交亲本的色素含量测定、亲缘关系分析和混合授粉等技术，具体步骤如下：(1)色素含量评价：把保存的彩色马铃薯资源的块茎切开，肉眼评价色素含量，筛选全紫肉和全红肉的材料作为杂交亲本；(2)亲缘关系分析：用SSR分子标记分析彩色资源的亲缘关系，筛选亲缘关系较远的彩色马铃薯配对进行杂交；(3)混合授粉：采集所杂交父本的花粉混合在一起，对杂交母本进行授粉；(4)杂交后代筛选：杂交实生籽播种到温网室，收获时切开薯块，筛选全紫肉或全红肉的杂交后代；(5)田间筛选及色素评价：收获后彩色马铃薯后代于第二年播种到大田进行筛选，收获时肉眼评价块茎颜色，筛选全紫肉或全红肉的后进行色素含量测定；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李先平，隋启君，包丽仙，潘哲超，尹自友，王颖，蒋伟，徐宁生，李燕山，白建明，杨琼芬，姚春光，普红梅，卢丽丽，张磊，梁淑敏，刘凌云，
申请(专利权)人：云南省农业科学院经济作物研究所，
类型：发明
国别省市：云南,53