利用种子脂肪酶缺失材料选育作物耐储藏品种的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用种子脂肪酶缺失材料选育作物耐储藏品种的方法，是筛选脂肪酶的缺失或脂肪酶抑制剂的高水平表达的材料，分别与优良粮油作物水稻、玉米、油菜、花生等品种或雄性不育系或雄性不育恢复系进行杂交，其Ｆ↓［１］材料以后再采取自交、回交、花药培养或诱变的方法加快耐储藏和优质、高产、多抗性状的聚合，选育作物耐储藏品种。满足稻谷安全储藏中对耐储藏专用型水稻品种需求。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种种子长寿命、耐储藏作物品种的选育的方法。
技术介绍
种子是植物长期进化的产物，是植物个体发育的一个阶段。它是植物上一代的结束，同时又是下一代的开始。它肩负着植物世代繁衍和进化的使命。在人类的选择和自然进化的双重作用下，植物的种子除了上述作用外还成为人类食物的主要来源。所以作物种子不但是农业的最基本的生产资料，也是最基本的生活资料。种子和粮食的安全储藏对我国这样一个具有13亿人口的世界上第一人口大国来说意义十分重大。研究表明作物种子的结构和成分等直接影响的种子的寿命和耐储藏特性，例如凡是种皮致密、色深的作物种子其生活力较强；种子中脂肪含量高的种子由于脂肪易氧化、酸败、活力下降快、寿命短。我国是农业大国也是人口大国。粗略估计全国每年农作物播种面积15万公顷以上，其中粮食作物播种面积约10万公顷，粮食总产4.5亿吨。作物用种量约1.5万吨。由于粮食和种子储藏、储备过程中的陈化变质以及种子的老化，每年造成的损失达数百亿之巨。在我国主要农作物中花生是最不耐储藏的作物之一，另外一个最重要的粮食作物水稻也是不耐储藏的粮食品种，在一般储存条件下稻谷第二年就开始陈化变质，稻谷的储存极限为3年左右。为此国家储备粮采用分散分批、定期推陈储新、轮流更新的方法，或作生产工业酒精原料，由此耗费了大量的人力、物力和财力。稻谷陈化变质过程中，产生大量陈味，导致其食用性差，种子生活力差，发芽率下降等，给人们的生活和生产带来了不利的影响，也严重影响国家储备的能力。关于作物种子和粮食老化和陈化机理众说纷纭，概括起来大致有胞壁、蛋白质变化说，认为造成种子变化的主要原因在于胞壁和淀粉粒外围蛋白质变化；直链和支链淀粉含量相对变化说；羰基化合物说；游离脂肪酸说；脱支酶说；巯基变化说等，长期以来，水稻等作物种子脂类与陈化的研究始终受到人们的关注，但是脂肪酶的作用一直未得到重视。水稻脂肪酶的研究也仅仅局限于米糠稳定化和大米风味营养的问题，而对水稻等作物种子脂肪酶与其储藏陈化变质的关系研究甚少。作物种子的脂肪含量和分布因作物种类和品种不同差异很大，在稻谷中脂类含量约为3％，是稻谷的重要营养物质之一。它比蛋白质、淀粉具有更高能量，且与维生素A，D，E，F，K等共存。同时，脂肪所含的花生烯酸、亚麻酸、亚油酸对防止动脉硬化及高血胆固醇症效果明显。因此，稻谷脂肪是一种营养丰富，又具医疗保健作用的物质。稻谷脂肪受稻谷的储藏影响，稻谷在氧气及高温条件下储藏以后，稻谷脂肪极易发生水解、氧化，致使稻谷品质劣变。稻谷脂类的变化被认为是导致稻谷陈化的最主要因素。脂肪酶是脂肪分解代谢中第一个参与反应的酶，一般认为它对脂肪的转化速率起着调控的作用，是稻谷储藏过程中脂肪酸败变质的主要原因之一。随着稻谷的储藏，脂肪的分解，游离脂肪酸含量增加，脂肪酸组成发生变化，严重影响了稻谷的食用品质和营养品质。一般来说目前延缓作物种子和粮食的衰老和陈化变质，主要通过工程技术有常规储藏技术、通风降温降水技术、自然低温储藏技术、机械低温储藏技术、气调储藏技术、化学储藏技术等。但这些都不能从根本上解决问题。
技术实现思路
本专利技术的研究发现，水稻种子中脂肪酶在水稻种子衰老和稻谷陈化变质中扮演十分重要的角色。在云南水稻品种中筛选出一个种子脂肪酶活性低的材料，其在室温条件下保存42个月发芽率仍高达98.5％、成苗率达85％，表现出极强种子生活力和耐储藏特性。作物中油菜本专利技术是基于作物自身的遗传基因控制种子脂肪酶的表达，包括脂肪酶的缺失和脂肪酶抑制剂的高水平表达，配合脂肪酶活性检测、分子标记辅助选择等相关技术，选育脂肪酶活性低的长寿命、耐储藏的作物新品种的一种新方法、新途径。利用种子脂肪酶缺失材料选育作物耐储藏品种的方法，是筛选脂肪酶的缺失或脂肪酶抑制剂的高水平表达的材料，分别与优良粮油作物水稻、玉米、油菜、花生等品种或雄性不育系或雄性不育恢复系进行杂交，其F1材料以后再采取自交、回交、花药培养或诱变的方法加快耐储藏和优质、高产、多抗性状的聚合，选育作物耐储藏品种。实现上述目标的主要技术路线从上述技术路线我们可以看出利用脂肪酶全缺失材料分别与优良水稻品种、雄性不育系、雄性不育恢复系进行杂交，其F1材料以后逐代再采取自交、回交、花药培养或诱变的方法，从F2或Fn代进行脂肪酶同功酶检测、分子标记检测、人工老化及实仓储藏等筛选，获得脂肪酶活性低(携带脂肪酶缺失基因或脂肪酶抑制基因)的水稻新品(系)种、雄性不育系、雄性不育恢复系；携带脂肪酶缺失基因的雄性不育系与携带脂肪酶缺失基因的雄性不育恢复系杂交，进而选育和配制耐储藏水稻新组合。本专利技术所述的分子标记检测，即分子标记辅助选择技术．是指从幼苗、种子、叶片等组织或器官中提取DNA，从分子水平检测脂肪酶的缺失情况。利用脂肪酶活性缺失种质改良水稻、油菜、玉米、花生等作物的种子生活力和耐储藏特性。通过诱变、杂交、回交、花药培养等，加快耐储藏(低脂肪化酶活性)、丰产性、抗性、优质等优良农艺性状的”集聚”以及基因的修饰和遗传改良，获得一批脂肪酶活性低的耐储藏水稻新品种(组合)，以及选配杂交组合所需的质核互作型雄性不育系(CMS)、光(温)敏核雄性不育系(S)和雄性不育恢复系，满足稻谷安全储藏中对耐储藏专用型水稻品种需求。本专利技术的优点1、利用作物自身遗传特性选育耐储藏农作物新品种，为我国粮食安全提供了一条有效途径。2、减缓了种子因贮备陈化等原因造成的生活力下降，发芽率变差的速度，提高了种子的发芽率与成苗率。延缓粮油储藏过程中的陈化变质. 3、提高了粮油加工副产品的储存时间与稳定性。以水稻为例；米糠是稻谷加工的主要副产品之一。按稻谷产量5％计算，我国年产米糠约800~1000万吨，米糠由于富含膳食纤维、蛋白质、维生素等，能广泛用于食品行业，从而提高食品的营养价值与功能特性。利用米糠制取米糠油可以减少我国进口大豆的三分之一。米糠还可以提取糠蜡、植酸、植酸钙、肌醇、谷维素、谷甾醇、牙周宁等成分，经济价值高。但是米糠中富含脂肪酶、脂肪氧化酶，在它们的共同作用下使脂肪酸败变质，所以米糠加工后极易发生酸败，目前多用作家禽、畜禽和鱼类的饲料。本专利技术培养的种子，由于其脂肪酶、脂肪氧化酶缺失，米糠稳定性大大提高，米糠中含有的丰富的蛋白质、脂肪、膳食纤维，矿物质和维生素等，都可以分别开发利用，米糠将大幅度增值，经济效益十分显著。附图说明附图为本专利技术技术路线图。具体实施例方式首先提供一种种子脂肪酶的检测方法，以下各实施例中均可以采用该方法检测。一、粗酶的提取取稻胚5～20粒(玉米胚则取1～2粒，双子叶作物大豆、花生等取种子子叶10～20mg)放入研钵中，加入1ml PH7.5 Tris-HCl缓冲液，充分研磨后，即为粗酶液。二、底物乳化液的配制将橄榄油和异辛烷按2∶3(V/V)混合，经高速搅拌均质化，得到底物乳化液。三、铜指示剂的配制称取5g乙酸铜，溶解于100ml蒸馏水中，过滤，用吡啶将滤液的PH值调至6.1，得到铜指示剂。四、粗酶活力测定将5ml底物乳化液在35℃下预热后，加入1ml粗酶液、1ml 0.005mol/l CaCl2、1ml 0.5mol/l NaCl、5ml PH7.5 Tris-HCl缓冲液，35℃水浴下搅拌30min(剧烈震荡)。反应完毕后加入2ml 6m本文档来自技高网...

【技术保护点】
利用种子脂肪酶缺失材料选育作物耐储藏品种的方法，其特征在于筛选脂肪酶的缺失或脂肪酶抑制剂的高水平表达的材料，分别与优良粮油作物水稻、玉米、油菜、花生等品种或雄性不育系或雄性不育恢复系进行杂交，其Ｆ↓［１］材料以后再采取自交、回交、花药培养或诱变的方法加快耐储藏和优质、高产、多抗性状的聚合，选育作物耐储藏品种。

【技术特征摘要】
1.利用种子脂肪酶缺失材料选育作物耐储藏品种的方法，其特征在于筛选脂肪酶的缺失或脂肪酶抑制剂的高水平表达的材料，分别与优良粮油作物水稻、玉米、油菜、花生等品种或雄性不育系或雄性不育恢复系进行杂交，其F1材料以后再采取自交、回交、花药培养或诱变的方法加快耐储藏和优质、高产、多抗性状的聚合，选育作物耐储藏品种。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于利用脂肪酶全缺失材料分别与优良水稻...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴跃进，余增亮，张瑛，吴敬德，王钰，高山，
申请(专利权)人：中国科学院等离子体物理研究所，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]