[发明专利]一种甜叶菊叶片品质育种亲本选配方法

说明书

本发明公开了一种甜叶菊品质育种亲本选配方法，属于作物品质育种领域。该方法包括育种材料叶片所含化合物的检测及定性和定量信息提取、基于目标化合物含量改良方向的育种材料利用潜力评估，建立了一种可计算的、更精准的甜叶菊叶片品质育种亲本选配方法。依照本发明的甜叶菊品质育种亲本精准选配策略，可提高甜叶菊品质育种效率。

技术领域

本发明属于作物品质育种领域，具体涉及改良甜叶菊叶内相关化合物含量的品质育种亲本选配方法。

背景技术

甜叶菊(又称“甜菊”，Stevia rebaudiana Bertoni)为原产于南美洲阿曼山脉的菊科Stevia属宿根性多年生草本植物，因其叶内富含一类口味不同程度地接近蔗糖、甜度为蔗糖150-300倍、热量为蔗糖1/300的四环二萜类化合物——甜菊糖苷而被广为种植加工。自上世纪七十年代引入以来，我国已发展为世界最主要的甜叶菊种植、加工基地。

随着消费水平的提高，糖尿病患者和体重控制人群越来越多，市场对天然来源的甜菊糖苷需求量越来越大，甜叶菊新品种选育直接关系到整个甜叶菊产业的可持续发展。

上世纪八十年代种植的甜叶菊叶片所含甜菊糖苷类化合物主要为具青草味的STV(Steviolside,甜菊苷)。随着人们对甜菊糖苷口感要求的提高，进入本世纪以来，甜叶菊叶片所含主要甜菊糖苷类化合物由具有青草味的STV逐渐转变为口感更加接近蔗糖的RA(Rebaudioside A,莱鲍迪苷A)。2010年以来，随着科研人员对甜叶菊叶片所含甜菊糖苷的开发，人们开始关注的甜菊糖苷种类越来越多：具增甜作用、可作为芳香剂使用的RC(Rebaudioside C,莱鲍迪苷C)；口感更接近蔗糖、后味更小的RD(Rebaudioside D,莱鲍迪苷D)和RM(Rebaudioside M,莱鲍迪苷M)；在味蕾上停留时间更短的莱鲍迪苷B(Rebaudioside B,RB)；水溶性好、稳定性高、口感纯正的莱鲍迪苷E(Rebaudioside E,RE)等。

在甜菊糖苷应用中，下游应用企业多以纯化至95-97％的高纯度RA、RD和RM、RB等进行复配应用。由于资金及技术门槛高、纯化效率低、纯化后的甜菊糖苷水溶性降低且同时留下大量口感差、需用β-环糊精葡萄糖基转移酶等酶改质后才可应用的低品位甜菊糖苷混合物。这增多了加工环节、提高了甜菊糖苷应用成本、制约了天然甜菊糖苷对三氯蔗糖等合成甜味剂的替代和市场拓展。

随着甜菊糖苷应用市场的扩大，包括可口可乐等在内的应用企业对甜菊糖苷的应用成本控制要求也越来越高，提出了不先对各甜菊糖苷组分进行纯化后再复配应用，而直接利用甜菊糖苷初提物进行添加应用的方案，这可极大地降低提取甜菊糖苷加工成本，促进甜菊糖苷对化学合成甜味剂的替换，同时也避免产生一些需利用β-环糊精葡萄糖基转移酶等酶改质后才能为下游应用企业所接受的低品位甜菊糖苷混合物。

应用环节的这一要求对甜叶菊育种工作提出了挑战。这要求新育成的甜叶菊品种应在现有品种的基础上提高RE、RD、RM、RA、RB等高品位甜菊糖苷的含量，同时降低STV、RF等低品位甜菊糖苷的含量。

由于甜叶菊为自交不亲和植物，之前的甜叶菊育种全凭经验，育种家们常利用的育种策略为“优优”杂交组合，即针对育种目标化合物，选择叶片中目标化合物含量高的单株系间配制杂交组合，由于甜叶菊叶片内包括甜菊糖苷在内的化合物种类繁多，且化合物间相互转化，而甜叶菊育种工作者所依托的化合物信息有限，只采用单一或有限几种化合物的含量信息进行杂交组合配制，育种效率低下。为了实现育种目标，育种工作者只能尽量多地配制杂交组合，成本高，成功率低。

同样地，由于甜叶菊为自交不亲和植物，遗传背景复杂，重组自交系获取难度大，这使得甜叶菊杂交后代间单株系叶片内包括甜菊糖苷在内的各化合物的种类和含量变异幅度大，育种工作者只能对所配制的杂交组合后代各株系海量地逐一检测。但是，一方面，由于甜叶菊叶片内包括甜菊糖苷在内的化合物种类多，常用的高效液相法分离检测方法，检测成本高，分离效率低，所提取的化合物信息少。另一方面，同样地由于化合物种类多，每个样品的分离检测所需时间多长达1.0小时及以上，时间成本高。