10品质育种

第十章 品质育种
一、品质育种的意义和特点 二、药用植物品质性状的遗传与鉴定 三、药用植物优质品种的选育
概念：品质育种是以实现产品优质为主要目标的品 种改良和种质创新的技术与方法。 药用植物品质育种的基本任务是建立切合实际的药 用植物品质指标和鉴定方法；广泛收集种质资源， 注重优质资源的创新；研究品质性状的遗传规律， 减少育种工作的盲目性；确定有效的育种途径， 提高品质改良的效益。
油菜的品质
油菜品质育种的主要目标是三低三高，低芥酸（1% 油菜品质育种的主要目标是三低三高，低芥酸（ 以下）、低硫代葡萄糖甙（30μmole/g以下）、低亚 ）、低硫代葡萄糖甙 以下）、 以下）、低硫代葡萄糖甙（30μmole/g以下）、低亚 麻酸（3%以下）、高油分 45%以上）、高亚油酸 以下）、高油分（ 以上）、 麻酸（3%以下）、高油分（45%以上）、高亚油酸 40%以上）、高蛋白 占种子重28%以上、 以上）、高蛋白（ 28%以上 （40%以上）、高蛋白（占种子重28%以上、或饼粕 重的48%以上，或油分或蛋白质总量大于73% 48%以上 73%）。 重的48%以上，或油分或蛋白质总量大于73%）。
生物学的： （4）.生物学的： ） 生物学的 包括营养价值、消化率和吸收率等。 包括营养价值、消化率和吸收率等。
（二）品质育种的意义
1、品质育种是增加植物营养成分含量的重要途径 如蛋白质、脂肪、糖、淀粉、氨基酸、维生素等含量 2、优质品种有利于增进人体健康 如油菜籽油是我国主要的植物食用油，传统油菜品质芥酸、 硫代葡萄糖苷含量较高，优质双低油菜的低芥酸、高油酸 和亚油酸特性，从根本上调整了菜油的脂肪酸组成。 3、优质品种是食品加工产业化的需要 如小麦的磨粉品质、烘烤品质、面筋含量等根据不同的加工 需要有不同的要求。
2、内在品质 指药用植物及其产品质量的所有内含特性，特别 是化学成分的种类和含量，包括活性成分、有毒 成分等，也可称为化学品质。 有效成分即活性成分，指具有生物活性、、能用分 子式和结构式表示并有一定的物理常数（如熔点、 沸点、溶解度、旋光度等）的单体化合物，也称 有效单体。如麻黄碱、小蘗碱、延胡索乙素、黄 芪苷等。 有效部分：尚未提纯成单体而只是某一种类型的混 合物，如：人参皂苷、芸香油、麻黄生物碱等。
感官的（包括原材料及成品）： 感官的（包括原材料及成品）： 消费者满意的外形、色、香、味、质地等。 消费者满意的外形、 质地等。
（2）、化学品质性状 指植物被利用部位或产品所含的化学成分、化学性质及其对 人畜的营养价值、药用疗效和卫生安全性能。 如药用植物的活性化学成分的含量，粮食作物的氨基酸含量， 油料作物的含油量等有益成分的含量等。 有害成分有：油菜的芥酸、留待葡萄糖苷，蓖麻的蓖麻毒蛋 白，大豆的胰蛋白酶抑制剂。 有些药用植物含有有毒成分，乌头、苍耳、半夏等。 化学品质性状一般需通过较精确的定性和定量测定加以评价， 是相对客观的品质性状。
2、品质性状的复杂性 不同品质性状涉及的内外影响因素多，品质 性状的鉴别需要建立客观的标准并借助于 科学仪器进行分析鉴定，品质育种具有费 时费工、成本高的特点。 3、品质和产量之间的负相关性
二、药用植物品质性状的遗传与鉴定
（一）、药用植物品质性状 1、外在品质 指药用植物作为中药材商品能被人感知的外观特征特性， 如产品的大小、一致性、完整性、成熟度、色泽、形状、 气味、味道等属性，也可称为商品品质。 如：宁夏枸杞果实的百粒重、果长和色泽是重要的商品品质 指标。 人参根呈长圆柱形，芦长、身长、腿长，有分支2~3个。
品质鉴定：根据一定的标准，通过一定的手段来评 定材料的优劣，为材料的选择提供依据。 育种的效果就取决于鉴定的可靠性。 1、质量标准 参照《中国药典》，结合种植、加工、市场及药 用植物本身的特性等实际，制定科学规范、可操 作性强的质量标准。
2、感官鉴定 通过人的感官或借助于显微放大工具进行看、 闻、尝等手段检验形态、色泽、质地、风 味等性状。具有一定的主观性。
3、仪器鉴定 包括理化鉴定、色谱鉴定和光谱鉴定三大类。 色谱鉴定有薄层色谱法、气相色谱法和高效液相色 谱法； 光谱鉴定有紫外吸收光谱法和红外光谱法 中药指纹图谱是通过色谱鉴定或光谱鉴定技术对中 药材内在化学成分的种类、数量及品质进行鉴定 的方法。广义的中药材指纹图谱还包括DNA指纹 图谱。
4、加工鉴定 作为提取化学成分原料的药用植物，其加工 性能也是重要的品质。 加工鉴定要模拟相关的加工机械，设计小型 仪器和程序，对原料进行检验。
根据用途对药用植物的活性成分要求也不同，其用 途主要有两种： 1、加工成中药饮片或中成药。 要求主要化学成分含量与野生来源比较保持稳定， 并符合《中华人民共和国药典》的质量标准。 2、作为原料提取活性成分。 育种目标为提高某一种有效单体或有效部分的含 量和最后总产量。
3、加工品质 指药用植物能满足不同加工、贮运需求的 特征特性总和。该内容既包含了某些商品 品质的内容，又涉及药材产品药用品质内 容及产品自身组织结构特征和生物生化特 性。
3、品质性状的主效基因遗传，即质量性状遗传 如：红花花色，Y-C-为大红，Y-C-R-为橙黄 Y-C-O-R-为黄褐，C-、C-O-、C-R-、C-O-R-为灰白 不同基因间存在互作遗传关系。 薄荷属植物挥发油的遗传，香芹酮（CC）和薄荷酮（cc） 曼陀罗属植物的莨菪碱也呈质量性状遗传。属一对基因控制。 百里香植物有不同香气特性化学型变异。不同类型分别由主效 单基因控制。
人类对各种产品性能的要求和感官 的感觉的要求，往往落实到作物本身及 的感觉的要求， 其产品某些有关的特性和特征上。 其产品某些有关的特性和特征上。这些 特性和性状称品质性状。 特性和性状称品质性状。
品 质 性 状
感官的 的 的
的
的
品质性状是表征生物品质特性的单位性状。 （1）感官品质性状 指符合消费者感官要求的外形、质地、色泽、 气味、口感等性状。 如：人参的根形和个体，薄荷的香味，山楂 的酸甜度等。 感官品质性状一般根据人类的主观感觉加以 评价，是相对主观的品质性状。
4、药用植物品质育种是中药产业发展的迫切 需要。 药用植物与农作物不同，其品质的要求高于 产量的要求。 质量不仅关系到安全和健康，也关系到市场 和品牌，关系到中药产业的国际化。
(三)、品质育种的特点
1、品质标准的相对性 不同植物以及同一植物针对不同用途其品 质的要求和评价标准可能完全不同。 不同的用途要解决的主要矛盾不相同，有的 强调营养品质，有的则需要改良其贮藏品 质等
4、品质性状的数量遗传 大多数品质性状由多基因控制，表现为数量性状遗 传。某一类活性成分的合成都须经过相应的生物 代谢途径，涉及多种相关的酶及其编码基因。 如：植物体内异黄酮的生物合成产量受到多种内外 因子的影响，其中外因最重要的是光照的质量和 强度。 青蒿素含量属于数量性状。
（三）药用植物品质的鉴定
（二）药用植物品质性状的遗传
1、品质性状的可遗传性 （1）药用植物次生代谢产物生物碱类在植物界的分 布方面 植物生物碱多达12000多种，主要集中在种子 12000 植物中，菌类、藻类、地衣类和水生植物未发现 有生物碱，蕨类和裸子植物生物碱分布不广。 （2）、药材形态性状方面 （3）、不同来源的种质，有效成分含量不同。
三、药用植物优质品种的选育
一、优质种源的收集、引种和创新 二、品质育种方法
小 结
一、品质育种的意义和特点 概念，性状（感官的、化学的、物理的、生物的） 意义 特点：标准的相对性；性状的复杂性；品质和产量之间的负相关性 二、药用植物品质性状的遗传与鉴定 品质性状（外在的，内在的，加工的） 可遗传性（质量性状遗传，数量性状遗传） 次生代谢产物合成途径及关键酶基因 品质的鉴定（质量标准，感官鉴定、仪器鉴定、加工鉴定） 三、药用植物优质品种的选育
品质的标准根据人类的要求 和市场的需要而定。 和市场的需要而定。人类对品质 的要求，因不同国家、 的要求，因不同国家、地区和民 族习惯以及在不同的时期有很大 的变化， 的变化，尤其是外观品质性状的 要求，与不同国家、 要求，与不同国家、地区和民族 习惯有很大的关系。 习惯有很大的关系。
2、品质性状: 品质性状:
品质 (quality): 作物品质是指作物的某一部分， 作物品质是指作物的某一部分，以某种方 式生产某种产品时， 式生产某种产品时，在加工过程以及最后成品 所表现的各种性能， 所表现的各种性能，以及在食用或使用时感觉 器官的反映，对人类要求的适合程度。 器官的反映，对人类要求的适合程度。 对“end use”的适合程度。 的适合程度
4、物理品质性状 指植物被利用部位在采收、加工时，所涉及 或表现的物理和机械性能。
物理和机械的： （3）.物理和机械的： ） 物理和机械的
指植物被利用部位在采收、加工时， 指植物被利用部位在采收、加工时，所涉及或表现的 物理和机械性能。 物理和机械性能。 加工过程的要求， 加工过程的要求，如：爆裂型玉米的膨爆性，红花、 爆裂型玉米的膨爆性，红刺的有无，铁皮石斛烘烤软化度等。
另外， 另外，为了满足工业需要亦提出高芥 55%以上 油菜品种选育。 以上） 酸（55%以上）油菜品种选育。 芥酸主要作为塑料工业、 芥酸主要作为塑料工业、油脂化工及 尼龙1313 1313的重要原料 尼龙1313的重要原料 高芥酸的菜油是铸钢工业的良好润滑 此外，菜油还广泛用于机械，橡胶， 油，此外，菜油还广泛用于机械，橡胶， 化工，油漆，纺织，制皂和医药工业。 化工，油漆，纺织，制皂和医药工业。
2、次生代谢产物合成途径及关键酶基因 活性成分除少数是蛋白质（酶）、脂肪、氨 基酸是、核苷、有机酸等初生代谢产物外，绝大 多数属于次生产物代谢，如萜类、生物碱类、多 糖及苷类、醌及其衍生物、香豆素和木质素、黄 酮类、挥发油等。 （1）萜类化合物合成途径 （2）生物碱的生物合成途径 （3）其他次生代谢产物合成途径
一、品质育种的意义和特点
（一）品质的概念和品质性状 1、品质的概念 品质是指产品的质量。 欧洲品质控制组织给产品品质的定义是：产品能满足一定需 要的特征特性的总和。 植物品质是指植物可利用的部分形成某种产品时或在加工过 程以及最后的成品所表现的各种质量性能。 植物的品质由自身的遗传特性和外部生长环境决定，时多种 因素构成的复合性状。通过育种途径，改良品质特性是生 产优质产品经济而可靠的方法。