大量生產全天然純絲膠蛋白質的新蠶品種選育方法
2023-04-30 19:16:46 2
專利名稱：大量生產全天然純絲膠蛋白質的新蠶品種選育方法
技術領域：
本發明屬於大量生產高生命率、高絲膠結繭率、無裸蛹產生、高絲膠繭層率 的全天然純絲膠蛋白質的蠶新品種選育的新方法。
背景技術：
繭絲由絲素與絲膠共同構成，絲膠層被覆於絲素外圍，約佔繭層質量的25%， 除含少量蠟質、碳水化合物、色素和無機成分外，主要成分為絲膠球狀蛋白(通 常稱為絲膠)，是相當可觀的可利用資源。但傳統養蠶的目的是將繭絲作為衣料 素材而生產蠶繭，制絲織綢，在制絲及紡織工藝中，僅利用絲素蛋白質，絲膠蛋 白質在繅絲和生絲精練過程將其脫掉,並隨廢水一起排放,大量珍貴的絲膠蛋白 質不僅沒有得到有效利用，還對環境造成嚴重汙染。大量的研究表明，絲膠蛋白質容易吸收；富含人類18種必需胺基酸和天然保 溼成分，起到保溼、防皺、美白作用；與銅、汞等重金屬容易形成螯合物，抑制 酪氨酸酶等活性，起到抗氧化，保持食品安全作用；富含多羧基，保水性強、消 化性低，起到減少消化系統癌變物質的活性作用，等等。因此絲膠蛋白作為營養 食品、醫療保健品和其他領域的機能性材料利用方面具有的諸多獨特功能和較大 的市場潛力。日本在絲膠蛋白質深入研究的基礎上，從保存的歷史未開發品種資源中篩選 育出純度高、絲量多的全絲膠基礎品種"絲膠星"，利用此天然絲膠品種可以大 量生產全天然、絲量多、不分解變性絲膠蛋白質的創新原料素材，是目前世界蠶 絲生產國中只有日本最近公布了育成的純度高、絲量多的全絲膠蠶品種，並且研 發了品種多樣的醫藥、保健、化妝用品，投入市場，效益可觀，引起業界的廣泛 重視。但日本蠶業生產幾乎全部衰亡，絲膠品種沒有得到大面積生產和推廣。我國天然絲膠等特殊機能蠶品種的研究和開發尚處於初級階段。研究和開發 的絲膠蛋白質多來自從繅絲、精煉廢水中的回收，但從繅絲廢液回收工程繁雜，汙染嚴重，效率低，成本高；而且回收的絲膠蛋白質純度低、質量低，絲膠蛋白質容易變性；與人體相關的食品、化妝品、醫藥品等領域的直接應用心有餘悸。通過育成全天然純絲膠品種的推廣，獲得全天然絲膠不僅具有省略分離和複雜的回收過程，避免性能改變，節約成本，迴避汙染的優點，而且與普通蠶繭生產同樣的技術和成本即可獲得大量高質量的絲膠蛋白質優良創新素材。隨著人民生活水平的提高和環保消費產品需求的加強，新醫藥、保健、化妝產品應用迫切，全天然不變性絲膠新素材開發及其在醫藥、保健、化妝利用，市場潛力巨大，相關新產品研發的企業效益顯著。具有特殊機能的全天然絲膠蛋白質素材原料需求緊張。此素材直接投入多領域的利用，可以獲得適合非絹絲產業發展的能夠發揮其巨大的社會、經濟和生態效益。日本蠶業衰亡，是我國大量生產全天然純絲膠蛋白質的契機。
發明內容
本發明的目的是提供一種大量生產全天然純絲膠蛋白質的新蠶品種選育方 法，引進日本的特殊種質資源，採用遺傳育種與分子生物科學的結合，利用遠緣 雜交方法育成強健、抗病、抗高溫，短齡期，經濟性狀優良的蠶品種，並其優良 基因定嚮導入絲膠種質資源，育成全天然高純度絲膠蠶品種，為大量生產非絹絲 產業用的全天然純絲膠素材提供新的途徑。本發明的技術方案如下大量生產全天然純絲膠蛋白質的新蠶品種選育方法，其特徵在於包括以下步驟(1)選擇材料絲膠蠶種質資源Nd:為日本引進只合成絲膠、不合成絲素的突變種質資源； 二化性、中系，蠶體型細長，白斑，抗性較弱，多裸蛹，少量結薄殼繭。遠緣雜交蠶基礎品種02S:捕捉桑園內野桑蠶，室內飼養，混合飼育，發蛾 期相同的雌雄蛾在密閉無光的塑料框內交配，不拆對產卵制種，選擇繭型較大的 野桑蠶雌蛾與家蠶品種7338雄蛾交配，採用特殊配合力測定提高經濟性狀，嚴格 選擇綠色卵、蠶暗色斑、白血、白繭，連續5代自交，遠緣雜交蠶基因性狀純合，並定向選擇經濟性狀好的個體和蛾區選擇留種，育成遠緣雜交日系蠶基礎品種02S;經濟性狀優良蠶品種86F;(2)選育選擇結薄繭殼的Nd全絲膠繭與選育的遠緣雜交蠶基礎品種02S品系交配，選 擇多個蛾區，各區蛾混育至3齡，4齡起蠶選擇強健個體飼育至結繭。獲得的F1 基因型是+/配，Nd是顯性性狀；選擇生長發育健壯、絲膠繭層量較大的F1個體絲膠蠶自交，選擇多蛾區，各 區蛾混育至3齡，4齡起蠶選擇強健個體飼育至結繭。？2的基因型是+/+， +/Nd， Nd /Nd為l: 2: 1，此後的F3-F5各代選擇結繭率較高、繭層量較大的絲膠蠶交，根據卵色、蠶 體斑紋、血色、繭色等多表型特殊基因性狀標記表達進行嚴格選擇，連續自交3 代，Nd基因純合；以生長發育健壯、結絲膠蠶繭的F5個體與遠緣雜交02S品系蠶回交，BF1選擇 多蛾區，各區蛾混育至3齡，4齡起蠶選擇強健個體飼育至結繭BF1理論上全部是 Nd蠶；以結繭率較高、繭層量較大的BF1絲膠蠶自交，選擇多蛾區，單蛾育，4齡起 蠶選擇強健個體飼育至結繭；BF2的基因型是+Z+， +/Nd, Nd /Nd為l: 2: 1，淘 汰結繭率低、生命率弱、絲膠繭殼輕的蛾區，此後的BF3-BF5各代選擇結繭率較 高、生命率較高、繭層量較大的絲膠蠶自交，根據卵色、蠶體斑紋、血色、繭色 等多表型特殊基因性狀標記表達進行嚴格選擇，.並淘汰結繭率低、生命率弱、絲 膠繭殼輕的蛾區，連續自交3代，至BF5代Nd基因純合，育成穩定的絲膠品系Nd-s (日系)；用86F替代02S，採用上述同樣方法育成絲膠品系Nd-f (中系)； Nd-f與Nd-s交配，組配全天然純絲膠蠶基礎品種組合，其Fl是基因型為 +/Nd的全天然純絲膠蠶。本發明將保存裸蛹蠶種質資源Nd與家蠶強健性品種雜交，選擇結全絲膠繭 蠶個體，回交後連續自交，使得絲膠基因和生產經濟性狀的快速純合穩定，選育 大量生產經濟性狀好、全天然純絲膠蛋白質的新蠶品種組合，為大量生產非絹絲 產業用的全天然純絲膠素材提供新的途徑。農民飼育無需投入新的設施和技術；原料生產企業可以規避繅絲工業造成的汙染，無須經過繅絲即可大量獲得全天然 優質絲膠新素。材；應用產品加工企業，無須特殊的加工技術，即可廣泛應用於醫 藥、保健、化妝利用。此品種的推廣，將對開闢新的蠶絲領域，拓寬蠶絲蛋白質 利用市場，提高蠶絲產品的附加值來實現提高自主創新能力，拉動相關蠶絲領域 的產品創新、促進蠶絲業的可持續發展具有重要意義。
具體實施方式
大量生產全天然純絲膠蛋白質的新蠶品種選育方法l材料1.1絲膠蠶種質資源Nd:日本引進，二化性、中系，蠶體型細長，白斑，抗 性較弱，多裸蛹，少量結薄繭殼的只合成絲膠、不合成絲素的突變種。1.2遠緣雜交蠶基礎品種02S:捕捉桑園內野桑蠶，室內飼養，混合飼育， 發蛾期相同的雌雄蛾在密閉無光的大小適中的塑料框內交配，不拆對產卵制種。選擇繭型較大的野桑蠶雌蛾與家蠶品種7338雄蛾交配，採用特殊配合力測定提 高經濟性狀，嚴格選擇綠色卵、蠶暗色斑、白血、白繭，連續5代自交，遠緣雜交蠶基因性狀純合，並定向選擇經濟性狀好的個體和蛾區選擇留種，育成遠緣雜交曰系蠶02S。1.3經濟性狀優良蠶品種86F，為我所保存的蠶品種資源，中系、二化性、普 斑，強健、抗病、抗高溫，短齡期，蠶體型粗大，全繭量、繭層量、繭層率高。 2方法2. 1選擇少量結薄繭殼的Nd全絲膠繭與選育的遠緣雜交蠶02S品系交配，選 擇10蛾區，各區100頭混育至3齡，4齡起蠶選擇強健個體400頭飼育至結繭。獲得 的「1基因型是+/^， Nd是顯性性狀，理論上全部是Nd蠶。實際普通繭裸蛹絲膠繭=1: 1: 12.2選擇生長發育健壯、絲膠繭層量較大的F1個體絲膠蠶自交，選擇10蛾 區，各區100頭混育至3齡，4齡起蠶選擇強健個體400頭飼育至結繭。F2的基因型 是+/+， +/Nd， Nd /Nd為l: 2: 1，理論上普通繭絲膠繭為l: 3。實際普通繭 裸蛹絲膠繭約為l: 0.5: 3。此後的F3-F5各代選擇結繭率較高、繭層量較大的 絲膠蠶交，根據卵色、蠶體斑紋、血色、繭色等多表型特殊基因性狀標記表達進行嚴格選擇，連續自交3代，Nd基因純合。2. 3為使後代絲膠繭實用經濟性狀得到大幅度提高，以生長發育健壯、結絲 膠蠶繭的F5個體與遠緣雜交02S品系蠶回交，BF1選擇10蛾區，各區100頭混育至3 齡，4齡起蠶選擇強健個體400頭飼育至結繭BFl理論上全部是Nd蠶，實際上絲膠 繭(+/Nd)和普通繭(+/+)各約佔一半。2.4以結繭率較高、繭層量較大的BF1絲膠蠶自交，選擇3蛾區，單蛾育，4 齡起蠶選擇強健個體400頭飼育至結繭。BF2的基因型是+A， +/Nd, Nd /Nd為l: 2: 1，理論上普通繭絲膠繭為l: 3。實際普通繭裸蛹絲膠繭=1: 0.5: 3.5。 淘汰結繭率低、生命率弱、絲膠繭殼輕的蛾區，此後的BF3-BF5各代選擇結繭率 較高、生命率較高、繭層量較大的絲膠蠶自交，根據卵色、蠶體斑紋、血色、繭 色等多表型特殊基因性狀標記表達進行嚴格選擇，並淘汰結繭率低、生命率弱、 絲膠繭殼輕的蛾區，連續自交3代，至BF5代Nd基因純合，育成穩定的絲膠品系Nd-s (曰系)。2.5用86F替代02S，同樣方法育成絲膠品系Nd-f (中系)。 2. 6 Nd-f與Nd-s交配，組配全天然純絲膠蠶基礎品種組合，其F1是基因型為 +/^的全天然純絲膠蠶。在5齡期抽樣解剖蠶的後部絲腺，絲腺萎縮及透明，表 明Nd基因表達；結繭後，絲膠繭殼呈紙質樣脆硬，手撕即斷裂，此乃絲膠繭的特 徵；"Nd-fXNd-s"組合的結繭率98.2%,絲膠繭率5.5%，絲膠繭殼重97. 5mg/ 頭。通過絲膠繭殼的120。C、 10min熱水的溶解性試驗，絲膠繭含絲膠99. 5%以上， 為純絲膠；由於自始至終不接觸化學物品，此為全天然。
權利要求
1、大量生產全天然純絲膠蛋白質的新蠶品種選育方法，其特徵在於包括以下步驟(1)選擇材料絲膠蠶種質資源Nd為日本引進只合成絲膠、不合成絲素的突變種質資源；二化性、中系，蠶體型細長，白斑，抗性較弱，多裸蛹，少量結薄殼繭。遠緣雜交蠶基礎品種02S捕捉桑園內野桑蠶，室內飼養，混合飼育，發蛾期相同的雌雄蛾在密閉無光的塑料框內交配，不拆對產卵制種，選擇繭型較大的野桑蠶雌蛾與家蠶品種7338雄蛾交配，採用特殊配合力測定提高經濟性狀，嚴格選擇綠色卵、蠶暗色斑、白血、白繭，連續5代自交，遠緣雜交蠶基因性狀純合，並定向選擇經濟性狀好的個體和蛾區選擇留種，育成遠緣雜交日系蠶基礎品種02S；經濟性狀優良蠶品種86F；(2)選育選擇結薄繭殼的Nd全絲膠繭與選育的遠緣雜交蠶基礎品種02S品系交配，選擇多個蛾區，各區蛾混育至3齡，4齡起蠶選擇強健個體飼育至結繭。獲得的F1基因型是+/Nd，Nd是顯性性狀；選擇生長發育健壯、絲膠繭層量較大的F1個體絲膠蠶自交，選擇多蛾區，各區蛾混育至3齡，4齡起蠶選擇強健個體飼育至結繭；F2的基因型是+/+，+/Nd，Nd/Nd為1∶2∶1；此後的F3-F5各代選擇結繭率較高、繭層量較大的絲膠蠶交，根據卵色、蠶體斑紋、血色、繭色等多表型特殊基因性狀標記表達進行嚴格選擇，連續自交3代，Nd基因純合；以生長發育健壯、結絲膠蠶繭的F5個體與遠緣雜交02S品系蠶回交，BF1選擇多蛾區，各區蛾混育至3齡，4齡起蠶選擇強健個體飼育至結繭BF1理論上全部是Nd蠶；以結繭率較高、繭層量較大的BF1絲膠蠶自交，選擇多蛾區，單蛾育，4齡起蠶選擇強健個體飼育至結繭；BF2的基因型是+/+，+/Nd，Nd/Nd為1∶2∶1，淘汰結繭率低、生命率弱、絲膠繭殼輕的蛾區，此後的BF3-BF5各代選擇結繭率較高、生命率較高、繭層量較大的絲膠蠶自交，根據卵色、蠶體斑紋、血色、繭色等多表型特殊基因性狀標記表達進行嚴格選擇，並淘汰結繭率低、生命率弱、絲膠繭殼輕的蛾區，連續自交3代，至BF5代Nd基因純合，育成穩定的絲膠品系Nd-s(日系)；用86F替代02S，採用上述同樣方法育成絲膠品系Nd-f(中系)；Nd-f與Nd-s交配，組配全天然純絲膠蠶基礎品種組合，其F1是基因型為+/Nd的全天然純絲膠蠶。
全文摘要
本發明提供一種大量生產全天然純絲膠蛋白質的新蠶品種選育方法，引進日本的特殊種質資源，採用遺傳育種與分子生物科學的結合，利用遠緣雜交方法育成強健、抗病、抗高溫，短齡期，經濟性狀優良的蠶品種，並其優良基因定嚮導入絲膠種質資源，育成全天然高純度絲膠蠶品種，為大量生產非絹絲產業用的全天然純絲膠素材提供新的途徑。
文檔編號A01K67/04GK101401563SQ20081019520
公開日2009年4月8日 申請日期2008年11月7日 優先權日2008年11月7日
發明者陳復生, 陳遠平, 魏兆軍, 鮑先巡 申請人:安徽省農業科學院蠶桑研究所