培育叶酸高富集菠菜从而强化人体叶酸营养的方法

摘要

本发明公开了一种培育叶酸高富集菠菜从而强化人体叶酸营养的方法，包括以下步骤：1)、确定TOT7337-B作为叶酸高富集菠菜；2)、将TOT7337-B种子消毒后进行催芽处理；3)、将催芽处理后的TOT7337-B种子播种于培养基质上利用蒸馏水进行培育，培育条件为：每天12小时的光照培育和12小时的暗培育，待菠菜生长至高度为1.5～2.5cm时停止在培养基质上的培育，得菠菜苗；4)、将菠菜苗移植到菠菜培养液中进行培育，培育条件为：每天12小时的光照培育和12小时的暗培育，培育时间为4.5～5.5周。应用此种方法可以短期间生产出具有高叶酸含量的菠菜。

说明书

技术领域

本发明涉及一种培育叶酸高富集菠菜从而强化人体叶酸营养的方法。

背景技术

叶酸是指四氢叶酸及其衍生物这一类物质，属于水溶性B族维生素，作为主要一碳单 位供体，叶酸参与核酸、氨基酸、蛋白质的生物合成。植物和微生物自身可以合成叶酸， 但是人类和其他高等哺乳动物缺乏完整的叶酸合成系统，只能从膳食(主要是植物性食品 包括谷物和蔬菜)中摄取叶酸，而谷物类食品中，比如小麦，玉米等叶酸含量非常低，并 不能满足人体推荐每日叶酸摄取量(成人：400μg/天，孕妇：600μg/天)，蔬菜类食品中 叶菜类如菠菜含较高的叶酸，是叶酸的良好来源。叶酸摄入量不足可以导致新生儿神经管 畸形、出生缺陷、智力退化、巨幼红细胞贫血等疾病，并增加患心血管疾病和癌症的风险。 流行病学证据显示，世界上很多人口的叶酸摄入量都在低于推荐叶酸摄取量。中国叶酸缺 乏人群为2.6亿，每年近1800万孕期妇女因缺叶酸导致新生儿神经管畸形(TNDs)。中 国北方新生儿神经管畸形发生率为世界最高。叶酸摄入缺乏的人口中，也包括食物数量和 品种都很丰富的发达国家。因此，叶酸缺乏是一个既影响发展中国家又影响发达国家的全 球性健康问题。

目前提高人体叶酸摄入量的方法包括摄入叶酸药剂、食品叶酸强化和叶酸生物强化。 尽管目前在食品中强化人工合成的叶酸和摄入叶酸药剂已经成为快速改善叶酸人体摄入 量不足的方法，但是其成本较高，难以在相对贫穷和偏远地区的发展中国家推广。而生物 强化作为另一种有效解决全球性的叶酸缺乏问题的方法被提倡。生物强化叶酸主要是通过 农业育种技术筛选高叶酸蔬菜品种或者通过叶酸代谢途径的改造来实现叶酸生物强化方 面。菠菜作为一种常用蔬菜，利用叶酸富集菠菜强化人体叶酸营养的方法具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种培育叶酸高富集菠菜从而强化人体叶酸营养的 方法，此方法克服了常规口服人工合成叶酸药剂强化人体叶酸营养的上述问题，应用此种 方法可以短期间生产出具有高叶酸含量的菠菜，而且成本低，覆盖面广。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种培育叶酸高富集菠菜从而强化人体叶酸营养 的方法，包括以下步骤：

1)、确定TOT7337-B作为叶酸高富集菠菜；

2)、将TOT7337-B种子消毒后进行催芽处理；

3)、将催芽处理后的TOT7337-B种子播种于培养基质上利用蒸馏水进行培育，培育条 件为：每天12小时的光照培育和12小时的暗培育，光照培育时温度为22±0.5℃，暗培育 时温度为18±0.5℃，光强为700～800μmol m^-2s^-1；待菠菜生长至高度为1.5～2.5cm时停止 在培养基质上的培育，得菠菜苗；

4)、将菠菜苗移植到菠菜培养液中进行培育，培育条件为：每天12小时的光照培育和 12小时的暗培育，光照培育时温度为22±0.5℃，暗培育时温度为18±0.5℃，光强为700～800 μmol m^-2s^-1；培育时间为4.5～5.5周。

作为本发明的培育叶酸高富集菠菜从而强化人体叶酸营养的方法的改进：培养基质为 珍珠岩、泥炭和蛭石按照1∶0.9～1.1∶0.9～1.1的体积比混合而得。

作为本发明的培育叶酸高富集菠菜从而强化人体叶酸营养的方法的进一步改进：菠菜 培养液的制备方法为：

由1.43mM NH₄NO₃，1.00mM CaCl₂，1.64mM MgSO₄，0.32mM NaH₂PO₄，1.32mM  K₂SO₄，5.0μM MnCl₂，0.2μM CuSO₄，0.075μm(NH₄)₆Mo₇O₂₄，1.90μM H₃BO₃，20.0μM  Fe-HEDTA，1.0μM ZnSO₄、0.1μM NiSO₄和余量为蒸馏水组成培养液基液；再调节培养 培养液基液的pH值为5.2～5.8。

调节pH值是本行业的常规方法，一般可利用0.1mol/L HCL和0.1mol/L NaOH进行。

作为本发明的培育叶酸高富集菠菜从而强化人体叶酸营养的方法的进一步改进：步骤 3)和步骤4)的培育均在培养穴盘内进行，培养穴盘由黑色塑料制成，每穴规格为15×15× 15cm。

本发明在步骤3)中，每穴内首先填满培养基质，然后再放置18～22粒的上述催芽处理 后的TOT7337-B种子；穴盘放置于蓝色塑料框中进行培育；期间用蒸馏水培养，蒸馏水的 用量为每天每穴80～120ml；本发明在步骤4)中，每天每穴加入菠菜培养液80～120ml。

本发明首先提供一种超强富集叶酸的菠菜品种TOT7337-B，该菠菜品种是从我们向 全世界相关单位收集到近70多种菠菜品种中进行大量筛选鉴定得到；初步研究表明该品种 抗病性较强，产量与常规品种相近，且具有超强富集叶酸的能力。

在本发明所述培育方法中提供了特定的培养穴盘、培养基质和菠菜培养液。

采用本发明方法培育而得的菠菜TOT7337-B，地上部叶酸富集浓度达到173μg/100g 鲜样，与目前国际上叶酸转基因番茄的含量相当。每天吃约400g鲜菠菜，能够满足人体推 荐每日叶酸摄取量要求。而采用常规方法培育的菠菜TOT7337-B，其地上部叶酸富集浓度 仅为118μg/100g鲜样。

本发明的培育叶酸高富集菠菜从而强化人体叶酸营养的方法，具有以下特点：

(1)本发明产生的菠菜具有高叶酸含量。

(2)本发明产生的菠菜周期短。

(3)本发明产生的菠菜相比人工合成叶酸药剂成本低。

(4)利用农业的途径提高菠菜叶酸含量，没有改变人群的膳食结构，容易被人群接受。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1是本发明所得菠菜与市售的常规菠菜的总叶酸含量及其不同叶酸衍生物含量的 对比图；

图2是本发明方法与大棚种植法的总叶酸含量及其不同叶酸衍生物含量的对比图。

具体实施方式

实施例1、一种培育叶酸高富集菠菜从而强化人体叶酸营养的方法，依次进行以下步骤：

1)、确定TOT7337-B作为叶酸高富集菠菜：

叶酸高富集菠菜品种从大量全球性收集大量波菜种质中筛选鉴定得到的，最强富集叶 酸的波菜品种代号为(TOT7337-B)。

2)、将TOT7337-B种子消毒后进行催芽处理：

先配制0.07％(体积浓度)次氯酸钠溶液：取0.7ml NaOCl用蒸馏水定容于1000ml容量 瓶中。

TOT7337-B种子用水洗净之后，放入上述0.07％(体积浓度)次氯酸钠溶液中浸泡 30分钟，用水冲净后，放入蒸馏水中浸泡催芽2天。期间，每24小时换水一次。

3)、先配制培养基质，该培养基质为珍珠岩、泥炭和蛭石按照1∶1∶1的体积比混合而得。 珍珠岩、泥炭和蛭石的粒径均控制在1～5mm。

将催芽处理后的TOT7337-B种子播种于填充有培养基质的培养穴盘(15×15×15cm) 中；该培养穴盘由黑色塑料制成，规格为每穴15×15×15cm。具体为：每穴内填充满培养 基质(即使培养基质填满15×15×15cm)，每穴内放入上述催芽处理后的TOT7337-B种子 20粒；最后整个穴盘放置于蓝色塑料框中进行培育；期间用蒸馏水培养，蒸馏水的量为每 天每穴100ml；培育条件为：每天12小时的光照培育和12小时的暗培育，光照培育时温度 为22±0.5℃，暗培育温度为18±0.5℃，光强为700～800μmol m^-2s^-1；7天后，菠菜生长至 高度为约2cm时，停止在培养基质上的培育，得菠菜苗。

4)、先配制菠菜培养液：

培养液基液由1.43mM NH₄NO₃，1.00mM CaCl₂，1.64mM MgSO₄，0.32mM NaH₂PO₄， 1.32mM K₂SO₄，5.0μM MnCl₂，0.2μM CuSO₄，0.075μM(NH₄)₆Mo₇O₂₄，1.90μM H₃BO₃， 20.0μM Fe-HEDTA，1.0μM ZnSO₄、0.1μM NiSO₄和余量为蒸馏水组成。

即，每升培养液基液中含有1.43mM的NH₄NO₃、1.00mM的CaCl₂、1.64mM的 MgSO₄、0.32mM的NaH₂PO₄、1.32mM的K₂SO₄、5.0μM的MnCl₂、0.2μM的CuSO₄、 0.075μM的(NH₄)₆Mo₇O₂₄、1.90μM的H₃BO₃、20.0μM的Fe-HEDTA、1.0μM的ZnSO₄和0.1μM的NiSO₄，其余为蒸馏水。将上述培养液基液用0.1mol/LHCl和0.1mol/LNaOH 调节pH值为5.5，得菠菜培养液。

将步骤3)所得的菠菜苗移植到菠菜培养液中进行培育；即将菠菜培养液直接加入培 养穴盘中，加入量为按照每天每穴100ml，培养培育条件为：每天12小时的光照培育和12 小时的暗培育，光照培育时温度为22±0.5℃，暗培育温度为18±0.5℃，光强为700～800 μmol m^-2s^-1；培育时间为5周。收获。

实验1、就本发明实施例1所得菠菜与本地市场购得的菠菜样品(晚抽大叶品种)中 总叶酸及其衍生物含量进行比较试验，实例说明：

市场购得的菠菜样品其名称为晚抽大叶，是农民利用常见的农业培育方法培育得到， 我们直接购买市场销售的晚抽大叶菠菜新鲜样品与本发明所得的菠菜进行对比(图1)，试 验结果如图1所示。本发明所得菠菜与本地市场购得的一个菠菜品种总叶酸及其衍生物含 量比较发现，本发明所得菠菜品种的总叶酸含量及其衍生物含量都高于市场菠菜品种。

实验2.对本发明涉及的菠菜品种TOT7337-B和其他从世界其他地方收集到的26种菠 菜品种进行相同条件下的培育，即培育方法为本发明实施例1涉及的菠菜培育方法(除了 菠菜品种不同外)。待收获后，测定菠菜样品中叶酸总量，试验结果比较发现(表1)，在 相同培养方法下，即在本发明涉及的菠菜培育方法下，本发明所涉及的品种TOT7337-B 比其他26种菠菜品种含有更高的叶酸含量，即其叶酸富集能力远高于其他26种品种。

表1.不同菠菜品种叶酸总含量

  品种编号   叶酸总含量(平均值)   TOT7337-B   173.21   PI 261787   154.40   NSL 6095   153.40   PI 499372   148.34   PI 200882   143.57   PI 181809   143.10   NSL 6085   142.79   PI 285751   140.41   NSL 92009   123.05   PI 174384   121.04   PI 175930   120.98   PI 527332   114.58   PI 174386   114.19   PI 531456   113.77   NSL 22149   110.96   PI 174388   108.95   PI 165710   107.41   PI 321020   97.54   PI 224959   96.85   PI 263873   96.19   PI 491262   95.85   PI 179589   90.14   PI 220546   89.70   PI 433210   89.01   TOT7337-A   66.43   TOT7339-B   64.97   PI 604792   54.05

实验3.就本发明中涉及的TOT7337-B种子按照本发明实施例1的方法进行培育与按照 常规大棚种植菠菜方法所获得的菠菜样品中总叶酸及其衍生物含量进行比较试验，实例说 明：

将实施例1步骤2)所得的催芽处理后的TOT7337-B种子按照常规的菠菜种植方式在 大棚内种植，保持大棚内的温度为30℃；施肥和水分管理按照一般大棚种植方法，共培 养42天；收获。经检测，大棚所得菠菜内的总叶酸及其衍生物含量都低于本发明方法获 得的菠菜(见图2)。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明 不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直 接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。