本發明屬于植物育種領域，涉及水稻選育，尤其涉及一種多營養聚合的高鋅、巨胚黑米水稻選育方法。
背景技術：
米胚富含蛋白質、脂肪、可溶性糖、維生素和各類生理活性成分，如伽瑪氨基丁酸、肌醇、谷維素、VE、谷胱甘肽和N-去氫神經酰胺等。醫學營養專家早已提出：長期食用胚米能預防高血壓和高血脂、降低血清膽固醇，軟化血管，有助于排毒、美容養顏，保持青春活力之功能。就我國膳食的發展趨勢看，過去是“吃飽飯求生存”，而現在講究“吃營養求健康”。上世紀80年代末到90年代初，日本農研中心的Satoh和Omura利用化學誘變劑N-甲基-N亞硝基處理粳稻品種金南鳳受精卵細胞誘發產生了巨大胚突變體ge。該突變體的胚比原品種大2-3倍左右。為利用食療法減輕高血壓患者的痛苦，中國水稻研究所、上海交通大學、福建農林大學、南京農業大學和浙江大學先后開展了巨大胚高GABA水稻研究。但遺憾的是，巨大胚水稻品質普遍太差，產品可以接受的空間非常有限。
黑米是稻米中的珍貴品種，富含鐵/鋅、粗蛋白質和脂肪，營養豐富，具有很好的滋補作用，因此被稱為“補血米”、“長壽米”等，中國民間有“逢黑必補”之說。同樣遺憾的是，黑米一般品質也較差。
鋅是人體必需的重要微量營養元素，不僅與人體生命物質(核酸和蛋白質)的合成有關，而且與人的健康與成長密切相關，突出體現以下三個方面：(1)鋅與神經系統大腦的發育直接關聯，缺鋅可導致腦發育不全、智能發育遲緩、注意力渙散、理解力降低以及記憶力減退等，尤其是鋅的缺乏嚴重影響嬰幼兒智力和生長的發育；(2)鋅可增強人體免疫系統，提高免疫功能，延緩細胞老化；(3)鋅可促進淋巴細胞增殖和活動能力的作用，對防御細菌、病毒侵入、促進傷口愈合、減少痤瘡等皮膚病變、以及校正味覺失靈等均有妙用。米飯是我國人民一日三餐的主食，更是營養和能量的主要來源。目前市售的普通大米中鋅的含量平均僅為10mg/Kg，正常吃飽不可能滿足鋅的需求。因此，高鋅含量水稻的培育對改善和解決全球鋅缺乏具有重要的意義。
本發明旨聚合黑米、巨大胚和高鋅的3種優良特性，培育富含伽瑪氨基丁酸、維生素、鋅等生理活性物質的多營養聚合的水稻品種。
技術實現要素：
本發明提供了一種水稻選育方法，采取聚合育種策略，育成的定型品系，黑米、巨大胚和高鋅的3種優良特性兼顧，不僅富含胚和黑米中天然賦予的多種功能性成分，也擁有高鋅水稻的諸多營養特性。
本發明提供了一種水稻選育方法，所述水稻選育方法包括如下步驟：
(1)選擇黑米巨大胚水稻品種為親本Ⅰ作為父本，高鋅品種為親本Ⅱ作為母本，進行雜交，獲得F1種子；
(2)F1植株，以水稻品種I父本回交1次，獲得BC1F1種子；
(3)種植BC1F1植株，采用花藥培養技術構建加倍單倍體DH群體，按單株收獲DH0種子；
(4)按株系單株種植DH1系，選擇黑米、巨大胚、高鋅3個性狀聚合的株系。
具體遺傳操作為本領域中已知的任何方法。
在一些實施方案中，為了使所育品種具有抗稻瘟病的性能，所述水稻選育方法還包括如下步驟：
(5)按品系單株種植DH2系，按稻瘟病選育，選擇非高感稻瘟病的優良品系。
在一些實施方案中，為了保證產品性能的同時兼顧產量，所述水稻選育方法還包括如下步驟：
(6)按品系單株種植DH3系，按產量選育，選擇產量400公斤/畝以上的品系。
在一些實施方案中，所述水稻選育方法還包括如下步驟：
(7)按品系單株種植DH4系，獲得黑米、巨大胚、高鋅多種營養性狀穩定兼顧稻瘟病和產量抗性的品系，進行品系定型。
在一些實施方案中，步驟(1)所述的水稻親本Ⅰ為中澤黑珍，其中，中澤黑珍在農業部植物新品種保護辦公室申請受理新品種保護的申請號為：20150962.5。
在一些實施方案中，步驟(1)所述的水稻親本Ⅱ為嘉浙稻1號，其中，嘉浙稻1號在農業部植物新品種保護辦公室申請受理新品種保護的申請號為：20130469.5。
與現有技術相比，本發明的有益效果為：(1)本發明育成的高鋅、巨胚黑米水稻品種，具有黑米、巨大胚和高鋅的3種優良特性兼顧，不僅富含胚和黑米賦予的多種功能性成分，也擁有高鋅營養特性；(2)采取與親本II回交1次再進行花藥培養，可更好保留該親本的優良綜合特性，與雜交技術相比，花藥培養技術可快速穩定與實現早判斷鑒定，即一旦鑒定到黑米、巨大胚、高鋅、產量和稻瘟病抗性等優良性狀，就獲得了預期性狀的定型株系，育種周期短；(3)VB2和VE的含量高高于親本；鈣、鉀、鎂的含量高于親本；賴氨酸和甲硫氨酸含量高于親本，食用定型產品能夠更好地補充相應的成分，降低這些成分缺乏癥的風險。
具體實施方式
為了更好的解釋本發明的技術方案，下面詳細介紹本發明的實施例。以下實施例用于進一步說明本發明，但不應理解為對本發明的固定或限制。若未特別指明，實施例中所用的技術特征可以替換為具有在不背離發明構思前提下等同或相似功能或效果的其他本領域已知的技術特征。
1.育種材料：
(1)以中澤黑珍為母本。中澤黑珍是中澤生物科技有限公司聯合浙江大學培育的黑米巨大胚粳稻品種，已向農業部植物新品種保護辦公室申請受理新品種保護(申請號：20150962.5；公告號：CNA013912E)，可購或惠贈于浙江大學農學院。該水稻品種為特種黑米，胚大小為普通水稻大小的2倍左右，是親本II嘉浙稻1號的2.5倍，鋅含量11.3mg/kg，為普通低鋅含量品種，產量低(350公斤)、高感稻瘟病，綜合性狀差。
(2)以嘉浙稻1號為父本。嘉浙稻1號是浙江杰農生物科技有限公司聯合浙江大學培育的高鋅含量粳稻品種，已向農業部植物新品種保護辦公室申請受理新品種保護(申請號：20130469.5；公告號：CNA010411E)，可購或惠贈于浙江大學農學院。該水稻品種為普通白米，胚為普通大小，只有中澤黑珍2/5大小，鋅含量32.9mg/kg，為典型的高鋅含量品種，產量中(420公斤/畝)、中抗稻瘟病，綜合性狀優良。
2.高鋅、巨胚黑米水稻品種的選育過程為：
(1)2012年冬春季，海南陵水，以黑米巨大胚親本I(中澤黑珍)為父本，與高鋅含量親本II(嘉浙稻1號)為母本雜交得F1代種子11粒；
(2)2012年春夏季，浙江杭州，種植F1植株11株，盡可能多與中澤黑珍為父本回交1次，獲得BC1F1種子235粒；
(3)2013年冬春季，海南陵水，種植BC1F1的235株，采用花藥培養技術構建加倍單倍體(DH)群體。水稻花藥培養的方法，參見：馬文東、李修平和李智媛.水稻花藥培養的影響因素研究.黑龍江農業科學,2013年11期；
(4)2013年夏季，浙江杭州【浙江農學院生物技術實驗中心】按單株收獲DH0種子，構建DH系378個；
(5)2014年冬春季，海南陵水，按單株種植DH1系，按單株收獲，先眼觀種皮選擇黑米102系，再測量選擇巨大胚(胚重量大小為親本Ⅱ的2.0倍以上)51系，再檢測鋅含量，超過30mg/kg的優系13個。鋅含量的測定方法，參見：中華人民共和國國家標準GB/T 5121.11—2008。
(6)2014年夏秋季，浙江杭州，按品系單株種植DH2系，按稻瘟病選育，選擇非高感稻瘟病的優系7個。稻瘟病的抗性檢測與鑒定標準，參見：NY/T 2646-2014水稻品種試驗稻瘟病抗性鑒定與評價技術規程；
(7)2015年夏秋季，浙江杭州，按品系小區種植DH3系，按產量選育，采取實割200m2小區計算畝產的方法，選擇產量400公斤/畝以上且非高感稻瘟病的優系3個；
(8)2016年夏秋季，浙江杭州，按品系種植DH4系，選育獲得黑米、巨大胚、高鋅3個營養聚合且兼顧產量和稻瘟病抗性的定型品系1個，即得到高鋅、巨胚黑米水稻品種。
各個世代中一些性狀指標記錄如表1所示。
表1各世代性狀選擇的篩選記載情況表
本實施例選育的天然營養水稻(以下可稱為定型產品)主要的指標：黑米、巨大胚、高鋅含量，胚為普通水稻大小的2倍左右、是親本II嘉浙稻1號的2.4倍，鋅含量30.9mg/kg，是親本I中澤黑珍(11.3mg/kg)的2.7倍，為典型的高鋅含量品種，產量410公斤，中抗稻瘟病。而親本I中澤黑珍為特種黑米，胚大小為普通水稻大小的2倍左右，是親本II嘉浙稻1號的2.5倍，鋅含量11.3mg/kg，產量350公斤，高感稻瘟病；親本II嘉浙稻1號為普通白米，胚為普通大小，只有中澤黑珍1/2.5大小，鋅含量32.9mg/kg，產量420公斤，中抗稻瘟病。
因此，本發明的定型產品可以聚合親本黑米、巨大胚、高鋅含量的特性，且具有良好的產量和抗稻瘟病性能。
在上述篩選得到定型產品后，又對其多種營養指標進行了測定，定型產品及其親本指標測定見表2。
表2中各個指標的測定方法如下所示：
脂質：GB/T5009.6-2003；
蛋白質：GB5009.5-2010；
維生素B1：GB/T5009.84-2003；
維生素B2：GB/T5009.85-2003；
維生素E：GB/T5009.82-2003；
鈣：GB/T5009.92-2003；
鐵：GB/T5009.90-2003；
鉀：GB/T5009.91-2003；
鎂：GB/T5009.90-2003；
磷：GB/T5009.87-2003；
鋅：GB/T5009.14-2003；
氨基酸：周建軍,張宏杰,李新生,等.2、4二硝基氟苯衍生法測定氨基酸方法的優化[J].氨基酸和生物資源.2000,22(4):59～62；
伽瑪氨基丁酸(GABA)：Inatomi K，Slaughter J C.The role of glutamate decarbozylase andγ-aminobutyric acid in germinating barly[J].Journal of Experimental Botany，1971，22：561-571。
營養成分上，定型產品聚合2個親本的優點，富含脂肪、蛋白質、維生素、微量營養元素、8種必需氨基酸和伽瑪氨基丁酸。
由表2中的數據可知，在定型產品中，VB2和VE的含量高于親本。
VB2能促進糖、脂肪和蛋白質的代謝，對維持皮膚，黏膜和視覺的正常機能均有一定作用，當VB2缺乏時，引起口角炎、舌炎、唇炎、陰囊皮炎、眼瞼炎、角膜血管增生等。
VE與硒協同發揮抗氧化作用，缺乏VE時生殖器官受損而不育，減少紅細胞數量、增加紅細胞脆性等。
因此，本定型產品比親本產品更有利于人類的保健，特別是天然的抗氧化作用。
在定型產品中，鈣、鐵、鉀、鎂、磷的含量均高于二親本，其中鈣、鉀、鎂比較明顯。鈣、鉀、鎂參與多種人體酶的催化作用，是不可缺少的金屬元素。
鈣參與骨骼形成，還是細胞中ATP形成與運動的重要參與者。
鉀在人體內的主要作用是維持酸堿平衡，參與能量代謝以及維持神經肌肉的正常功能。當體內缺鉀時，會造成全身無力、疲乏、心跳減弱、頭昏眼花，嚴重缺鉀還會導致呼吸肌麻痹死亡。此外，低鉀會使胃腸蠕動減慢，導致腸麻痹，加重厭食，出現惡心、嘔吐、腹脹等癥狀。
人體缺鎂會有手足抽搐、心律不齊、心動過速、情緒不安、容易激動等癥狀。
在人類的8種必需氨基酸中，賴氨酸和甲硫氨酸在兩個親本中的含量差異不顯著，而定型產品的賴氨酸和甲硫氨酸含量顯著高于二親本，而且超過了親本的2倍。這起到了預料不到的效果。
人類缺乏賴氨酸的癥狀包括疲勞，虛弱，惡心，嘔吐，頭暈，沒有食欲，發育遲緩，貧血。
當缺乏蛋氨酸時，會引起食欲減退、生長減緩或不增加體重、腎臟腫大和肝臟鐵堆積等現象。
因此，定型產品能夠有效地補充人體的必需氨基酸，減少對微生物生產必需氨基酸的依賴。而該兩種氨基酸存在于日常所食大米中，沒有任何毒副作用，不容故意添加，方便人類在生活中自然添加。
上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，基于本發明的構思所作出的等同變換及對本發明的各個技術方案顯而易見的改進，均落入本發明的保護范圍。