杂交实生马铃薯种子制造技术

本发明专利技术涉及杂交实生马铃薯种子或TPS。本发明专利技术进一步涉及由本发明专利技术的杂交实生马铃薯种子生长的马铃薯植物和由这些植物产生的马铃薯块茎。本发明专利技术还涉及本发明专利技术马铃薯块茎用于其无性繁殖的用途，以及本发明专利技术马铃薯块茎作为马铃薯种薯在生产用于消费和食品加工工业的马铃薯块茎中的用途。具体地，本发明专利技术涉及杂交实生马铃薯种子(TPS)，其中种子是四倍体并且作为四倍体雄性马铃薯品系和四倍体雌性马铃薯品系之间杂交的F1产生，并且优选地涉及杂交实生马铃薯种子(TPS)，其中所述四倍体雄性马铃薯品系和所述四倍体雌性马铃薯品系具有足够程度的遗传和表型均一性，以产生作为F1的杂交实生马铃薯种子(TPS)。

Hybrid seedling potato seeds

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】杂交实生马铃薯种子
本专利技术涉及杂交实生马铃薯种子或TPS。本专利技术进一步涉及由本专利技术的杂交实生马铃薯种子生长的马铃薯植物和由这些植物产生的马铃薯块茎。本专利技术还涉及本专利技术马铃薯块茎用于其无性繁殖的用途，以及本专利技术马铃薯块茎作为马铃薯种薯(seedpotato)用于生产用于消费和食品加工工业以及工业应用的马铃薯块茎的用途。
技术介绍
土豆或马铃薯(SolanumtuberosumL.)传统上作为无性繁殖(vegetativepropagation)的块茎作物出售。对于马铃薯的无性繁殖，使用通常称为马铃薯种薯的马铃薯块茎，然而，术语“马铃薯种薯”不能与用于马铃薯植物种子的普遍接受的术语“实生马铃薯种子”或TPS混淆。马铃薯块茎是增厚的根状茎或匍匐茎。种植后，这种块茎产生一个或多个芽，每个芽长成茎和叶。成熟植物形成新的块茎，其在生长季节结束时收获，并且在遗传上可被视为母株的克隆。作为食物使用，马铃薯块茎富含碳水化合物、蛋白质、纤维、维生素B和C，以及矿物质如铁、锌和镁等。马铃薯是煮熟、油炸(如薯条)、作为马铃薯泥、作为沙拉、薯片或薯条等形式食用；此外，马铃薯也作为马铃薯种薯生长(用于进一步的无性繁殖)和作为具有许多工业应用的淀粉来源。开发新的无性品系马铃薯是一个耗时的过程；这种开发是基于杂交两个现有品种，收获种子并从获得的后代中针对育种工作目标选择最适合的无性系(clone，克隆)。在该杂交和选择阶段之后，需要长时间逐年的对无性系进行无性繁殖，以产生合理数量的马铃薯种薯，因此不是种子而是块茎。种植一公顷用于马铃薯生产，需要约2,500kg的马铃薯种薯(块茎)。马铃薯种薯的逐年无性繁殖也导致作物被线虫、类病毒和病毒、细菌或真菌疾病感染的风险。一般来说，每年无性繁殖，病原体的数量都会增加。为了确保马铃薯种薯不染病，在欧盟，以及在其他国家，有一个分级时间表(scheduleofclassification)，用于使传播这些疾病的风险降至最低。欧盟指令2014/20描述了基本的经过认证的马铃薯种薯的等级，这取决于无性繁殖的田间世代数。此处起决定性作用的是田间世代数，即，伴随每一田间世代，块茎均转入更低的等级。最高质量水平S必定来自选定的植物(核原种(nuclearstock))、组织培养材料或来自微型薯(小薯，minituber)。等级S、SE和E(基本类别)用于马铃薯种薯的进一步繁殖；经过认证的A类和B类旨在用于生产最广泛意义上的消费或餐桌马铃薯。每一生产批次的马铃薯都被分配一个等级；根据这个时间表，它被允许投放市场(也参见图1)。到目前为止，马铃薯在连续循环中通过繁殖块茎进行无性繁殖；每个循环实现约10倍的平均增殖。然而，关于材料健康性，所使用的繁殖材料在每个田间世代之后被置于更低级别。因此，繁殖受到使用块茎用于进一步的种子材料、或者它们被分类为仅用于消费市场的产品的准许性的限制。其依据是，伴随每个繁殖周期，产生的块茎可被真菌、细菌，线虫和/或病毒感染。此外，在每个循环中，对材料进行测试以确定植物健康性，并使用该结果确定等级。仅次于耗时性，无性繁殖的过程是非常昂贵且劳动密集的；难以生产出不含或几乎不含块茎传播性疾病和害虫的健康马铃薯繁殖材料。考虑到上述情况，希望开发一种有效地提供不含积累的块茎传播病原体(块茎携带病原体)如类病毒、病毒、细菌和真菌的基本马铃薯材料(basicpotatomaterial)的方法。通常通过施用雄性或传粉植物的花粉来授粉雌性系，从而产生杂交马铃薯种子(因此不是马铃薯块茎)。两个四倍体亲本系在一定程度上都是纯合子，并且特别地选择足够程度的遗传和表型均一性。将用于四倍体杂交种子生产的这些亲本或近交系无性繁殖以确保其遗传稳定性。使用这些选择的四倍体亲本产生了足够均一的杂交后代，其在市场上具有高价值。二倍体马铃薯具有所谓的配子体不亲和性(gametophyticincompatibility)，这意味着花粉中存在的SI等位基因与柱头中存在的两个SI等位基因之间存在相互作用。当花粉粒具有与柱头中的至少一个等位基因相同的等位基因时，防止了柱头上的花粉粒萌发。只有在具有与花粉中存在的SI等位基因不同的其他SI等位基因的柱头上，花粉的萌发才是可能的。携带等位基因的S基因座具有高度多态性，这意味着存在大量不同的SI等位基因。二倍体马铃薯中的这种SI系统阻止了自花授粉，但也阻止了通过近亲繁殖对遗传均一的亲本系的开发。为了开发具有足够纯合性或均一性的马铃薯材料，几家公司正在对二倍体马铃薯材料进行研究以开发合适的起始材料。专利申请WO2011053135中描述了该研究的一个实例。该申请中公开的核心是在二倍体水平上的马铃薯(S.tuberosumL.)育种。在马铃薯的这种倍性水平上育种的问题是自交不亲和性的发生，其阻碍了必要的自体受精(自花授粉)。然而，在这些二倍体马铃薯植物中，当靠近防止自花授粉的SI等位基因，存在着另一种遗传定子Sli(S基因座抑制剂)时，自花授粉变得可能。该Sli基因从二倍体野生马铃薯种质S.chacoense种质渗入(基因渗入)。Sli基因抵消了花粉和柱头中相同的SI等位基因的相互作用，从而使植物能够自花授粉。通过在二倍体马铃薯(S.Tuberosum)中引入该基因，通过反复自体受精，可以开发纯近交系。然而，可以设想二倍体作物的产量低于其四倍体对应物的产量，因此当使用该方法时存在产量损失。通过使染色体数量加倍可以克服这个缺点；然而，通过这种技术存在引入突变或异常染色体数目的风险。
技术实现思路
除了其他目的之外，本专利技术的一个目的是消除至少一些上述与作为马铃薯种薯、消费马铃薯(餐桌马铃薯)、或者用于食品加工工业的马铃薯或者用于工业加工的马铃薯的生产相关的问题。除了其他目的之外，这一目的通过所附权利要求中概述的本专利技术所实现。具体地，根据本专利技术，通过提供杂交实生马铃薯种子(TPS)来实现这一目的(除了其他目的之外)，其中所述种子是四倍体并且作为四倍体雄性马铃薯品系和四倍体雌性马铃薯品系之间的杂交的F1产生。本专利技术的专利技术人成功地开发了用作本专利技术杂交种子的亲本系的合适材料，其可以作为实生马铃薯种子或TPS销售。在投入多年研究之后，本专利技术的专利技术人成功地开发了来自四倍体材料的亲本系，其可用于以足够的商业量生产具有足够均一性的杂种品种。用于四倍体杂交种子生产的具有足够的遗传和表型均一性的亲本系是无性繁殖的。本专利技术的杂交马铃薯种子，相对于用于栽培块茎(作为马铃薯种薯)、用于直接消费(食用)、用于食品加工业或用于工业加工的马铃薯种薯的应用，提供了若干优势：-1ha的马铃薯植株所需的起始材料量从2,500kg的马铃薯种薯或块茎减少到约80-100g的TPS，这些TPS用于直接条播，或者使用这一数量的实生马铃薯种子生长的移栽苗(transplant)-生产(以克计的)种子而不是(以吨计的)块茎节省了大量资金(储存、运输)和自然资源-从受控条件下生长的植物中收获供种植的种子；与已经传播6个或更多季节的块茎相比，该起始材料可以被认为基本上没有害虫和疾病-由于这一特点，可以大大减少劳动力和化学品的使用。本专利技术优选涉及杂交实生马铃薯种子(TPS)，其中四倍体雄性马铃薯品系和四倍体雌性马铃薯品系具有足够程度的遗传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.杂交实生马铃薯种子(TPS)，其中，所述种子是四倍体并且作为四倍体雄性马铃薯品系和四倍体雌性马铃薯品系之间的杂交F1产生。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.杂交实生马铃薯种子(TPS)，其中，所述种子是四倍体并且作为四倍体雄性马铃薯品系和四倍体雌性马铃薯品系之间的杂交F1产生。2.根据权利要求1所述的杂交实生马铃薯种子(TPS)，其中，所述四倍体雄性马铃薯品系和所述四倍体雌性马铃薯品系具有足够程度的遗传和表型均一性，以产生作为F1的杂交实生马铃薯种子(TPS)。3.根据权利要求1或权利要求2所述的杂交实生马铃薯种子(TPS)，其中，所述四倍体雌性马铃薯品系具有选自由自交不亲和、亲和及去雄、不能产生活力花粉、细胞质雄性不育和基因雄性不育品系组成的组的表型。4.根据权利要求1-3中任一项所述的杂交实生马铃薯种子(TPS)，其中，从所述种子生长的马铃薯植物不能通过自花授粉或与来自相...

【专利技术属性】
技术研发人员：马蒂纳斯·雅各布斯·特奥多鲁斯·克拉韦尔，阿尔贝特斯·约翰尼斯·马里亚·斯赫雷弗，
申请(专利权)人：贝霍种子有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL