提高黄瓜作物产量的方法技术

本发明专利技术涉及一种具有来自黄瓜登录号为ＰＩ?１６９３８３的基因渗入的黄瓜育种系的作物，其代表性样本的种子已经保藏于苏格兰阿伯丁的ＮＣＩＭＢ，登录号为ＮＣＩＭＢ?４１５３２，保藏参考号为ＰＩ１６９３８３，其中所述基因渗入是在与所述作物的提高产量相关的连锁群４上的基因渗入，并且其中所述作物相对于缺少所述基因渗入的所述黄瓜育种系的作物表现出提高产量，所述提高产量指每株作物总果实重量更高。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及作物育种，具体地，本专利技术涉及。本专利技术进一 步涉及提高了农作物产量的黄瓜作物及所述作物的种子。
技术介绍
黄瓜(Cucumis sativu)是世界上主要的蔬菜农作物，也是葫芦科 (Cucurbitaceae)中最重要的农作物物种之一。其可以作为蔬菜食用，生食、炒食或做成 腌制的黄瓜均可。100多个品种产生的长椭圆形果实的大小可以从小的加工腌渍类型 (Picklers)到大的鲜食切片类型(slicers)，栽培品种的颜色可以从黄色或褐色到深绿 色。现在栽培的黄瓜通常都无籽，虽然它们通常被认为不如大多数其他水果营养丰富，但新 鲜的黄瓜富含维生素々、81、85、86、89、(和1(，及矿物质。大多数温室品种不经过授粉产生 果实，且开花的都是雌性(即只产生雌花)。温室黄瓜的产量潜力高，是因为在每个叶基处生出的一朵或多朵花都将发育成果 实。整个果实通长的直径一致时采收的果实，才能满足上市成熟度的要求。一般开花后12 至15天就能采收或进行上市销售。相较于大多数农作物，黄瓜能迅速到达采收期。事实上， 许多品种的黄瓜在播种50-60天后即可准备采收。黄瓜藤开花结果量多丰富，当频繁采收 时(每2至3天)、特别是果实完全成熟前，促进新花萌发，采收期可持续10至12周的时 间。尽管也有三轮作的，但两轮作是最常见的。黄瓜产量主要取决于采收期的长短、个体作物的空间、修剪操作、可获取的光照、 当时的温度、特殊品种，以及良好的营养和虫害管理。温室中在给定区域生长的作物数量由 光照条件和培育作物的方法决定。须避免叶片重叠及被相邻作物遮挡，夏季的光照条件与 冬季的条件相比，应允许更高的作物密度。作物可以采取垂直培育或以伞状培育。种植密 度一般为每平方米2株。考虑到这些变化因素，每个采收期每株作物的平均作物产量可达 10-50根黄瓜。在采收中期，伞形培育的农作物产量范围可在每周每株作物0. 5-1. 5kg果实 之间。提高目前黄瓜杂交的产量，尤其是表示为kg果实/株作物的产量，对现代黄瓜育 种者来说是个挑战。因此，传统的育种方法远不能产生明显提高农作物产量的结果。例如， 由于改进了培养技术，选择用于提高产量和增强抗病性，I960至1980年间美国加工黄瓜的 平均产量几乎翻了一番。然而，在过去20年里，没有取得明显的提高。可采取几种途径之 一来解决这个问题。一种提高产量的方法基于进一步改善营养和虫害管理。然而，在现代可控的生产 环境下，这些参数常常已经被最优化了。另一个方法包括改善育种系。作物育种者和尤其是种子公司，采用优良的育种系， 一般称为“优良系”，以提供质量稳定的产品。优良系是多年的同系繁殖的结果，结合了多种 优良特性，如高产、果实品质，以及抗虫害、疾病或非生物应力。这些优良系的平均产量普遍 比原始野生(地方品种，landrace)的高，许多现代黄瓜都是原始野生品种的后代。优良系可以直接用作农作物植物，也可以用来产生所谓的Fl代或单杂交种，单杂交种由两个(纯 合系或自交系)优良系杂交产生。因此，Fl代杂种将两个亲本的遗传特性结合到单一植株 中。杂交的另外一个好处是，它们表现出杂种活力或杂种优势，令人不甚理解的现象是，杂 交作物生长的比每个(自交系)亲本都好，并表现出较高的产量。回交或系谱选择是育种方法之一，育种者通过这种方法将理想的农艺性状添加到 他们的优良育种系中。该方法包括将育种系与能表达理想性状的系杂交，然后将表达性状 的子代作物与轮回亲本回交。结果，在育种程序中亲本个体的筛选基于其祖先的表现。这 些方法在培育高质量遗传性状方面非常有效，即性状被划分为正面的或负面的。然而，种植 者关心的诸多性状，如产量、早熟性和质量，都是定量继承的且遗传力较低。如果缺乏合适 的性状来源，就无法进行改善。回交筛选对于改善育种系是一种可替代的育种方法，该方法包括进行系统试验， 筛选理想的后代，然后重组所选个体以形成新的种群。已经证明回交筛选能有效改善低遗 传力的数量性状，如黄瓜的产量。然而，回交筛选在育种程序中不能增加各种性状下的遗传 基础，因此，其潜力是有限的。随着时间的推移，仅实现了轻微的改善。这就需要其他的方法来提高黄瓜的产量。本专利技术的目的是提供具有提高了作物产 量的黄瓜作物的生产方法。本专利技术的另一个目的是提供具有提高了作物产量的经培育的黄 瓜作物。专利技术概述本专利技术人发现在方法中可以用特殊的野生黄瓜品种来提高黄瓜培育品种的产量。 在研究基因渗入系(IL)基因库时得出这一发现，其采用如下方式开展将来自供体作物的 野生黄瓜(Cucumus sativus)登录号为PI 169383 (见图2)的染色体片段通过基因渗入进 入到作为受体的市售黄瓜杂种(也为C. sativus)亲本之一的作物相应的染色体位置。开发 的IL-基因库的表型在某些基因渗入系中表现出产量显著增加。详细的图谱的研究显示， 改善的产量特征与连锁群4中来自PI 169383的三个片段有关。这些片段在栽培黄瓜作物 相应染色体中的基因渗入导致所述栽培黄瓜作物后代产量上的增加。基因渗入片段的特征 在于数量性状位点(QTLs)，这些QTL在黄瓜基因组的位置由7AFLP-标记物来定义。进一步 地，基因渗入的表型在杂合情况和杂种情况中执行。结果载于下文所述的实施例。基于这一发现，本专利技术人提供一种与提高产量相关的具有令人满意的表型特征的 新型遗传基础。该遗传基础存在于野生黄瓜(Cucumus sativus)登录号为PI 169383。虽然增加产量的表型性质下的基因或相关序列尚(还)未被确认，但该基因或相 关序列的基因组位置(即位点)已确定。这有利于育种的过程，其中基因或调控序列被引 入理想的黄瓜育种系。一方面，本专利技术提供黄瓜育种系的作物，该作物具有来自黄瓜登录号为PI 169383 的基因渗入，其中所述的基因渗入是在与提高所述作物产量相关的连锁群3和/或4的基 因渗入，其中相对于缺少所述渗入的所述黄瓜育种的作物而言，本专利技术所述的作物显示出 产量增加。优选地，所述产量增加是指总单株果重更高。例如，本专利技术人将来自黄瓜登录号为PI 169383的作物作为基因渗入的供体系， 与黄瓜系Pyr42的作物杂交，其代表性的种子样本已保藏于英国苏格兰阿伯丁的英国食品 工业与海洋细菌菌种保藏中心(NCIMB，National Collections of Industrial, Food andMarineBacterial)，登录号为 NCIMB 41594，保藏参考号为(cbpositorsreference) Pyr42。 采用Pyr42作为轮回亲本回交所得的子代。研究发现，相对于缺少所述基因渗入的Pyr42 系作物，含有基因渗入(本文中被称为产量_提高的QTL)的作物所提供的作物产量得到提高ο在本专利技术的各个方面，相较于缺少所述基因渗入的所述黄瓜育种株作物，优选地， 产量增加是指总单株果重至少增加3-5%，更优选地，至少增加10%。在涉及总单株果重时，优选地，意思是以每采收期每株植物生产的适销果实总重 量为参考。黄瓜应在达到上市重量时采收，能生产出高产量的上市重量果实的作物优于 能生产出高产量的低于上市重量果实的作物。适销果实的重量取决于黄瓜的种类。鲜食 切片类型(Slic本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有来自黄瓜登录号为ＰＩ１６９３８３的基因渗入的黄瓜育种系的作物，其代表性样本的种子已经保藏于苏格兰阿伯丁的ＮＣＩＭＢ，登录号为ＮＣＩＭＢ４１５３２，保藏参考号为ＰＩ１６９３８３，其中所述基因渗入是在与所述作物的提高产量相关的连锁群３和／或４上的基因渗入，并且其中所述作物相对于缺少所述基因渗入的所述黄瓜育种系的作物表现出提高产量，优选地所述提高产量指每株作物总果实重量更高。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尼塔埃弗科德哈安，布拉姆罗泽，马丁努斯奎里努斯玛丽亚凡派森，杰罗恩塞巴斯蒂安德弗里斯，
申请(专利权)人：孟山都投资股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL