莴苣属的胞质杂种植物和其生产方法技术

本发明专利技术的目的是提供可用于生产子一代种子的莴苣属胞质杂种植物和生产其的方法。本发明专利技术涉及莴苣属的胞质杂种植物、其后代或其部分，其在其细胞质中包含来自向日葵属植物的线粒体。所述胞质杂种植物优选是细胞质雄性不育的。本发明专利技术还涉及产生莴苣属胞质杂种植物的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
植物品种以前就有常规品种和杂交一代(下文中称作Fl )之分。主 要的农作物已经普遍使用Fl品种。F1品种的主要优点包括高生长速率、 高产量等等，这是由于杂种优势的高生长活力所致。此外，预期它们在 对病害虫的抗性，对环境的适应性，如抗寒性和抗热性也得到提高。此 外，Fl品种的植物具有相同的基因型，尽管它们是杂合的，并且在它们 的表现型显示出非常高的整齐度，增加了产品的市场化能力。此外，Fl 品种积累显性基因控制的有利性状的概率增加，使得可以快速育种。而 且，Fl品种还有一个;f艮大的优势是，由于其性状分离的原因，从下一代 开始，它们的后代质量的均匀性将下降，所以必须每年繁殖Fl种子， 进而保护了育种家的权利。由于前述原因，Fl品种已经成为主要作物的主流栽培品种。然而， 对于出于商业目的大规模繁殖F1种子，需要不增加成本，容易去雄方法。 对于一次杂交可以产生许多种子的植物，包括果菜类的番茄、甜瓜、黄 瓜和南瓜，花卉植物的矮牵牛和洋桔梗等，可以通过人工去雄，杂交来 经济地繁殖Fl种子。然而，仍然有许多作物由于它们花器结构而非常 难以有效去雄，或者一次杂交仅仅产生少量种子^艮难通过人工杂交来 大量繁殖杂交种子，使得Fl种子的生产不经济。对于此类作物的种子 生产，关键是开发使用雄性不育进行种子生产的方法，因为通过使用雄性不育的遗传特征。、口 '、 '''已经在许多植物物种中发现了雄性不育。并且在许多有用的作物中6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18和19)。雄性不育 有多种机理，主要分成两大类核遗传雄性不育和细胞质雄性不育。核 遗传雄性不育由核基因引起。另一方面，细胞质雄性不育涉及细胞质遗传因子和核基因之间的相互作用。在世界上每个国家都出产莴苣。它是有很大市场的蔬菜，并且非常希望产生它的Fl品种。非专利文件1和2记述了莴苣的杂种优势，并报 道通过使用核遗传雄性不育繁殖出来的莴苣F1与常规种的对比调查，F1 植物显示出出色的杂种优势。因此，非常需要开发出使用雄性不育来有 效繁殖莴苣Fl种子的种子生产技术，然而目前为止还没有这种技术。例 如，非专利文件3揭示了莴苣中核遗传雄性不育的遗传方式，但是核遗 传雄性不育的实际应用仍然存在问题，由于雄性不育的不稳定性，以及 雌蕊也常出现缺陷(非专利文件7)。非专利文件3的作者也在非专利 文件4和5中报道了相似的结果。事实，尽管使用核遗传雄性不育产生 的Fl品种已经上市，由于雄性不育不稳定性，至今不能取代传统的常规 种(非专利文件6)。最近，已经发现了新型的核遗传雄性不育的抹系。例如，在病害抗 性选育的后代中发现的专利文件1和非专利文件1中记述的林系 MS1024,由于完全不产生花粉，并且采种量也非常高，明显优于非专利 文件3等等中记迷的核遗传雄性不育品种。然而，利用核遗传雄性不育植物来商业性地生产Fl种子，在生产成 本上尚犹问题存在。目前为止发现的莴苣的核遗传雄性不育都是从隐性 基因的纯合化中得到的(非专利文件7)。从隐性基因的纯合化中得到 的核遗传雄性不育植物自身不能繁殖，所以为了保持和繁殖雄性不育抹 系，必须将它们与雄性不育基因杂合的个体杂交，并且从后代筛选对该 雄性不育基因纯合的个体。因为该杂交将导致可育的植抹和不育的植林 1:1的分离，杂种后代中只有约50%是雄性不育植株。因此，为了商业 性的Fl种子生产，必须以某种方式在制种田里区分出可育抹，并将其拔 除。对于莴苣，该去除过程特别麻烦，因为它的花器很小，得难区分不 育抹和可育株，并且它细长的花茎上有很多花。此外，每个个体的花期是不同的，因此根据花的外观完全除去可育 的个体是非常艰巨的，并且在去除过程中的错误可以降低Fl种子的纯 度，由此也带来种子质量降低的问题。此外，核遗传雄性不育植物的育种方面、由于具有雄性不育基因的 个体除开花时以外在视觉上不宜区分、育种的效率很低、需要很长的年 限。为了方便区分可育植物和不育植物，必须开发选择仅仅雄性不育植物的方法，可通过发现和利用与与种子或生长初期的形态连锁的基因，或者通过开发与雄性不育基因连锁的DNA标记进行选择。还没有为莴苣 建立这种技术，尽管其研究仍在进行中。尽管自从揭示了莴苣中核遗传雄性不育的遗传方式已经经历了很 长时间，但是如上所述，使用核遗传雄性不育莴苣开发Fl品种中的许 多问题仍然没有解决，并且具有高市场能力的Fl品种的生产仍然是困 难的。另一方面，使用细胞质雄性不育进行的Fl种子生产已经长期以来 实际用于向日葵、甜菜、马铃薯、稻、小麦、胡萝卜、洋葱和葱等等， 并且已经建立了这些作物的商业生产体系。而且在蔬菜作物如甘蓝、绿 花椰菜、萝卜和大白菜中(其中使用自交不亲和性进行Fl种子生产已 经被广泛应用)，由于对更高质量种子的需求，使用细胞质雄性不育进 行Fl种子生产已经在最近变得普遍。通常， 一旦产生了具有雄性不育性的细胞质雄性不育植物，就可以 通过反复回交将细胞质雄性不育引入许多希望的林系中，并且Fl品种 的种子亲本的育种变得可能。因为细胞质雄性不育通过细胞质遗传传 递，所有子代将都是雄性不育的。通过与具有相同核基因和正常细胞质 的保持系杂交，容易地保持和增殖细胞质雄性不育系。因为不需要如上 述使用核遗传雄性不育进行种子生产那样从制种田中的种子亲本除去 可育个体，所以使用细胞质雄性不育进行种子生产是有效的，并且不存 在由于去除过程中的错误导致F1种子纯度降低的问题。基于这些事实，预期使用细胞质雄性不育植物进行Fl种子生产的 用。 一 厶 、、 、、' 、；、、尽管预期这种方法将如上迷非常有用，但是还没有开发在莴苣中使 用细胞质雄性不育植物生产Fl种子的方法。这是因为对于莴苣，没有 相同种或属的可杂交植物，其细胞质能够在导入莴苣的细胞质时引起细 胞质雄性不育。另一方面，对于菊科(Asteraceae )向日葵属(7^//a/ /^〃s)的向 曰葵栽培种(#e//a/7/^/A a/7/7s L.),已经从种间杂交发现了许多细 胞质雄性不育植物并且F1品种被实际应用。非专利文件9-13和其他文 件已经对其进行了报导。作为菊科细胞质雄性不育蔬菜生产的实例，已知通过向日葵和菊苣的细胞融合可以产生细胞质雄性不育菊苣。这种技术公开于例如专利文件2和3和非专利文件14到17中。非专利文件14最先报导了产生细胞质雄性不育菊苣，并且揭示通 过使用细胞融合技术向菊苣中引入向日葵的细胞质可以产生细胞质雄 性不育菊苣。非专利文件14还报导菊苣和向日葵的线粒体基因组重组 产生的细胞质雄性不育菊苣中的线粒体基因组。此外，非专利文件16 和17报导了前述细胞质雄性不育菊苣后代中细胞质雄性不育的表达和 线粒体DNA结构的分析结果。专利文件2描述了菊科细胞质雄性不育植物和得到这种植物的方 法。在专利文件2中表明实际产生的唯一的细胞质雄性不育植物是如非 专利文件14中的细胞质雄性不育菊苣。尽管专利文件2涉及细胞质雄体，、并且没有描述胞质杂种莴苣或细胞质口雄性不育莴i的实^生;的方 法或实验结果。在细胞融合技术中， 一直到分离和融合原生质体步骤之 前，该方法是相对容易的。例如，甚至可以将动物细胞和才直本文档来自技高网...

【技术保护点】
生产莴苣属的胞质杂种植物的方法，其特征在于包括：融合来自向日葵属植物的原生质体和来自莴苣属植物的原生质体；培养一个或多个融合细胞；并从培养自一个或多个融合细胞的细胞再生植物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-10-26 311598/20051. 生产莴苣属的胞质杂种植物的方法，其特征在于包括融合来自向日葵属植物的原生质体和来自莴苣属植物的原生质体；培养一个或多个融合细胞；并从培养自一个或多个融合细胞的细胞再生植物。2. 根据权利要求1的方法，其中来自向日葵属的植物的原生质体 是来自向日葵植物的原生质体或者向日葵的细胞质被来自《/ e〃o/ar/i1 、 〃， ar《o/7^///z^ 、 妖 c^/// > escapefa/ws1 、 j￥,的细胞质替代的细胞质替代抹系的原生质体。3. 根据权利要求1或2的方法，其中来自莴苣属植物的原生质体 是来自^actwea L.、〖.serr/o/a,^. acz;/eafe、^. scar/o/o/￡/ei/ 厶azer6a/y'a/7/ca、厶geor^7ca、 Z. dre《ea/7a、 Z. a/fa/ca、乙sa//《/73、 Z, / osa,厶 /a&r/ca、厶 /油'ca或Z. de6///、或者其种间杂种植 物的原生质体。4. 根据权利要求1到3中任一项的方法，其中向日葵属的植物是 细胞质雄性不育的。5. 根据权利要求4的方法，其中向日葵属的植物在其线粒体中具 有雄性不育基因。6. 根据权利要求1到5中任一项的方法，其中莴苣属的胞质杂种 植物是细胞质雄性不育的。7. 通过根据权利要求1到6中任一项的方法生产的莴苣属胞质杂 种植物或者其后代或其部分。8. 根据权利要求7的莴苣属的胞质杂种植物的部分或其后代，其 中所述部分包括植物的细胞或细胞质。9. 莴苣属的胞质杂种植物，或其后代或其部分，其在其细胞质中 包括来自向日葵属植物线粒体的基因。10. 根据权利要求9的莴苣属的胞质杂种植物或其后代或其部分， 其中向日葵属植物是向日葵或向日葵的细胞质被来自仗pe〃o/ar、 〃，3/《0/ 力///^、妖t/e6///、、 deca/7efsto、 《/卵/^ews、 〃,v7, 鹏义/历///13/7/、 /7e^7ew51, 〃 praeco;r或/w6erosws的细胞质替代的细胞质替代林系。11. 根据权利要求9或10的莴苣属的胞质杂种植物或其后代或其 部分，其中莴苣属的胞质杂种...

【专利技术属性】
技术研发人员：堀内慎吾，
申请(专利权)人：坂田种苗株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]