本发明专利技术的主题是用于控制双子叶植物花发育的两个遗传元件的组合，该组合分别包括：以显性等位基因（Ａ）和隐性等位基因（ａ）的形式存在于双子叶植物中的第一遗传控制元件（Ａ／ａ），和以显性等位基因（Ｇ）和隐性等位基因（ｇ）的形式存在于双子叶植物中的第二遗传控制元件（Ｇ／ｇ），其理解为，至少将该第二遗传控制元件人为引入所述双子叶植物中。以上组合使得可能控制和／或改变双子叶植物的花的性别。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及植物变种的选择，尤其是植物性型的选择领域。本专利技术涉及通过基因A 和基因G的多态性分析进行的植物性别的基因型检测，以及所述检测的应用手段和获得性表型改变的植物的方法。
技术介绍
杂种植物的产生在农学和农业中具有重要意义。实际上，由于杂种优势 (heterosis，也称为杂种优势(hybrid vigour))现象，相对于其两个亲本的平均值，杂种植物显示许多性状的优越性。此优越性可以表现为，例如杂种相对于其亲本的更好的活力、更好的产率、对栽培杂种的培养基更高的适应性和更大的均一性。当亲本在遗传上距离更远时，此杂种优势甚至更大。建立纯而稳定的品系(未来的杂种亲本)是建立表现最大杂种优势的纯系和可育杂种变种必不可少的步骤。因此，有必要建立纯而稳定的品系，然后杂交这些品系来获得杂种。纯系的建立涉及植物的自花受精，以获得具有同一生殖质，对所有需要的生产力、 产量的规律性或对疾病的抗性性状固定的植物。因此有必要使用其性型允许自花受精的植物，例如雌雄同株同花植物来建立纯系。现在，许多双子叶植物，尤其是葫芦科(Cucurbitaceae)可以是雌雄同株异花 (monoecious)、雄花两性花同株(andromonoecious)、全雌花性(gynoecious)或雌雄同株同花(hermaphroditic)。用来获得纯系的第一种技术包括植物的化学处理，以获得可以自花受精的植物， 例如雌雄同株同花植物。例如在甜瓜(Cucumis melo)中，喷洒乙烯合成的抑制剂，如硝酸银或硫代硫酸银导致雄蕊暂时出现在雌性花中(Rudich等，1969 ；Risser等，1979)。以这种方式，用全雌花性植物转化为雌雄同株同花植物来保持纯系。但是，通过此方法产生纯系受化学品成本、其作用持续时间及其植物毒性作用限制。此外，就从具有长开花期的植物产生杂种而言，这类物质可以无效，因为处理后出现的新花可不受该化学处理影响。因此，存在对使得可能控制双子叶植物花型发育和获得确定花型的植物的系统的需要。此外，有必要进行大量杂交，以从纯系获得目的杂种，并在每一杂交时保留具有最有前景的表型的幼苗。当将纯系彼此杂交时，能够选择进行杂交的方向并避免植物的自花传粉很重要， 自花传粉可导致不具有所需的杂种优势的植物。同样，由于双子叶植物性型的多样性，有必要分离同一幼苗的雄性花和雌性花以防止自花传粉。第一种技术(尤其用于玉米)包括使用机械手段来去雄植物。但是，此技术证明是极其昂贵的，因为对于所进行的每一杂交，该技术需要去雄待防止其自花传粉的每株植物。另一技术包括进行植物的化学去雄，阻断有活力的花粉的形成。因此，在甜瓜中， 用乙烯利(乙烯前体)处理雌雄同株异花植物导致雄性花的暂时不出现。如上文所述，用来产生短暂雄性不育的称为去雄剂的化学品有几个缺点，如高成本或相当大的毒性。因此，上文所述的用于控制花型的机械或化学技术证明非常昂贵，尤其是因为有必要进行大量杂交来获得具有所需性状和可以推向市场的杂种植物。因此，为了便于建立纯系和杂种，还存在对使得可能控制双子叶植物花型发育和获得确定花型的植物的系统的需要。获得可以用于建立纯系的能够自花传粉的植物或不能自花传粉的植物来建立杂种的另一方式可以分别包括选择一个物种中存在的完全雌雄同株同花的个体，或完全雌性的个体。但是，这种技术也证明极其昂贵，因为其需要栽培大量植物，直到可能确定它们的性型。此外，此技术是随机的，因为花的性决定机制尤其依赖于环境因素。根据另一途径，已存在鉴定和表征甜瓜中涉及控制花型的遗传决定子的尝试。在甜瓜中，性决定的遗传控制由两个主要的遗传决定子控制，分别是(1)雄花两性花同株遗传决定子(“a”)和(2)全雌花性遗传决定子(“g”)，每个决定子具有至少两个等位基因， 其组合产生多种性表型。NO.W02007/125264下公开的PCT国际申请描述了遗传决定子(a) 的鉴定和表征，发现其由编码氨基环丙烷羧酸合酶(ACS)的基因组成。因此，PCT申请No. WO 2007/125264提供了使得可能选择或产生具有显性等位基因(A)或隐性等位基因(a)的双子叶植物的检测和控制手段。遗传决定子(g)仍然完全未知。目前，初步的数据表明，具有未知性质和结构的遗传决定子(g)可位于由命名为M8和M30的标记定界的超过2. 4兆碱基对的宽基因组区内。因为通常假设100千碱基对的植物基因组中平均存在12个可读框 (“0RF” )，所以定界在标记M8和M30之间的基因组区域可能包含约300个可读框。但是，在缺乏对第二全雌花性遗传决定子(或“g”)的表征的情况下，不可能使公众能够得到选择或控制花型发育的手段，以使得可能例如区分或产生严格雌性的植物群体，因为此表型完全由遗传决定子(g)控制。此外，只有在鉴定和表征遗传决定子(g)之后， 才可能选择或获得完全雌雄同株同花的植物群体。因此，存在对使得可能在不必栽培它们的情况下选择例如雌雄同株同花或雌性双子叶植物的方法的需要。此方法应使得可能选择尤其是可以用来产生上文所述的纯系或杂种的植物。专利技术_既述根据本专利技术，已鉴定和表征了全雌花性遗传决定子来控制双子叶植物花的发育， 该双子叶植物是被子植物，且更确切而言是葫芦科的植物。全雌花性遗传决定子(g)的鉴定和表征首次使得可能发展雄花两性花同株(a)和全雌花性(g)两个遗传决定子的组合，其允许完全控制双子叶植物的花型发育，无论所考虑的是哪种性表型。7因此，本专利技术提供两个遗传元件(A/a)和(G/g)的组合，其使得可能控制双子叶植物，尤其是葫芦科成员如甜瓜的花型发育。现有技术中已显示，在生理学上，两个等位基因(A)和(a)彼此的不同在于蛋白质氨基丙烷羧酸合酶(也称为ACS)的不同的酶活性水平。本专利技术人现已显示，在生理学上，本专利技术鉴定和表征的等位基因(G)和(g)彼此的不同在于新蛋白质，蛋白质CmWIPl的不同水平。因此，本专利技术涉及用于控制双子叶植物花型发育的两个遗传元件的组合，所述组合分别包括a)以显性等位基因㈧和隐性等位基因(a)的形式存在于所述双子叶植物中的第一遗传控制元件(A/a)，其中-显性等位基因(A)由允许蛋白质ACS(氨基丙烷羧酸合酶)表达的核酸(NA)组成，-隐性等位基因(a)与显性等位基因的不同在于在所述双子叶植物中无功能的核酸(NA)，和b)以显性等位基因(G)和隐性等位基因(g)的形式存在于所述双子叶植物中的第二遗传控制元件(G/g)，其中-显性等位基因(G)由允许蛋白质CmWIPl表达的核酸(NG)组成，-隐性等位基因(g)与显性等位基因的不同在于在所述双子叶植物中无功能的核酸(NG)，其理解为，至少将该第二遗传控制元件人为弓I入所述双子叶植物中。在本专利技术的组合的某些实施方案中，对于第二遗传控制元件(G/g)，显性等位基因 (G)和隐性等位基因(g)各自的特征如下-显性等位基因(G)由核酸(NG)组成，其包含(i)在双子叶植物中有功能的调节性多核苷酸(PG)，和(ii)其表达受该调节性多核苷酸(PG)调节的核酸，所述核酸编码蛋白质CmWIPl，-隐性等位基因(g)与显性等位基因(G)的不同在于(i)核酸(NG)不存在于该植物中，或(ii)在双子叶植物中无功能的调节性多核苷酸0 )，或(iii)对本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．用于控制双子叶植物花型发育的两个遗传元件的组合，所述组合分别包括：ａ）以显性等位基因（Ａ）和隐性等位基因（ａ）的形式存在于所述双子叶植物中的第一遗传控制元件（Ａ／ａ），其中：－所述显性等位基因（Ａ）由允许序列ＳＥＱ ＩＤ Ｎｏ．３的蛋白质ＡＣＳ（氨基环丙烷羧酸合酶）表达的核酸（ＮＡ）组成，－所述隐性等位基因（ａ）与所述显性等位基因的不同在于在所述双子叶植物中无功能的核酸（ＮＡ），和ｂ）以显性等位基因（Ｇ）和隐性等位基因（ｇ）的形式存在于所述双子叶植物中的第二遗传控制元件（Ｇ／ｇ），其中：－所述显性等位基因（Ｇ）由允许序列ＳＥＱ ＩＤ Ｎｏ．１２的蛋白质ＣｍＷｌＰｌ（“甜瓜锌指蛋白质”）表达的核酸（ＮＧ）组成，－所述隐性等位基因（ｇ）与所述显性等位基因的不同在于在所述双子叶植物中无功能的核酸（ＮＧ），其理解为至少将所述第二遗传控制元件人为引入所述双子叶植物中。
【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：A·本达马内，
申请(专利权)人：国家农艺研究院，
类型：发明
国别省市：FR
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