CN109862781B - 黄瓜植物中两种产量qtl的基因渗入 - Google Patents
黄瓜植物中两种产量qtl的基因渗入 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109862781B CN109862781B CN201780035788.1A CN201780035788A CN109862781B CN 109862781 B CN109862781 B CN 109862781B CN 201780035788 A CN201780035788 A CN 201780035788A CN 109862781 B CN109862781 B CN 109862781B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- snp
- genotype
- seq
- nucleotide
- polymorphism marker
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 244000299906 Cucumis sativus var. sativus Species 0.000 title abstract description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims abstract description 508
- 210000000349 chromosome Anatomy 0.000 claims abstract description 452
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 83
- 240000008067 Cucumis sativus Species 0.000 claims description 737
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 claims description 663
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 claims description 663
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 508
- 239000003550 marker Substances 0.000 claims description 508
- 235000010799 Cucumis sativus var sativus Nutrition 0.000 claims description 467
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 claims description 215
- 238000003556 assay Methods 0.000 claims description 73
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 claims description 70
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 60
- 239000003147 molecular marker Substances 0.000 claims description 57
- 108700028369 Alleles Proteins 0.000 claims description 54
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 22
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 15
- 235000009849 Cucumis sativus Nutrition 0.000 description 75
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 64
- UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N guanine Chemical compound O=C1NC(N)=NC2=C1N=CN2 UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 60
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 59
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 42
- RWQNBRDOKXIBIV-UHFFFAOYSA-N thymine Chemical class CC1=CNC(=O)NC1=O RWQNBRDOKXIBIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 41
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 39
- GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N Adenine Chemical compound NC1=NC=NC2=C1N=CN2 GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 38
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 35
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 33
- OPTASPLRGRRNAP-UHFFFAOYSA-N cytosine Chemical compound NC=1C=CNC(=O)N=1 OPTASPLRGRRNAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 229930024421 Adenine Natural products 0.000 description 31
- 229960000643 adenine Drugs 0.000 description 31
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 28
- 235000010071 Cucumis prophetarum Nutrition 0.000 description 27
- 241000894007 species Species 0.000 description 27
- 244000024469 Cucumis prophetarum Species 0.000 description 21
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 21
- 235000000784 Cyclanthera pedata Nutrition 0.000 description 20
- 235000001231 Streptopus amplexifolius Nutrition 0.000 description 20
- 150000007523 nucleic acids Chemical group 0.000 description 17
- 229940104302 cytosine Drugs 0.000 description 16
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 15
- 230000002759 chromosomal effect Effects 0.000 description 13
- 229940113082 thymine Drugs 0.000 description 13
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 12
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 12
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 11
- 230000009261 transgenic effect Effects 0.000 description 10
- 241000219112 Cucumis Species 0.000 description 9
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 description 9
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 9
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 9
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 7
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 7
- 230000009418 agronomic effect Effects 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 5
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 5
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 5
- 235000021573 pickled cucumbers Nutrition 0.000 description 5
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 5
- 240000009036 Medeola virginiana Species 0.000 description 4
- 235000005358 Medeola virginiana Nutrition 0.000 description 4
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 4
- 230000008645 cold stress Effects 0.000 description 4
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 4
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 4
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 4
- 238000003205 genotyping method Methods 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 description 4
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 4
- 102000054765 polymorphisms of proteins Human genes 0.000 description 4
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 4
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 238000012070 whole genome sequencing analysis Methods 0.000 description 4
- 241000589158 Agrobacterium Species 0.000 description 3
- 238000001712 DNA sequencing Methods 0.000 description 3
- 108020004511 Recombinant DNA Proteins 0.000 description 3
- 241000208123 Solanum chilense Species 0.000 description 3
- 108700019146 Transgenes Proteins 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 230000005078 fruit development Effects 0.000 description 3
- 230000007614 genetic variation Effects 0.000 description 3
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 3
- 210000001161 mammalian embryo Anatomy 0.000 description 3
- 108020004999 messenger RNA Proteins 0.000 description 3
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 3
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 3
- 210000001938 protoplast Anatomy 0.000 description 3
- 230000000306 recurrent effect Effects 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 2
- 240000001910 Momordica cochinchinensis Species 0.000 description 2
- 235000009812 Momordica cochinchinensis Nutrition 0.000 description 2
- 235000002540 Solanum chilense Nutrition 0.000 description 2
- 235000009818 Trichosanthes kirilowii Nutrition 0.000 description 2
- 208000005652 acute fatty liver of pregnancy Diseases 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 2
- 238000009399 inbreeding Methods 0.000 description 2
- 230000021121 meiosis Effects 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 238000009448 modified atmosphere packaging Methods 0.000 description 2
- 238000010369 molecular cloning Methods 0.000 description 2
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 2
- 238000007481 next generation sequencing Methods 0.000 description 2
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 2
- 235000021110 pickles Nutrition 0.000 description 2
- 210000002706 plastid Anatomy 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000007894 restriction fragment length polymorphism technique Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- FWMNVWWHGCHHJJ-SKKKGAJSSA-N 4-amino-1-[(2r)-6-amino-2-[[(2r)-2-[[(2r)-2-[[(2r)-2-amino-3-phenylpropanoyl]amino]-3-phenylpropanoyl]amino]-4-methylpentanoyl]amino]hexanoyl]piperidine-4-carboxylic acid Chemical compound C([C@H](C(=O)N[C@H](CC(C)C)C(=O)N[C@H](CCCCN)C(=O)N1CCC(N)(CC1)C(O)=O)NC(=O)[C@H](N)CC=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 FWMNVWWHGCHHJJ-SKKKGAJSSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 241000616862 Belliella Species 0.000 description 1
- FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 Chemical compound C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N 0.000 description 1
- 235000009075 Cucumis anguria Nutrition 0.000 description 1
- 235000006967 Cucumis sativus var hardwickii Nutrition 0.000 description 1
- 244000007859 Cucumis sativus var. hardwickii Species 0.000 description 1
- 241000219104 Cucurbitaceae Species 0.000 description 1
- 238000007900 DNA-DNA hybridization Methods 0.000 description 1
- 206010020649 Hyperkeratosis Diseases 0.000 description 1
- 244000302544 Luffa aegyptiaca Species 0.000 description 1
- 241000227653 Lycopersicon Species 0.000 description 1
- 235000007688 Lycopersicon esculentum Nutrition 0.000 description 1
- 241000218922 Magnoliophyta Species 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 241001028048 Nicola Species 0.000 description 1
- 238000000636 Northern blotting Methods 0.000 description 1
- 241000070023 Phoenicopterus roseus Species 0.000 description 1
- 241000350393 Sinna Species 0.000 description 1
- 238000002105 Southern blotting Methods 0.000 description 1
- 101000872823 Xenopus laevis Probable histone deacetylase 1-A Proteins 0.000 description 1
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000000540 analysis of variance Methods 0.000 description 1
- 238000013475 authorization Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000003200 chromosome mapping Methods 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000012364 cultivation method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 210000001840 diploid cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 210000002257 embryonic structure Anatomy 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000013401 experimental design Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000012239 gene modification Methods 0.000 description 1
- 230000005017 genetic modification Effects 0.000 description 1
- 235000013617 genetically modified food Nutrition 0.000 description 1
- 238000007901 in situ hybridization Methods 0.000 description 1
- 238000012606 in vitro cell culture Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000442 meristematic effect Effects 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 210000004940 nucleus Anatomy 0.000 description 1
- 210000001672 ovary Anatomy 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 1
- 238000003976 plant breeding Methods 0.000 description 1
- 230000010152 pollination Effects 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 230000002062 proliferating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 108020001580 protein domains Proteins 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003362 replicative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000002864 sequence alignment Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000010421 standard material Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 238000000528 statistical test Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000002054 transplantation Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000010200 validation analysis Methods 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 230000009417 vegetative reproduction Effects 0.000 description 1
- 238000013466 vegetative reproduction Methods 0.000 description 1
- 230000017260 vegetative to reproductive phase transition of meristem Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01H—NEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
- A01H6/00—Angiosperms, i.e. flowering plants, characterised by their botanic taxonomy
- A01H6/34—Cucurbitaceae, e.g. bitter melon, cucumber or watermelon
- A01H6/344—Cucumis melo [melon]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01H—NEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
- A01H1/00—Processes for modifying genotypes ; Plants characterised by associated natural traits
- A01H1/04—Processes of selection involving genotypic or phenotypic markers; Methods of using phenotypic markers for selection
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01H—NEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
- A01H1/00—Processes for modifying genotypes ; Plants characterised by associated natural traits
- A01H1/12—Processes for modifying agronomic input traits, e.g. crop yield
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01H—NEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
- A01H5/00—Angiosperms, i.e. flowering plants, characterised by their plant parts; Angiosperms characterised otherwise than by their botanic taxonomy
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01H—NEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
- A01H5/00—Angiosperms, i.e. flowering plants, characterised by their plant parts; Angiosperms characterised otherwise than by their botanic taxonomy
- A01H5/08—Fruits
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01H—NEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
- A01H5/00—Angiosperms, i.e. flowering plants, characterised by their plant parts; Angiosperms characterised otherwise than by their botanic taxonomy
- A01H5/10—Seeds
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01H—NEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
- A01H6/00—Angiosperms, i.e. flowering plants, characterised by their botanic taxonomy
- A01H6/34—Cucurbitaceae, e.g. bitter melon, cucumber or watermelon
- A01H6/346—Cucumis sativus[cucumber]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6813—Hybridisation assays
- C12Q1/6827—Hybridisation assays for detection of mutation or polymorphism
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6876—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
- C12Q1/6888—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms
- C12Q1/6895—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms for plants, fungi or algae
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q2600/00—Oligonucleotides characterized by their use
- C12Q2600/13—Plant traits
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q2600/00—Oligonucleotides characterized by their use
- C12Q2600/156—Polymorphic or mutational markers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Botany (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Developmental Biology & Embryology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Natural Medicines & Medicinal Plants (AREA)
- Mycology (AREA)
- Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
本发明涉及栽培黄瓜植物,其在它们的基因组的2号染色体上包含产量QTL和/或在它们的基因组的6号染色体上包含产量QTL,以及涉及产生这些植物的方法,以及它们的用途。
Description
本发明涉及黄瓜育种领域。本发明提供了定位于栽培黄瓜基因组的2号染色体上的数量性状基因座(Quantitative Trait Locus(QTL))的基因渗入和/或栽培黄瓜基因组的6号染色体上的QTL的基因渗入,其可在栽培黄瓜(黄瓜原变种(Cucumis sativusvar.sativus))中用于增加产量,例如腌制黄瓜(pickling cucumber)(例如美国腌制、欧洲腌制型),切片黄瓜(slicing cucumber)(例如美国切片),长黄瓜,短黄瓜,欧洲温室黄瓜,Beit-Alpha型黄瓜,东方网格型黄瓜(oriental trellis type cucumbers)(也以“burpless”出售),亚洲黄瓜(其可以进一步细分为不同类型,例如印度杂色黄瓜(IndianMottled cucumber)、中国长黄瓜、韩国黄瓜和日本黄瓜类型,其中第一种属于印度黄瓜组,后三种属于东亚黄瓜组)。
本文将2号染色体上增加产量的QTL称作QTL2.1以及6号染色体上增加产量的QTL称作QTL6.1。在一方面,这两种都是来自于黄瓜的相同野生近缘种(即来自于相同登录号)的基因渗入,并且在一方面甚至是来自于相同植物的。将种质(accession)的一株植物用于制备双单倍体群,其之后用于定位(map)以及用于将QTL渐渗到欧洲长黄瓜型中。可容易地将一种或两种QTL从该型转移到任何其他黄瓜型中,例如短黄瓜型,或转移到任何其他长黄瓜育种系或品种中。将包含纯合形式的这两种基因渗入片段的种子以登录号NCIMB 42545保藏。
最初并未发现2号染色体上增加产量的QTL,因为在定位项目中发现使果实重量减少的负产量QTL在相同的区域(参见图1,上图为2号染色体上正产量QTL,QTL2.1的LOD图;下图为2号染色体上负产量QTL,QTL2.2的LOD图)。
仅在对测试杂种进行进一步地回交和产量实验之后,才清楚2号染色体上的正产量QTL和负产量QTL是可以分开的,即在不同的区域。
在将包含具有QTL2.1和QTL2.2的基因渗入片段的株系与仅包含QTL2.1(缺少QTL2.2)的株系作比较时,负产量QTL的作用才凸显。在第一株系(包含QTL2.2)中平均果实长度缩短超过2cm长度。
在一方面,本发明提供了在2号染色体上包含基因渗入片段(包含QTL2.1)的栽培黄瓜植物,由此与缺少所述基因渗入的相同的栽培黄瓜相比,所述基因渗入片段使包含所述基因渗入的栽培黄瓜的果实产量显著增加。本文也提供一种或多种分子标记物(尤其是单核苷酸多态性或SNP)以及使用这些标记物的方法,所述分子标记物存在于基因渗入片段上,并且指示基因渗入片段的存在。本发明也同样提供了在2号染色体上包含QTL2.1的种子、植物部分、细胞和/或组织。在一方面,所述植物、种子、植物部分、细胞和/或组织包含来自黄瓜野生近缘种的基因渗入片段,由此所述基因渗入片段包含QTL2.1,该QTL在物理上位于2号染色体的起始于5.0Mb并终止于11.0Mb的区域中。在一方面,2号染色体的其他区域(即从2号染色体的0Mb至5.0Mb和/或从2号染色体的11.0Mb至末端)包含栽培黄瓜染色体区域或由栽培黄瓜染色体区域组成。
在一方面,在2号染色体上基因渗入片段并不包含负产量QTL,这使每株植物的平均果实重量降低。在本文中,将这种负产量QTL称作QTL2.2。因此,来自黄瓜野生近缘种的基因渗入片段一方面包含QTL2.1,以及连锁到QTL2.1的一种或多种SNP,但是缺少QTL2.2。在由申请人以登录号NCIMB42545保藏的栽培黄瓜(Cucumis sativus)种子中,QTL2.1和QTL6.1以纯合形式存在,但是不存在QTL2.2(在该区域内反而存在栽培黄瓜基因组)。
在一方面,QTL2.1(即包含QTL的基因渗入片段)以杂合形式存在于栽培的黄瓜植物、细胞或组织中,特别是在长黄瓜中。在另一方面,QTL2.1(即包含QTL的基因渗入片段)以纯合形式存在于栽培的黄瓜植物、细胞或组织中,特别是在长黄瓜中。在具体的方面,所述栽培的黄瓜植物为F1杂种,尤其是通过杂交两种近交亲本系而产生的F1杂种,因此至少一种亲本株系包含纯合形式的QTL2.1(即包含QTL的基因渗入片段)。在具体的方面,所述栽培的黄瓜植物在黄瓜基因组的2号染色体上不包含任何其他影响产量的基因渗入片段,优选2号染色体至少缺少QTL2.2。
在低温下发现6号染色体上的增加产量的QTL,并且似乎是耐寒性QTL,其在秋季或冬季和较冷的气候区域中使产量增加。因此,例如在将温室黄瓜于一年中的较冷气候或较冷的时期种植时,如南欧或欧亚国家的秋冬季节或例如北欧和加拿大(或北美)的较冷地区,QTL6.1将会进一步增加适应于该气候的育种系和品种的产量。因此,这种QTL尤其适合于使适应较冷温度的品种的产量增加。但是,应理解为应当防止霜冻。
在一方面,本发明提供了在6号染色体上包含基因渗入片段(包含QTL6.1)的栽培黄瓜植物,由此与缺少所述基因渗入的相同的栽培黄瓜相比,所述基因渗入片段使包含所述基因渗入的栽培黄瓜的果实产量显著增加。本文也提供一种或多种分子标记物(尤其是单核苷酸多态性或SNP)以及使用这些标记物的方法,所述分子标记物存在于基因渗入片段上,并且指示基因渗入片段的存在。本发明也同样提供了种子、植物部分、细胞和/或组织,其在6号染色体上包含QTL6.1,并且在它们的基因组中另外包含栽培黄瓜的6号染色体。在一方面,所述植物、种子、植物部分、细胞和/或组织包含来自黄瓜野生近缘种的基因渗入片段,由此所述基因渗入片段包含QTL6.1,该QTL在物理上位于6号染色体上的起始于25.0Mb并终止于29.0Mb的区域中。在一方面,6号染色体的其他区域(即从6号染色体的0Mb至25.0Mb和/或从6号染色体的29.0Mb至末端)包含栽培黄瓜染色体区域或由栽培黄瓜染色体区域组成。
在一方面,QTL6.1(即包含QTL的基因渗入片段)以杂合形式存在于栽培的黄瓜植物、细胞或组织中,特别是在长黄瓜中。在另一方面,QTL6.1(即包含QTL的基因渗入片段)以纯合形式存在于栽培的黄瓜植物、细胞或组织中,特别是在长黄瓜中。在具体的方面,所述栽培的黄瓜植物为F1杂种,尤其是通过杂交两种近交亲本系而产生的F1杂种,因此至少一种亲本株系包含纯合形式的QTL6.1(即包含QTL的基因渗入片段)。在具体的方面,所述栽培的黄瓜植物在黄瓜基因组的6号染色体上不包含任何其他影响产量的基因渗入片段。
在本发明的一方面,提供包含本发明的QTL2.1和QTL6.1的栽培黄瓜植物,所述QTL2.1和QTL6.1均为纯合形式,例如在近交亲本系中,或者均为杂合形式,例如在F1杂种中,所述F1杂种是通过杂交包含纯合形式的QTL2.1和QTL6.1的近交亲本系与缺少QTL2.1和QTL6.1的近交亲本系而产生的。如所提及的,在由申请人以登录号NCIMB42545保藏的栽培黄瓜(Cucumis sativus)种子中,QTL2.1和QTL6.1以纯合形式存在。但是,也可单独使用QTL2.1和QTL6.1以产生具有产量提高的黄瓜植物、育种系及品种。
在本发明的另一方面,提供包含本发明的QTL2.1和QTL6.1的栽培黄瓜植物,其中QTL中的一种为纯合形式,另一种QTL为杂合形式。
在另一方面,栽培黄瓜植物包含来自黄瓜野生亲缘种的QTL2.1和QTL6.1,而除了基因渗入片段以外,在欧洲温室黄瓜的一方面,其余的2号和/或6号染色体基因组为栽培黄瓜的基因组。
在一个实施方案中,其他染色体也是所有栽培的黄瓜基因组,例如欧洲温室黄瓜基因组。也就是说,在本发明的一方面,栽培的黄瓜在其基因组中包含来自黄瓜野生近缘种的仅一种基因渗入片段(包含纯合或杂合形式的QTL2.1或QTL6.1)或在其基因组中包含来自黄瓜野生近缘种的基因组中的仅两种基因渗入片段,一种包含QTL2.1且一种包含QTL6.1,而剩余的基因组为栽培黄瓜的基因组。在一个方面,所述两种基因渗入片段来自黄瓜的相同野生近缘种,例如相同物种,优选来自相同的登录号,任选地甚至是来自该登录号的相同植物。
在不同的实施方案中,本发明的栽培黄瓜植物,除QTL2.1和/或QTL6.1以外,在其基因组中包含来自黄瓜野生近缘种的一种或多种其他的基因渗入片段。在一方面,这些其他的基因渗入片段不在2号染色体上和/或6号染色体上。
背景技术
栽培黄瓜(黄瓜(原变种)(Cucumis sativus var.sativus L.))是全世界重要的蔬菜作物。它属于葫芦科。它被认为源自东南亚,源自具有小且苦的果实的野生祖先,例如西南野黄瓜(Cucumis sativus var.hardwickii)。
栽培黄瓜基因组具有7对染色体(n=7)和尺寸为约367Mb(兆碱基)的单倍体基因组,估计总共约26,682个基因。黄瓜基因组是被测序的第一个植物基因组(Huang etal.2009,Nature Genetics,Volume 41,Number 12,p1275-1283和http://www.icugi.org/cgi-bin/gb2/gbrow se/cucumber_v2/)。
在过去几十年,栽培黄瓜的产量没有显著提高。2002年Shetty和Wehner(CropSci.42:2174-2183)在美国北卡罗来纳州的田间条件下,针对果实品质和果实产量,对USDA黄瓜种质库进行筛选,并且建议在他们的研究中所鉴定的高产量栽培种可用于开发高产栽培种。
由Shetty和Wehner在2002年鉴定的种质中(见上文),WO2009/082222使用TurkishBeit-Alpha地方品种PI 169383来鉴定在PI 69383的连锁群3和/或4上,用于采收阶段黄瓜的果实重量的QTL。
Yuan等2008(Euphytica 164:473-491)在北方中国黄瓜S94和西北欧洲黄瓜S06之间的杂交中对特定果实性状进行遗传定位。它们的连锁群3似乎对应于物理染色体2,且它们的连锁群2似乎对应于物理染色体6。他们将被称为fw2.1(果实重量)的基因座定位在6号染色体的顶部(LG2)并且他们将被称为fw3.1(果实重量)的基因座定位在2号染色体的底部(LG3)。他们将被称为fl3.1(果实长度)的基因座定位到与基因座fw3.1相同的位置,基于S94(30cm长果实)和S06(15cm长果实)之间果实长度的差异进行定位。然而,他们没有定位总(累积)的果实产量。
Fazio et al.2003(Theor Appl Genet 107:864-874)在遗传上定位了许多性状,包括在三次采收时每株植物的累积果实以及形态性状例如小叶(‘ll’)。它们的连锁群1似乎对应于6号物理染色体。被称作fpl1.2的基因座在两种环境中是一致的并且定位于小叶基因座。小叶在物理上定位于6号物理染色体的7Mb至8.5Mb的区域中,即在6号染色体的上部。
Wei et al.2014(BMC Genomics 15:1158,p1-10)公开了在从中国黄瓜近交系(CC3)和NC76之间的杂交得到的群体中不成熟和成熟的果实长度以及不成熟的果实重量的定位。NC76是从来自阿富汗的黄瓜原变种的地方品种(PI246930)开发的。他们发现了在连锁群6上不成熟的果实长度的QTL。
WO2016/059090和WO2016/059092均记载了两种提高产量的QTL,一个在2号染色体上的染色体0.4至2.9Mb区域内,一个在6号染色体上的染色体26Mb至末端的区域内,其从单一野生黄瓜渐渗到腌制型的栽培黄瓜中。含有杂合形式的这两种QTL的栽培腌制型黄瓜的种子以NCIMB42262保藏。WO2016/059090和WO2016/059092中使用的供体与本发明中使用的供体不同。
然而,仍然需要鉴定黄瓜中用于提高总(累积)的果实产量的QTL以能够增加现代黄瓜品种的果实产量,特别是在适合温室栽培的长黄瓜类型中,例如,高丝栽培(high wirecultivation)或传统的伞式种植***。特别是,需要包含增加产量的QTL的基因渗入片段,该片段不包含使平均果实长度减小的基因渗入区域。期望适合于在寒冷的生长条件下增加平均果实产量的基因渗入片段。
附图说明
图1示出QTL定位结果的LOD图,已发现其中在2号染色体上正产量QTL(QTL2.1,上图)和负产量QTL(QTL2.2,下图)彼此非常接近,峰(垂直虚线)在X轴上位于几乎相同的位置处(2号染色体)。QTL2.2使平均果实长度明显减小。
一般定义
不定冠词“一”或“一个”不排除存在多于一个所述元素的可能性,除非上下文明确要求有且仅有一个所述元素。因此,不定冠词“一”或“一个”通常意指“至少一个”。
如本文使用的,术语“植物”包括完整的植物或其任何部分或衍生物,例如植物器官(如采收的或未采收的储存器官、块茎、果实、叶、种子等)、植物细胞、植物原生质体、可由其再生出完整植物的植物细胞或组织培养物、植物愈伤组织、植物细胞团和植物中完整的植物细胞,或植物的部分,例如胚、花粉、胚珠、子房、果实(例如采收的组织或器官,如采收的黄瓜果实或其部分)、花、叶、种子、块茎、球茎、无性繁殖的植物、根、根状茎(root-stocks)、茎、根尖等。还包括任何发育阶段,例如未成熟和成熟的幼苗等。当提及“植物的种子”时,这些指的是在自体授精或异体受精后可由其长出植物的种子或植物中产生的种子。
“植物品种”是在已知最低等级的相同植物分类群中的一组植物,所述植物品种可以是基于源自某一基因型或基因型组合的特征的表达来定义(无论是否满足《植物育种者权利》(plant breeder's rights)中的认可条件),可以通过那些特征中的至少一种的表达而将所述植物品种与任何其他组的植物区分开,也可将所述植物品种看作一个实体,因为其可被繁殖而无任何改变。因此,如果一组植物的特征均在于存在1个或2个基因座或基因(或者由这些特定的基因座或基因产生的表型特征),但是它们又在其它基因座或基因上可以彼此显著不同,那么即使它们是同一类的,也不可以使用术语“植物品种”来表述该组植物。
“F1、F2、F3等”是指两个亲本植物或亲本株系之间杂交后的连续相关世代。由两个植物或株系杂交产生的种子长出的植物称为F1代。F1植物自交产生F2代等。
“F1杂种”植物(或F1杂种种子)是由两个近交的亲本株系杂交得到的世代。因此,F1杂种种子是由其长出F1杂种植物的种子。由于杂种优势,F1杂种更有活力(vigorous)且具有更高的产量。近交株系(inbred line)在基因组中大多数基因座处是基本纯合的。
“植物株系”或“育种株系”是指植物及其后代。本文使用的术语“近交株系”是指已经被反复自交且几乎为纯合的植物株系。因此“近交株系”或“亲本株系”是指已经历过几代(例如至少5、6、7或更多代)近交的植物,产生具有高度均一性的植物株系。
术语“等位基因”意指特定基因座上基因的一种或多种替代形式中的任一种,所有这些等位基因均与特定基因座处的一种性状(trait)或特征相关。在生物体的二倍体细胞中,给定基因的等位基因位于染色体上的特定位置或单个基因座(多个基因座)。一个等位基因存在于一对同源染色体中的每条染色体上。二倍体植物物种可以在特定基因座上包含大量不同的等位基因。这些可以是所述基因的相同等位基因(纯合的)或两个不同的等位基因(杂合的)。因此,例如,在本文中可提及产量基因座QTL2.1和/或QTL6.1的“产量等位基因”或“正产量等位基因”。
术语“基因”意指包含区域(转录区)和可操作地连接的调控区域(例如启动子)的(基因组)DNA序列,所述区域在细胞中被转录为信使RNA分子(mRNA)。因此,基因的不同等位基因是基因的不同替代形式,其可以是这样的形式:例如在基因组DNA序列(例如启动子序列、外显子序列、内含子序列等)的一个或多个核苷酸、mRNA和/或所编码的蛋白的氨基酸序列中的差异。
术语“基因座”(多个基因座)意指染色体上存在例如QTL、基因或遗传标记物的一个或多个具***置或位点。因此,产量基因座(或产量增加的基因座)为黄瓜基因组中的位置,其中存在有QTL2.1或QTL6.1。在本发明的栽培黄瓜中,所述QTL存在于2号和/或6号染色体中(使用Huang et al.2009,Nature Genetics,Volume 41,Number 12,p1275-1283以及万维网http://www.icugi.org/cgi-bin/gb2/gbrowse/cucumber_v2/的染色体定位),即将它们从黄瓜的野生近缘种渐渗到栽培黄瓜基因组中(即到2号和/或6号染色体上)。
“数量性状基因座”或“QTL”是编码影响连续分布(数量)表型的表现度的一个或多个等位基因的染色体基因座。在本文中,将赋予产量的数量性状基因座(或“产量QTL”)命名为QTL2.1和QTL6.1。
“黄瓜基因组”和“黄瓜基因组上的物理位置”和“2号和/或6号染色体”是指栽培黄瓜的物理基因组(万维网icugi.org/cgi-bin/gb2/gbrowse/cucumber_v2/)、以及物理染色体和染色体上的物理位置。因此,例如SNP_01位于物理定位于2号染色体的核苷酸5,502,468处的核苷酸(或“碱基”)处,其物理尺寸为0至23,17Mb(即23,174,625个碱基)。同样,SNP_27位于物理定位于6号染色体的核苷酸25,519,964处的核苷酸(或“碱基”)处,其物理尺寸为0至29.07Mb(即29,076,227个碱基)。
在同一染色体上的基因座之间(例如分子标记物之间和/或表型标记物之间)的“物理距离”为实际物理距离,其用碱基或碱基对(bp),千碱基或千碱基对(kb)或者兆碱基或兆碱基对(Mb)表示。
通过交叉频率或重组频率(RF)测量在同一染色体上的基因座之间(例如分子标记物之间和/或表型标记物之间)的“遗传距离”,并且用厘摩(cM)表示。1cM相当于1%的重组频率。如果没有发现重组体,则RF为零并且所述基因座在物理上非常紧密地在一起或它们是相同的。两个基因座的相距越远,RF越高。
“基因渗入片段”或“基因渗入区段”或“基因渗入区域”是指已通过杂交或传统育种技术(例如回交)被引入相同或近缘物种的另一个植株中的染色体片段(或染色体部分或区域),即基因渗入片段是用动词“渐渗”表示的育种方法(例如回交)的结果。在黄瓜中,野生或原始黄瓜种质(例如,地方品种)或栽培黄瓜的野生近缘种可用于将野生基因组的片段渐渗到栽培黄瓜(黄瓜(原变种))的基因组中。因此这类栽培黄瓜植物具有“栽培黄瓜(原变种)的基因组”,但在基因组中包含了野生或原始黄瓜的片段或黄瓜野生近缘种的片段,例如近缘野生黄瓜(例如西南野黄瓜、锡金黄瓜(Cucumis sativus var.sikkimensis)、西双版纳黄瓜(Cucumis sativus var.xishuangbannesis),或另一种野生黄瓜或黄瓜的野生近缘种)基因组的基因渗入片段。因此,例如,本文提供的栽培黄瓜包含栽培黄瓜基因组,以及在该基因组中包含栽培黄瓜的2号和6号染色体上的一个基因渗入片段,与缺少基因渗入片段(并且具有栽培黄瓜的2号和6号染色体,但没有基因渗入片段)的栽培黄瓜基因组相比,所述基因渗入片段赋予增加的产量。应理解术语“基因渗入片段”从不包括整条染色体,而仅包括染色体的一部分。所述基因渗入片段可以是大的,例如甚至是染色体的四分之三或一半,但优选地较小,例如约15Mb或更小,例如约10Mb或更小,约9Mb或更小,约8Mb或更小,约7Mb或更小,约6Mb或更小,约5Mb或更小,约4Mb或更小,约3Mb或更小,约2.5Mb或2Mb或更小,约1Mb(等于1,000,000个碱基对)或更小,或约0.5Mb(等于500,000个碱基对)或更小,例如约200,000bp(等于200个千碱基对)或更小,约100,000bp(100kb)或更小,约50,000bp(50kb)或更小,约25,000bp(25kb)或更小。
“栽培黄瓜”(cultivated cucumber或domesticated cucumber)是指黄瓜(原变种)即变种、育种株系或栽培种的植物,其由人类栽培并且具有良好的农学特征,尤其是产生具有优良尺寸、品质和均一性的可食用且可市售的果实;这些植物不是“野生黄瓜”或“原始黄瓜”植物,所述“野生黄瓜”或“原始黄瓜”植物与栽培植物相比通常具有差得多的产量和差得多的农学特征以及遗传上、在其生理和/或形态特征上较低的均一性(uniform)。“野生黄瓜”的“野生植物”包括例如物种的生态型、地方品种或野生种质或野生近缘种。通过基因组中非常少量的SNP(小于2,000,000个SNP)和INDEL(小于5bp的***/缺失片段;小于150,000个INDEL),及其非常低的核苷酸多样性(nucleotide diversity)(等于或小于2.3x10-3π),也可以将栽培黄瓜植物(株系或变种)与野生或原始黄瓜种质区分开,如记载于Qiet al,Nature Genetics December 2013,Vol 45,No.12,1510–1518页的表1中。SNP数量、INDEL数量及核苷酸变异可以如本文所记载的(尤其是在“在线方法”部分中所记载的)来确定。
“印度黄瓜组”是指来自印度的野生黄瓜或黄瓜的野生近缘种,其在基因组中具有大量的SNP(大于3,000,000个SNP)和INDEL(小于5bp的***/缺失片段;大于200,000个INDEL),以及高的核苷酸多样性(大于3.0x 10-3π或甚至大于4.0x 10-3π)。
“欧亚黄瓜组”是指来自亚洲中部或西部、欧洲及美国的栽培黄瓜,其在基因组中具有少量的SNP(小于2,000,000个SNP,或小于1,500,000个SNP)和INDEL(小于5bp的***/缺失片段;小于150,000个INDEL),以及低的核苷酸多样性(等于或小于2.3x 10-3π,优选地小于2.0x 10-3π)。
“东亚黄瓜组”是指来自东亚(例如中国、韩国和日本)的栽培黄瓜,其在基因组中具有少量的SNP(小于2,000,000个SNP,或小于1,500,000个SNP)和INDEL(小于5bp的***/缺失片段;小于150,000个INDEL,优选小于100,000),以及低的核苷酸多样性(等于或小于2.3x 10-3π,优选地小于2.0x 10-3π或甚至小于1.5x 10-3π)。
“西双版纳黄瓜组”是指来自中国西双版纳地区的黄瓜,其在基因组中具有少量的SNP(小于2,000,000个SNP,或小于1,500,000个SNP或甚至小于100,000个SNP)和INDEL(小于5bp的***/缺失片段;小于150,000个INDEL,优选小于100,000),以及低的核苷酸多样性(等于或小于2.3x 10-3π,优选小于2.0x 10-3π或甚至小于1.5x 10-3π)。
“野生黄瓜”或“原始黄瓜”是指黄瓜(原变种),其通常具有比栽培植物差得多的产量和差得多的农学特征以及遗传上、在其生理和/或形态特征上较低的均一性。野生植物包括例如物种的生态型、地方品种或野生种质或野生近缘种。
“黄瓜的野生近缘种”是指西南野黄瓜、锡金黄瓜、西双版纳黄瓜。
“地方品种”是指在局部地理区域中开发的黄瓜(原变种)的原始栽培种,其通常在它们的基因组中显示出高度遗传变异,并且在地方品种中表现出高度形态和/或生理变异(例如,果实尺寸的巨大变异等),即其均一性明显低于栽培黄瓜。因此,本文中的地方品种包括于“野生黄瓜”组中,其与“栽培黄瓜”不同。
“均一性”或“均一”涉及植物株系或品种的遗传和表型特征。由于近交株系是通过几代近交而产生,因此其在遗传上是高度均一的。同样地,由这种近交株系产生的F1杂种在其基因型和表型的特征和表现上也是高度均一的。
术语“产量-等位基因”或“正产量等位基因”是指存在于从黄瓜的野生近缘种渐渗到栽培黄瓜中的产量基因座QTL2.1和/或QTL6.1上(各自在栽培黄瓜(原变种)的2号或6号染色体上)的等位基因。因此,术语“产量-等位基因”也涵盖可从其他黄瓜属(Cucumis)种质获得的产量-等位基因。当一个或两个产量-等位基因存在于基因组中的基因座处(即以杂合或纯合形式)时,与缺少QTL的对照、优选遗传对照相比,所述植物株系或品种产生显著更高的果实产量。在缺少基因渗入片段的栽培黄瓜植物中,存在于2号染色体或6号染色体上相同基因座处的黄瓜(原变种)等位基因在本文中被称为“野生型”等位基因(wt)。由于产量QTL是显性的,因此wt/wt植物显示出正常产量,而与在2号或6号染色体上的基因座处wt/wt相比,QTL2.1/wt植物或QTL6.1/wt植物及QTL2.1/QTL2.1或QTL6.1/QTL6.1植物为具有由产量-等位基因所赋予的提高的产量表型的植物。本文所提供的SNP标记物的基因型也指示野生型或者指示纯合或杂合形式QTL。例如指示QTL2.1的SNP_01的基因型为‘CT’(QTL2.1/wt)或‘CC’(QTL2.1/QTL2.1),而指示野生型的基因型为‘TT’(wt/wt)。类似地,指示QTL6.1的SNP_27的基因型为‘GA’(QTL6.1/wt)或‘GG’(QTL6.1/QTL6.1),而指示野生型的基因型为‘AA’。
如果使用传统的育种技术可将赋予性状(例如产量)的遗传元件、基因渗入片段、或基因或等位基因从存在其的植物或种子中转移至不存在其的另一植物或种子(例如株系或品种)中,并且除增加所述遗传元件、基因座、基因渗入片段、基因或等位基因所赋予的性状之外不会导致受体植物的表型改变,则称所述遗传元件、基因渗入片段、或基因或等位基因为“可获自”或可以“获自”或“可源自”或可以“源自”或“存在于”或“出现于”植物或种子或组织或细胞。所述术语可互换使用,因此可将所述遗传元件、基因座、基因渗入片段、基因或等位基因转移至缺少所述性状的任何其他遗传背景中。不仅可使用保藏的并包含所述遗传元件、基因座、基因渗入片段、基因或等位基因的种子,也可使用经选择以保留所述遗传元件、基因座、基因渗入片段、基因或等位基因的这些种子的子代/后代,其被涵盖于本文中,例如从保藏的种子或从其后代开发的商业品种。使用本领域中已知的一种或多种技术(例如表型测定、全基因组测序、分子标记物分析、性状定位(mapping)、染色体涂染、等位性试验等)或这些技术的组合,本领域技术人员能够确定植物(或植物的基因组DNA、细胞或组织)是否包含与可从保藏的种子获得的遗传元件、基因座、基因渗入片段、基因或等位基因相同的遗传元件、基因座、基因渗入片段、基因或等位基因。
“变体”或“直系同源”序列或“变体QTL2.1”或“变体QTL6.1”是指产量QTL(QTL2.1或QTL6.1),或包含所述QTL的基因渗入片段,其源自除存在于NCIMB42545中的QTL2.1和QTL6.1以外的不同黄瓜植物的野生近缘种,但是其变体包含连锁到QTL2.1或QTL6.1的一种或多种SNP,并且其中所述变体基因组序列与包含所述SNP的SEQ ID NO:(连锁到QTL2.1的SEQ ID NO:1-26中任一种和连锁到QTL6.1的SEQ ID NO:27-40中任一种)具有基本序列同一性,即至少85%、90%、95%、98%、99%的序列同一性或更多。因此,当在本文中提及具体基因组序列(选自QTL2.1的SEQ ID NO:1至SEQ ID NO:26,以及QTL6.1的SEQ ID NO:27至SEQ ID NO:40)中某一SNP基因型时,其也涵盖所述基因组序列的变体中的所述SNP基因型,即在与所提及的序列(选自QTL2.1的SEQ ID NO:1至SEQ ID NO:26,以及QTL6.1的SEQ IDNO:27至SEQ ID NO:40)具有至少85%、90%、95%、98%、99%的序列同一性或更多的基因组序列中的所述SNP基因型。因此,在一方面,本文对SEQ ID NO:1至40中任一个的任何提及也涵盖SEQ ID NO:1至40中任一个的变体,所述变体与所述序列具有至少85%、90%、95%、98%、99%的序列同一性或更多。当在本文中提及具***置处的SNP基因型时,例如,在SEQID NO:1或“包含与SEQ ID NO至少90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%的序列同一性的序列”中核苷酸75处,这意指SNP基因型存在于变体序列中的核苷酸的位置对应于变体序列(即包含与所提及的SEQ ID NO具有至少90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%的序列同一性的序列)中相同的核苷酸处(例如对应于SEQ IDNO:1的核苷酸75)。例如,变体序列可以是短了一个或几个核苷酸的变体序列,但是在将变体序列与所提及的SEQ ID NO进行成对比对时,可以看到变体序列中的哪个核苷酸与相同的核苷酸对应。在变体序列中,这可以是例如该变体序列中的76或74号核苷酸与所提及序列的核苷酸75对应。
“产量”或“果实产量”或“平均产量”是指每株植物的平均果实数目(FrPP)和/或每株植物的平均果实重量(克)(GrPP)。测定在相同条件下生长的每个植物株系、杂种或品种(例如具有所述QTL的株系、杂种或品种以及不具有所述QTL的对照,例如遗传对照)的“产量”或“果实产量”或“平均产量”,并计算每个株系、杂种或品种的平均FrPP和/或GrPP。根据黄瓜的类型,以不同方式来测量果实产量。因此,例如,在某一时期内连续产生果实的类型,例如生鲜市场型(例如长黄瓜型如欧洲温室黄瓜,小型或中型),当果实达到可市售尺寸时采收,并且在特定的时期(称为“采收期”)内进行采收(例如,采收期在第一批果实达到可市售尺寸时开始,并且长度可以为至少10、11、12或更多周)。因此,例如,每天测量每个株系的平均FrPP和/或GrPP,并在采收期结束时将所有天数的累加以计算每个株系或品种的累积FrPP和/或GrPP(还参见实施例)。“可市售尺寸”指长度和重量均足以售卖的果实。因此,可市售尺寸的果实是在果实上市和销售的最佳或接近最佳的时间点采收。对于长黄瓜型,例如欧洲温室黄瓜,当果实长度为至少约26cm或27cm并且最小重量为250克时达到可市售尺寸。对于仅在单一时间点采收的黄瓜型,例如腌制黄瓜,“产量”或“果实产量”或“平均产量”指在单一采收时间点时每株植物直径等于或大于1.5cm的果实的平均数目(FrPP)和/或每株植物直径等于或大于1.5cm的果实的平均果实重量(克)(GrPP)。所述单一采收时间点与种植者实践一致,并且选择该时间点以使直径为1.5cm至5.0cm的果实数目最多。根据所需果实尺寸,当约5%、约10%、约15%或约20%的果实的尺寸过大(即果实直径为5.0cm或更大)时,通常达到所述时间点。采收是通过手工或机械采收。因此,在一方面,采收每株植物的所有果实,并且仅对直径为至少1.5cm的果实计数和/或称重(即计数和/或称重直径为至少1.5cm的所有果实,包括尺寸过大的果实)。
“增加的果实产量”或“显著增加的果实产量”是指这样的栽培黄瓜植物株系、杂种或品种,其在2号和/或6号染色体上包含基因渗入片段,包含QTL2.1和/或QTL6.1,当在相同环境条件下于产量实验中生长时,与在2号和6号染色体上缺少基因渗入片段的对照(遗传对照)植物相比,其(因为所述QTL)具有统计学上显著更高的平均果实数量/植物(FrPP)和/或显著更高的平均果实重量/植物(GrPP)。优选地,试验是以以下方式进行:用在2号和/或6号染色体上包含基因渗入片段的足够植物(例如至少8、9、10、15、20、30、40或更多株植物/株系)以及在2号和6号染色体上缺少基因渗入片段的对照植物(优选遗传对照)进行数次重复(2、3或优选3、4、5、6、7、8或更多)。
“对照”为缺少基因渗入片段的栽培黄瓜育种株系、杂种或品种。“遗传对照”为这样的黄瓜育种株系、品种或杂种,其除了在2号和6号染色体上缺少基因渗入(即2号和6号染色体是“野生型”)以外,具有与在2号和/或6号染色体上包含基因渗入的黄瓜植物相同或非常类似的栽培基因组,即栽培黄瓜基因组。例如,以登录号NCIMB 42545保藏的种子是在良种长黄瓜育种株系(elite long cucumber breeding line)中包含纯合形式的QTL2.1和QTL6.1(但缺少QTL2.2)的BC1S3种子。而合适的遗传对照是以登录号NCIMB 42345保藏的种子,其缺少QTL2.1和QTL6.1。
术语“标记物测定法”是指这样的分子标记物测定法,即其可用于测试在栽培的黄瓜(原变种)2号和/或6号染色体上是否存在来自黄瓜野生近缘种的基因渗入,所述基因渗入片段包含产量QTL2.1或QTL6.1(或黄瓜野生近缘种在基因组中是否包含QTL2.1或QTL6.1,或它们的变体),这通过下述方法进行:确定任意一种或多种连锁到QTL2.1或连锁到QTL6.1的标记物的基因型,例如,对于QTL2.1而言,选自SNP_01至SNP_26的一种或多种SNP标记物的基因型,或对于QTL6.1而言,选自SNP_27至SNP_40的一种或多种SNP标记物的基因型,和/或2号染色体上SNP标记物SNP_01至SNP_26之间(即在2号染色体上从5.0Mb开始到11.0Mb的物理区域中)的任意黄瓜野生近缘种基因组特异性的标记物的基因型,和/或6号染色体上SNP_27至SNP_40之间(即在6号染色体上从25.0Mb开始到29.0Mb的物理区域中)的任意黄瓜野生近缘种基因组特异性的标记物的基因型,和/或在任意这些标记物的7cM内或5cM、3cM、2cM、1cM内,和/或在任意这些标记物的5Mb、3Mb、2Mb、1Mb、0.5Mb、0.1Mb、50kb、20kb、10kb、5kb、2kb、1kb或更小范围内的任意黄瓜野生近缘种基因组特异性的标记物的基因型。两个标记物“之间”的标记物在物理上位于染色体上所述标记物之间。
本文提供的SNP标记物(即2号染色体的SNP_01至SNP_26和6号染色体上的SNP_27至SNP_40)以给定的次序定位在基因渗入片段上。“连续的”标记物指以相同的连续次序的标记物,从而例如两个连续标记物可以是SNP_01和SNP_02;SNP_02和SNP_03;SNP_03和SNP_04等,三个连续标记物可以是SNP_01和SNP_02和SNP_03;SNP_02和SNP_03和SNP_04等。
本文中“平均值”(average或mean)是指算术平均值,并且这两个术语可以互换使用。因此,术语“平均值”是指数个测量值的算术平均值。本领域技术人员应理解植物株系或品种的表型在一定程度上依赖于生长条件,因此优选地在随机实验设计中(采用数次重复以及在相同实验中于同一条件下生长的适合的对照植物),对至少8、9、10、15、20、30、40、50或更多株植物(或植物部分)的算术平均值进行测量。“统计学上显著的”或“统计学上显著地”差异或“显著地”差异是指这样的植物株系或品种的特征,即当与适合的对照(例如遗传对照)比较时,所述植物株系或品种在该特征中表现出与对照(的平均值)的统计学上显著性差异(例如,使用ANOVA时,p值小于0.05,p<0.05)。
“重组的染色体”是指通过同源染色体之间的交换而产生的具有新的遗传结构(makeup)的染色体,例如“重组的2号染色体”或“重组的6号染色体”,即在任一亲本植物中都不存在的并且通过2号或6号染色体对的同源染色体之间罕见的双交换事件产生的2号或6号染色体。在本文中,例如,提供了包含来自黄瓜野生近缘种的基因渗入的重组的黄瓜2号染色体,其包含提高果实产量的QTL,并且提供了包含来自黄瓜野生近缘种的基因渗入的重组的黄瓜6号染色体,其包含提高果实产量的QTL,尤其是在低温下生长时。因此,QTL6.1也称作耐寒性QTL(cold tolerance QTL或chilling tolerance QTL),因为它提高了在冷胁迫下的产量。
在本文中,术语“传统育种技术”包含全部都是育种者已知的杂交、回交、自交、选择、双单倍体产生、胚胎拯救、原生质融合、标记物辅助选择、突变育种等(即除遗传修饰/转化/转基因方法以外的方法),通过这些方法,例如,可获得、鉴定和/或转移重组的2号或6号染色体。
“回交”是指一种育种方法,通过其可将(单一)性状(例如产量QTL)从劣等遗传背景(例如野生黄瓜或黄瓜的野生近缘种;也称为“供体”)转移到优良的遗传背景(也称为“轮回亲本”),例如栽培黄瓜中。将杂交的子代(例如通过杂交野生黄瓜或黄瓜的野生近缘种与栽培黄瓜获得的F1植物;或由自交F1获得的F2植物或F3植物等)“回交”到具有优良遗传背景的亲本中,例如到栽培亲本中。在反复回交后,劣等遗传背景的性状将被掺入到优良遗传背景中。
“标记物辅助选择”或“MAS”是一种利用存在的分子标记物(其被遗传连锁到特定基因座或特定染色体区域(例如基因渗入片段))来选择存在特定基因座或区域(基因渗入片段)的植物的方法。例如,遗传且物理连锁到产量QTL的分子标记物可用于检测和/或选择在2号和/或6号染色体上包含产量QTL的黄瓜植物。分子标记物与基因座的遗传连锁越近(例如,约7cM、6cM、5cM、4cM、3cM、2cM、1cM、0.5cM或更小),则所述标记物通过减数***重组而被从基因座中解离的可能性就越小。同样地,两个标记物彼此连锁得越近(例如7cM或5cM、4cM、3cM、2cM、1cM或更小范围内),则所述两个标记物彼此分离的可能性就越小(并且它们将作为一个单元被共分离的可能性就越大)。
另一个标记物的“7cM内或5cM、3cM、2cM或1cM内”的标记物是指在遗传上定位于所述标记物侧翼(即所述标记物的任意一侧)的7cM内或5cM、3cM、2cM或1cM区域内的标记物。类似地,另一个标记物的5Mb、3Mb、2.5Mb、2Mb、1Mb、0.5Mb、0.4Mb、0.3Mb、0.2Mb、0.1Mb、50kb、20kb、10kb、5kb、2kb、1kb或更小范围内的标记物是指在物理上定位于所述标记物侧翼(即所述标记物的任意一侧)的基因组DNA区域的5Mb、3Mb、2.5Mb、2Mb、1Mb、0.5Mb、0.4Mb、0.3Mb、0.2Mb、0.1Mb、50kb、20kb、10kb、5kb、2kb、1kb或更小范围内。
“LOD评分”(优势对数(以10为底))是指通常用于动物和植物种群中的连锁分析的统计学检验。所述LOD评分比较了如果两个基因座(分子标记物基因座和/或表型性状基因座)的确连锁时,获得的检验数据的可能性与纯粹偶然观察到相同数据的可能性。正的LOD评分支持连锁的存在,并且大于3.0的LOD评分被认为是连锁的证据。+3的LOD评分表明所观察到的连锁并非偶然出现的可能性为1000比1。
“营养繁殖”、“营养生殖”、“克隆繁殖”在本文中可互换使用,意指取植物部分并允许该植物部分至少形成根的方法,其中植物部分被例如定义为或源自(例如通过扦插)叶、花粉、胚、子叶、下胚轴、细胞、原生质体、分生细胞、根、根尖、雌蕊、花药、花、芽尖(shoottip)、芽、茎、果实、叶柄等。在完整植物是通过营养繁殖再生时,其也被称为营养繁殖。在一方面,本文包括通过嫁接(例如接穗到根状茎上)进行的繁殖。
“细胞培养物”或“组织培养物”是指植物细胞或组织的体外培养物。
“再生”是指从细胞培养物或组织培养物或营养繁殖发育出植物。
“非繁殖细胞”指无法再生为完整植物的细胞。
“转基因”或“嵌合基因”是指包含DNA序列的遗传基因座,例如重组基因,其已通过转化(例如农杆菌属(Agrobacterium)介导的转化)被引入到植物的基因组中。将包含被稳定整合至其基因组中的转基因的植物称为“转基因植物”。
“分离的核酸序列”或“分离的DNA”是指这样的核酸序列,即其不再处于从中分离出其的天然环境中,例如在细菌宿主细胞中或在植物核中或质体基因组中的核酸序列。当本文中提及“序列”时,应理解为提及具有所述序列的分子,例如核酸分子。
“宿主细胞”或“重组的宿主细胞”或“转化的细胞”是这样的术语,即其指由于至少一个已经被引入到所述细胞的核酸分子而产生的新个体细胞(或生物体)。所述宿主细胞优选地为植物细胞或细菌细胞。所述宿主细胞可包含作为染色体外(附加型)复制分子的核酸,或包含整合至宿主细胞的核或质体基因组中的核酸,或作为引入的染色体(例如微型染色体)的核酸。
可通过使用全局或局部比对算法进行的两个肽或两个核苷酸序列的比对来确定“序列同一性”或“序列相似性”。然后,当通过例如程序GAP或BESTFIT或Emboss程序“Needle”(使用默认参数,参见下文)对序列进行最佳比对时,这些序列共有至少某一最小的序列同一性百分比(如下文进一步定义的)时,所述序列可以被称作“基本相同”或“基本相似”。这些程序使用Needleman和Wunsch全局比对算法来在全长上比对两个序列,最大化匹配数并最小化空位数。通常,使用默认参数,其中空位生成(gap creation)罚分=10,空位延伸(gap extension)罚分=0.5(对于核苷酸和蛋白质比对均如此)。对于核苷酸,使用的默认评分矩阵是DNAFULL,而对于蛋白质,默认评分矩阵是Blosum62(Henikoff&Henikoff,1992,PNAS 89,10915-10919)。例如可以使用计算机程序(例如可在万维网上http://www.ebi.ac.uk/Tools/psa/emboss_needle/获得的EMBOSS)来确定用于百分比序列同一性的序列比对和评分。或者,可以通过搜索数据库(例如FASTA、BLAST等)来确定序列相似性或同一性,但是应检索命中并进行成对比对以比较序列同一性。如果百分比序列同一性为至少85%、90%、95%、98%、99%或更高(例如至少99.1、99.2、99.3、99.4、99.5、99.6、99.7、99.8、99.9或更高)(如通过使用默认参数(即,空位生成罚分=10,空位延伸罚分=0.5),对于核酸,使用评分矩阵DNAFULL,对于蛋白质,使用评分矩阵Blosum62的Emboss“Needle”所确定的),则两个蛋白质或两个蛋白质结构域或两个核酸序列具有“基本序列同一性”。
当提到这样的核酸序列(例如DNA或基因组DNA)时,即所述核酸序列与参考序列具有“基本序列同一性”或与参考序列具有至少80%,例如,至少85%、90%、95%、98%或99%核酸序列同一性的序列同一性,则在一个实施方案中,所述核苷酸序列被认为是与给定的核苷酸序列基本上相同的,并且可以使用严格杂交条件进行鉴定。在另一个实施方案中,与给定的核苷酸序列相比,所述核酸序列包含一个或多个突变,但是仍然可以使用严格杂交条件进行鉴定。
“严格杂交条件”可用于鉴定核甘酸序列,其与给定的核苷酸序列基本相同。严格条件是序列依赖性的,并且在不同的环境下是不同的。通常,所选择的严格条件为在确定的离子强度和pH下,低于具体序列的热熔解温度(Tm)约5℃。所述Tm为50%的靶序列与完全匹配的探针杂交时的温度(在确定的离子强度和pH下)。通常选择其中在pH 7下盐浓度为约0.02摩尔且温度为至少60℃的严格条件。降低盐浓度和/或提高温度均会提高严格度。RNA-DNA杂交(使用例如100nt探针的RNA印迹法)的严格条件为,例如包括在63℃下于0.2X SSC中至少一次持续20分钟的洗涤的那些,或等同条件。DNA-DNA杂交(使用例如100nt探针的DNA印迹法)的严格条件为,例如包括在至少50℃(通常约55℃)温度下于0.2X SSC中至少一次(通常2次)持续20分钟的洗涤的那些,或等同条件。也可参见Sambrook et al.(1989)和Sambrook and Russell(2001)。
“精细定位”(fine-mapping)指这样的方法,即通过该方法能够更准确地(缩小范围)确定QTL的位置,并且通过该方法减小包含所述QTL的基因渗入片段的尺寸。例如,可制备所述QTL的近等基因系(QTL-NIL),其在轮回亲本的另外的均一遗传背景中包含基因渗入片段的不同、重叠的片段。这种株系之后可用于定位所述QTL所位于的片段,以及用于鉴定具有包含所述QTL的更短的基因渗入片段的株系。
具体实施方式
本发明涉及包含由黄瓜野生近缘种渐渗的在2号染色体和/或6号染色体上的一种或两种产量QTL的栽培黄瓜(原变种)植物。因此,增加的产量是由栽培黄瓜2号染色体上的基因渗入片段(包含QTL2.1或其变体)和/或6号染色体上的基因渗入片段(包含QTL6.1或其变体)所赋予的,其中所述基因渗入片段是来自黄瓜野生近缘种。应注意,QTL2.1和QTL6.1可单独提高果实产量,而且也可以在单一植株中组合。叠加这两种QTL是一个优点,因为它们在一起可以确保产量增加在不同的栽培条件下实现。
当本文中提及在包含正产量QTL的2号染色体上的基因渗入片段时,其包括不同尺寸的基因渗入片段,例如存在于NCIMB 42545中包含具有所有SNP标记物(对于2号染色体上的片段,SNP_01至SNP_26,或在这些之间的任意标记物)的野生黄瓜近缘种的SNP基因型的片段,以及较小的基因渗入片段(包含少于26个SNP标记物,例如仅1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24或25个SNP标记物的野生黄瓜近缘种的SNP基因型),但是当在栽培黄瓜基因组中所述基因渗入片段为杂合或纯合形式时,所述片段保留QTL2.1或其变体,即所述片段仍赋予显著提高的产量(与对照相比,例如遗传对照)。
因此,在一方面,本发明提供了包含来自黄瓜的野生近缘种的基因渗入片段的栽培黄瓜植物,其中所述基因渗入片段包含QTL2.1或其变体,并且其中所述基因渗入片段包含起始于2号染色体的核苷酸(或碱基)5,502,468处并终止于2号染色体的核苷酸(或碱基)10,882,440处的区域的全部或部分。换言之,在一方面,起始于2号染色体的核苷酸(或碱基)5,502,468处并终止于2号染色体的核苷酸(或碱基)10,882,440处的区域的全部或部分来自黄瓜的野生近缘种并且包含QTL2.1或其变体。通过例如精细定位可鉴定哪个子区域包含QTL2.1。因此,例如,如果发现QTL2.1在SNP_01和SNP_10之间,则本发明的植物仅需要包含起始于2号染色体的核苷酸5,502,468(SNP_01)处并终止于2号染色体的核苷酸7,509,399(SNP_10)处的基因渗入区域。
在一方面,QTL2.1(或其变体)位于SEQ ID NO:1(或SEQ ID NO:1的变体序列)中的标记物SNP_01与SEQ ID NO:26(或SEQ ID NO:26的变体序列)中的标记物SNP_26之间。在另一方面,QTL2.1(或其变体)位于SEQ ID NO:1(或SEQ ID NO:1的变体序列)中的标记物SNP_01与SEQ ID NO:10(或SEQ ID NO:10的变体序列)中的标记物SNP_10之间。在另一方面,QTL2.1(或其变体)位于SEQ ID NO:10(或SEQ ID NO:10的变体序列)中的标记物SNP_10与SEQ ID NO:20(或SEQ ID NO:20的变体序列)中的标记物SNP_20之间。在另一方面,QTL2.1(或其变体)位于SEQ ID NO:20(或SEQ ID NO:20的变体序列)中的标记物SNP_20与SEQ IDNO:26(或SEQ ID NO:26的变体序列)中的标记物SNP_26之间。在又另一方面,QTL2.1(或其变体)位于SEQ ID NO:06(或SEQ ID NO:06的变体序列)中的标记物SNP_06与SEQ ID NO:23(或SEQ ID NO:23的变体序列)中的标记物SNP_23之间。
在另一方面,本发明的基因渗入片段(包含QTL2.1或其变体)是这样的片段,其包含起始于2号染色体的5,502,468bp处并终止于2号染色体的10,882,440bp处的区域的较小片段(部分),例如所具有的尺寸为如5.0Mb、4.0Mb、3.0Mb、2.5Mb、2Mb、1Mb、0.5Mb、100kb、50kb、35kb、30kb、20kb或更小并且包含QTL或其变体。在一方面,所述部分的尺寸为至少5kb、10kb、20kb或更大。所述较小片段保留QTL2.1,即所述较小片段赋予黄瓜果实产量的增加,例如,如在整个基因渗入片段中所述。
在一方面,本发明的栽培黄瓜植物包含来自野生黄瓜或黄瓜的野生近缘种的基因渗入片段,所述基因渗入片段包含QTL2.1或其变体,其中所述基因渗入片段包含2号物理染色体的起始于5.5Mb处并终止于10.9Mb处(在另一方面中是起始于5.0Mb处并终止于10.89Mb处)的区域的全部或部分。
在一方面,包含QTL2.1的2号染色体上的基因渗入片段可通过使由NCIMB 42545生长出的植物与另一黄瓜植物(特别是栽培黄瓜植物,在一方面中为长黄瓜型)杂交而获得。
在QTL定位程序中,最初QTL2.1并未被识别,因为2号染色体上QTL2.1附近的另一个QTL对于每株植物的平均果实重量具有负作用,而且这两个QTL的峰彼此非常接近以致将一个与另一个分开似乎是不可能的(见图1)。然而,令人惊讶的是,可以通过重组(即通过除去黄瓜的野生亲缘种中SNP_26的更下游区域的部分)除去染色体上基因渗入片段的这个负区域。因此,在一方面,SNP_26(物理位置碱基10,882,440)和染色体2末端(即至碱基23,174,625)之间的染色体区域不包含负产量QTL(QTL2.2),其使黄瓜野生亲缘的果实长度减少,并且优选其为栽培的黄瓜基因组。因此,本发明提供包含QTL2.1的植物,其与遗传对照(缺乏QTL2.1)相比,具有提高的累积果实产量而平均果实长度并未减少,即平均果实长度与遗传对照的平均果实长度没有差异。
当本文中提及在具有产量QTL的6号染色体上的基因渗入片段时,其包括不同尺寸的基因渗入片段,例如存在于NCIMB 42545中包含所有SNP标记物(对于6号染色体上的片段,SNP_27至SNP_40,或在这些之间的任意标记物)的野生黄瓜近缘种的SNP基因型的片段,以及较小的基因渗入片段(包含少于这些14个SNP标记物,例如仅1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12或13个SNP标记物的野生黄瓜近缘种的SNP基因型),但是当在栽培黄瓜基因组中所述基因渗入片段为杂合或纯合形式时,所述片段保留QTL6.1或其变体,即所述片段仍赋予显著提高的产量(与对照相比,例如遗传对照)。
因此,在一方面,本发明提供了包含来自黄瓜的野生近缘种的基因渗入片段的栽培黄瓜植物,其中所述基因渗入片段包含QTL6.1或其变体,并且其中所述基因渗入片段包含起始于6号染色体的核苷酸(或碱基)25,519,964处并终止于6号染色体的核苷酸(或碱基)28,300,913处的区域的全部或部分。换言之,在一方面,起始于6号染色体的核苷酸25,519,964处并终止于6号染色体的核苷酸28,300,913处的区域的全部或部分均来自黄瓜的野生近缘种并且包含QTL6.1或其变体。通过例如精细定位可鉴定哪个子区域包含QTL6.1。因此,例如,如果发现QTL6.1在SNP_27和SNP_33之间,则本发明的植物仅需要包含起始于6号染色体的核苷酸25,519,964(SNP_27)处并终止于6号染色体的核苷酸26,501,889(SNP_33)处的基因渗入区域。
在一方面,QTL6.1(或其变体)位于SEQ ID NO:27(或SEQ ID NO:27的变体序列)中的标记物SNP_27与SEQ ID NO:40(或SEQ ID NO:40的变体序列)中的标记物SNP_40之间。在另一方面,QTL6.1(或其变体)位于SEQ ID NO:27(或SEQ ID NO:27的变体序列)中的标记物SNP_27与SEQ ID NO:33(或SEQ ID NO:33的变体序列)中的标记物SNP_33之间。在又另一方面,QTL6.1(或其变体)位于SEQ ID NO:33(或SEQ ID NO:33的变体序列)中的标记物SNP_33与SEQ ID NO:40(或SEQ ID NO:40的变体序列)中的标记物SNP_40之间。在又另一方面,QTL6.1(或其变体)位于SEQ ID NO:29(或SEQ ID NO:29的变体序列)中的标记物SNP_29与SEQ ID NO:38(或SEQ ID NO:38的变体序列)中的标记物SNP_38之间。
在另一方面,本发明的基因渗入片段(包含QTL6.1或其变体)是这样的片段,其包含起始于6号染色体的25,519,964bp处并终止于6号染色体的28,300,913bp处的区域的较小片段(部分),例如所具有的尺寸为如2.8Mb、1.9Mb、1Mb、0.5Mb、100kb、50kb、35kb、30kb、20kb或更小并且包含QTL或其变体。在一方面,所述部分的尺寸为至少5kb、10kb、20kb或更大。所述较小片段保留QTL6.1,即较小片段赋予黄瓜果实产量的增加,例如,如在整个基因渗入片段中所述。
在一方面,本发明的栽培黄瓜植物包含来自野生黄瓜或黄瓜的野生近缘种的基因渗入片段,所述基因渗入片段包含QTL6.1或其变体,其中所述基因渗入片段包含6号物理染色体的起始于26Mb处并终止于28.5Mb处或末端(即29.07Mb处)的区域的全部或部分;在另一方面,为包含6号物理染色体的起始于25.6Mb处并终止于28.5Mb处或末端的区域的全部或部分。
在一方面,包含QTL6.1的6号染色体上的基因渗入片段可通过使由NCIMB 42545生长出的植物与另一黄瓜植物(特别是栽培黄瓜植物,在一方面中为长黄瓜型)杂交而获得。
当本文中提及SNP标记物时,其指示在2号或6号染色体上存在基因渗入片段(以及存在于基因渗入片段上的任一种增加产量的QTL),应理解为提及了指示基因渗入片段的SNP基因型,即下文表7中提供的对于2号染色体的SNP基因型,以及在表8中提供的对于6号染色体的SNP基因型。应注意的是,如表中所示,SNP标记物基因型能够在纯合或杂合形式的基因渗入片段之间区分。在纯合形式中,核苷酸是相同的,而在杂合形式中,核苷酸是不同的。缺少基因渗入片段的“野生型”染色体的SNP基因型是另一种基因型,其也列于表7和表8中(在轮回亲本的基因型下)。因此,例如,指示包含QTL2.1的基因渗入片段的SNP_01的基因型为‘CC’(QTL2.1/QTL2.1)或‘CT’(QTL2.1/wt),而指示野生型/遗传对照/对照(缺少基因渗入片段)的SNP基因型为‘TT’(wt/wt)。因此,当提及包含纯合形式或杂合形式的基因渗入片段的植物或植物部分(例如细胞)时,应理解为连锁到所述基因渗入片段的SNP标记物具有相应SNP基因型。
因此在一方面,本发明提供了在2号和/或6号染色体上包含纯合形式或杂合形式的基因渗入片段的栽培黄瓜(原变种)植物,其中当在相同条件下生长时,与在2号和6号染色体上缺少基因渗入片段的黄瓜植物(例如遗传对照或对照品种)相比,所述基因渗入片段赋予黄瓜果实产量的增加。
当在相同环境下生长时,在2号和/或6号染色体上包含纯合形式或杂合形式的基因渗入片段的栽培黄瓜植物株系或品种的植物与在2号和6号染色体上缺少基因渗入片段(例如遗传对照)的对照株系或品种相比,黄瓜果实产量的增加在表型上表现为(统计学上)显著更高的平均果实数目/植物(FrPP),和/或在相同环境下生长时,包含所述基因渗入片段的植物株系或品种的植物与缺少所述基因渗入片段的遗传对照株系或品种相比,黄瓜果实产量的增加在表型上表现为显著更高的平均果实重量/植物(GrPP)。
当在相同环境下生长时,包含QTL2.1(或其变体)和/或QTL6.1(或其变体)的黄瓜植物中的果实产量(总平均FrPP和/或GrPP)优选地比对照(优选遗传对照)中的果实产量高至少3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%。
因此,本发明的植物包含栽培黄瓜的基因组,其具有至少一个或两个重组的2号染色体(即杂合的或纯合的)和/或具有至少一个或两个重组的6号染色体(即杂合的或纯合的)。所述重组染色体包含黄瓜的野生近缘种的片段,其可通过分子标记物分析、全基因组测序、染色体图染和类似的技术,来容易地与栽培黄瓜基因组区分。
在一方面,2号染色体上的基因渗入片段来自黄瓜的野生近缘种,包含正产量QTL2.1或其变体,以及包含起始于该染色体的核苷酸5,502,468处并终止于核苷酸10,882,440处的区域的全部或部分。因此,所述基因渗入片段包含产量QTL2.1或其变体以及选自表7中所示的SNP_01至SNP_26的黄瓜野生近缘种的一种或多种或全部(例如2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26种)SNP标记物。
在一方面,6号染色体上的基因渗入片段来自黄瓜的野生近缘种,包含正产量QTL6.1或其变体,以及包含起始于该染色体的核苷酸25,519,964处并终止于核苷酸28,300,913处的区域的全部或部分。因此,所述基因渗入片段包含产量QTL6.1或其变体以及选自SNP_27至SNP_40的黄瓜野生近缘种的一种或多种或全部(例如2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14种)SNP标记物。
在一方面,植物或植物细胞或植物组织的基因组中(或从其提取的DNA中)2号或6号染色体上存在的基因渗入片段可通过分子标记物测定法来检测,所述分子标记物测定法检测所述基因渗入片段的一种或多种分子标记物。然而,如所提及的,可使用其他技术,例如也可通过测序或通过使用替代性标记物来确定所述标记物的SNP基因型,所述替代性标记物位于本文提供的SNP标记物之间,或在本文提供的标记物的7cM内,或5cM内;或在本文提供的标记物的5Mb、3Mb、2.5Mb、2Mb、1Mb、0.5Mb、0.4Mb、0.3Mb、0.2Mb、0.1Mb、50kb、20kb、10kb、5kb、2kb、1kb或更小范围以内。
当本文中提及通过分子标记物测定法“可检测”一种或多种分子标记物时,这当然意指植物或植物部分在其基因组中包含一种或多种标记物,因为否则所述标记物将无法被检测到。
在2号染色体上包含基因渗入片段(产量QTL2.1)的黄瓜植物
QTL2.1位于SEQ ID NO:1(或其变体)中SNP_01与SEQ ID NO:26(或其变体)中SNP_26之间的区域中。
因此,在一方面,本发明提供了包含2号染色体上的纯合或杂合形式的基因渗入片段的栽培黄瓜(原变种)植物,其中所述基因渗入片段赋予黄瓜果实产量的增加(与缺少基因渗入片段的植物,例如对照植物相比),并且其中所述基因渗入片段可通过分子标记物测定法来检测(即所述植物包含一种或多种分子标记物),所述分子标记物测定法检测至少1种,优选至少2或3种,或至少4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25或26种选自以下的标记物:
a)SEQ ID NO:1(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_01的CC或CT基因型;
b)SEQ ID NO:2(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_02的GG或GA基因型;
c)SEQ ID NO:3(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_03的GG或GA基因型;
d)SEQ ID NO:4(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_04的TT或TC基因型;
e)SEQ ID NO:5(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_05的TT或TC基因型;
f)SEQ ID NO:6(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_06的CC或CT基因型;
g)SEQ ID NO:7(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_07的CC或CT基因型;
h)SEQ ID NO:8(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_08的AA或AG基因型;
i)SEQ ID NO:9(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_09的TT或TG基因型;
j)SEQ ID NO:10(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_10的TT或TG基因型;
k)SEQ ID NO:11(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_11的GG或AG基因型;
l)SEQ ID NO:12(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_12的GG或GT基因型;
m)SEQ ID NO:13(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_13的CC或CA基因型;
n)SEQ ID NO:14(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_14的AA或AG基因型;
o)SEQ ID NO:15(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_15的CC或CT基因型;
p)SEQ ID NO:16(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_16的AA或AC基因型;
q)SEQ ID NO:17(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_17的TT或TC基因型;
r)SEQ ID NO:18(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_18的GG或GA基因型;
s)SEQ ID NO:19(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_19的AA或AG基因型;
t)SEQ ID NO:20(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_20的GG或GA基因型;
u)SEQ ID NO:21(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_21的GG或GA基因型;
v)SEQ ID NO:22(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_22的GG或GT基因型;
w)SEQ ID NO:23(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_23的TT或TG基因型;
x)SEQ ID NO:24(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_24的GG或GT基因型;
y)SEQ ID NO:25(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_25的GG或GA基因型;
z)SEQ ID NO:26(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_26的CC或CA基因型;
aa)标记物SNP_01和SNP_26之间的任意黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物。
如之前所提及的,当提及变体序列中的SNP时,该变体序列包含与所提及的序列至少85%的序列同一性。
在一方面,所述至少1种,优选至少2或3种,或至少4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25或26种标记物选自标记物a)至z)。在一方面,所述至少1种,优选至少2或3种,或至少4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25或26种标记物是连续标记物。
如已提及的,本领域技术人员也可开发其他分子标记物,例如黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物,所述标记物在标记物SNP_01和SNP_26之间,和/或在SNP_01至SNP_26中任一种的7cM内或5cM内,和/或在SNP_01至SNP_26中任一种的5Mb、3Mb、2.5Mb、2Mb、1Mb、0.5Mb、0.4Mb、0.3Mb、0.2Mb、0.1Mb、50kb、20kb、10kb、5kb或更小范围内。这类标记物也可以是一段核苷酸、CAPS标记物、INDEL等。本领域技术人员可以例如对存在于以登录号NCIMB42545保藏的种子中的基因渗入片段进行测序,并且使用序列信息来开发新的标记物和标记物测定法。
另一方面,QTL2.1位于SEQ ID NO:1(或其变体)中的SNP_01与SEQ ID NO:10(或其变体)中的SNP_10之间的区域中。
因此,另一方面,本发明提供了包含在2号染色体上的纯合或杂合形式的基因渗入片段的栽培黄瓜(原变种)植物,其中所述基因渗入片段赋予黄瓜果实产量的增加(与缺少所述基因渗入片段的植物,例如遗传对照相比),并且其中所述基因渗入片段可通过分子标记物测定法来检测,所述分子标记物测定法检测至少1种,优选至少2或3种,或至少4、5、6、7、8、9、10种选自以下的标记物:
a)SEQ ID NO:1(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_01的CC或CT基因型;
b)SEQ ID NO:2(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_02的GG或GA基因型;
c)SEQ ID NO:3(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_03的GG或GA基因型;
d)SEQ ID NO:4(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_04的TT或TC基因型;
e)SEQ ID NO:5(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_05的TT或TC基因型;
f)SEQ ID NO:6(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_06的CC或CT基因型;
g)SEQ ID NO:7(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_07的CC或CT基因型;
h)SEQ ID NO:8(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_08的AA或AG基因型;
i)SEQ ID NO:9(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_09的TT或TG基因型;
j)SEQ ID NO:10(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_10的TT或TG基因型;
k)标记物SNP_01和SNP_10之间的任意黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物。
在一方面,所述至少1种,优选至少2或3种,或至少4、5、6、7、8、9或10种标记物选自标记物a)至j)。在一方面,所述至少1种,优选至少2或3种,或至少4、5、6、7、8、9或10种标记物是连续标记物。
在另一方面,QTL2.1位于SEQ ID NO:10(或其变体)中的SNP_10与SEQ ID NO:20(或其变体)中的SNP_20之间的区域中。
因此,在不同的方面,本发明提供了包含在2号染色体上的纯合或杂合形式的基因渗入片段的栽培黄瓜(原变种)植物,其中所述基因渗入片段赋予黄瓜果实产量的增加(与缺少所述基因渗入片段的植物,例如遗传对照相比),并且其中所述基因渗入片段可通过分子标记物测定法来检测,所述分子标记物测定法检测至少1种,优选至少2或3种,或至少4、5、6、7、8、9、10或11种选自以下的标记物:
1)SEQ ID NO:10(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_10的TT或TG基因型;
2)SEQ ID NO:11(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_11的GG或AG基因型;
3)SEQ ID NO:12(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_12的GG或GT基因型;
4)SEQ ID NO:13(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_13的CC或CA基因型;
5)SEQ ID NO:14(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_14的AA或AG基因型;
6)SEQ ID NO:15(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_15的CC或CT基因型;
7)SEQ ID NO:16(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_16的AA或AC基因型;
8)SEQ ID NO:17(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_17的TT或TC基因型;
9)SEQ ID NO:18(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_18的GG或GA基因型;
10)SEQ ID NO:19(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_19的AA或AG基因型;
11)SEQ ID NO:20(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_20的GG或GA基因型;
12)标记物SNP_10和SNP_20之间的任意黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物。
在一方面,所述至少1种,优选至少2或3种,或至少4、5、6、7、8、9、10或11种标记物选自标记物1)至11)。在一方面,所述至少1种,优选至少2或3种,或至少4、5、6、7、8、9、10或11种标记物是连续标记物。
在另一方面,QTL2.1位于SEQ ID NO:20(或其变体)中的SNP_20与SEQ ID NO:26(或其变体)中的SNP_26之间的区域中。
因此,在另一方面,本发明提供了包含在2号染色体上的纯合或杂合形式的基因渗入片段的栽培黄瓜(原变种)植物,其中所述基因渗入片段赋予黄瓜果实产量的增加(与缺少所述基因渗入片段的植物,例如遗传对照相比),并且其中所述基因渗入片段可通过分子标记物测定法来检测,所述分子标记物测定法检测至少1种,优选至少2或3种,或至少4、5、6、7或8种选自以下的标记物:
1)SEQ ID NO:20(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_20的GG或GA基因型;
2)SEQ ID NO:21(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_21的GG或GA基因型;
3)SEQ ID NO:22(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_22的GG或GT基因型;
4)SEQ ID NO:23(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_23的TT或TG基因型;
5)SEQ ID NO:24(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_24的GG或GT基因型;
6)SEQ ID NO:25(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_25的GG或GA基因型;
7)SEQ ID NO:26(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_26的CC或CA基因型;
8)标记物SNP_20和SNP_26之间的任意黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物。
在一方面,所述至少1种,优选至少2或3种,或至少4、5、6、7或8种标记物选自标记物1)至7)。在一方面,所述至少1种,优选至少2或3种,或至少4、5、6、7、8种标记物是连续标记物。
在甚至另一方面,QTL2.1位于SEQ ID NO:06(或其变体)中的SNP_06与SEQ ID NO:23(或其变体)中的SNP_23之间的区域中。
因此,在另一个实施方案中,本发明提供了包含在2号染色体上的纯合或杂合形式的基因渗入片段的栽培黄瓜(原变种)植物,其中所述基因渗入片段赋予黄瓜果实产量的增加(与缺少所述基因渗入片段的植物,例如遗传对照相比),并且其中所述基因渗入片段可通过分子标记物测定法来检测,所述分子标记物测定法检测至少1种,优选至少2或3种,或至少4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17或18种选自以下的标记物:
1)SEQ ID NO:6(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_06的CC或CT基因型;
2)SEQ ID NO:7(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_07的CC或CT基因型;
3)SEQ ID NO:8(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_08的AA或AG基因型;
4)SEQ ID NO:9(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_09的TT或TG基因型;
5)SEQ ID NO:10(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_10的TT或TG基因型;
6)SEQ ID NO:11(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_11的GG或AG基因型;
7)SEQ ID NO:12(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_12的GG或GT基因型;
8)SEQ ID NO:13(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_13的CC或CA基因型;
9)SEQ ID NO:14(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_14的AA或AG基因型;
10)SEQ ID NO:15(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_15的CC或CT基因型;
11)SEQ ID NO:16(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_16的AA或AC基因型;
12)SEQ ID NO:17(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_17的TT或TC基因型;
13)SEQ ID NO:18(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_18的GG或GA基因型;
14)SEQ ID NO:19(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_19的AA或AG基因型;
15)SEQ ID NO:20(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_20的GG或GA基因型;
16)SEQ ID NO:21(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_21的GG或GA基因型;
17)SEQ ID NO:22(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_22的GG或GT基因型;
18)SEQ ID NO:23(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_23的TT或TG基因型;
19)标记物SNP_06和SNP_23之间的任意黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物。
在一方面,所述至少1种,优选至少2或3种,或至少4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17或18种标记物选自标记物1)至18)。在一方面,所述至少1种,优选至少2或3种,或至少4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17或18种标记物是连续标记物。
因此,所述包含QTL的基因渗入片段可以是大的(包含SNP_01至SNP_26),或者可以较小,但是其仍然可赋予栽培黄瓜植物提高的产量,即其仍然可以包含产量等位基因(QTL2.1或变体)。这类较小的基因渗入片段是本发明的一个实施方案。具有仍赋予提高的产量(即包含产量等位基因)的较小基因渗入片段的植物可使用已知技术(如精细定位或类似的技术)来产生。例如通过以含有存在于以登录号NCIMB 42545保藏的种子中的基因渗入片段的植物开始,使这种植物与另一种栽培黄瓜植物杂交,使所述杂交的子代自交,和/或使所述子代回交,以产生可包含在2号染色体上具有较小基因渗入片段的重组体的植物种群,所述片段与缺少所述基因渗入片段的植物(例如遗传对照,例如由NCIMB 42345保藏的种子生长出的植物)相比仍赋予提高的产量,例如所述片段包含标记物SNP_01至SNP_10(或更小,例如仅包含9、8、7、6、5、4、3、2或1种SNP标记物)、SNP_10至SNP_20(或更小,例如仅包含10、9、8、7、6、5、4、3、2或1种SNP标记物)、SNP_20至SNP_26(或更小,例如仅包含7、6、5、4、3、2或1种SNP标记物)或SNP_06至SNP_23(或更小,例如仅包含17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2或1种SNP标记物)的野生近缘种基因型。可使用标记物测定法选择重组体并且确定较小基因渗入片段的尺寸。可缺失一种或多种SNP标记物或野生近缘种基因型。然后可针对这些SNP标记物来检测栽培黄瓜基因型。然后可在如本文所述的产量实验中,对包含这种较小基因渗入片段的植物的产量进行比较,即在田间实验中,种植许多包含所述较小基因渗入片段的植物以及适合的对照植物(缺少所述基因渗入片段)。所述对照植物优选地为遗传对照,例如NCIMB 42345。如果平均产量仍然显著性地高于对照,则所述较小基因渗入片段已保留QTL2.1。
或者,可从不同的黄瓜野生近缘种渐渗相同或变体QTL(QTL2.1或变体QTL2.1),籍此任选地并非本文所公开的全部SNP标记物均会存在。这类替代的黄瓜野生近缘种来源可使用本文提供的SNP标记物鉴定,通过使用标记物测定法筛选黄瓜野生近缘种种质(germplasm或accession)以检测标记物SNP_01至SNP_26,或标记物SNP_01至SNP_10、SNP_10至SNP_20、SNP_20至SNP_26或SNP_06至SNP_23,或甚至仅这些标记物的较小亚组(例如2、3、4、5、6、7、8或更多)的基因型。包含来自其他来源的相同或变体QTL2.1的植物也是本发明的一个实施方案。只要SNP_01至SNP_26的SNP、或SNP_01至SNP_10的SNP、或SNP_10至SNP_20的SNP、或SNP_20至SNP_26的SNP、或SNP_06至SNP_23的SNP中的至少一种或多种(或全部)存在,则所述植物具有产量增加基因型,即所述植物包含QTL2.1(或其变体)。本领域技术人员之后能够将QTL2.1(或其变体)渐渗到栽培黄瓜中以提高本文所述的果实产量并且以确认当所述QTL存在于栽培黄瓜中其提高了产量。例如,QTL2.1可渐渗到特定的育种株系或品种中,并且不包含所述基因渗入的株系或品种可用作产量试验中的遗传对照。
如上文所述,在一个实施方案中,本发明的栽培黄瓜植物包含基因渗入片段,该片段包含具有黄瓜野生近缘种的基因型的SNP标记物的至少一个亚组,即SNP_01至SNP_26、或SNP_01至SNP_10、或SNP_10至SNP_20、或SNP_20至SNP_26、或SNP_06至SNP_23中的至少1、2、3、4或5种标记物。在一方面,栽培黄瓜植物包含SNP_01至SNP_26、或SNP_01至SNP_10、或SNP_10至SNP_20、或SNP_20至SNP_26、或SNP_06至SNP_23的全部标记物或除1种或2种标记物外的全部标记物。
因此,可在标记物测定法中,通过检测一种或多种或全部上述标记物的基因渗入片段(即黄瓜种质的野生近缘种的基因渗入片段)的SNP基因型,可检测所述基因渗入片段(以及包含所述基因渗入片段的栽培黄瓜植物或植物部分,如细胞)。
因此,在一方面,发现数量性状基因座(QTL2.1)存在于黄瓜野生近缘种的2号染色体上,当所述基因座被转移(渐渗)到栽培黄瓜品种或育种系中时并且当以杂合或纯合形式存在时,其赋予所述栽培黄瓜植物以显著提高的果实产量。因此,所述QTL或包含所述QTL(包含产量等位基因)的基因渗入片段是显性的,即在2号染色体的一条上具有所述基因渗入片段(一条重组的2号染色体)即已足够,而染色体对的同源2号染色体可以是缺少所述基因渗入片段的栽培黄瓜(原变种)的(非重组的)2号染色体。
尽管本发明的产量QTL的来源是单一、特定的野生来源,可能有其他黄瓜属(Cucumis)种质的野生近缘种,其在2号染色体上的相同基因座上包含QTL2.1。这类基因座可包含具有稍微不同的核苷酸序列的产量等位基因,即本文所发现的等位基因(QTL)的变体。如本文所述,也可鉴定这类变体QTL并将其渐渗到栽培黄瓜中,以产生包含黄瓜(原变种)的基因组和重组的2号染色体的栽培黄瓜植物,藉此所述重组的2号染色体包含黄瓜物种的野生近缘种基因渗入片段,当所述基因渗入片段以纯合或杂合形式存在时,其赋予栽培黄瓜植物以提高的产量表型。为了鉴定这类包含QTL2.1的黄瓜野生近缘种,例如可在标记物测定法中或通过序列比较或其他方法,筛选野生种质中存在的一种或多种本文提供的SNP标记物。然后例如使用MAS(即使用一种或多种(或全部)本文提供的SNP标记物),可将推定的产量QTL(或变体QTL)渐渗到栽培黄瓜中,以检测和/或选择包含重组的2号染色体的子代植物(例如回交植物)。然后在产量实验中,对经选择的植物(即在2号染色体上包含基因渗入片段的栽培黄瓜植物)和适合的对照植物(优选至少遗传对照)一起进行表型分析,以确定所述基因渗入片段是否确实导致显著的产量增加,其中在2号染色体上的基因渗入片段可通过SNP标记物SNP_01至SNP_26中的一种或多种、SNP标记物SNP_01至SNP_10中的一种或多种、SNP标记物SNP_10至SNP_20中的一种或多种、SNP标记物SNP_20至SNP_26中的一种或多种、或SNP标记物SNP_06至SNP_23中的一种或多种(如本文别处所述)来检测。
黄瓜野生近缘种的种质可获自USDA国家植物种质***保藏中心(USDA NationalPlant Germplasm System collection)或其他种子保藏中心,并且因此可以使用例如如本文所述的标记物测定法来筛选所述种质中存在有QTL2.1的种质,可将包含一种或多种SNP标记物(例如指示QTL2.1的至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25或全部26种SNP标记物)的种质与具有正常野生型、非重组的2号染色体的栽培黄瓜杂交。然后可使用本文所述的分子标记物测定法,筛选F1或F2代(或下一代,如F3或回交世代)中具有基因渗入片段或其部分的重组植物。
在一方面,所述基因渗入片段来自黄瓜的野生近缘种,其属于印度黄瓜组,并且其被转移到欧亚黄瓜组的2号染色体上,从而产生包含产量QTL2.1或其变体的栽培黄瓜植物。因此,在一个实施方案中,包含产量QTL2.1的基因渗入片段可源自(或源自)或可获自(或获自;或存在于)属于印度黄瓜组的黄瓜野生近缘种。
在一个具体的实施方案中,包含产量QTL2.1的基因渗入片段可源自(或源自)或可获自(或获自;或存在于)种子(其代表性样品已经以登录号NCIMB 42545保藏)或其子代。所述子代可以是保留了如所述的指示(并连锁到)QTL的一种或多种(或全部)SNP标记物的任何子代。因此,子代不限于所述保藏物的F1或F2子代,但是可以是通过自交和/或与另一黄瓜植物杂交而获得的任何子代。
在一个实施方案中,所述基因渗入片段可通过以下标记物来鉴定:一种或多种本文另外所述的标记物,特别是2号染色体上的基因渗入片段的标记物SNP_01至SNP_26,或标记物亚组,例如一种或多种选自SNP标记物SNP_01至SNP_10,或选自SNP标记物SNP_10至SNP_20,或选自SNP标记物SNP_20至SNP_26,或选自SNP标记物SNP_06至SNP_23的标记物。一方面,本发明提供了栽培黄瓜植物,其具有包含提高的果实产量的栽培(驯化的)黄瓜基因组,其中所述提高的果实产量是由栽培黄瓜的2号染色体上的基因渗入片段所赋予,其中所述基因渗入片段是通过(或可通过)将以登录号NCIMB 42545保藏的种子生长出的栽培植物或该植物的子代(其包含一种或多种连锁到QTL的本文公开的标记物)与栽培黄瓜植物杂交而获得。因此,在一方面,本发明的栽培黄瓜植物包含的基因渗入片段和重组的2号染色体与NCIMB 42545中存在的(包含SNP_01至SNP_26的野生近缘种基因型)相同,或它包含该基因渗入片段的更短片段,从而所述更短片段保留了赋予提高的果实产量的遗传元件(QTL2.1)。
因此,在一方面,本发明涉及本发明的植物,即在2号染色体上包含纯合或杂合形式的来自黄瓜野生近缘种的基因渗入片段的栽培黄瓜(原变种)植物,其中所述基因渗入片段为这样的基因深入片段,即其“存在于”(as in)/“等同于”(identical to)/“等同于存在于”(the same as in)以登录号NCIMB 42545保藏的种子,或是其更短的片段,但是由于存在QTL2.1仍赋予提高的果实产量。
在另一个实施方案中,本发明涉及本发明的植物,即在2号染色体上包含纯合或杂合形式的来自黄瓜野生近缘种的基因渗入片段的栽培黄瓜(原变种)植物,其中所述基因渗入片段为这样的基因渗入片段,即其为在以编号NCIMB 42545保藏的种子中存在的基因渗入片段的变体,即它包含产量QTL2.1,但是基因组可能是不同的。由于野生种质是遗传趋异的(genetically divergent),因此来自其他黄瓜野生近缘种的包含QTL2.1的基因渗入片段的基因组序列最有可能不同于渐渗到NCIMB 42545中的基因组序列,并且甚至赋予产量的基因(包含启动子、内含子和外显子)可能在核苷酸序列上是趋异的,但是功能是相同的,即赋予提高的果实产量。由于连锁到QTL2.1的某些SNP标记物通常存在于多种种质中,而其他SNP标记物则可能仅存在于特定种质中,因此可以看出所述趋异性。因此例如,并非所有的SNP_01至SNP_26中均会存在于其他黄瓜近缘种中。然而,提高产量的QTL2.1(包含例如所述产量等位基因的变体或直系同源物)仍然可能存在于这类野生种质中。本领域技术人员能够鉴定存在于其他黄瓜野生近缘种中的包含QTL2.1的区域,并将其渐渗到栽培黄瓜中,例如检测包含SNP标记物或其亚组的野生近缘种并将这些SNP标记物(或亚组)转移到栽培黄瓜株系或品种,以及评估与缺少所述SNP标记物(或亚组)(即缺少所述基因渗入片段)的株系或品种相比,所述栽培株系或品种的果实产量。
在一个实施方案中,可通过分子标记物测定法来检测存在的包含QTL2.1的基因渗入片段或2号染色体区域(或变异或直系同源的2号染色体区域),所述分子标记物测定法检测至少1种,优选至少2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25或更多(或全部26种)选自以下的单核苷酸多态性(SNP)标记物:
a)SEQ ID NO:1(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_01的CC或CT基因型;
b)SEQ ID NO:2(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_02的GG或GA基因型;
c)SEQ ID NO:3(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_03的GG或GA基因型;
d)SEQ ID NO:4(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_04的TT或TC基因型;
e)SEQ ID NO:5(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_05的TT或TC基因型;
f)SEQ ID NO:6(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_06的CC或CT基因型;
g)SEQ ID NO:7(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_07的CC或CT基因型;
h)SEQ ID NO:8(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_08的AA或AG基因型;
i)SEQ ID NO:9(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_09的TT或TG基因型;
j)SEQ ID NO:10(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_10的TT或TG基因型;
k)SEQ ID NO:11(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_11的GG或AG基因型;
l)SEQ ID NO:12(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_12的GG或GT基因型;
m)SEQ ID NO:13(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_13的CC或CA基因型;
n)SEQ ID NO:14(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_14的AA或AG基因型;
o)SEQ ID NO:15(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_15的CC或CT基因型;
p)SEQ ID NO:16(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_16的AA或AC基因型;
q)SEQ ID NO:17(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_17的TT或TC基因型;
r)SEQ ID NO:18(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_18的GG或GA基因型;
s)SEQ ID NO:19(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_19的AA或AG基因型;
t)SEQ ID NO:20(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_20的GG或GA基因型;
u)SEQ ID NO:21(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_21的GG或GA基因型;
v)SEQ ID NO:22(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_22的GG或GT基因型;
w)SEQ ID NO:23(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_23的TT或TG基因型;
x)SEQ ID NO:24(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_24的GG或GT基因型;
y)SEQ ID NO:25(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_25的GG或GA基因型;
z)SEQ ID NO:26(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_26的CC或CA基因型;
aa)标记物SNP_01和SNP_26之间的任意黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物。
在一方面,被检测的所述至少1种,优选地至少2或3种,或至少4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25或26种标记物是连续标记物。
因此,在一个实施方案中,本发明的植物在SEQ ID NO:1的核苷酸75处(称为SNP_01)或在与SEQ ID NO:1具有基本序列同一性的基因组序列中的等同核苷酸处,包含至少一个胞嘧啶(CC)(即CC或CT基因型)而不是两个胸腺嘧啶(TT)(换言之,在表7中所示的2号染色体的物理位置处具有胞嘧啶);
和/或在SEQ ID NO:2的核苷酸75处(称为SNP_02)或在与SEQ ID NO:2具有基本序列同一性的基因组序列的等同核苷酸处,包含至少一个鸟嘌呤(G)(即GG或GA基因型)而不是两个腺嘌呤(AA)(换言之,在表7中所示的2号染色体的物理位置处具有鸟嘌呤);
和/或在SEQ ID NO:3的核苷酸75处(称为SNP_03)或在与SEQ ID NO:3具有基本序列同一性的基因组序列的等同核苷酸处,包含至少一个鸟嘌呤(G)(即GG或GA基因型)而不是两个腺嘌呤(AA)(换言之,在表7中所示的2号染色体的物理位置处具有鸟嘌呤);
和/或在SEQ ID NO:4的核苷酸75处(称为SNP_04)或在与SEQ ID NO:4具有基本序列同一性的基因组序列的等同核苷酸处,包含至少一个胸腺嘧啶(T)(即TT或TC基因型)而不是两个胞嘧啶(CC)(换言之,在表7中所示的2号染色体的物理位置处具有胸腺嘧啶);
和/或在SEQ ID NO:5的核苷酸75处(称为SNP_05)或在与SEQ ID NO:5具有基本序列同一性的基因组序列的等同核苷酸处,包含至少一个胸腺嘧啶(T)(即TT或TC基因型)而不是两个胞嘧啶(CC)(换言之,在表7中所示的2号染色体的物理位置处具有胸腺嘧啶);
和/或在SEQ ID NO:6的核苷酸75处(称为SNP_06)或在与SEQ ID NO:6具有基本序列同一性的基因组序列的等同核苷酸处,包含至少一个胞嘧啶(C)(即CC或CT基因型)而不是两个胸腺嘧啶(TT)(换言之,在表7中所示的2号染色体的物理位置处具有胞嘧啶);
和/或在SEQ ID NO:7的核苷酸75处(称为SNP_07)或在与SEQ ID NO:7具有基本序列同一性的基因组序列的等同核苷酸处,包含至少一个胞嘧啶(C)(即CC或CT基因型)而不是两个胸腺嘧啶(TT)(换言之,在表7中所示的2号染色体的物理位置处具有胞嘧啶);
和/或在SEQ ID NO:8的核苷酸75处(称为SNP_08)或在与SEQ ID NO:8具有基本序列同一性的基因组序列的等同核苷酸处,包含至少一个腺嘌呤(即AA或AG基因型)而不是两个鸟嘌呤(GG)(换言之,在表7中所示的2号染色体的物理位置处具有腺嘌呤);
和/或在SEQ ID NO:9的核苷酸75处(称为SNP_09)或在与SEQ ID NO:9具有基本序列同一性的基因组序列的等同核苷酸处,包含至少一个胸腺嘧啶(即TT或TG基因型)而不是两个鸟嘌呤(GG)(换言之,在表7中所示的2号染色体的物理位置处具有腺嘌呤);
和/或在SEQ ID NO:10的核苷酸75处(称为SNP_10)或在与SEQ ID NO:10具有基本序列同一性的基因组序列的等同核苷酸处,包含至少一个胸腺嘧啶(即TT或TG基因型)而不是两个鸟嘌呤(GG)(换言之,在表7中所示的2号染色体的物理位置处具有胸腺嘧啶);
和/或在SEQ ID NO:11的核苷酸75处(称为SNP_11)或在与SEQ ID NO:11具有基本序列同一性的基因组序列的等同核苷酸处,包含至少一个鸟嘌呤(即GG或GA基因型)而不是两个腺嘌呤(AA)(换言之,在表7中所示的2号染色体的物理位置处具有鸟嘌呤);
和/或在SEQ ID NO:12的核苷酸75处(称为SNP_12)或在与SEQ ID NO:12具有基本序列同一性的基因组序列的等同核苷酸处,包含至少一个鸟嘌呤(即GG或GA基因型)而不是两个腺嘌呤(AA)(换言之,在表7中所示的2号染色体的物理位置处具有鸟嘌呤);
和/或在SEQ ID NO:13的核苷酸75处(称为SNP_13)或在与SEQ ID NO:13具有基本序列同一性的基因组序列的等同核苷酸处,包含至少一个胞嘧啶(即CC或CA基因型)而不是两个腺嘌呤(AA)(换言之,在表7中所示的2号染色体的物理位置处具有胞嘧啶);
和/或在SEQ ID NO:14的核苷酸75处(称为SNP_14)或在与SEQ ID NO:14具有基本序列同一性的基因组序列的等同核苷酸处,包含至少一个腺嘌呤(即AA或AG基因型)而不是两个鸟嘌呤(GG)(换言之,在表7中所示的2号染色体的物理位置处具有腺嘌呤);
和/或在SEQ ID NO:15的核苷酸75处(称为SNP_15)或在与SEQ ID NO:15具有基本序列同一性的基因组序列的等同核苷酸处,包含至少一个胞嘧啶(即CC或CT基因型)而不是两个胸腺嘧啶(TT)(换言之,在表7中所示的2号染色体的物理位置处具有胞嘧啶);
和/或在SEQ ID NO:16的核苷酸75处(称为SNP_16)或在与SEQ ID NO:16具有基本序列同一性的基因组序列的等同核苷酸处,包含至少一个腺嘌呤(即AA或AC基因型)而不是两个胞嘧啶(CC)(换言之,在表7中所示的2号染色体的物理位置处具有腺嘌呤);
和/或在SEQ ID NO:17的核苷酸75处(称为SNP_17)或在与SEQ ID NO:17具有基本序列同一性的基因组序列的等同核苷酸处,包含至少一个胸腺嘧啶(即TT或TC基因型)而不是两个胞嘧啶(CC)(换言之,在表7中所示的2号染色体的物理位置处具有胸腺嘧啶);
和/或在SEQ ID NO:18的核苷酸75处(称为SNP_18)或在与SEQ ID NO:18具有基本序列同一性的基因组序列的等同核苷酸处,包含至少一个鸟嘌呤(即GG或GA基因型)而不是两个腺嘌呤(AA)(换言之,在表7中所示的2号染色体的物理位置处具有鸟嘌呤);
和/或在SEQ ID NO:19的核苷酸75处(称为SNP_19)或在与SEQ ID NO:19具有基本序列同一性的基因组序列的等同核苷酸处,包含至少一个腺嘌呤(即AA或AG基因型)而不是两个鸟嘌呤(GG)(换言之,在表7中所示的2号染色体的物理位置处具有腺嘌呤);
和/或在SEQ ID NO:20的核苷酸75处(称为SNP_20)或在与SEQ ID NO:20具有基本序列同一性的基因组序列的等同核苷酸处,包含至少一个鸟嘌呤(即GG或GA基因型)而不是两个腺嘌呤(AA)(换言之,在表7中所示的2号染色体的物理位置处具有鸟嘌呤);
和/或在SEQ ID NO:21的核苷酸75处(称为SNP_21)或在与SEQ ID NO:21具有基本序列同一性的基因组序列的等同核苷酸处,包含至少一个鸟嘌呤(即GG或GA基因型)而不是两个腺嘌呤(AA)(换言之,在表7中所示的2号染色体的物理位置处具有鸟嘌呤);
和/或在SEQ ID NO:22的核苷酸75处(称为SNP_22)或在与SEQ ID NO:22具有基本序列同一性的基因组序列的等同核苷酸处,包含至少一个鸟嘌呤(即GG或GT基因型)而不是两个胸腺嘧啶(TT)(换言之,在表7中所示的2号染色体的物理位置处具有鸟嘌呤);
和/或在SEQ ID NO:23的核苷酸75处(称为SNP_23)或在与SEQ ID NO:23具有基本序列同一性的基因组序列的等同核苷酸处,包含至少一个胸腺嘧啶(即TT或TG基因型)而不是两个鸟嘌呤(GG)(换言之,在表7中所示的2号染色体的物理位置处具有胸腺嘧啶);
和/或在SEQ ID NO:24的核苷酸75处(称为SNP_24)或在与SEQ ID NO:24具有基本序列同一性的基因组序列的等同核苷酸处,包含至少一个鸟嘌呤(即GG或GT基因型)而不是两个胸腺嘧啶(TT)(换言之,在表7中所示的2号染色体的物理位置处具有鸟嘌呤);
和/或在SEQ ID NO:25的核苷酸75处(称为SNP_25)或在与SEQ ID NO:25具有基本序列同一性的基因组序列的等同核苷酸处,包含至少一个鸟嘌呤(即GG或GA基因型)而不是两个腺嘌呤(AA)(换言之,在表7中所示的2号染色体的物理位置处具有鸟嘌呤);
和/或在SEQ ID NO:26的核苷酸75处(称为SNP_26)或在与SEQ ID NO:26具有基本序列同一性的基因组序列的等同核苷酸处,包含至少一个胞嘧啶(即CC或CA基因型)而不是两个腺嘌呤(AA)(换言之,在表7中所示的2号染色体的物理位置处具有胞嘧啶);
在另一个实施方案中,可通过分子标记物测定法来检测包含QTL2.1的基因渗入片段或2号染色体区域(或变异或直系同源的2号染色体区域)的存在,所述分子标记物测定检测至少1种,优选地至少2,3,4,5,6,7,8或更多种由以下标记物组成的亚组的单核苷酸多态性(SNP)标记物:SNP_01至SNP10或任何在物理上位于标记物SNP_01和SNP_10之间的黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物;SNP_10至SNP_20或任何在物理上位于标记物SNP_10和SNP_20之间的黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物;SNP_20至SNP_26或任何在物理上位于标记物SNP_20和SNP_26之间的黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物;或SNP_06至SNP_23或任何在物理上位于标记物SNP_06和SNP_23之间的黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物。
所述SNP基因型指两个核苷酸,以及包含这两个核苷酸之一的基因组序列,每条2号染色体上一个。因此,具有SNP_01的CC基因型的植物在两条染色体上具有相同的核苷酸(C)(即是纯合的基因渗入片段),而具有SNP_01的CT基因型的植物,其具有一条在SEQ IDNO:1的核苷酸75处(或在与SEQ ID NO:1具有基本序列同一性的基因组序列的等同核苷酸处)具有C的染色体,以及一条在SEQ ID NO:1的核苷酸75处(或在与SEQ ID NO:1具有基本序列同一性的基因组序列的等同核苷酸处)具有T的染色体,并且是杂合的基因渗入片段。由于在来自其他黄瓜野生近缘种的基因渗入片段(即变体或直系同源的2号染色体区域)中,本文提供的SNP标记物周围的基因组序列可稍微变化,因此显然在所述SNP之前和之后的核苷酸序列与本文提供的序列可能不会100%相同。因此,本文涵盖了与本文提供的序列具有基本序列同一性(当如所定义的,在整个序列上比对时)但是包含相同SNP基因型的序列。
在一方面,可通过上述一种或多种标记物检测的包含QTL(QTL2.1或变体)的基因渗入片段或2号染色体区域(或变体或直系同源2号染色体区域)来自黄瓜野生近缘种,并且在一方面,所述野生近缘种是印度黄瓜组成员。在一方面,它是与以登录号NCIMB 42545保藏的种子中2号染色体上存在的基因渗入片段相同的基因渗入片段,或保留所述QTL的更小片段。SNP标记物SNP_01至SNP_26跨越了约5.4Mb的区域。在一方面,2号染色体上的基因渗入片段的尺寸等于或小于10Mb,优选地尺寸等于或小于8Mb,更优选地尺寸等于或小于6Mb、5.5Mb、5.4Mb、5Mb、4Mb、3Mb或2.5Mb,例如等于或小于2Mb。在一方面,所述基因渗入片段的尺寸为至少0.2Mb、0.5Mb、1.0Mb、1.5Mb、1.9Mb、2.0Mb、2.5Mb、2.7Mb或3Mb。因此,本文涵盖了不同范围的基因渗入尺寸,例如小于10Mb但是大于0.2Mb的片段,小于6Mb或5.5Mb但是大于0.2Mb、0.5MB或1Mb等,其保留了QTL2.1以及一种或多种SNP_01至SNP_26,或SNP_01至SNP_10、SNP_10至SNP_20、SNP_20至SNP_26或SNP_06至SNP_23亚组的SNP标记物。如上文所提及的,可通过精细定位来确定在跨越SNP_01至SNP_26的区域中QTL2.1的位置,并且可产生在更小的基因渗入片段上包含QTL2.1的重组体。所述基因深入片段的尺寸可通过例如全基因组测序或下一代测序来容易地确定,例如Qi et al.2013(参见上文)或Huang etal.2009(参见上文)中所记载的。特别地,由于基因渗入区域中更大量的遗传变异(SNP、INDEL等),基因渗入区域可容易地与栽培基因组区域区分开。
为了获得存在于来自保藏的种子(NCIMB 42545)的2号染色体上的基因渗入片段,即为了将包含QTL的基因渗入片段转移到另一栽培黄瓜植物中,由所述种子生长出植物,并且将所述植物与栽培黄瓜植物杂交以获得F1种子。由于NCIMB 42545包含两条重组的2号染色体(包含含有纯合形式的QTL2.1的基因渗入片段),全部的F1种子和从其生长出的植物将包含一条来自NCIMB 42545亲本的重组的2号染色体和一条来自其他栽培亲本的非重组的2号染色体。通过进一步地自交和/或杂交和/或回交,可将QTL2.1转移到任何黄瓜育种株系或品种中。因此,通过传统育种能够将来自NCIMB 42545的重组的2号染色体转移到其他栽培黄瓜株系或品种中。通过存在一种或多种上述SNP标记物,可对包含QTL2.1的子代植物进行筛选和选择。
为了产生更短的基因渗入片段,例如存在于NCIMB 42545中的片段的亚片段,需要发生减数***,并且需要鉴定包含重组的2号染色体(特别是基因渗入片段内的新减数***重组事件)的植物。例如,NCIMB 42545的种子可自交一次或多次以产生F1、F2或F3植物(或进一步的自交世代),和/或包含重组的2号染色体的F1、F2或F3植物(等)可与栽培亲本回交。通过存在的一种或多种上述SNP标记物可筛选和选择包含重组的2号染色体的植物,以鉴定包含更小的基因渗入片段的植物。之后可通过确定与缺少基因渗入片段的(遗传)对照相比的平均果实产量,测试这类新重组体在更小的基因渗入片段上存在QTL2.1。
类似地,可使用不同的方法来产生和/或鉴定包含QTL2.1(或其变体)的栽培黄瓜植物。例如,为了获得包含来自黄瓜野生近缘种的基因渗入片段的栽培黄瓜植物,首先鉴定出包含一种或多种本文公开的连锁到QTL2.1的SNP标记物(例如上文所述的任意一种或多种或全部标记物)的黄瓜野生近缘种。将鉴定出的植物与栽培黄瓜植物杂交以获得F1种子。所述F1可自交以产生F2、F3等植物,和/或F2植物或F3植物等可与栽培黄瓜亲本回交。通过存在有一种或多种上述SNP标记物,可对包含QTL2.1(或其变体)的植物进行筛选和/或选择,和/或筛选和/或选择与最初的栽培亲本(缺少基因渗入)相比提高的产量表型。可选择地或另外地,可进行QTL定位(mapping)或测序以鉴定其他连锁到QTL2.1(或其变体)的分子标记物,和/或以产生在2号染色体上包含基因渗入片段的栽培黄瓜植物,所述基因渗入片段赋予显著提高的产量。
在一个实施方案中,通过分子标记物测定法可检测在栽培黄瓜植物中存在的包含QTL2.1的基因渗入片段,或包含QTL2.1的2号染色体区域(或直系同源的2号染色体区域),所述分子标记物测定法检测选自以下的标记物中的至少一种、两种、三种、四种、五种或更多种:
a)SEQ ID NO:1(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_01的CC或CT基因型;
b)SEQ ID NO:26(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_26的CC或CA基因型;
c)在标记物SNP_01和SNP_26之间的任何黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物;
d)遗传连锁在标记物SNP_01或SNP_26的7cM、5cM、3cM或更小范围内的任何黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物;和
e)物理连锁在标记物SNP_01或SNP_26的5Mb、3Mb、2Mb、1Mb、0.5Mb或0.2Mb或更小范围内的任何黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物。
在一方面,c)的标记物为SNP_02至SNP_25中的一种或多种。在一方面,从上述a)、b)和/或c)的标记物中检测至少一种、两种、至少三种、至少四种或更多的标记物。在另一方面,从上述a)、b)、c)、d)和/或e)的标记物中检测至少一种、两种、至少三种、至少四种或更多的标记物。在一个实施方案中,至少检测a)和/或b)的标记物,以及任选地检测至少一种、两种、三种或更多种c)、d)和/或e)的标记物。在一方面,所检测的标记物是连续标记物。
在一个实施方案中,可通过分子标记物测定法检测在栽培黄瓜植物中存在的包含QTL2.1的基因渗入片段或包含QTL2.1的2号染色体区域(或直系同源的2号染色体区域),所述分子标记物测定法检测选自以下的标记物中的至少一种、两种、三种、四种、五种或更多种:
a)SEQ ID NO:1(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_01的CC或CT基因型;
b)SEQ ID NO:10(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_10的TT或TG基因型;
c)在标记物SNP_01和SNP_10之间的任何黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物;
d)遗传连锁在标记物SNP_01或SNP_10的7cM、5cM、3cM或更小范围内的任何黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物;和
e)物理连锁在标记物SNP_01或SNP_10的5Mb、3Mb、2Mb、1Mb、0.5Mb或0.2Mb或更小范围内的任何黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物。
在一方面,c)的标记物为SNP_02至SNP_09中的一种或多种。在一方面,从上述a)、b)和/或c)的标记物中检测至少一种、两种、至少三种、至少四种或更多种标记物。另一方面,从上述a)、b)、c)、d)和/或e)的标记物中检测至少一种、两种、至少三种、至少四种或更多种标记物。在一个实施方案中,至少检测a)和/或b)的标记物,以及任选地检测至少一种、两种、三种或更多种c)、d)和/或e)的标记物。在一方面,所检测的标记物是连续标记物。
在一个实施方案中,可通过分子标记物测定法检测在栽培黄瓜植物中存在的包含QTL2.1的基因渗入片段,或包含QTL2.1的2号染色体区域(或直系同源的2号染色体区域),所述分子标记物测定法检测选自以下的标记物中的至少一种、两种、三种、四种、五种或更多种:
a)SEQ ID NO:10(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_10的TT或TG基因型;
b)SEQ ID NO:20(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_20的GG或GA基因型;
c)在标记物SNP_10和SNP_20之间的任何黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物;
d)遗传连锁在标记物SNP_10或SNP_20的7cM、5cM、3cM或更小范围内的任何黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物;和
e)物理连锁在标记物SNP_10或SNP_20的5Mb、3Mb、2Mb、1Mb、0.5Mb或0.2Mb或更小范围内的任何黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物。
在一方面,c)的标记物为SNP_11至SNP_19中的一种或多种。在一方面,从上述a)、b)和/或c)的标记物中检测至少一种、两种、至少三种、至少四种或更多种标记物。另一方面,从上述a)、b)、c)、d)和/或e)的标记物中检测至少一种、两种、至少三种、至少四种或更多种标记物。在一个实施方案中,至少检测a)和/或b)的标记物,以及任选地检测至少一种、两种、三种或更多种c)、d)和/或e)的标记物。在一方面,所检测的标记物是连续标记物。
在一个实施方案中,可通过分子标记物测定法检测在栽培黄瓜植物中存在的包含QTL2.1的基因渗入片段,或包含QTL2.1的2号染色体区域(或直系同源的2号染色体区域),所述分子标记物测定法检测选自以下的标记物中的至少一种、两种、三种、四种、五种或更多种:
a)SEQ ID NO:20(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_20的GG或GA基因型;
b)SEQ ID NO:26(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_26的CC或CA基因型;
c)在标记物SNP_20和SNP_26之间任何黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物;
d)遗传连锁在标记物SNP_20或SNP_26的7cM、5cM、3cM或更小范围内的任何黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物;和
e)物理连锁在标记物SNP_20或SNP_26的5Mb、3Mb、2Mb、1Mb、0.5Mb或0.2Mb或更小范围内的任何黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物。
在一方面,c)的标记物为SNP_21至SNP_25的一种或多种。在一方面,从上述a)、b)和/或c)的标记物中检测至少一种、两种、至少三种、至少四种或更多种标记物。在另一方面,从上述a)、b)、c)、d)和/或e)的标记物中检测至少一种、两种、至少三种、至少四种或更多种标记物。在一个实施方案中,至少检测a)和/或b)的标记物,以及任选地检测至少一种、两种、三种或更多种c)、d)和/或e)的标记物。在一方面,所检测的标记物是连续标记物。
在一个实施方案中,可通过分子标记物测定法检测在栽培黄瓜植物中存在的包含QTL2.1的基因渗入片段,或包含QTL2.1的2号染色体区域(或直系同源的2号染色体区域),所述分子标记物测定法检测选自以下的标记物中的至少一种、两种、三种、四种、五种或更多种:
a)SEQ ID NO:06(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_06的CC或CT基因型;
b)SEQ ID NO:23(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_23的TT或TG基因型;
c)在标记物SNP_06和SNP_23之间的任何黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物;
d)遗传连锁在标记物SNP_06或SNP_23的7cM、5cM、3cM或更小范围内的任何黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物;和
e)物理连锁在标记物SNP_06或SNP_23的5Mb、3Mb、2Mb、1Mb、0.5Mb或0.2Mb或更小范围内的任何黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物。
在一方面,c)的标记物为SNP_07至SNP_22中的一种或多种。在一方面,从上述a)、b)和/或c)的标记物中检测至少一种、两种、至少三种、至少四种或更多种标记物。在另一方面,从上述a)、b)、c)、d)和/或e)的标记物中检测至少一种、两种、至少三种、至少四种或更多种标记物。在一个实施方案中,至少检测a)和/或b)的标记物,以及任选地检测至少一种、两种、三种或多种c)、d)和/或e)的标记物。在一方面,所检测的标记物是连续标记物。
在两个标记物之间的任意黄瓜野生近缘种的基因组特异性标记物是指任意的分子标记物,其在遗传上定位于所述两个标记物之间的2号染色体区域,和/或其在物理上位于所述两个标记物之间,并且其指示黄瓜野生近缘种的2号染色体区域。这意指所述标记物在栽培黄瓜基因组与黄瓜野生近缘种的基因组之间是多态性的。在一方面,所述标记物为单核酸多态性(SNP),但同样可以使用例如RFLP、AFLP、RAPD、INDEL、DNA测序等的其他分子标记物。
在一方面,本发明的植物中的基因渗入片段为保留QTL的存在于以登录号NCIMB42545保藏的种子中的2号染色体的片段或保留QTL的该片段的更小版本(通过例如所述基因渗入片段内的重组而产生)。
在一方面,所述基因渗入片段的尺寸等于或小于10Mb,优选地尺寸等于或小于8Mb、5.4Mb、5Mb、3Mb、2.5Mb、2Mb、1.5Mb、1Mb。在另一方面,所述基因渗入片段的尺寸为至少0.5Mb或至少1Mb。
本发明还提供了从其中可生长出本发明植物的种子,以及从本发明的植物采收的黄瓜果实,并且在其基因组中包含重组的2号染色体。本发明同样提供了包含至少一条重组的2号染色体的植物的或种子的植物细胞、组织或植物部分,其中所述重组的2号染色体包含来自黄瓜野生近缘种的基因渗入片段,并且其中所述基因渗入片段包含赋予显著提高的果实产量的等位基因。
在6号染色体上包含基因渗入片段(产量QTL6.1)的黄瓜植物
QTL6.1位于SEQ ID NO:27(或其变体)中SNP_27与SEQ ID NO:40(或其变体)中SNP_40之间的区域中。
因此,在一方面,本发明提供了包含6号染色体上的纯合或杂合形式的基因渗入片段的栽培黄瓜(原变种)植物,其中所述基因渗入片段赋予黄瓜果实产量的增加(与缺少基因渗入片段的植物,例如对照植物相比),并且其中所述基因渗入片段可通过分子标记物测定法来检测(即所述植物包含一种或多种分子标记物),所述分子标记物测定法检测至少1种,优选至少2或3种,或至少4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14种选自以下的标记物:
a)SEQ ID NO:27(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_27的GG或GA基因型;
b)SEQ ID NO:28(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_28的TT或TC基因型;
c)SEQ ID NO:29(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_29的CC或CA基因型;
d)SEQ ID NO:30(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_30的TT或TC基因型;
e)SEQ ID NO:31(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_31的TT或TC基因型;
f)SEQ ID NO:32(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_32的CC或CT基因型;
g)SEQ ID NO:33(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_33的GG或GA基因型;
h)SEQ ID NO:34(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_34的TT或TC基因型;
i)SEQ ID NO:35(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_35的GG或GA基因型;
j)SEQ ID NO:36(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_36的AA或AC基因型;
k)SEQ ID NO:37(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_37的AA或AG基因型;
l)SEQ ID NO:38(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_38的AA或AG基因型;
m)SEQ ID NO:39(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_39的AA或AC基因型;
n)SEQ ID NO:40(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_40的TT或TC基因型;
o)标记物SNP_27和SNP_40之间的任意黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物。
在一方面,所述至少1种,优选至少2或3种,或至少4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14种标记物选自标记物a)至n)。在一方面,所述至少1种,优选至少2或3种,或至少4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14种标记物是连续标记物。
另一方面,QTL6.1位于SEQ ID NO:27(或其变体)中的SNP_27与SEQ ID NO:33(或其变体)中的SNP_33之间的区域中。
因此,另一方面,本发明提供了包含在6号染色体上的纯合或杂合形式的基因渗入片段的栽培黄瓜(原变种)植物,其中所述基因渗入片段赋予黄瓜果实产量的增加(与缺少所述基因渗入片段的植物,例如遗传对照相比),并且其中所述基因渗入片段可通过分子标记物测定法来检测(即所述植物包含一种或多种分子标记物),所述分子标记物测定法检测至少1种,优选至少2或3种,或至少4、5、6或7种选自以下的标记物:
a)SEQ ID NO:27(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_27的GG或GA基因型;
b)SEQ ID NO:28(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_28的TT或TC基因型;
c)SEQ ID NO:29(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_29的CC或CA基因型;
d)SEQ ID NO:30(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_30的TT或TC基因型;
e)SEQ ID NO:31(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_31的TT或TC基因型;
f)SEQ ID NO:32(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_32的CC或CT基因型;
g)SEQ ID NO:33(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_33的GG或GA基因型;
h)标记物SNP_27和SNP_33之间的任意黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物。
在一方面,所述至少1种,优选至少2或3种,或至少4、5、6或7种标记物选自标记物a)至g)。在一方面,所述至少1种,优选至少2或3种,或至少4、5、6或7种标记物是连续标记物。
在不同的方面,QTL6.1位于SEQ ID NO:33(或其变体)中的SNP_33与SEQ ID NO:40(或其变体)中的SNP_40之间的区域中。
因此,在一方面,本发明提供了包含在6号染色体上的纯合或杂合形式的基因渗入片段的栽培黄瓜(原变种)植物,其中所述基因渗入片段赋予黄瓜果实产量的增加(与缺少所述基因渗入片段的植物,例如遗传对照相比),并且其中所述基因渗入片段可通过分子标记物测定法来检测(即所述植物包含一种或多种分子标记物),所述分子标记物测定法检测至少1种,优选至少2或3种,或至少4、5、6、7或8种选自以下的标记物:
a)SEQ ID NO:33(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_33的GG或GA基因型;
b)SEQ ID NO:34(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_34的TT或TC基因型;
c)SEQ ID NO:35(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_35的GG或GA基因型;
d)SEQ ID NO:36(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_36的AA或AC基因型;
e)SEQ ID NO:37(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_37的AA或AG基因型;
f)SEQ ID NO:38(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_38的AA或AG基因型;
g)SEQ ID NO:39(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_39的AA或AC基因型;
h)SEQ ID NO:40(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_40的TT或TC基因型;
i)标记物SNP_27和SNP_40之间的任意黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物。
在一方面,所述至少1种,优选至少2或3种,或至少4、5、6、7或8种标记物选自标记物a)至h)。在一方面,所述至少1种,优选至少2或3种,或至少4、5、6、7或8种标记物是连续标记物。
在另一个实施方案中,QTL6.1位于SEQ ID NO:29(或其变体)中的SNP_29与SEQ IDNO:38(或其变体)中的SNP_38之间的区域中。
因此,在一方面,本发明提供了包含在6号染色体上的纯合或杂合形式的基因渗入片段的栽培黄瓜(原变种)植物,其中所述基因渗入片段赋予黄瓜果实产量的增加(与缺少所述基因渗入片段的植物,例如遗传对照相比),并且其中所述基因渗入片段可通过分子标记物测定法来检测(即所述植物包含一种或多种分子标记物),所述分子标记物测定法检测至少1种,优选至少2或3种,或至少4、5、6、7、8或9种选自以下的标记物:
a)SEQ ID NO:29(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_29的CC或CA基因型;
b)SEQ ID NO:30(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_30的TT或TC基因型;
c)SEQ ID NO:31(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_31的TT或TC基因型;
d)SEQ ID NO:32(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_32的CC或CT基因型;
e)SEQ ID NO:33(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_33的GG或GA基因型;
f)SEQ ID NO:34(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_34的TT或TC基因型;
g)SEQ ID NO:35(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_35的GG或GA基因型;
h)SEQ ID NO:36(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_36的AA或AC基因型;
i)SEQ ID NO:37(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_37的AA或AG基因型;
j)SEQ ID NO:38(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_38的AA或AG基因型;
k)标记物SNP_27和SNP_40之间的任意黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物。
在一方面,所述至少1种,优选至少2或3种,或至少4、5、6、7、8或9种标记物选自标记物a)至j)。在一方面,所述至少1种,优选至少2或3种,或至少4、5、6、7、8或9种标记物是连续标记物。
由于QTL6.1尤其是提高了在冷的生长条件下的果实产量,因此对于在最低温度较低例如,在10摄氏度或更低(例如等于或小于9、8、7、6、5或4摄氏度)且持续一段时间的环境条件下,可生长的黄瓜植物株系和品种是特别有利的(但应避免冻结,因为这会导致冻害)。因此,在一个方面,当植物在最低温度(例如在夜间)等于或低于10摄氏度的环境条件下生长时,例如在南欧国家的秋/冬季或北欧国家的春季,与对照相比,本发明的包含QTL6.1的栽培黄瓜植物的果实产量增加。
如已提及的,本领域技术人员也可开发其他分子标记物,例如黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物,所述标记物在标记物SNP_27和SNP_40之间,和/或在SNP_01至SNP_27中任一种的7cM内或5cM内,和/或在SNP_27至SNP_40中任一种的5Mb、3Mb、2.5Mb、2Mb、1Mb、0.5Mb、0.4Mb、0.3Mb、0.2Mb、0.1Mb、50kb、20kb、10kb、5kb或更小范围内。这类标记物也可以是一段核苷酸、CAPS标记物、INDEL等。本领域技术人员可以例如对存在于以登录号NCIMB42545保藏的种子中的基因渗入片段进行测序,并且使用序列信息来开发新的标记物和标记物测定法。
包含QTL6.1(或变体)的基因渗入片段可以包含本文公开的全部SNP标记物,或者其可以更小并且缺少指示基因渗入片段的SNP标记物(相反具有栽培黄瓜的SNP基因型),但是其仍然可赋予栽培黄瓜植物提高的产量,即其仍然可以包含产量等位基因(QTL6.1或变体)。这类较小的基因渗入片段是本发明的一个实施方案。具有仍赋予提高的产量(即包含产量等位基因)的较小基因渗入片段的植物可使用已知技术(如精细定位或类似的技术)来产生。例如通过以含有存在于以登录号NCIMB 42545保藏的种子中的基因渗入片段的植物开始,使这种植物与另一种栽培黄瓜植物杂交,使所述杂交的子代自交,和/或使所述子代回交,以产生可包含在6号染色体上具有较小基因渗入片段的重组体的植物种群,所述片段与缺少所述基因渗入片段的植物(例如遗传对照,例如由NCIMB 42345保藏的种子生长出的植物)相比仍赋予提高的产量,例如所述片段包含标记物SNP_27至SNP_33(或更小,例如仅包含6、5、4、3、2或1种SNP标记物)、SNP_33至SNP_40(或更小,例如仅包含6、5、4、3、2或1种SNP标记物)、SNP_29至SNP_38(或更小,例如仅包含9、8、7、6、5、4、3、2或1种SNP标记物)的野生近缘种基因型。可使用标记物测定法选择重组体并且确定较小基因渗入片段的尺寸。可缺失一种或多种SNP标记物。然后可在如本文所述的产量实验中,对包含这种较小基因渗入片段的植物的产量进行比较,即在田间实验中,种植许多包含所述较小基因渗入片段的植物以及适合的对照植物(缺少所述基因渗入片段)。所述对照植物优选地为遗传对照,例如NCIMB 42345。如果平均产量仍然显著性地高于对照,则所述较小基因渗入片段已保留QTL6.1。
或者,可从不同的黄瓜野生近缘种渐渗相同或变体QTL(QTL6.1或变体QTL6.1),籍此任选地并非本文所公开的全部SNP标记物均会存在。这类替代的黄瓜野生近缘种来源可使用本文提供的SNP标记物鉴定,通过使用标记物测定法筛选黄瓜野生近缘种种质(germplasm或accession)以检测标记物SNP_27至SNP_40,或标记物SNP_27至SNP_33、SNP_33至SNP_40、SNP_29至SNP_38,或甚至仅这些标记物的较小亚组(例如2、3、4、5、6或更多)的基因型。包含来自其他来源的相同或变体QTL6.1的植物也是本发明的一个实施方案。只要SNP_27至SNP_40的SNP、或SNP_27至SNP_33的SNP、或SNP_33至SNP_40的SNP、或SNP_29至SNP_38的SNP中的至少一种或多种(或全部)存在,则所述植物具有产量增加基因型,即所述植物包含QTL6.1(或其变体)。本领域技术人员之后能够将QTL6.1(或其变体)渐渗到栽培黄瓜中以提高本文所述的果实产量并且以确认当所述QTL存在于栽培黄瓜中其提高了产量。例如,QTL6.1可渐渗到特定的育种株系或品种中,并且不包含所述基因渗入的株系或品种可用作产量试验中的遗传对照。
如上文所述,在一个实施方案中,本发明的栽培黄瓜植物包含基因渗入片段,该片段包含具有黄瓜野生近缘种的基因型的SNP标记物的至少一个亚组,即SNP_27至SNP_40、或SNP_27至SNP_33、或SNP_33至SNP_40、或SNP_29至SNP_38中的至少1、2、3、4或5种标记物。在一方面,栽培黄瓜植物包含SNP_27至SNP_40、或SNP_27至SNP_33、或SNP_33至SNP_40、或SNP_29至SNP_38中的全部标记物或除1种或2种标记物外的全部标记物。
因此,可在标记物测定法中,通过检测一种或多种或全部上述标记物的基因渗入片段(即黄瓜种质的野生近缘种的基因渗入片段)的SNP基因型,可检测所述基因渗入片段(以及包含所述基因渗入片段的栽培黄瓜植物或植物部分,如细胞)。
因此,在一方面,发现数量性状基因座(QTL6.1)存在于黄瓜野生近缘种的6号染色体上,当所述基因座被转移(渐渗)到栽培黄瓜品种或育种株系中并且在以杂合或纯合形式存在时,其赋予所述栽培黄瓜植物以显著提高的果实产量。因此,所述QTL或包含所述QTL(包含产量等位基因)的基因渗入片段是显性的,即在6号染色体的一条上具有所述基因渗入片段(一条重组的6号染色体)即已足够,而染色体对的同源6号染色体可以是缺少所述基因渗入片段的栽培黄瓜(原变种)的(非重组的)6号染色体。
尽管本发明的产量QTL的来源是单一、特定的野生来源,可能有其他黄瓜属(Cucumis)种质的野生近缘种,其在6号染色体上的相同基因座上包含QTL6.1。这类基因座可包含具有稍微不同的核苷酸序列的产量等位基因,即本文所发现的等位基因(QTL)的变体。如本文所述,也可鉴定这类变体QTL并将其渐渗到栽培黄瓜中,以产生包含黄瓜(原变种)的基因组和重组的6号染色体的栽培黄瓜植物,藉此所述重组的6号染色体包含黄瓜物种的野生近缘种基因渗入片段,当所述基因渗入片段以纯合或杂合形式存在时,其赋予栽培黄瓜植物以提高的产量表型。为了鉴定这类包含QTL6.1的黄瓜野生近缘种,例如可在标记物测定法中或通过序列比较或其他方法,筛选野生种质中存在的一种或多种本文提供的SNP标记物。然后例如使用MAS(即使用一种或多种(或全部)本文提供的SNP标记物),可将推定的产量QTL(或变体QTL)渐渗到栽培黄瓜中,以检测和/或选择包含重组的6号染色体的子代植物(例如回交植物)。然后在产量实验中,对经选择的植物(即在6号染色体上包含基因渗入片段的栽培黄瓜植物)和适合的对照植物(优选至少遗传对照)一起进行表型分析,以确定所述基因渗入片段是否确实导致显著的产量增加,其中在6号染色体上的基因渗入片段可通过SNP标记物SNP_27至SNP_40中的一种或多种、SNP标记物SNP_27至SNP_33中的一种或多种、SNP标记物SNP_33至SNP_40中的一种或多种、SNP标记物SNP_29至SNP_38中的一种或多种(如本文别处所述)来检测。
黄瓜野生近缘种的种质可获自USDA国家植物种质***保藏中心(USDA NationalPlant Germplasm System collection)或其他种子保藏中心,并且因此可以使用例如如本文所述的标记物测定法来筛选存在有QTL6.1的黄瓜野生近缘种的种质,可将包含一种或多种SNP标记物(例如指示QTL6.1的至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或全部14种SNP标记物)的种质与具有正常野生型、非重组的6号染色体的栽培黄瓜杂交。然后可使用本文所述的分子标记物测定法,筛选F1或F2代(或下一代,如F3或回交世代)中具有基因渗入片段或其增加产量的部分的重组植物。
在一方面,所述基因渗入片段来自黄瓜的野生近缘种,其属于印度黄瓜组,并且其被转移到欧亚黄瓜组的6号染色体上,从而产生包含产量QTL6.1或其变体的栽培黄瓜植物。因此,在一个实施方案中,包含产量QTL6.1的基因渗入片段可源自(或源自)或可获自(或获自;或存在于)属于印度黄瓜组的黄瓜野生近缘种。
在一个具体的实施方案中,包含产量QTL6.1的基因渗入片段可源自(或源自)或可获自(或获自;或存在于)种子(其代表性样品已经以登录号NCIMB 42545保藏)或其子代。所述子代可以是保留了如所述的指示(并连锁到)QTL的一种或多种(或全部)SNP标记物的任何子代。因此,子代不限于所述保藏物的F1或F2子代,但是可以是通过自交和/或与另一黄瓜植物杂交而获得的任何子代。
在一个实施方案中,所述基因渗入片段可通过以下标记物来鉴定:一种或多种本文另外所述的标记物,特别是6号染色体上的基因渗入片段的标记物SNP_27至SNP_40,或标记物亚组,例如一种或多种选自SNP标记物SNP_27至SNP_33,或选自SNP标记物SNP_33至SNP_40,或选自SNP标记物SNP_29至SNP_38的标记物。一方面,本发明提供了栽培黄瓜植物,其具有包含提高的果实产量的栽培(驯化的)黄瓜基因组,其中所述提高的果实产量是由栽培黄瓜的6号染色体上的基因渗入片段所赋予,其中所述基因渗入片段是通过(或可通过)将以登录号NCIMB 42545保藏的种子生长出的栽培植物或该植物的子代(其包含一种或多种连锁到QTL的本文公开的标记物)与栽培黄瓜植物杂交而获得。因此,在一方面,本发明的栽培黄瓜植物包含的基因渗入片段和重组的6号染色体与NCIMB 42545中存在的(包含SNP_27至SNP_40的黄瓜野生近缘种基因型)相同,或它包含该基因渗入片段的更短片段,从而所述更短片段保留了赋予提高的果实产量的遗传元件(QTL6.1)。
因此,在一方面,本发明涉及本发明的植物,即在6号染色体上包含纯合或杂合形式的来自黄瓜野生近缘种的基因渗入片段的栽培黄瓜(原变种)植物,其中所述基因渗入片段为这样的基因深入片段,即其“存在于”(as in)/“等同于”(identical to)/“等同于存在于”(the same as in)以登录号NCIMB 42545保藏的种子,或是其更短的片段,但是由于存在QTL6.1仍赋予提高的果实产量。
在另一个实施方案中,本发明涉及本发明的植物,即在6号染色体上包含纯合或杂合形式的来自黄瓜野生近缘种的基因渗入片段的栽培黄瓜(原变种)植物,其中所述基因渗入片段为这样的基因渗入片段,即其为在以编号NCIMB 42545保藏的种子中存在的基因渗入片段的变体,即它包含产量QTL6.1,但是基因组可能是不同的。由于野生种质是遗传趋异的(genetically divergent),因此来自其他黄瓜野生近缘种的包含QTL6.1的基因渗入片段的基因组序列最有可能不同于渐渗到NCIMB 42545中的基因组序列,并且甚至赋予产量的基因(包含启动子、内含子和外显子)可能在核苷酸序列上是趋异的,但是功能是相同的,即赋予提高的果实产量。由于连锁到QTL6.1的某些SNP标记物通常存在于多种种质中,而其他SNP标记物则可能仅存在于特定种质中,因此可以看出所述趋异性。因此例如,并非所有的SNP_27至SNP_40中均会存在于其他黄瓜近缘种中。然而,提高产量的QTL6.1(包含例如所述产量等位基因的变体或直系同源物)仍然可能存在于这类野生种质中。本领域技术人员能够鉴定存在于其他黄瓜野生近缘种中的包含QTL6.1的区域,并将其渐渗到栽培黄瓜中,例如检测包含SNP标记物或其亚组的野生近缘种并将这些SNP标记物(或亚组)转移到栽培黄瓜株系或品种,以及评估与缺少所述SNP标记物(或亚组)(即缺少所述基因渗入片段)的株系或品种相比,所述栽培株系或品种的果实产量。
在一个实施方案中,可通过分子标记物测定法来检测存在的包含QTL6.1的基因渗入片段或6号染色体区域(或变异或直系同源的6号染色体区域),所述分子标记物测定法检测至少1种,优选至少2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或更多(或全部14种)选自以下的单核苷酸多态性(SNP)标记物:
a)SEQ ID NO:27(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_27的GG或GA基因型;
b)SEQ ID NO:28(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_28的TT或TC基因型;
c)SEQ ID NO:29(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_29的CC或CA基因型;
d)SEQ ID NO:30(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_30的TT或TC基因型;
e)SEQ ID NO:31(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_31的TT或TC基因型;
f)SEQ ID NO:32(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_32的CC或CT基因型;
g)SEQ ID NO:33(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_33的GG或GA基因型;
h)SEQ ID NO:34(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_34的TT或TC基因型;
i)SEQ ID NO:35(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_35的GG或GA基因型;
j)SEQ ID NO:36(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_36的AA或AC基因型;
k)SEQ ID NO:37(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_37的AA或AG基因型;
l)SEQ ID NO:38(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_38的AA或AG基因型;
m)SEQ ID NO:39(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_39的AA或AC基因型;
n)SEQ ID NO:40(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_40的TT或TC基因型;
o)标记物SNP_27和SNP_40之间的任意黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物。
在一方面,被检测的所述至少1种,优选地至少2或3种,或至少4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14种标记物是连续标记物。
因此,在一个实施方案中,本发明的植物在SEQ ID NO:27的核苷酸75处(称为SNP_27)或在与SEQ ID NO:27具有基本序列同一性的基因组序列中的等同核苷酸处,包含至少一个鸟嘌呤(G)(即GG或GA基因型)而不是两个腺嘌呤(AA)(换言之,在表8中所示的6号染色体的物理位置处具有鸟嘌呤);
和/或在SEQ ID NO:28的核苷酸75处(称为SNP_28)或在与SEQ ID NO:28具有基本序列同一性的基因组序列中的等同核苷酸处,包含至少一个胸腺嘧啶(T)(即TT或TC基因型)而不是两个胞嘧啶(CC)(换言之,在表8中所示的6号染色体的物理位置处具有胸腺嘧啶);
和/或在SEQ ID NO:29的核苷酸75处(称为SNP_29)或在与SEQ ID NO:29具有基本序列同一性的基因组序列中的等同核苷酸处,包含至少一个胞嘧啶(CC)(即CC或CA基因型)而不是两个腺嘌呤(AA)(换言之,在表8中所示的6号染色体的物理位置处具有胞嘧啶);
和/或在SEQ ID NO:30的核苷酸75处(称为SNP_30)或在与SEQ ID NO:30具有基本序列同一性的基因组序列中的等同核苷酸处,包含至少一个胸腺嘧啶(T)(即TT或TC基因型)而不是两个胞嘧啶(CC)(换言之,在表8中所示的6号染色体的物理位置处具有胸腺嘧啶);
和/或在SEQ ID NO:31的核苷酸75处(称为SNP_31)或在与SEQ ID NO:31具有基本序列同一性的基因组序列中的等同核苷酸处,包含至少一个胸腺嘧啶(T)(即TT或TC基因型)而不是两个胞嘧啶(CC)(换言之,在表8中所示的6号染色体的物理位置处具有胸腺嘧啶);
和/或在SEQ ID NO:32的核苷酸75处(称为SNP_32)或在与SEQ ID NO:32具有基本序列同一性的基因组序列中的等同核苷酸处,包含至少一个胞嘧啶(C)(即CC或CT基因型)而不是两个胸腺嘧啶(TT)(换言之,在表8中所示的6号染色体的物理位置处具有胞嘧啶);
和/或在SEQ ID NO:33的核苷酸75处(称为SNP_33)或在与SEQ ID NO:33具有基本序列同一性的基因组序列中的等同核苷酸处,包含至少一个鸟嘌呤(G)(即GG或GA基因型)而不是两个腺嘌呤(AA)(换言之,在表8中所示的6号染色体的物理位置处具有鸟嘌呤);
和/或在SEQ ID NO:34的核苷酸75处(称为SNP_34)或在与SEQ ID NO:34具有基本序列同一性的基因组序列中的等同核苷酸处,包含至少一个胸腺嘧啶(T)(即TT或TC基因型)而不是两个胞嘧啶(CC)(换言之,在表8中所示的6号染色体的物理位置处具有胸腺嘧啶);
和/或在SEQ ID NO:35的核苷酸75处(称为SNP_35)或在与SEQ ID NO:35具有基本序列同一性的基因组序列中的等同核苷酸处,包含至少一个鸟嘌呤(G)(即GG或GA基因型)而不是两个腺嘌呤(AA)(换言之,在表8中所示的6号染色体的物理位置处具有鸟嘌呤);
和/或在SEQ ID NO:36的核苷酸75处(称为SNP_36)或在与SEQ ID NO:36具有基本序列同一性的基因组序列中的等同核苷酸处,包含至少一个腺嘌呤(A)(即AA或AC基因型)而不是两个胞嘧啶(CC)(换言之,在表8中所示的6号染色体的物理位置处具有腺嘌呤);
和/或在SEQ ID NO:37的核苷酸75处(称为SNP_37)或在与SEQ ID NO:37具有基本序列同一性的基因组序列中的等同核苷酸处,包含至少一个腺嘌呤(A)(即AA或AG基因型)而不是两个鸟嘌呤(GG)(换言之,在表8中所示的6号染色体的物理位置处具有腺嘌呤);
和/或在SEQ ID NO:38的核苷酸75处(称为SNP_38)或在与SEQ ID NO:38具有基本序列同一性的基因组序列中的等同核苷酸处,包含至少一个腺嘌呤(A)(即AA或AG基因型)而不是两个鸟嘌呤(GG)(换言之,在表8中所示的6号染色体的物理位置处具有腺嘌呤);
和/或在SEQ ID NO:39的核苷酸75处(称为SNP_39)或在与SEQ ID NO:39具有基本序列同一性的基因组序列中的等同核苷酸处,包含至少一个腺嘌呤(A)(即AA或AC基因型)而不是两个胞嘧啶(CC)(换言之,在表8中所示的6号染色体的物理位置处具有腺嘌呤);
和/或在SEQ ID NO:40的核苷酸75处(称为SNP_40)或在与SEQ ID NO:40具有基本序列同一性的基因组序列中的等同核苷酸处,包含至少一个胸腺嘧啶(T)(即TT或TC基因型)而不是两个胞嘧啶(CC)(换言之,在表8中所示的6号染色体的物理位置处具有胸腺嘧啶)。
在另一个实施方案中,可通过分子标记物测定法来检测包含QTL6.1的基因渗入片段或6号染色体区域(或变异或直系同源的6号染色体区域)的存在,所述分子标记物测定检测至少1种,优选地至少2,3,4,5,6或更多种以下亚组的单核苷酸多态性(SNP)标记物,所述亚组由以下构成:SNP_27至SNP_33或任何在物理上位于标记物SNP_27和SNP_33之间的黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物;SNP_33至SNP_40或任何在物理上位于标记物SNP_33和SNP_40之间的黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物;SNP_29至SNP_38或任何在物理上位于标记物SNP_29和SNP_38之间的黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物。
所述SNP基因型指两个核苷酸,以及包含这两个核苷酸之一的基因组序列,每条6号染色体上一个。因此,具有SNP_27的GG基因型的植物在两条染色体上具有相同的核苷酸(G)(即是纯合的基因渗入片段),而具有SNP_27的GA基因型的植物,其具有一条在SEQ IDNO:27的核苷酸75处(或在与SEQ ID NO:27具有基本序列同一性的基因组序列的等同核苷酸处)具有G的染色体,以及一条在SEQ ID NO:27的核苷酸75处(或在与SEQ ID NO:27具有基本序列同一性的基因组序列的等同核苷酸处)具有A的染色体,并且是杂合的基因渗入片段。由于在来自其他黄瓜野生近缘种的基因渗入片段(即变体或直系同源的6号染色体区域)中,本文提供的SNP标记物周围的基因组序列可稍微变化,因此显然在所述SNP之前和之后的核苷酸序列与本文提供的序列可能不会100%相同。因此,本文涵盖了与本文提供的序列具有基本序列同一性(当如所定义的,在整个序列上比对时)但是包含相同SNP基因型的序列。
在一方面,可通过上述一种或多种标记物检测的包含QTL(QTL6.1或变体)的基因渗入片段或6号染色体区域(或变体或直系同源2号染色体区域)来自黄瓜野生近缘种,并且在一方面,所述野生近缘种是印度黄瓜组成员。在一方面,它是与以登录号NCIMB 42545保藏的种子中6号染色体上存在的基因渗入片段相同的基因渗入片段,或保留所述QTL的更小片段。SNP标记物SNP_27至SNP_40跨越了约2.8Mb的区域。在一方面,6号染色体上的基因渗入片段的尺寸等于或小于10Mb,优选地尺寸等于或小于8Mb,更优选地尺寸等于或小于6Mb、5.5Mb、5.4Mb、5Mb、4Mb、3Mb或2.8Mb,例如等于或小于2Mb。在一方面,所述基因渗入片段的尺寸为至少0.2Mb、0.5Mb、1.0Mb、1.5Mb、1.9Mb、2.0Mb、2.5Mb、2.7Mb或3Mb。因此,本文涵盖了不同范围的基因渗入尺寸,例如小于10Mb但是大于0.2Mb的片段,小于6Mb或5.5Mb或3Mb但是大于0.2Mb、0.5MB或1Mb等,其保留了QTL6.1以及一种或多种SNP_27至SNP_40,或SNP_27至SNP_33、SNP_33至SNP_40或SNP_28至SNP_38亚组的SNP标记物。如上文所提及的,可通过精细定位来确定在跨越SNP_27至SNP_40的区域中QTL6.1的位置,并且可产生在更小的基因渗入片段上包含QTL6.1的重组体。所述基因深入片段的尺寸可通过例如全基因组测序或下一代测序来容易地确定,例如Qi et al.2013(参见上文)或Huang et al.2009(参见上文)中所记载的。特别地,由于基因渗入区域中更大量的遗传变异(SNP、INDEL等),基因渗入区域可容易地与栽培基因组区域区分开。
为了获得存在于来自保藏的种子(NCIMB 42545)的6号染色体上的基因渗入片段,即为了将包含QTL的基因渗入片段转移到另一栽培黄瓜植物中,由所述种子生长出植物,并且将所述植物与栽培黄瓜植物杂交以获得F1种子。由于NCIMB 42545包含两条重组的6号染色体(包含含有纯合形式的QTL6.1的基因渗入片段),全部的F1种子和从其生长出的植物将包含一条来自NCIMB 42545亲本的重组的6号染色体和一条来自其他栽培亲本的非重组的6号染色体。通过进一步地自交和/或杂交和/或回交,可将QTL6.1转移到任何黄瓜育种株系或品种中。因此,通过传统育种能够将来自NCIMB 42545的重组的6号染色体转移到其他栽培黄瓜株系或品种中。通过存在一种或多种上述SNP标记物,可对包含QTL6.1的子代植物进行筛选和选择。
为了产生更短的基因渗入片段,例如存在于NCIMB 42545中的片段的亚片段,需要发生减数***,并且需要鉴定包含重组的6号染色体(特别是基因渗入片段内的新减数***重组事件)的植物。例如,NCIMB 42545的种子可自交一次或多次以产生F1、F2或F3植物(或进一步的自交世代),和/或包含重组的6号染色体的F1、F2或F3植物(等)可与栽培亲本回交。通过存在的一种或多种上述SNP标记物可筛选和选择包含重组的6号染色体的植物,以鉴定包含更小的基因渗入片段的植物。之后可通过确定与缺少基因渗入片段的(遗传)对照相比的平均果实产量,测试这类新重组体在更小的基因渗入片段上存在QTL6.1。
类似地,可使用不同的方法来产生和/或鉴定包含QTL6.1(或其变体)的栽培黄瓜植物。例如,为了获得包含来自黄瓜野生近缘种的基因渗入片段的栽培黄瓜植物,首先鉴定出包含一种或多种本文公开的连锁到QTL6.1的SNP标记物(例如上文所述的任意一种或多种或全部标记物)的黄瓜野生近缘种。将鉴定出的植物与栽培黄瓜植物杂交以获得F1种子。所述F1可自交以产生F2、F3等植物,和/或F2植物或F3植物等可与栽培黄瓜亲本回交。通过存在有一种或多种上述SNP标记物,可对包含QTL6.1(或其变体)的植物进行筛选和/或选择,和/或筛选和/或选择与最初的栽培亲本(缺少基因渗入)相比提高的产量表型。可选择地或另外地,可进行QTL定位(mapping)或测序以鉴定其他连锁到QTL6.1(或其变体)的分子标记物,和/或以产生在6号染色体上包含基因渗入片段的栽培黄瓜植物,所述基因渗入片段赋予显著提高的产量。
在一个实施方案中,通过分子标记物测定法可检测在栽培黄瓜植物中存在的包含QTL6.1的基因渗入片段,或包含QTL6.1的6号染色体区域(或直系同源的6号染色体区域),所述分子标记物测定法检测选自以下的标记物中的至少一种、两种、三种、四种、五种或更多种:
a)SEQ ID NO:27(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_27的GG或GA基因型;
b)SEQ ID NO:40(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_40的TT或TC基因型;
c)在标记物SNP_27和SNP_40之间的任何黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物;
d)遗传连锁在标记物SNP_27或SNP_40的7cM、5cM、3cM或更小范围内的任何黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物;和
e)物理连锁在标记物SNP_27或SNP_40的5Mb、3Mb、2Mb、1Mb、0.5Mb或0.2Mb或更小范围内的任何黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物。
在一方面,c)的标记物为SNP_28至SNP_39中的一种或多种。在一方面,从上述a)、b)和/或c)的标记物中检测至少一种、两种、至少三种、至少四种或更多种标记物。在另一方面,从上述a)、b)、c)、d)和/或e)的标记物中检测至少一种、两种、至少三种、至少四种或更多种标记物。在一个实施方案中,至少检测a)和/或b)的标记物,以及任选地检测至少一种、两种、三种或更多种c)、d)和/或e)的标记物。在一方面,所检测的标记物是连续标记物。
在一个实施方案中,可通过分子标记物测定法检测在栽培黄瓜植物中存在的包含QTL6.1的基因渗入片段或包含QTL6.1的6号染色体区域(或直系同源的6号染色体区域),所述分子标记物测定法检测选自以下的标记物中的至少一种、两种、三种、四种、五种或更多种:
a)SEQ ID NO:27(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_27的GG或GA基因型;
b)SEQ ID NO:33(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_33的GG或GA基因型;
c)在标记物SNP_27和SNP_33之间的任何黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物;
d)遗传连锁在标记物SNP_27或SNP_33的7cM、5cM、3cM或更小范围内的任何黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物;和
e)物理连锁在标记物SNP_27或SNP_33的5Mb、3Mb、2Mb、1Mb、0.5Mb或0.2Mb或更小范围内的任何黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物。
在一方面,c)的标记物为SNP_28至SNP_32中的一种或多种。在一方面,从上述a)、b)和/或c)的标记物中检测至少一种、两种、至少三种、至少四种或更多种标记物。另一方面,从上述a)、b)、c)、d)和/或e)的标记物中检测至少一种、两种、至少三种、至少四种或更多种标记物。在一个实施方案中,至少检测a)和/或b)的标记物,以及任选地检测至少一种、两种、三种或更多种c)、d)和/或e)的标记物。在一方面,所检测的标记物是连续标记物。
在一个实施方案中,可通过分子标记物测定法检测在栽培黄瓜植物中存在的包含QTL6.1的基因渗入片段,或包含QTL6.1的6号染色体区域(或直系同源的6号染色体区域),所述分子标记物测定法检测选自以下的标记物中的至少一种、两种、三种、四种、五种或更多种:
a)SEQ ID NO:33(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_33的GG或GA基因型;
b)SEQ ID NO:40(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_40的TT或TC基因型;
c)在标记物SNP_33和SNP_40之间的任何黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物;
d)遗传连锁在标记物SNP_33或SNP_40的7cM、5cM、3cM或更小范围内的任何黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物;和
e)物理连锁在标记物SNP_33或SNP_40的5Mb、3Mb、2Mb、1Mb、0.5Mb或0.2Mb或更小范围内的任何黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物。
在一方面,c)的标记物为SNP_34至SNP_39中的一种或多种。在一方面,从上述a)、b)和/或c)的标记物中检测至少一种、两种、至少三种、至少四种或更多种标记物。另一方面,从上述a)、b)、c)、d)和/或e)的标记物中检测至少一种、两种、至少三种、至少四种或更多种标记物。在一个实施方案中,至少检测a)和/或b)的标记物,以及任选地检测至少一种、两种、三种或更多种c)、d)和/或e)的标记物。在一方面,所检测的标记物是连续标记物。
在一个实施方案中,可通过分子标记物测定法检测在栽培黄瓜植物中存在的包含QTL6.1的基因渗入片段,或包含QTL6.1的6号染色体区域(或直系同源的6号染色体区域),所述分子标记物测定法检测选自以下的标记物中的至少一种、两种、三种、四种、五种或更多种:
a)SEQ ID NO:29(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_29的CC或CA基因型;
b)SEQ ID NO:38(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_38的AA或AG基因型;
c)在标记物SNP_29和SNP_38之间任何黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物;
d)遗传连锁在标记物SNP_29或SNP_38的7cM、5cM、3cM或更小范围内的任何黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物;和
e)物理连锁在标记物SNP_29或SNP_38的5Mb、3Mb、2Mb、1Mb、0.5Mb或0.2Mb或更小范围内的任何黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物。
在一方面,c)的标记物为SNP_30至SNP_37的一种或多种。在一方面,从上述a)、b)和/或c)的标记物中检测至少一种、两种、至少三种、至少四种或更多种标记物。在另一方面,从上述a)、b)、c)、d)和/或e)的标记物中检测至少一种、两种、至少三种、至少四种或更多种标记物。在一个实施方案中,至少检测a)和/或b)的标记物,以及任选地检测至少一种、两种、三种或更多种c)、d)和/或e)的标记物。在一方面,所检测的标记物是连续标记物。
在两个标记物之间的任意黄瓜野生近缘种的基因组特异性标记物是指任意的分子标记物,其在遗传上定位于所述两个标记物之间的6号染色体区域,和/或其在物理上位于所述两个标记物之间,并且其指示黄瓜野生近缘种的6号染色体区域。这意指所述标记物在栽培黄瓜基因组与黄瓜野生近缘种的基因组之间是多态性的。在一方面,所述标记物为单核酸多态性(SNP),但同样可以使用例如RFLP、AFLP、RAPD、INDEL、DNA测序等的其他分子标记物。
在一方面,本发明的植物中的基因渗入片段为保留QTL的存在于以登录号NCIMB42545保藏的种子中的6号染色体的片段或保留QTL的该片段的更小版本(通过例如所述基因渗入片段内的重组而产生)。
在一方面,所述基因渗入片段的尺寸等于或小于10Mb,优选地尺寸等于或小于8Mb、5.4Mb、5Mb、3Mb、2.8Mb、2Mb、1.5Mb、1Mb。在另一方面,所述基因渗入片段的尺寸为至少0.5Mb或至少1Mb。
本发明还提供了从其中可生长出本发明植物的种子,以及从本发明的植物采收的黄瓜果实,并且在其基因组中包含重组的6号染色体。本发明同样提供了包含至少一条重组的6号染色体的植物的或种子的植物细胞、组织或植物部分,其中所述重组的6号染色体包含来自黄瓜野生近缘种的基因渗入片段,并且其中所述基因渗入片段包含赋予显著提高的果实产量的等位基因。
如已提及的,在单一栽培黄瓜植物中将QTL2.1和QTL6.1组合也是一个方面。因此本发明的一方面,还将关于单独QTL的全部实施方案组合。由于QTL6.1尤其是提高了在寒冷生长条件下的产量,因此对于在最低温度较低例如,在10摄氏度或更低(例如等于或小于9、8、7、6、5或4摄氏度)且持续一段时间的环境条件下可生长的品种而言,组合是特别有利的(但应避免冻结,因为这会导致冻害)。
本文所述的分子标记物可根据标准方法来检测。例如,使用KASP测定法(参见www.kpbioscience.co.uk)或其他SNP基因分型测定法,可容易地检测SNP标记物。为进行KASP测定法,例如可选择所述SNP上游的70个碱基对和所述SNP下游的70个碱基对,并且可设计两条等位基因特异性的正向引物和一条等位基因特异性反向引物。参见例如Allen etal.2011,Plant Biotechnology J.9,1086-1099,特别是p097-1098的KASP测定方法。
因此,在一方面,使用KASP测定法来确定SNP标记物以及与产量QTL相关的标记物的存在/不存在,但是同样可使用其他SNP基因分型测定法。例如,同样可使用TaqMan SNP基因分型测定法、高分辨率熔解(HRM)测定法、SNP-基因分型测定法(例如Fluidigm、Illumina等)或DNA测序。
通过多种方法(例如物理定位、测序)或通过使用荧光原位杂交(FISH)图像的基因渗入的可视化,可确定基因渗入片段的物理尺寸(Verlaan et al.2011,Plant Journal68:1093-1103)。
在2号和/或6号染色体上具有较小基因渗入片段的栽培黄瓜植物可通过产生新的重组植物以及选择具有较小基因渗入尺寸的重组子代而产生,所述新的重组植物来自这样的植物种群,即其源自栽培黄瓜植物(缺少基因渗入)和本发明的植物之间的杂交。因此,在一方面,这类植物源自其中存在所述重组的2号和6号染色体的植物(的子代或后代),所述植物的种子以NCIMB 42545保藏。本文涵盖了这样的子代或后代,即其保留了QTL2.1和/或QTL6.1,并因此具有较缺少本文所述基因渗入的植物更高的产量。
在番茄中,例如,通过选择重组的子代株系(LA1931-AL-F2)而减小了包含Ty-3等位基因的6号染色体上的较大智利番茄(S.chilense)基因渗入片段(约27cM),其包含含有Ty-3的小得多的智利番茄基因渗入片段(约6cM)(参见Ji et al.2007,Mol.Breeding 20:271-284)。
本发明的栽培黄瓜植物可以为近交株系、OP(开放授粉品种)或F1杂种。在一方面,F1杂种仅包含一条重组的2号染色体和/或一条重组的6号染色体(包含具有QTL的基因渗入片段),即对于本文所述的基因渗入片段和SNP标记物而言F1杂种是杂合的。这类F1杂种可通过以下方法产生:杂交两种近交亲本株系以及收集来自所述杂交的F1杂种种子,所述两种近交亲本株系之一具有基因渗入片段(优选地为纯合形式,但并不是必须的)。在另一方面,所述F1杂种可包含纯合形式的基因渗入片段,即通过杂交两种近交亲本系(每种包含纯合形式或杂合形式的基因渗入片段)而产生。
所述栽培黄瓜植物可以是任何类型的。优选地,其具有良好的农学特征和良好的果实品质特征。在一方面,所述栽培黄瓜植物在遗传和表型上都是均一的。特别地,果实特征是均一的,例如关于形状、果皮颜色、果皮厚度、果皮花纹条(skin rib)、果皮韧性(toughness)、刺(spine)(刺颜色、刺密度等)、存在/不存在疣(wart)、在可食用和可市售成熟度时的长度和直径、味道等。同样地,种子特征(由其生长出所述植物的种子的特征)也是均一的,例如种子尺寸、种子颜色等。因此,包含纯合或杂合形式的QTL2.1(或变体)和/或QTL6.1(或变体)的植物株系或品种产生均一的果实,这意指当果实处于相同的发育阶段时,在相同环境条件下生长的植物的果实之间几乎没有变化(例如,对于定性特征而言,所有植物或植物部分、果实或种子的至少98%、99%或优选地100%是相同;对于定量特征而言,所有植物或植物部分、果实或种子的至少90%、95%、98%是相同的)。
本发明的包含QTL2.1(或其变体)和/或QTL6.1(或其变体)的栽培黄瓜植物可为任意类型,例如,其可为以下的黄瓜类型中的一种:腌制黄瓜(例如美国腌制、欧洲腌制型),切片黄瓜(例如美国切片),长黄瓜,短黄瓜,欧洲温室黄瓜,Beit-Alpha型黄瓜,东方网格型黄瓜,亚洲黄瓜(例如选自印度杂色黄瓜、中国长黄瓜、韩国黄瓜和日本黄瓜类型)。在一方面,本发明的栽培黄瓜为下述类型黄瓜的近交株系或F1杂种:腌制黄瓜类型、切片黄瓜类型、长黄瓜类型、短黄瓜类型、欧洲温室黄瓜、Beit-Alpha型黄瓜、东方网格型黄瓜、中国长黄瓜类型、韩国黄瓜类型或日本黄瓜类型。在一个具体实施方案中,所述黄瓜为长黄瓜、特别是欧洲温室黄瓜、或短黄瓜的近交株系或F1杂种。
所述植物可为单一杂交F1杂种或近交株系,其包含纯合或杂合形式的QTL2.1(或变体)和/或QTL6.1(或变体)。在一方面,所述植物为通过杂交包含纯合形式的QTL2.1(或变体)和/或QTL6.1(或变体)的(近交)亲本植物与缺少QTL2.1和QTL6.1(即缺少包含所述QTL的基因渗入片段)的(近交)亲本植物而产生的F1杂种。因此,在一方面,所述F1杂种为QTL2.1和/或QTL6.1杂合型的。
在另一方面,所述植物为通过杂交包含纯合形式的QTL2.1(或变体)和/或QTL6.1(或变体)的(近交)亲本植物与也包含纯合形式的QTL2.1(或变体)和/或QTL6.1(或变体)的(近交)亲本植物而产生的F1杂种。因此,在一方面,所述F1杂种为QTL2.1和/或QTL6.1纯合型的。
在一方面,所述F1杂种为适于传统温室栽培或适于高丝(high-wire)栽培的长黄瓜型,例如欧洲温室黄瓜型。在传统的温室栽培方法中,植物的主茎被牵引到悬于地上约2米高度处的水平铁丝。当植物达到这一高度并附于铁丝上时,通过除去植物生长点来将植物“去顶(topped)”以终止进一步繁殖,从而使侧枝开始发育。使这些侧枝向下生长至地上约1米的高度,然后从它们中除去生长点。之后是在茎上和在侧枝或卷须上的开花和果实发育,但是卷须上的果实发育晚于茎上的果实发育。播种之后约6周采收果实。
在高丝栽培中,不允许侧向卷须生长并且全部采收均来自于茎。Nunhems已开发出非常适于高丝栽培的特殊品种,它们提供了一种名为“compact”的基因,参见WO2009/059777,例如品种High-Jack、Hi-Power、Hi-Lisa。因此,在本发明的一方面,所述栽培黄瓜植物另外还包含WO2009/059777中所述的compact基因。
在另一方面,本发明的基因渗入片段存在于长黄瓜型中,例如品种Kasja(Nunhems),其为产生27-38cm的果实的长黄瓜品种。“长黄瓜型”或“长黄瓜植物”是温室黄瓜,其特征在于果实长度为至少约26cm或27cm至37或38cm或更长(例如40cm、42cm或更长),优选地形成单性果实。长黄瓜型的实例为Sabrina和Korinda品种,或根据CPVO草案(参见该草案附录1第19点)果实长度得分为7-9的黄瓜植物。其他长黄瓜品种为,例如Bodega、Bologna、Kamaro、Flamingo、Discover、Kalunga、Kasja、Logica、Millagon.Nicola、Milika、Manuela、Frida、Activa、Alaya、Savanna、Sienna、Bella、Sheila、Bornand。
在一方面,欧洲温室黄瓜是其种子以登录号NCIMB 42545保藏的植物或其后代,从而所述后代保留了含有QTL2.1和/或QTL6.1的基因渗入片段(可通过如本文中其他处所述的一种或多种标记物来检测)。
在另一方面,本发明的植物不是野生黄瓜植物或黄瓜野生近缘种或地方品种。
在又另一方面,本发明的植物是欧亚黄瓜组、东亚黄瓜组或西双版纳黄瓜组的栽培黄瓜。另一方面,本发明的植物不是印度黄瓜组的黄瓜。
在本发明的一个实施方案中,包含QTL2.1(或变体)和/或QTL6.1(或变体)的栽培黄瓜植物在不授粉的情况下产生无籽果实,即是单性结实的。本文也涵盖这种无籽果实。
在本发明的另一实施方案中,包含QTL2.1(或变体)和/或QTL6.1(或变体)的栽培黄瓜植物主要是纯雌植物或完全是纯雌植物。
在本发明的另一实施方案中,包含QTL2.1(或变体)和/或QTL6.1(或变体)的栽培黄瓜植物在关于由所述植物产生的果实的形状特征方面是均一的且遗传上稳定的,例如关于果实形状、果实颜色、果皮厚度、疣等。
果实特征取决于所述黄瓜类型,即在其中渐渗有QTL的栽培遗传背景(基因库),所述果实特征例如平均果实长度、平均果实直径、果皮厚度、存在/不存在疣、小刺状突起(spininess)、果皮韧性、果皮颜色、果颈形状(fruit neck shape)、果实锥度(fruittapering)、中间横截面形状、存在或不存在种子(单性结实)等。因此,根据黄瓜类型,本文包括多种果实形状、尺寸和果实类型。在一方面,所述果实是无籽的。
目前在美国,两种主要的商业种植的黄瓜果实类型是生鲜市场(切片)型和加工(腌制)型。品种和生产方法通常适应于最终用途。切片黄瓜通常更长、更大且具有更暗和更厚的果皮,而腌制/加工黄瓜具有更短的果实、更薄的果皮,并具有使其更容易被腌制的内部果肉。对于生鲜市场和腌制而言,通常优选无籽品种,因为发育中的和较大的种子口味不佳。
在一方面,本发明的植物是腌制型(加工型)并产生这样的果实,所述果实在可食用成熟度和/或可市售尺寸时的平均果实长度为至少10cm、或至少11cm、或至少12cm、或至少13cm,和/或果实长度与直径的比例为至少2、至少2.5、至少3或更大。
在不同的方面,本发明的植物是生鲜市场型,例如长黄瓜型或切片型,并且产生这样的果实,所述果实在可食用成熟度和/或可市售尺寸时的平均果实长度比腌制型更长,例如至少15cm、16cm、17cm、18cm、19cm、20cm、25cm、26cm、27cm、28cm、29cm、30cm、32cm、40cm或更长。在一方面,果实长度/直径的比例为至少3.5,优选至少4、5、6或更大。
在一方面,黄瓜植物为长黄瓜类型,并且包含QTL2.1(且缺少QTL2.2),以及其具有在可食用成熟度和/或可市售尺寸时的平均果实长度为至少30cm,优选至少31cm或至少32、33、34、35、36、37或38cm。任选地所述黄瓜植物可进一步包含QTL6.1。QTL2.1和/或QTL6.1可获自NCIMB42545。
在一个优选的方面,本发明的植物是产生可市售尺寸的果实(特别是无籽果实)的长黄瓜型。本文还涵盖了可市售尺寸的果实及其部分,以及包含这些的食品或饲料产品。在一个实施方案中,所述SNP标记物在果实、果实部分、或包含这些的食品或饲料产品中是可检测的。
在一方面,所述植物是不确定的(indeterminate)黄瓜。在另一方面,所述黄瓜是确定的。
本文还提供了可从其中生长出本发明植物的种子,以及从本发明的植物采收的黄瓜果实。这些在它们的基因组中包含QTL,因此可通过存在一种或多种本文提供的标记物来与其他果实区分开。
在一方面,所述果实在果实的可食用成熟度和/或可市售尺寸时为无苦味的(选自有苦味和无苦味组)。
在另一方面,所述果实在果实的可食用成熟度和/或可市售尺寸时具有薄的果皮(选自厚果皮和薄果皮组)。
在一个不同的实施方案中,将所述QTL渐渗进入称为“致密(Compact)”的黄瓜类型中,如US8710303B2中所记载的。因此,本发明的黄瓜植物包含纯合或杂合形式的如US8710303B2中所记载的致密基因,例如存在于品种Hi-Jack、Hi-Power、Hi-Lisa和其他品种中(Nunhems品种)。
本发明的另一个实施方案为本发明的植物或种子的植物细胞、组织或植物部分,其包含至少一条重组的2号染色体和/或至少一条重组的6号染色体,其中所述重组的2号或6号染色体包含来自黄瓜野生近缘种的基因渗入片段,以及其中所述基因渗入片段包含赋予提高的果实产量的QTL。
本文也涵盖包含来自黄瓜野生近缘种的基因渗入片段(所述基因渗入片段包含赋予提高的果实产量的等位基因)的重组的2号和/或6号染色体用于培育具有提高的果实产量的黄瓜品种的用途。在一方面,所述重组的2号和/或6号染色体为存在于以登录号NCIMB42545保藏的种子中的重组的2号染色体和/或重组的6号染色体,或源自所述重组的染色体(例如存在于所述种子中的基因渗入片段的更小片段)。
同样地,本文涵盖了存在于以登录号NCIMB 42545保藏的种子中或其子代中的2号和/或6号染色体,用于产生在所述2号和/或6号染色体上包含基因渗入片段的栽培黄瓜植物的用途,其中与缺少所述基因渗入片段的对照黄瓜植物(例如遗传对照或对照育种株系或品种)相比,所述基因渗入片段赋予提高的果实产量。在一方面,将从以NCIMB 42345保藏的种子生长出的植物用作对照。
类似地,本文涵盖了从以登录号NCIMB 42545保藏的种子生长出的植物或其子代,用于产生具有提高的果实产量的栽培黄瓜植物的用途,其中通过由所述植物或其子代的2号和/或6号染色体获得的基因渗入片段而赋予所述提高的果实产量。
本发明还提供了鉴定(检测)在2号染色体上包含基因渗入片段的栽培黄瓜(原变种)植物或植物部分的方法,其中任选地所述基因渗入片段为NCIMB 42545中存在的片段或源自该片段的更小片段,所述方法包括:
a)提供栽培黄瓜(原变种)植物或植物部分,或所述植物或植物部分的DNA,
b)使用分子标记物测定法来筛选所述植物、植物部分或DNA,所述分子标记物测定法检测选自以下的至少一种SNP标记物:
用于检测2号染色体上的基因渗入片段的SNP_01至SNP_26;和
c)鉴定和/或选择包含以下标记物的植物:
i)用于检测2号染色体上的基因渗入片段的SNP_01至SNP_26中的至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多种SNP标记物;或
ii)选自用于检测2号染色体上的基因渗入片段的SNP_01至SNP_26的至少2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多种连续标记物;或
iii)由SNP_01至SNP_10、SNP_10至SNP_20、SNP_20至SNP_26、SNP_06至SNP_23组成的组中的至少1、2、3、4、5、6、7、8或更多种标记物;或
iv)由SNP_01至SNP_10、SNP_10至SNP_20、SNP_20至SNP_26、SNP_06至SNP_23组成的组中的至少2、3、4、5、6、7、8或更多种连续标记物。
本发明还提供了产生包含赋予了提高的果实产量的基因渗入片段的黄瓜F1杂种植物,所述方法包括:
a)提供包含纯合形式的重组的2号染色体的第一近交黄瓜植物,所述重组的2号染色体具有包含赋予提高的产量的等位基因的基因渗入片段,任选地其中所述基因渗入片段为NCIMB 42545中的片段或更小的片段,
b)提供第二近交黄瓜植物,
c)将所述a)的黄瓜植物与所述b)的黄瓜植物杂交,
d)从所述杂交收集F1杂种种子。
所收集的F1杂种种子也是本发明的一个实施方案。
另一方面,本发明提供了用于产生NCIMB 42545的子代的方法,所述方法包括:
a)从以登录号NCIMB 42545保藏的种子中生长出植物;
b)将所述植物自交一次或多次和/或将所述植物与另一黄瓜植物杂交一次或多次以产生子代种子;
c)使用分子标记物测定法来筛选所述子代种子或从所述种子生长出的植物或所述种子或植物的部分,所述分子标记物测定法检测选自以下的至少一种SNP标记物:
用于检测2号染色体上的基因渗入片段的SNP_01至SNP_26;
d)鉴定和/或选择包含以下标记物的子代植物:
i)用于检测2号染色体上的基因渗入片段的SNP_01至SNP_26中的至少1种SNP标记物;或
ii)选自用于检测2号染色体上的基因渗入片段的SNP_01至SNP_26的至少2、3或4种连续标记物;或
iii)由用于检测2号染色体上的基因渗入片段的SNP_01至SNP_10、SNP_10至SNP_20、SNP_20至SNP_26、SNP_06至SNP_23组成的标记物组中的至少1、2或3种标记物;或
iv)由用于检测2号染色体上的基因渗入片段的SNP_01至SNP_10、SNP_10至SNP_20、SNP_20至SNP_26、SNP_06至SNP_23组成的标记物组中的至少2、3或4种连续标记物。
步骤b中的黄瓜植物优选地为栽培黄瓜,例如欧洲温室黄瓜或长黄瓜型。
所述方法任选地还包括以下步骤:鉴定与对照相比具有提高的果实产量的子代植物。
通过上述方法产生的子代植物也是本发明的一个方面。所述子代植物可包含比NCIMB 42545中存在的基因渗入片段更短的基因渗入片段,其保留了QTL2.1。
本发明还提供了鉴定(检测)在6号染色体上包含基因渗入片段的栽培黄瓜(原变种)植物或植物部分的方法,其中任选地所述基因渗入片段为NCIMB 42545中存在的片段或源自该片段的更小片段,所述方法包括:
a)提供栽培黄瓜(原变种)植物或植物部分,或所述植物或植物部分的DNA,
b)使用分子标记物测定法来筛选所述植物、植物部分或DNA,所述分子标记物测定法检测选自以下的至少一种SNP标记物:
用于检测6号染色体上的基因渗入片段的SNP_27至SNP_40;和
c)鉴定和/或选择包含以下标记物的植物:
i)用于检测6号染色体上的基因渗入片段的SNP_27至SNP_40中的至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多种SNP标记物;或
ii)选自用于检测6号染色体上的基因渗入片段的SNP_27至SNP_40的至少2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多种连续标记物;或
iii)由SNP_27至SNP_33、SNP_33至SNP_40、SNP_29至SNP_38组成的组中的至少1、2、3、4、5、6或更多种标记物;
或
iv)由SNP_27至SNP_33、SNP_33至SNP_40、SNP_29至SNP_38组成的组中的至少2、3、4、5、6、7、8或更多种连续标记物。
本发明还提供了产生包含赋予了提高的果实产量的基因渗入片段的黄瓜F1杂种植物,所述方法包括:
a)提供包含纯合形式的重组的6号染色体的第一近交黄瓜植物,所述重组的6号染色体具有包含赋予提高的产量的等位基因的基因渗入片段,任选地其中所述基因渗入片段为NCIMB 42545中的片段或更小的片段,
b)提供第二近交黄瓜植物,
c)将所述a)的黄瓜植物与所述b)的黄瓜植物杂交,
d)从所述杂交收集F1杂种种子。
所收集的F1杂种种子也是本发明的一个实施方案。
另一方面,本发明提供了用于产生NCIMB 42545的子代的方法,所述方法包括:
a)从以登录号NCIMB 42545保藏的种子中生长出植物;
b)将所述植物自交一次或多次和/或将所述植物与另一黄瓜植物杂交一次或多次以产生子代种子;
c)使用分子标记物测定法来筛选所述子代种子或从所述种子生长出的植物或所述种子或植物的部分,所述分子标记物测定法检测选自以下的至少一种SNP标记物:
用于检测6号染色体上的基因渗入片段的SNP_27至SNP_40;
d)鉴定和/或选择包含以下标记物的子代植物:
i)用于检测6号染色体上的基因渗入片段的SNP_27至SNP_40中的至少1种SNP标记物;或
ii)选自用于检测6号染色体上的基因渗入片段的SNP_27至SNP_40的至少2、3或4种连续标记物;或
iii)由用于检测6号染色体上的基因渗入片段的SNP_27至SNP_33、SNP_33至SNP_40、SNP_29至SNP_38组成的标记物组中的至少1、2或3种标记物;或
iv)由用于检测6号染色体上的基因渗入片段的SNP_27至SNP_33、SNP_33至SNP_40、SNP_29至SNP_38组成的标记物组中的至少2、3或4种连续标记物。
步骤b中的黄瓜植物优选地为栽培黄瓜,例如欧洲温室黄瓜或长黄瓜型。
所述方法任选地还包括以下步骤:鉴定与对照相比具有提高的果实产量的子代植物。
通过上述方法产生的子代植物也是本发明的一个方面。所述子代植物可包含比NCIMB 42545中存在的基因渗入片段更短的基因渗入片段,其保留了QTL2.1和/或QTL6.1。
本发明还提供含有或包含可从其中生长出本发明植物的种子的容器和包装。这些可以被标记为含有产生提高的或高的果实产量的栽培黄瓜种子。
本发明还提供了本发明的植物的子代种子和子代植物,其保留包含产量QTL在2号和/或6号染色体上的基因渗入,或包含仍然赋予提高的产量的更小的基因渗入(例如可源自NCIMB 42545中存在的基因渗入片段)。子代可为通过一次或多次自交本发明的黄瓜植物和/或杂交本发明的黄瓜植物与另一黄瓜植物而获得的任意世代。因此,子代为由第一次杂交(F1)或自交(S1)而产生的世代(种子),或为通过杂交和/或自交(F2、F3等)和/或将F1和/或S1和/或BC1世代中的一株或多株所选择的植物(或任何其他世代如F2的植物)与另一黄瓜植物(和/或与黄瓜野生近缘种)进行回交(BC1、BC2等)而产生的任何其他世代。优选地,选择保留包含来自黄瓜野生近缘种的基因渗入片段的重组的2号和/或6号染色体的子代。因此,子代也具有增加的产量表型,优选地至少具有与在最初杂交或自交中使用的植物相同的产量。包含所述QTL的基因渗入片段的存在(或保留)可在表型上确定和/或使用本文所述的分子标记物测定法确定。关于表型评估,当然需要考虑QTL的显性性质(dominancenature)。
在另一方面,本发明提供了本发明的黄瓜植物的部分。部分包括例如细胞和细胞培养物、组织培养物、营养植物组织(叶、根等)、花、花粉、胚、果实、果实部分等。所述植物部分包括如所述的并且可使用所述的一种或多种标记物检测的,在2号和/或6号染色体上的基因渗入片段。而且,在由这类黄瓜部分(例如细胞、细胞或组织培养物)再生出完整植物时,则所述再生植物包含重组的2号和/或6号染色体,以及所述产量表型。
因此,本发明还提供的是包含至少一条重组的2号和/或6号染色体的本发明植物或种子的植物细胞、组织或植物部分,其中所述重组的2号和/或6号染色体包含来自黄瓜野生近缘种的基因渗入片段,并且其中所述基因渗入片段包含赋予提高的果实产量的等位基因。
本文也涵盖了包含所述重组的2号和/或6号染色体的细胞或组织的体外细胞培养物和体外组织培养物。优选地,所述细胞或组织可被再生成完整黄瓜植物,即所述细胞为可再生的细胞,所述组织包含可再生的细胞。因此,本文中的一个实施方案也为本发明植物的营养繁殖。因此,本发明提供了包含如本文所述的重组的2号和/或6号染色体的营养繁殖的栽培黄瓜植物。在一个不同的方面,本文涵盖包含QTL2.1和/或QTL6.1的非繁殖细胞,同样也涵盖包含这类细胞的组织。
在具体的方面,本发明提供了由本发明植物采收的黄瓜果实。可市售的黄瓜果实(尤其是用于生鲜市场(切片)的),通常按照采收后的果实尺寸和品质特征来分级。参见例如1985年3月1日生效且1997年1月再版的美国农业部的美国黄瓜等级标准。在本文中,区分不同等级的黄瓜。因此,在一方面,本发明提供了美国观赏(Fancy)级、美国特1级(U.S.Extra No.1grade)、美国1级、美国小1级(U.S.No.1Small grade)、美国大1级(U.S.No.1Large grade)、美国2级的采收果实。本发明也提供了包含所采收的黄瓜果实或由其组成的容器或包装。通过存在的重组的2号和/或6号染色体(如可在一种或多种分子标记物测定法中确定),也可区分所述果实的细胞与其他黄瓜果实的细胞。
另一方面,所述黄瓜是长黄瓜型,并且本发明提供了采收和任选地加工的(例如,切片的或切丁的)果实。
另一方面,所述黄瓜是腌制型,并且提供了采收和任选地经腌制的果实。
本发明还提供包含本文所述的植物部分(优选黄瓜果实或其部分)和/或来自本文所述的植物部分的提取物的食品或饲料产品,或由本文所述的植物部分和/或来自本文所述的植物部分的提取物组成的食品或饲料产品。所述食品或饲料产品可为新鲜的或经加工的,例如腌制、罐装、蒸、煮、油炸、漂白和/或冷冻的等。例如,本文也提供包含例如本文所述的植物部分如果实或果实部分(新鲜和/或经加工的)的容器(例如罐(can)、盒(box)、板条箱(crate)、袋(bag)、硬纸盒(carton)、气调包装(Modified Atmosphere Packaging)、膜(例如可生物降解的膜)等)。
本发明的方法和用途
在另一个实施方案中,本发明提供生产如本文所述的在2号和/或6号染色体上包含纯合或杂合形式的基因渗入片段(其赋予提高的产量)的新的栽培黄瓜植物的方法。所述方法包括使作为雄性亲本或作为雌性亲本的本发明的植物或其子代植物与第二黄瓜植物(或黄瓜野生近缘种)杂交一次或多次,和/或使本发明的黄瓜植物或其子代植物自交一次或多次,并且从所述杂交和/或自交中选择子代。
因此,本发明提供用于将包含产量QTL2.1和/或QTL6.1的重组的2号和/或6号染色体分别从一种(栽培)黄瓜植物转移至另一种(栽培)黄瓜植物中的方法,特别是转移至其果实产量应当被增加的黄瓜品种或育种株系中。
所述方法包含步骤:
a)提供包含具有纯合形式的基因渗入片段的重组的2号和/或6号染色体的第一栽培黄瓜植物,所述基因渗入片段包含赋予提高的果实产量的等位基因,
b)提供第二栽培黄瓜植物,特别是具有野生型(非重组的)2号和/或6号染色体的植物,
c)使所述a)的黄瓜植物与所述b)的黄瓜植物杂交,
d)收集来自所述杂交的F1杂种种子,以及
e)任选地使由所述F1杂种种子生长出的植物自交以产生F2种子或进一步的自交世代,并且任选地选择具有重组的2号和/或6号染色体的F2种子或进一步的自交世代种子,以及
f)任选地用从所述F1或F2或进一步的世代自交种子生长出的植物进行进一步育种,以产生具有良好农学特征且包含纯合或杂合形式的基因渗入片段的黄瓜植物。
通过本文所述的一种或多种分子标记物测定法和/或通过与步骤b)的植物相比产量是否显著增加,来确定所述重组的2号和/或6号染色体的存在或不存在,以及所述基因渗入片段的存在或不存在。步骤f)中的进一步育种可包括自交、杂交、双单倍体产生、回交及其组合(例如回交和自交)等。本文涵盖可通过上述方法获得的植物、植物部分和种子。在一方面,步骤a)的植物可为从以NCIMB 42545保藏的种子生长出的植物,或其子代,或为包含存在于以NCIMB 42545保藏的种子中的2号和/或6号染色体上的基因渗入片段,或该片段的更小片段的植物。
本发明还提供了产生在2号和/或6号染色体上包含产量QTL的栽培黄瓜F1杂种植物的方法,所述方法包括:
a)提供第一近交黄瓜植物,其包含含有基因渗入片段的至少一条重组的2号和/或6号染色体,所述基因渗入片段包含选自QTL2.1或其变体和/或QTL6.1或其变体的产量QTL,
b)提供第二近交黄瓜植物,其缺少QTL2.1和QTL6.1;或其包含含有基因渗入片段的至少一条重组的2号和/或6号染色体,所述基因渗入片段包含选自QTL2.1或其变体和/或QTL6.1或其变体的产量QTL,
c)使所述a)的黄瓜植物与所述b)的黄瓜植物杂交,
d)收集来自所述杂交的F1杂种种子。
所述a)和b)的近交黄瓜植物可为2号和/或6号染色体上的基因渗入片段的纯合型和/或杂合型,并且它们可含有具有不同尺寸和/或不同起源(即来自不同黄瓜野生近缘种)的基因渗入片段。因此,例如a)中的基因渗入片段可与b)中的基因渗入片段相同或不同。在一方面,a)的近交黄瓜植物包含纯合形式的QTL2.1或其变体和/或QTL6.1或其变体,和/或b)的近交黄瓜植物包含纯合形式的QTL2.1或其变体和/或QTL6.1或其变体。在一方面,包含QTL2.1和/或QTL6.1的基因渗入片段为存在于NCIMB 42545中的片段或其更小片段。
在一个实施方案中,将由株系NCIMB42545生长出的植物,或其子代(例如获自自交和/或杂交,且保留优选纯合形式的QTL2.1和/或QTL6.1)作为F1杂交种子生产的亲本系。
所述F1杂种种子优选地包含至少一条重组的2号和/或6号染色体,并且与对照(例如遗传对照)比较,从所述种子生长出的F1植物确实因此产生提高的果实产量。
本文涵盖可通过上述方法获得的植物和种子。
在一个不同的方面,本发明提供了用于产生在2号和/或6号染色体上包含基因渗入片段的栽培黄瓜植物的方法,其中所述基因渗入片段包含产量QTL,所述方法包括步骤:
a)提供第一栽培黄瓜植物,
b)提供第二黄瓜野生近缘种,其中所述植物包含QTL2.1(或其变体)和/或QTL6.1(或其变体),这可通过存在如本文所述的一种或多种SNP标记物来确定,
c)使所述a)的黄瓜植物与所述b)的黄瓜植物杂交,
d)收集来自所述杂交的F1种子,使F1植物与a)的黄瓜植物回交以产生回交(BC1)种群,或使所述F1植物自交一次或多次以产生F2或F3或更高世代自交种群,
e)任选地,使d)的植物与a)的黄瓜植物回交一次或多次以产生更高世代回交种群,以及
f)鉴定在2号和/或6号染色体上包含基因渗入的F2、F3或更高世代自交种群,或BC1或更高世代回交植物,其中所述基因渗入片段包含QTL2.1(或其变体)和/或QTL6.1(或其变体)。
当在所述方法中提及回交种群时,所述回交种群也可自交,即BC1S1、BC1S2、BC2S1、BC2S2或其他。
在步骤b)至f)的一步或多步中,通过实施如本文中别处所述的分子标记物测定法,可测试所述QTL(或包含所述QTL的基因渗入片段)的存在(并且可选择植物)。
使用该方法,可以产生和/或选择包含来自野生来源(例如黄瓜野生近缘种)的含有QTL2.1(或其变体)和/或QTL6.1(或其变体)的基因渗入的新的栽培黄瓜植物。一方面,这两种QTL来自相同的黄瓜野生近缘种的种质。
在一方面,用于产生在2号和/或6号染色体上包含基因渗入片段的栽培黄瓜植物的方法,其中所述基因渗入片段包含产量QTL,包括以下步骤:
a)提供第一栽培黄瓜植物,
b)提供包含本文所提供的一种或多种SNP标记物的第二黄瓜野生近缘种,
c)使所述a)的植物与所述b)的植物杂交,
d)收集来自所述杂交的F1种子,并使F1植物与a)的黄瓜植物回交以产生回交(BC1)种群,或使所述F1植物自交一次或多次以产生F2或F3种群,
e)任选地,使所述回交种群自交以产生例如BC1S1或BC1S2种群,
f)鉴定包含所述(一种或多种)SNP标记物和/或包含在所述SNP标记物之间的任意黄瓜野生近缘种的基因组特异性标记物的F2、F3、BC1、BC1S1或BC1S2植物。
本发明还提供用于鉴定在2号染色体上包含产量QTL的黄瓜野生近缘种的方法,所述方法包括:
A)提供黄瓜野生近缘种的一种种质或几种种质;
B)使用分子标记物测定法筛选所述种质,所述分子标记物测定法检测至少一种(或至少2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多种)选自SNP_01至SNP_26(或SNP标记物的亚组,例如SNP_01至SNP_10,SNP_10至SNP_20,SNP_20至SNP_26,SNP_06至SNP_23)的SNP标记物;
C)鉴定和/或选择b)中的包含至少一种或多种以下标记物的种质:
a)SEQ ID NO:1(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_01的CC或CT基因型;
b)SEQ ID NO:2(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_02的GG或GA基因型;
c)SEQ ID NO:3(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_03的GG或GA基因型;
d)SEQ ID NO:4(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_04的TT或TC基因型;
e)SEQ ID NO:5(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_05的TT或TC基因型;
f)SEQ ID NO:6(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_06的CC或CT基因型;
g)SEQ ID NO:7(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_07的CC或CT基因型;
h)SEQ ID NO:8(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_08的AA或AG基因型;
i)SEQ ID NO:9(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_09的TT或TG基因型;
j)SEQ ID NO:10(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_10的TT或TG基因型;
k)SEQ ID NO:11(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_11的GG或AG基因型;
l)SEQ ID NO:12(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_12的GG或GT基因型;
m)SEQ ID NO:13(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_13的CC或CA基因型;
n)SEQ ID NO:14(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_14的AA或AG基因型;
o)SEQ ID NO:15(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_15的CC或CT基因型;
p)SEQ ID NO:16(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_16的AA或AC基因型;
q)SEQ ID NO:17(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_17的TT或TC基因型;
r)SEQ ID NO:18(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_18的GG或GA基因型;
s)SEQ ID NO:19(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_19的AA或AG基因型;
t)SEQ ID NO:20(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_20的GG或GA基因型;
u)SEQ ID NO:21(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_21的GG或GA基因型;
v)SEQ ID NO:22(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_22的GG或GT基因型;
w)SEQ ID NO:23(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_23的TT或TG基因型;
x)SEQ ID NO:24(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_24的GG或GT基因型;
y)SEQ ID NO:25(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_25的GG或GA基因型;
z)SEQ ID NO:26(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_26的CC或CA基因型;
aa)标记物SNP_01和SNP_26之间的任意黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物;
以及任选地
D)使来自所述野生种质的所述QTL渐渗到栽培黄瓜中(例如通过回交)。
在步骤B)、C)和D)中,也可使用本文中别处所述的其他分子标记物测试。因此,当采用这种方法时,可以筛选黄瓜野生近缘种中一种或多种标记物的存在,从而筛选QTL2.1(或其变体)的存在,并使所述QTL渐渗到栽培黄瓜植物中。通过该方法获得的植物和种子也是本发明的一个实施方案。
本发明还提供用于鉴定在6号染色体上包含产量QTL的黄瓜野生近缘种的方法,所述方法包括:
A)提供黄瓜野生近缘种的一种种质或几种种质;
B)使用分子标记物测定法筛选所述种质,所述分子标记物测定法检测至少一种(或至少2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多种)选自SNP_27至SNP_40(或SNP标记物的亚组,例如SNP_27至SNP_33,SNP_33至SNP_40,SNP_29至SNP_38)的SNP标记物;
C)鉴定和/或选择b)中的包含至少一种或多种以下标记物的种质:
a)SEQ ID NO:27(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_27的GG或GA基因型;
b)SEQ ID NO:28(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_28的TT或TC基因型;
c)SEQ ID NO:29(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_29的CC或CA基因型;
d)SEQ ID NO:30(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_30的TT或TC基因型;
e)SEQ ID NO:31(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_31的TT或TC基因型;
f)SEQ ID NO:32(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_32的CC或CT基因型;
g)SEQ ID NO:33(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_33的GG或GA基因型;
h)SEQ ID NO:34(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_34的TT或TC基因型;
i)SEQ ID NO:35(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_35的GG或GA基因型;
j)SEQ ID NO:36(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_36的AA或AC基因型;
k)SEQ ID NO:37(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_37的AA或AG基因型;
l)SEQ ID NO:38(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_38的AA或AG基因型;
m)SEQ ID NO:39(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_39的AA或AC基因型;
n)SEQ ID NO:40(或其变体)中单核苷酸多态性标记物SNP_40的TT或TC基因型;
o)标记物SNP_27和SNP_40之间的任意黄瓜野生近缘种基因组特异性标记物;
以及任选地
D)使来自所述野生种质的所述QTL渐渗到栽培黄瓜中(例如通过回交)。
在步骤B)、C)和D)中,也可使用本文中别处所述的其他分子标记物测试。因此,当采用这种方法时,可以筛选黄瓜野生近缘种中一种或多种标记物的存在,从而筛选QTL6.1(或其变体)的存在,并使所述QTL渐渗到栽培黄瓜植物中。通过该方法获得的植物和种子也是本发明的一个实施方案。
在另一方面,本发明提供鉴定在2号和/或6号染色体上包含基因渗入片段的栽培黄瓜植物的方法,其中所述基因渗入片段包含QTL,所述方法包括:使用分子标记物测定法筛选栽培黄瓜植物或栽培黄瓜植物的种群或这些栽培黄瓜植物的部分(例如果实、细胞、DNA),所述分子标记物测定法检测如本文中别处所述的指示(连锁到)QTL2.1和/或QTL6.1的至少一种SNP标记物(优选2、3、4、5或更多种;优选连续SNP标记物)。
在该方法中,也可使用本文中别处所述的任意分子标记物测试。因此,当采用这种方法时,可以筛选在栽培黄瓜植物或植物部分中,2号和/或6号染色体上包含QTL2.1和/或QTL6.1的基因渗入片段的存在。
在另一方面,本发明提供检测栽培黄瓜植物是否在2号染色体上包含基因渗入片段的方法,其中所述基因渗入片段包含QTL2.1,所述方法包括:
a)提供栽培黄瓜植物或植物部分,
b)使用分子标记物测定法筛选所述植物或所述植物部分(或获自所述植物或所述植物部分的DNA),所述分子标记物测定法检测选自以下的至少一种(优选至少2、3、4、5或更多种)SNP标记物:
SNP_01至SNP_26和/或标记物SNP_01和SNP_26之间任意黄瓜野生近缘种的基因组特异性标记物。
在另一方面,本发明提供检测栽培黄瓜植物是否在6号染色体上包含基因渗入片段的方法,其中所述基因渗入片段包含QTL6.1,所述方法包括:
a)提供栽培黄瓜植物或植物部分,
b)使用分子标记物测定法筛选所述植物或所述植物部分(或获自所述植物或所述植物部分的DNA),所述分子标记物测定法检测选自以下的至少一种(优选至少2、3、4、5或更多种)SNP标记物:
SNP_27至SNP_40和/或标记物SNP_27和SNP_40之间任意黄瓜野生近缘种的基因组特异性标记物。
显然,分子标记物筛选包括获得植物材料和分析所述材料的基因组DNA中的标记物基因型。
在该方法中,也可使用如本文中别处所述的其他分子标记物测试。
本文也涵盖用于产生在2号染色体上包含基因渗入片段的栽培黄瓜植物的方法,其中所述基因渗入片段含有QTL2.1,所述方法包括:
a)提供缺少包含QTL2.1的基因渗入片段的第一栽培黄瓜植物,
b)提供第二栽培黄瓜植物,其选自从以登录号NCIMB 42545保藏的种子生长出的植物或其子代,
c)使所述a)的植物与所述b)的植物杂交,
d)收集来自所述杂交的F1种子,并且任选地,使所述F1植物自交一次或多次以产生F2或F3或进一步的自交种群,
e)任选地,使F1植物或F2或F3或进一步的自交植物与a)的植物回交,以产生回交种群,
f)任选地,使所述回交种群自交一次或多次,
g)鉴定F1、F2、F3、进一步的自交或回交植物,其包含一种或多种或全部的SNP标记物基因型,所述SNP标记物基因型指示在2号染色体上的基因渗入片段。
本文也涵盖用于产生在6号染色体上包含基因渗入片段的栽培黄瓜植物的方法,其中所述基因渗入片段含有QTL6.1,所述方法包括:
a)提供缺少包含QTL6.1的基因渗入片段的第一栽培黄瓜植物,
b)提供第二栽培黄瓜植物,其选自从以登录号NCIMB 42545保藏的种子生长出的植物或其子代,
c)使所述a)的植物与所述b)的植物杂交,
d)收集来自所述杂交的F1种子,并且任选地,使所述F1植物自交一次或多次以产生F2或F3或进一步的自交种群,
e)任选地,使F1植物或F2或F3或进一步的自交植物与a)的植物回交,以产生回交种群,
f)任选地,使所述回交种群自交一次或多次,
g)鉴定F1、F2、F3、进一步的自交或回交植物,其包含一种或多种或全部的SNP标记物基因型,所述SNP标记物基因型指示在6号染色体上的基因渗入片段。
在另一方面,本发明提供产生F1杂种植物的方法,所述方法包括:
a)提供第一近交黄瓜植物,其包含至少一条具有含QTL2.1的基因渗入片段的重组的2号染色体,其中所述基因渗入片段为存在于NCIMB42545中的片段,或这种基因渗入片段的更小片段,
b)提供第二近交黄瓜植物,其具有或不具有重组的2号染色体,
c)使所述a)的植物与所述b)的植物杂交,
d)收集来自所述杂交的F1杂种种子。
在另一方面,本发明提供产生F1杂种植物的方法,所述方法包括:
a)提供第一近交黄瓜植物,其包含至少一条具有含QTL6.1的基因渗入片段的重组的6号染色体,其中所述基因渗入片段为存在于NCIMB42545中的片段,或这种基因渗入片段的更小片段,
b)提供第二近交黄瓜植物,其具有或不具有重组的6号染色体,
c)使所述a)的植物与所述b)的植物杂交,
d)收集来自所述杂交的F1杂种种子。
在另一方面,本发明提供用于产生保留QTL2.1和/或QTL6.1的NCIMB 42545子代的方法,所述方法包括:
a)从以登录号NCIMB 42545保藏的种子中生长出植物;
b)使所述植物自交一次或多次,或使所述植物与另一栽培黄瓜植物杂交一次或多次以产生子代种子;
c)使用分子标记物测定法筛选所述子代种子或从所述种子生长出的植物或者所述种子或植物的部分,所述分子标记物测定法检测至少一种本文公开的SNP标记物;
d)鉴定和/或选择包含至少1、2、3或更多种SNP标记物的子代植物,所述SNP标记物指示包含QTL2.1和/或QTL6.1的基因渗入片段(如本文中别处所述);以及
e)任选地,确认所述子代植物的提高的果实产量。
在一方面,优选地,当在相同条件下生长时,e)中的产量为至少与从NCIMB 42545中生长出的植物的产量相同的产量。
本发明提供了用于产生NCIMB 42545子代的方法,所述方法包括:
a)从以登录号NCIMB 42545保藏的种子中生长出植物;
b)使所述植物自交一次或多次,或使所述植物与另一栽培黄瓜植物杂交一次或多次以产生子代种子;
c)使用分子标记物测定法筛选所述子代种子或从所述种子生长出的植物或者所述种子或植物的部分,所述分子标记物测定法检测至少一种选自以下的SNP标记物:
用于检测2号染色体上的基因渗入片段的SNP_01至SNP_26,和/或用于检测6号染色体上的基因渗入片段的SNP_27至SNP_40;
d)鉴定和/或选择包含以下标记物的子代植物:
i)用于检测2号染色体上的基因渗入片段的SNP_01至SNP_26的至少一种SNP标记物,和/或用于检测6号染色体上的基因渗入片段的SNP_27至SNP_40的至少一种SNP标记物;
或
ii)选自用于检测2号染色体上的基因渗入片段的SNP_01至SNP_26的至少2、3或4种连续标记物,和/或用于检测6号染色体上的基因渗入片段的SNP_27至SNP_40的至少2、3或4种连续标记物;
e)任选地,确认所述子代植物的提高的果实产量。
通过任意上述方法产生的子代植物也是本发明的一个方面。
人们也可以使用本文中所述的方法和标记物来减小包含QTL2.1和/或QTL6.1的基因渗入片段的尺寸,即产生且选择在2号和/或6号染色体上具有更小基因渗入片段但保留所述基因渗入片段的提高产量部分的重组体。
在一方面,本发明涵盖了包含来自黄瓜野生近缘种的基因渗入片段的重组的2号和/或6号染色体用于培育具有提高的果实产量的黄瓜品种的用途,所述基因渗入片段包含产量QTL。
本发明也提供存在于以登录号NCIMB 42545保藏的种子或其子代中的2号和/或6号染色体用于产生包含所述2号和/或6号染色体的基因渗入片段的栽培黄瓜植物的用途。
本发明也提供从以登录号NCIMB 42545保藏的种子中生长出的植物或其子代用于产生具有提高的果实含量的栽培黄瓜植物的用途,其中所述的提高的果实产量是由从所述植物或子代的2号和/或6号染色体获得的基因渗入片段所赋予的。
本发明的DNA和染色体
在一方面,本文提供经修饰(重组)的栽培黄瓜的2号和/或6号染色体,其包含黄瓜野生近缘种的基因渗入片段,如本说明书通篇所述。在一方面,将所述重组染色体从其自然环境中分离。在另一方面,其存在于植物细胞中,尤其是黄瓜细胞中,特别是在栽培黄瓜细胞中。本文也提供包含QTL的重组染色体的分离部分。
在另一方面,本发明提供包含本发明的产量等位基因的重组核酸分子,特别是重组DNA分子。在一方面,所述产量等位基因可通过一种或多种本文所述的分子标记物测定法来检测。本发明也提供包含重组DNA的DNA载体。重组DNA分子或DNA载体均可为分离的核酸分子。所述包含产量等位基因的DNA可存在于微生物中,例如细菌(例如农杆菌属(Agrobacterium))。
本文涵盖这种(分离或提取的)核酸分子和/或这种重组染色体或其部分用于产生包含产量等位基因的植物细胞和植物的用途。在一方面,其可用于产生转基因植物细胞和转基因植物,例如包含产量等位基因的黄瓜细胞、黄瓜植物和部分(例如果实),并且所述植物包含提高的果实产量表型。
因此,在其基因组中包含所述的重组的2号和/或6号染色体的转基因植物细胞(例如转基因黄瓜细胞),和/或包含产量等位基因的重组核酸分子也是本发明的一个实施方案。在一方面,包含所述产量等位基因的DNA分子被稳定地整合至黄瓜基因组中。
也可以克隆产量等位基因并且可以制备嵌合基因,例如将植物表达启动子可操作地连接到产量等位基因上。这种嵌合基因可被引入到植物细胞,并且所述植物细胞可被再生成完整植物以产生转基因植物。在一方面,所述转基因植物为黄瓜植物或甜瓜植物。
因此,本文提供包含产量等位基因且具有增加的果实产量的转基因植物,特别是转基因栽培黄瓜或甜瓜植物。
特别地,包含本发明的重组的2号和/或6号染色体的细胞或细胞培养物是一个实施方案,这与所述重组的2号和/或6号染色体是通过转基因方法还是通过育种方法引入无关。所述细胞为例如体外的,并且可被再生成包含本发明的重组的2号和/或6号染色体的植物。
本文还涵盖本文公开的分子标记物序列(和包含该序列的分离核酸分子),以及在任意所提及的分子标记物之间的分子标记物,其连锁到产量QTL2.1和/或QTL6.1,以及其在检测和/或产生包含所述QTL的黄瓜植物中的用途。
在一方面,包含QTL2.1和/或QTL6.1的基因渗入片段来自不同于WO2016/059090和WO2016/059092中所述且在以登录号NCIMB42262保藏的种子中存在的基因渗入片段的野生供体。因此,在一方面,本发明的QTL2.1和/或QTL6.1不能获自以登录号NCIMB42262保藏的种子。
在一个实施方案中,本发明的植物不包含存在于阿肯色小叶(Arkansas LittleLeaf)和株系H-19中的隐性小叶(’ll’)等位基因。
种子保藏
包含纯合形式的含QTL2.1的基因渗入片段和纯合形式的含QTL6.1的基因渗入片段的长黄瓜型的BC1S3黄瓜(原变种)株系的种子的代表性样本(被称为CUCYLD2-6);以及缺少任何基因渗入片段且缺少产量QTL的遗传对照(GC)的种子的代表性样本(被称为CUYLD-GC)是由Nunhems B.V.根据布达佩斯条约按照Expert Solution(EPC 2000,Rule 32(1))分别于2016年2月18日和2014年12月17日保藏于NCIMB Ltd.(英国苏格兰,阿伯丁郡AB219YA,巴克斯本,克莱伯斯通区,弗格森大厦)。种子被给予以下保藏号:NCIMB 42545(CUCYLD2-6)和NCIMB 42345(CUYLD-GC)。应注意,以登录号NCIMB 42545保藏的种子,在2号染色体上并不包含最初发现的与本发明正产量QTL紧密连锁的负产量QTL(QTL2.2)。
申请人要求,依据Rule 32(1)EPC或具有类似条款和规章的国家或条约的相关法规,所述生物材料及其衍生的任何材料的样本只向指定的专业人员提供,直至专利授权公告或者提交之日起20年(如果所述申请被驳回、撤回或视为撤回)。
在本申请未决期间,由美国专利局主任确定的有资格的人员可请求并获得所述保藏物。受37C.F.R.§1.808(b)的制约,在专利授权时,保藏者针对所保藏材料的公众可获得性而提出的所有限制都会被永久取消。所述保藏物将被维持30年,或在最近一次请求之后5年的时间,或被维持到专利的有效寿命期,以较长时间为准,在此期间如果所述保藏物一旦不能存活,都要将其替换。申请人不会放弃任何本专利申请或植物品种保护法(7USC2321et seq.)所授予的任何权利。
以下非限制性实施例描述了如何可以获得本发明的植物,其包含QTL2.1和/或QTL6.1。除非实施例中另有说明,根据在Sambrook et al.(1989)Molecular Cloning:ALaboratory Manual,Second Edition,Cold Spring Harbor Laboratory Press,以及Sambrook and Russell(2001)Molecular Cloning:A Laboratory Manual,ThirdEdition,Cold Spring Harbor Laboratory Press,NY;以及Volumes 1and 2of Ausubelet al.(1994)Current Protocols in Molecular Biology,Current Protocols,USA中所记载的标准方案实施所有的重组DNA技术。用于植物分子工作的标准材料和方法记载于Plant Molecular Biology Labfax(1993)by R.D.D.Croy,jointly published by BIOSScientific Publications Ltd(UK)and Blackwell Scientific Publications,UK中。标准育种方法记载于‘Principles of Plant breeding’,Second Edition,Robert W.Allard(ISBN 0-471-02309-4)中。
实施例
实施例1-鉴定产量QTL
种群开发
将获自USA的黄瓜野生近缘种种质(下文中的供体)与北欧和北美温室黄瓜市场的育种计划中专用的长黄瓜育种株系HMRKC杂交。HMRKC是用于长温室黄瓜计划的良种株系。
已从HMRKC和野生种质的杂交中开发出QTL-发现种群。在种群开发期间,只保留雌性开花植物以利于产量测量。
已在几个世代中使用SNP标记物以选择长果实和优化基因组覆盖度和纯合性。BC2S2种群用于构建遗传图谱。
将220株BC2S2植物自花授粉以产生BC2S3植物。也将BC2S2植物与来自育种计划的良种株系(株系CUZL0176)杂交以产生北欧市场的测试杂种。
将220株试验杂种用于荷兰的产量试验。还通过杂交HMRKC与CUZL0176来产生遗传对照。将220株试验杂种和遗传对照用于荷兰的产量试验。
将相同的220株BC2S2植物与另一优良育种株系CUZS1313杂交以产生土耳其市场的测试杂种。将这些220株测试杂种用于土耳其的产量试验。
产量实验
进行两种不同的产量实验以检测产量相关的QTL,一个实验在荷兰(NLD)且另一实验在土耳其(TUR)。
产量实验——荷兰(NLD),检测QTL2.1
产量实验的目的是测量在夏秋季节期间长黄瓜的产量。实验由220株测试杂种和30株遗传对照重复组成。在2009年6月,使用岩棉塞(rockwool plug)在250块样地(plot)人工播种到盘中。将盘在至少24℃的温度下保持4天。在播种后4天,将含有发芽的种子的塞(plug)转移到岩棉块。在约3周中,将岩棉盆保持在特定的温室隔间中植物升高区域(plant-raising area)。在该区域中,使所述植物生长直到其已准备好种植在温室中。播种后约4周,将约30cm高的植物转移到种植区(grower)。在种植区,保持每块样地8株植物。实验共由250块样地*8株植物组成。记录每块样地的准确的植物数目。植物以所述传统的荷兰方式生长。这表示所述植物垂直地生长,由丝线支撑直到达到约220cm高。在这个高度下,将植物去顶并使植物继续侧向生长。移植后约3周,采收第一批果实。采收期开始于八月并持续到十月末。每周采收植物3至7次。以两种不同的方法对产量进行测量。对每块样地采收的果实总数量计数并且除以每个采收日这块样地的植物数量。累积全部天数的采收量。由此得到以平均果实数量/植物(FrPP)表示的累积产量。第二种测量采用每块样地的累积果实重量,并且除以植物数量来获得以克/植物(GrPP)为单位的平均果实产量。
产量数据用于进行检测QTL。鉴定出在2号染色体上,正面影响产量的QTL位于染色体2的约5Mb与11Mb之间。
表1示出了在2号染色体上具有来自野生黄瓜近缘种(供体)的基因渗入的测试杂种的表现对比在2号染色体上缺少所述基因渗入的遗传对照的表现。以GrPP表示时的产量增加为5%,以FrPP表示时的产量增加为18%。
表1——在2号染色体上包含来自野生黄瓜近缘种(供体)的基因渗入的测试杂种的产量对比在2号染色体上缺少所述基因渗入的遗传对照的产量。产量数据是基于在荷兰(NLD)进行的试验。产量以平均克/植物和平均果实/植物(分别为GrPP和FrPP)表示。
产量实验——土耳其(TUR),检测QTL6.1
产量实验的目的是测量在土耳其的秋冬季节期间长黄瓜的产量。12月、1月和2月的平均最低温度为约6.5℃。该温度将提供黄瓜植物相当大的寒冷胁迫。在寒冷胁迫下只有适合的基因型才能继续产生黄瓜果实。将温室配备加热器以防止温室中的霜冻。其旨在使温室的最低温度为8℃。在该期间,温室中的最高温度取决于室外温度和光照且最高达到30℃。
实验由220株测试杂种和对照品种Kybele F1(Vilmorin)的11重复组成。在2009年10月,使用泥炭塞(peat plug)在231块样地(plot)人工播种到盘中。将盘保持在最低温度20℃的隔间中。在播种后4周,将植物种植于温室中。在温室中,保持每块样地8株植物。实验共由231块样地*8株植物组成。记录每块样地的准确的植物数目。植物以土耳其短黄瓜的通常方式生长。这表示所述植物垂直地生长,由丝线支撑直到达到约220cm高。在这个高度下,将植物从丝线上牵引回地面。在植物的顶部达到土壤上约1米时,除去植物的顶部。除去主茎上的侧枝直至达到丝线处。在12月9日采收第一批果实。每周一次或两次采收果实直至2010年3月10日。以两种不同的方法对产量进行测量。对每块样地采收的果实总数量计数并且除以每个采收日这块样地的植物数量。累积全部天数的采收量。由此得到以平均果实数量/植物(FrPP)表示的累积产量。第二种测量采用每块样地的累积重量,并且除以植物数量来获得以克/植物(GrPP)为单位的平均产量。
产量数据用于进行检测QTL。检测出一种产量相关的QTL位于染色体6上染色体的约25Mb与29Mb之间。由于所述QTL是在在寒冷胁迫下发现的,因此其也被认为是耐寒性QTL。
表2示出了在6号染色体上具有来自野生黄瓜近缘种(供体)的基因渗入的测试杂种的表现对比在6号染色体上缺少所述基因渗入的测试杂种的表现。相比于缺少所述基因渗入的材料,在6号染色体上具有产量相关QTL的测试杂种以GrPP表示的产量提高33%;在以FrPP表示时的平均产量提高34%。与用作对照的冬季品种Kybele相比,其产量增加26%(以GrPP表示)或25%(以FrPP表示)。
表2——在6号染色体上(chr6)包含来自供体的基因渗入的测试杂种的产量对比在6号染色体上缺少所述基因渗入的测试杂种的产量。产量数据是基于在土耳其进行的试验。产量以克/植物和果实/植物(分别为GrPP和FrPP)表示。将所提及的生产的冬季品种Kybele F1(Vilmorin)作为参考。
验证包含QTL2.1的基因渗入引起的产量增加
基于QTL-检测试验的结果,选择一个在2号染色体上包含基因渗入(QTL2.1)的特定的BC2S2株系。将该BC2S2株系与育种株系HMRKC杂交以产生BC3株系(回交3)。将BC3自花授粉两代以产生仅在来自供体的2号染色体上包含基因渗入的BC3S2株系。将该BC3S2株系与育种株系CUZL0176杂交以产生新的测试杂交(PRE.N1.CH2.1001)。为了进行对比,将育种株系HMRKC与CUZL0176杂交以产生遗传对照,其种子由Nunhems B.V.以登录号NCIMB42345保藏。
在2013年夏/秋,在田间试验中对这两种材料(PRE.N1.CH2.1001和NCIMB42345)进行测试。以如上所述类似的方式(田间实验——NLD),以8株植物的4次重复,对所述材料进行试验。
表3示出在2号染色体上包含产量QTL(QTL2.1)的株系的产量增加,以GrPP表示时产量增加4.3%,以FrPP表示时产量增加5.0%,从而确认在较早的世代中的发现:2号染色体上的产量相关QTL使黄瓜产量增加。
表3:2013年进行的1组试验的产量测量结果,所述1组试验包括4次重复且每次重复均包含8株遗传对照NCIMB42345(HMRKC和CUZL0176之间的杂交)和8株PRE.N1.CH2.1001(CUZL0176和BC3S2材料之间的杂交,所述BC3S2材料基于在2号染色体上含有供体的基因渗入的回交亲本HMRKC)。如上所述,产量以累积的采收果实/植物(FrPP)和累积的克/植物(GrPP)表示。
应注意,平均果实长度不受影响,即遗传对照与PRE.N1.CH2.1001之间没有差异。
验证包含QTL6.1的基因渗入引起的产量增加
基于QTL-检测试验的结果,选择一个在6号染色体上包含基因渗入(QTL6.1)的特定的BC2S2株系。将该BC2S2株系与育种株系HMRKC杂交以产生3号回交株系(BC3)。将BC3株系自花授粉两代以产生仅在来自供体的6号染色体上包含基因渗入(QTL6.1)的BC3S2株系。将该纯净(cleaned-up)株系与西班牙冬季市场的两个亲本(育种株系CUZL0224和CUZL0876)杂交,并且将其与土耳其冬季市场的两个亲本(育种株系CUZS1329和CUZS0683)杂交。
因此,开发出以下的材料:
土耳其:PRE.N1.CH6.9001,其包含QTL6.1,基于与CUZS1329的杂交;以及PRE.N1.CH6.11001,其包含QTL6.1,基于与CUZS0683的杂交。使用以下两种缺少QTL6.1的遗传对照:分别为PRE.N1.9GC和PRE.N1.11GC。
西班牙:包含QTL6.1的PRE.N1.CH6.2001,基于与CUZL0224的杂交;以及包含QTL6.1的PRE.N1.CH6.7001,基于与CUZL0876的杂交。使用材料PRE.N1.2GC和PRE.N1.7GC作为遗传对照。
在土耳其,于2013/2014的冬季,对所述材料进行测试。将2种测试杂种和2种遗传对照重复测试8次。结果示于下表4中。
在西班牙,于2014/2015的冬季,对所述材料进行测试。将2种测试杂种和2种遗传对照重复测试8次。结果示于下表5中。
表4:在土耳其,于2013/2014的产量测量结果
表5:在西班牙,于2014/2015的产量测量结果
在长黄瓜中QTL2.1和QTL6.1的组合
制备包含QTL2.1和QTL6.1的测试杂种,且在2015年春季,于加拿大,以8株植物每株重复2次,对它们在温室中进行测试。作为对比,使用市售品种Verdon F1(RZ 24-150,Rijk Zwaan)和Sepire F1(NUN43003,Nunhems)。测量以FrPP计的平均数量。
表6
于2016年2月18日,由Nunhems B.V.以登记号NCIMB42545保藏长黄瓜BC1S3株系的2500粒种子,其包含QTL2.1和QTL6.1。
实施例2
鉴定跨越(spanning)2号染色体上的基因渗入片段(包含QTL2.1)上和6号染色体上的基因渗入片段(包含QTL6.1)的单核苷酸多态性标记物(SNP),并测定它们在物理黄瓜图谱上的位置。
表7——QTL2.1基因渗入片段的SNP标记物
表8——QTL6.1基因渗入片段的SNP标记物
序列表
<110> 纽海姆有限公司
<120> 黄瓜植物中两种产量QTL的基因渗入
<130> BCS16-8013
<150> EP16165594.9
<151> 2016-04-15
<160> 40
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 1
ttgtataaga aagaagatca tacaaattat gaacatggtt gataaatttt ggatgttgta 60
cctaaaacat ggaacagaat ctcctattta atccatcaca acaacaataa tataaatagt 120
aaataaacaa attaaataat tttwcgaaag 150
<210> 2
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 2
tgcttcttct tgaccatctt taccctcttt cttgaccatg ctgttgtaca ggtccatctg 60
taaatggaga caatggcaag aaaaaagtac cgaccaatta gtcatgtact agggttttcc 120
agctcaaaat acatttgggt cctgaagatc 150
<210> 3
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 3
atttccttct taacttctaa aaaagaggta gtaacttcag ataacttttg ggcatgatga 60
gaactgttta aagcggttag tgttggtaat aacgaagatt gcctcaataa ttctttccat 120
tgaggattcc catgggattt tgttgatgat 150
<210> 4
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 4
cagcacttct tctttccaat gtttcgatat ctacaaactt ttttgggatg tttttgtggg 60
cttgttttct tttatgtttt ctcaattgga gttgttgctt tcaatttttt tttacaaaaa 120
ggaaatccag aaatggcccc catatttaca 150
<210> 5
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 5
gaaataaggc aaaagaataa ttcctccgaa tgtcaatgtg gatcaagact aagagtaaga 60
aaattaaatt aaactattac catgattcca gctgccactt actgctgtca gccgttgccc 120
tcatccttta ctctgtggtc cacaccttca 150
<210> 6
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 6
caatttaacg aatattttat tcagtcacaa tatcatcttg atttcgaaca tagcaaaatg 60
aatcaaaata tttacgacca tagcaaaatc tcaatgtcta ttagtgatag acactgagac 120
accaatagac actgataaat atctaaaact 150
<210> 7
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 7
atattttact ttagyattaa gwcgttataa caattaagct aaaagaaggt aatgctaacg 60
atactaatta cttacagctt gagactcaca cacagagact aaattaatct aggggagagt 120
gaaatgattt aacttgtatg tagatgaagg 150
<210> 8
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 8
gttgaggact tggtctatgt ttgtcaagaa taacacattt gatttcttct tttgatcagt 60
ttctaattgg gatgaaaata ccacactaca ctctttgatg ctcactttta ggtcttgtgg 120
aagaagaatt ggactctttt ggtggaagct 150
<210> 9
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 9
ttaatttctt cttcttttag wattcttgga agttttttaa gtattccatt ccttttgcta 60
aatcagttat ttttttacac aaaaaagaat aacggcagca gactagaatc cacattgata 120
acatagattc catattaaaa attatgatga 150
<210> 10
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 10
aaatgttgca taagaggagt acactttaat taaaattgga acagtcaatt tttatgattt 60
tcagtttcag atattgagaa catttgaatg taaatggggt gactcatcta ttgcgcaacc 120
cagacagcat ccatatgctc ctttcacaac 150
<210> 11
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 11
tagaagatac gcaccccaac tggcaaccta agggaacagc caacagaaga ataataaaca 60
aatgcatgaa cctaggagaa tttgaagtgc atcacaggaa attaagaaaa aagcaagcat 120
aaagcataac tagaatagca taccccgcaa 150
<210> 12
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 12
gtagtgtaaa agaaaaaaat atgaatgatt gtagacatgg cccacgttaa tgaactttca 60
gctattttta gtttgacttt ttgaactcta ctttgagtgc acttctgatc attaactaga 120
aatattttgg taggtgcaag agctgacttg 150
<210> 13
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 13
cataactctt tattttgggt gatctattgt gatagacttg atgtataact tataaagttt 60
tcatagttca gttgcgtggt ttattgcgat agacttgctg aagcatccaa tgtgtgaaag 120
tgaaggtgtg arttaccttc tatkagakag 150
<210> 14
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 14
ttattacaat ggtcaaagtg gcatttgtta attcatttaa gaggaggaga aaaaacagat 60
cttcagtcaa aaagagaagt tgaatagtga ggcctaccgt gtgaaaaggc acgttatcct 120
ttcccataaa ttgaaaaagc tctacatttt 150
<210> 15
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 15
ctttgagcct ctaatygagg ttaaacaaat ttcaatcttt cataattgac ttccgaagat 60
aatcaagagc aatccttgat agcaccaaaa atgtgttttc tatctctacg taattcgagc 120
tccttccttc attttacttt cttatttggt 150
<210> 16
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 16
atcttgtcag tctccggatt tcatctagaa tggttgttga aggcagtctc agaattatta 60
agagggccaa aggaaaagtt ttttaaaagc tggatgaagt ggatagaggt agattgaaag 120
tttaaaattt taaaacaaag attggctggg 150
<210> 17
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 17
tgaaactgag acgatatgga gatttcagat ttgacgcttc ccaatgaatc tagttggctt 60
ccttgggatt accatttcac attgtttttt ttttgtgtgt gtgtggtggg gggactttgg 120
ttttcttttc ccttctaatt tttttgctaa 150
<210> 18
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 18
gtgttggagt aacacgaact gcagaataca agaacagatt attaggaaaa aaacctcata 60
aatcatattc ttacgaataa gtaatttggg atatagtaag aaaaagaaaa aaaaaagata 120
gaattatatg tatatagtac ccatataatc 150
<210> 19
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 19
cccagttcag atggaagttg cccattaaac ttattgttgt tcagaattag atattccaac 60
ctgatacaat cgccaatctc tttcggtata attccggtga gttcattgaa ggaaacattg 120
agataagtca ggtggatcaa cttaccaatg 150
<210> 20
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 20
attggttgcc actgacttga atgttggaac aaattttcag tcatgaggag aatcagatta 60
tcatttggaa atgtgtatat atgcaataat taagtgaaaa ttttctattc gtgctctttt 120
aacgaggaac aaatcttttt tccattggta 150
<210> 21
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 21
ctaaatacct tatcttcatc tactagtata tattttatcc tgtttctcat actgagttgc 60
atatttgaga agagggacta tatgtgcttg tttctgtgtg tttatttata attctcatct 120
tttggttgtc aatatgaaga atgctgattt 150
<210> 22
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 22
ttataagatc aattactcaa artttcaaaa agccatctaa tcaatgttag cctaaacgtt 60
ttaagtcaga taatgaactt aatatcatga tatgatatat atgaaagtga aatctattta 120
gaatctctat aagacccact gtatccatca 150
<210> 23
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 23
ggaattaaaa gtgtatgaag aagagagacc tccaattgag tagagcagtt aatgagaggc 60
ctggctttgt gttttccatc aattaacttg gaaagaaaca atgtgatatc agttggaaaa 120
tgatcagttt gatccaccaa ccatctataw 150
<210> 24
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 24
tagttcaaat tacttcatgt ttagattaat gtttaaagaa atggggagtc tgccattacc 60
agtaatcact ctatgattgc aagtttagaa tccaatgaca aagaaatgaa aaaatatttg 120
taagaacagt tgtggaaaat tacaactttt 150
<210> 25
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 25
gatttggagg agattttcca gcaacattcc aagtagctac aaagattcta ttcatttaaa 60
cagaaagaag agaggcaaag aaggaattaa agacatagtc caaagaattc attgcctgga 120
aacaacaaaa tagagcatac ataccggtaa 150
<210> 26
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 26
cgtgtacttt cttttcagtt taaccttaaa agtaatattt aactagtagt ttggatttaa 60
agttcgtgct ttttcatttc aacaattagt caactgtaat aagatatcgt tgcaacttta 120
ttctattcta tcatgtcact tgctgtgatc 150
<210> 27
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 27
tgatkttgat ctcttccctt aatcacgtaa taggcaactt ttgctttttc tctttttgtg 60
tgtgctttct gttcgactta aaatatatat gagtgtgact aattatactt ttaactacct 120
aatatatatt tatttccatc cgattaagtt 150
<210> 28
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 28
aaacgaaatg tttaaagaat gaaatattcc caattggtaa ggagtaatca atctacataa 60
taatgggttt gaactaaaaa aatgaaattt gtagctacaa aaaaattgaa gctgagagag 120
taaattcaat ggatgatcaa acaatttggg 150
<210> 29
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 29
ttgtcagtta agaaatctcc agtacaagaa tttacaacaa tacttgaaca gccgcgatag 60
atgatgtatg aaaacggatt aaagatcgaa actaaaggaa ggtggttccg acgatcatga 120
gcccttgaat acagaagtcg gagataatgg 150
<210> 30
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 30
aawttttgtt arattttagc tcttaaactt tttgaactta gtctctatac tttcaaattt 60
gtaataattt taactcacca taataaacca tatcagaatt aagtgttatt ttttattgcc 120
taacaacatt ttccatagtt tataaacaaa 150
<210> 31
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 31
ctgaaacctc ttagccaact ttctttggca ggcctttaaa aaccgggatc ctgcttgttt 60
gtcttacagt tcagtgcttc tatatcctaa ggtaattgat attttcaaat caagcggctt 120
agtttggttc acagagctgt tcaccgtcct 150
<210> 32
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 32
aaaaccagtg agaaattgag aagcttgttg agtttactaa ccggtgtttt aatctcttga 60
caggtgaatg attacgtgca gtcgcacata caaataaatg agtatcggga tcgtgttatt 120
ctggtgagtt actgaattct gggattcgac 150
<210> 33
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 33
tatawatttg watsttcaat ttwaaattaa agaataaggt attccaataa agaaccaata 60
ggtctaataa gctcgagaat caaaagtagg aagactagtc aacaagaggg acaactaact 120
caactccata aaaagtgttc agttatacaa 150
<210> 34
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 34
ttcatggttt caaccaccgt ttctcaaaca gacatcataa cccattcatg ttcaaacacc 60
ggcaactaca ccactaacag cgtttacaag caaaatctcg acaacctcct ttcctccatc 120
gcctccaaca ccgaaattga ttacggcttt 150
<210> 35
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 35
agatatggta taaaagtgty gctacaactc actgttttca aaactatata ttaaaaattg 60
tagacagaga aaatggagaa aagtaaaaac agctcttaca ttaccaatca attgatccaa 120
aaaatttaac ttastaggct tgttcttytt 150
<210> 36
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 36
tgtgggtaac ggaagaagat gaatgcttgg ttggtattat caccttcacg tcgatgttga 60
aggttttcca cgagagtttg aaatcaatgt gttgaaagaa cacatcagca agagcttcgc 120
cctgatctta agctgaagct atataatgam 150
<210> 37
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 37
tgcaaacatt tagaaccctg gctgtttgtg tatctcaaga aatgaggaat ttgtaaatgc 60
agtaatctta ccatatgaga aagtgataga gcgagataaa tcaacttgag cgtaactcaa 120
atgttaagat attataatct cagtcaaaag 150
<210> 38
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 38
aataatttgg ttcccaattt cactccgcat ttaaactttg cttcttatgc ctacaaattc 60
ttccccatcg tctgagtttt acttttttaa ccaaactcca tctatttttt cattcacttc 120
attggtggat tgaaacgctt ctacgtttaa 150
<210> 39
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 39
tattcaaact aaaactccca tttttcgatt ccttttaata ttagttttca tatttctatg 60
gtctctgttt ctttataaac ctcacacact ctagaatgtt cactacttta ttaatatggt 120
tcttgggaat tatggattca ataaactatt 150
<210> 40
<211> 150
<212> DNA
<213> 黄瓜(Cucumis sativus)
<400> 40
aatgcaagaa aagtagatcc aagaagtgcg ctttcaaggt tgatagattc tatttatgta 60
tgaaaagatc atcttatctg caattataat ttacaatttg gtatgcatat gcaagcatga 120
aataacattc atcaatacat aaaagatatg 150
Claims (6)
1.包含来自黄瓜野生近缘种的基因渗入片段的重组的2号染色体用于培育具有提高的果实产量的黄瓜品种的用途,所述基因渗入片段包含赋予提高的果实产量的QTL,其中所述重组的2号染色体是存在于以登录号NCIMB 42545保藏的种子中的重组的2号染色体,或源自所述重组的2号染色体,其中所述源自存在于以登录号NCIMB 42545保藏的种子中的重组的2号染色体的重组的2号染色体包含与存在于以登录号NCIMB 42545保藏的种子中的重组的2号染色体上的基因渗入片段相同的基因渗入片段,其中所述2号染色体上的基因渗入片段可通过分子标记物测定法来检测,所述分子标记物测定法检测至少1、2或3种选自以下的标记物:
a) SEQ ID NO: 1的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_01的CC或CT基因型;
b) SEQ ID NO: 2的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_02的GG或GA基因型;
c) SEQ ID NO: 3的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_03的GG或GA基因型;
d) SEQ ID NO: 4的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_04的TT或TC基因型;
e) SEQ ID NO: 5的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_05的TT或TC基因型;
f) SEQ ID NO: 6的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_06的CC或CT基因型;
g) SEQ ID NO: 7的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_07的CC或CT基因型;
h) SEQ ID NO: 8的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_08的AA或AG基因型;
i) SEQ ID NO: 9的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_09的TT或TG基因型;
j) SEQ ID NO: 10的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_10的TT或TG基因型;
k) SEQ ID NO: 11的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_11的GG或AG基因型;
l) SEQ ID NO: 12的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_12的GG或GT基因型;
m) SEQ ID NO: 13的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_13的CC或CA基因型;
n) SEQ ID NO: 14的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_14的AA或AG基因型;
o) SEQ ID NO: 15的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_15的CC或CT基因型;
p) SEQ ID NO: 16的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_16的AA或AC基因型;
q) SEQ ID NO: 17的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_17的TT或TC基因型;
r) SEQ ID NO: 18的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_18的GG或GA基因型;
s) SEQ ID NO: 19的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_19的AA或AG基因型;
t) SEQ ID NO: 20的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_20的GG或GA基因型;
u) SEQ ID NO: 21的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_21的GG或GA基因型;
v) SEQ ID NO: 22的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_22的GG或GT基因型;
w) SEQ ID NO: 23的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_23的TT或TG基因型;
x) SEQ ID NO: 24的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_24的GG或GT基因型;
y) SEQ ID NO: 25的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_25的GG或GA基因型;
z) SEQ ID NO: 26的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_26的CC或CA基因型;
其中所述2号染色体上的基因渗入片段包含SNP_01至SNP_26。
2.存在于以登录号NCIMB 42545保藏的种子或其子代中的2号染色体用于产生在所述2号染色体上包含基因渗入片段的栽培黄瓜植物的用途,其中,与缺少所述基因渗入片段的遗传对照黄瓜植物相比,所述基因渗入片段赋予提高的果实产量,其中所述子代中的2号染色体包含与存在于以登录号NCIMB 42545保藏的种子中的2号染色体上的基因渗入片段相同的基因渗入片段,并且所述基因渗入片段赋予提高的果实产量,其中所述2号染色体上的基因渗入片段可通过分子标记物测定法来检测,所述分子标记物测定法检测至少1、2或3种选自以下的标记物:
a) SEQ ID NO: 1的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_01的CC或CT基因型;
b) SEQ ID NO: 2的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_02的GG或GA基因型;
c) SEQ ID NO: 3的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_03的GG或GA基因型;
d) SEQ ID NO: 4的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_04的TT或TC基因型;
e) SEQ ID NO: 5的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_05的TT或TC基因型;
f) SEQ ID NO: 6的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_06的CC或CT基因型;
g) SEQ ID NO: 7的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_07的CC或CT基因型;
h) SEQ ID NO: 8的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_08的AA或AG基因型;
i) SEQ ID NO: 9的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_09的TT或TG基因型;
j) SEQ ID NO: 10的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_10的TT或TG基因型;
k) SEQ ID NO: 11的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_11的GG或AG基因型;
l) SEQ ID NO: 12的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_12的GG或GT基因型;
m) SEQ ID NO: 13的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_13的CC或CA基因型;
n) SEQ ID NO: 14的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_14的AA或AG基因型;
o) SEQ ID NO: 15的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_15的CC或CT基因型;
p) SEQ ID NO: 16的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_16的AA或AC基因型;
q) SEQ ID NO: 17的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_17的TT或TC基因型;
r) SEQ ID NO: 18的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_18的GG或GA基因型;
s) SEQ ID NO: 19的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_19的AA或AG基因型;
t) SEQ ID NO: 20的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_20的GG或GA基因型;
u) SEQ ID NO: 21的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_21的GG或GA基因型;
v) SEQ ID NO: 22的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_22的GG或GT基因型;
w) SEQ ID NO: 23的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_23的TT或TG基因型;
x) SEQ ID NO: 24的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_24的GG或GT基因型;
y) SEQ ID NO: 25的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_25的GG或GA基因型;
z) SEQ ID NO: 26的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_26的CC或CA基因型;
其中所述2号染色体上的基因渗入片段包含SNP_01至SNP_26。
3.由以登录号NCIMB 42545保藏的种子或其子代生长出的植物用于产生包含提高的果实产量的栽培黄瓜植物的用途,其中所述提高的果实产量是由获自所述植物或其子代的2号染色体的基因渗入片段赋予的;其中所述子代中的2号染色体包含与存在于以登录号NCIMB 42545保藏的种子中的2号染色体上的基因渗入片段相同的基因渗入片段,并且所述基因渗入片段赋予提高的果实产量;其中所述2号染色体上的基因渗入片段可通过分子标记物测定法来检测,所述分子标记物测定法检测至少1、2或3种选自以下的标记物:
a) SEQ ID NO: 1的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_01的CC或CT基因型;
b) SEQ ID NO: 2的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_02的GG或GA基因型;
c) SEQ ID NO: 3的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_03的GG或GA基因型;
d) SEQ ID NO: 4的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_04的TT或TC基因型;
e) SEQ ID NO: 5的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_05的TT或TC基因型;
f) SEQ ID NO: 6的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_06的CC或CT基因型;
g) SEQ ID NO: 7的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_07的CC或CT基因型;
h) SEQ ID NO: 8的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_08的AA或AG基因型;
i) SEQ ID NO: 9的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_09的TT或TG基因型;
j) SEQ ID NO: 10的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_10的TT或TG基因型;
k) SEQ ID NO: 11的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_11的GG或AG基因型;
l) SEQ ID NO: 12的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_12的GG或GT基因型;
m) SEQ ID NO: 13的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_13的CC或CA基因型;
n) SEQ ID NO: 14的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_14的AA或AG基因型;
o) SEQ ID NO: 15的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_15的CC或CT基因型;
p) SEQ ID NO: 16的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_16的AA或AC基因型;
q) SEQ ID NO: 17的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_17的TT或TC基因型;
r) SEQ ID NO: 18的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_18的GG或GA基因型;
s) SEQ ID NO: 19的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_19的AA或AG基因型;
t) SEQ ID NO: 20的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_20的GG或GA基因型;
u) SEQ ID NO: 21的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_21的GG或GA基因型;
v) SEQ ID NO: 22的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_22的GG或GT基因型;
w) SEQ ID NO: 23的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_23的TT或TG基因型;
x) SEQ ID NO: 24的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_24的GG或GT基因型;
y) SEQ ID NO: 25的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_25的GG或GA基因型;
z) SEQ ID NO: 26的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_26的CC或CA基因型;
其中所述2号染色体上的基因渗入片段包含SNP_01至SNP_26。
4.鉴定在2号染色体上包含基因渗入片段的栽培黄瓜原变种植物或植物部分的方法,其中所述基因渗入片段为以登录号NCIMB 42545保藏的种子中2号染色体上存在的片段,所述方法包括:
a) 提供栽培黄瓜原变种植物或植物部分,或所述植物或植物部分的DNA,
b) 使用分子标记物测定法来筛选所述植物、植物部分或DNA,所述分子标记物测定法检测选自以下的至少一种SNP标记物:
用于检测2号染色体上的基因渗入片段的SNP_01至SNP_26;和
c) 鉴定和/或选择包含SNP标记物SNP_01至SNP_26的植物;
其中步骤b)和c)中的SNP标记物选自:
a) SEQ ID NO: 1的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_01的CC或CT基因型;
b) SEQ ID NO: 2的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_02的GG或GA基因型;
c) SEQ ID NO: 3的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_03的GG或GA基因型;
d) SEQ ID NO: 4的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_04的TT或TC基因型;
e) SEQ ID NO: 5的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_05的TT或TC基因型;
f) SEQ ID NO: 6的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_06的CC或CT基因型;
g) SEQ ID NO: 7的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_07的CC或CT基因型;
h) SEQ ID NO: 8的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_08的AA或AG基因型;
i) SEQ ID NO: 9的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_09的TT或TG基因型;
j) SEQ ID NO: 10的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_10的TT或TG基因型;
k) SEQ ID NO: 11的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_11的GG或AG基因型;
l) SEQ ID NO: 12的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_12的GG或GT基因型;
m) SEQ ID NO: 13的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_13的CC或CA基因型;
n) SEQ ID NO: 14的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_14的AA或AG基因型;
o) SEQ ID NO: 15的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_15的CC或CT基因型;
p) SEQ ID NO: 16的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_16的AA或AC基因型;
q) SEQ ID NO: 17的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_17的TT或TC基因型;
r) SEQ ID NO: 18的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_18的GG或GA基因型;
s) SEQ ID NO: 19的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_19的AA或AG基因型;
t) SEQ ID NO: 20的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_20的GG或GA基因型;
u) SEQ ID NO: 21的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_21的GG或GA基因型;
v) SEQ ID NO: 22的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_22的GG或GT基因型;
w) SEQ ID NO: 23的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_23的TT或TG基因型;
x) SEQ ID NO: 24的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_24的GG或GT基因型;
y) SEQ ID NO: 25的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_25的GG或GA基因型;
z) SEQ ID NO: 26的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_26的CC或CA基因型。
5.产生包含赋予提高的果实产量的基因渗入片段的黄瓜F1杂种植物的方法,所述方法包括:
a) 提供包含纯合形式的重组的2号染色体的第一近交黄瓜植物,所述重组的2号染色体具有包含赋予提高的产量的等位基因的基因渗入片段,其中所述基因渗入片段为以登录号NCIMB 42545保藏的种子中2号染色体上的片段,其中所述2号染色体上的基因渗入片段可通过分子标记物测定法来检测,所述分子标记物测定法检测至少1、2或3种选自SNP_01至SNP_26的标记物,
b) 提供第二近交黄瓜植物,
c) 将所述a)的黄瓜植物与所述b)的黄瓜植物杂交,
d) 从所述杂交收集F1杂种种子,其包含SNP标记物SNP_01至SNP_26;
其中步骤a)和d)中的标记物SNP_01至SNP_26为:
a) SEQ ID NO: 1的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_01的CC或CT基因型;
b) SEQ ID NO: 2的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_02的GG或GA基因型;
c) SEQ ID NO: 3的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_03的GG或GA基因型;
d) SEQ ID NO: 4的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_04的TT或TC基因型;
e) SEQ ID NO: 5的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_05的TT或TC基因型;
f) SEQ ID NO: 6的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_06的CC或CT基因型;
g) SEQ ID NO: 7的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_07的CC或CT基因型;
h) SEQ ID NO: 8的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_08的AA或AG基因型;
i) SEQ ID NO: 9的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_09的TT或TG基因型;
j) SEQ ID NO: 10的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_10的TT或TG基因型;
k) SEQ ID NO: 11的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_11的GG或AG基因型;
l) SEQ ID NO: 12的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_12的GG或GT基因型;
m) SEQ ID NO: 13的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_13的CC或CA基因型;
n) SEQ ID NO: 14的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_14的AA或AG基因型;
o) SEQ ID NO: 15的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_15的CC或CT基因型;
p) SEQ ID NO: 16的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_16的AA或AC基因型;
q) SEQ ID NO: 17的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_17的TT或TC基因型;
r) SEQ ID NO: 18的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_18的GG或GA基因型;
s) SEQ ID NO: 19的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_19的AA或AG基因型;
t) SEQ ID NO: 20的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_20的GG或GA基因型;
u) SEQ ID NO: 21的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_21的GG或GA基因型;
v) SEQ ID NO: 22的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_22的GG或GT基因型;
w) SEQ ID NO: 23的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_23的TT或TG基因型;
x) SEQ ID NO: 24的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_24的GG或GT基因型;
y) SEQ ID NO: 25的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_25的GG或GA基因型;
z) SEQ ID NO: 26的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_26的CC或CA基因型。
6.用于产生以登录号NCIMB 42545保藏的种子的子代的方法,所述方法包括:
a) 从以登录号NCIMB 42545保藏的种子中生长出植物;
b) 将所述植物自交一次或多次和/或将所述植物与另一黄瓜植物杂交一次或多次以产生子代种子;
c) 使用分子标记物测定法来筛选所述子代种子或从所述种子生长出的植物或所述种子或植物的部分,所述分子标记物测定法检测选自以下的至少一种SNP标记物:
用于检测2号染色体上的基因渗入片段的SNP_01至SNP_26;
d) 鉴定和/或选择包含SNP标记物SNP_01至SNP_26的子代植物;
其中步骤c)和d)中的SNP标记物选自:
a) SEQ ID NO: 1的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_01的CC或CT基因型;
b) SEQ ID NO: 2的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_02的GG或GA基因型;
c) SEQ ID NO: 3的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_03的GG或GA基因型;
d) SEQ ID NO: 4的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_04的TT或TC基因型;
e) SEQ ID NO: 5的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_05的TT或TC基因型;
f) SEQ ID NO: 6的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_06的CC或CT基因型;
g) SEQ ID NO: 7的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_07的CC或CT基因型;
h) SEQ ID NO: 8的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_08的AA或AG基因型;
i) SEQ ID NO: 9的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_09的TT或TG基因型;
j) SEQ ID NO: 10的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_10的TT或TG基因型;
k) SEQ ID NO: 11的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_11的GG或AG基因型;
l) SEQ ID NO: 12的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_12的GG或GT基因型;
m) SEQ ID NO: 13的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_13的CC或CA基因型;
n) SEQ ID NO: 14的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_14的AA或AG基因型;
o) SEQ ID NO: 15的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_15的CC或CT基因型;
p) SEQ ID NO: 16的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_16的AA或AC基因型;
q) SEQ ID NO: 17的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_17的TT或TC基因型;
r) SEQ ID NO: 18的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_18的GG或GA基因型;
s) SEQ ID NO: 19的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_19的AA或AG基因型;
t) SEQ ID NO: 20的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_20的GG或GA基因型;
u) SEQ ID NO: 21的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_21的GG或GA基因型;
v) SEQ ID NO: 22的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_22的GG或GT基因型;
w) SEQ ID NO: 23的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_23的TT或TG基因型;
x) SEQ ID NO: 24的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_24的GG或GT基因型;
y) SEQ ID NO: 25的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_25的GG或GA基因型;
z) SEQ ID NO: 26的核苷酸75处单核苷酸多态性标记物SNP_26的CC或CA基因型。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP16165594 | 2016-04-15 | ||
EPEP16165594.9 | 2016-04-15 | ||
PCT/EP2017/058759 WO2017178520A1 (en) | 2016-04-15 | 2017-04-12 | Introgression of two yield qtls in cucumis sativus plants |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109862781A CN109862781A (zh) | 2019-06-07 |
CN109862781B true CN109862781B (zh) | 2022-12-27 |
Family
ID=55806165
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201780035788.1A Active CN109862781B (zh) | 2016-04-15 | 2017-04-12 | 黄瓜植物中两种产量qtl的基因渗入 |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US10709089B2 (zh) |
EP (2) | EP3442325A1 (zh) |
JP (1) | JP6995775B2 (zh) |
CN (1) | CN109862781B (zh) |
AU (2) | AU2017251354B2 (zh) |
CA (1) | CA3020802A1 (zh) |
MX (1) | MX2018012621A (zh) |
RU (1) | RU2746936C2 (zh) |
WO (1) | WO2017178520A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114836563B (zh) * | 2022-04-29 | 2023-11-14 | 北京市农林科学院 | 一种鉴定欧洲水果型黄瓜的方法及其专用snp引物组和应用 |
CN116064911B (zh) * | 2022-11-10 | 2024-07-23 | 上海农林职业技术学院 | 与黄瓜密刺和少刺基因共分离的InDel分子标记、检测引物及其应用 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101902905B (zh) * | 2007-12-20 | 2013-08-28 | 孟山都投资股份有限公司 | 提高黄瓜作物产量的方法 |
WO2016059090A1 (en) * | 2014-10-16 | 2016-04-21 | Nunhems B.V. | Yield qtls in cucumber plants |
WO2016059092A1 (en) * | 2014-10-16 | 2016-04-21 | Nunhems B.V. | Yield qtls in cucumber plants |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1782685A1 (en) * | 2005-11-04 | 2007-05-09 | De Ruiter Seeds R&D B.V. | Disease resistant cucumber plants |
NL2000992C2 (nl) * | 2007-11-09 | 2009-05-12 | Nunhems Bv | Nieuwe komkommerplanten met compacte groeiwijze. |
KR102365600B1 (ko) * | 2015-06-09 | 2022-02-21 | 삼성전자주식회사 | 위치 정보 송수신을 위한 방법 및 장치 |
-
2017
- 2017-04-12 MX MX2018012621A patent/MX2018012621A/es unknown
- 2017-04-12 JP JP2018554073A patent/JP6995775B2/ja active Active
- 2017-04-12 EP EP17717675.7A patent/EP3442325A1/en active Pending
- 2017-04-12 EP EP23201655.0A patent/EP4295673A3/en active Pending
- 2017-04-12 RU RU2018140090A patent/RU2746936C2/ru active
- 2017-04-12 WO PCT/EP2017/058759 patent/WO2017178520A1/en active Application Filing
- 2017-04-12 US US16/093,944 patent/US10709089B2/en active Active
- 2017-04-12 CA CA3020802A patent/CA3020802A1/en active Pending
- 2017-04-12 CN CN201780035788.1A patent/CN109862781B/zh active Active
- 2017-04-12 AU AU2017251354A patent/AU2017251354B2/en active Active
-
2020
- 2020-06-03 US US16/891,892 patent/US11412677B2/en active Active
-
2023
- 2023-07-13 AU AU2023204651A patent/AU2023204651A1/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101902905B (zh) * | 2007-12-20 | 2013-08-28 | 孟山都投资股份有限公司 | 提高黄瓜作物产量的方法 |
WO2016059090A1 (en) * | 2014-10-16 | 2016-04-21 | Nunhems B.V. | Yield qtls in cucumber plants |
WO2016059092A1 (en) * | 2014-10-16 | 2016-04-21 | Nunhems B.V. | Yield qtls in cucumber plants |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
"Comparative analysis of marker-assisted and phenotypic selection for yield components in cucumber";Matthew Darwin Robbins · Jack E. Staub;《Theor Appl Genet》;20090531;第119卷;全文 * |
"Genetic linkage map construction and location of QTLs for fruit-related traits incucumber";X. J. Yuan, et al.;《Plant Breeding》;20070807;第127卷;摘要,图1,表4 * |
"Genetic mapping and QTL analysis of fruit and flower related traits in cucumber (Cucumis sativus L.) using recombinant inbred lines";X. J. Yuan,et al.;《Euphytica》;20080530;第164卷;摘要,表4、表5 * |
"Genetic mapping and QTL analysis of horticultural traits in cucumber (Cucumis sativus L.) using recombinant inbred lines";G. Fazio · J. E. Staub · M. R. Stevens;《Theor Appl Genet》;20030625;第107卷;全文 * |
"黄瓜单性结实性状的QTL 定位";武喆 等;《中国农业科学》;20141230;第48卷(第1期);全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20210000048A1 (en) | 2021-01-07 |
WO2017178520A1 (en) | 2017-10-19 |
CN109862781A (zh) | 2019-06-07 |
MX2018012621A (es) | 2019-06-24 |
JP6995775B2 (ja) | 2022-02-04 |
AU2017251354A1 (en) | 2018-11-01 |
EP3442325A1 (en) | 2019-02-20 |
EP4295673A3 (en) | 2024-03-20 |
AU2023204651A1 (en) | 2023-08-10 |
US20190110426A1 (en) | 2019-04-18 |
RU2018140090A3 (zh) | 2020-09-22 |
RU2746936C2 (ru) | 2021-04-22 |
US11412677B2 (en) | 2022-08-16 |
JP2019511237A (ja) | 2019-04-25 |
US10709089B2 (en) | 2020-07-14 |
RU2018140090A (ru) | 2020-05-15 |
EP4295673A2 (en) | 2023-12-27 |
CA3020802A1 (en) | 2017-10-19 |
AU2017251354B2 (en) | 2023-04-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107072162B (zh) | 黄瓜植物中的产量qtl | |
CN107404855B (zh) | 黄瓜植物中的产量qtl | |
AU2023204651A1 (en) | Introgression of two yield QTLs in cucumis sativus plants | |
CN108347890B (zh) | 黄瓜植物中产量qtl的基因渗入 | |
CA3215522A1 (en) | Introgression of tolcndv-es resistance conferring qtls in cucumis sativus plants |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |