KR20100097142A - 콤팩트 성장 특성을 갖는 신규한 오이 식물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오이 번식, 특히 유용한 신규한 특징을 갖는 신규한 오이 식물에 관한 것이다. 이러한 신규한 특징은 성장 특성의 개선을 초래하여, 오이 재배의 단순화 및 개선을 이끈다. 본 발명에 따른 종자 및 신규한 특징을 다른 오이 식물로 도입하는 방법이 또한 포함된다. 본 발명에 따른 식물의 자가-수분 및 타가-수분뿐만 아니라 이러한 식물로부터의 배가 반수체의 생성이 기재되어 있다.

Description

콤팩트 성장 특성을 갖는 신규한 오이 식물{NEW CUCUMBER PLANTS WITH A COMPACT GROWING HABIT}

본 발명은 오이 식물, 특히 쿠쿠미스 사티부스(Cucumis sativus) 종 사티부스, 보다 구체적으로 장 오이 유형, 및 상기 모든 네덜란드 오이의 신규한 특징을 발현하는 오이 게놈의 변형에 관한 것이며, 또한 본 발명은 오이 식물의 모든 종류 및 유형, 예컨대 게르킨(gherkin), 단 오이, 장 오이, 슬라이서 오이 등에 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 식물은 바람직하게는 유한성이기보다는 오히려 무한성이고, 난쟁이 식물은 아니다. 이러한 신규한 식물 유형은 오이의 생산시 덜 노동-집약적인 재배를 필요로 하면서 1개의 식물에 대해 보다 많은 열매를 제공한다. 본 발명의 한 실시양태에서, 보다 큰 재식 밀도가 오이의 재배시에 수득될 수 있다. 본 발명에 따른 식물은 하이-와이어(high-wire) 재배 시스템에 매우 적합하며, 이는 오이의 표준 재배에서 이점을 제공한다(보네캄(Boonekamp)의 2006년 문헌; 훈쿱(Honkoop)의 2006년 문헌). 본 발명에 따른 오이 식물의 보다 콤팩트하고 보다 개화된 유형은 하이-와이어 재배 및/또는 열매의 기계적 수확시에 큰 이점이 된다. 본 발명의 특정 실시양태에서, 신규한 콤팩트 오이 식물은 일반적인 유형의 장 오이(예컨대, 기준 변종 코린다(Korinda) 또는 사브리나(Sabrina))와 비교하여 보다 짧은 절간(및 15개의 절간에 대하여 보다 짧은 줄기 길이), 보다 짧은 곁가지, 보다 긴 종에 대해 녹색으로 유지되는 보다 작고 보다 진한 잎, 덜 "울퉁불퉁(bumpy)"한 잎(나풀거림), 보다 작은 꽃, 잎의 보다 수평인 배향, 보다 짧은 열매, 및 상기 모두의 보다 느린 성장률을 갖는다. 이러한 특징들의 신규한 조합은 상품용 오이 변종, 특히 무한성 장 오이의 개발에 있어 매우 가치가 있다. 이러한 특징은 본원에서 "콤팩트 유전자"로서 지칭되는, 상기 특징을 부여하는 유전자에 대해 이형접합 및 동형접합인 오이 식물에서 정상 장 오이 유형과 통계상 유의적으로 상이하다. 이러한 특징은 단일유전자 중간 유전 형질을 갖는 단일 유전자좌의 발현에 기인한다, 즉 상기 특징은 이들이 '중간' 표현형을 제공하는 경우 이형접합 식물에서보다 동형접합 식물에서 더 표명된다. 이러한 유전자좌는 상기 유전자좌를 포함하는 오이 식물을 상기 유전자좌를 함유하지 않는 단 오이 유형 또는 게르킨 유형 식물과 하이브리드함으로써 수득되는 자손들에서 인접 AFLP 마커의 도움으로 입증되고 모니터될 수 있으며, 해당 유전자좌는, 선택적으로 미숙배 배양 및/또는 상기 종 또는 관련된 종, 예컨대 쿠쿠미스 사티부스 종의 식물과의 하이브리드를 수득하는데 사용되는 다른 방법의 사용 후, 하이브리드화에 의해 본 발명에 따른 오이 식물과 하이브리드화될 수 있는 모든 식물로 도입될 수 있다. 따라서, (콤팩트 유전자에 의해 부여되는 특징을 갖는) 표현형 선택 및/또는 분자 마커 선택 둘 다를 사용하여 쿠쿠미스 사티부스 종의 식물에 대한 콤팩트 유전자를 검출하고/하거나 전이하고 동형접합 콤팩트 또는 이형접합 (중간) 콤팩트 표현형을 갖는 식물을 발생시킬 수 있다. 상기 유전자는 임의의 오이 변종 또는 번식 계통, 한 실시양태에서는 특히 장 오이 변종 또는 계통으로 도입될 수 있으며, 따라서 그의 발현은 변종/계통의 표현형을 빠르게 성장하는 밀폐형 식물로부터 상기 유전자에 의해 부여되는 콤팩트 특징을 갖는 느리게 성장하는 식물로 변화시킬 수 있다. 따라서, 상기 유전자는 하이-와이어 재배시 장 오이 변종을 재배하는 가능성을 열어 두고, 비용 및 노동력을 감소시키며, 재식 밀도 및 수확률을 증가시킨다. 본 발명에 따른 오이 식물은 바람직하게는 무한성이고, 따라서 열매는 장 기간에 걸쳐 수확될 수 있다.

통상적으로 재배되는 오이 식물(쿠쿠미스 사티부스 계통)은 식물 번식에 의해 원 야생형 게르킨/오이 식물로부터 개발되어 왔고, 야생형 게르킨/오이 식물과 본질적으로 표현형이 동일하다. 식물 번식은 통상적인 오이 유형을 생산하였고, 이는 단지 암꽃만을 갖는다. 임의의 종류의 수분 또는 수정없이 오이 열매는 성장하며, 따라서 이는 단위결실이다. 소비자에 의해 야채로서 사용되도록 의도되는 통상적인 오이 열매는 단지 상당히 얇고 성긴 종자를 함유한다. 게르킨, 장 오이, 단 오이, 미니-오이, 스낵 오이, 베이스 알파(Beith Alpha) 오이 및 슬라이서 오이 모두 쿠쿠미스 사티부스 종에 속한다. 오이 같이 긴 호박, 멜론, 호박 및 파티션(patisson)(커스터드 매로우(custard marrow))은 모두 오이 그 자체와 함께 오이-유형 식물의 과 또는 쿠쿠르비타시아(Cucurbitaceae)에 속한다. 대부분의 현행 오이 변종은 두 개의 유전적으로 상이한 모 계통을 교배시킴으로써 수득되는 하이브리드(F1)이다.

오이의 재배는 최고의 수확률로 수득되어야 하는 경우 많은 관심과 노동을 요하는 매우 집약적인 농업 작업이다. 네덜란드, 캐나다 및 주변 국가에서, 그의 재배는 주로 온실에서 일년 내내 진행된다. 열매의 높은 수확률을 확보하기 위해, 과잉의 잎이 알맞은 때에 제거되어야 하며, 따라서 과잉의 식물성 성장에 있어 어떠한 에너지도 손실되지 않고 식물은 그에 대한 작업을 촉진하도록 충분히 개화되어 있어야 한다. 추가로, 개화 식물은 열매의 품질을 개선시킨다. 그러나, 충분한 수의 잎이 식물에서의 최적 광합성, 증발 및 호흡을 보장하도록 유지되어야 한다.

통상적인 장 오이 유형을 생성하는 일반적인 유형의 오이 식물은 그의 특성, 즉 성장률, 곁가지의 길이, 잎의 크기, 잎의 색, 잎에 의한 녹색의 유지, 절간 길이, 꽃의 크기, 열매의 길이 및 그의 성장률에 있어서 거의 변화를 보이지 않는다. 표 1은 장 오이 유형 코린다 품종에 대한 온실에서의 식물, 잎, 꽃 및 열매의 전형적인 특징을 제공한다.

온실에서 오이의 재배를 위해 현재 사용되는 통상적인(전통적인) 방법에서, 식물의 주 줄기는 땅 위로 약 2미터 높이에서 매달린 수평 철사로 유도된다. 식물이 이 높이에 도달하여 상기 철사에 부착되는 경우, 추가의 증식을 종결하기 위해 그의 성장점을 제거함으로써 끝이 잘리며, 그 결과 곁가지가 발생하기 시작한다. 이러한 곁가지는 땅 위로 약 1미터 높이로 하향하여 성장하며, 그 후 성장점은 그들로부터 제거된다. 개화 후 줄기 및 곁가지 또는 덩굴손 상의 열매가 발생하지만, 덩굴손 상의 열매는 줄기 상의 것보다 늦게 발생된다. 열매는 파종 후 약 6주에 수확된다. 이는 전통적인 재배 방법으로서 공지되어 있다.

재배 기간 동안, 식물은 생산에 대한 최고의 수확률 및 높은 품질을 보장하기 위해 정확한 수정, 관개, 풍토 조절, 질병 조절 및 과량의 황색 또는 죽은 잎의 제거의 형태로 집약적인 관심을 필요로 한다. 따라서, 식물의 성장 조건은 완전히 제어되어 식물 표현형에 대한 환경적 인자의 영향을 감소시킨다. 이러한 집약적 작업 및 사용되는 값비싼 온실로 인하여, 이는 비교적 비용이 많이 드는 재배 방법이다. 그러므로, 열매의 품질을 유지하거나 또는 심지어 개선시키는 방식으로 오이의 생산을 늘리고 촉진시키며, 작업을 감소시키는 방법들이 끊임없이 촉구된다. 예를 들면, 한가지 시도로, 어떠한 측면 덩굴손도 성장시키지 않고 모든 수확을 줄기로부터 유래시킨다. 하이-와이어 재배로서 지칭되는 이러한 접근은 작업을 덜 요구하며, 보다 높은 수확률의 품질적으로 보다 우수한 생성물을 제공한다. 그러나, 현행 변종은 그의 급격한 성장 및 긴 절간으로 인하여 너무 오랫동안 성장하기 때문에 이 방법에 매우 적합하지 않는다. 본원에서 기재되는 식물의 콤팩트 특성으로 인해 이러한 유형의 신규한 재배에 보다 적합한 오이 식물 또는 변종이 개발될 수 있다. 또 다른 개발은 수확 로봇의 사용, 예컨대 네덜란드의 바제닌젠 소재의 유니버시티 및 리서치 센터(University and Research Centre)에서의 그린비젼 서비스(GreenVision Service)에 의해 고안된 기존 제품의 사용과 관계가 있다(http://www.greenvision.wur.nl/ 참고). 본 발명에 따른 신규한 콤팩트 식물이 보다 작은, 수평 잎을 갖기 때문에, 그의 열매는 일반적인 유형의 식물의 경우에서보다 상기 로봇에 의해 채집되기에 보다 용이하고 보다 뚜렷하며, 이는 수확 로봇이 사용되는 경우 수확률을 상당히 상승시킨다.

또한, 바람직하게는 이형접합 형태(중간 콤팩트 표현형을 가짐)로 본 발명에 따른 콤팩트 유전자를 포함하는 오이는 오이 생산 분야에 널리 알려진 바와 같이 착수시에 제곱 미터 당 보다 많은 식물을 갖거나, 그 후에 재배 동안 보다 많은 줄기가 발생되도록 허용함으로써 보다 높은 줄기 밀도로 심을 수 있다. 이상적 조건하에 네덜란드에서 장 오이의 현행 하이-와이어 재배시에 대략 제곱 미터 당 약 2.2개의 식물(또는 줄기)의 줄기 밀도와 비교하여, 네덜란드에서 장 오이의 하이-와이어 재배시에 이상적 조건하에 대략 제곱 미터 당 2.6 내지 2.8개의 식물의 줄기 밀도가 가능하게 된다. 따라서, 본 발명의 한 실시양태에서, 본 발명에 따른 오이 식물은 제곱 미터 당 2.2개 초과의 식물(또는 줄기), 바람직하게는 제곱 미터 당 적어도 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 또는 3.0개의 식물(또는 줄기), 또는 그 이상, 보다 바람직하게는 제곱 미터 당 약 2.6 내지 2.8개의 줄기의 줄기 밀도로 성장한다. 본 발명의 한 형태에서, 보다 콤팩트한 식물(본 발명에 따른 콤팩트 유전자가 결여된 전통적인 오이, 예컨대 코린다 또는 사브리나와 비교하여), 예컨대 본 발명에 따른 콤팩트 유전자에 대해 이형접합인 식물의 경우 하이-와이어 재배에서 제곱 미터 당 적어도 약 20%, 바람직하게는 적어도 약 22, 23 또는 24% 이상의 줄기가 사용될 수 있다.

종래 기술에서, 1개의 식물 당 많은 수의 곁가지(다중 분지화)를 지닌 작은 잎을 갖는 게르킨(피클링 오이)의 유형이 옥외 재배되며, 이 식물은 미국 아칸소주에서 동정되었고 H-19 또는 아칸소주 리틀 립(Arkansas Little Leaf)으로서 지정된다(미국 식물 변종 보호 번호 8900073). 이들 단 게르킨 식물의 보다 작은 잎들의 표현형은 단일 열성 유전자에 기인한 것으로 확립되어 왔다(베네르(Wehner) 등의 1987년 문헌; 구데(Goode) 등의 1980년 문헌). 이러한 표현형은 일반적인 장 오이, 예컨대 장 네덜란드 오이의 재배에 이용할 수 없다. 열성 유전자가 포함되기 때문에, 본 발명에 따른 식물의 경우와 달리 이 표현형의 어떠한 중간 형태도 가능하지 않다. 이들 작은-잎 오이의 열매 품질은 정상 잎들을 갖는 시험되는 계통에 비해 열등한 것으로 밝혀졌다(슐테이스(Schultheis) 등의 1998년 문헌). 또한, 본 발명에 따른 식물은 리틀 립에서 알 수 있는 바와 같이 다중 분지화되지 않는다.

또한, 돌연변이 cp 또는 cp2를 포함하는, 이른바 "콤팩트" 오이 식물이 종래 기술에 기재되어 왔다(카우프만(Kauffman) 및 로우어(Lower)의 1976년 문헌 및 쿠비키(Kubicki) 등의 1986년 문헌). 동일한 명칭에도 불구하고, 이들 두 개의 유전자 돌연변이는 본 발명의 콤팩트 유전자와 상이한 게놈 유전자좌에 존재하며 본 발명의 콤팩트 유전자와 상이한 특징을 발현한다. 단일유전자 중간체인 본 발명의 콤팩트 유전자와 대조적으로(동형접합인 경우 콤팩트 표현형을 발현하지만 이형접합인 경우 중간 콤팩트 표현형을 발현함, 표 1, 이형접합 식물 유형 참고), cp 및 cp2는 동형접합 열성이며 돌연변이 대립유전자의 두 카피가 존재하는 경우에만 보다 짧은 절간을 발현하고 돌연변이 대립유전자가 이형접합 형태인 경우 '정상' 표현형을 갖는다. 따라서, 본 발명의 콤팩트 유전자의 이형접합물은 cp 또는 cp2의 이형접합물과 표현형이 매우 상이하고, cp 또는 cp2의 이형접합물은 정상(비-콤팩트 또는 야생형) 표현형을 나타낸다. cp2 돌연변이는 오직 동형접합(cp2/cp2)인 경우 및 오직 bu(부쉬(bushy))라 불리는 다른 돌연변이와의 상호작용시에서만 "중간 형태"를 생성하는 것으로 기술되어 왔다. 또한, 본 발명에 따른 동형접합 콤팩트 식물 및 동형접합 cp 또는 cp2 식물의 특징을 비교하는 경우, 이들은 그의 표현형 특징이 상이하다. 동형접합 cp2/cp2 식물은 50cm 미만(15 내지 35cm)의 주요 덩굴 길이를 가지며, 따라서 난쟁이 유형을 나타내고, 이는 열매의 연속 생산을 위한 표준 네덜란드 여름 온실 조건하에 훨씬 더 긴 줄기를 필요로 하는(바람직하게는 파종 후 50일째에 100cm 초과) 전통적 또는 하이-와이어 재배에 적합하지 않다. 동형접합 cp/cp 식물은 "고도 난쟁이" 식물이며(35cm 미만의 줄기 길이를 가짐), 또한 전통적 또는 하이-와이어 재배에 적합하지 않다. 또한, cp 돌연변이는 부정적 효과, 예컨대 감소된 열매 품질(cp 돌연변이가 결여된 허용되는 시판 품종에 비해 보다 밝은 색, 다소 작은 열매, 보다 큰 종자 강)과 관련된다(카우프만 및 로우어의 1976년 문헌 151쪽, 마지막 단락).

표준 네덜란드 여름 온실 조건 또는 네덜란드 여름 온실 조건은 여름에 네덜란드 오이 개종자에 의해 통상 사용되는 조건이다. 명백하게, 개종자의 선호도, 제조되는 출자, 이용가능한 공급원에 따라 이들 조건의 변화가 있을 수 있지만, 이러한 변화는 본원에 기재된 방법 및/또는 마커를 사용하여 항상 명백하게 동정되는 콤팩트 유전자 특징에 어떠한 영향도 미치지 않는다. 본 발명의 한 실시양태에서, 본원에서 사용되는 표준 네덜란드 여름 조건은 다음과 같다:

28℃에서 질석에의 파종 후(7월 4일), 식물은 약 21℃의 온도와 함께 통상 13 내지 17 식물(plts)/m²의 묘상장에서 암면 블록에 이식된다. 파종 후 약 21일 내지 23일째에, 블록은 암면 석판 상의 네덜란드 온실에 심고, 여기에서 물 및 영양분이 적하되어 첨가된다. 물의 EC는 약 5.5의 pH를 갖는 약 2.0(mS/m)이다. 기상 조건에 따라, EC는 3.0까지 증가할 수 있다. 네덜란드의 경우, 이러한 조건은 재배자마다 다를 수 있다. 온실에서의 온도는 바람직하게는 낮 동안 약 21℃로 밤 동안 18 내지 18.5℃의 온도로 고정된다. 보다 높은 복사로 인하여, 온도는 상승될 수 있지만 바람직하게는 28℃ 이하이다(통풍, 지붕 유리의 수냉각 또는 스크린에 의한 차양에 의해). 재식 밀도는 바람직하게는 약 1.4개의 식물/m²이다.

식물은 수직 덮개에서 약 2.0 내지 2.2m 높이의 수평 와이어로 감긴다. 이러한 식물은 끝이 잘리고, 2개의 곁가지가 상부로부터 하향으로 성장할 것이다. 모든 표준 곁가지가 마지막 2 또는 3개의 곁가지를 제외하고 주 줄기로부터 제거된다. 처음 4 내지 5개의 엽액은 열매 없이 생길 것이다. 다음 엽액은 바람직하게는 1개의 열매가 성숙 열매로 계속 성장할 것이다. 와이어 바로 아래의 식물의 상부에서, 때때로 재배자는 엽액 내의 2개의 열매를 갖는 3개 이하의 마디를 유지할 것이다. 주 줄기 상의 약 400 내지 450g의 성숙 열매를 수확한 후, 재배자는 계속 곁가지 상의 열매를 수확한다. 상기 언급한 조건하에, 식물은 석판 상의 온실에서 이식된 후 16 내지 19일째에 생산되기 시작된다.

콤팩트 유전자가 동일한 복수개의 특징을 부여하는 다른 유전자와 동일한지 여부(존재할 것 같지 않음)가 특성의 대립성에 대해 검사함으로써 확립될 수 있다. 예를 들면, 두 개의 표현형이 유사하거나 동일한 식물(예컨대, 콤팩트 유전자를 갖는 것과 콤팩트 유전자의 존재가 시험되는 것)을 교배하고, F1 및/또는 F2 자손을 특징들의 분리에 대해 분석하였다. 다르게는, 시험되는 유전자의 유전은, 자손을 관찰하고 표현형의 멘델의 분리의 법칙을 결정함으로써 결정된다. 열성으로 유전되는 유전자는 중간 방식에서 유전되는 유전자 또는 우성 유전을 갖는 유전자와 동일할 수 없다.

본 발명에 따른 콤팩트 유전자를 포함하는 오이 식물(장, 단, 게르킨 유형, 등) 중 어느 것도 "난쟁이" 식물(이는 전통적 또는 하이-와이어 재배에 적합하지 않음)이 아니며, 본 발명에 따른 콤팩트 유전자가 결여된 동일한 식물과 비교하여 훨씬 크며, 즉 본 발명에 따른 콤팩트 유전자는 "난쟁이" 식물보다 훨씬 더 크다는 것을 유념한다. 본원에서 사용되는 "난쟁이" 식물은 그의 전체 생활환 동안 및 따라서 또한 정상적인 성장 조건에서 파종 후 50일째에 50cm 미만의 주 줄기를 갖는 것으로서 정의된다. 카우프만 및 로우어(1979년의 문헌, 2 내지 5줄)는 콤팩트 유한성 식물이 8주에 12cm 이하인 것으로 진술하였다. 반면, 본 발명에 따른 식물은 "난쟁이" 식물이 아니며, 표준 온실 조건, 예컨대 네덜란드 여름 온실 조건하에서 성장하는 경우 파종 후 50일째에 50cm 초과, 바람직하게는 70cm, 80cm, 90cm 또는 100cm 초과의 줄기 길이를 포함한다. 또한, 키는 동일한 조건(예컨대, 실시예에 기재된 바와 같은 네덜란드 여름 온실 조건)하에 성장하는 경우 15개의 절간에서 측정되고 비교될 수 있으며, 이에 의해 본 발명에 따른 식물은 cp 또는 cp2 식물보다 훨씬 더 크고 50cm 초과, 바람직하게는 80, 90 또는 100cm 초과의 15개의 절간에서의 줄기 길이를 포함한다(기질로부터 측정되는 경우). 또한, 하기 표 1을 참고하며, 여기에서 오이 식물에 있어서 15개의 절간에서의 줄기 길이에 대한 평균 값은 정상 오이 식물의 경우 147cm이고, 이형접합 콤팩트 식물의 경우 126cm이고, 동형접합 콤팩트 식물의 경우 109cm이다(정상 식물에 대한 값의 74%).

Boonekamp (2006), Groenten & Fruit [= Fruit and Vegetables], Week 31, p. 19 CPVO 프로토콜: Protocol for Distinctness, Uniformity and Stability Tests, Cucumber, Cucumis sativus L. European Union, Community Plant Variety Office, Boulevard Marechal Foch, FR - 49021, Angers Cedex 02. Document CPVO-TP/61/1, adopted on 27/03/2002 (또한 http://www.cpvo.europa.eu, 또는 http://www.cpvo.europa.eu/documents/TP/vegetales/TP_061_CUCUMIS_SATIVUS.pdf에서 이용가능함) Gemes-Juhasz, A. et al. (2002): "Effect of optimum stage of female gametophyte and heat treatment on in vitro gynogenesis induction in cucumber (Cucumis sativus L.)". Plant Cell Reports, 2002, vol. 21 (2), pp. 105-111 Goode et al. (1980): Arkansas Farm Res., 29 (3), p. 4 Honkoop (2006), Groenten & Fruit [= Fruit and Vegetables], Week 38, pp. 6-7 Kauffman and Lower (1976), J. Americ. Soc. Hort. Sci. 101 (2): 150-151 Kubicki et al. (1986), Genetica Polonica, Vol 27 (3-4): 289-298 Scheffe, H (1953): "A Method for judging all contrasts in the Analysis of Variance". Biometrika (1953), 40 (1-2), pp. 87-110 Scheffe, H (1959): "The Analysis of Variance", John Wiley, New York Schultheis et al. (1998): Can. J. Plant Sci., 78, pp. 333-340 van Steekelenburg, N.A.M. (1986): Didymella bryoniae on glasshouse cucumbers. Dissertation, p. 105, Wageningen Agricultural University Vos, P. et al. (1995): "AFLP, a new technique for DNA fingerprinting", Nucleic Acid Research, 23 (21), pp. 4407-4414 Wehner et al. (1987): Cucurbit Genet. Coop. Rpt. 10, pp. 33-34

본 발명은 동형접합 또는 이형접합 형태의, 그의 게놈에서 콤팩트 유전자를 포함하는 오이 식물에 관한 것으로서, 이 경우 이러한 (동형접합 또는 이형접합) 콤팩트 유전자의 발현은 이들 식물이 동일한 조건(예컨대, 네덜란드 여름 온실 조건)하에 성장하는 경우 다음과 같은 표현형 특징의 조합을 나타냄으로써 일반적인 유형의 오이 식물, 예컨대 일반적인 장 오이 유형(예컨대, 품종 코린다 또는 사브리나)과 상이함을 보장한다: 보다 짧은 곁가지, 보다 짧은 절간, 보다 작은 잎, 보다 작은 꽃, 보다 짧은 열매, 및 특히 보다 느린 성장률, 보다 짧은 곁가지, 보다 짧은 절간, 보다 작고 보다 부서지기 쉬운 잎, 보다 진한 녹색이며 덜 "울퉁불퉁"한(결절이 덜함) 잎, 보다 수평인 잎, 보다 작은 꽃, 및 무게가 덜 나가는 보다 짧은 열매(또한, 표 1을 참고). 한 실시양태에 따라, 콤팩트 유전자를 갖는 이들 식물은 장 오이 유형, 예컨대 이형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 하이브리드 장 오이 식물의 것이다. 상기 하이브리드는, 예를 들면 바람직하게는 두 개의 동형접합 모체 계통, 예컨대 정상 장 오이 계통 또는 변종(콤팩트 유전자가 결여됨)을 동형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 본 발명에 따른 식물과 교배시킴으로써 생성된다. 또한, 콤팩트 유전자는 콤팩트 유전자가 결여된 식물을 이형접합 형태로 콤팩트 유전자를 갖는 식물과 교배하고, 콤팩트 유전자를 포함하는 하이브리드 자손을 선택함(본원의 다른 부분에 기재되는 표현형 및/또는 마커 선택을 사용함)으로써 콤팩트 유전자가 결여된 식물로 도입될 수 있다. 또한, 정상 오이(장 유형), 이형접합 콤팩트 식물 및 동형접합 콤팩트 식물 간의 평균 표현형 차이에 대한 표 1을 참고한다.

본 발명의 한 형태는 콤팩트 유전자가 다음과 같은 특성을 부여하는 상기 오이 식물 중 하나에 관한 것이다: a) 동형접합 상태로 콤팩트 유전자를 갖는 식물의 경우, 파종 후 39일 또는 35일째 10번째 본엽의 잎새의 면적은 파종 후 39일 또는 35일째 일반적인 유형의 오이(예컨대, 코린다 품종)의 오이 식물의 잎새의 면적의 50% 이하, 바람직하게는 40% 이하이고, b) 동형접합 상태로 콤팩트 유전자를 갖는 식물의 경우, 파종 후 39일 또는 45일째 꽃잎의 최대 폭은 파종 후 39일 또는 45일째 일반적인 유형의 오이의 꽃잎의 최대 폭의 75% 이하, 바람직하게는 70% 이하이고, c) 동형접합 상태로 콤팩트 유전자를 갖는 식물의 경우, 파종 후 56일째 곁가지의 길이는 일반적인 유형의 오이 식물의 파종 후 56일째 곁가지의 길이의 60% 이하, 바람직하게는 50% 이하이고, d) 동형접합 상태로 콤팩트 유전자를 갖는 식물의 경우, 파종 후 56일째 곁가지 상의 절간의 개수는 일반적인 유형의 오이 식물의 파종 후 56일째 곁가지 상의 절간의 개수의 70% 이하, 바람직하게는 60% 이하이다.

본 발명의 한 형태는 콤팩트 유전자가 다음과 같은 특징을 부여하는 상기 오이 식물 중 하나에 관한 것이다: a) 동형접합 상태로 콤팩트 유전자를 갖는 식물의 경우, (예컨대, 파종 후 약 56일째) 15개의 절간에서 줄기 길이는 (예컨대, 파종 후 56일째) 일반적인 유형의 오이(예컨대, 코린다 품종)의 오이 식물의 줄기 길이의 85% 이하, 바람직하게는 80% 또는 75% 이하이고, b) 동형접합 상태로 콤팩트 유전자를 갖는 식물의 경우, (예컨대 파종 후 35일째) 잎의 폭은 (예컨대, 파종 후 35일째) 일반적인 유형의 오이의 잎의 폭의 70% 이하, 바람직하게는 60% 이하이고, c) 동형접합 상태로 콤팩트 유전자를 갖는 식물의 경우, (예컨대, 파종 후 35일째) 잎의 길이는 (예컨대, 파종 후 35일째) 일반적인 유형의 오이의 잎의 길이의 75% 이하, 바람직하게는 70% 또는 65% 이하이다.

본 발명의 다른 실시양태에서, 이형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하고 (약 10개 이상의 식물의 평균 값을 기준으로 하고 동일한 조건하에 동시에 성장한 대조군 식물과 비교하여) 다음과 같은 콤팩트 특징의 조합(복합)을 포함하는 오이 식물, 바람직하게는 장 유형 오이 식물이 제공된다: 기질로부터 제 15번째 절간까지의 평균 줄기 길이는 콤팩트 유전자가 결여된 정상 오이 식물(예컨대, 장 오이)의 평균 줄기 길이의 95% 이하, 바람직하게는 90% 또는 88% 이하이고; 평균 절간 길이는 콤팩트 유전자가 결여된 정상 오이 식물(예컨대, 장 오이)의 평균 절간 길이의 90% 이하, 보다 바람직하게는 85% 이하이고; 평균 잎 길이는 정상 오이 식물(예컨대, 장 오이)의 95% 이하, 바람직하게는 93% 또는 91%이고; 평균 잎 폭은 콤팩트 유전자가 결여된 정상 오이 식물(예컨대, 장 오이)의 90% 이하, 바람직하게는 88% 또는 87%이고; 평균 잎새 면적은 콤팩트 유전자가 결여된 정상 오이 식물(예컨대, 장 오이)의 90% 이하, 바람직하게는 85% 또는 80%이다. 또한, 이형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 본 발명에 따른 상기 식물은 다음과 같은 특징을 포함할 수 있다: 잎의 배향은 정상 오이 유형(예컨대, 장 오이)보다 더 수평하며, 1 내지 9의 점수에 대해 4 이상, 바람직하게는 4.5 이상의 점수를 갖고(이때 1은 수직에 가까우며 9는 수평에 가깝다); 잎의 색은 정상 오이 유형(예컨대, 장 오이)보다 더 진하고, 1 내지 9의 점수에 대해 5 이상, 바람직하게는 6, 6.5 또는 7 이상의 점수를 갖고(이때 1은 밝고 9는 진한 녹색이다); 잎의 색은 또한 실시예에 기재된 바와 같이 엽록소 함량을 측정함으로써 결정될 수 있고(이형접합 형태로 콤팩트 유전자를 갖는 식물로부터 수득된 잎의 평균 잎 엽록소 함량은 정상 오이 유형보다 더 높고, 실시예에 기재된 바와 같은 에탄올 추출을 사용할 경우 3,000㎍/g 이상의 농도, 즉 동일한 조건하에 성장하고 동일한 나이를 갖지만 콤팩트 유전자가 결여된 잎의 엽록소 농도의 105% 이상, 바람직하게는 108%, 110% 이상, 보다 바람직하게는 115%, 120% 또는 130% 이상의 농도를 갖는다); 꽃은 꽃잎의 길이가 콤팩트 유전자가 결여된 정상 오이 유형(예컨대, 장 오이)의 꽃잎의 85% 이하, 바람직하게는 82%, 보다 바람직하게는 80%로 작고, 꽃잎의 폭이 정상 오이 유형(예컨대, 장 오이)의 꽃잎의 폭의 80% 이하, 바람직하게는 75%, 74% 또는 70%이고; 열매 길이는 또한 정상 오이 유형(예컨대, 장 오이)에 비해 짧고, 콤팩트 유전자가 결여된 정상 오이(예컨대, 장 오이) 열매의 95% 이하, 바람직하게는 90%, 보다 바람직하게는 89%의 길이를 갖는다.

또한, 상기 식물의 종자, 수확된 열매 및 식물 요소(세포 또는 조직 배양물, 꽃가루, 꽃, 등)가 본원에 제공된다. 한 실시양태에서, 상기 중간 콤팩트 특징을 갖는 식물은 NCIMB 수탁 번호 41266으로 기탁된 종자(콤팩트 유전자에 대해 동형접합인 장 유형 오이)로부터 성장한 식물(이로부터 유래된 식물, 예컨대 자식(selfing))을 콤팩트 유전자가 결여된 장 오이 유형 식물과 교배하고, 상기 교배로부터 하이브리드 종자를 수거함으로써, 상기 종자로부터 유래된다. 다수의 다양한 교배 및/또는 자식이 이형접합 형태의 콤팩트 유전자를 장 유형 오이 식물로 도입하여 이형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하고 "중간 콤팩트" 표현형 및 우수한 농경법적 특징을 갖는 하이브리드를 생성시킬 수 있는 것으로 이해된다. 임의의 상기 하이브리드가 본원에 포함된다. 이형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 하이브리드의 선택은 (표현형 콤팩트 특징을 기준으로 한) 표현형으로 및/또는 분자 마커, 예컨대 본원에 기재되거나 기재된 마커로부터 유도된 AFLP 마커, 또는 콤팩트 유전자에 연결된, 콤팩트 유전자가 결여된 오이 식물과 콤팩트 유전자를 포함하는 오이 식물 사이의 다형성인 다른 AFLP 마커를 사용하여 수행될 수 있다. 본원에 개시된 AFLP 마커는 장 오이 유형에서 다형성이 아니며, 따라서 이형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 장 오이 유형의 선택은 식물(또는 이형접합인 것으로 의심되는 식물)을 단 오이 또는 게르킨(둘 다 콤팩트 유전자가 결여됨)과 교배하고, 상기 교배의 자손(예컨대, F1 및/또는 F2 세대)을 콤팩트 유전자좌에 연결된 하나 이상의 AFLP 마커 및/또는 이들로부터 유도된 마커로 분석함을 포함한다. 따라서, 상기 분석을 사용하여 콤팩트 유전자가 단 오이 또는 게르킨과의 교배시에 모체로서 사용되는 장 오이에서 이형접합 형태로 존재하는지 확인할 수 있다.

본 발명에 따른 AFLP 마커로부터 "유도된" 마커는 콤팩트 유전자좌에 여전히 연결되고, 원 AFLP 마커로부터 5kb 이내, 바람직하게는 4, 3, 2, 1, 0.5kb 이하 이내 또는 원 AFLP 마커 서열 그 자체 내의 인접 영역에서 발견되는 분자 마커이다. 따라서, 유도된 마커는 원 AFLP 마커 및/또는 본 발명의 원 AFLP 마커의 서열을 사용하여 발생될 수 있다. 예를 들면, AFLP 마커는 서열화될 수 있고(예컨대, DNA 마커 밴드는 겔로부터 수득되며 서열화될 수 있다), 다형 현상은 AFLP 마커 서열 또는 한 면 상의 인접 AFLP 마커 서열(예컨대, 원 AFLP 마커 서열로부터 약 1, 2, 3, 4 또는 5kb 이내)을 사용하여 동정될 수 있다. 그 후, 이로부터 동정된 다형 현상은 분자 검출 분석을 사용하여 검출된다. 예를 들면, AFLP 마커는 서열화된 후 CAPS 분석(이의 기법은 당해 분야에 널리 알려져 있다(문헌[Akopyanz et al., Nucleic Acid Research, 20:6221-6225 (1992) and Konieczny & Ausubel, The Plant Journal, 4:403-410 (1993)] 참고))에서 검출될 수 있는 CAPS(분열 증폭된 다형성 서열) 마커, 또는 인델(삽입/결실) 마커로 전환될 수 있다. CAPS 분석은 PCR에 의해 마커 유전자좌를 증폭시킨 후 제한 효소로 분해시킴을 포함한다. 또한, AFLP 마커는 당해 분야에 공지된 방법을 사용하여 STS 마커 또는 SNP 마커/분석으로 전환되거나 임의의 다른 유도된 분자 마커로 전환될 수 있다. 본원에서 AFLP 마커를 언급하는 경우 그로부터 유도된 마커들이 심지어 명백하게 언급되지 않는 경우에도 실시양태로서 포함되는 것으로 이해된다.

본 발명의 한 형태에서, 오이 식물은 콤팩트 유전자의 이형접합 존재로 인하여 자가-수분에 의해 수득된 자손은 콤팩트 유전자가 결여된 일반적인 장 오이의 식물, 이형접합 (중간 콤팩트) 유형의 식물, 및 콤팩트 유전자에 대해 동형접합인 콤팩트하게 성장한 식물을 약 1:2:1의 비율로 분리된 개체군, 또는 콤팩트 유전자에 대해 이형접합인 식물의 배가 반수체 생성 후, 콤팩트 유전자가 결여된 일반적인 유형의 오이 식물의 대략 50% 및 콤팩트 유전자에 대해 동형접합인 콤팩트하게 성장한 식물의 대략 50%로 분할된 개체군을 갖는다. 또한, 본 발명은 콤팩트 유전자의 표현형 특징이 단일유전자 중간 유전을 갖고, 콤팩트 유전자가 동형접합 상태인 경우 대부분 표현형으로 발현되는(즉, 가장 강한 콤팩트 표현형을 갖는) 상기 식물을 포함한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 또한 콤팩트 유전자의 존재가 이형접합(예컨대, 하이브리드) 오이 식물(및/또는 이형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 것으로 의심될 수 있는 것)을 게르킨 또는 단 오이 식물과 교배하고, 생성된 F1 식물(및/또는 F2 식물)을 AFLP 방법의 도움으로 하나 이상, 또는 2, 3, 4, 5, 또는 6 이상의 AFLP 마커 E14/M61_M873.6, E19/M50_M280.2, E24/M49_M211.5, E17/M54_M179.0, E16/M47_M426.1, E16/M47_M411.0 및/또는 E16/M47_M402.9, 또는 이들로부터 유도된 마커, 또는 콤팩트 유전자가 인접한 다른 다형성 AFLP 마커, 특히 AFLP 마커 E14/M61_M873.6 및/또는 E19/M50_M280.2, 또는 이들로부터 유도된 마커를 사용하여 분석함으로써 증명될 수 있는 상기 식물을 포함하며, 여기에서 콤팩트 유전자가 입증된 자가-수분된 F1 식물로부터 수득된 F2 개체군의 분리는 상기 AFLP 마커 또는 이들로부터 유도된 마커 중 하나 이상(또는 2, 3, 4, 5, 6 이상, 또는 모두 7개)에 의한 콤팩트 특징들의 공동-분리를 나타낸다. 따라서, 콤팩트 이형접합 및 게르킨 또는 단 오이 간의 교배로부터 수득된 F1 식물은 이형접합 콤팩트 특징: 정상 특징에 대해 1:1로 분리되며, 마커는 콤팩트 특징으로 공동-분리된다. 이형접합 콤팩트 F1 식물의 자식에 의해 수득된 F2 과는 동형접합 콤팩트: 이형접합 콤팩트: 정상 특징에 대해 1:2:1로 분리되며, 마커는 콤팩트 특징으로 공동-분리된다.

콤팩트 유전자좌에 인접한 마커("인접 마커")는 콤팩트 유전자좌의 한 면 상에 위치한 마커를 지칭한다(즉, 마커는 유전자좌의 한 면에 있거나, 또는 유전자좌의 다른 한 면에 있다). 바람직하게는, 한 쌍의 인접 마커가 본원에 기재된 임의의 마커 보조 선택 또는 검출 방법에 사용되고, 이때 하나의 인접 마커는 유전자좌의 한 면에 있고, 다른 인접 마커는 유전자좌의 다른 면에 있다. 그러나, 또한, 단일 인접 마커가 사용될 수 있다. 도 1에서, 예를 들면 E14/M61-M873.6 및 E19/M50-M280.2가 각각 0.05cM 및 0.67cM의 거리에서 위치한 한 쌍의 인접 마커이다.

본원에서 콤팩트 유전자에 연결된 특정 AFLP 마커에 관한 실시양태는 또한 콤팩트 유전자를 포함하는 식물과 콤팩트 유전자가 결여된 식물 사이에 다형성이고, 콤팩트 유전자좌에 연결되는 다른 AFLP 마커 및 이로부터 유도된 마커에 적용될 수 있다. 그러한 다른 다형성 AFLP 마커는, 예를 들면 상이한 분리 개체군을 제조하고/하거나 더 많은 AFLP 프라이머 조합을 스크리닝하고, 다형성 마커를 동정하고, 콤팩트 유전자좌 근처의 마커를 맵핑함으로써 발견될 수 있다. 따라서, 콤팩트 유전자좌에 연결되고 장 오이와 콤팩트 유전자좌를 포함하는 식물 사이에 다형성인 AFLP 마커가 발견될 수 있고, 예를 들면 콤팩트 유전자를 다른 식물로 전이하거나 콤팩트 유전자를 식물에서 검출하기 위해 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 이는 오직 본 발명에 따른 콤팩트 식물을 사용하는 경우에만 가능하고, 따라서 종래 기술의 물질을 기준으로 하는 경우 가능하지 않다.

본 발명의 한 형태에서, 본 발명에 따른 식물과 비교되는 일반적인 유형의 오이의 생성된 식물은 콤팩트 유전자에 대해 이형접합인 식물의 자가-수정에 의해 발생된 1:2:1 분리 개체군에서 콤팩트 성장없는 식물의 약 25%, 또는 콤팩트 유전자에 대해 이형접합인 식물의 배가 반수체 생성 후 콤팩트 성장없는 식물의 약 50%를 포함한다. 본 발명의 한 실시양태에서, 일반적인 오이 유형의 식물은 사브리나 또는 코린다 변종에 속한다. 따라서, 콤팩트 유전자에 대해 이형접합인 것으로 의심되는 식물은 a) 상기 식물을 자식하고 자식된 식물을 상기 기재된 바와 같은 1:2:1 분리 비율의 동형접합 콤팩트: 이형접합 콤팩트: 정상 특징에 대해 분석하거나, 또는 b) 식물로부터 배가 반수체(DH)를 생성시키고 DH 식물에서 1:1 분리의 정상: 동형접합 콤팩트 특징을 분석함으로써 분석/동정/선택될 수 있다.

또한, 본 발명은 콤팩트 유전자에 대해 동형접합이고 콤팩트 특징을 나타내는 오이 식물을 포함한다. 그러한 식물은 교배에 의해 콤팩트 유전자를 임의의 다른 오이 식물로 도입하고, 선택하고, 식물에서 콤팩트 유전자의 존재를 검출하는데 적합하다. 한 실시양태에서, 콤팩트 유전자에 대해 동형접합인 식물은 NCIMB 41266으로 기탁된 장 오이 유형 종자(이는 콤팩트 유전자에 대해 동형접합이다)의 식물 또는 그로부터 유래된 식물이다. 콤팩트 유전자에 대해 동형접합인 식물은 바람직하게는 장 오이 유형이지만, 또한 다른 오이 유형(단 또는 게르킨, 등)일 수도 있다.

또한, 본 발명은 넌자 비.브이.(Nunza B.V.)(현재는 넌헴스 비.브이.(Nunhems B.V.)로 불림) 회사에 의해 부다페스트 조약에 따라 2005년 3월 29일에 41266으로 NCIMB 리미티드에 기탁된 종자(콤팩트 유전자에 대해 동형접합인 장 오이 유형 식물의 종자)로부터 유래될 수 있는 콤팩트 유전자를 포함하는 임의의 상기 식물을 포함한다(NCIMB 리미티드의 주소는 스코틀랜드 에이비21 9와이에이 아베르딘 벅스번 크레이브스톤 이스테이트 페르구손 빌딩이다). 이는 기탁된 종자로부터 성장한 식물의 표현형 및 유전자형 특징의 전체 세트를 갖는 식물로 제한되지 않는다. 또한, 본 발명은 콤팩트 유전자를 그의 게놈에서 포함하는 상기 식물 중 하나의 종자, 세포 또는 조직뿐만 아니라 콤팩트 특징을 갖고 본 발명에 따른 콤팩트 유전자에 대해 이형접합 또는 동형접합인 상기 식물의 종자, 세포 또는 조직, 및 상기 종자로부터 성장한 식물을 포함한다.

또한, 본 발명은 동형접합 또는 이형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 NCIMB 번호 41266으로 기탁된 오이 식물 및 식물 요소, 및 그로부터 유래된 오이 식물 및 식물 요소를 포함한다. 따라서, 콤팩트 유전자는 기탁된 종자로부터 수득될 수 있고, 상기 기탁된 식물(또는 상기 기탁된 식물을 교배시키고/시키거나 자식시킴으로써 수득된 식물)을 다른 오이 식물과 교배시키고, 상기 교배로부터 자손을 얻음으로써 다른 오이 식물로 전이될 수 있다. 따라서, 콤팩트 유전자를 포함하는 식물은 통상적인 번식을 통해 기탁된 종자로부터 수득될 수 있고, 본원에 기재된 임의의 식물은 식물 형질전환을 거치지 않고 통상적인 번식을 통해 바람직하게는 수득된다(즉, 식물은 유전자이전 식물이 아니다). 콤팩트 유전자를 포함하고 NCIMB 41266으로부터 유도된/유도될 수 있는 오이 식물은 장 오이, 단 오이, 게르킨 등 중 어느 하나이고, 바람직하게는 그의 성장이 무한성이다.

본 발명의 한 형태에서, 콤팩트 유전자는 한편에서는 NCIMB 41266으로 기탁된 종자로부터 성장한 식물과 다른 한편으로는 단 오이 또는 게르킨 식물 간의 하이브리드화의 경우, 특히 단 오이 계통 또는 변종의 식물, 예컨대 마나르(Manar) F1과의 하이브리드화의 경우 AFLP 마커 E14/M61_M873.6 및/또는 E19/M50_M280.2에 의해 인접하는 유전자이다.

또한, 본 발명은 동형접합 또는 이형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 임의의 상기 식물을 다른 오이 식물과 교배하여 콤팩트 유전자를 쿠쿠미스 사티부스 종의 다른 식물로 도입하는 방법을 포함한다. 한 실시양태에서, 콤팩트 유전자가 전이된 식물은 하나 이상의 콤팩트 특징을 기준으로 표현형으로 선택된다. 자손은 추가로 자식시키고/시키거나 교배시킴으로써 얻어지는 자손 또는 교배의 직계 자손(F1)일 수 있다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 전이는 추가적으로 또는 단독으로 수행될 수 있고/있거나, 이때 자손은 단 오이 또는 게르킨 식물과의 하이브리드화의 경우, 또는 배가 반수체의 미생물학적 제조 방법 또는 시험관내 세포 배양이 사용되는 경우, 콤팩트 유전자와 인접한 하나 이상의 다형성 AFLP 마커 또는 그로부터 유도된 마커가 사용되는 기술적 방법의 도움으로 콤팩트 유전자의 존재에 대해 검사된다.

따라서, 다음과 같은 단계를 포함하는, 콤팩트 유전자를 쿠쿠미스 사티부스 종의 식물로 도입하고/하거나 쿠쿠미스 사티부스 종의 하이브리드 종자를 발생시키는 방법이 제공된다:

(a) 콤팩트 유전자가 결여된 쿠쿠미스 사티부스 식물(예컨대, 정상 장 오이 계통 또는 변종)을 제공하는 단계;

(b) 단계 (a)의 식물을, 콤팩트 유전자를 예컨대 동형접합 형태로 포함하는 쿠쿠미스 사티부스 식물과 교배하는 단계;

(c) 상기 교배로부터 하이브리드 종자를 수득하는 단계.

선택적으로, 콤팩트 유전자 특징의 표현형 분석이 단계 (a), (b) 및/또는 (c)로 수행될 수 있다. 또한 선택적으로, 단 오이 또는 게르킨과의 시험 교배를 수행하고 그러한 교배의 자손에서 마커의 존재/부재를 분석함으로써 AFLP 마커 분석이 수행될 수 있다.

또한, 다음과 같은 단계를 포함하는, 식물이 동형접합 또는 이형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는지 여부를 결정하는 방법이 제공된다:

(a) 콤팩트 유전자를 포함하는 것으로 의심되는 식물을 단 오이 식물 또는 게르킨 식물(콤팩트 유전자가 결여됨)과 교배시켜 F1 식물을 수득하거나, 콤팩트 유전자를 포함하는 것으로 의심되는 식물을 자식시켜 S1 식물을 수득하는 단계;

(b) 단계 (a)로부터 수득된 F1 또는 S1 자손을 하나 이상의 AFLP 마커 또는 그로부터 유도된 마커를 사용하여 분석하는 단계;

(c) 단계 (a)로부터 수득된 콤팩트 유전자를 포함하는 F1 또는 S1 자손을 자식시켜 F2 또는 S2 식물을 수득하고, 수득된 F2 또는 S2 식물을 하나 이상의 AFLP 마커 또는 그로부터 유도된 마커를 사용하여 분석하는 단계; 및

(d) AFLP 마커의 공동-분리 및 단계 (b) 및/또는 (c)의 콤팩트 특징을 기준으로, 원 식물이 동형접합 또는 이형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는지 여부를 결정하는 단계.

본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 방법과 동일하지만 단계 (b)가 생략된 다른 방법이 제공된다.

사용되는 AFLP 마커는 본원의 다른 곳에서 기재된 것, 즉 콤팩트 유전자에 연결된 마커이다.

상기 방법은 식물 표현형이 또한 단계 (b) 및 (c)에서 분석되는 것을 암시한다, 즉 콤팩트 특징의 존재 또는 부재가 결정된다.

원 식물이 콤팩트 유전자에 대해 이형접합인 경우, F1은 콤팩트 유전자(이형접합 콤팩트 특징을 가짐)에 연결된 AFLP 마커를 포함하는 식물과 AFLP 마커가 결여된(콤팩트 특징이 결여된) 식물에 대해 1:1로 분리된다. 그 후, 콤팩트 유전자를 포함하는 식물을 자식시킴으로써 수득되는 F2는 동형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 식물(AFLP 마커 및 콤팩트 특징을 포함함): 이형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 식물(AFLP 마커 및 콤팩트 특징(중간 형태)을 포함함): AFLP 마커 및 조밀한 특징이 결여된 식물을 1:2:1로 분리시킨다. 마찬가지로, 원 식물이 콤팩트 유전자에 대해 이형접합인 경우, S1은 1:2:1로 분리될 것이다(1 동형접합 콤팩트: 2 이형접합 콤팩트: 1 비콤팩트/정상).

원 식물이 콤팩트 유전자에 대해 동형접합인 경우, 모든 F1 식물은 AFLP 마커 및 콤팩트 특징을 포함하는 이형접합이고, F2는 상기 기재된 바와 같이 1:2:1로 분리된다. 원 식물이 콤팩트 유전자에 대해 동형접합인 경우, 모든 S1 식물은 또한 동형접합이다.

또한, 본 발명은 콤팩트 유전자가 하이브리드되어 있는, 동형접합 상태로 콤팩트 유전자를 포함하는 하이브리드 오이 식물(이형접합 상태로 존재) 중 하나를 사용하여 하이브리드 오이 식물의 종자를 제조하는 방법, 특히 시험관내 세포 배양의 사용을 포함하는 방법을 포함하며, 또한 콤팩트 유전자를 포함하는 본 발명에 따른 하이브리드 식물의 식물, 열매 및 종자를 포함한다.

한 실시양태에서, 콤팩트 유전자를 쿠쿠미스 사티부스 종의 식물로 도입하고/하거나 쿠쿠미스 사티부스 종의 하이브리드 종자를 발생시키는 방법이 제공되며, 상기 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다:

(a) 콤팩트 유전자가 결여된 쿠쿠미스 사티부스 식물, 예컨대 정상 장 오이 계통 또는 변종을 제공하는 단계;

(b) 단계 (a)의 식물을 동형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 쿠쿠미스 사티부스 식물과 교배하는 단계;

(c) 상기 교배로부터 F1 종자를 수득하는 단계;

(d) 상기 F1 종자 또는 F1 식물로부터 시험관내 세포 배양을 사용하여 배가 반수체(DH) 식물을 발생시키는 단계;

(e) 콤팩트 유전자에 대해 동형접합인 배가 반수체 식물을 선택하고 콤팩트 유전자가 결여된 DH 식물을 버리는 단계;

(f) DH 식물을 콤팩트 유전자가 결여된 식물과의 교배시에 모체로서 사용하여 이형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 하이브리드를 생성하는 단계.

본 발명의 추가의 실시양태에서, 시험관내 기법은 동형접합 또는 이형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 본 발명에 따른 식물을 유지 및/또는 증식시키기 위해, 예를 들면 종자에 의한 증식을 방지하고/하거나 시험관내 기법에 의한 동일한 하이브리드를 증식시키기 위해 사용된다. 그러한 방법은, 예를 들면 세포 또는 조직 배양 기법을 사용하는 본 발명에 따른 식물의 영양계 또는 영양 번식을 포함한다. 따라서, 콤팩트 유전자를 포함하는 식물의 외식체의 시험관내 세포 또는 조직 배양이 본원에 포함되며, 이는 콤팩트 유전자를 포함하는 복수개의 영양계 또는 영양 생식된 식물 뿐만 아니라 상기 식물의 종자, 열매, 꽃 및 조직이다. 시험관내 기법은 당해 분야에 공지되어 있으며, 예컨대 문헌[Mohammadi and Sivritepe, 2007, J of Biol. Sciences 7: 653-657], 문헌[Ahmad and Anis, 2005, Turk J Botany 29: 237-240] 또는 문헌[Handley and Chambliss, 1979, HortScience 14:22-23]을 참고한다.

또한, 본 발명은 AFLP 마커 E14/M61_M873.6, E19/M50_M280.2, E24/M49_M211.5, E17/M54_M179.0, E16/M47_M426.1, E16/M47_M411.0 및/또는 E16/M47_M402.9 중 하나 이상(또는 적어도 2, 3, 4, 5, 6개 또는 7개 모두), 특히 AFLP 마커 E14/M61_M873.6 및/또는 E19/M50_M280.2, 또는 그로부터 유도된 마커를 사용하여 식물 번식 방법의 여러 단계에서의 식물, 열매, 종자, 식물 조직 또는 세포에서 콤팩트 유전자의 존재를 검출하는 방법뿐만 아니라 식물, 종자, 세포 또는 조직으로부터 유래된 생물학적 물질(예컨대, DNA)에서 콤팩트 유전자의 존재를 검출하는 방법을 포함한다.

더 나아가, 본 발명의 한 형태는 콤팩트 유전자를 포함하는 식물에서 성장한 오이 열매의 형성시, 수확 로봇의 도움으로 오이 열매를 수확하는 방법, 및 하이-와이어 방법에 의해 오이 식물을 재배하는 방법에 관한 것으로서, 여기서 해당하는 오이 식물은 상기 식물 중 하나이며, 특히 일반적인 오이 재배에서보다 제곱 미터 당 적어도 5, 10, 15 또는 20% 이상의 줄기가 존재하는 상기 종류의 방법에 관한 것이다.

도 1은 "4001-유전자좌"로서 본원에서 지칭되는 콤팩트 유전자좌의 유전자 맵을 나타낸다(실시예 2 참고). 4001 유전자좌의 유전자 맵은 그 위에 EcoRI/MseI AFLP 마커와 함께 나타나 있으며, EcoRI/MseI AFLP 마커는 단 오이 또는 게르킨 식물과 식물의 하이브리드화에서 콤팩트 유전자의 존재를 검출하는데 사용될 수 있다. 유전자 거리는 식물 4001(콤팩트 유전자에 대해 동형접합)과 마나르 F1(단 오이)의 하이브리드화로부터 발생한 4180개의 개체로 이루어진 F2 개체군을 기준으로 한다.
도 2는 재배의 동일한 조건하에 수득되는(항상 파종 후 35 내지 40일째에 제거됨) 식물의 열매, 꽃 및 잎의 비교도이며, 이때 잎은 모든 경우 제 15번째 잎이다. 도 2a는 콤팩트 유전자에 대해 동형접합인 식물(왼쪽), 콤팩트 유전자에 대해 이형접합인 식물(중앙) 및 콤팩트 유전자가 결여된 코린다 유형의 대조군 식물(오른쪽)로부터 수확한 전형적인 열매의 비교도이다. 도 2b는 콤팩트 유전자에 대해 동형접합인 식물(오른쪽), 콤팩트 유전자에 대해 이형접합인 식물(중앙) 및 코린다 유형의 대조군 식물(왼쪽)로부터 제거된 전형적인 잎 및 꽃의 비교도이다. 도 2c는 콤팩트 유전자에 대해 동형접합인 식물(오른쪽), 콤팩트 유전자에 대해 이형접합인 식물(중앙) 및 코린다 변종의 대조군 식물(왼쪽)로부터 제거된 전형적인 꽃의 꽃잎의 상세한 비교도이다.
도 3은 콤팩트 유전자에 대해 동형접합인 식물(샘플 1 및 4), 콤팩트 유전자에 대해 이형접합인 식물(샘플 2, 5 및 6) 및 정상 오이 식물(샘플 3 및 7)의 잎 샘플에서 엽록소 흡광도(도 3a) 및 엽록소 농도(㎍/g)를 나타낸다.

본 발명은 본원에서 "콤팩트 유전자"로 지칭되는 특정 유전자를 갖는 오이 식물에 관한 것으로서, 이때 콤팩트 유전자는 동일한 환경 조건하에 성장하는 경우 상기 유전자가 결여된 통상적인 오이 식물, 예컨대 정상 장 오이 유형(예컨대, 코린다 품종)의 표현형의 경우보다 더 느린 성장률 및 더 길게 녹색으로 머물고 그 보다 더 작고 더 진한 잎을 갖는 식물의 형성에 의해 (이형접합 또는 동형접합) 콤팩트 표현형으로 발현된다. 이러한 "콤팩트 유형"의 잎은 일반적인 유형의 것보다 더 부서지기 쉬우므로, 이들은 엽맥에서 보다 쉽게 꺾인다. 그러나, 꺾인 잎은 곧바로 황색으로 변하고 시들어가는 일반적인 유형의 식물의 손상된 잎과 달리 녹색으로 머물며 생기가 있다. 더 나아가, 콤팩트 유형의 잎은 일반적인 오이 유형의 경우에서 그러하듯이 수평이며 시들지 않는다. 따라서, 콤팩트 표현형은 식물을 통한 보다 나은 환기를 허용하고, 그의 개화된 구조는 식물 및 열매를 보다 뚜렷하게 만들어서 이를 사용하여 작업하는 것이 보다 용이해진다. 또한, 꽃은 보다 작으며, 보다 짧고 좁은 꽃잎을 갖는다(또한, 도 2를 참고). 식물은 또한 콤팩트 유전자가 결여된 식물보다 더 짧은 곁가지 및 보다 더 짧은 절간 길이를 갖는다. 그 자체로 동형접합 콤팩트 표현형을 갖는 식물은 보다 느리게 성장하기 때문에 장 오이의 표준 상업적 재배에 적합하지 않지만, 중간 형태에서 콤팩트 유전자 표현형 특징("콤팩트 특징"으로 지칭됨)을 나타내는 하이브리드(이형접합) 장 오이 식물의 생성 및 다른 유형의 재배에 매우 유용하다. 상업적 재배에서, 유전적으로 상이한 두 개의 모 계통을 교배함으로써 수득되는 하이브리드 식물(콤팩트 유전자에 대해 이형접합)이 대부분 사용된다. 콤팩트 유전자가 동형접합 상태로 존재하는 모 계통을 사용하고 이 식물을 콤팩트 유전자가 부재한 다른 모 계통(예컨대, 정상 장 오이 변종 또는 계통)과 하이브리드화/교배하는 경우, 중간 발현시에 "콤팩트 특징"의 독특한 조합("이형접합 또는 중간 콤팩트" 표현형)을 나타내는 이형접합 하이브리드 식물이 수득되므로, 예컨대 "동형접합 콤팩트" 유형의 식물보다 더 빨리 성장하고 더 큰 열매를 갖지만 예컨대 그의 게놈에서 콤팩트 유전자가 결여된 일반적인 유형의 식물보다 더 짧은 절간을 갖는 하이브리드 식물이 수득된다. 도 2a, 2b 및 2c를 참고하고, 여기서 도면 각각의 중앙은 이형접합 중간 식물을 나타낸다. 본 발명에 따른 식물의 사용은 또한 보다 높은 수확률의 열매를 제공할 수 있다. 그의 특별한 특징들의 조합으로 인하여, 본 발명에 따른 이형접합 하이브리드 식물은 최적 성장을 가지며, 이는 수확률이 높은 것 외에 일반적인 (온실) 방법에 의한 덜 노동-집약적인 재배를 허용하며 따라서 수득되는 오이의 품질이 우수하다.

본 발명에 따른 콤팩트 유전자의 발현에 기인한 이러한 특징들의 최적 조합은 일반적인 장 오이 유형의 경우에 공지되지 않다. "단 오이" 식물 유형 및 게르킨에 의해 형성된 종래의 하이브리드는 아직 이러한 독특한 식물 유형을 유도하지 못하였다(또한, 실시예의 표 2 참고). 바람직한 특징에 연결되는 몇몇 다른 바람직하지 않은 특징들의 전이없이 식물 번식시 하이브리드화에 의해 목적하는 특징을 한 식물에서 다른 식물로 전이하는 것은 어렵다. 역교배 및 선택에 의해 이들 바람직하지 않은 특징들을 제거하는 것은 종종 불가능하거나 특히 어렵다. 본원에 기재된 발명은 임의의 연결된 부정적 특징들을 갖지 않고 단순한 유전적 원리를 갖는 식물들을 개발했다는 점에서 독특하다.

또한, 본 발명에 따른 콤팩트 유전자는 다른 식물로 도입될 수 있거나, 하나의 유전자 또는 몇몇 유전자에 의해 생성된 다른 유용한 특징들과 조합될 수 있다. 예를 들면, 질병에 대해 완전 내성 또는 부분(중간) 내성을 갖는 본 발명에 따른 콤팩트 특징을 갖는 내성 하이브리드를 생성시키기 위해, 본 발명에 따른 식물과 예컨대 흰가루병 내성(사파에로테카 풀리지니아(Sphaerotheca fuliginea)(Schlecht. ex Fr.) 및/또는 에리시페 시코라세아룸(Erysiphe cichoracearum)(DC. ex Merat emend. Salm), 또한 백색증으로도 불림)을 포함하는 오이 식물을 교배하여 콤팩트 유전자를 포함하는 식물과 다른 오이 식물 간에 하이브리드를 생성할 수 있다. 예를 들면, 콤팩트 유전자는 또한 오이 식물로 도입되어 유럽 특허 제 1,433,378 호에 기재된 바와 같은 겨울에 재배하는 동안 일어나는 괴사없이 완전 흰가루병 내성을 가질 수 있다. 또한, 오이 엽맥 황화 바이러스(CVYV)에 대한 내성(예컨대, 표준 변종 토르낙(Tornac)에 존재하는 내성) 및/또는 오이 황색 발육 저지 장애 바이러스(CYSDV)에 대한 내성을 갖는 이형접합 콤팩트 하이브리드 식물을 수득할 수 있다(예컨대, 유럽 특허 제 1,317,558 호 또는 국제 특허 출원 공개 제 WO 2007/05301 호 참고). 추가로, 부록 1에서 포인트 44 내지 51하에 CPVO 프로토콜에 언급된 바와 같이(문헌 참고), 공지된 오이 종을 사용함으로써 다이디멜라 브리오니아(Didymella bryoniae)(흑색 반점 또는 미코스파에렐라(Mycosphaerella), 문헌[van Steekelenburg, 1986])에 대한 내성 또는 하나 이상의 병원균 내성을 갖는 이형접합 콤팩트 하이브리드 식물을 수득할 수 있다.

본 발명을 설명하고 청구범위 및 명세서의 해석을 돕기 위해 다음과 같은 정의가 포함되지만, 본 출원을 기준으로 한 법적인 보호 범위를 제한하고자 함은 아니다.

"분자 마커"는 게놈에서 유전자, 대립유전자 또는 유전자좌에 연결된 DNA 기반 마커이며, 이는 분자 마커, 예컨대 핵산 하이브리드화 기준 마커(예컨대, RFLP 마커) 또는 PCR 증폭 기준 마커(예컨대, RAPD 마커, AFLP 마커, 단일 뉴클레오타이드 다형 현상 또는 SNP 마커, 또는 서열 태그된 부위 또는 STS 마커) 또는 PCR과 제한 효소 분석의 조합 기준 마커(예컨대, CAPS 마커)의 존재가 유전자, 대립유전자 또는 유전자좌의 존재의 지표인 경우 분자 방법을 사용하여 검출된다.

"AFLP 마커" 또는 증폭된 단편 길이 다형 현상 마커는 당해 분야에 공지된 분자 마커이며, AFLP 분석을 사용하여 검출될 수 있고, 보스(Vos) 등에 의해 기재된 바와 같이(1995년), 사용되는 아댑터에 대한 상보성 서열, 효소 특이적 서열과 함께 1, 2 또는 3개의 선택적 뉴클레오타이드를 포함하는 프라이머 쌍 및 제한 효소를 사용한다. 또한, 실시예를 참고한다. 증폭은, 결과적으로 예를 들면 마커를 포함하는 주형 DNA(유전자에 연결된 DNA 영역)를 증폭하는 경우 폴리아크릴아마이드 겔 상에 특정 크기를 갖는 DNA 밴드를 생성시키지만, 마커 서열이 상이한(이 경우 마커는 본원에서 "부재"한 것이라 불린다) 식물의 주형 DNA를 사용하는 경우 상기 크기를 갖는 어떠한 밴드도 존재할 수 없다. 다형성 밴드(마커)의 크기는 마커의 명칭으로 표시되며, 이는 사용되는 제한 효소 및 프라이머이다.

용어 "포함하는"은 제시된 부분, 단계 또는 성분의 존재를 특정하는 것으로서 해석되지만 하나 이상의 추가의 부분, 단계 또는 성분의 존재를 배제하지 않는다.

"표현형"은 식물의 유전자형과 그의 환경 간의 상호작용으로부터 생긴 식물의 관찰가능한 외관이다. 이는 식물의 관찰가능한 형태학적 및 생리학적 특징 모두를 포함한다.

"유전자형"은 유기체의 전체적인 유전적 유전자 정보이며, 이는 특정한 방식으로, 부분적으로 환경 요소의 영향하에 표현형을 발현시킨다.

본원에서 사용되는 "오이 식물"은 쿠쿠미스 사티부스 계통 종의 식물, 종자 또는 배아, 또는 임의의 다른 식물 요소를 나타낸다. 용어 "오이 열매"는 구체적으로 열매를 지칭하기 위해 사용된다. 이러한 오이 열매는 게르킨, 장-, 단-, 미니-오이(베이스 알파 오이) 또는 미디-오이일 수 있다. 또한, 본 발명은 본 발명에 따른 식물로부터 수확된 오이 열매를 포함할 뿐만 아니라 그의 임의의 용도 및 처리 방법을 포함한다. 오이 식물은 재배된 식물 또는 번식 계통일 수 있지만, 바람직하게는 야생 식물 또는 야생 수탁 또는 식물 도입(PI)/진뱅크(genebank) 수탁은 아니다.

"일반적인 오이 식물 유형" 또는 "정상" 오이 유형의 "일반적인 오이 식물"은 상기 정의된 바와 같지만, 그 게놈에서 본 발명에 따른 콤팩트 유전자가 결여되어 있고 콤팩트 특징이 결여된(추가로 하기를 참고한다) 오이 식물이다. 콤팩트 유전자는 교배 및 선택(표현형 및/또는 마커 기준 선택)에 의해 상기 일반적인 식물로 도입될 수 있다. 일반적인 오이 식물의 예는 장 오이 유형, 예컨대 코린다 또는 사브리나 품종 등이 있다. 코린다 식물 유형으로 성장한 종자(F1 하이브리드)는 2008년 9월 23일에 NCIMB 수탁 번호 41585로 부다페스트 조약하에 NCIMB(스코틀랜드 에이비21 9와이에이 아베르딘 벅스번 크레이브스톤 이스테이트 페르구손 빌딩 소재)에서 출원인 넌헴스 비.브이.에 의해 기탁되었다. 코린다는 오이 개종자에게 공지된 널리 이용되는 오이 식물 유형이지만, 많은 관심이 없었고 오직 출원인만이 코린다에 대한 종자를 기탁하였다.

본원에서 "콤팩트 유전자가 결여된" 또는 "콤팩트 유전자가 없는" 식물은 본 발명에 따른 (예를 들면 NCIMB 41266의 종자로부터 유래된 식물로부터 수득될 수 있는) 콤팩트 유전자의 (돌연변이) 대립유전자가 그 게놈에 포함되지 않는 식물을 지칭하고, 1 또는 2개의 카피에서 게놈의 다른 곳에 존재하는 경우 (하기 정의된 바와 같은) 식물의 (동형접합 또는 이형접합) "콤팩트 특징"이 생성된다. 대신에, "콤팩트 유전자가 결여된" 상기 식물은 콤팩트 유전자의 "야생형" 대립유전자(의 2개의 카피)를 포함하며, 이는 예컨대 코린다 품종과 같은 "정상" 표현형을 생성시킨다. 따라서, "야생형" 대립유전자는 정상 오이 식물에서 발견되는 바와 같은 유전자의 대립유전자이고, 이는 동형접합 형태로 존재하는 경우 정상 오이 표현형(콤팩트하지 않음)을 야기시킨다.

용어 "품종"(약어로 "cv") 및 "변종"은 본원에서 동의어로 사용된다.

"계통" 또는 "번식 계통"은 매우 유사한 유전자형 및 표현형을 갖는 식물의 그룹이다. 이는 자가-수정에 의해 또는 식물 세포, 세포 배양물 또는 조직 배양물을 사용하는 영양 증식에 의해 또는 오이 식물로부터 DH 계통을 생성함으로써 수득되는 몇몇 세대 후 식물의 자손에 의해 형성될 수 있다.

"표현형 선택"은 하나 이상의 표현형 특징, 예컨대 형태학적 및/또는 생리학적 특징을 기준으로 한 식물의 선택을 지칭하며, 예를 들면 하나 이상의 콤팩트 특징이 표현형으로 선택될 수 있다.

"분자 마커 기준 선택"은 하나 이상의 분자 마커를 기준으로 한 식물의 선택을 지칭한다. 예를 들면, 콤팩트 유전자의 한 식물에서 다른 식물로의 전이는 유전자에 연결된 하나 이상의 분자 마커의 도움으로 수행될 수 있고/있거나, 식물에서의 콤팩트 유전자의 존재 또는 부재는 유전자에 연결된 하나 이상의 분자 마커의 도움으로 결졍될 수 있다.

"하이브리드화"는 본원에서 식물의 교배(한 식물을 다른 식물과 교배 수분시키고 수분된 식물로부터 자손을 획득함)를 지칭하며, 핵산과 관련하여, 한 개의 핵산의 상보성 핵산으로의 분자 결합이 지칭된다.

"형질전환된 식물"은 또한 키메라 동종 또는 이종 유전자가 당해 분야에 공지된 형질전환에 의해 도입되는 식물이다. 반면, 비형질전환된 식물은 그의 게놈에 키메라 유전자를 포함하지 않는다. 본 발명에 따른 오이 식물은 바람직하게는 형질전환 방법을 사용하지 않고 콤팩트 유전자가 도입된, 통상적인 번식에 의해 수득될 수 있는 비형질전환된 식물이며, 이때 식물은 키메라 유전자 또는 벡터 모두 또는 일부를 포함하지 않는다.

"식물 변종"은 공지된 최저 등급의 동일한 식물학적 분류내의 식물 그룹이며, 이는 (식물 개종자의 권리의 승인 조건을 만족시키는지의 여부와 관계없이) 특정 유전자형 또는 유전자형의 조합으로부터 발생한 특징들의 발현을 기준으로 정의될 수 있으며, 그러한 특징들 중 하나 이상의 발현에 의해 임의의 다른 식물 그룹과 구별될 수 있고, 독립체로서 간주될 수 있는데, 이는 어떠한 변화없이 증식될 수 있기 때문이다. 따라서, 용어 "식물 변종"은 심지어 이들이 동일한 종류의 것인 경우에도, 이들이 1개의 유전자좌 또는 유전자(또는 이러한 단일 유전자좌 또는 유전자에 기인한 일련의 표현형 특징)의 존재에 의해 모두 특징되지만 다르게는 다른 유전자좌 또는 유전자와 관련하여 서로 매우 상이할 수 있는 경우, 식물의 그룹을 나타내는데 사용될 수 없다. 콤팩트 유형의 식물, 즉 본 발명에 따른 콤팩트 유전자를 포함하고 NCIMB 41266으로 기탁된 기준 종자로부터 유래될 수 있는 식물은 기탁된 종자의 것과 비교할 경우 매우 상이한 표현형 특징 및 유전자형 조성을 갖는 다수의 상이한 오이 식물을 포함하지만, 단지 한 개의 공유된 특징(콤팩트 유전자)만을 갖는 표현형이 상이한 식물의 그룹은 식물 변종의 상기 정의에 속하지 않는다. 따라서, 콤팩트 특징을 포함하는 오이 식물을 제조하는 기술적 가능성은 단일 오이 변종에 제한되지 않고, 임의의 오이 변종에 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 식물의 표현형 특징은 콤팩트 유전자의 존재로 인하여 본원에서 "콤팩트 특징"으로 지칭되고, 따라서, 이들 특징을 함유하는 식물은 "콤팩트 식물", "콤팩트 유형" 또는 "콤팩트 식물 유형"으로 지칭된다. 이러한 식물은 콤팩트 유전자에 대해 동형접합 또는 이형접합이고, 각각 "동형접합 콤팩트" 식물, 콤팩트 유형 또는 콤팩트 식물 유형, 및 "이형접합 콤팩트" 또는 "중간 콤팩트" 식물, 콤팩트 유형 또는 콤팩트 식물 유형으로 지칭된다.

단일유전자 "열성" 유전자는 오직 두 개의 표현형 발현, 즉 우성 표현형(이에 의해 모든 유전자에 대해 동형접합 및 이형접합인 식물은 동일한 우성 표현형을 갖는다) 및 열성 표현형(이에 의해 열성 대립유전자에 대해 동형접합인 식물은 열성 표현형을 발현한다)을 갖는다. 반면, 단일유전자 "중간" 유전자는 세 개의 표현형 발현을 가지며, 이에 의해 동형접합 열성 식물은 표현형 특징이 강하게 발현되고, 동형접합 우성 식물은 표현형 특징이 약하게 발현되고, 이형접합 식물은 강한 값과 약한 값 사이에 놓이는 표현형 특징을 갖는다. 불확실성을 방지하기 위해, 표현 "사이에 놓인다"는 (평균) 점수가 극한의 중간에 놓이는 것을 의미하지 않고 (평균) 점수가 보다 높은 점수 아래 및 보다 낮은 점수 위에 놓이는 것을 의미한다.

콤팩트 특징의 "중간 발현" 또는 "중간 표현형/표현형 발현"은 이형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 식물이 발현되고, 콤팩트 유전자에 대해 동형접합인 식물과 콤팩트 유전자가 결여된 식물에 의해 나타나는 콤팩트 특징들 간에 놓이는 콤팩트 특징을 지칭한다. 예를 들면, 콤팩트 이형접합물의 절간 길이는 콤팩트 유전자가 결여된 식물보다 더 짧지만 콤팩트 동형접합물보다 더 길다. 또한 표 1을 참고한다.

"유전자좌"는 주어진 유전자가 위치하는 게놈 상의 장소이다.

"F1, F2 등"은 두 개의 모 식물 또는 모 계통을 교배한 후 얻은 관련된 세대의 자손들을 지칭한다. 두 개의 모 식물을 교배한 후 얻은 종자로부터 성장한 식물은 'F1' 식물 또는 하이브리드로 지칭된다. 이러한 F1 식물의 자가-수정에 의해 F2 세대 등이 초래된다.

"배가 반수체"(또는 DH)는 종래 기술로부터 공지된 바와 같은(예컨대, 미국 특허 제 5,492,827 호 또는 제임스 주하즈(Gemes-Juhasz) 등의 2002년 문헌), 식물의 반수체 세포(예컨대, 꽃가루, 소포자 세포 또는 난세포)의 게놈을 배가시키고 이들로부터 이배체 식물을 재생시키는 기술적(시험관내) 방법을 사용하여 수득된 식물이다.

용어 "하이브리드", "F1 하이브리드" 또는 "하이브리드 식물"은 두 개의 유전적으로 상이한 모 계통을 하이브리드화시킴으로써 수득된 종자로부터 성장한 종자 및 식물을 나타내기 위해 사용된다. F1 하이브리드 식물은 다음 세대에서, 즉 F2 세대에서 전형적인 특징의 분리를 특징으로 한다. 따라서, 이러한 특징은 하이브리드에서 유전적으로 불안정하다. 하이브리드 개발 방법은 종래 기술로부터 널리 알려져 있다(예컨대, 미국 특허 제 4,822,949 호에 기재된 방법을 참고). 예를 들면, 콤팩트 유전자가 결여된 일반적인 오이 유형의 어머니 모 계통을 동형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 아버지 모 계통과 교배시키는 경우(그 반대로, 동형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 어머니 모 계통을 콤팩트 유전자가 결여된 아버지 모 계통과 교배시키는 경우), 콤팩트 특징의 중간 발현을 갖는 F1 하이브리드가 수득되며, 이는 상업적인 오이 재배, 보다 특히 하이-와이어 재배의 경우, 예컨대 장 오이에 있어 큰 관심이 된다.

본원에서 사용되는 "단 오이 변종 또는 계통" 또는 "단 오이 식물 또는 유형"은 약 15 내지 20cm의 길이를 갖는 전형적인 "목"(문헌에서 CPVO 프로토콜에 대한 부록 1에서 포인트 23의 설명을 참고)이 없는 또는 실질적으로 없고, 열매의 매끄럽거나 약간 엽맥이 있는 표면을 갖고, 단위결실 열매 형성을 갖는 녹색 열매를 특징으로 한다. 잎은 일반적으로 중간 정도 크거가 크다. 단 오이 변종 유형의 예는 알라미르(Alamir) 및 터불런스(Turbulence) 변종, 또는 CPVO 프로토콜(이 프로토콜에 대한 부록 1에서의 포인트 19를 참고)에 따른 열매의 길이에 대해 1 내지 6의 점수를 받은 오이 식물이 있다. 다른 단 오이 변종의 예는 마나르, 베이스 알파, 맥시멈(Maximum), 사릭(Saric), 토르낙, 키안(Kian), 아라벨라(Arabella), 멜리타(Melita), 이사티스(Isatis), 비타라(Vitara)가 있다.

본원에서 사용되는 "게르킨 변종 또는 계통" 또는 "게르킨 식물"은 약 12 내지 15cm의 길이를 갖는, 종종 약간 밝은 마블형 말단 및 옹이를 갖지만 종종 엽맥이 없는 가시형 피부를 갖는 중간 녹색 열매를 특징으로 한다. 잎은 일반적으로 작거나 중간 크기이다. 게르킨 유형의 예는 카프라(Capra) 및 델피나(Delphina) 변종이 있다.

본원에서 사용되는 용어 "장 오이 변종 또는 계통" 또는 "장 오이 식물" 또는 "장 오이 유형"은 중간 녹색인 밝은 엽맥이 있는 피부 및 몇몇 목을 갖고, 단위결실 열매 형성을 갖는 약 30 내지 37cm 길이(또는 그 이상, 예를 들면 40cm 또는 42cm 이상)의 열매를 특징으로 한다. 잎은 일반적으로 크거나 매우 크다. 장 오이 유형의 예는 사브리나 및 코린다 변종, 또는 CPVO 프로토콜(이 프로토콜에 대한 부록 1에서의 포인트 19를 참고)에 따른 열매의 길이에 대해 7 내지 9의 점수를 받은 오이 식물이 있다. 다른 장 오이 변종은, 예를 들면 보데가(Bodega), 볼로그나(Bologna), 카마로(Kamaro), 플라민고(Flamingo), 디스코버(Discover), 칼룬가(Kalunga), 카스자(Kasja), 로기카(Logica), 밀라곤(Millagon), 니콜라(Nicola), 밀리카(Milika), 만누엘라(Manuela), 프라이다(Frida), 악티바(Activa), 알라야(Alaya), 사반나(Savanna), 시에나(Sienna), 벨라(Bella), 쉐이라(Sheila), 보르난드(Bornand)가 있다.

본 발명의 한 실시양태에서, 콤팩트 유전자는 장 오이 식물, 단 오이 식물 또는 게르킨, 특히 무한성 오이 식물에 존재한다. "무한성" 오이는 식물 성장이 가축성 눈이 꽃 조직으로 전환되기 때문에 멈추는, 즉 식물이 전체 생활환을 통해 그 길이가 계속 성장하고 또한 계속 열매를 생성하는(즉, 유한성 오이 식물과 대조적으로, 한번에 열매가 되지 않는다) 오이이다. 본 발명의 특정 실시양태에서, 콤팩트 유전자는 장 오이 식물, 특히 상업적 재배, 특히 온실에서 적합한 장 오이 식물에 존재한다. 본 발명의 한 형태에서, 이러한 온실 재배는 하이-와이어 재배이다. 본 발명의 다른 형태에서, 본 발명에 따른 콤팩트 유전자는 H-19 또는 아칸소주 리틀 립 유형에 존재하는, 리틀 립 유전자좌(ll)를 함유하지 않는 오이 식물에 존재하며, 그러한 오이 식물은 특히 장 오이의 상업적 온실 재배, 보다 구체적으로 하이-와이어 재배에 적합하다. 본 발명의 또 다른 실시양태에서, 본 발명에 따른 콤팩트 유전자는 cp 또는 cp-2 유전자좌를 함유하지 않는 오이 식물에 존재한다.

"콤팩트 유전자"는 오이 게놈의 특정 유전자좌에 위치한 유전적 특성이며, 이는 예를 들면 일반적인 장 오이 유형(예컨대, 통상적인 장 오이 유형, 예를 들면 코린다 변종의 식물)과 비교하여 본원에서 정의된 전형적인 콤팩트 특징의 형성에 의해 콤팩트 식물의 표현형으로 발현된다.

본원에서 사용되는 용어 "콤팩트 특징"은 (동형접합 또는 이형접합의) 본 발명에 따른 콤팩트 유전자의 식물 게놈에서의 존재로 인한 특성들의 전체 표현형 특징을 나타낸다. 본 발명의 한 형태에서, 이러한 특징들 중 몇몇은 콤팩트 유전자와 함께 다음 세대로 유전된다. 동형접합 콤팩트 특징은 이형접합 콤팩트 유전자보다 더 작은 꽃잎 및 잎 및 보다 짧은 열매를 갖는 보다 더 콤팩트한 식물을 초래한다. 보다 구체적으로, 콤팩트 특징은 하기(통계적으로 유의적임) 표현형 특징들의 조합을 포함하며(표 1 참고), 이는 상기 유전자가 결여된 정상 장 오이로 도입되는 경우 강한 또는 중간 등급을 부여한다: 15개의 절간에서 보다 짧은 줄기 길이, 보다 짧은 절간, 보다 작은 잎, 보다 작은 꽃, 및 보다 짧은 열매. 본 발명의 한 형태에서, 콤팩트 특징은 다음과 같은 조합을 포함한다: 15개의 절간에서 보다 짧은 줄기 길이, 보다 느린 성장률, 보다 짧은 절간, 보다 작고 수평이며(직립), 나풀거리고(덜 울퉁불퉁함 또는 결절이 덜함), 진한 녹색이고, 잘 부서지는(보다 빠르게 꺾일 수 있음) 잎, 보다 작은 꽃, 보다 작고 가벼운 열매, 특히 콤팩트 유전자에 대해 동형접합인 식물(예컨대, NCIMB 41266으로 기탁된 종자로부터 성장한 동형접합 식물, 또는 콤팩트 유전자에 대해 동형접합이고 콤팩트 유전자에 대해 이형접합인 식물로부터 수득되는 배가 반수성 식물)에서 자명한 특징이며, 이러한 식물은 야생형 식물(즉, 콤팩트 유전자가 없는 식물), 예컨대 일반적인 오이 유형의 식물과 비교하여 15개의 절간에서 유의적으로 보다 짧은 줄기 길이, 보다 짧은 곁가지, 보다 짧은 절간, 보다 작은 잎, 보다 작은 꽃 및 보다 짧은 열매를 가지며, 콤팩트 유전자에 대해 이형접합인 식물의 자가-수정 후 1:2:1 분리 개체군으로 콤팩트 성장을 갖지 않는 식물의 약 25%, 또는 콤팩트 유전자에 대해 이형접합인 식물로부터 배가 반수성 생성 후에 수득된 콤팩트 성장을 갖지 않는 식물의 약 50%를 갖는다. "식물의 약 25%" 및 "식물의 약 50%"는 특정한 특징의 멘델의 분리법칙을 지칭하는 유전학적 및 유전적 형질의 지식을 갖는 숙련자에 의해 잘 이해된다. 100개의 식물 개체군에서, 특정한 특징들에 대한 1:2:1 비율, 즉 정상: 중간 콤팩트: 콤팩트 표현형을 갖는 식물의 약 25%: 약 50%: 약 25%가 반드시 정확히 25, 50 및 25개의 식물이 기재된 표현형을 가질 필요가 없는 것으로 이해되며, 유전적 및 비유전적 인자들이 멘델의 분리법칙에 영향을 줄 수 있지만 통계적으로 약 25%, 50% 및 25%가 언급한 표현형이다.

따라서, 상기 콤팩트 유전자 특징은 콤팩트 유전자와 함께 유전되고 따라서 콤팩트 유전자가 도입되는 식물로 도입되는 다수의 표현형 특징이다. 특징의 강도는 콤팩트 유전자가 동형접합 또는 이형접합 형태로 존재하는지에 좌우된다. 따라서, 콤팩트 특징은 정상 오이(콤팩트 유전자 결여)와 동형접합 또는 이형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 오이, 또는 동형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 식물과 이형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 식물을 비교한다. 상기 특징들의 비교는 항상 동일한 조건에서 성장한 다수의 식물(예컨대, 10, 15, 20개 또는 그 이상의 식물)의 평균 값의 비교를 포함하여 임의의 식물-대-식물 변이를 예측한다.

본 발명에 따른 콤팩트 유전자에 대해 동형접합인 식물은 특히, 15개의 절간에서의 줄기 길이(동형접합 형태의 야생형보다 더 유의적으로 짧다), 잎의 길이 및 폭(동형접합 상태의 야생형보다 더 유의적으로 작다), 잎새의 면적(동형접합 상태의 야생형보다 더 유의적으로 작다), 꽃잎의 길이 및 폭(동형접합 상태의 야생형보다 더 유의적으로 작다), 열매의 무게(동형접합 상태의 야생형보다 더 유의적으로 작다), 열매의 길이(동형접합 상태의 야생형보다 더 유의적으로 짧다) 및 곁가지 상의 절간의 수(동형접합 상태의 야생형보다 더 유의적으로 적다)에 대하여 야생형을 갖는 식물(콤팩트 유전자가 없는 것, 예컨대 코린다 변종)과 유의적으로 상이한 뚜렷한 콤팩트 특징에 의해 가장 쉽게 동정된다. 첨부된 도 2a, 2b 및 2c는 열매의 길이, 잎의 크기 및 꽃의 크기에 대하여 정상 장 오이(코린다 변종으로 예시됨)와 본 발명에 따른 이형접합 및 동형접합 콤팩트 식물 간의 명백히 인식될 수 있는 표현형 차이를 보여준다.

본 발명에 따른 한 형태에서, 본 발명에 따른 콤팩트 유전자에 대해 동형접합인 식물은 각 유형(즉, 한편에서는 동형접합 콤팩트 식물이고 다른 한편에서는 대조군 식물)의 20개 이상의 식물에 대한 측정치의 평균 값에 기초하여 동일한 성장 조건(바람직하게는 여름에, 즉 네덜란드 여름 온실 조건하에서, 파종되지만 일년 내내 파종도 가능하다)하에 콤팩트 유전자를 갖지 않는 식물(본원에서 대조군 식물로 지칭됨, 예컨대 상기 유전자가 결여된 동일한 유형의 오이 변종 또는 계통)과 비교하여 다음과 같은 전형적인 콤팩트 특징들의 조합을 특징으로 한다:

- 동형접합 상태로 콤팩트 유전자를 갖는 식물의 파종 후 39 또는 35일째 10번째 본엽의 최대 폭은 파종 후 39일 또는 35일째 대조군 식물에 대한 10번째 본엽의 폭의 70% 이하, 바람직하게는 60% 이하이다.

- 동형접합 상태로 콤팩트 유전자를 갖는 식물의 파종 후 39 또는 35일째 10번째 본엽 상의 잎새의 면적(0.5 × 잎의 최대 폭 × 최저 잎 열편 지점으로부터 잎의 말단까지 잎의 최대 길이)은 파종 후 39 또는 35일째 대조군 식물에 대한 잎새 면적의 50% 이하, 바람직하게는 40% 이하이다.

- 동형접합 상태로 콤팩트 유전자를 갖는 식물의 파종 후 39 또는 45일째 꽃잎의 최대 폭은 파종 후 39 또는 45일째 대조군 식물에 대한 꽃잎의 최대 폭의 75% 이하, 바람직하게는 70% 이하이다.

- 동형접합 상태로 콤팩트 유전자를 갖는 식물의 파종 후 56일째 곁가지의 길이는 대조군 식물의 파종 후 56일째 곁가지의 길이의 60% 이하, 바람직하게는 50%이하이다(길이는 곁가지가 부착된 지점으로부터 곁가지의 말단까지로 취한다).

- 동형접합 상태로 콤팩트 유전자를 갖는 식물의 파종 후 56일째 곁가지 상의 절간의 개수는 대조군 식물의 파종 후 56일째 곁가지 상의 절간의 개수의 70% 이하, 바람직하게는 60% 이하이다.

상기 비교 시험에서 사용되는 대조군 식물은, 예를 들면 콤팩트 유전자를 함유하지 않는 유도된 식물이고, 예컨대 콤팩트 유전자에 대해 이형접합인 식물의 자가-수분 후 분리된 개체군으로부터 선택되거나, 또는 콤팩트 유전자에 대해 이형접합인 식물(콤팩트 유전자가 없는)로부터 유래된 대략 50%의 배가 반수체(DH) 개체군으로부터의 식물, 또는 다르게는 콤팩트 유전자가 없는 대표적인 동일한 유형의 오이 식물인 오이 식물, 예컨대 오이의 코린다 또는 사브리나 변종 식물과 같은 장 오이 유형의 식물일 수 있다.

따라서, 콤팩트 유전자를 갖는 식물은 콤팩트 유전자에 대해 동형접합인 식물에서 상기 명백한 표현형 특징의 독특한 조합에 기초하여 항상 동정될 수 있다. 콤팩트 유전자에 대해 동형접합인 식물의 제조는, 상기 유전자에 대해 동형접합인 식물로부터 콤팩트 유전자에 대해 이형접합인 식물을 수득하는 표준 관습과 마찬가지로, 종래 분야에서의 표준 절차에 따른다.

식물의 표현형 특징, 예컨대 잎의 크기는 재배 방법 및 환경 요소(예컨대, 온도, 빛, 습도 및 영양물의 양)에 따라 약간의 차이를 나타낼 수 있으므로, 바람직하게는 동일한 성장 조건을 사용해야 하는 것이 자명하다, 예컨대 오이 재배의 표준/전통 방법 또는 하이-와이어 방법이 야생형(콤팩트 유전자 결여)과 본 발명에 따른 이형접합 및/또는 동형접합 식물 간의 비교를 위해 사용될 수 있으며, 이들 모두는 동일한 조건하에 성장된다.

콤팩트 특징은, 콤팩트 유전자를 함유하는 것으로 의심되는 식물로부터 출발하여 자가-수분 후 또는 배가 반수체의 형성 후 수득된 유도된 식물의 특징들을 비교하고, 콤팩트 특징들을 단일유전자, 중간 유전에 따른 이형접합, 동형접합 및 야생형(콤팩트 유전자 결여)으로 예상되는 패턴에 따라 함께 판단함으로써, 예컨대 콤팩트 유전자에 대해 이형접합인 하이브리드 식물에서 동정될 수 있다. 동형접합 식물의 상호 하이브리드화(또는 자가-수분)에 있어서, 어떠한 분리의 특징도 없지만, 콤팩트 특징의 유전은 콤팩트 유전자에 대해 동형접합인 식물과 야생형 (동형접합) 식물, 예컨대 종래 분야에 공지된 장 오이 식물, 예를 들면 코린다 변종 식물을 교배함으로써 수득되는 식물의 자가-수분 후에도 여전히 입증될 수 있다.

본원에서 사용되는 콤팩트 유전자좌는 하이브리드화에 의해 단 오이 또는 게르킨 식물로 도입된 후 AFLP 마커 E14/M61_M873.6, E19/M50_M280.2, E24/M49_M211.5, E17/M54_M179.0, E16/M47_M426.1, E16/M47_M411.0 및/또는 E16/M47_M402.9 중 하나 이상, 특히 AFLP 마커 E14/M61_M873.6(대략 0.05cM에서) 및/또는 E19/M50_M280.2(대략 0.67cM), 또는 이들 AFLP 마커 중 하나로부터 유래된 마커(예컨대, STS 또는 SNP 마커 또는 CAPS 마커)에 인접하고, 보다 구체적으로 NCIMB 41266으로 기탁된 종자로부터 성장한 식물의 단 오이 또는 게르킨 식물, 예컨대 마나르 F1 유형의 단 오이 식물과의 하이브리드화에서 인접한 유전자좌이다.

이형접합 식물에서 본 발명에 따른 콤팩트 유전자의 존재가 가리키는 것은 이형접합 오이 식물의 자가-수정 후 약 25%의 동형접합 콤팩트 유형, 약 50%의 이형접합 콤팩트 유형 및 약 25%의 야생형(콤팩트 특징이 없거나 콤팩트 유전자가 없음)의 1:2:1의 비율, 또는 배가 반수체에서의 1:1 분리(이 경우 약 50%의 DH가 콤팩트 유전자에 대해 동형접합이고 나머지 대략 50%는 야생형, 즉 콤팩트 유전자가 없는 야생형에 동형접합이다)의 콤팩트 특징들의 분리이다. 이는 이러한 콤팩트 특징들이 단 오이 또는 게르킨 식물에 의해 형성된 하이브리드에서 콤팩트 유전자와 인접한 특이적 AFLP 마커를 사용하여 공동-분리되는 경우, 하기 기재된 바와 같이 단 오이 또는 게르킨 식물에 의해 형성된 하이브리드의 AFLP 마커 분석에 의해 확립될 수 있다. 분리된 오이 식물의 표현형 비교에서, 물론 동일한 성장 조건이 사용되며, 동일한 비교 측정 및 관찰이 동일한 지점에서 동시에 이루어진다. 별도의 대조군 식물이 포함되는 경우, 이들은 일반적인 장 오이 유형의 식물, 예컨대 사브리나 또는 코린다 변종의 식물, 특히 코린다 변종의 식물 중에서 선택될 수 있다. 콤팩트 유전자가 결여된 식물의 자식화에 의해 복수개의 콤팩트 특징들이 결여된 모든 자손이 생길 것이다.

본 발명에 따른 AFLP 마커는 해당 식물이 본 발명에 따른 콤팩트 유전자를 함유하는 지를 확립하기 위해 사용될 수 있다. 이는 분석될 식물의 단 오이 또는 게르킨 식물과의 하이브리드화 및 수득된 F1 및/또는 F2 세대에서 마커 및/또는 표현형 분석 후 오이 게놈 상의 특정 유전자좌(본 발명에 따른 AFLP 마커에 의해 결정됨)를 사용하여, 콤팩트 특징들의 공동-분리에 기초하여 수행될 수 있다. 마커 분석은 도 2에 나타나고 표 1 및 2에 표시한 바와 같이 명백히 관찰가능한 표현형 콤팩트 특징들로 인해 필수 단계는 아니다.

마커 분석에서, 콤팩트 유전자에 대해 이형접합인 것으로 의심되는 가능한 하이브리드 오이 식물을 게르킨 또는 단 오이 식물과 교배한다. 대부분의 단 오이 및 게르킨 변종 또는 계통이 이 목적을 위해 사용될 수 있지만, 단 AFLP 마커가 배경에 사용될 수 있어야 한다. 용이한 표현형을 위해, 가능하게는 교배되는 본 발명에 따른 콤팩트 식물의 것과 상이한 표현형을 갖는 동형접합 계통으로부터의 단 오이 또는 게르킨 식물(예컨대, 밝은 색 잎을 갖는 큰 잎의 단 오이 유형)을 사용하는 것이 알맞다. 적어도 AFLP 마커 E16/M47_M426.1에 의해 동정되는 단 오이 유형, 예컨대 널리 알려진 단 오이 변종 마나르 F1의 식물, 또는 마나르 F1 변종의 것과 유사한 표현형을 갖는 동형접합 식물이 특히 적합하다.

가능한 하이브리드 오이 식물(콤팩트 유전자에 대해 이형접합임)과 게르킨 또는 단 오이 식물 간의 하이브리드화에서, 콤팩트 특징들은 약 50%의 콤팩트 특징( 및 인접 AFLP 마커)을 갖는 식물 및 그렇지 않은 나머지가 1:1 비율로 존재한다. 게르킨 또는 단 오이 식물과의 하이브리드화로부터 수득된 콤팩트 특징을 갖는 식물의 자가-수분 후, F2 식물을 수득하였으며, 이는 콤팩트 유전자 또는 콤팩트 특징에 대해 동형접합인 식물(인접 AFLP 마커를 포함함), 콤팩트 유전자 또는 콤팩트 특징에 대해 이형접합인 식물(인접 AFLP 마커를 포함함), 및 콤팩트 유전자 또는 콤팩트 특징이 결여되지만, 단 원(하이브리드) 식물이 콤팩트 유전자에 대해 실제로 이형접합인 야생형 식물(인접 AFLP 마커가 결여됨) 간의 1:2:1 비율의 분리를 나타낸다.

이어서, AFLP 마커 E14/M61_M873.6, E19/M50_M280.2, E24/M49_M211.5, E17/M54_M179.0, E16/M47_M426.1, E16/M47_M411.0 및/또는 E16/M47_M402.9 중 하나 이상, 및 가장 최적으로는 마커 E14/M61_M873.6 및/또는 E19/M50_M280.2를 사용한 마커 분석이 상기 식물들의 유전자형에 대해서 수행될 수 있다. 표현형 분석(표현형으로 콤팩트 특징들의 분리)을 유전자 분석(단 오이 또는 게르킨 하이브리드화에서 하나 이상의 마커의 분리)과 비교하는 경우, 본 발명에 따른 콤팩트 유전자가 상기 식물에 존재하는 경우 발생하는, AFLP 마커를 사용한 본 발명에 따른 콤팩트 특징들의 공동-분리를 확립하는 것이 목적이다.

본 발명의 한 형태에서, 본 발명에 따른 콤팩트 식물의 몇몇 표현형 특징(콤팩트 특징)은 본 발명에 따른 콤팩트 식물의 후손으로 연대하여 유전된다. 콤팩트 표현형을 갖는 본 발명에 따른 AFLP 마커 중 하나 이상(예컨대, 도 1에 나타난 AFLP 마커 중 하나)의 공동-분리는 본 발명에 따른 식물에서 콤팩트 유전자의 존재를 가리킨다.

보다 많은 식물의 번식 작업의 결과로서, 콤팩트 유전자는 하이브리드화에 의해 다른 유전적 배경으로 추가로 도입된다. 콤팩트 특징들이 콤팩트 유전자에 대해 이형접합인 하이브리드 및 식물에서 표현형으로 덜 용이하게 검출될 수 있다. 그러나, 콤팩트 유전자는 콤팩트 유전자에 대해 이형접합인 식물의 자가-수정 후, 또는 배가 반수체의 형성 후 콤팩트 특징들의 상기 언급한 분리에 기초하여 항상 동정될 수 있다. 이러한 표현형 분석은 상기 마커 분석에 의해 확인될 수 있다. 콤팩트 유전자에 대해 동형접합인 식물에서 몇몇 콤팩트 특징들의 조합은 오이 재배에 관여하는 일반적인 적성을 갖는 자에 의해 분리 개체군에서 확립될 수 있다. 콤팩트 유전자를 함유하는 식물은 항상 이러한 방식으로 인식될 수 있다.

본 발명의 특정 실시양태에서, 콤팩트 유전자는 동형접합 상태로 존재한다. 그러한 식물은 이형접합 상태로 콤팩트 유전자를 포함하고 중간 표현형을 갖는 하이브리드 오이 식물의 제조에 모 계통으로서 매우 유용하다.

본 발명의 다른 특정 실시양태에서, 콤팩트 유전자는 콤팩트 유전자가 없는 식물(예컨대, 일반적인 장 오이 유형의 식물)과 동형접합 콤팩트 유형의 식물을 하이브리드화 하는 경우 이형접합 상태로 존재한다. 동형접합 콤팩트 유형의 다른 식물과의 하이브리드화는 하기 실시예에 존재하는 실시양태와 상이한 본 발명의 다른 특정 실시양태를 나타낸다.

또한, 본 발명은 공지된 일반적인 방법(예컨대, 순환 선택, 미숙배 배양 등)을 사용하는 하이브리드화에 의해 콤팩트 유전자를 다른 식물로 도입함으로써 쿠쿠미스 속의 다른 식물 또는 다른 오이 변종 및 계통에서 콤팩트 유전자의 용도를 포함하며, 이때 수용 식물은, 예컨대 쿠쿠미스 사티부스 종의 다른 식물, 특히 장 오이 유형의 식물이다.

또한, 본 발명은 상기 기재한 바와 같이 단 오이 또는 게르킨으로의 하이브리드화-계 도입 후 AFLP 마커 E14/M61_M873.6, E19/M50_M280.2, E24/M49_M211.5, E17/M54_M179.0, E16/M47_M426.1, E16/M47_M411.0 및/또는 E16/M47_M402.9 중 하나 이상, 및 특히 마커 E14/M61_M873.6 및/또는 E19/M50_M280.2 또는 이들로부터 유래된 마커(예컨대, STS, SNP 또는 상기 AFLP 마커 중 하나 이상으로부터 유도된 다른 마커)의 도움으로 식물 번식 방법의 단계 및 다양한 하이브리드화 산물에서 콤팩트 특징을 검출 및 모니터함을 포함한다. 또한, 본 발명은 상기 마커를 함유하는 키트를 포함한다. AFLP 기법 및 AFLP 마커는 유럽 특허 제 0,534,858 B1 호에 상세하게 기재되어 있고, 상기 문헌의 내용 및 그의 정의(4 내지 6쪽의 섹션 5.1)는 또한 본 발명의 목적을 위해 사용될 수 있다. 요약하면, AFLP 마커의 사용은 다음과 같은 단계를 포함한다: a) 분석할 오이 식물의 게놈 DNA를 제공하는 단계, b) 각 식물의 게놈 DNA를 두 개의 제한 효소, 예컨대 본원에서 EcoRI 및 MseI로 제한하는 단계, c) 제한된 단편의 두 말단에서 사용되는 제한 효소에 대해 특이적인 아댑터, 예컨대 EcoRI 및 MseI 아댑터를 결찰하는 단계, d) 마커들에 대해 기재된 프라이머 조합(예컨대, 콤팩트 유전자가 식물의 DNA에 존재하는 경우 약 873개의 염기의 밴드를 증폭하기 위한 프라이머 쌍 E14 및 M61 또는 약 280개의 염기의 밴드를 증폭하기 위한 프라이머 쌍 E19 및 M50)을 사용하여 제한 단편의 아세트를 PCR에 의해 증폭하는 단계. AFLP 프라이머는 아댑터 서열(코어 서열)에 상보성인 부분 및 제한 효소 인식 서열의 부분을 포함하고, 추가로 1, 2 또는 3개의 선택적 뉴클레오타이드를 함유한다. 예를 들면, E14 및 E15는 2개의 선택적 뉴클레오타이드를 함유하지만, M61 및 M50은 3개의 선택적 뉴클레오타이드를 함유한다. AFLP 프라이머 및 아댑터 서열은 당해 분야에 공지되어 있다.

하기의 실시예가 첨부된 청구범위에서 특정되는 본 발명의 범위를 제한하지 않으면서 본 발명의 실시양태 중 하나를 예시하기 위해 제시된다.

실시예

실시예 1 - 콤팩트 식물의 표현형 분석

비정상 표현형을 갖는 보다 콤팩트한 식물이 네덜란드에서 네덜란드 장 오이를 재배하는 경우 F1 하이브리드 개체군에서 뜻밖에도 발견되었다. 이 식물을 "4001 유형"이라 칭하였고, 이에 해당하는 유전자좌를 "4001 유전자좌"로 칭하였다. 코린다 변종의 것과 같이 다른 장 오이 식물과 비교시에, 예를 들면 콤팩트 식물의 성장은 중간 정도였고, 그의 주 줄기는 느리게 성장한 것으로 확립되었는데, 이는 주로 그의 절간이 보다 짧기 때문이다. 이러한 보다 콤팩트한 식물의 잎은 일반적인 장 오이 변종의 것보다 현저하게 더 작고 더 진하다. 보다 콤팩트한 식물의 잎은 보다 수평이고, 그 잎은 덜 울퉁불퉁하였다, 즉 이들은 보다 더 나풀거린다. 보다 콤팩트한 식물은 일반적인 장 오이 변종보다 현저하게 더 개화된 식물 구조를 갖는다. 그의 열매는 장 오이 유형의 식물보다 더 짧고 무게가 덜 나간다.

4001 유전자좌(또한 콤팩트 유전자좌로 칭함)에 대해 이형접합인 식물의 자가-수정에 의해 수득된 이들 식물의 개체군의 분석은 콤팩트 특징이 단일유전자, 중간 유전으로부터 예상되는 방식으로 분리됨을 보여주었다. 이형접합 중간 유형 외에도, 상기 기재한 전형적인 콤팩트 특징, 예컨대 매우 콤팩트한 성장, 작은 잎, 짧은 열매 및 짧은 절간에 대해 동형접합인 식물이 또한 존재한다.

식물의 분리 패턴은 다음과 같은 것으로 밝혀졌다:

- 약 25%는 동형접합 콤팩트 식물이고,

- 약 50%는 이형접합 중간 콤팩트 식물이고,

- 약 25%는 정상 장 오이 식물이다.

이러한 1:2:1의 멘델의 분리 비율은 이형접합 유전자형의 중간 표현형 발현을 갖는, 단일 유전자좌 상의 한 유전자의 분리를 가리킨다. 4001 유형(쿠쿠미스 사티부스 종 사티부스)의 동형접합 식물의 종자를 부다페스트 조약에 따라 NCIMB 41266으로 2005년 3월 29일에 넌자 비.브이.(그 이후로 그 명칭이 넌헴스 비.브이.로 변경됨)에 의해 NCIMB(주소: 스코틀랜드 에이비21 9와이에이 아베르딘 벅스번 크레이브스톤 이스테이트 페르구손 빌딩)에 기탁하였다. 적용되는 경우 언제든지, 출원인은 이러한 생물학적 물질의 샘플 및 이로부터 유도된 임의의 물질을 오직 특허권의 기재 또는 출원이 거절, 철회 또는 철회되는 것으로 간주되는 경우 출원일로부터 20년 동안 까지 규칙 32(1) EPC 또는 관련된 국가/지역의 법령 또는 유사한 규정을 갖는 조약에 따라 지정된 숙련자에게 공개할 것을 요청하였다.

콤팩트 유전자에 대해 이형접합인 반수체 세포, 예컨대 오이 식물의 꽃가루, 소포자 세포 또는 난세포에서, 콤팩트 유전자는 존재하거나 부재하여야 한다. 콤팩트 유전자에 대해 이형접합인 식물로부터 수득된 배가 반수체(약어로 DH)의 분석은 실제로 다음과 같은 결과를 제공하였다:

- DH의 약 50%는 동형접합 상태의 콤팩트 유전자의 존재로 인하여 동형접합 콤팩트 식물 유형을 나타내었고,

- DH의 약 50%는 콤팩트 특징에 대한 유전자의 부재로 인하여 정상 식물 유형을 나타내었다. 이러한 식물은 오이의 정상 장 유형에 대해 동형접합이다.

배가 반수체에 대한 분리 비율에서, 오직 2개의 상이한 동형접합 유전자형이 1:1 비율로 발생한다. 이는 그것이 명확하게 본원에 포함되고 보다 가능하게는 단일유전자 특징인 단일 유전자좌임을 가리킨다.

다른 오이 품종의 농업적 가치를 상승시키기 위하여, 동형접합 콤팩트 식물과 여러 가지 장 오이 유형의 오이 식물 간에 하이브리드를 만들었다. 사용되는 장 유형은 봄, 여름 및 가을 조건에 적합한 장 유형이고, 다양한 질병 내성(흰가루병에 대한 중간 내성 또는 흰가루병(사파에로테카 풀리지니아 및/또는 에리시페 시코라세아룸) 내성, CVYV, CMV 및/또는 CYSDV에 대한 내성)을 갖는다. 이러한 하이브리드 및 그의 추가적인 선택은, 예컨대 질병에 대해 더 우수한 내성을 갖고 동형접합 콤팩트 식물보다 더 긴 열매를 제공하지만 여전히 콤팩트 유전자를 함유하고 보다 개화된 식물 형태를 갖는 식물을 초래한다. 따라서, 생성된 하이브리드는 중간 콤팩트 표현형을 함유하고, 전통적인 온실 재배 또는 하이-와이어 재배에 적합하다. 따라서, 유전적 배경이 상이한 상기와 같은 유도된 식물 모두는 유용한 특징을 가지며 우세한 콤팩트 특징을 나타낸다.

동형접합 상태의 상기 특정 산물 및 이형접합 상태의 특정 산물을, 예로서 코린다 변종을 사용하여 일반적인 장 유형 오이와 관련된 특징의 개수에 대해 비교하고 결과를 표 1에 나타내었다.

표 1은 일반적인 장 오이 유형(코린다 변종의 정상 유형), 동형접합 "콤팩트 유형" 및 이형접합 중간 유형을 상기 유형의 식물의 명확한 특징인 특성에 대해 비교하였다. 해당하는 결과를 제공하는 이러한 비교 시도를 위한 종자는 2005년 7월 4일에 파종되었다. 묘목을 2005년 7월 8일에 네달란드 넌헴에서 넌헴스 컴파니에 속하는 묘상 온실에서 암면 포트로 옮겼으며, 여기에서 오이 제조자에 의해 사용되는 정상적인 실제 조건이 보급되었다. 2005년 7월 26일에, 어린 오이 식물을 암면 매트 및 오이를 위한 표준 영양물을 갖춘 생산 유형 오이 온실로 옮겼다. 재식 밀도는 약 1.2 식물/m²이었다. 식물을 일반적인 방식으로 와이어로 성장시켰다. 이들은 거기에 부착되고, 거기에서 "끝이 잘리"며, 그 후 위쪽 3개의 곁가지가 남겨지고 성장하게 된다. 주 줄기 아래의 제 1의 6개의 엽액(어떠한 열매도 갖지 않음)을 제거하고, 그 후 2개의 열매가 유지되었고(제 7/제 8의 엽액에서), 그 후 몇몇 엽액을 다시 제거하였고, 따라서 아래쪽 열매가 용이하게 발달할 수 있었다. 하기 제시된 관찰은 각 유형의 20개 이상의 식물에 대해 이루어졌고, 생성된 측정의 평균 값을 표 1에 열거하였다.

표 1에 열거한 측정을 취하는 데이터를 또한 표에 제시하였다. 이들 절대 값은 측정 또는 관찰 시간 및 장소에 따라 달라지기 때문에, 정상 유형에 대한 비율이 또한 이형접합 및 콤팩트 유형에 대해 수득된 측정값 및 계산값에 대해 주어졌다.

표 1에 사용되는 용어의 설명

CBP 코드: CPVO 프로토콜에 따른 넘버링(문헌 참고).

관찰 유형(관찰의 유형):

M = 치수(cm, g 또는 개수)

C = 계산, V = 시각적 관찰

N(%): 정상 또는 야생형에 대해 수득된 값의 비율로서 표시되는 이형접합 또는 동형접합 콤팩트 유형에 대해 관찰된 값.

LSD: 각각 0.5% 및 0.1%의 확률치 또는 95% 또는 99%의 신뢰 수준에서 세프의 대응 시험(Scheffe's paired test)(1953, 1959)에 따른 최소 유의차.

유의차:

NS = 유의하지 않음

* = 5% 수준에서 유의함

** = 1% 수준에서 매우 유의함

N/H = 정상과 이형접합 유형 사이

N/C = 정상과 동형접합 콤팩트 유형 사이

H/C = 이형접합과 동형접합 콤팩트 유형 사이

표 1에 기재된 특징들의 설명

식물

성장률: 기질로부터 측정된, 파종 후 44일째 줄기의 길이.

15개의 절간에서의 줄기의 길이: 15개의 절간에 대해 기질로부터 측정된 줄기의 길이.

곁가지의 길이: 주 줄기가 부착되는 지점과 파종 후 56일째 곁가지의 말단 사이의 길이.

곁가지 상의 절간의 개수: 파종 후 56 또는 66일째 곁가지 상의 절간의 총 수.

잎

잎 1: 제 10의 잎(약 1 내지 1.5m 키).

잎 2: 제 11의 잎(약 1 내지 1.5m 키).

길이: 최저 잎 열편 지점으로부터 잎의 말단까지의 잎의 최고 길이(CPVO 프로토콜에 사용되는 잎 길이와 상이함).

폭: 잎의 최대 폭(문헌에서의 CPVO 프로토콜 참고, 구체적으로 부록 1에서 "설명 및 방법"이라는 명칭하에 포인트 11에서의 본문).

길이/폭 비율: 잎의 길이를 그의 폭으로 나눔.

잎새의 면적: 0.5 × 잎 폭 × 잎 길이(cm²).

배향: 1은 수직으로 매달려 있고, 9는 수평이다.

녹색의 강도: 1은 밝은 녹색이고, 9는 진한 녹색이다.

울퉁불퉁한 정도: 1은 매우 울퉁불퉁하고, 9는 평평한 잎이다.

부서지는 정도: 손에 의한 잎의 꺾임의 용이성의 측정치; 1은 유연하고 9는 부서진다.

꽃

꽃잎의 길이: 접착 지점으로부터 말단까지의 꽃잎의 최고 길이.

꽃잎의 폭: 꽃잎의 최대 폭.

꽃잎의 길이/폭 비율: 꽃잎의 길이를 그의 폭으로 나눔.

열매

무게: 식물 당 2개의 열매를 2로 나눈 평균 중량(g).

길이: 열매 내 과경의 착생으로부터 열매 내 꽃의 착생까지 측정된 길이.

콤팩트 특징들을 명백하게 나타내기 위해, 표 2는 정상(장) 오이 유형(예를 들면, 코린다를 사용함), 단 오이 유형, 게르킨 및 (동형접합) 콤팩트 유형의 시각적 특징을 비교하여 수득된 데이터를 나타내었다. 표 2는 이러한 모든 오이 유형 간의 차이 및 유사성의 조사표를 제시한다. 마지막 칼럼은 동형접합 콤팩트 유형과 게르킨(C/G) 간의 중복 부분, 및 콤팩트 유형과 단 오이(C/Sh) 간의 중복 부분을 제공한다. 대부분의 상기 특징들의 경우 중복 부분이 없기 때문에, 콤팩트 유형의 특징들의 독특한 조합의 명백한 예를 갖는다. 이 목적을 위해 사용되는 시각적 점수로, 1은 발현의 최저 또는 최단 형태이고, 9는 발현의 최고 또는 최장 형태이며, 약어는 표 1에서와 동일하다.

상기 식물에 대해 이루어진 초기 측정에서, 또한 정상 장 오이 유형(예를 들면 코린다를 사용함)과 비교하여 동형접합 콤팩트 식물의 잎의 엽록소 함량이 유의적으로 상이함을 발견하였고, 이는 콤팩트 유전자를 갖는 식물의 잎이 더 진한 녹색임을 설명해준다.

엽록소 함량을 측정하기 위해서, 3개의 잎 화반(화반 크기 개수 6)을 파종 후 65일째에 표준 네덜란드 여름 온실 조건하에 성장한 동형접합 콤팩트 식물(샘플 1 및 4), 이형접합 콤팩트 식물(샘플 2, 5 및 6) 및 정상 장 오이 식물(샘플 3 및 7)로부터의 잎 샘플에 대해 무작위로 추출하였다. 화반을 5ml 에탄올에 넣고 1배로 희석하였다. 665nm에서의 흡광도를 측정하였고 그의 결과를 도 3a에 나타내었다. 흡광도를 다음과 같은 전환식을 사용하여 잎 조직 그람 당 엽록소 농도로 전환시켰다:

엽록소 농도(㎍/ml) = 25,13 × A665 × 희석 배수

엽록소 농도(㎍/g) = 25,13 × 보정된 A665 × 부피 추출물 × 희석 배수/질량

샘플의 엽록소 농도는 도 3b에 나타내었다.

따라서, 콤팩트 유전자를 포함하는 식물로부터의 잎의 진한 녹색은 실제로 콤팩트 유전자가 결여된 식물과 비교하여(잎의 g 당 3000㎍ 미만), 동형접합 콤팩트 및 이형접합 콤팩트 식물(잎의 g 당 3000 또는 3500㎍ 초과)에서 유의적으로 높은 엽록소 함량으로 보정되었다. 그러므로, 잎의 엽록소 함량은 또한 본 발명에 따른 식물을 동정하고 콤팩트 유전자가 결여된 정상 식물과 상기 식물을 구별하기 위한 콤팩트 특징으로서 사용될 수 있다.

실시예 2 - DNA 마커에 기초한 특징화

오이 게놈에서 콤팩트 유전자의 위치는 또한 분자 마커의 도움으로 입증될 수 있다.

콤팩트 유전자를 AFLP 분석에 의해 맵핑하였다(피. 보스 등의 1995년 문헌 참고).

많이 사용되는 제한 효소 조합 EcoRI/MseI를 AFLP 분석을 위해 사용하였다. EcoRI에서 문자 E와 MseI에서 문자 M은 문헌에서 일반적인 관행으로서 마커의 명칭으로 주어진다. 문자 E 또는 M 뒤에 오는 코드는, 표준 관행과 유사하게(웹사이트 www.keygene.com/keygene/pdf/KF%20Primer%20enzyme%20combinations.pdfand http://wheat.pw.usda.gov/ggpages/keygeneAFLPs.html에 나타난 AFLP 코드를 갖는 이용가능한 목록 참고), EcoRI 및 MseI 프라이머의 3' 말단 부위 상의 선택적 뉴클레오타이드에 상응한다.

예를 들면, 제한 효소 EcoRI(E)의 경우, 3' 말단(-3)에서 선택적 뉴클레오타이드 및 상응하는 프라이머 코드는 다음과 같다:

문자 E가 상이한 제한 효소를 지칭하는 문자(예컨대, M(MseI))로 대체되는 것을 제외하고는, 동일한 코드가 다른 효소에 대해 사용된다.

이 코드 다음의, 명칭은 마커의 크기를 포함한다. 예를 들면, E14/M61-M873.6은 AFLP에서 프라이머 E14 및 M61을 갖는 약 863.6개의 염기 쌍의 밴드를 형성하는 AFLP 마커이다. 마커의 크기가 사용되는 검출 방법(방사능 대 형광)에 따라 약간 달라질 수 있음이 종래 기술로부터 공지되어 있음을 주목해야 한다. 상기 언급한 것에 기초하여, AFLP에 익숙한 숙련자는 이들 마커를 재생시킬 수 있다.

본원에서 사용되는 AFLP 마커의 경우, 적절한 서열 목록에서 프라이머 서열은 다음과 같고, 이때 3' 선택적 뉴클레오타이드는 수직 선 뒤에 제공된다:

집단 분리 분석(BSA)의 풀링 전략을 사용하는 스크리닝을 장 오이에 대해 수행하여 4001 유전자좌에 연결된 마커를 동정하였다. 배가 반수체 및 4001 식물의 순계의 개체군에 대해 256개의 상이한 AFLP 프라이머 조합을 시험하였다. 그러나, 어떠한 밀접하게 연결된 마커도 장 오이에서 동정되지 않았다.

이어서 상이한 배경에서 4001 유형에 대한 마커 동정을 수행하였다. 콤팩트 유전자는 단일 유전자좌에 위치하였다. 가능하게는 다수의 밀접하게 연결된 유전자를 갖는 단일유전자 특징으로 처리하였다. 콤팩트 유전자의 미세한 맵핑을 위해(마커는 유전자좌로부터 단 거리에 있다), 4001 유전자좌(동형접합 콤팩트)에 대해 동형접합인 오이 식물을 단 오이 식물과 교배하였다. 게르킨, 단 오이 및 장 오이 간의 유전적 거리는 비교적 멀기 때문에, 콤팩트 유전자 주변 영역에서 장 오이 및 게르킨 또는 단 오이 간에 형성된 하이브리드의 후손에서 보다 많은 마커가 존재한다. 단 오이 배경으로의 하이브리드화-계 도입 후 126개의 F2 개체를 시험하였다(4001의 단 오이 유형인 마나르 F1과의 하이브리드화로부터 F1 식물의 자가-수분). 128개의 상이한 AFLP 프라이머 조합을 BSA 스크리닝에 사용하였다. 이러한 프로젝트에서 동정된 마커를, 동일한 개체군의 보다 많은 개체에 대해 시험함으로써, 즉 632개의 F2 개체(4001과 마나르 F1과의 하이브리드화로부터 순계 F1 개체)에 대해 시험함으로써 추가로 조사하였다.

이러한 작업 후, 4001 유전자좌에 연결된 초기 마커를 동정할 목적으로, 4001 유전자를 갖는 약 12cM의 영역을 커버하는, 2개의 마커(높은 처리량을 갖는 TaqMan(등록상표명) SNP 유전자형 분석)를 사용하여 4180개의 개체로 이루어진 큰 개체군을 스크리닝하였다. 이러한 마커는 장 오이와 단 오이 간에 다형성이며, 4001 유전자(콤팩트 유전자)를 갖는 영역을 연구하고 유전자의 미세한 맵핑을 위한 재조합을 동정하기 위한, 장 오이와 단 오이 간의 하이브리드화의 경우 사용될 수 있다. 두 개의 인접 공동-우성 마커, 즉 대립유전자 둘 다(야생형 및 4001)를 인식하는 마커를 사용하였고, 따라서 이형접합 상태로 4001 유전자를 갖는 식물과 동형접합 상태로 상기 유전자를 갖는 식물을 구별할 수 있었으며, 수행되는 시험은 다음과 같다:

MAS4: 1 인접 마커(AFLP 마커 E23M49_M373.0으로부터 유래됨)를 사용한 시험:

GCATGCATGGACTGACTTACTAGA (프라이머 MAS4-f, 서열 식별 번호: 11)

GGAGACTCACATATCTTTCTGACACA (프라이머 MAS4-r, 서열 식별 번호: 12)

이러한 두 개의 프라이머를 PCR에 사용하였고, 이어서 라벨링된 샘플을 첨가하였다:

VIC - CTAACTGCAAAAACAATGT(이 프로브는 콤팩트 유전자를 함유하지 않는 정상 유형, 및 이형접합 콤팩트 식물 유형을 인식한다, 서열 식별 번호: 13), 및

FAM - AACTGCAAAAGCAATGT(이 프로브는 이형접합 및 동형접합 콤팩트 식물 유형을 인식한다, 서열 식별 번호: 14).

MAS37: 다른 인접 마커(AFLP 마커 E23M80_M433.3으로부터 유래됨)를 사용한 시험:

AGGATCACCTGATGTTCAAGGAGTA (프라이머 MAS37-f, 서열 식별 번호: 15)

CGATGATACAGTTGGAAGGATGGA (프라이머 MAS37-r, 서열 식별 번호: 16)

이러한 두 개의 프라이머를 PCR에 사용하였고, 이어서 라벨링된 샘플을 첨가하였다:

VIC - TATGGACGACTTTCATGTAG (이 프로브는 정상 유형(콤팩트 유전자를 함유하지 않음) 및 이형접합 콤팩트 식물 유형을 인식한다, 서열 식별 번호: 17) 및

FAM - TGGACGACTTTGATGTAG (이 프로브는 이형접합 및 동형접합 콤팩트 식물 유형을 인식한다, 서열 식별 번호: 18).

검출은 이러한 유형의 분석에 대해 종래 기술로부터 널리 알려진 바와 같이, 프로브로부터의 신호를 기준으로 한다.

이들 시험은 콤팩트 유전자에 인접합 2개의 마커 중 어느 하나에 대해 시험된 DNA가 동형접합 야생형, 이형접합 콤팩트 유형 및 동형접합 콤팩트 유형의 DNA를 함유하는지 여부를 나타낸다. 재조합물의 검출을 위해 어플라이드 바이오시스템스(Applied Biosystems)의 표준 프로토콜에 따라 상기 분석을 수행하였다(Taqman(등록상표명) SNP 유전자형 MGB 분석, 예를 들면 www.appliedbiosystems.com을 참고).

491개의 동정된 재조합물을 추가로 조사하고, 137개의 개체가 4001 유전자좌 근처에서 재조합을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 이어서 각각 2.0 및 2.4cM의 매우 작은 스크리닝 윈도우를 갖는 4개의 풀에 대해 집단 분리 분석(BSA)을 수행하여 관련된 도메인에서 시스(4001 유형) 및 트랜스(정상 유형) 연결된 마커를 동정하였다. 512 EcoRI/MseI AFLP 마커 조합과 함께 4개의 풀에 대해 수행하였다.

BSA 방법에 의해 동정된 후보 마커를 상기 마커에 대한 137개의 밀접한 재조합물의 유전자형을 결정하기 위해 맵핑하였다.

유전자형 및 표현형 둘 다의 점수 모두를 F3 개체에 대해 입증하였고, 이로부터 F3 계통 점수를 수득하였고, 이는 명백한 F2 점수를 제공하였다. 표현형의 입증을 137개의 밀접한 재조합물의 선택에 대해 수행하였다. 선택은 126개의 F3 식물 계통으로 구성되었다. 각 F3 식물 계통에 대한 15개의 개체에 대해 표현형을 수행하였다. 4001 유전자좌의 정확한 위치 후에, 마커 점수를 64개의 F3 식물 계통에 대해 입증하였다. 이를 위해, 15개의 개체를 계통 마다 파종하였다. 이 중, DNA를 단리하고, F3 식물 계통 당 15개의 개체의 유전자형을 두 개의 높은-처리량 마커에 대하여 결정하였다. 생성된 유전자형의 분석 후, 4개의 개체를 F3 식물 계통에 대해 선택하였고, 여기에서 각각의 유전자 분류, 즉 동형접합 4001, 이형접합 4001 및 동형접합 정상 유형이 나타났다. 밀접하게 연결된 EcoRI/MseI AFLP 마커 모두를 이러한 64 × 4 개체에 대해 시험하였고, 이로부터 마커에 대한 신뢰성이 높은 F2 유전자형을 유도할 수 있었으며, 따라서 재조합이 정확하게 결정될 수 있었다.

마커 중 일부에 있어서, F3 계통의 12개 이상의 개체 식물을 상기 마커에 대해 유전자형을 결정하여 명백한 점수를 얻었다.

수득된 데이터는 도 1에 나타난 바와 같이 4001 유전자좌의 신뢰성이 높은 유전자 맵을 제공하였다. 발견된 AFLP 마커의 위치는 4001 유전자좌(콤팩트 유전자좌)를 나타낸다.

따라서, 인접 연결된 마커는 AFLP 방법으로 발견하였다. 인접 마커 E14/M61_M873.6은 콤팩트 유전자좌로부터 0.05cM의 거리에서 상기 개체군에 놓이며, 인접 마커 E19/M50_M280.2는 콤팩트 유전자좌로부터 0.67cM 거리에서 상기 개체군에 놓인다. 이러한 마커는 장 오이에서 다형성이 아니다.

NCIMB 리미티드 NCIMB41266 20050329 NCIMB 리미티드 NCIMB41585 20080923

SEQUENCE LISTING <110> Nunhems B.V. <120> New cucumber plants with a compact growing habit <130> BCS 07-2015 <140> PCT/EP2008/009404 <141> 2008-11-07 <150> NL2000992 <151> 2007-11-09 <160> 18 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> primer E17 <400> 1 gactgcgtac caattccg 18 <210> 2 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> primer E24 <400> 2 gactgcgtac caattctc 18 <210> 3 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> primer E14 <400> 3 gactgcgtac caattcat 18 <210> 4 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> primer E19 <400> 4 gactgcgtac caattcga 18 <210> 5 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> primer E16 <400> 5 gactgcgtac caattccc 18 <210> 6 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> primer M54 <400> 6 gatgagtcct gagtaacct 19 <210> 7 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> primer M49 <400> 7 gatgagtcct gagtaacag 19 <210> 8 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> primer M61 <400> 8 gatgagtcct gagtaactg 19 <210> 9 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> primer M50 <400> 9 gatgagtcct gagtaacat 19 <210> 10 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> primer M47 <400> 10 gatgagtcct gagtaacaa 19 <210> 11 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> MAS4-f primer <400> 11 gcatgcatgg actgacttac taga 24 <210> 12 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> MAS4-r primer <400> 12 ggagactcac atatctttct gacaca 26 <210> 13 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> MAS4 - VIC probe <400> 13 ctaactgcaa aaacaatgt 19 <210> 14 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> MAS4 - FAM probe <400> 14 aactgcaaaa gcaatgt 17 <210> 15 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> MAS37-f primer <400> 15 aggatcacct gatgttcaag gagta 25 <210> 16 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> MAS37-r primer <400> 16 cgatgataca gttggaagga tgga 24 <210> 17 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> MAS37 - VIC probe <400> 17 tatggacgac tttcatgtag 20 <210> 18 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> MAS37 - FAM probe <400> 18 tggacgactt tgatgtag 18

Claims (32)

1. 동형접합 또는 이형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 게놈을 갖는 오이 식물로서, 상기 콤팩트 유전자의 발현으로 인하여, 일반적인 오이 식물 유형과 비교하고, 동형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 식물의 경우 또한 이형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 식물과 비교하여, 보다 짧은 곁가지, 보다 짧은 절간, 보다 작은 잎, 보다 작은 꽃 및 보다 짧은 열매의 표현형 특징들의 조합을 포함함으로써 콤팩트 유전자가 결여된 일반적인 오이 식물 유형과 상이한 오이 식물.
2. 제 1 항에 있어서,
   기질로부터 측정되는 경우 50cm 초과, 바람직하게는 80cm 초과의 15개의 절간에서의 주 줄기 길이를 포함하는 오이 식물.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   무한성인 오이 식물.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   장 오이 유형인 오이 식물.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   콤팩트 유전자의 발현이 콤팩트 유전자에 대해 동형접합인 식물에서, a) 파종 후 39일째 콤팩트 유전자를 갖는 식물의 10번째 본엽의 잎새의 면적이 파종 후 39일째 일반적인 오이 유형의 식물의 잎새의 면적의 50% 이하이고, b) 콤팩트 유전자를 갖는 식물의 파종 후 39일째 꽃잎의 최대 폭이 파종 후 39일째 일반적인 오이 유형의 식물의 꽃잎의 최대 폭의 75% 이하이고, c) 콤팩트 유전자를 갖는 식물의 파종 후 56일째 곁가지의 길이가 일반적인 오이 유형의 식물의 파종 후 56일째 곁가지의 길이의 60% 이하이고, d) 콤팩트 유전자를 갖는 식물의 파종 후 56일째 곁가지 상의 절간의 개수가 일반적인 오이 유형의 식물의 파종 후 56일째 곁가지 상의 절간의 개수의 70% 이하인 것을 특징으로 하는 오이 식물.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   콤팩트 유전자의 발현으로 인하여, 콤팩트 유전자가 결여된 일반적인 오이 식물 유형과 비교하고, 동형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 식물의 경우 또한 이형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 식물과 비교하여, 보다 느린 성장, 보다 짧은 곁가지, 보다 짧은 절간, 보다 작은 잎, 보다 수평인 잎, 보다 진한 녹색 잎, 보다 작은 꽃 및 보다 짧고 보다 가벼운 열매의 표현형 특징들의 조합을 가짐으로써 콤팩트 유전자가 결여된 일반적인 오이 식물 유형과 상이한 오이 식물.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   콤팩트 유전자의 표현형 특징이 단일유전자, 중간 방식으로 유전되어, 콤팩트 유전자에 대해 이형접합인 식물이 콤팩트 유전자가 결여된 식물의 특징과 동형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 식물의 특징 사이에 놓이는 콤팩트 유전자의 표현형 특징을 갖는 것을 특징으로 하는 오이 식물.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   자가-수정 후, 콤팩트 유전자가 결여된 식물의 정상 표현형 특징을 갖는 식물 약 25%, 중간 콤팩트 특징을 갖는 식물 약 50% 및 동형접합 콤팩트 특징을 갖는 식물 약 25%의 비율을 갖는 분리 개체군을 생성하는, 이형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 오이 식물.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   일반적인 오이 유형의 식물이 코린다 또는 사브리나 유형의 식물이고, 이때 코린다 식물이 NCIMB 수탁 번호 41585 하에 기탁된 종자로부터 수득될 수 있는 오이 식물.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    동형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하며 배가 반수체 식물인 오이 식물.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    자가-수정 후, 일반적인 장 오이 유형의 식물, 이형접합, 중간 유형의 식물, 및 콤팩트 유전자에 대해 동형접합인 콤팩트 식물 간에 대략 1:2:1 비율의 분리 개체군을 생성하거나, 또는 콤팩트 유전자에 대해 이형접합인 식물로부터 배가 반수체의 생성 후 일반적인 오이 유형의 식물 약 50% 및 콤팩트 유전자에 대해 동형접합인 콤팩트 식물 약 50%로 분리되는, 이형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 오이 식물.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    콤팩트 유전자의 존재가, 식물을 게르킨 또는 단 오이 식물과 하이브리드화하고, 이러한 하이브리드화에 의해 수득된 F1 식물을 AFLP 방법의 도움으로 마커 E14/M61_M873.6, E19/M50_M280.2, E24/M49_M211.5, E17/M54_M179.0, E16/M47_M426.1, E16/M47_M411.0 및 E16/M47_M402.9 중 하나 이상, 또는 이들로부터 유도된 콤팩트 유전자가 인접한 마커를 사용하여 분석함으로써 입증될 수 있고, 여기서 콤팩트 유전자가 입증된 자가-수정된 F1 식물의 F2 개체군의 분리가 상기 AFLP 마커 중 하나 이상에 의해 콤팩트 특징들의 공동-분리를 나타내는 오이 식물.
13. 제 12 항에 있어서,
    AFLP 마커 E14/M61_M873.6 및/또는 E19/M50_M280.2, 또는 이들로부터 유도된 마커가 단 오이와의 하이브리드화의 경우 콤팩트 유전자와 인접하는 오이 식물.
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    NCIMB 수탁 번호 41266으로 기탁된 종자로부터 유래될 수 있는 오이 식물.
15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    콤팩트 유전자가 NCIMB 수탁 번호 41266으로 기탁된 종자로부터 성장한 식물을 단 오이 또는 게르킨과 하이브리드화하는 경우 AFLP 마커 E14/M61_M873.6 및 E19/M50_M280.2에 의해 인접한 유전자인 오이 식물.
16. 제 13 항 또는 제 15 항에 있어서,
    하이브리드화가 단 오이 마나르 F1에 의해 수행되는 오이 식물.
17. 콤팩트 유전자를 게놈에 포함하는, 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 오이 식물의 종자, 세포 또는 조직.
18. 제 17 항에 따른 종자, 세포 또는 조직으로부터 성장한 식물.
19. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 오이 식물을 다른 오이 식물과 교배하여 콤팩트 유전자를 쿠쿠미스 사티부스(Cucumis sativus) 종의 다른 식물로 도입하는 방법으로서, 단 오이 또는 게르킨에 의해 형성된 하이브리드에서 콤팩트 유전자와 인접한 하나 이상의 다형성 AFLP 마커에 의해 및/또는 하나 이상의 콤팩트 특징들의 표현형 선택에 의해 선택이 이루어지는 방법.
20. 제 19 항에 있어서,
    AFLP 마커가 E14/M61_M873.6, E19/M50_M280.2, E24/M49_M211.5, E17/M54_M179.0, E16/M47_M426.1, E16/M47_M411.0, E16/M47_M402.9 및 이들로부터 유도된 마커로 이루어진 군 중에서 선택되는 방법.
21. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    이형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 하이브리드 식물이고, 중간 콤팩트 특징을 발현하는 오이 식물.
22. 시험관내 세포 배양을 사용함을 포함하는, 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 오이 식물로부터 이형접합 상태로 콤팩트 유전자를 함유하는 하이브리드 식물의 종자를 생성하는 방법.
23. 콤팩트 유전자를 포함하는, 제 21 항에 따른 하이브리드 식물의 세포, 열매 또는 종자.
24. AFLP 마커 E14/M61_M873.6, E19/M50_M280.2, E24/M49_M211.5, E17/M54_M179.0, E16/M47_M426.1, E16/M47_M411.0, E16/M47_M402.9, 및 이들로부터 유도된 마커 중 하나 이상을 사용하여 오이 식물 번식 방법의 여러 단계에서 식물, 열매, 종자, 식물 조직 또는 식물 세포 중 콤팩트 유전자의 존재를 검출하는 방법.
25. AFLP 마커 E14/M61_M873.6, E19/M50_M280.2, E24/M49_M211.5, E17/M54_M179.0, E16/M47_M426.1, E16/M47_M411.0, E16/M47_M402.9, 및 이들로부터 유도된 마커 중 하나 이상을 사용하여 오이의 식물, 종자, 세포 또는 조직으로부터 유래된 생물학적 물질에서 콤팩트 유전자의 존재를 검출하는 방법.
26. 수확 로봇의 도움으로, 이형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 제 1 항 내지 제 16 항 및 제 21 항 중 어느 한 항에서 정의한 식물에서 성장한 오이 열매를 수확하는 방법.
27. 덜 노동-집약적인 방식으로 하이-와이어 재배에 의해, 이형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에서 정의한 오이 식물을 성장시키는 기술적 방법.
28. 제 27 항에 있어서,
    일반적인 유형의 오이, 예컨대 코린다 변종의 재배에서보다 제곱 미터 당 20% 이상의 줄기가 유지되는 방법.
29. 제 27 항에 있어서,
    식물이 제곱 미터 당 2.2개 초과의 줄기, 바람직하게는 제곱 미터 당 약 2.6 내지 2.8개의 줄기의 줄기 밀도로 성장되는 방법.
30. 동형접합 또는 이형접합 형태로 콤팩트 유전자를 포함하는 게놈을 갖는 오이 식물로서, 상기 콤팩트 유전자의 발현으로 인하여, 동일한 조건하에 비교되는 경우 콤팩트 유전자가 결여된 일반적인 오이 식물 유형과 비교하여 보다 짧은 곁가지, 보다 짧은 절간, 보다 작은 잎, 보다 작은 꽃 및 보다 짧은 열매의 표현형 특징들의 조합을 포함함으로써 콤팩트 유전자가 결여된 오이 식물 유형과 상이하고, 이때 콤팩트 유전자가 수탁 번호 41266으로 NCIMB에 기탁된 기준 종자로부터 유래된 식물의 단 오이 또는 게르킨 식물과의 교배에서 AFLP 마커 E14/M61-M873.6 및/또는 E19/M50-M280.2에 의해 인접한 유전자이고, 이 유전자가 상기 교배의 F2 자손에서 단일유전자 중간 방식으로 상기 표현형 특징들 전부로 분리되는, 오이 식물.
31. 제 30 항에 있어서,
    콤팩트 유전자가 결여된 오이 식물 유형이 코린다인 오이 식물.
32. 제 30 항 또는 제 31 항에 있어서,
    단 오이 또는 게르킨 식물이 마나르 F1인 오이 식물.

Images