專利名稱：具有改良的貯存期的番茄的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及番茄植物，與現(xiàn)有番茄果實相比，其果實具有改良的貯存期(shelf-life)。本發(fā)明還涉及此類植物的后代和用于獲得此類具有改良的貯存期的植物的繁殖材料。本發(fā)明還涉及包括導致本發(fā)明的改良的貯存期性狀的基因組信息的種質(zhì)(germplasm)和該種質(zhì)的用途。番茄的商業(yè)生產(chǎn)目標在于生產(chǎn)力與質(zhì)量的組合。可根據(jù)不同方面如風味(flavour)、味道、質(zhì)地、口感、外觀、形狀、顏色、可溶性固形物(soluble solid)、營養(yǎng)化合物、抗病性和貯存期來定義質(zhì)量。在果實成熟過程中，這些質(zhì)量性狀可取決于品種(結(jié)合生長條件和收獲后處理)而以不同方式發(fā)展。因此，終產(chǎn)物，即被消費的果實，通常是 所有這些性狀之間的妥協(xié)物(compromise)。優(yōu)化果實的發(fā)育性狀有助于提高商業(yè)種植者的收益性。植物育種已常規(guī)地為種植者提供了就高生產(chǎn)力而培育的品種。已選擇此類品種來使種植者能夠在特定的環(huán)境條件下最大化果實生物質(zhì)的生產(chǎn)。然而，最近番茄的新鮮市場已發(fā)生變化除了常規(guī)品種外，還需要具有改良的質(zhì)量性狀(如風味、味道和質(zhì)地)的產(chǎn)品。這已導致育種目標向增強的質(zhì)量性狀(優(yōu)選與高生產(chǎn)力組合)改變。該方面的一個至關(guān)重要的性狀是貯存期。其收獲的果實可貯存更長的時間段而不使質(zhì)地和硬度變松的品種可在更晚的發(fā)育時期收獲。這具有巨大的優(yōu)勢質(zhì)量性狀可在作物生長過程中發(fā)展。此外，可成熟而不喪失質(zhì)地和硬度的果實對于鮮切市場(fresh-cutmarket)而言可具有吸引力。表達的質(zhì)量性狀的組合價值在商業(yè)品種之間可明顯不同。改良收獲的番茄果實的總體質(zhì)量的主要障礙因下述而引起質(zhì)量性狀(如風味、顏色和味道)的發(fā)展通常與收獲具有長貯存期的果實的愿望不一致。為了在收獲和貯存過程中避免太多碰傷，需要長貯存期。由于果實成熟在著色和軟化方面在收獲后繼續(xù)進行，因此通常通過在綠熟期或破色期(breaker stage)收獲番爺果實來解決該問題,在所述綠熟期或破色期之后果實在忙存過程中將變紅。這樣的實踐的較大優(yōu)勢是，果實在收獲時仍然非常堅硬，從而對碰傷具有高抵抗力。果實達到消費者時將變成紅色且完好無損。雖然這是對貯存期限制的實用的解決方案，但在其中需要產(chǎn)品貯存更長時間段的情況下，例如，當牽涉長途運輸時，該方法仍然不能勝任。另外且非常重要的問題是，雖然著色和軟化在收獲后發(fā)展，但風味和味道卻不發(fā)展。因此，質(zhì)量性狀貯存期似乎與質(zhì)量性狀風味和味道相沖突。因此，期望以這樣的方式改良番茄使質(zhì)量性狀如風味和味道可在收獲前發(fā)展，與長貯存期組合。番茄的長貯存期的其它優(yōu)勢涉及收獲果實所需的勞力成本。具有正常的貯存期的果實需要在相同的發(fā)育階段盡可能多地采摘，以防止因成熟度變化而導致的果實收獲后質(zhì)量的太多變化。這有時可能要每天進行兩次。在長貯存期番茄可獲得的情況下，無需這樣費力的收獲，因為在收獲時無論發(fā)育階段怎樣，果實都將會成熟并且保持硬度。除了減少勞力成本外，收獲時間的靈活性允許按市場需求發(fā)送產(chǎn)品。由于乙烯是成熟的強刺激物，因此先前改良番茄果實的貯存期的嘗試包括，選擇具有產(chǎn)生更少乙烯或?qū)σ蚁└幻舾械墓麑嵉倪z傳變體(genetic variant)。這已導致鑒定了許多具有改良的貯存期的多效性成熟突變體，所述突變體已在不同的細節(jié)層次上進行表征(Giovannoni, J(2007)Current Opinion in Plant Biology 10,283-289)。例如，已顯示永不成熟(Never-ripe, NR)突變體的乙烯受體基因被突變,這導致對乙烯不敏感。由于該突變，果實在收獲后貯存過程中保持堅硬，但成熟以及顏色和味道的相關(guān)發(fā)展被阻斷。 此外，已鑒定了成熟抑制劑(rin)、不成熟(non-ripening, nor)和無色不成熟(cnr)突變體，所述突變體的編碼參與乙烯的產(chǎn)生或?qū)σ蚁┑膽鸬霓D(zhuǎn)錄因子的基因已被修飾。雖然突變體如rin具有更好的貯存期的某些實用價值，但仍然存在有待提高的空間。在優(yōu)選情形中，應當獲得增加的貯存期，而不削弱有益的成熟相關(guān)質(zhì)量性狀如色素形成、風味和質(zhì)地。關(guān)于番茄果實的生長和發(fā)育，許多連續(xù)階段可被辨別。最早階段是花的發(fā)育。在授粉后，作為第二階段，發(fā)生早期果實發(fā)育，其特征在于高頻率的細胞分裂。在第三階段過程中，果實在大小上快速增加(主要因細胞膨脹)。在第三階段結(jié)束時，果實達到綠熟期。在第四階段過程中，發(fā)生果實成熟，其特征在于顏色和風味以及果實硬度和質(zhì)地的改變。番茄果實的特征性紅色的建立由番茄紅素和胡蘿卜素的積累引起。一般而言，可區(qū)分不同的著色階段綠熟期、破色期、粉紅期和紅色期。典型的紅色色素形成始于破色期。紅熟期或紅熟收獲的果實期是其中果實已在果實的大部分上達到其成熟顏色的時期。此夕卜，酶促活性導致細胞壁的中間層區(qū)域降解，這導致細胞松弛(表現(xiàn)為果實的軟化和質(zhì)地丟失)。果實的軟化通常被測量為對擠壓的外部抵抗力，其可以例如利用透度計來定量。詳盡的分子和生物化學研究已顯示，活性如多聚半乳糖醛酸內(nèi)切酶和果膠-甲基-酯酶參與果實軟化。編碼這些酶的基因的反義抑制通常不導致果實硬度的改善，這表明其他活性參與總體軟化過程。在該方面，與果實成熟相關(guān)的擴展蛋白(expansin)已被鑒定為參與果實軟化過程。成熟相關(guān)擴展蛋白的反義抑制的確導致果實軟化速率的少量降低。作為增加番茄果實的貯存期的可選擇的方法，可通過轉(zhuǎn)基因抑制脫氧羥腐胺縮賴氨酸合酶(DHS) (Wang，T.等人(2005)Plant Physiologyl38，1372-1382)。轉(zhuǎn)基因植物的果實在著色方面顯示正常成熟，但在收獲后軟化和衰老方面顯示減緩(與DHS抑制的水平相關(guān))。一些事件是，在破色期收獲果實后果皮不起皺達到44天。然而，強烈抑制DHS的事件顯示多效性，例如雄性不育(其可能是由于DHS調(diào)節(jié)幾個翻譯起始因子5A(eIF-5A))。此外，已描述了稱為延遲的果實變質(zhì)(DFD)的天然發(fā)生的突變，其特征在于達到7個月的非常長的貯存期(Saladie，M.等人 2007) PlantPhysiology 144，1012-1028)。該突變體具有對果實外部擠壓的高抵抗力和最低限度的水喪失，但內(nèi)部組織經(jīng)歷正常軟化。這證明果實組織的軟化與果實硬度沒有必然聯(lián)系。這些研究的結(jié)論是，可能有不同的生理過程參與總體果實軟化過程。已知參與成熟的單個基因的修飾仍未獲得具有正常成熟且具有最低限度的組織軟化的果實。結(jié)論可以是，在生理上以這樣的方式改變成熟是不可行的。
可選擇地，由于許多遺傳因子參與成熟過程，因此可能需要同時修飾這些基因，或者至關(guān)重要的因子仍未被鑒定到。
由于番爺是躍變型果實(climacteric fruit),因此成熟期的特征在于增加的乙烯產(chǎn)生和呼吸爆發(fā)。呼吸是導致CO2釋放的糖的代謝氧化。作為該呼吸活性的副產(chǎn)品，形成活性氧(ROS)，其活性非常高并且可對細胞結(jié)構(gòu)造成重大損害，從而導致氧化脅迫。ROS被認為在葉和果實的衰老促進中起著重要作用。在躍變期過程中，形成了為番茄果實提供其典型味知覺和外觀的風味(揮發(fā)分、糖、酸)和有色化合物。衰老期是終成熟期，其特征在于果實組織的進一步軟化、增加的呼吸和水喪失，這可進一步促進種子散布。機會病原體如葡萄孢屬(Botrytis)的感染可在該時期相對容易地發(fā)生。由于番茄是躍變型的，因此可在綠熟期或破色期/粉紅期采摘果實，在這之后著色和軟化過程在收獲后繼續(xù)發(fā)生。如果需要，可將收獲的未成熟果實暴露于外源乙烯，以加快成熟過程。鑒于乙烯在成熟過程中的重要刺激作用，增加貯存期的工作已集中在乙烯生物合成、感受或效應子基因上，以減緩果實成熟。通過選擇天然變異以及通過基因工程改造，乙烯成分已被成功修飾，其通過減緩成熟過程而導致延長的貯存期。此種方法的不足之處是，與果實成熟相關(guān)的期望的質(zhì)量性狀同樣更慢地發(fā)展。因此，本發(fā)明的目的是提供性狀，其通過阻止或抑制果實衰老來延長果實的貯存期，但允許成熟過程盡可能完成。衰老是在植物或植物器官如葉或果實的生命周期結(jié)束時天然發(fā)生的發(fā)育過程。眾所周知的衰老刺激因素是發(fā)育年齡、創(chuàng)傷、離體、黑暗、營養(yǎng)缺乏和激素。雖然乙烯是已知刺激衰老的植物激素，但其他激素如茉莉酮酸也可促成該過程。在葉發(fā)育的終末期過程中，代謝被重編程以再動員資源進入生殖結(jié)構(gòu)如種子。葉子黃化是衰老的最明顯癥狀，其是在衰老的相對晚期中葉綠素分解的結(jié)果，所述葉綠素分解可被乙烯增強(當葉子可接受時)。衰老也被認為是果實成熟的終末期。該過程的特征在于廣泛的組織軟化、水分喪失和變質(zhì)，這有助于種子分散。除了乙烯生物合成和應答外，離體果實的收獲后代謝的特征在于呼吸的強勁增加，其因此導致活性氧(ROS)的產(chǎn)生。已知氧化脅迫顯著地促進衰老，但與乙烯相比較，其在果實成熟方面未曾得到詳盡地研究。一個研究描述了果實變質(zhì)與ROS清除酶的水平之間的關(guān)系，所述關(guān)系至少暗示著這類酶在果實衰老中的功能作用(Mondal, K.等人(2004)Biologia Plantarum 48,49-53)。用于開發(fā)本發(fā)明的新型番茄的方法涉及，通過選擇具有更高水平的對由除草劑百草枯引起的氧化脅迫的抗性的植物來抑制衰老。鑒于衰老的復雜時空調(diào)控，可預期許多調(diào)控和效應子基因參與衰老。雖然遺傳學研究已發(fā)現(xiàn)許多參與葉和果實衰老的基因，但大多數(shù)參與衰老的遺傳因子目前仍不清楚。因此，認為需要更無偏的方法來在該方面獲得更大的成功。這樣的方法包括，將包含遺傳變異的群體暴露于氧化脅迫。通過應用除草劑百草枯(N，N' - 二甲基-4,4' -二吡啶二氯化物)來實施氧化脅迫。百草枯具有低氧化還原電位，從而當用于植物時易于被還原。這導致形成產(chǎn)生超氧化物自由基的百草枯自由基離子。超氧化物自由基引起重大的氧化損傷，并最終造成細胞死亡。預期抗百草枯并且具有高水平氧化脅迫抗性的植物也將具有改良的貯存期。
因此，在導致本發(fā)明的研究中，通過應用除草劑百草枯來篩選突變體群體。其中鑒定了新型突變體，其顯示百草枯抗性和比在野生型番茄植物中發(fā)現(xiàn)的更好的貯存期。本發(fā)明因而涉及其果實與野生型番茄植物的果實相比較具有改良的貯存期的番茄植物，其可通過下述來獲得將來自突變體LePQ58(保藏登錄號NCMB 41531)的改良的貯存期性狀基因滲入至具有正常的貯存期的番茄植物中。本發(fā)明的改良的貯存期性狀在本文中被定義為，在紅熟收獲時，與具有相似遺傳背景但缺乏本發(fā)明的性狀的果實相比較，增加至少31%，優(yōu)選至少42%，更優(yōu)選至少52%，更優(yōu)選至少60%,最優(yōu)選至少70%的果實硬度。本發(fā)明的改良的貯存期性狀進一步被定義為，在收獲后4周時具有這樣的果實硬度，所述果實硬度，當與紅熟收獲的果實期相比較時，降低少于50 %，優(yōu)選少于43 %，更優(yōu)選少于38%，更優(yōu)選少于32%，最優(yōu)選少于25%。此外，本發(fā)明的果實顯示正常成熟，由此著色在步調(diào)(pace)和強度上與對照相似。果實硬度是對外部擠壓的抗性，且可使用透度計(penetrometer),優(yōu)選 FT327 型，QA Supplies,Norfolk Virginia 來測量，如實施例中所描述的。“野生型”番茄植物是其果實不具有本發(fā)明的性狀的番茄植物。對照是除本發(fā)明的性狀外具有相同或相似遺傳背景的番茄植物。正常成熟，如本申請中所使用的，意指著色在步調(diào)和強度上與對照相似。在本申請中，當與詞語“貯存期”結(jié)合使用時，詞語“改良的”、“增加的”和“延長的”是可互換的，并且全都表示具有更好的貯存期，其可表現(xiàn)為，在紅熟收獲時比具有相似遺傳背景的果實硬至少31%的果實硬度，和/或在收獲后4周時降低少于50%的硬度，以及與對照相似的成熟。如本申請中使用的，將性狀“基因滲入(Intoogressing) ”是指，將所述性狀從親本轉(zhuǎn)移至后代植物。取決于性狀的遺傳性，后代植物可以是第一代或更后代的植物。然而，前提是后代植物實際上已獲得本發(fā)明的性狀，從而在表型上表現(xiàn)出改良的貯存期性狀。這可通過下述來進行測試在收獲后保持由后代植物產(chǎn)生的番茄果實至少4周，然后如上所述測試果實硬度和著色。本發(fā)明還涉及植物或植物部分，所述植物或植物部分在它們的基因組中具有負責延長的貯存期的遺傳信息，該遺傳信息發(fā)現(xiàn)于番茄植物LePQ58(其種子在NCIMB登錄號41531下保藏)的基因組中。本發(fā)明還涉及本發(fā)明的番茄植物的種子和植物的部分。在一個實施方案中，本發(fā)明涉及適合用于有性繁殖的植物部分。這類部分例如選自小孢子、花粉、子房、胚珠、胚囊和卵細胞。此外，本發(fā)明還涉及適合用于營養(yǎng)繁殖的植物部分，特別是插條、根、莖、細胞、原生質(zhì)體。根據(jù)本發(fā)明的其它方面，本發(fā)明提供了本發(fā)明的番茄植物的組織培養(yǎng)物。組織培養(yǎng)物包括可再生的細胞。這樣的組織培養(yǎng)物可來源于葉、花粉、胚、子葉、下胚軸、分生細胞、根、根尖、花藥、花、種子和莖。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了具有與本發(fā)明的番茄植物(其代表性種子在NCMB登錄號NCMB 41531下保藏)相同或相似的增加的貯存期的番茄植物，所述植物生長自本發(fā)明的植物的種子，或再生自其部分，或再生自組織培養(yǎng)物。
本發(fā)明還涉及本發(fā)明的番茄植物的后代。這類后代可通過本發(fā)明的植物或其后代植物的有性或營養(yǎng)繁殖來產(chǎn)生。再生的植物具有與所請求保護的植物(其代表性種子在NCMB登錄號NCMB 41531下保藏)相同的或相似的延長的貯存期。這表示，這樣的后代具有與所請求保護的本發(fā)明番茄植物的特征相同的特征，即增加的貯存期。除此以外，可在一個或多個其他特征上改良所述植物。這類額外的改良可例如通過誘變或通過用轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)化來實現(xiàn)。此外，本發(fā)明涉及番茄植物的改良，所述植物因已知的長貯存期基因而顯示改良的貯存期，但在成熟相關(guān)質(zhì)量方面與野 生型番茄果實相比較下降，例如較慢的成熟和降低的顏色強度，這使得它們與本發(fā)明的性狀不同。本發(fā)明的改良的貯存期性狀與其他貯存期基因之間的差異，可在表型方面觀察到成熟習性的差異后，通過進行等位性測定容易地在遺傳上建立。這包括將兩個事件(所述事件應當是純合的或應當被制備為純合的)雜交，然后測定所得的雜種以及隨后F2代的表型。在事件的等位性的情況下，改良的貯存期在Fl和F2的所有植物中將是明顯的，即性狀將不會分離。在表型由不同基因座決定的情況下，情況并非如此，并且可在Fl和/或F2中觀察到分離。本發(fā)明從而涉及顯示改良的貯存期的番茄植物，其可通過下述來獲得將第一番茄親代植物與第二番茄親代植物雜交，其中親代之一是從其代表性樣品在NCIMB登錄號41531下保藏的種子生長而來的植物或其后代植物，然后從雜交的后代選擇顯示改良的貯存期的番茄植物。進行選擇的后代適當?shù)厥荈2代。本發(fā)明還涉及雜種種子和用于產(chǎn)生雜種種子的方法，所述方法包括，將第一親代植物與第二親代植物雜交，然后收獲所得的雜種種子，其中所述第一親代植物或所述第二親代植物是本發(fā)明的植物。在性狀是隱性的情況下，為了使雜種種子具有本發(fā)明的性狀，需要兩個親代植物對于改良的貯存期性狀都是純合的。對于其它性狀，它們不必一定是一致的。在一個實施方案中，本發(fā)明涉及包括改良的貯存期性狀的番茄植物，所述植物可通過如下步驟獲得a)將其代表性種子在登錄號NCMB 41531下保藏在NCMB的植物與未顯示所述性狀的植物雜交以獲得Fl群體；b)使來自Fl群體的植物自交以獲得F2群體；c)在所述F2中選擇產(chǎn)生具有與本發(fā)明的番茄果實相同的或相似的增加的貯存期的果實的植物；和d)任選地重復步驟b)和c)。很清楚，提供本發(fā)明的性狀的親代不一定是直接從保藏的種子生長而來的植物。所述親代還可以是來自所述種子的后代植物，或來自下述的后代植物通過其他方法例如分子標記而被鑒定為具有本發(fā)明的性狀的遺傳信息的種子。所述植物的后代也是本發(fā)明的一部分。如本文中使用的，"后代"意欲包括所有植物，所述植物具有與本文中描述的原始植物相同或相似的延長的貯存期，并且以任何方式(例如通過雜交，單倍體培養(yǎng)，原生質(zhì)體融合或其他技術(shù))從其產(chǎn)生。這樣的后代不僅包括第一代而且包括所有后續(xù)的后代，只要貯存期的延長得到保留即可。
本發(fā)明還涉及種質(zhì)和種質(zhì)的用途，所述種質(zhì)包含賦予本發(fā)明的增加的貯存期的基因組區(qū)域，用于在育種程序中基因滲入至其他種質(zhì)中。新型番爺植物(番爺，Solanum Iycopersicum)的代表性種子于2007年12月17日保藏在 NCIMB Ltd. ,Ferguson Building,CraibstoneEstate,Bucksburn,Aberdeen,AB219YA Scotland，UK，并且具有保藏登錄號NCMB 41531。在隨后的實施例中進一步舉例說明本發(fā)明，所述實施例無意以任何方式限定本發(fā)明。在下列附圖
中舉例說明本發(fā)明圖I顯示在使用百草枯處理后存活的番茄的M2突變體的實例。相鄰植物已被除草劑完全殺死。圖2是在使用百草枯處理后存活的番茄M2突變體的M3后代篩選的實例。在本圖中顯示了三塊(block)植物。右邊顯示了已被百草枯完全殺死的完全敏感的突變體群體(LePQ28)。中間顯示了其植株具有正常體型(habitus)且在使用百草枯處理后存活的具有完全抗性的M3群體(LePQ19)。左邊顯示了其植株在使用百草枯處理后存活但具有變矮、白化的表型的具有抗性的M3群體(LePQ15)。圖3顯示測定番爺?shù)陌俨菘菘剐酝蛔凅w的衰老速率的離體葉片測定(detachedleaf assay)。I :野生型對照，2 LePQ19,3 LePQ37,4 LePQ48,5 LePQ58,6 :LePQ96。圖4顯示LePQ48 (左)、LePQ58 (中)和LePQ96 (右)的綠熟果實的綠色的差異。圖5顯示對照植物的番茄果實(I)和突變體LePQ19 (2)、LePQ49 (3)、LePQ58 (4)和LePQ96(5)的果實的貯存期測定。在紅熟期收獲果實。在果實于室溫下貯存56天后拍攝照片。
實施例實施例I使用ems進行的番茄的遺傳修飾在室溫下將番茄品系TO 029(圓形番茄)的約5000粒種子在0. 05% (w/v)或0. 07% (w/v) ems的充氣溶液中溫育24小時。在ems處理后，在水中漂洗Ml種子，然后將其在24°C，按16小時光照，8小時黑暗的方案種植在溫室中以生長成熟植物，和誘導開花以產(chǎn)生M2種子。成熟后，收獲、堆積和貯存M2種子直至進一步使用?；诰哂邪谆硇偷膫€體植物(其葉綠素生物合成被破壞)的相對數(shù)量估計突變頻率。實施例2篩選抗百草枯的番茄突變體將M2種子播種在盆栽土壤中，培育小植株直至第一片真葉出現(xiàn)。在該階段，用對于敏感性番茄植物是致死的百草枯劑量噴灑植物。取決于條件，但通常在3天后，葉上的第一壞死癥狀變得可見。在除草劑處理后約7天時，敏感性番茄植物完全壞死。在該階段，標 記存活的突變體植物，所述植物被認為具有假定的百草枯抗性。篩選了總共40，000株M2植物，產(chǎn)生29個假定的抗百草枯突變體(圖I)。將假定的抗百草枯番茄植物培育至成熟，以通過自花授粉產(chǎn)生M3種子。
實施例3
番茄的假定的抗百草枯M2突變體的M3后代測試從29個假定的抗百草枯番茄植物收獲M3種子。對于每一個突變體，將32粒種子播種在盆栽土壤中，使用標準番茄生長條件在溫室中培育小植株。在第一片真葉出現(xiàn)后，用對于百草枯敏感性對照番茄植物是致死的百草枯劑量噴灑植物。包含抗百草枯植物的后代被認為來源于真實的抗百草枯M2突變體。在不同的M3群體之間觀察到應答和表型上的一些差異，如圖2中舉例說明的。一些后代植物顯示完全抗性表型，一些顯示是敏感性的。另一組后代顯示變矮白化的表型。推定顯示完全敏感表型的后代來源于在百草枯處理后存活、但非突變的結(jié)果的M2植物。在測試的29個M3群體中，有6個顯示變矮和白化的表型，但其在百草枯處理后全部存活。在其他23個M3群體中，有5個群體包含在所述處理后存活的植物。所有其他事件都是敏感性的。顯示正常植株體型的5個抗百草枯番茄事件被認為來源于允許在除草劑處理后存活的M2突變體的突變。記錄這些事件LePQ19、LePQ37、LePQ48、LePQ58和LePQ96。實施例4番茄的抗百草枯突變體的葉片衰老測定為了評估選自突變體群體的抗百草枯機制是否對葉片衰老具有影響，進行離體葉片測定。將5個不同的抗百草枯突變體的M3植物和野生型對照植物(突變體群體的起始品系)培育在溫室中。當植物開始開花時，使8-10片葉子脫離植物，然后將其在室溫、黑暗下于封閉容器中進行溫育。為了防止葉片脫水，將葉片置于水飽和的脫脂棉上。在兩周的溫育后，離體葉片的衰老變得明顯。百草枯事件之一即LePQ58顯示葉片黃化的延遲，其表明減弱的衰老應答(圖3)。實施例5顯示減弱的葉片衰老的番茄抗百草枯突變體的綠熟果實的特征就番茄在果實發(fā)育的果實膨大期中變綠的程度，比較番茄的不同百草枯抗性突變的影響。LePQ58突變體的綠熟果實，在果實產(chǎn)生的綠色的強度方面，顯示與野生型和其他抗百草枯突變體明顯不同。LePQ58果實在綠熟期顯示比野生型對照和其他抗百草枯突變體更深的綠色，如圖4中顯示的。實施例6番茄的抗百草枯突變體的果實貯存期測定為了評估選自突變體群體的百草枯抗性機制是否對果實衰老具有影響，進行貯存期測定。將5個不同的抗百草枯突變體的M3植物和野生型對照植物(突變體群體的起始品系)培育在溫室中。在坐果和果實成熟的初始期發(fā)生后，在紅熟期從植物采摘果實，將其在貯存在室溫。從對照植物和突變體LePQ19、LePQ37、LePQ48、LePQ96采摘的果實在約14天的貯存后開始變軟，然而來自LePQ58的果實在整個該時間段內(nèi)保持堅硬。延長的貯存導致果實的進一步皺縮，果皮的破裂以及偶然發(fā)生的真菌感染的發(fā)生。來自突變體LePQ58的果實在56天的時間段后未顯示軟化的跡象(圖5)。因此，得出結(jié)論突變體LePQ58，當在紅熟期收獲時，與對照、LePQ19、LePQ37、LePQ48和LePQ96相比較，具有增加的果實貯存期。實施例I番茄長貯存期突變體LePQ58的收獲后果實硬度
將突變體LePQ58和陰性對照的植株培育在溫室中以產(chǎn)生果實，用于測定收獲后果實硬度。作為陰性對照，使用來自與突變體LePQ58所分離自的群體相同的、但對百草枯敏感的群體的植物。在紅熟期收獲果實，將其在實驗過程中于21°C下貯存在溫室中。在收獲后立即以及在收獲后4和6周時，使用透度計(FT327型，QA Supplies，Norfolk Virginia)測定果實的硬度。對于每一個測量，使用許多果實來測定破裂果皮所需的由透度計施加的壓力(Kg/cm2)。這樣的測量被認為反映了總體果實硬度。結(jié)果概述于表I中。表ILePQ58的收獲后果實硬度的測定。在收獲后0、4和6周時，使用透度計測定LePQ58和對照果實的硬度(以Kg/cm2表示)。給出了指定數(shù)目的果實的平均值。
權(quán)利要求
1.一種番茄植物，其果實與野生型番茄植物的果實相比較具有改良的貯存期，其可通過下述來獲得將來自突變體LePQ58(保藏登錄號NCMB 41531)的増加的貯存期性狀基因滲入具有正常的貯存期的番茄植物。
2.權(quán)利要求I中所述的番茄植物，其中所述增加的貯存期包括果實，所述果實顯示正常成熟，且在紅熟收獲時與具有相似遺傳背景但缺乏本發(fā)明的性狀的果實相比較，具有增加至少31 %，優(yōu)選至少42 %，更優(yōu)選至少52 %，更優(yōu)選至少60 %，最優(yōu)選至少70 %的果實硬度。
3.權(quán)利要求I或2中所述的番茄植物，其中所述增加的貯存期包括果實，所述果實顯示正常成熟，且當與紅熟收獲的果實期相比較時，在收獲后4周時顯示降低小于50%，優(yōu)選小于43 %，更優(yōu)選小于38 %，更優(yōu)選小于32 %，最優(yōu)選小于25 %的硬度。
4.權(quán)利要求1-3的任ー項中所述的番茄植物，所述植物是其代表性種子在保藏登錄號NCIMB 41531下進行保藏的植物。
5.權(quán)利要求1-3的任ー項中所述的包含改良的貯存期性狀的番茄植物，所述植物可通過如下步驟獲得 a)將其代表性種子在登錄號NCMB41531下保藏在NCMB的植物與不顯示所述性狀的植物雜交，以獲得Fl群體； b)自交來自Fl群體的植物，以獲得F2群體； c)在所述F2中選擇產(chǎn)生具有與本發(fā)明的番茄果實相同或相似的増加的貯存期的果實的植物；和 d)任選地重復步驟b)和c)。
6.權(quán)利要求1-5的任ー項中所述的植物的番茄果實。
7.權(quán)利要求1-5的任ー項中所述的植物的后代。
8.權(quán)利要求1-5的任ー項中所述的植物的繁殖材料。
9.權(quán)利要求8中所述的繁殖材料，其中所述材料選自小孢子、花粉、子房、胚珠、胚囊、卵細胞、插條、根、莖、細胞、原生質(zhì)體、包含可再生細胞的組織培養(yǎng)物，所述組織培養(yǎng)物特別地來源于葉、花粉、胚、子葉、下胚軸、分生細胞、根、根尖、花藥、花、種子和莖。
10.具有延長的貯存期性狀的種質(zhì)，其可獲自突變體LePQ58，所述突變體LePQ58的代表性種子在登錄號NCMB 41531下保藏。
11.權(quán)利要求10中所述的種質(zhì)，其可從所述突變體LePQ58的后代植物獲得，所述后代植物仍然具有延長的貯存期性狀。
12.權(quán)利要求10或11中所述的種質(zhì)在育種程序中的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及其果實與野生型番茄植物的果實相比較具有改良的貯存期的番茄植物，其可通過下述來獲得將來自突變體LePQ58(保藏登錄號NCIMB 41531)的增加的貯存期性狀基因滲入至具有正常貯存期的番茄植物中。增加的貯存期包括果實，所述果實顯示正常成熟，且在紅熟收獲時與具有相似遺傳背景但缺乏本發(fā)明的性狀的果實相比較，具有增加至少31％，優(yōu)選至少42％，更優(yōu)選至少52％，更優(yōu)選至少60％，最優(yōu)選至少70％的果實硬度。
文檔編號A01H5/08GK102625654SQ201080040071
公開日2012年8月1日 申請日期2010年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月9日
發(fā)明者C·M·P·范杜恩, D·B·德拉格, P·M·埃格因克 申請人:瑞克斯旺種苗集團公司