白利糖度水平增加的辣椒的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】白利糖度水平増加的辣楓
[0001]本發(fā)明設(shè)及具有更甜滋味的辣椒植物。另外，本發(fā)明設(shè)及來(lái)自該辣椒植物的植株、 種子和繁殖材料作為種質(zhì)在育種計(jì)劃中的用途，所述育種計(jì)劃旨在獲得產(chǎn)生具有更甜滋味 的果實(shí)的辣椒植物。
[0002]甜椒和朝天椒植物屬于作為茄科(So 1 anaceae)組成部分的辣椒屬(CapS iC皿）。辣 椒屬諸物種原產(chǎn)于南美洲、中美洲和北美洲部分，在那里已經(jīng)栽培它們數(shù)千年，并且現(xiàn)在全 球栽培。
[0003] 辣椒屬的一些成員用作調(diào)味品、蔬菜和藥物。物種辣椒(Cap S i CUm annuum)在辣椒 屬四個(gè)馴化物種（辣椒（Capsicum annuum)、風(fēng)鈴椒（Capsicum baccatum)、黃燈籠椒 Kapsi州m chinense)、小米椒Kapsi州m打Utescens))中最常見(jiàn)并且廣泛栽培。它包括幾 種栽培品種，其中在北歐和美國(guó)最常培育鈴狀椒(也稱(chēng)為紅辣椒）。鈴狀椒或辣椒果實(shí)生食、 烹煮、不成熟和成熟并且可W加工成粉末、醬汁和沙司（salsa)。辣椒果實(shí)在不成熟期大多 呈綠色，但在成熟期間，它們變成紅色、黃色、澄色、紫色或棟色。甜椒包括具有輕微非辛辣 果實(shí)的任何辣椒植物，如鈴狀椒植物。辣椒植物可W在曠野、溫室、隧道或遮陽(yáng)棚中類(lèi)型廣 泛的多樣氣候條件下栽培，但是在溫暖和干燥條件下，將最成功地栽培它們。
[0004] 盡管馴化辣椒物種為熱帶起源，但大部分辣椒育種活動(dòng)已經(jīng)在溫帶國(guó)家實(shí)施，并 且大部分國(guó)家關(guān)注辣椒。然而，一些野生型物種已經(jīng)用于辣椒育種計(jì)劃中，重點(diǎn)在于（主要 是)抗病性。物種風(fēng)鈴椒(C.baccatum)在辣椒育種計(jì)劃中的用途迄今非常有限，原因運(yùn)兩個(gè) 物種之間的種間雜交大受精后遺傳屏障限制。因此，風(fēng)鈴椒研究主要地集中于該物種內(nèi)部 種質(zhì)的變異，所述變異顯示出果實(shí)品質(zhì)特征、產(chǎn)量、抗性和生物活性化合物的巨大變異性。
[0005] 風(fēng)味是果實(shí)和蔬菜的重要品質(zhì)參數(shù)。外部品質(zhì)如顏色、質(zhì)地和形狀相對(duì)容易由生 產(chǎn)商和消費(fèi)者評(píng)價(jià)。但是，風(fēng)味屬性的評(píng)價(jià)更復(fù)雜。在測(cè)量物理、生物化學(xué)和感官特性的番 茄風(fēng)味研究中，認(rèn)為后者最難W定量。如消費(fèi)期間感知的果實(shí)和蔬菜風(fēng)味已經(jīng)定義為由滋 味、氣味、口感、視感和音感的相互作用所提供的總體感覺(jué)。非揮發(fā)性化合物（如糖）的組成 主要影響感知的感官滋味，而香味受揮發(fā)性化合物影響。
[0006] 與甜味較少的辣椒果實(shí)相比，品嘗組成員和消費(fèi)者通常更喜歡有甜味的辣椒果 實(shí)。
[0007] 本發(fā)明的目的是提供產(chǎn)生具有更甜滋味的果實(shí)的新辣椒植物。
[000引在導(dǎo)致本發(fā)明的研究中，開(kāi)發(fā)了辣椒物種的新辣椒植物，其中發(fā)現(xiàn)所述的新辣椒 植物包含運(yùn)樣的種質(zhì)滲入，與缺少所述種質(zhì)滲入的同基因性辣椒植物的果實(shí)相比，所述種 質(zhì)滲入導(dǎo)致產(chǎn)生白利糖度水平增加的果實(shí)。發(fā)現(xiàn)運(yùn)些辣椒果實(shí)比對(duì)照果實(shí)具有更甜的滋 味。
[0009] 應(yīng)當(dāng)理解辣椒植物是表型上本身可辨認(rèn)的，不過(guò)所述植物可W在其基因組中含有 來(lái)自其他辣椒屬物種的種質(zhì)滲入。熟練育種者或培育者知道如何區(qū)分辣椒植物和果實(shí)與來(lái) 自其他辣椒屬物種的植物和果實(shí)。
[0010] 因此，導(dǎo)致本發(fā)明的研究顯示，產(chǎn)生白利糖度水平增加和滋味更甜的辣椒果實(shí)的 性狀因辣椒基因組中存在來(lái)自風(fēng)鈴椒的種質(zhì)滲入(本文中作為數(shù)量性狀基因座(Q化)鑒定） 引起。起因性WL如在下述植物的基因組中那樣存在，所述植物從其代表性樣品按照登錄號(hào) NCIMB 42139在NCIMB保藏的種子培育。
[0011]本發(fā)明因此提供了產(chǎn)生白利糖度水平增加的果實(shí)的辣椒植物，其中該辣椒植物包 含QTL，當(dāng)存在時(shí)，所述WL導(dǎo)致白利糖度水平增加、從而產(chǎn)生更甜滋味的果實(shí)，并且其中所 述OTL與從保藏物NCIMB 42139的種子所培育的植物的基因組中存在的WL相似或尤其與之 相同，并且其中所述0化與選自沈Q ID N0:1、SEQ ID N0:3、SEQ ID N0:5和沈Q ID N0:7的 至少一種標(biāo)記連鎖并且其中OTL優(yōu)選地純合存在。優(yōu)選地，本發(fā)明的辣椒植物是甜椒。
[0012]本發(fā)明的植物因此包含與保藏物NCIMB 42139中存在的QTL相似或相同的QTL。在 運(yùn)種語(yǔ)境下，相似的意指雖然本發(fā)明植物的基因組中WL的核巧酸序列可能不與從保藏物 NCIMB 42139的種子所培育的植物的基因組中的相應(yīng)核巧酸序列完全相同，但是WL的基因 座和由它引起的白利糖度增加表型在任何情況下均相同?？蒞在等位性試驗(yàn)中確定WL是 否位于相同的基因座處。
[0013] 雖然不與糖總量完全相同，但是測(cè)量白利糖度是一種指示產(chǎn)品甜度的方法。白利 糖度(°B)是可溶性總固形物(主要是果實(shí)中的糖)的標(biāo)準(zhǔn)折射量值。
[0014] 本發(fā)明因此提供了產(chǎn)生白利糖度水平增加的果實(shí)的辣椒植物(辣椒），其中該辣椒 植物包含導(dǎo)致白利糖度水平增加的QTL，其中WL位于連鎖群3(LG3)上并且其中所述WL在 保藏物NCIMB 42139的種子的基因組中與如表1中所示的選自SEQ ID No: USEQ ID No:3、 SEQ ID No:5和SEQ ID No:7的至少一個(gè)標(biāo)記連鎖。連鎖群的命名參考共有染色體編號(hào)，如 Wu 等人，（llieor. Appl.Genet. (2009) 118,1279-1293)中那樣。
[0015] 在從保藏物的種子所培育的植物的基因組中，上文提到的標(biāo)記與引起本發(fā)明性狀 的WL連鎖，所述性狀是W下性狀:產(chǎn)生白利糖度水平增加的辣椒果實(shí)。每種標(biāo)記分別適合 在育種中追蹤QTL，但是為此目的，還可W使用兩個(gè)或更多個(gè)標(biāo)記的組合。
[0016] 可 W使用標(biāo)記SEQ ID No: 1、沈Q ID No: 3的組合、標(biāo)記沈Q ID No: 1、SEQ ID No: 3、沈Q ID No:5的組合、標(biāo)記沈Q ID No: 1、沈Q ID No:3、SEQ ID No:5和SEQ ID No:7的組 合、標(biāo)記沈Q ID No: USEQ ID No:5和沈Q ID No:7的組合、標(biāo)記沈Q ID No: USEQ ID No:5 的組合、標(biāo)記沈Q ID No: USEQ ID No:7的組合、標(biāo)記沈Q ID No:3、沈Q ID No: 5和沈Q ID No:7的組合、標(biāo)記沈Q ID No: 3、SEQ ID No: 5的組合、標(biāo)記沈Q ID No: 3、SEQ ID No:7的組 合、標(biāo)記SEQ ID No:5、SEQ ID No:7的組合，鑒定引起本發(fā)明白利糖度增加性狀的QTL。
[0017] Q化在所保藏材料的基因組中純合存在并且運(yùn)種材料因此是可W用來(lái)將產(chǎn)生白利 糖度水平增加的辣椒果實(shí)性狀引入其他辣椒植物中的QTL的來(lái)源。運(yùn)類(lèi)植物可W作為起點(diǎn) 用來(lái)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)具有下述性狀的變種:產(chǎn)生白利糖度水平增加的辣椒果實(shí)。
[0018] 本發(fā)明QTL(LG3上的種質(zhì)滲入片段）的另一個(gè)可能來(lái)源是風(fēng)鈴椒。風(fēng)鈴椒，尤其風(fēng) 鈴椒下垂變種（Capsicum baccaUim var .pendulum)，可W用作基因組片段（本發(fā)明QTL)的 來(lái)源，W將白利糖度水平增加性狀引入辣椒植物。包含本發(fā)明WL的任何辣椒植物，無(wú)論運(yùn) 種WL的來(lái)源是什么，均是本發(fā)明的植物。包含本發(fā)明QTL(其中運(yùn)種WL從本發(fā)明的辣椒植 物(例如從保藏物NCIMB 42139的種子所培育的植物引入運(yùn)種辣椒植物)的辣椒植物因此與 包含本發(fā)明QTL(其中運(yùn)種WL從風(fēng)鈴椒植物、尤其風(fēng)鈴椒下垂變種植物引入運(yùn)種辣椒植物） 的辣椒植物相同或等同。
[0019] 在保藏的種子中，該WL與W下每種分子標(biāo)記連鎖：SEQ ID No:l、SEQ ID No:3、 沈Q ID No:5和沈Q ID No:7。運(yùn)些標(biāo)記可W與OTL連鎖，但是在本發(fā)明植物中至少一種所提 到標(biāo)記的存在不是必需的，只要引起所述性狀的OTL存在即可。白利糖度增加表型的存在是 存在本發(fā)明Q化的直接指示物，因?yàn)榈?L是編碼新風(fēng)味性狀的遺傳信息。因此，作為該表型基 礎(chǔ)的WL存在于其中，但所述標(biāo)記不再存在于其中時(shí)，如本文所述具有產(chǎn)生白利糖度水平增 加的辣椒果實(shí)性狀的本發(fā)明植物仍然是本發(fā)明的植物。
[0020] 標(biāo)記有時(shí)是性狀的遺傳原因，但并非總是運(yùn)樣。標(biāo)記可W位于引起性狀的基因中 或與它遺傳連鎖。運(yùn)些標(biāo)記經(jīng)常用作追蹤性狀遺傳的工具。在育種期間，與保藏種子中遺傳 決定子連鎖的分子標(biāo)記可W因此用來(lái)輔助新風(fēng)味性狀轉(zhuǎn)移至其他植物。熟練育種者將理 解，可W通過(guò)使用感官分析和/或生物化學(xué)分析，或通過(guò)監(jiān)測(cè)如本文所述的分子標(biāo)記的存在 和對(duì)其育種（即標(biāo)記輔助選擇)或通過(guò)兩種方式監(jiān)測(cè)新風(fēng)味性狀轉(zhuǎn)移入辣椒植物中。將運(yùn)類(lèi) 標(biāo)記定位至特定基因組區(qū)還允許在育種中利用相關(guān)的序列及允許開(kāi)發(fā)額外的連鎖遺傳標(biāo) 記。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，與LG3上如本文中鑒定的種質(zhì)滲入片段的染色體區(qū)域連鎖的其 他標(biāo)記或探針可W用來(lái)鑒定包含本發(fā)明WL的植物。對(duì)本發(fā)明染色體區(qū)域的認(rèn)識(shí)促進(jìn)本發(fā) 明的新風(fēng)味性狀從包含本發(fā)明QTL的植物(如從保藏的種子所培育的植物或風(fēng)鈴椒植物，尤 其風(fēng)鈴椒下垂變種植物)種質(zhì)滲入其他辣椒植物中。大小各異的連鎖區(qū)域可W在本發(fā)明的 范圍內(nèi)轉(zhuǎn)移，只要染色體區(qū)域賦予本發(fā)明的新風(fēng)味。因此，強(qiáng)調(diào)本發(fā)明可W使用W遺傳方式 定位于所鑒定區(qū)域內(nèi)部的任何分子標(biāo)記實(shí)施，條件是運(yùn)些標(biāo)記在親本之間呈多態(tài)性。
[0021] 實(shí)施例1中描述了具有因白利糖度水平增加而產(chǎn)生滋味更甜的辣椒果實(shí)的性狀的 初始植物的開(kāi)發(fā)。簡(jiǎn)而言之，使用風(fēng)鈴椒下垂變種種質(zhì)作為供體親本與兩個(gè)栽培型辣椒塊 狀繁育系(SM和GNM)回交(BC)。作為運(yùn)些初始雜交種進(jìn)一步延伸，開(kāi)發(fā)了測(cè)試其白利糖度水 平的BC2S1系和近等基因系(NIL)。
[0022] 在如NIL中那樣的兩種BC2S1