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在不存在受精的情况下的果实形成

阅读：225发布：2020-05-11

专利汇可以提供在不存在受精的情况下的果实形成专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及显示在不存在受精的情况下的果实形成性状的辣椒植物，其中所述性状可通过来自由种子长大的植物的渐渗杂交获得，所述种子在登记号NCIMB 41678、NCIMB 41680或NCIMB 41684下保藏于NCIMB。本发明进一步涉及植物的子代、用于产生植物的繁殖材料、植物的果实和包含果实或其部分的食物产品。，下面是在不存在受精的情况下的果实形成专利的具体信息内容。

权利要求

1.用于产生辣椒植物的方法，其中所述辣椒植物产生单性果实，所述方法包括：
(a)使由代表性样品在登记号NCIMB 41678、NCIMB 41680或NCIMB 41684下保藏于NCIMB的种子生长而来的植物或所述植物的具有产生单性果实的性状的后代植物与另一种辣椒植物杂交；
(b)使所得到的F1自交，以获得F2；
(c)在F2中选择产生单性果实的植物；
(d)任选执行另外一轮或多轮自交或杂交，并且随后选择产生单性果实的植物。
2.用于产生辣椒植物的方法，其中所述辣椒植物产生单性果实，所述方法包括：
(a)使由代表性样品在登记号NCIMB 41678、NCIMB 41680或NCIMB 41684下保藏于NCIMB的种子生长而来的植物或所述植物的具有产生单性果实的性状的后代植物与另一种辣椒植物杂交；
(b)使所得到的F1与优选亲本回交；
(c)在F2中选择产生单性果实的植物；
(d)任选执行另外一轮或多轮自交或杂交，并且随后选择产生单性果实的植物。
3.如权利要求1或2中要求的方法，其中产生单性果实的植物的选择在F1中完成。
4.如权利要求1或2中要求的方法，其中产生单性果实的植物的选择在F3或以后代中开始。
5.如权利要求1或2中要求的方法，其中辣椒植物是近交系、杂种、双单倍体或分离群体的植物。

说明书全文

在不存在受精的情况下的果实形成

[0001] 本申请是申请号为2013800310213的分案申请。

[0002] 本发明涉及就其果实形成的方式而言改变的植物和植物部分，特别是果实类蔬菜。更特别地，本发明涉及显示在不存在受精的情况下的果实形成的辣椒植物。这种果实形成方式通常被称为单性结实，并且果实被称为单性果实。本发明还涉及能够产生单性果实的这些植物的种子。本发明进一步涉及用于获得具有改变的基因型的所述植物及其种子的方法，所述植物在显示不存在受精的情况下的果实形成。

[0003] 果实类蔬菜如辣椒的育种旨在产生最佳地适合专业生产环境的商业品种，以便产生可销售的产品。在选择过程中需要考虑与输入和输出性状相关的许多特征。在这方面非常重要的性状之一涉及坐果(fruit set)，特别是在不利环境条件例如高温或低温和干旱下的坐果。此类条件对于正常授粉和因此的受精是有害的，这导致弱坐果和因此的产量损失。当在不存在受精情况下的果实形成或单性结实可以用作性状时，由于几个原因，它是可以显著促成经济上更有效的辣椒果实生产的重要特征。

[0004] 除了促成收获保证外，单性结实对于果实质量也是重要的。蒂腐病(BER)是在果实发育的最初阶段过程中由局部钙缺乏引起的生理学病症。BER具有经济意义，因为它引起辣椒的高产量方面的损失。BER的出现与高最初生长率强烈关联，还与果实中的种子数目强烈关联。单性结实的辣椒据报道对BER较不敏感，因为它们不含任何种子(Heuvelink和Korner；Annals of Botany 88：69-74，2001)。

[0005] 此外，需要从果实中去除种子的工业或家庭应用可以从单性结实强烈获益。在食品加工中，工业种子通常通过用水洗掉种子进行去除。因为这个步骤对于单性结实辣椒的加工是多余的，所以涉及的加工成本更少。此外，对于家庭应用，单性果实具有超过结籽果实的优点，因为由于种子的不存在，消费者更容易加工果实。

[0006] 在不存在受精的情况下的果实形成引起组合这个特征与雄性不育特别是GMS(基因性雄性不育)的基因来源的可能性。这种形式的雄性不育促使花药不发育，因此不产生花粉。这对于栽培者具有几个优点。首先，未发育的花药将减少人员发展对花粉的变态反应的机会。其次，可以实现成本降低，因为不再需要通常用于最佳化坐果的大黄蜂或其他传粉者，由于果实将在不存在受精的情况下结成。

[0007] 单性结实的另一个高度有价值的性状是它稳定辣椒果实的生产流动。通常，辣椒生产的特征在于与低生产期交替的高果实生产期。辣椒生产链中的这种现象被称为冲洗(flushing)。这个周期行为导致具有高供应和低价格的时期和具有低供应和高价格的时期。避免辣椒生产过程中的这个不规则产量模式且提供更稳定的辣椒生产具有极大的经济意义。辣椒生产中的波动主要由坐果的波动引起。大约同时结成的几个发育中的果实的存在抑制坐果和新果实的生长，因为资源竞争和由于植物生长调节物产生的优势。

[0008] 此外，已知辣椒种子数目中的增加也增加果实对以后发育的果实的结实和生长的抑制作用。因此，通过生长不含种子的单性果实辣椒生产的波动将更少。Heuvelink和Korner；Annals of Botany 88：69-74，2001)。

[0009] 坐果通常依赖受精。受精是其中胚珠内含有的卵细胞和中央细胞与由花粉管递送的精细胞融合的过程。这个所谓的双受精是触发事件级联的步骤，所述事件级联导致胚胎和胚乳的形成且最终导致成熟种子。发育中的种子和周围组织生成刺激子房长出及其发育成肉质果的信号。显而易见地，受精提高阻止果实形成的一定发育屏障。这个机制确保果实形成依赖种子的形成，考虑到果实在种子散布中的生物学作用，这是有意义的。

[0010] 然而，在果实形成的最初步骤中起作用的生理学和分子事件的了解是不完整的。植物激素生长素和赤霉素的牵涉已得到广泛证明，尽管其确切作用仍是难以捉摸的。生长素或赤霉素对未受精胚珠的应用在许多植物物种包括辣椒中导致果实形成。事实上，这些激素在实践中应用于改善当温室条件是亚最佳时的坐果。尽管生长素和赤霉素的应用具有一定实用价值，但它增加成本且可以导致果实形状的不规则。

[0011] 除了这些外在效应外，尽管不明确哪些组织是这些激素的实际来源，但假定激素生长素和赤霉素也在受精依赖性果实形成过程中起作用。这些激素的体系以及下游调节网络在很大程度上仍是未知的。其他激素例如细胞分裂素、脱落酸、乙烯和油菜固醇看起来也在果实形成中起作用。

[0012] 大多数辣椒基因型显示出一定水平的单性结实。然而，这些单性果实显示负多效性，例如果实大小减少、果实形状不规则和变形、和在果实内的心皮化生长(Tiwari等人BMC Plant Biology 11:143，2011)。心皮化生长是在辣椒果实内的假胚长出，这对于栽培者和消费者都是高度不希望有的效应。显示负多效性的单性果实被称为结节并且不视为真正的单性果实。

[0013] 考虑到单性结实对辣椒果实生产的显著优点，存在辣椒中的单性结实的遗传来源的强烈需要，这允许在不存在受精的情况下的果实形成，更佳地称为单性果实形成，这优选不与负多效性联系。

[0014] 本发明的目的是提供显示在不存在受精的情况下的果实形成的辣椒植物，而无负多效性。

[0015] 在导致本发明的研究中，通过诱变处理使新辣椒植物发育，显示在不存在受精的情况下的果实形成。令人惊讶地发现这些植物形成具有与在受精后形成的果实那种相似的大小和形状的单性果实。

[0016] 本发明因此提供了包含遗传决定子的辣椒植物，当纯合存在时，所述遗传决定子引起单性果实形成，其中所述决定子可通过来自由种子长大的植物的渐渗杂交获得，所述种子的代表性样品在登记号NCIMB 41678、NCIMB 41680或NCIMB 41684下保藏于NCIMB。

[0017] 单性果实是在不存在受精的情况下形成的果实。单性果实因此是无籽果实。

[0018] 在一个实施方案中，与在受精后形成的果实相比较，通过本发明的植物产生的单性果实是至少80％无籽的。

[0019] 在一个实施方案中，与在受精后形成的果实相比较，通过本发明的植物产生的单性果实是至少90％无籽的。

[0020] 在一个实施方案中，与在受精后形成的果实相比较，通过本发明的植物产生的单性果实是至少95％无籽的。

[0021] 在一个实施方案中，与在受精后形成的果实相比较，通过本发明的植物产生的单性果实是至少99％无籽的。

[0022] 在一个实施方案中，与在受精后形成的果实相比较，通过本发明的植物产生的单性果实是100％无籽的。

[0023] 本发明的单性果实具有相同植物或具有相似或相同遗传背景的植物的结籽果实那种约87％-约135％、优选约90％-约128％、更优选约93％-约121％、甚至更优选约96％-约107％且最优选约100％的平均长度。在这点上的相同遗传背景意指源于相同杂交。

[0024] 在一个实施方案中，与在受精后形成的果实相比较，通过本发明的植物产生的单性果实具有至少约87％的平均长度。

[0025] 在一个实施方案中，与在受精后形成的果实相比较，通过本发明的植物产生的单性果实具有至少约90％的平均长度。

[0026] 在一个实施方案中，与在受精后形成的果实相比较，通过本发明的植物产生的单性果实具有至少约93％的平均长度。

[0027] 在一个实施方案中，与在受精后形成的果实相比较，通过本发明的植物产生的单性果实具有至少约96％的平均长度。

[0028] 在一个实施方案中，与在受精后形成的果实相比较，通过本发明的植物产生的单性果实具有至少约100％的平均长度。

[0029] 在一个实施方案中，与在受精后形成的果实相比较，通过本发明的植物产生的单性果实具有至少约107％的平均长度。

[0030] 在一个实施方案中，与在受精后形成的果实相比较，通过本发明的植物产生的单性果实具有至少约114％的平均长度。

[0031] 在一个实施方案中，与在受精后形成的果实相比较，通过本发明的植物产生的单性果实具有至少约121％的平均长度。

[0032] 在一个实施方案中，与在受精后形成的果实相比较，通过本发明的植物产生的单性果实具有至少约128％的平均长度。

[0033] 在一个实施方案中，与在受精后形成的果实相比较，通过本发明的植物产生的单性果实具有至少约135％的平均长度。

[0034] 在一个实施方案中，与在受精后形成的果实相比较，通过本发明的植物产生的单性果实具有约150％的平均长度。

[0035] 本发明的单性果实的宽度适当地在受精后形成的果实宽度约90％-约110％之间变动。

[0036] 优选地，宽度在约95％-约105％之间变动，更优选地，宽度是约99％-101％之间，最优选地，宽度与结籽果实相同，即与在受精后形成的果实相比较，100％。

[0037] 在一个实施方案中，与在受精后形成的果实相比较，通过本发明的植物产生的单性果实具有至少约90％的平均宽度。

[0038] 在另一个实施方案中，本发明的果实的平均宽度是在受精后形成的果实的至少约95％。

[0039] 在另一个实施方案中，本发明的果实的平均宽度是在受精后形成的果实的至少约99％。

[0040] 在进一步实施方案中，本发明的果实的平均宽度是在受精后形成的果实的至少约100％。

[0041] 在另一个实施方案中，本发明的果实的平均宽度是在受精后形成的果实的至少约110％。

[0042] 在一个实施方案中，本发明涉及辣椒植物，其中导致本发明的单性果实形成的遗传决定子来自由种子长大的植物的渐渗杂交，所述种子的代表性样品在登记号NCIMB 41678、NCIMB 41680或NCIMB 41684下保藏于NCIMB。

[0043] 应当指出如果明确限定选择标准，那么技术人员将能够鉴定在任何进一步代中携带性状的后代，所述性状是本发明的遗传决定子的结果。对于本发明的性状，来自不携带单性果实形成性状的植物和携带单性果实形成性状的植物(其代表性种子在登记号NCIMB 41678、NCIMB 41680 或NCIMB 41684下保藏，所述种子携带本发明的性状)之间的杂交的后代可以通过下述发现：由种子生长F2植物，所述种子是来自最初杂交和自交步骤的结果，阻止因此获得的植物的授粉且选择产生果实的植物作为显示单性果实形成的植物。

[0044] 在一个实施方案中，携带遗传决定子和本发明的表型性状的植物可通过下述由保藏物获得：

[0045] a)由其代表性样品在登记号NCIMB 41678、NCIMB 41680或NCIMB 41684下保藏的种子生长植物；

[0046] b)阻止植物的授粉；

[0047] c)选择产生果实的植物作为显示单性果实形成的植物。

[0048] 在一个实施方案中，本发明涉及显示单性果实形成性状的辣椒植物，所述植物可通过下述获得：

[0049] a)由其代表性样品在登记号NCIMB 41678、NCIMB 41680或NCIMB 41684下保藏于NCIMB的种子生长植物；

[0050] b)阻止植物的授粉；

[0051] c)选择产生果实的植物作为显示单性果实形成的植物；

[0052] d)使步骤c)中选择的植物与不携带遗传决定子的植物杂交，以获得F1群体；

[0053] e)使来自F1的植物自交，以获得F2群体；和

[0054] f)重复步骤b)和c)，以鉴定显示单性果实形成的植物。

[0055] 阻止授粉适当地通过使用步骤a)中的雄性不育植物完成。

[0056] 代表性辣椒突变体的种子于2009年11月19日和2010年11月25日保藏于NCIMB Ltd.(Ferguson Building，Craibstone Estate，Bucksburn，Aberdeen，AB21 9YA)。表1显示了保藏登记号。

[0057] 在一个实施方案中，本发明涉及辣椒植物，其中单性果实形成性状可得自选自由种子长大的杂种植物的(杂种)辣椒植物，所述种子的代表性样品如表1中列出的保藏于NCIMB。

[0058] 所有三个事件中的性状以与隐性遗传一致的模式转移，并且携带本发明的性状和遗传决定子的植物的选择因此适当地在已使F1自交后的第二代(F2)中进行。

[0059] 在一个实施方案中，本发明进一步涉及显示由遗传决定子引起的单性果实形成性状的辣椒植物，其中当所述植物对于所述决定子是纯合的，并且对于所述决定子纯合的所述植物与对于所述决定子纯合的试验植物杂交时，起因于所述杂交的第一代子代的植物显示对于单性果实形成性状的1:0分离。

[0060] 在一个实施方案中，当所述第一代子代的所述植物自花授粉时，所得到的第二代子代的植物显示对于单性果实形成性状的1:0分离。在一个实施方案中，试验植物是衍生自突变系中的任何一种的植物，所述突变系的种子的代表性样品如表1中列出的保藏于NCIMB且显示单性果实形成性状，或显示如存在于表1中列出的突变系中的任何一种中的所述性状的子代植物。

[0061] 在一个实施方案中，试验植物是突变系中的任何一种的植物，所述突变系的代表性样品如表1中列出的保藏于NCIMB，或是显示单性果实形成性状的所述突变系的子代的植物。

[0062] 在本发明的一个实施方案中，授粉通过将花去雄得到阻止。

[0063] 在本发明的另一个实施方案中，授粉通过使用雄性不育的由种子长大的辣椒植物得到阻止，所述种子的代表性样品在表1中列出的登记号下保藏。

[0064] 在一个实施方案中，与在相同植物或接近同基因的对照植物受精后获得的果实相比较，本发明的辣椒的单性果实具有相似数目的心皮化长出的发生率。

[0065] 在一个实施方案中，与在相同植物或接近同基因的对照植物受精后获得的果实相比较，本发明的辣椒的单性果实具有更少的心皮化长出的发生率。

[0066] 在一个实施方案中，本发明的辣椒植物及其果实基本上不显示任何负多效性。果实是无籽的，并且在其大小、形状和心皮化长出的发生率方面，可与在相同植物或接近同基因的对照植物受精后获得的果实比较。

[0067] 在一个实施方案中，本发明的遗传性状的表型表达不仅包含在不存在受精的情况下的果实形成，还包含具有可与在受精后形成的果实那种比较的大小和/或形状，和/或具有相似的心皮化长出的发生率的果实形成。在一个实施方案中，这些表型特征的组合表达对于本发明的性状是典型的。

[0068] 在一个实施方案中，本发明涉及通过本发明的辣椒植物产生的果实及其部分。

[0069] 表1

[0070] 单性结实辣椒突变体的保藏登记号。

[0071]名称突变体编号(内部命名) NCIMB编号
辣椒(Capsicum annuum) 09R.6351-M NCIMB 41678
辣椒 09R.6367-M NCIMB 41680
辣椒 09R.6401-M NCIMB 41684

[0072] 突变体于2009年11月19日保藏于NCIMB Ltd.，Ferguson Building，Craibstone Estate，Bucksburn，Aberdeen，AB21 9YA Scotland，UK。

[0073] 根据本发明的辣椒植物可以生长下述果实类型：甜椒包括甜食型辣椒(dolce-type pepper)、灯笼椒、大矩形椒、圆锥椒、长圆锥椒或块型辣椒(blocky-type pepper)。

[0074] 根据本发明的辣椒植物的果实在成熟时可以是绿色、黄色、橙色、红色、象牙色、褐色或紫色果实。

[0075] 在一个实施方案中，本发明的辣椒植物代表下述物种之一或其任何杂种组合：辣椒(Capsicum annuum)、风铃辣椒(Capsicum baccatum)、Capsicum chacoense、中华辣椒(Capsicum chinense)、小米椒(Capsicum frutescens)。这些物种是最常用的品种且另外可以容易地在彼此中杂交，从而促进获得显示本发明的单性结实性状的植物。

[0076] 本发明进一步涉及本发明的辣椒植物的种子且涉及适合于有性生殖的植物的其他部分，即繁殖材料。此类部分例如选自小孢子、花粉、子房、胚珠、胚囊和卵细胞。种子携带以纯合或杂合形式的引起单性果实形成的性状的遗传决定子。

[0077] 此外，本发明涉及适合于营养繁殖的植物部分，特别是本发明的辣椒植物的插条、根、茎、细胞、原生质体和组织培养物。组织培养物包含可再生细胞。此类组织培养物可以衍生自叶、花粉、胚胎、子叶、下胚轴、分生细胞、根、根尖、花药、花、种子和茎。繁殖材料携带以纯合或杂合形式的引起单性果实形成的性状的遗传决定子。

[0078] 本发明还涉及本发明的辣椒植物的子代。此类子代可以通过本发明的植物或其子代植物的有性生殖或营养繁殖产生。子代携带以纯合或杂合形式的引起单性果实形成的性状的遗传决定子。当决定子纯合存在时，子代植物以与植物之一相同或相似的方式不依赖受精而生长果实，所述植物的代表性种子被保藏(表1)。这意指此类子代具有与对于本发明请求保护的辣椒植物相同的特征。除了这点之外，植物可以在一种或多种其他特征中进行修饰。此类另外的修饰例如通过诱变或用转基因转化实现。

[0079] 此外，本发明涉及杂种种子且涉及产生杂种种子的方法，其包括使第一种亲本植株与第二种亲本植株杂交，且收获所产生的杂种种子。在性状是隐性的情况下，两个亲本植株对于单性结实性状必须是纯合的，以便使杂种种子携带本发明的性状。它们无需对于其他性状是一致的。两个亲本因此携带以纯合形式的遗传决定子。

[0080] 明确的是，提供本发明的性状和遗传决定子的亲本不一定是直接由保藏的种子长大的植物。亲本还可以是来自种子的子代植物或来自鉴定为具有或已通过其他方法获得遗传决定子的种子的子代植物，所述遗传决定子引起本发明的性状。

[0081] 在一个实施方案中，本发明涉及这样的辣椒植物，其携带引起本发明的性状的遗传决定子，并且已通过经由常规育种或遗传修饰(特别是通过同源转基因(cisgenesis)或异源转基因(transgenesis))引入来自合适来源的负责性状的遗传信息获得所述遗传决定子。同源转基因是用来自作物植物自身或来自性别相容的供体植物的编码(农业)性状的天然基因的植物遗传修饰。异源转基因是用来自无法杂交的物种的基因或合成基因的植物遗传修饰。

[0082] 在一个实施方案中，由其获得遗传信息特别是遗传决定子的来源通过由保藏种子长大的植物或其有性或营养后代形成。

[0083] 本发明还涉及本发明的植物的种质。种质通过生物的所有遗传特征构成，并且根据本发明包含至少本发明的单性结实性状。

[0084] 本发明进一步涉及辣椒植物的细胞，所述辣椒植物显示在不存在受精的情况下的果实形成。此类辣椒植物的每个细胞携带遗传信息，特别是遗传决定子，其导致所述性状的表型表达。细胞可以是个别细胞或是辣椒植物的部分或辣椒植物部分。

[0085] 本发明还涉及通过本发明的植物产生的单性结实辣椒果实。此外，本发明涉及辣椒果实的部分和由辣椒果实产生的加工产物。

[0086] 在一个实施方案中，本发明涉及用于产生包含引起单性果实形成的遗传决定子的辣椒植物的方法，其包括：

[0087] a)使包含导致单性果实形成的遗传决定子的植物与另一种植物杂交；

[0088] b)使所得到的F1自交，以获得F2；

[0089] c)在F2中选择产生单性果实的植物；

[0090] d)任选执行另外一轮或多轮自交或杂交，并且随后选择产生单性果实的植物。

[0091] 在一个实施方案中，本发明涉及用于产生包含引起单性果实形成的遗传决定子的辣椒植物的方法，其包括：

[0092] a)使包含导致单性果实形成的遗传决定子的植物与另一种植物杂交；

[0093] b)任选使所得到的F1与优选亲本回交，；

[0094] c)在F2中选择产生单性果实的植物；

[0095] d)任选执行另外一轮或多轮自交或杂交，并且随后选择产生单性果实的植物。

[0096] 本发明另外提供了将所需性状引入产生单性果实的辣椒植物内的方法，其包括：

[0097] a)使包含引起植物产生单性果实的遗传决定子的辣椒植物(所述植物的代表性种子在登记号NCIMB 41678、NCIMB 41680或NCIMB 41684下保藏于NCIMB)与包含所需性状的第二种辣椒植物杂交，以产生F1子代；

[0098] b)选择产生单性果实且表达所需性状的F1子代；

[0099] c)使所选F1子代与任一亲本杂交，以产生回交子代；

[0100] d)选择包含所需性状和单性果实形成的回交子代；和

[0101] e)任选接连重复步骤(c)和(d)一次或多次，以产生包含所需性状且产生单性果实的第四个或更高的回交子代。本发明当然包括通过这种方法产生的辣椒植物。单性果实形成适当地通过遗传决定子引起，所述遗传决定子存在于由保藏的种子长大的植物中且在这些植物中导致单性果实形成。

[0102] 在一个实施方案中，产生单性果实的植物的选择在F1中完成。

[0103] 在一个实施方案中，产生单性果实的植物的选择在F3或以后代中开始。

[0104] 在一个实施方案中，包含遗传决定子的植物是近交系、杂种、双单倍体或分离群体的植物。

[0105] 在一个实施方案中，本发明涉及通过使用双单倍体产生技术用于生产产生单性果实的辣椒植物的方法，以生成包含所述性状和引起所述性状的遗传决定子的双单倍体系。

[0106] 在一个实施方案中，本发明涉及用于产生杂种辣椒植物的方法，其包括使第一种亲本辣椒植物与第二种亲本植物杂交且收获所产生的杂种辣椒种子，其中由于在其基因组中如在保藏的种子中发现的遗传决定子的存在，第一种亲本辣椒植物和/或第二种亲本辣椒植物产生单性果实。

[0107] 本发明还涉及通过使用在其基因组包含遗传决定子的种子用于生产产生单性果实的辣椒植物的方法，所述遗传决定子引起单性果实形成并且也在用于生长所述辣椒植物的保藏种子的基因组中发现。

[0108] 本发明涉及用于种子生产的方法，其包括由种子长大植物，所述种子的代表性样品在登记号NCIMB 41678、NCIMB 41680或NCIMB 41684下保藏于NCIMB，允许植物生产种子，且收获这些种子。种子的生产适当地通过杂交或自交完成。

[0109] 在一个实施方案中，本发明涉及通过使用组织培养用于生产辣椒植物的方法，所述辣椒植物根据本发明产生单性果实。本发明另外涉及通过使用营养繁殖用于生产辣椒植物的方法，所述辣椒植物根据本发明产生单性果实。

[0110] 在一个实施方案中，本发明涉及通过使用用于遗传修饰以将抗性引入辣椒植物内的方法用于生产辣椒植物的方法，所述辣椒植物根据本发明产生单性果实。遗传修饰包含转基因修饰或异源转基因(使用来自无法杂交的物种或合成基因)以及同基因修饰或同源转基因(使用来自作物植物自身或来自性别相容的供体植物的编码(农业)性状的天然基因)。根据本发明的进一步方面，如保藏的种子中存在的支持本发明的单性结实性状的基因通过遗传修饰引入受体植物中。

[0111] 本发明涉及用于生产单性结实辣椒植物的方法，其中包含赋予所述单性结实性状的遗传决定子的植物的子代或繁殖材料用作将单性结实性状基因渐渗杂交到另一种植物内的来源。

[0112] 本发明还涉及本发明的植物的种质。种质通过生物的所有遗传特征构成，并且根据本发明包含至少本发明的单性结实性状。种质可以用于育种计划中用于开发产生单性果实的辣椒植物。

[0113] 本发明还涉及用于开发产生单性果实的辣椒植物的育种方法，其中使用包含在不存在受精的情况下引起果实生产的遗传决定子的种质。

[0114] 用作上述方法中的亲本或来源且包含遗传决定子的植物的代表性种子在登记号NCIMB 41678、NCIMB 41680或NCIMB 41684下保藏于NCIMB。

[0115] 定义

[0116] “结籽果实”是含有种子的正常果实，其仅在雌配子的受精已发生后形成。

[0117] “结节”是在不存在受精的情况下产生的无籽果实。与已在受精后形成的相同植物的果实相比较，此类果实一般具有异常外观。结节通常具有小于含有种子的正常果实那种84％的长度。此外，无籽结节的重量通常低于在受精后形成的果实的那种(Tiwari等人，Proc.XXVII IHC-S6High-Qual.Crop Prod.Under Protect.Cultiv.，Acta Hort.761，ISHS(2007))。此外，当与在受精后形成的果实相比较，结节通常具有更多叶脉(ribs)。结节通常不具有可销售的价值。

[0118] “单性果实”在不存在受精的情况下形成。然而，与结节不同，单性果实不具有异常外观且类似结籽果实。

[0119] “单性结实”是在不存在受精的情况下，具有与结籽果实相似的外观的无籽果实的形成。当至少一个、优选两个、更优选三个、甚至更优选四个和最优选所有下述标准符合时，植物视为具有导致根据本发明的单性果实产生的遗传决定子：

[0120] a)两个坐果(fruit sets)的10个随机挑选的单性果实至少遵守美国标准分类法种类Fancy(US Fancy)；

[0121] b)10个随机挑选的单性果实具有相同遗传背景的植物、优选相同植物的两个坐果的10个随机挑选的结籽果实那种至少约90％的平均长度；

[0122] c)10个随机挑选的单性果实具有相同遗传背景的植物、优选相同植物的两个坐果的10个随机挑选的结籽果实那种至少约90％的平均宽度；

[0123] d)10个随机挑选的单性果实显示与具有相似遗传背景的植物、优选相同植物的两个坐果的10个随机挑选的结籽果实相同或相似程度的均匀度；

[0124] e)10个随机挑选的单性果实显示与具有相似遗传背景的植物、优选相同植物的两个坐果的10个随机挑选的结籽果实相似数目的心皮化长出的发生率。

[0125] 级别“US Fancy”由指定颜色的成熟甜椒组成，其是坚固的、形状良好的且不含蒂腐病、挤压/破碎、冷冻、冻伤、冰雹、昆虫、机械、晒伤、受腐烂影响的花萼和/或壁、受腐烂影响的茎，且不含通过擦伤、灰尘、变色、疾病、昆虫、蚀损斑、瘢痕、枯萎、晒伤或其他方式引起的损伤。至少90％的辣椒显示任何量的指定颜色。

[0126] “均匀度”意指在形状和大小中具有与比较相似的差异。这还意指在十个随机挑选的果实组内，一些果实在形状和大小方面基本上不同时，对照组应具有相似差异。

[0127] 如本申请中使用的“渐渗杂交”预期意指通过常规杂交将性状从供体植物引入不携带引起性状的遗传决定子的植物(受体植物)内，和选择至少对受体植物授予性状或将遗传决定子转移到受体植物的基因组所需的代数。

[0128] 如本申请中使用的“子代”预期意指来自用本发明的植物(所述植物显示在不存在受精的情况下的果实形成)杂交的第一和所有进一步后代。本发明的子代是用本发明的植物的任何杂交的后代，所述植物携带导致在不存在受精的情况下的果实形成的性状和引起该性状的遗传决定子。

[0129] “子代”还包含携带遗传决定子的植物，当纯合存在时，所述遗传决定子引起本发明的单性果实形成的性状，且通过营养体繁殖或增殖得自本发明的其他植物。

[0130] 子代不仅是第一代还是所有进一步代，只要单性结实性状和/或引起它的遗传决定子被保留。子代一般具有其为具有独立地由受精发展果实的能力(如在来自如保藏的种子的植物中发现的)的植物的祖先。祖先预期不仅包含紧在植物前的代还包含在那之前的多代。更特别地，祖先是来自保藏种子的植物或由其下行的进一步代。附图说明

[0131] 图1：衍生自NCIMB保藏物41684的收获的单性结实辣椒果实的外观。

[0132] 图2：得自衍生自NCIMB保藏物41684的植物的收获的单性结实辣椒果实的横切面。实施例

[0133] 实施例1

[0134] 通过甲磺酸乙酯(ems)的辣椒遗传修饰

[0135] 通过在24小时过程中在室温将约10.000粒种子浸入0.5％(w/v)ems的充气溶液内，用ems处理对于雄性不育的隐性性状杂合的杂种块状红辣椒(RZ N02.52)的种子。

[0136] 使经处理的种子发芽且使所得到的植物在温室中生长，以产生M2种子。

[0137] 在成熟后，收获M2种子且在一个库中混合。所得到的M2种子库用作原材料，以鉴定显示在不存在受精的情况下的果实形成的单个M2植物。

[0138] 通过测定漂白植物的出现来评价遗传修饰程序的功效，所述漂白植物指示由于直接或间接涉及叶绿素形成或累积的基因中的修饰的叶绿素损失。

[0139] 实施例2

[0140] 已获得在不存在受精的情况下的果实形成性状的辣椒植物的鉴定

[0141] 将100.000粒M2辣椒种子播种到土壤中且生长为小植株。随后，将大约86.000个植物转移至隧道温室(tunnel greenhouse)，在其中它们根据常见辣椒培育实践进行栽培。大约12.000个植物是雄性不育的。

[0142] 这些植物在常规基础上进行监控，以便测定哪些突变体显示在不存在受精的情况下的果实形成。作为第一个选择标准，使用与未突变的辣椒植物RZ 02-52的正常结籽果实那种相似的大小和形状的果实形成。随后，从选择的植物中选择这样的植物，其产生无籽果实，并且显示与未突变的植物RZ 02-52的结籽果实相似或更少的心皮化长出的发生率。在这些标准的基础上，选择三个单性结实突变体作为最佳事件。

[0143] 实施例3

[0144] 单性结实性状的遗传力

[0145] 通过将三个选择的单性结实突变体与对于雄性不育的隐性性状杂合的系杂交产生F1种子。每个F1群体，其中4个是雄性不育的总共8个植物根据常见辣椒培育实践在温室中生长。

[0146] 监控每个群体的雄性不育植物的单性果实形成。观察到雄性不育的植物无一显示单性果实形成。使能育F1植物自交，以便获得F2群体。再次监控雄性不育植物的单性果实形成。观察到大约25％的衍生自三个选择突变体的F2群体植物显示单性果实形成。在表2和3中，给出了选择的单性结实F2植物的例子。每个保藏物是来自表2和3中示出的4个能育(对于雄性不育杂合的)F2植物的种子的F3分批。保藏物对于雄性不育是杂合的。

[0147] 表2

[0148]

[0149] 表3

[0150]

[0151] 为了证实性状单性果实形成的分离，检查关于每个事件的F3群体。证实在突变体09R.6351-M(NCIMB 41678)和09R.6367-M(NCIMB 41680) 的F3群体中，11个植物中的4个产生单性果实，其具有结籽果实长度至少87％的长度和结籽果实(阴影框)宽度至少90％的宽度。对于突变体09R.6401-M(NCIMB 41684)，这是12个植物中的4个(表4)。

[0152] 表4

[0153]

[0154]

[0155]

[0156]

[0157] “N.O.”意指未作出观察

[0158] 这显示通过本发明给出的方法鉴定的单性结实性状具有遗传基础。在所有三个事件中的性状以与隐性遗传一致的模式转移。

[0159] 实施例4

[0160] 单性果实形成性状至其他辣椒植物的转移

[0161] 为了证实本发明的单性果实形成性状还可以引入其他辣椒类型内，用多个其他辣椒系作出杂交。在F2中，在已使F1植物自交后，发现约25％的植物由其中阻止授粉的花产生无籽果实，与由相同植物的受精花生长的果实相比较，所述无籽果实在外观和其他特征方面是相似的。

[0162] 实施例5

[0163] 性状分析测试

[0164] 为了证实如实施例3中所述的三个F2群体的哪些子代植物具有本发明的单性果实形成性状，测定每个不育子代植物的前两个坐果的至少10个果实的平均长度(表2)。

[0165] 作为比较，测定来自相同遗传背景(F2)的4个能育植物的两个第一批坐果的10个果实的平均长度(表2)。这些是含有种子的正常果实。

[0166] 作为第二个比较，测定产生结节的至少4个植物的前两个坐果的至少10个无籽果实的平均长度，并且与具有相同遗传背景的至少4个植物的结籽果实相比较。在这种情况下，对照(系A)以这样的方式选择，使得它是在不育条件下具有平均坐果的代表性商业块状辣椒系。

[0167] 与对照植物的结籽果实的平均果实长度相比较，具有至少87％或更多的平均果实长度的无籽果实的子代植物视为携带本发明的性状的植物。在表2中，显示了来自实施例4的个别F2植物的测量，所述植物显示出本发明的性状。

[0168]

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在不存在受精的情况下的果实形成

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