展示紧凑植物生长的观赏植物的制作方法

本发明涉及展示紧凑生长的观赏植物，或换言之，具有表型紧凑植物生长的观赏植物。本发明还涉及用于提供展示紧凑植物生长的植物的方法，和近交，诸如自交，用于获得具有紧凑植物生长的观赏植物的用途。伽蓝菜属(kalanchoe)观赏植物是一种商业上重要的室内盆栽植物。目前，商业品种是通过高度杂合亲本的杂交和克隆繁殖获得的。这些品种显示出高活力，且因此需要应用生长调节剂以获得商业上所期望的更紧凑的植物形状。然而，生长调节剂越来越多地被监管机构禁止。例如，生长调节剂tilt(syngenta)在美国、加拿大、德国和瑞典被禁止。伽蓝菜属属于景天科(crassulaceae)。该属包括～140种不同的物种(b.descoings等.2003)，并且该属的许多物种及其种间杂种被栽培用于观赏用途。在这些物种中，在商业上重要的特征诸如花形、花色、花的大小、花瓣的数量、叶形态和植物结构方面，存在很大的变化。所有现有的伽蓝菜属商业品种的活力需要通过植物生长调节剂(pgr)的使用来控制，以保持紧凑的植物形状。pgr应用的时机对于最终产品的形状非常重要，但正确的应用时刻受温度影响。这意味着，种植者难以在正确的时刻应用pgr。不正确的pgr应用经常导致种植期间的经济损失。因此，培育能够无pgr地生长植物的伽蓝菜属植物也具有商业意义。已经证明，这可以通过用发根农杆菌(a.rhizogenes)转化长寿花(k.blossfeldiana)，导致表达rol基因来实现(b.christensen等人.2008；h.lütken等人2012；ep2698432a1；us9253952；us20140053297；us20160032311))。然而，该方法的缺点是，植物可能不能在许多代后保持紧凑生长。此外，细菌感染植物的商业化是不期望的，并且可能不符合国家和地区植物健康法规。考虑到以上，本领域需要产生可以不施用生长调节剂而以紧凑的形状生长的观赏植物诸如伽蓝菜属。除了其他目的之外，本发明的一个目的是满足本领域的上述需求。根据本发明，除其他目的以外，以上目的由如在所附权利要求中概述的植物、方法和用途来满足。具体地，除其他目的以外，通过提供在栽培期间不使用植物生长调节剂的情况下展示紧凑植物生长的观赏植物来满足本发明的以上目的；-在栽培期间不使用植物生长调节剂的情况下展示紧凑植物生长的所述观赏植物从在栽培期间不使用植物生长调节剂的情况下展示紧凑植物生长的第一观赏植物营养繁殖诸如克隆繁殖，所述第一观赏植物可通过在栽培期间不使用植物生长调节剂的情况下不展示紧凑植物生长的第二观赏植物至少2代的近交育种获得；且-所述观赏植物选自属于选自由百合科(liliaceae)、天南星科(araceae)、茄科(solanaceae)、大戟科(euphorbiaceae)、牻牛儿苗科(geraniaceae)、菊科(asteraceae)、兰科(orchidaceae)、蔷薇科(rosaceae)、石竹科(caryophyllaceae)和景天科组成的组的科的植物；-与在栽培期间不使用植物生长调节剂的情况下不展示紧凑植物生长的所述第二观赏植物的杂合性百分比相比，所述观赏植物具有减少了至少20％的杂合性百分比。根据本发明，杂合性的减少是至少20％，诸如至少25％、30％、35％、40％、50％、55％、60％、70％、75％。本发明人意外地发现，通过在几代中使用近交，可以获得稳定的，即遗传上可传递的、紧凑的生长表型。不希望受限于任何潜在的机制，认为f3后代中纯合性的增加并且进一步通过近交育种或自交固有地出现的纯合性的增加是造成观察到的表型的原因，特别是考虑到在一些遗传背景中观察到紧凑植物生长的表型。根据优选的实施方案，本发明的在栽培期间不使用植物生长调节剂的情况下展示的紧凑植物生长，可以稳定地传递到其后代。换言之，展示紧凑植物生长的植物的后代在该性状方面具有相同的表型。根据另一优选的实施方案，本发明的观赏植物可通过至少3代的近交育种(f4)，优选地至少4代(f5)，更优选地至少5代(f6)，甚至更优选地至少6代(f7)，以及最优选地至少7代(f8)诸如8代(f9)、9代(f10)、10代(f11)、11代(f12)或12代(f13)的近交育种获得。根据尤其优选的实施方案，本发明的观赏植物是属于科景天科(crassulaceae)且更具体地伽蓝菜属(kalanchoe)的植物，并且选自由以下组成的组：kalanchoeadelae、长寿藜(kalanchoearborescens)、极乐鸟(kalanchoebeauverdii)、仙女之舞(kalanchoebeharensis)、鱼叉叶长寿(kalanchoebentii)、长寿花(kalanchoeblossfeldiana)、kalanchoebouvetii、长寿苞(kalanchoebracteata)、长寿山樱花(kalanchoecampanulata)、花根长寿(kalanchoecrenata)、kalanchoecrundallii、大叶落地生根(kalanchoedaigremontiana)、棒叶落地生根(kalanchoedelagoensis)、kalanchoedinklagei、福兔耳(kalanchoeeriophylla)、花叶圆贝草(kalanchoefarinacea)、玉吊钟(kalanchoefedtschenkoi)、费氏伽蓝菜(kalanchoefiguereidoi)、矮生加蓝菜(kalanchoeflammea)、kalanchoegastonis、kalanchoeglaucescens、青蔓花(kalanchoegracilipes)、花栎长寿(kalanchoegrandidieri)、天之羽袖(kalanchoegrandiflora)、银勺(kalanchoehildebrantii)、金线长寿(kalanchoejongmansii)、香长寿(kalanchoekewensis)、鸡爪三七(kalanchoelaciniata)、宽叶不死鸟(kalanchoelaetivirens)、kalanchoelateritia、kalanchoelaxiflora、kalanchoelinearifolia、朱莲(kalanchoelongiflora)、kalanchoeluciae、kalanchoemacrochlamys、小宫灯(kalanchoemanginii)、白姬之舞(kalanchoemarnieriana)、江户紫(kalanchoemarmorata)、千兔耳(kalanchoemillottii)、君子兰长寿(kalanchoeminiata)、日莲之杯(kalanchoenyikae)、kalanchoeobtusa、仙人之舞(kalanchoeorgyalis)、kalanchoepeltata、kalanchoepetitiana、爱情叶(kalanchoepinnata)、大宫灯(kalanchoeporphyrocalyx)、五节之舞(kalanchoeprolifera)、毛落地生根(kalanchoepubescens)、白银之舞(kalanchoepumila)、kalanchoequartiniana、扇雀(kalanchoerhombopilosa)、长寿果(kalanchoerobusta)、kalanchoerolandi、玫瑰长寿(kalanchoerosei)、贝叶伽蓝菜(kalanchoerotundifolia)、kalanchoeschizophylla、锯缘长寿(kalanchoeserrata)、kalanchoesexangularis、kalanchoestreptantha、kalanchoesuarezensis、趣蝶莲(kalanchoesynsepala)、kalanchoesynsepalaf.dissecta、唐印(kalanchoethyrsiflora)、褐斑伽蓝(kalanchoetomentosa)、洋吊钟(kalanchoetubiflora)、kalanchoeuniflora、kalanchoevelutina和kalanchoeviguieri；优选地为选自由以下组成的组的观赏性开花伽蓝菜属植物：长寿花、鸡爪三七(k.laciniata)、贝叶伽蓝菜(k.rotundifolia)、k.aromatica、毛落地生根(k.pubescens)、天之羽袖(k.grandiflora)、k.citrina、k.ambolensis、k.faustii、k.schumacherii、k.pritwitzii、矮生伽蓝菜(k.flammea)、k.figueredoi、k.rauhii、k.obtusa、白银之舞(k.pumila)、江户紫(k.marmorata)、大宫灯(k.porphyrocalux)、金线长寿(k.jongmansii)、爱情叶(k.pinnata)、大叶落地生根(k.diagremontiana)、青蔓花(k.gracilipes)、长寿山樱花(k.campanulata)、k.latisepela、k.coccinea、玉吊钟(k.fedtschenkoi)、洋吊钟(k.tubiflora)、k.decumbens、小宫灯(k.manginii)、仙人之舞(k.orgyalis)、花根长寿(k.crenata)、褐斑伽蓝(k.tomentosa)及其杂交种。根据又另一个尤其优选的实施方案，本发明的紧凑植物生长是紧凑度(compactness)，表示为植物高度、花序长度和植物宽度的一个或更多个，优选地其中所述植物高度、花序长度和植物宽度在每一代(fx)与前一代(fx-1)相比减少，且最优选地其中植物高度、花序长度和/或植物宽度的fx和fx-1之间的比率(fx/fx-1)<1。本发明涉及用于提供本发明的在栽培期间不使用植物生长调节剂的情况下展示紧凑植物生长的观赏植物的方法，所述方法包括以下步骤：a)营养繁殖在栽培期间不使用植物生长调节剂的情况下展示紧凑植物生长的第一观赏植物，所述第一观赏植物可通过在栽培期间不使用植物生长调节剂的情况下不展示紧凑植物生长的第二观赏植物至少2代的近交育种获得。优选地，本发明方法使用自交或自体受粉来提供近交。根据另一优选的实施方案，本发明方法包括至少3(f4)代的近交育种，优选地至少4(f5)代，更优选地至少5(f6)代，甚至更优选地至少6(f7)代，以及最优选地至少7(f8)代的近交育种。根据尤其优选的实施方案，本方法的观赏植物是属于选自由百合科、天南星科、茄科、大戟科、牻牛儿苗科、菊科、兰科、蔷薇科、石竹科和景天科组成的组的科，更优选地伽蓝菜属的植物，诸如伽蓝菜属观赏植物，选自由以下组成的组：kalanchoeadelae、长寿藜、极乐鸟、仙女之舞、鱼叉叶长寿、长寿花、kalanchoebouvetii、长寿苞、长寿山樱花、花根长寿、kalanchoecrundallii、大叶落地生根大叶落地生根、棒叶落地生根、kalanchoedinklagei、福兔耳、花叶圆贝草、玉吊钟、费氏伽蓝菜、矮生加蓝菜、kalanchoegastonis、kalanchoeglaucescens、青蔓花、花栎长寿、天之羽袖、银勺、金线长寿、香长寿、鸡爪三七、宽叶不死鸟、kalanchoelateritia、kalanchoelaxiflora、kalanchoelinearifolia、朱莲、kalanchoeluciae、kalanchoemacrochlamys、kalanchoemanginii、白姬之舞、江户紫、千兔耳、君子兰长寿、日莲之杯、kalanchoeobtusa、仙人之舞、kalanchoepeltata、kalanchoepetitiana、爱情叶、大宫灯、五节之舞、毛落地生根、白银之舞、kalanchoequartiniana、扇雀、长寿果、kalanchoerolandi、玫瑰长寿、贝叶伽蓝菜、kalanchoeschizophylla、锯缘长寿、kalanchoesexangularis、kalanchoestreptantha、kalanchoesuarezensis、趣蝶莲、kalanchoesynsepalaf.dissecta、唐印、褐斑伽蓝、洋吊钟、kalanchoeuniflora、kalanchoevelutina和kalanchoeviguieri；优选地为选自由以下组成的组的观赏性开花伽蓝菜属植物：长寿花、鸡爪三七、贝叶伽蓝菜、k.aromatica、毛落地生根、天之羽袖、k.citrina、k.ambolensis、k.faustii、k.schumacherii、k.pritwitzii、矮生伽蓝菜、k.figueredoi、k.rauhii、k.obtusa、白银之舞、江户紫、大宫灯、金线长寿、爱情叶、大叶落地生根、青蔓花、长寿山樱花、k.latisepela、k.coccinea、玉吊钟、洋吊钟、k.decumbens、小宫灯、仙人之舞、花根长寿、褐斑伽蓝及其杂交种。本发明还涉及近交至少2代用于提供以上的在栽培期间不使用植物生长调节剂的情况下展示紧凑植物生长的观赏植物的用途。本发明还涉及在栽培期间不使用植物生长调节剂的情况下展示紧凑植物生长的伽蓝菜属植物，所述伽蓝菜属植物可通过在栽培期间不使用植物生长调节剂的情况下不展示紧凑植物生长的伽蓝菜属植物至少2代的近交育种获得；与在栽培期间不使用植物生长调节剂的情况下不展示紧凑植物生长的所述第二伽蓝菜属植物的杂合性百分比相比，所述伽蓝菜属植物具有减少了至少20％，诸如至少25％、30％、35％、40％、50％、55％、60％、70％、75％的杂合性百分比。以上伽蓝菜属植物优选地为选自由以下组成的组的伽蓝菜属植物：kalanchoeadelae、长寿藜、极乐鸟、仙女之舞、鱼叉叶长寿、长寿花、kalanchoebouvetii、长寿苞、长寿山樱花、花根长寿、kalanchoecrundallii、大叶落地生根大叶落地生根、棒叶落地生根、kalanchoedinklagei、福兔耳、花叶圆贝草、玉吊钟、费氏伽蓝菜、矮生加蓝菜、kalanchoegastonis、kalanchoeglaucescens、青蔓花、花栎长寿、天之羽袖、银勺、金线长寿、香长寿、鸡爪三七、宽叶不死鸟、kalanchoelateritia、kalanchoelaxiflora、kalanchoelinearifolia、朱莲、kalanchoeluciae、kalanchoemacrochlamys、kalanchoemanginii、白姬之舞、江户紫、千兔耳、君子兰长寿、日莲之杯、kalanchoeobtusa、仙人之舞、kalanchoepeltata、kalanchoepetitiana、爱情叶、大宫灯、五节之舞、毛落地生根、白银之舞、kalanchoequartiniana、扇雀、长寿果、kalanchoerolandi、玫瑰长寿、贝叶伽蓝菜、kalanchoeschizophylla、锯缘长寿、kalanchoesexangularis、kalanchoestreptantha、kalanchoesuarezensis、趣蝶莲、kalanchoesynsepalaf.dissecta、唐印、褐斑伽蓝、洋吊钟、kalanchoeuniflora、kalanchoevelutina和kalanchoeviguieri；优选地为选自由以下组成的组的观赏性开花伽蓝菜属植物：长寿花、鸡爪三七、贝叶伽蓝菜、k.aromatica、毛落地生根、天之羽袖、k.citrina、k.ambolensis、k.faustii、k.schumacherii、k.pritwitzii、矮生伽蓝菜、k.figueredoi、k.rauhii、k.obtusa、白银之舞、江户紫、大宫灯、金线长寿、爱情叶、大叶落地生根、青蔓花、长寿山樱花、k.latisepela、k.coccinea、玉吊钟、洋吊钟、k.decumbens、小宫灯、仙人之舞、花根长寿、褐斑伽蓝及其杂交种。根据尤其优选的实施方案，以上伽蓝菜属植物可通过至少3代的近交育种，优选地至少4代，更优选地至少5代，甚至更优选地至少6代，以及最优选地至少7代的近交育种获得。本发明还涉及本发明的伽蓝菜属植物用于提供伽蓝菜属植物，优选地在栽培期间不使用植物生长调节剂的情况下展示紧凑植物生长的伽蓝菜属植物的用途。本用途可包括营养繁殖或生殖繁殖。本发明将在下文的实施例中进一步详细描述。在实施例中，参考了附图，其中：图1：显示品种“paso”的近交系列，显示近交对紧凑植物生长的影响；图2：显示两个遗传上不同的紧凑近交系的杂交产生无紧凑植物生长的植物；图3：杂合性作为近交的代的函数的谱系特异性趋势(条代表标准误差)。实施例1：展示紧凑植物生长的伽蓝菜属植物引言伽蓝菜属是一种商业上重要的室内盆栽植物。目前，商业品种是通过高度杂合亲本的杂交和克隆繁殖获得的。这些品种显示出高活力，且因此需要应用生长调节剂以获得商业上所期望的更紧凑的植物形状。然而，生长调节剂越来越多地被监管机构禁止。例如，生长调节剂tilt(syngenta)在美国、加拿大、德国和瑞典被禁止。这里描述了一种新方法，用于通过进行至少2代的近交，获得不施加生长调节剂的情况下生长成紧凑形状的伽蓝菜属品种。材料和方法将长寿花品种和伽蓝菜属内种间杂交的后代自体受粉并获得所得的种子。播种后，构成f2代的幼苗生长至成熟(第一朵花开放)，并选择重要的农艺性状和花色以及形态。将选择的植物的花再次自体受粉并播种。这些幼苗构成f3代，并以与f2代相同的方式生长和选择。重复该过程直到至少f3代。当近交过程产生至少一个紧凑的单个幼苗时，认为完成近交过程。紧凑度如下确定：-植物高度，从土壤表面到成熟植物的最高点测量，-植物宽度，测量为植物相对侧上叶片尖端之间的最大距离，和-花序长度，从最高的莲座叶茎和成熟植物的最高点测量结果包括f1(原始杂交种)、f2、f3、f4和随后的代的近交系列通过从商业品种‘paso’和‘swan’重复自交和选择而产生。将来自每个近交代的选择的幼苗也营养繁殖。在相同的时刻从所有代制作相同大小的插条(cutting)，在相同的条件下生根和生长(在温室中在10cm盆中，以14小时昼长生根3周，以10小时昼长生长9周)。总的来说，我们惊讶地观察到展示植物高度和花序长度以相当的比率下降的选择。两个参数之间的比率在连续代中保持相当恒定，如植物宽度。图1中所示的照片是在插条生根后12周制作的，并显示了近交的连续代的效果。从f3代开始，植物生长足够紧凑，而无需施用生长调节剂(表1)。将来自paso的f5的插条与来自品种“swan”的类似紧凑的f5近交系杂交(图2)。产生的f1杂交种恢复原始活力。该结果证明，两个f5系的紧凑度不是紧凑植物的反复选择的结果，而是由近交衰退引起的(其被f5xf5杂交无效以产生有活力的杂交种)。表1：来自‘paso’和‘swan’的近交的植物高度、花序长度和植物宽度数据(以cm±标准差表示)代植物高度花序长度植物宽度paso(f1)27.5±0.020.2±0.021.0±0.0f220.0±0.014.0±0.018.0±0.0f318.0±4.212.5±2.118.0±9.9f417.0±0.013.0±0.015.8±3.6f514.5±0.611.6±0.318.3±4.8代植物高度花序长度植物宽度swan(f1)21.5±0.016.0±0.021.0±0.0f216.0±0.011.0±0.018.0±0.0f315.7±0.811.2±0.918.0±1.1f415.4±1.410.6±0.715.8±1.3f513.0±1.18.8±0.718.3±2.0讨论在观赏植物中，这是一种非常新颖的方法，因为近交通常导致严重矮化的植物，它们由于近交衰退而没有商业价值。通过平衡近交和选择，我们避免了近交对适应性(fitness)的影响，同时利用对植物高度的影响，以生成具有商业价值的紧凑植物。实施例2：伽蓝菜属近交系跨近交代的纯合性引言近交是在自然界中在自然条件下和在商业育种期间在人工条件下发生的过程。近交的一个已知效果是遗传多样性的减少，以及因此纯合性水平的增加。虽然近交时纯合性的增加通常被认为是近交的负面影响，我们意外地观察到近交在伽蓝菜属品种的育种中的积极作用。我们已经观察到，在这种肉质作物中重复近交导致紧凑生长的期望性状。为了观察这种重复的近交是否也与杂合性的水平相关，我们进行了分子遗传学筛选，以在近交的过程中评估杂合性的水平。材料和方法选择由近交的1至4个连续代产生的22个伽蓝菜属植物用于测量杂合性水平。这些植物起源于四个独立的谱系。从所有植物获取样品，提取dna并将dna提交给外部服务提供者，用于使用kasp测定对单核苷酸多态性(snp)进行基因分型。基于高pic值(多态性信息内容；最大化dümmenorange伽蓝菜属种质(dümmenorangekalanchoegermplasm)中提供信息的标志物的机会)选择snp。在分析中使用这些snp中的7个，它们位于独特的重叠群上并且是多态的。对于7个snp结果，我们使用广义线性混合模型(glmm)适应谱系内和植物内效应的非独立性，分析了杂合性是否由于重复的近交事件而显著变化。结果当观察跨代间的杂合性平均水平时，我们观察到在自交1到4代之间的杂合性下降(图3、表2)。大体而言，杂合性在所有谱系中降低，在谱系ka13-000023中降低尤其明显。我们使用具有二项式误差结构的广义线性混合模型(glmm)来同时为所有snp的个体杂合性建模(0为纯合状态，1为杂合状态)作为代的函数。将谱系和个体id作为随机效应拟合，以解释谱系内和个体内观察的非独立性，以及解释代的范围内谱系的不均等分布。杂合性显著下降(logit量表的参数估计值：-0.71,p＝0.0009)。这意味着杂交性在95置信区间平均下降67％，下降范围从56-76％，略高于50％的理论预测(由于杂合性在1/2n之后下降，且在自体受粉的情况n为1)。谱系ka13-000023显示杂合性明显急剧下降(glmm，使用个体植物id，具有二项式误差结构的随机效应：参数估计值：-1.52,p＝0.009)。snp特异性参数从单独分析每个snp的杂合性的谱系内变化的glmm来估计，使用二项式误差结构，其中谱系拟合为随机效应，如表2所示。虽然在单独分析每个snp的数据时没有检测到显著影响，可能是由于统计功效低，对于7个snp中的7个，估计值支持了近交的预期结果：杂合性随时间减少(表2)。表2：来自分析近交1到4代之间snp特异性杂合性的变化的混合模型的参数估计值。结论在近交的1到4代之间，使用混合模型统计方法的稳健分析揭示跨4个独立谱系，杂合性显著下降，揭示估计的代间减少比理论预期更显著，并揭示谱系ka13-000023中杂合性减少显著很强。杂合性模式的总体下降不是由强snp特异性模式驱动，因为所有7个snp显示出由于近交的重复事件而导致杂合性降低的预期模式。参考文献brianchristensen，sridevysriskandarajah，margretheserek，renatemüller(2008)transformationofkalanchoeblossfeldianawithrol-genesisusefulinmolecularbreedingtowardscompactgrowth.plantcellreports，volume27，pp1485-1495.henriklütken，sabávictoriaerikjensen，brianchristensen，renatemüller(2012)inheritanceofrol-genesfromagrobacteriumrhizogenesthroughtwogenerationsineuphytica，volume188，pp397-407.ep2698432al：agrobacteriumrhizogenestransformationandexpressionofrolgenesinus9253952b2：agrobacteriumrhizogenestransformationandexpressionofrolgenesinus20140053297al：agrobacteriumrhizogenestransformationandexpressionofrolgenesinus20160032311al：agrobacteriumrhizogenestransformationandexpressionofrolgenesinkalanchoe当前第1页12