类萜总含量增加的辣椒的制作方法
【专利说明】类萜总含量增加的辣椒
[0001]本发明涉及产生类萜总含量增加的果实的植物。另外，本发明涉及来自包含所述 遗传决定子的辣椒植物的植株、种子和繁殖材料作为种质在育种计划中的用途，所述育种 计划旨在获得产生类萜含量增加的果实的辣椒植物。
[0002]甜椒和朝天椒植物属于作为前科(Solanaceae)组成部分的辣椒属(Capsicum)。辣 椒属诸物种原产于南美洲、中美洲和北美洲部分，在那里已经栽培它们数千年，并且现在全 球栽培。辣椒属的几个成员用作调味品、蔬菜和/或药物。
[0003] 物种辣椒（Capsicum annuum L ·)在辣椒属五个驯化物种（辣椒（Capsicum annuum)、风铃椒（Capsicum baccatum)、鸾毛椒（Capsicum pubescens)、黄灯笼椒 (Capsicum chinense)、小米椒(Capsicum frutescens))中最常见并且广泛栽培。它包括几 种栽培品种，其中在北欧和美国最常培育铃状椒(也称为红辣椒）。铃状椒果实生食、烹煮、 不成熟和成熟并且可以加工成粉末、酱汁和沙司（salsa)。辣椒果实在不成熟期大多呈绿 色，但在成熟期间，它们变成红色、黄色、橙色、紫色或棕色。甜椒包括具有轻微非辛辣果实 的任何辣椒植物，如铃状椒植物。辣椒植物可以在旷野、温室、隧道或遮阳棚中类型广泛的 气候条件下栽培，但是它们在温暖和干燥条件下表现最好。
[0004] 辣椒果实常用于膳食中，原因是它们的典型颜色、辛辣、滋味和/或不寻常香味。作 为未成熟果实(绿色或白色)或成熟果实(例如红色、黄色和橙色），辣椒果实被鲜食或加工。 在辣椒育种中，生产和品质因素(例如抗病性、货架期和坚实度)具有主要意义。
[0005] 辣椒(Capsicum annuum L.)栽培受几种害虫困扰及受真菌、细菌和病毒所致的疾 病困扰。导致重大经济损失的主要问题是真菌感染，如造成炭疽病的如刺盘孢属 (Col Ietotrichum)真菌和造成果实内部腐烂的镰刀菌属(Fusarium)真菌。栽培中，几种昆 虫和螨造成问题，它们当中有蓟马类、叶螨类、蚜类、白粉虱和潜叶虫，可以造成严重产量损 失。
[0006] 在导致本发明的研究中，开发了新辣椒植物，其中发现所述的新辣椒植物产生类 萜总含量增加、尤其类单萜总含量增加的果实。
[0007] 对这些升高的单萜类中的某些(表1)，已经描述了与有关辣椒病原体的特定关系。 例如，在黄瓜中（Cucumi s sat i vus )，在植物遭食草性叶螨（二斑叶螨（Tetranychus urticae))侵染后在吸引捕食螨（智利小植绥螨(Phytoseiulus persimiIis))和所散发的 (Ε)-β-罗勒烯的量之间发现正相关;Kappers等人，J.Chem.Ecol. (2011)37,150-160)。此 外，已经在几项精油研究中报道与单砲类相关的抗微生物特性。Perez-Sanchez等人(Food Sci · Tech · Int · (2007) 13，341-347)例如报道了对致病真菌尖孢刺盘孢（ColIetotrichum acutatum)和尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)(在辣椒中分别造成炭疽病和果实内部腐 烂)的明确生长抑制作用，其显示与提取自西班牙百里香油的单萜α-松油烯的浓度最高相 关。这些例子表明，与不具有这种增加的类萜含量的植物相比，具有增加的类萜总含量的本 发明植物相对于病原体侵染而言具有优势。
[0008] 发现增加的类萜总含量与辣椒基因组中连锁群I (LG1)上或连锁群10.1 (LG10.1) 上存在来自风铃椒的种质渗入相关，所述的种质渗入在本文中分别鉴定为数量性状基因座 I (QTLl在LGl上）、QTL2和QTL3(二者均在LGlO. 1上）。连锁群的命名参考共有染色体编号，如 Wu等人，（Theor .Appl .Genet. (2009) 118,1279-1293)中那样。连锁群 10.1 表示第 10号染色 体的部分。引起类萜总含量增加的QTLl如在下述植物的基因组中那样存在，所述植物从其 代表性样品按照登录号NCHMB 42140在NCHMB保藏的种子培育。这种QTL位于LGl上并且在从 保藏物NCIMB 42140的种子所培育的植物的基因组中与选自SEQ ID No: 1、SEQ ID No: 3、 SEQ ID No:5、SEQ ID No:7和SEQ ID No:9的至少一个标记连锁(表1)。
[0009]还引起类萜总含量增加的QTL2如在下述植物的基因组中那样存在，所述植物从其 代表性样品按照登录号NCIMB 42138在NCIMB保藏的种子培育。这种QTL位于LG10.1 (LG10.1)上并且在从保藏物NCIMB 42138的种子所培育的植物的基因组中与选自EQ ID No:15、SEQ ID No:17、SEQ ID No:19、SEQ ID No:21、SEQ ID No:23和SEQ ID No:25的至少 一个标记连锁(表1)。
[0010]发现LG10.1的端粒区域携带又一个引起类单萜（Ε)-β-罗勒烯含量增加的QTL (QTL3KQTL3如在下述植物的基因组中那样存在，所述植物从其代表性样品按照登录号 NCMB 42138在NCHffl保藏的种子培育。在从保藏物NCMB 42138的种子所培育的植物的基 因组中，QTL3与标记SEQ ID No: 11和/或SEQ ID No: 13连锁(表1)。
[0011]本发明因此涉及辣椒植物(辣椒(Caps icum annuum L ·))，所述辣椒植物因辣椒植 物的基因组中存在选自QTLl、QTL2和QTL3的至少一种QTL而产生类萜总含量增加的果实，其 中：
[0012] -QTLl与位于从保藏物NCIMB 42140的种子所培育的植物的基因组中LGl上的QTL 相同或相似，并在其中与选自 SEQ ID No:l、SEQ ID No:3、SEQ ID No:5、SEQ ID No:7和SEQ ID No :9的至少一个标记连锁；
[0013] -QTL2与位于从保藏物NCIMB 42138的种子所培育的植物的基因组中LG10.1上的 QTL相同或相似并在其中与选自 SEQ ID No:15、SEQ ID No:17、SEQ ID No:19、SEQ ID No: 21、SEQ ID No :23和SEQ ID No :25的至少一个标记连锁；以及
[00M] -QTL3与位于从保藏物NCMB 42138的种子所培育的植物的基因组中LG10.1上的 QTL相同或相似并在其中与选自SEQ ID No: 11和SEQ ID No: 13的至少一个标记连锁。
[0015] 优选地，本发明的辣椒植物是甜椒。
[0016] 在这种情况下，"相同"意指QTL具有与保藏物中相同的序列。"相似的"意指本发明 植物中的序列可以具有不影响QTL功能的微小变异。在一个优选实施方案中，本发明植物中 的QTL与所保藏材料中的QTL相同。
[0017] 实施例1中描述了类萜总含量增加的初始植物的开发。简而言之，使用风铃椒下垂 变种种质作为供体亲本与两个栽培型辣椒块状繁育系（SM和GNM)回交(BC)。作为这种初始 杂交种的进一步延伸，开发了进一步测试其类萜含量的BC 2S1系和近等基因系(NIL)，并且在 这些株系的某些中，鉴定产生类萜总含量增加的果实的植物。令人惊讶地，这些植物产生了 类萜总含量、尤其类单萜总含量显著高于生成这些植物的任何杂交亲本(风铃椒下垂变种、 SM和GNM)的果实。
[0018] 发现本发明的植物在LGl和LGlO. 1 (本发明的QTL)上包含来自风铃椒的三个种质 渗入中的至少一种。全部种质渗入对成熟辣椒果实的类萜含量、尤其对类单萜含量具有重 大影响，同时影响至少15种不同类单萜的浓度。对于QTLl，LG1和LG10.1种质渗入片段的大 小是4.6cM，而对于QTL2和QTL3，LG10.1种质渗入片段的大小分别是2.5cM和6. ScM13QTI^和 QTL3-起位于18.OcM的种质渗入片段上。这些大小基于导致这项发明的研究中所开发的遗 传图（图2)。片段内标记的可用性促进它们用于育种中。
[0019] 发现在从保藏物NCIMB 42140的种子所培育的植物的基因组中，每种标记SEQ ID No:l、SEQIDNo:3、SEQIDNo:5、SEQIDNo:7和SEQIDNo:9(全序列数据在表l中给出） 均与引起果实具有增加的本发明类萜总含量的第一个QTU卩QTLl连锁（图1A)。虽然这些标 记的任一个或这些标记的任何组合可以用于鉴定引起本发明类萜总含量增加性状的QTLl， 但是标记SEQ ID NO: 1是优选的，因为它在统计检验中具有最高LOD评分。可以使用以下标 记组合鉴定引起本发明类萜总含量增加性状的QTLl:标记SEQ ID No:l、SEQ ID No:3、SEQ ID No:5、SEQ ID No:7和SEQ ID No:9的组合、标记SEQ ID No:l、SEQ ID No:3、SEQ ID No: 5和SEQ ID No:7的组合、标记SEQ ID No:l、SEQ ID No:3、SEQ ID No:5和SEQ ID No:9的组 合、标记SEQ ID No:l、SEQ ID No:3、SEQ ID No:7和SEQ ID No:9的组合、标记SEQ ID No: 1、SEQ ID No:5、SEQ ID No:7和SEQ ID No:9的组合、标记SEQ ID No:l、SEQ ID No:3和SEQ ID No:5的组合、标记SEQ ID No:l、SEQ ID No:3和SEQ ID No:7的组合、标记SEQ ID No:l、 SEQ ID No :3和SEQ ID No :9的组合、标记SEQ ID No :1、SEQ ID No :5和SEQ ID No :7的组 合、标记SEQ ID No:1、SEQ ID No:5和SEQ ID No:9的组合、标记SEQ ID No:1、SEQ ID No:7 和SEQ ID No :9的组合、标记SEQ ID No :1 和SEQ ID No :3的组合、标记SEQ ID No :1 和SEQ ID No:5的组合、标记SEQ ID No:1 和SEQ ID No:7的组合、标记SEQ ID No:1 和SEQ ID No:9 的组合。特别地，可以使用标记SEQ ID No:l、SEQ ID No:3、SEQ ID No:5、SEQ ID No:7和 SEQ ID No:9的组合、更具体地SEQ ID No:l、SEQ ID No:3和SEQ ID No:5的组合以及最具 体地SEQ ID No: I和SEQ ID No:3的组合，鉴定引起本发明新风味性状的QTL1。
[0020] 另外，发现在从保藏物NCIMB 42138的种子所培育的植物的基因组中，每种标记 SEQIDNo:15、SEQIDNo:17、SEQIDNo:19、SEQIDNo:21、SEQIDNo:23和SEQIDNo: 25(全序列数据在表1中给出）均与也引起果实具有增加的本发明类萜总含量的第二个QTL 即QTL2连锁（图1B)。虽然这些标记的任一个或这些标记的任何组合可以用于鉴定引起本发 明类萜总含量增加性状的QTL2,但是标记SEQ ID NO: 17是优选的，因为它在统计检验中具 有最高LOD评分。可以使用以下标记组合鉴定引起本发明类萜总含量增加性状的QTL2:标记 SEQIDNo:15、SEQIDNo:17、SEQIDNo:19、SEQIDNo:21、SEQIDNo:23和SEQIDNo: 25的组合、标记SEQIDNo:17、SEQIDNo:15、SEQIDNo:19、SEQIDNo:21和SEQIDNo: 23的组合、标记SEQIDNo:17、SEQIDNo:15、SEQIDNo:19、SEQIDNo:21和SEQIDNo: 25的组合、标记SEQIDNo:17、SEQIDNo:15、SEQIDNo:19、SEQIDNo:21和SEQIDNo: 23的组合、标记SEQ ID No: 17、SEQ ID No: 15、SEQ ID No: 19和SEQ ID No: 21 的组合、标记 SEQIDNo:17、SEQIDNo:15、SEQIDNo:19和SEQIDNo:25的组合、标记SEQIDNo:17、 SEQ ID No:15、SEQ ID No:21 和SEQ ID No:25的组合、标记SEQ ID No:17、SEQ ID No:19、 SEQIDNo:21和SEQIDNo:25的组合、标记SEQIDNo:17、SEQIDNo:15、SEQIDNo:19和 SEQ ID No:23的组合、标记SEQ ID No:17、SEQ ID No:15、SEQ ID No:21 和SEQ ID No:23的 组合、标记SEQ ID No:17、SEQ ID No:19、SEQ ID No:21 和SEQ ID No:23的组合、标记SEQ ID No: 17、SEQ ID No: 15、SEQ ID No:23和SEQ ID No:25的组合、标记SEQ ID No: 17、SEQ IDNo:19、SEQIDNo:23和SEQIDNo:25的组合、标记SEQIDNo:17、SEQIDNo:21、SEQ ID No:23和SEQ ID No:25的组合、标记SEQ ID No:17、SEQ ID No:15和SEQ ID No:19的组 合、标记SEQ ID No:17、SEQ ID No:15和SEQ ID No:21 的组合、标记SEQ ID No:17、SEQ ID No:15和SEQ ID No:23的组合、标记SEQ ID No:17、SEQ ID No:15和SEQ ID No:25的组合、 标记SEQIDNo: