类萜总含量增加的辣椒的制作方法_2

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17、SEQIDNo:19和SEQIDNo:21的组合、标记SEQIDNo:17、SEQIDNo: 19和SEQ ID No:23的组合、标记SEQ ID No:17、SEQ ID No:19和SEQ ID No:25的组合、标记 SEQ ID No:17、SEQ ID No:21 和SEQ ID No:23的组合、标记SEQ ID No:17、SEQ ID No:21 和 SEQ ID No:25的组合、标记SEQ ID No:17、SEQ ID No:23和SEQ ID No:25的组合、标记SEQ ID No:17和SEQ ID No:15的组合、标记SEQ ID No:17和SEQ ID No:19的组合、标记SEQ ID No:17和SEQ ID No:21 的组合、标记SEQ ID No:17和SEQ ID No:23的组合、标记SEQ ID No: 17和SEQ ID No:25的组合。特别地,可以使用标记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的组合、更具体地SEQ ID No:17和SEQ ID No :15的组合以及最具体地SEQ ID No :17和SEQ ID No :19的组合,鉴定引起本发明新风 味性状的QTL2。
[0021 ] 在从保藏物NCMB 42138的种子所培育的植物的基因组中,两种标记SEQ ID No: 11和SEQ ID No: 13(全序列数据均在表1中给出)均与也引起果实具有增加的本发明类萜总 含量、尤其增加的(Ε)-β-罗勒烯含量的第三个QTU卩QTL3连锁(图1C)。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和尤其(Ε)-β-罗 勒烯含量增加性状的QTL3,但是标记SEQ ID Ν0:13是优选的,因为它在统计检验中具有最 高LOD评分。可以使用标记SEQ ID No: 11和SEQ ID No: 13的组合,鉴定引起本发明类萜总含 量增加性状的QTL3。
[0022] QTLl因此存在于以保藏编号NCMB 42140保藏的材料的基因组中,而QTL2和QTL3 存在于以保藏编号NCMB 42138保藏的材料的基因组中,并且这些材料因此是可以用来将 类萜总含量增加性状引入辣椒物种的其他辣椒植物中的QTL来源。这类植物可以作为起点 用来进一步开发类萜总含量增加的其他变种。
[0023] 本发明QTL(LG1(QTL1)或LG10.1(QTL2和QTL3)上的种质渗入片段)的另一个可能 来源是风铃椒。风铃椒,尤其风铃椒下垂变种(Capsicum baccatum var.pendulum),可以用 作任一种基因组片段(本发明QTL)的来源,以将类萜总含量增加性状引入辣椒植物。这通过 片段内标记的可用性来促进。包含本发明三种QTL(LG1上的QTLl和在LG10.1上的QTL2和 QTL3)中至少一者的任何辣椒植物,无论这些QTL的来源是什么,均是本发明的植物。包含本 发明三种QTL中至少一者(其中这种QTL或这些QTL从本发明的辣椒植物(例如从保藏物 NCMB 42140(对于QTLl)和/或NCMB 42138(对于QTL2和/或QTL3)的种子所培育的植物引 入这种辣椒植物)的辣椒植物因此与包含本发明这些QTL中至少一者(其中这种QTL或这些 QTL从风铃椒植物、尤其风铃椒下垂变种植物引入这种辣椒植物)的辣椒植物相同或等同。 [0024]在以保藏编号NCIMB 42140保藏的种子中,引起本发明性状的遗传决定子QTLl与 以下每种分子标记连锁:SEQ ID No: 1、SEQ ID No:3、SEQ ID No:5、SEQ ID No: 7和SEQ ID No: 9。这些标记也可以与包含于杂交中作为亲本用来向其他植物转移类萜总含量增加性状 的任一种或两种辣椒植物中的QTLl连锁,但是至少一种所提到标记的存在不是必需的,只 要QTLl存在即可。
[0025]在以保藏编号NCIMB 42138保藏的种子中,引起本发明性状的遗传决定子QTL2与 以下每种分子标记连锁: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。这些标记也可以与包含于杂交中作为亲本用来向其他植物转移 类萜总含量增加性状的任一种或两种辣椒植物中的QTL2连锁,但是至少一种所提到标记的 存在不是必需的,只要QTL2存在即可。
[0026]在以保藏编号NCIMB 42138保藏的种子中,引起本发明性状的遗传决定子QTL3与 以下每种分子标记连锁:SEQ ID No: 11和SEQ ID No: 13。这些标记也可以与包含于杂交中 作为亲本用来向其他植物转移(Ε)-β-罗勒烯含量增加性状的任一种或两种辣椒植物中的 QTL3连锁,但是至少一种所提到标记的存在不是必需的,只要QTL3存在即可。
[0027] 如本文所述的类萜总含量增加性状或表型的存在是存在本发明三种QTU卩QTLl、 QTL2和QTL3中至少一者的直接指示物,因为这些QTL是编码类萜总含量性状的遗传信息。因 此,作为该表型基础的三种QTU卩QTLl、QTL2和QTL3至少一者存在于其中,但所述标记不再 存在于其中时,如本文所述具有类萜总含量增加性状的本发明植物仍然是本发明的植物。
[0028] 标记有时是性状的遗传原因,但并非总是这样。标记可以位于引起性状的基因中 或与它遗传连锁。这些标记经常用作追踪性状遗传的工具。在育种期间,与保藏种子中遗传 决定子连锁的分子标记可以因此用来辅助类萜总含量增加性状转移至其他植物。熟练育种 者将理解,可以通过使用生物化学分析,或通过监测如本文所述的分子标记的存在和对其 育种(即标记辅助选择)或通过两种方式监测类萜总含量增加性状转移入辣椒植物中。将这 类标记定位至特定基因组区域还允许在育种中利用相关的序列及允许开发额外的连锁遗 传标记。本领域技术人员将理解,与LGl和LG10.1上如本文中鉴定的种质渗入片段的染色体 区域连锁的其他标记或探针可以用来鉴定包含本发明三种QTL中至少一者的植物。对本发 明染色体区域的认识促进本发明的类萜总含量增加性状从包含本发明三种QTL即QTLl、 QTL2和QTL3中至少一者的植物(如从保藏的种子所培育的植物或风铃椒植物,尤其风铃椒 下垂变种植物)种质渗入其他辣椒植物中。大小各异的连锁区域可以在本发明的范围内转 移,只要至少一个染色体区域赋予总类萜增加的本发明性状。因此,强调本发明可以使用以 遗传方式定位于所鉴定区域内部的任何分子标记实施,条件是这些标记在亲本之间呈多态 性。
[0029] 本发明因此提供一种产生类萜总含量增加的果实的辣椒植物(辣椒),其中辣椒植 物包含三种QTU卩QTLl、QTL2和QTL3中的至少一者并且其中位于LGl上的QTLl如在风铃椒植 物基因组或从按照登录号NCIMB 42140在NCMB保藏的种子所培育的辣椒植物的基因组中 那样存在或从其中可获得,并且其中位于LG10.1上的QTL2和QTL3如在风铃椒植物基因组或 从按照登录号NCMB 42140在NCMB保藏的种子所培育的辣椒植物的基因组中那样存在或 从其中可获得。
[0030] QTLl位于LGl上并且所述QTL与存在于从保藏物NCHMB 42140的种子所培育的植物 的基因组中并且在其中与选自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的QTL相同。
[0031 ] QTL2位于LG10.1上并且所述QTL与存在于从保藏物NCIMB 42138的种子所培育的 植物的基因组中并且在其中与选自SEQ ID No:15、SEQ ID No:17、SEQ ID No:19、SEQ ID No:21、SEQ ID No:23、SEQ ID No:25的至少一个标记连锁的QTL相同。
[0032] QTL3位于LG10.1上并且所述QTL与存在于从保藏物NCIMB 42138的种子所培育的 植物的基因组中并且在其中与选自SEQ ID No: 11和SEQ ID No: 13的至少一个标记连锁的 QTL相同。
[0033] 本发明尤其涉及辣椒物种的植物。可以理解,辣椒植物是表型上本身可辨认的,不 过所述植物可以在其基因组中含有来自其他辣椒属物种的种质渗入。熟练辣椒育种者或培 育者知道如何区分辣椒植物和果实与来自其他辣椒属物种的植物和果实。
[0034] 本发明的辣椒植物可以长出以下果实类型:甜椒,包括辣椒、铃状椒、方形大辣椒、 锥形辣椒、长圆锥状辣椒或块型辣椒或点心椒或dolma( =微型块状辣椒)。本发明辣椒植物 的果实在成熟时可以是绿色、黄色、橙色、红色、奶白色、棕色或紫色。
[0035] 通过生物化学分析确立本发明辣椒果实的类萜总含量、尤其类单萜总含量令人惊 讶地增加。生物化学剖析具有QTL1(NIL36和NIL47)或〇孔2011^45、1?1^48和[1^54)和/或 QTL3(NIL45和NIL54)种质渗入的NIL(图1)揭示,它们对成熟果实的类萜含量具有重大影 响,同时影响至少15种不同类萜(表1) 4TL1、QTL2和QTL3仅影响单萜类积累,而倍半萜和二 萜不受这些种质渗入影响。在大多数情况下,包含QTLl和QTL2的种质渗入导致相同化合物 的上调,然而,某些类萜受这些种质渗入之一特异性影响。对于上调桉树脑,仅LGl种质渗入 (QTLl)有效,并且对于(E) -β-罗勒烯,这种上调作用是对QTL3特异的。
[0036] QTLl和QTL2二者种质渗入导致α-松油烯、γ-松油烯、萜品油烯、苧烯、月桂烯、脱 氢芳樟醇、对-薄荷-I-稀-9-醛、白梓檬环醚(Geranic-oxide)、月桂稀醇、α-松油醇、芳樟 醇、(E)-氧化芳樟醇和氧化芳樟醇的上调。QTL3导致(Ε)-β-罗勒烯的上调。
[0037]令人惊讶地,包含所述两个种质渗入QTLl和QTL2中至少一者的本发明植物产生这 样的果实,其中α-松油稀、γ-松油烯、砲品油烯、芋稀、月桂烯、脱氢芳樟醇、对-薄荷-1-烯-9_醛、白柠檬环醚、月桂烯醇、α-松油醇、芳樟醇、(E)-氧化芳樟醇和氧化芳樟醇的水平显著 高于生成这些植物的任一种杂交亲本(风铃椒下垂变种、SM和GNM)的那些。另外,与生成这 些植物的任一种杂交亲本(风铃椒下垂变种、SM和G匪)的类单萜(桉树脑)相比,由LGl上具 有本发明QTLl种质渗入的植物产生的果实额外地显示类单萜(桉树脑)的显著更高浓度。另 一方面,与生成这些植物的任一种杂交亲本(风铃椒下垂变种、SM和G匪)的类单萜((Ε)-β-罗勒烯)相比,由LGlO. 1上具有本发明QTL3种质渗入的植物产生的果实仅显示类单萜((E)-罗勒烯)的显著更高浓度。
[0038]根据本发明,本发明辣椒植物的果实至少具有增加浓度的一种或多种类萜,所述 类砲选自α-松油稀、γ -松油稀、砲品油稀、芋稀、月桂稀、(Ε)-β-罗勒稀、脱氢芳樟醇、对-薄 荷-1-烯-9-醛、白柠檬环醚、月桂烯醇、α-松油醇、芳樟醇、桉树脑、(E)-氧化芳樟醇和氧化 芳樟醇。这些类萜中哪一种上调取决于存在的QTL。这种增加相比于来自不携带这种特定 QTL的同基因性植物的相似成熟期辣椒果实。
[0039] 可以通过以下方式确定本发明每种QTL独立影响包含所述QTL的植物的果实中类 萜含量的(加合)效应:测量类萜、尤其类单萜、尤其类单萜α-松油烯、γ-松油烯、萜品油烯、 苧烯、月桂烯、(Ε)-β-罗勒烯、脱氢芳樟醇、对-薄荷-1-烯-9-醛、白柠檬环醚、月桂烯醇、 α-松油醇、芳樟醇、桉树脑、(Ε)-氧化芳樟醇和氧化芳樟醇的挥发性化合物丰度(也称作强度、 水平或浓度)并且将测量的丰度与来自不携带本发明这种特定QTL的同基因性植物的相似 成熟期辣椒果实中所测量的丰度比较。
[0040]由于成熟期影响辣椒果实的生物化学特征,可以理解,在携带本发明三种QTL中至 少一者的辣椒植物与不携带这些QTL中一者或任一者的辣椒植物之间的比较应当在具有相 似果实成熟期(例如处于完全成熟和其中辣椒果实着色95-100%的成熟阶段,如实施例2中 提到)的植物之间进行。
[0041]就针对携带本发明一种或多种QTL的本发明植物的果实样品所测量的特定挥发性 化合物而言,增加的浓度在本文中定义为,挥发性化合物丰度(也称作强度)按增加的优选 性顺序,至少1.5倍高于、2倍高于、3倍高于、4倍高于、5倍高于、6倍高于、7倍高于、10倍高 于、15倍高于、20倍高于、25倍高于、30倍高于、35倍高于、40倍高于、45倍高于、50倍高于来 自相同实验中所包含的不含所述QTL的同基因性辣椒植物的相似成熟期果实的平均峰强 度。
[0042]适当地,针对携带本发明一种或多种QTL的本发明植物的果实样品所测量的特定 挥发性化合物的挥发性化合物丰度最大200倍高于来自相同GC-MS实验中所包含的不含所 述QTL的同基因性辣椒植物的相似成熟期果实的挥发性化合物丰度。当峰强度值作为log2 变换的峰强度值给出时,这对应于按增加的优选性顺序增加至少0.58倍、至少1.0倍、至少 1.58倍、至少2.0倍、至少2.32倍、至少2.58倍、至少2.81倍、至少3.32倍、至少3.91倍、至少 4.32倍、至少4.64倍、至少4.91倍、至少5.13倍、至少5.32倍、至少5.49倍、至少5.46倍和最 大7.64倍。
[0043]与来自不携带QTLl的同基因性植物的相似成熟期辣椒果实相比,携带QTLl的本发 明果实具有增加浓度的一种或多种类萜,所述类萜选自α-松油稀、γ-松油稀、萜品油稀、苧 烯、月桂烯、脱氢芳樟醇、对-薄荷-1-烯-9-醛、白柠檬环醚、月桂烯醇、α-松油醇、芳樟醇、桉 树脑、(E)-氧化芳樟醇和氧化芳樟醇。
[0044]优选地,与来
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