CN101321456B - 为黄瓜果实提供延长的贮藏期的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生产可提供呈现表型性状“延长的贮藏期”的黄瓜果实的黄瓜(Cucumis sativus)植物的方法，包括：(a)提供含有与所述表型性状相关的至少一个数量性状基因座(QTL)的第一株黄瓜(Cucumis sativus)植物；(b)将步骤(a)中提供的植物与第二株黄瓜Cucumis sativus植物杂交；(c)分析步骤(b)的杂交后代是否存在或缺失所述QTL；和(d)鉴定并选择包含所述QTL的植株；其中至少一个QTL从QTL1或QTL2中选择，并且其中：QTL1通过从5’到3’由具有核苷酸序列SEQ ID No：1的第一引物、黄瓜基因组片段以及具有核苷酸序列SED ID No：2的第二引物组成的约66bp的第一分子标记，和从5’到3’由具有核苷酸序列SEQ ID No：3的第一引物、黄瓜基因组片段以及具有核苷酸序列SED ID No：4的第二引物组成的约230bp的第二分子标记，或第一与第二分子标记之间的任何DNA序列部分鉴定；并且QTL2通过从5’到3’由具有核苷酸序列SEQ ID No：5的第一引物、黄瓜基因组片段以及具有核苷酸序列SED ID No：6的第二引物组成的约137bp的第一分子标记，和从5’到3’由具有核苷酸序列SEQ ID No：7的第一引物、黄瓜基因组片段以及具有核苷酸序列SED ID No：8的第二引物组成的约230bp的第二分子标记，或第一与第二分子标记之间的任何DNA序列部分鉴定。

Description

为黄瓜果实提供延长的贮藏期的方法
技术领域
本发明涉及一种用于生产黄瓜(Cucumis sativus)植物的方法，其提供呈现表型性状“延长的贮藏期”的黄瓜果实。本发明还涉及由所述方法可得到的植物，及其种子和黄瓜果实。此外，本发明涉及用于本发明方法中的分子标记及其用于鉴定具有延长的贮藏期的植物的应用。
背景技术
黄瓜是黄瓜植物(Cucumis sativus)的可食用果实，如同甜瓜和南瓜一样属于葫芦科(Cucurbitaceae)。它是狭长的绿皮果实，由约96％的水分组成。已被长期栽培的黄瓜植物在欧洲、美国和亚洲的大部分地区是重要的园艺作物。黄瓜果实通常绿色时采收并且一般用于腌制工业和鲜货市场，后者的使用对于农民具有最大的附加价值。由于其贮藏期较短，新鲜黄瓜果实的贮藏和运输就非常困难并且成本较高。经常用于延长鲜货贮藏期的冷却方法不能用于黄瓜果实，因为黄瓜果实不适合低温贮藏。
已知一些延长黄瓜果实贮藏期的方法如将其包裹在密封的薄片材料内或在受控的条件(＞10℃)下贮藏。但是，必须采取额外的加工步骤或特定的贮藏手段。此外，用这种方式只有已被包裹于薄片材料内或在所述特定条件下已被贮藏的那些特定黄瓜的贮藏期才能延长。
因此，需要一种在标准贮藏和运输条件下具有更长贮藏期的黄瓜果实。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生产植物的方法，该植物提供了与在相同的标准贮藏和运输条件下的传统的黄瓜果实相比具有更长贮藏期的黄瓜果实。
这可通过本发明用于生产黄瓜(Cucumis sativus)植物的方法来实现，其可提供呈现表型性状“延长的贮藏期”的黄瓜果实，该方法包括：
(a)提供包括与所述表型性状相关的至少一个数量性状基因座(QTL)的第一株黄瓜(Cucumis sativus)植物；
(b)将步骤(a)提供的植物与第二株黄瓜(Cucumis sativus)植物杂交；
(c)分析步骤(b)的杂交后代是否存在或缺失至少一个QTL；和
(d)从其后代植株中鉴定并选择包含至少一个QTL的植株；其中至少一个QTL从QTL1和QTL2中选择，并且其中：
QTL1通过从5’到3’由具有核苷酸序列SEQ ID No：1的第一引物、黄瓜基因组片段以及具有核苷酸序列SED ID No：2的第二引物组成的约66bp的第一分子标记，和从5’到3’由具有核苷酸序列SEQ ID No：3的第一引物、黄瓜基因组片段以及具有核苷酸序列SED ID No：4的第二引物组成的约230bp的第二分子标记，或第一与第二分子标记之间的任何DNA序列部分鉴定；
QTL2通过从5’到3’由具有核苷酸序列SEQ ID No：5的第一引物、黄瓜基因组片段以及具有核苷酸序列SED ID No：6的第二引物组成的约137bp的第一分子标记，和从5’到3’由具有核苷酸序列SEQ ID No：7的第一引物、黄瓜基因组片段以及具有核苷酸序列SED ID No：8的第二引物组成的约230bp的第二分子标记，或第一与第二分子标记之间的任何DNA序列部分鉴定。
用本发明的方法，提供具有延长的贮藏期的黄瓜果实的黄瓜植物可容易地从植物群体中鉴定和选择并且例如可进一步用于标记辅助育种方案中。不需要等黄瓜果实出现才能鉴定和选择植株。非常清楚，本发明的方法可节约生产具有所需表型性状的黄瓜果实所需的时间、人力、温室空间和最终成本。
在产生本发明的研究中，在黄瓜植物的基因组中鉴定了被发现与该植物提供的黄瓜果实的延长的贮藏期表型性状相关的两个数量性状基因座(QTL)。一个数量性状基因座(QTL)位于与特定的表型性状紧密相关的DNA区域中。
QTL的存在根据基因作图，即QTL作图来推断。因为包括本性状的大多数目标性状由一个以上的基因所控制(该现象称为上位性)，一般需要统计学分析来证明不同基因之间互作并且确定它们是否对表型产生显著影响。在产生本发明的研究中，发现了两个QTL。这些QTL可通过分子标记，即基因组内可鉴定的物理位置来鉴定。本发明的QTL通过特定的分子标记，即扩增片段长度多态性(AFLP)鉴定。优选地，QTL通过至少两个侧翼分子标记鉴定。因此术语“分子标记”指的是与对特定的表型性状起作用的QTL相关的特定DNA片段。
根据本发明的优选实施方案，存在至少一个QTL，优选至少一个QTL是QTL1。
在本发明一个特别优选的实施方案中，QTL1被核苷酸序列SEQ ID No：9所定义。
在另一个优选实施方案中，QTL1和QTL2都存在。当两个QTL都存在时贮藏期最长。
根据本发明，延长的贮藏期这一质量性状的基因控制已被确定并且已经研制出可用于具有长贮藏期的黄瓜果实的进一步(标记辅助)育种方案的特定标记。
本申请通篇使用的术语“贮藏期”指的是黄瓜果实的质量的可容许损失发生的时间段(以天数计)，即黄瓜果实采收后至黄瓜果实的质量损失对消费者来说变得不可容忍的时间段。
贮藏期的表型性状可以例如与黄瓜果实的颜色有关。黄瓜果实采收后颜色将是绿的，随着时间延长颜色逐渐变为浅绿再到发黄。图1中示出5组黄瓜：(1)颜色良好(绿色)；(2)可接受的颜色(有点变浅的绿色)；(3)不可接受的颜色(发黄的首次发生)；(4)不可接受的颜色(发黄)；(5)不可接受的颜色(极黄)。在本发明中，黄瓜果实的贮藏期由从黄瓜果实采收至黄瓜果实的颜色到达阶段(3)，即首次发黄发生之间的时间天数来限定。
根据本发明的优选实施方案，表型性状来限定“延长的贮藏期”对应于当在相同贮藏条件下，即塑料盒内未包裹的黄瓜在条件暗室中、在20℃、80％湿度条件下贮藏时与不含QTL的黄瓜果实的贮藏期相比延长了至少两天、优选至少四天、更优选至少六天的贮藏期。
传统的黄瓜果实在这样的贮藏条件下贮藏时一般具有平均16天的贮藏期。根据本发明的黄瓜果实在标准条件下的贮藏期为至少18天，优选至少20天，更优选至少22天。
本发明还涉及通过上述方法可得到的黄瓜(Cucumis sativus)植物，以及源自这种植物的种子和后代。术语“后代”指的是个体植物(自花授粉)或一对植株(异花授粉)的后代。该后代例如可为F1、F2代或之后的世代，其中F1和F2为用于表示育种中所涉及的不同世代的简写。F1为第一代，即亲代杂交的后代；F2为第二代，即F1的个体自交或互交的后代，等。
此外，本发明涉及具有延长的贮藏期的黄瓜果实，由所述黄瓜(Cucumissativus)植物或其后代提供，或由从所述植物的种子繁殖的黄瓜(Cucumissativus)植物提供。
再者，本发明涉及用于上述方法的分子标记。本发明尤其涉及下面的分子标记：
从5’到3’由具有核苷酸序列SEQ ID No：1的第一引物、黄瓜基因组片段以及具有核苷酸序列SED ID No：2的第二引物组成的约66bp的分子标记；
从5’到3’由具有核苷酸序列SEQ ID No：3的第一引物、黄瓜基因组片段以及具有核苷酸序列SED ID No：4的第二引物组成的约230bp的分子标记；
从5’到3’由具有核苷酸序列SEQ ID No：5的第一引物、黄瓜基因组片段以及具有核苷酸序列SED ID No：6的第二引物组成的约137bp的分子标记；
从5’到3’由具有核苷酸序列SEQ ID No：7的第一引物、黄瓜基因组片段以及具有核苷酸序列SED ID No：8的第二引物组成的约230bp的分子标记。
本发明还涉及所述DNA标记用于鉴定提供呈现表型性状“延长的贮藏期”的黄瓜果实的黄瓜(Cucumis sativus)植物的应用。藉此鉴定的植物可以例如进一步用于具有延长的贮藏期的黄瓜果实植物的标记辅助育种中。
本发明通过下面的实施例被进一步阐述。
附图说明
图1示出黄瓜的颜色随着时间从绿到浅绿到黄的渐变：(1)颜色良好(绿色)；(2)可接受的颜色(有点变浅的绿色)；(3)不可接受的颜色(发黄的首次发生)；(4)不可接受的颜色(发黄)；(5)不可接受的颜色(极黄)。
具体实施方式
实施例1
用具有延长的贮藏期这一表型性状的亲本黄瓜植株与不具有所述表型性状的黄瓜植株杂交。F1代种子被采收并且用于根据公知的标准方法产生分离群体。该群体在温室内播种并且得到黄瓜果实。黄瓜果实的颜色如上所述在贮藏期间被测定。
使用AFLP技术，即用于检测DNA多态性的高度灵敏的方法将群体用于QTL分析，其中在限制性内切酶消化DNA之后，选择部分DNA片段用于PCR扩增和显象。
第一主要QTL，即QTL1在17cm区间(DH群体内测定)内被鉴定，说明29％的表型性状“延长的贮藏期”。第二QTL，即QTL2在34cm区间内被鉴定，说明11％的所需表型性状。
使用鉴定的AFLP标记，QTL1的基因序列被鉴定(SEQ ID No：9)。根据本发明，已经证实存在SEQ ID No：9的黄瓜植物呈现“延长的贮藏期”这一表型性状。
序列表
SEQ ID No 1： GACTGCGTACCAATTCTT
SEQ ID No 2：  GATGAGTCCTGAGTAACAT
SEQ ID No 3：  GACTGCGTACCAATTCCC
SEQ ID No 4：  GATGAGTCCTGAGTAACAT
SEQ ID No 5：  GACTGCGTACCAATTCAT
SEQ ID No 6：  GATGAGTCCTGAGTAACAT
SEQ ID No 7：  GACTGCGTACCAATTCTA
SEQ ID No 8：  GATGAGTCCTGAGTAACTA
SEQ ID No 9：
GATAACCTTCTTTCCAAGGTTTGCACTAATGTTTCTCTTTTGCTTGTAATTGATGGTTGCCTCTCTTTTTTATTCTTCTCTTTTCTTTTTTGGAGGGGCCTGGGATGAGCAAATGTACTTGGTAATCTGAAAATTTTGAGGAACTAAAACTAAAGAGCAATTATCCCTTTCCACGAATACTTTTTTTTGCTAAATTCTGGATCTCTTCATGGATTTTAACCAAGGAAATAGTTGTATCGATTAATTCTTAGTTTACTTTAATCCCTCGGCTATTAATTGCCACTTTAATGTCTAAACAAGGAACTAAATTAGTCTTAGAAGTTCCATGTATCATATACATGAATGATGCATTAATAGATCTGTTCTCTATATTGTATTGGAATTGGCGCTTTTTC

Claims (11)

1.一种生产提供呈现“延长的贮藏期”表型性状的黄瓜果实的黄瓜Cucumis sativus植物的方法，包括：
(a)提供至少含有与所述表型性状相关的QTL1的第一株黄瓜Cucumis sativus植物；
(b)将步骤(a)中(a)的植物与第二株黄瓜Cucumis sativus植物杂交；
(c)分析步骤(b)的杂交后代是否存在或缺失所述QTL1；和
(d)鉴定并选择包含所述QTL1的植株；并且其中：
QTL1通过从5’到3’由具有核苷酸序列SEQ ID No：1的第一引物、黄瓜基因组片段以及具有核苷酸序列SED ID No：2的第二引物组成的66bp的第一分子标记，和从5’到3’由具有核苷酸序列SEQ ID No：3的第一引物、黄瓜基因组片段以及具有核苷酸序列SED ID No：4的第二引物组成的230bp的第二分子标记鉴定。
2.如权利要求1所述的方法，其中QTL1包括由SEQ ID No：9鉴定的DNA序列。
3.如权利要求1所述的方法，其中表型性状“更长贮藏期”对应于当在相同贮藏条件下贮藏时与不含QTL1的黄瓜果实的贮藏期相比延长了至少两天的贮藏期。
4.如权利要求3所述的方法，其中表型性状“更长贮藏期”对应于当在相同贮藏条件下贮藏时与不含QTL1的黄瓜果实的贮藏期相比延长了至少四天的贮藏期。
5.如权利要求3所述的方法，其中表型性状“更长贮藏期”对应于当在相同贮藏条件下贮藏时与不含QTL1的黄瓜果实的贮藏期相比延长了至少六天的贮藏期。
6.如权利要求1-5任意一项所述的方法，其中在标准条件下所述黄瓜果实的贮藏期为至少18天。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述的贮藏期为至少20天。
8.如权利要求6所述的方法，其中所述的贮藏期为至少22天。
9.用于权利要求1-8任意一项的方法中的分子标记，其中该分子标记选自：
从5’到3’由具有核苷酸序列SEQ ID No：1的第一引物、黄瓜基因组片段以及具有核苷酸序列SED ID No：2的第二引物组成的66bp的分子标记；
从5’到3’由具有核苷酸序列SEQ ID No：3的第一引物、黄瓜基因组片段以及具有核苷酸序列SED ID No：4的第二引物组成的230bp的分子标记。
10.如权利要求9所述的一种或多种分子标记在鉴定提供呈现“延长的贮藏期”表型性状的黄瓜果实的黄瓜Cucumis sativus植物中的应用。
11.如权利要求10所述的应用，还包括将被鉴定的植物用于标记辅助育种中。
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