CN101902905B - 提高黄瓜作物产量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有来自黄瓜登录号为PI 169383的基因渗入的黄瓜育种系的作物，其代表性样本的种子已经保藏于苏格兰阿伯丁的NCIMB，登录号为NCIMB 41532，保藏参考号为PI169383，其中所述基因渗入是在与所述作物的提高产量相关的连锁群4上的基因渗入，并且其中所述作物相对于缺少所述基因渗入的所述黄瓜育种系的作物表现出提高产量，所述提高产量指每株作物总果实重量更高。

Description

提高黄瓜作物产量的方法

技术领域

本发明涉及作物育种，具体地，本发明涉及提高黄瓜作物产量的方法。本发明进一步涉及提高了农作物产量的黄瓜作物及所述作物的种子。 

背景技术

黄瓜(Cucumis sativu)是世界上主要的蔬菜农作物，也是葫芦科(Cucurbitaceae)中最重要的农作物物种之一。其可以作为蔬菜食用，生食、炒食或做成腌制的黄瓜均可。100多个品种产生的长椭圆形果实的大小可以从小的加工腌渍类型(picklers)到大的鲜食切片类型(slicers)，栽培品种的颜色可以从黄色或褐色到深绿色。现在栽培的黄瓜通常都无籽，虽然它们通常被认为不如大多数其他水果营养丰富，但新鲜的黄瓜富含维生素A、B1、B5、B6、B9、C和K，及矿物质。大多数温室品种不经过授粉产生果实，且开花的都是雌性(即只产生雌花)。 

温室黄瓜的产量潜力高，是因为在每个叶基处生出的一朵或多朵花都将发育成果实。整个果实通长的直径一致时采收的果实，才能满足上市成熟度的要求。一般开花后12至15天就能采收或进行上市销售。相较于大多数农作物，黄瓜能迅速到达采收期。事实上，许多品种的黄瓜在播种50-60天后即可准备采收。黄瓜藤开花结果量多丰富，当频繁采收时(每2至3天)、特别是果实完全成熟前，促进新花萌发，采收期可持续10至12周的时间。尽管也有三轮作的，但两轮作是最常见的。 

黄瓜产量主要取决于采收期的长短、个体作物的空间、修剪操作、可获取的光照、当时的温度、特殊品种，以及良好的营养和虫 害管理。温室中在给定区域生长的作物数量由光照条件和培育作物的方法决定。须避免叶片重叠及被相邻作物遮挡，夏季的光照条件与冬季的条件相比，应允许更高的作物密度。作物可以采取垂直培育或以伞状培育。种植密度一般为每平方米2株。考虑到这些变化因素，每个采收期每株作物的平均作物产量可达10-50根黄瓜。在采收中期，伞形培育的农作物产量范围可在每周每株作物0.5-1.5kg果实之间。 

提高目前黄瓜杂交的产量，尤其是表示为kg果实/株作物的产量，对现代黄瓜育种者来说是个挑战。因此，传统的育种方法远不能产生明显提高农作物产量的结果。例如，由于改进了培养技术，选择用于提高产量和增强抗病性，1960至1980年间美国加工黄瓜的平均产量几乎翻了一番。然而，在过去20年里，没有取得明显的提高。可采取几种途径之一来解决这个问题。 

一种提高产量的方法基于进一步改善营养和虫害管理。然而，在现代可控的生产环境下，这些参数常常已经被最优化了。 

另一个方法包括改善育种系。作物育种者和尤其是种子公司，采用优良的育种系，一般称为“优良系”，以提供质量稳定的产品。优良系是多年的同系繁殖的结果，结合了多种优良特性，如高产、果实品质，以及抗虫害、疾病或非生物应力。这些优良系的平均产量普遍比原始野生(地方品种，landrace)的高，许多现代黄瓜都是原始野生品种的后代。优良系可以直接用作农作物植物，也可以用来产生所谓的F1代或单杂交种，单杂交种由两个(纯合系或自交系)优良系杂交产生。因此，F1代杂种将两个亲本的遗传特性结合到单一植株中。杂交的另外一个好处是，它们表现出杂种活力或杂种优势，令人不甚理解的现象是，杂交作物生长的比每个(自交系)亲本都好，并表现出较高的产量。 

回交或系谱选择是育种方法之一，育种者通过这种方法将理想 的农艺性状添加到他们的优良育种系中。该方法包括将育种系与能表达理想性状的系杂交，然后将表达性状的子代作物与轮回亲本回交。结果，在育种程序中亲本个体的筛选基于其祖先的表现。这些方法在培育高质量遗传性状方面非常有效，即性状被划分为正面的或负面的。然而，种植者关心的诸多性状，如产量、早熟性和质量，都是定量继承的且遗传力较低。如果缺乏合适的性状来源，就无法进行改善。 

回交筛选对于改善育种系是一种可替代的育种方法，该方法包括进行系统试验，筛选理想的后代，然后重组所选个体以形成新的种群。已经证明回交筛选能有效改善低遗传力的数量性状，如黄瓜的产量。然而，回交筛选在育种程序中不能增加各种性状下的遗传基础，因此，其潜力是有限的。随着时间的推移，仅实现了轻微的改善。 

这就需要其他的方法来提高黄瓜的产量。本发明的目的是提供具有提高了作物产量的黄瓜作物的生产方法。本发明的另一个目的是提供具有提高了作物产量的经培育的黄瓜作物。 

发明概述 

本发明人发现在方法中可以用特殊的野生黄瓜品种来提高黄瓜培育品种的产量。在研究基因渗入系(IL)基因库时得出这一发现，其采用如下方式开展：将来自供体作物的野生黄瓜(Cucumus sativus)登录号为PI 169383(见图2)的染色体片段通过基因渗入进入到作为受体的市售黄瓜杂种(也为C.sativus)亲本之一的作物相应的染色体位置。开发的IL-基因库的表型在某些基因渗入系中表现出产量显著增加。详细的图谱的研究显示，改善的产量特征与连锁群4中来自PI 169383的三个片段有关。这些片段在栽培黄瓜作物相应染色体中的基因渗入导致所述栽培黄瓜作物后代产量上的增加。基因渗入片段的特征在于数量性状位点(QTLs)，这些QTL在黄瓜基因组 的位置由7AFLP-标记物来定义。进一步地，基因渗入的表型在杂合情况和杂种情况中执行。结果载于下文所述的实施例。 

基于这一发现，本发明人提供一种与提高产量相关的具有令人满意的表型特征的新型遗传基础。该遗传基础存在于野生黄瓜(Cucumus sativus)登录号为PI 169383。 

虽然增加产量的表型性质下的基因或相关序列尚(还)未被确认，但该基因或相关序列的基因组位置(即位点)已确定。这有利于育种的过程，其中基因或调控序列被引入理想的黄瓜育种系。 

一方面，本发明提供黄瓜育种系的作物，该作物具有来自黄瓜登录号为PI 169383的基因渗入，其中所述的基因渗入是在与提高所述作物产量相关的连锁群3和/或4的基因渗入，其中相对于缺少所述渗入的所述黄瓜育种的作物而言，本发明所述的作物显示出产量增加。优选地，所述产量增加是指总单株果重更高。 

例如，本发明人将来自黄瓜登录号为PI 169383的作物作为基因渗入的供体系，与黄瓜系Pyr42的作物杂交，其代表性的种子样本已保藏于英国苏格兰阿伯丁的英国食品工业与海洋细菌菌种保藏中心(NCIMB，National Collections of Industrial，Food and MarineBacterial)，登录号为NCIMB 41594，保藏参考号为(depositorsreference)Pyr42。采用Pyr42作为轮回亲本回交所得的子代。研究发现，相对于缺少所述基因渗入的Pyr42系作物，含有基因渗入(本文中被称为产量-提高的QTL)的作物所提供的作物产量得到提高。 

在本发明的各个方面，相较于缺少所述基因渗入的所述黄瓜育种株作物，优选地，产量增加是指总单株果重至少增加3-5％，更优选地，至少增加10％。 

在涉及总单株果重时，优选地，意思是以每采收期每株植物生产的适销果实总重量为参考。黄瓜应在达到上市重量时采收，能生产出高产量的上市重量果实的作物优于能生产出高产量的低于上市 重量果实的作物。适销果实的重量取决于黄瓜的种类。鲜食切片类型(Slicers)和贝特阿勒法类型(Beit Alpha)的适销重量要高于加工腌渍类型(picklers)。优选地，本发明所指的产量增加涉及鲜食切片类型(Slicers)、贝特阿勒法类型(BeitAlpha)和长黄瓜(长荷兰黄瓜或欧洲温室黄瓜)的产量增加，更优选地，涉及长黄瓜。优选地，本发明的黄瓜果实的长度为26cm，更有选地为27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44或45cm。本发明的作物果实的长度/直径比优选地为4、5、6、7、8、9或更大，诸如25。优选地，本发明作物的适销果实的重量在150-900g之间，更优选地，在200-800g之间，更优选地，在250-600g之间。适销果实的典型的重量很大程度上取决于黄瓜的种类。对于美国鲜食切片类型(American slicer)，适销果实的重量约为150-230g，而对于欧洲温室黄瓜，适销果实的重量典型地约为300-700g。对于贝特阿勒法类型，适销果实的重量约为90-200g。典型地，贝特阿勒法黄瓜的长度为12-18cm。对于加工腌渍类型，适销果实的重量约为80-110g。典型地，加工黄瓜的长度约为9-12cm。这些果实的重量是在商业生长条件下得到的，其中作物经过修剪和采收以得到最佳性状。在这些条件下，达到了本发明预期的适销果实的重量。 

在一个优选的实施方案中，本发明的黄瓜育种系的作物基本上已经从黄瓜登录号为PI 169383获得了特定的基因渗入，其中所述基因渗入位于包括与提高产量相关的QTL的连锁群3和/或4。尽管获取该基因渗入的植物可能已经从供体获得其他的基因渗入，但优选的是大多数受体基因组是不变的，因此，该育种系植物的表型基本上是保守的。这不能通过将作物系PI 169383与黄瓜育种系作物简单杂交而获得，这是因为那将不能够导致本文所限定的产量QTL的基因渗入，而仅仅是在具有来自PI 169383的一系列染色体的杂种中以及来自所述黄瓜育种系的作物的其他杂种中。与之相反，在PI 169383中的与提高产量相关的连锁群3和/或4上的片段可以被基因渗入至黄瓜育种系作物的基因组中，这是通过以下完成的，将所述作物杂交，随后进行一步或多步自交和/或回交(至所述黄瓜育种系的另一作物作为回归亲本)并且从所述自交和/或回交的后代群体选择作物，所述后代群体使用标记辅助选择基因渗入。 

在优选的实施方案中，所述在连锁群3和/或4上的基因渗入包括： 

在选自所述群的连锁群4上的至少一个片段，该片段由以下组成： 

i)与AFLP标记E12/M24-F-063-P2、E11/M62-F-200-P1相关的片段； 

ii)与AFLP标记E12/M24-F-177-P2、E12/M24-F-176-P1、E25/M13-F-128-P2相关的片段； 

iii)与AFLP标记E21/M16-F-080-P2相关的片段；和/或连锁群3的染色体替换。 

在图1中表示出以厘摩表示的基因距离并确定在研究中的种群。这些值与其他种群不同。因此，这些标记本身提供了QTL的位置的最佳定义。该图还表示哪个标记不定义与提高产量相关的片段。 

通过连续的回交至所述轮回亲本的步骤，可以将具有所述基因渗入的黄瓜育种系的作物引入优良系中，以便使所述系越来越纯或近交。因此，本发明也提供具有提高产量的优良系。所述优良系具有来自黄瓜登录号为PI 169383的基因渗入，其中所述基因渗入是与提高产量相关的连锁群3和/或4上的基因渗入。 

另一方面，本发明提供通过将本发明的黄瓜育种系的作物的杂交或自交产生的黄瓜种子。优选地，所述种子是杂交种子，尤其是F1杂交种子。例如，这种杂交种子可以通过本发明的两种优良系杂交来产生。 

在另一方面，本发明提供通过种植本发明的种子所生产的黄瓜作物。在另一方面，本发明提供该作物的作物部位。优选地，所述作物部位为黄瓜果实或种子。 

在另一方面，本发明提供用于生产杂种黄瓜种子的方法，该方法包括将本发明的黄瓜育种系(优选地为优良系)作物，该黄瓜具有从如上定义的来自黄瓜登录号为PI 169383的基因渗入，与另一个黄瓜作物杂交，并采收所得的杂种黄瓜种子。在优选的实施方案中，所述另一个黄瓜作物是黄瓜育种系的作物，更优选地为(不同)优良系的作物。所述另一个黄瓜作物优选地为具有来自如上所定义黄瓜登录号为PI 169383的基因渗入。 

在另一方面，本发明提供由本发明的方法所生产的杂种黄瓜种子。该杂种黄瓜种子的特征在于其含有来自在黄瓜的育种系(优选地为优良系)的基因组背景中的如上定义的黄瓜登录号为PI 169383的基因渗入，其是以杂合或纯合的方式，其中所述基因渗入优选地由上文描述的AFLP标记所定义。当发芽时，该杂种种子将提供杂种黄瓜，该黄瓜具有一般杂交的全部特征，其是将本发明的黄瓜的育种系(优选地为优良系)的作物与上述另一个黄瓜作物进行杂交(即其将产生具有显著商业市场价值的作物)，但其产量更高。纯合和杂合作物均是本发明的部分，因为产量特征是附加特征，也在杂合作物中表达。 

在另一方面，本发明提供通过种植本发明的杂种黄瓜种子而生产的杂种黄瓜作物。 

在另一方面，本发明提供本发明的杂种黄瓜作物的作物部分。 

在另一方面，本发明提供用于提高黄瓜育种系的作物的产量的方法，所述方法包括以下步骤： 

a)将黄瓜育种系的作物与黄瓜系PI 169383的作物杂交； 

b)选择由所述杂交得到的来自黄瓜登录号为PI 169383的具有在与提高产量相关的连锁群4上的基因渗入的后代黄瓜作物； 

c)使用所述黄瓜育种系作为轮回亲本将选自步骤(b)的所述后代黄瓜作物自交和/或回交； 

d)选择由在步骤(c)中得到的来自黄瓜登录号为PI 169383的具有在与提高产量相关的连锁群4上的基因渗入的后代黄瓜作物； 

e)重复步骤(c)和(d)所述自交和/或回交步骤，以及选择步骤以提供对于所述基因渗入基本上纯合的黄瓜育种系的作物； 

其中在步骤(b)或(d)中所进行的至少一种选择由标记辅助的选择来完成。 

在这种方法的一个优选的实施方案中，所述黄瓜育种系是优良系。 

在另一方面，本发明提供用于提高黄瓜杂交F1代的产量的方法，所述方法包括以下方法： 

a)将所述黄瓜杂交F1代的至少一个亲本系的作物与黄瓜系PI169383的作物杂交； 

b)选择由所述杂交得到的来自黄瓜登录号为PI 169383的具有在与提高产量相关的连锁群4上的基因渗入的后代黄瓜作物； 

c)使用所述黄瓜杂交F1代的亲本系作为轮回亲本将选自步骤(b)的所述后代黄瓜作物自交和/或回交； 

d)选择由在步骤(c)中得到的来自黄瓜登录品种PI 169383的具有在与提高产量相关的连锁群4上的基因渗入的后代黄瓜作物； 

e)重复步骤(c)和(d)所述自交和/或回交步骤，以及选择步骤以提供对于所述基因渗入基本上纯合的所述黄瓜杂交F1代的亲本系； 

f)使用在步骤(e)中得到的所述亲本系作为亲本系用于具有提高产量的F1杂种的生产； 

其中在步骤(b)或(d)中所进行的至少一种选择由标记辅助的选择来完成。 

在上述方法的优选的实施方案中，所述标记辅助的选择过程包括对如下AFLP标记的选择：E12/M24-F-063-P2、E11/M62-F-200-P1、E12/M24-F-177-P2、E12/M24-F-176-P1、E25/M13-F-128-P2和E21/M16-F-080-P2。 

在另一方面，本发明提供通过本发明的方法所获得的黄瓜育种系或黄瓜杂交F1代。 

在另一方面，本发明提供包含与提高黄瓜产量相关的QTL的分离出的核酸序列，其中所述QTL定义如下： 

i)与AFLP标记E12/M24-F-063-P2、E11/M62-F-200-P1相关的连锁群4上的片段； 

ii)与AFLP标记E12/M24-F-177-P2、E12/M24-F-176-P1、E25/M13-F-128-P2相关的连锁群4上的片段； 

iii)与AFLP标记E21/M16-F-080-P2相关的连锁群4上的片段。 

在另一方面，本发明提供基因标记的使用，该基因标记选自由如下AFLP标记组成的组：E12/M24-F-063-P2、E11/M62-F-200-P1、E12/M24-F-177-P2、E12/M24-F-176-P1、E25/M13-F-128-P2和E21/M16-F-080-P2，用于检测与提高黄瓜作物产量相关的QTL。 

在另一方面，本发明提供用于选择黄瓜作物或其部位(包括种子)的方法，该方法包括以下步骤： 

(a)提供通过将黄瓜育种系的作物与黄瓜系PI 169383的作物杂交得到的后代黄瓜作物或其部位，获得来自所述杂交的种子并将所述种子种植至后代作物； 

(b)针对来自黄瓜登录号为PI 169383的基因渗入片段检测所述后代黄瓜作物或其部位，其种子的代表样本已经保藏在苏格兰阿伯丁的NCIMB，其登录号为NCIMB 41532和保藏参考号为PI169383，其中所述基因渗入是与所述作物的产量提高相关的连锁群4上的基因渗入； 

(c)基于来源于所述检测的信息选择所述后代黄瓜作物或其部位；以及 

(d)任选地使用所述信息用于进一步的育种考虑。 

附图说明

图1表明连锁群4的基因图谱(总长度100.1cM)，提供标记及其相对于彼此的各自位置的特性，并且也表明与基因渗入片段相关(在左侧表明)，其对于产量具有(+)或不具有(-)作用(与表2比较)。被发现在连锁群4上的对于产量具有作用的三个片段在图下方用“+”表示。 

图2表明近似于商品品种(在左边，标注“IL 06AB”)的从IL获得的果实以及所述供体PI169383(在右边，标注“Donor 06AB”)的图片。所述果实从作物的腋下(armpit)获得。 

图3表明所选的黄瓜作物的基因组的AFLP图谱的AFLP凝胶的部分(省略)图像(47个泳道各不相同)，用本文所定义的引物组合E12/M24扩增。用相邻的箭头(左侧)表示具有176和177碱基对的长度的片段，并表明二等位基因标记E12/M24-F-177-P2/E12/M24-F-176-P1。凝胶从顶端跑至底端。 

图4表明所选的黄瓜作物的基因组的AFLP图谱的AFLP凝胶的部分(省略)图像(49泳道各不相同)，用本文所定义的引物组合E11/M62扩增。表明标记E11/M62-F-200-P1的200碱基对的片段用箭头(左侧)表示。 

图5表示Cucumis sativus的对于染色体3(连锁群3)的连锁图。该申请也涵盖染色体3的染色体替换的使用。在这样的替换系中，全部的核DNA源于所述轮回亲本，除了以在连锁群3中的标记为特征的染色体。所有的与标记关联的DNA在该连锁图中列出，该图是优选地独特并在遗传上是关联的，源于供体亲本PI169383。 

发明详述 

定义

本文使用的术语“黄瓜”是指Cucumis sativus L.品种，包括Cucumissativus L.var.hardwickii(Royle)或杂草黄瓜(weedy cucumber)、Cucumis sativus L.var.sativus或栽培黄瓜、Cucumis sativus L.var.sativus(中国种群)或网状的黄色黄瓜、Cucumis sativus L.(小黄瓜种群)或加工黄瓜、Cucumis sativus L.var.sativus(印度种群)或白色条纹黄瓜、Cucumis sativus L.var.sativus(日本种群)或日本黄瓜、Cucumis sativus L.var.sativus(黎巴嫩种群)或黎巴嫩黄瓜、Cucumissativus L.var.sativus(俄罗斯种群)或俄罗斯黄瓜、Cucumis sativus L.var.sativus(无籽种群)或无籽黄瓜、Cucumis sativus L.var.sativus(标准种群)或普通黄瓜/温室黄瓜、Cucumis sativus L.var.sikkimensisHook.f.或棕色网状黄瓜和Cucumis sativus L.var.xishuangbannanesisined或西双版纳黄瓜。从植物学上讲，Cucumis sativus L.这个名称是指野生品种，但在种子和蔬菜贸易上，它可作为任何较长植物名称的同义词，分类学者可以将其应用到栽培品种上。基于几乎1500个登录品种都录入USDA GRIN数据库，所以一般常用“C.sativus L.var.sativus”。然而，如果因为分类学者不赞成将栽培作物(domesticatedplants)称为植物学品种“var”，那么这个名称未来可以改变。术语“黄瓜”包括提到的(美国和欧洲)加工腌渍类型、(美国和欧洲)鲜食切片类型、欧洲温室类型(单性着果的)、中东(Beit Alpha类型)和东部棚载类型的(Burpless)黄瓜。术语欧洲、美国、中东或东部不限于指本发明黄瓜的地区来源或生产地区，但仅指黄瓜育种领域中通用的涉及的市场类型。 

Cucumis sativus var.sativus登录号为PI 169383保留在美国爱荷华州埃姆斯的北中部地区植物引种站(USDA，ARS，NCRPIS，Iowa StateUniversity，Regional Plant Introduction Station)，该登录品种的种子免费发行。该登录品种的生物状态为“野生”。该植物品种首先采集于 土耳其的伊斯坦布尔。其果实成熟时为典型的黄色，由于低产量和绿色果实的一般要求，其商业价值有限。在涉及本发明的作物时，没有旨在提及黄瓜登录号为PI 169383，因此本发明不要求保护这种作物。关于该登录品种的更多信息可从种质资源信息网(GRIN)(USDA，ARS，国家遗传资源计划)的在线数据库获得。国家种质资源实验室，贝茨维尔，马里兰州(http://www.ars-grin.gov)(2007年8月8日))。本发明的申请人/代理人已于2007年12月17日将代表性的黄瓜登录号为PI 169383的种子样本保藏于苏格兰阿伯丁的NCIMB，登录号为NCIMB 41532，保藏参考号为PI169383。 

本文中使用的术语“杂交”是指由雄性作物(或配子)对雌性作物(或配子)进行受精。术语“配子”是指作物通过有丝分裂从配子体产生的单倍体生殖细胞(卵子或精子)且包含有性繁殖，在有性繁殖期间，两个性别相反的配子融合形成二倍体接合子。该术语一般包含花粉(含有精子细胞)和胚珠(含有卵子)。因此“杂交”一般是指一个个体的胚珠与来自另一个个体的花粉受精，而“自体受精”是指一个个体的胚珠与来自相同个体的花粉受精。当本文中提及杂交完成基因组区域或片段的基因渗入时，本领域的技术人员可以理解为了完成一株作物染色体的某一部分到另一株作物染色体的基因渗入，由于亲本系中产生配子的交换事件的发生率，要求两株亲本系的基因组的任意部分在杂交中都可以进行重组。因此，两株亲本的基因组必须通过杂交在一个单细胞中结合，从所述细胞产生配子后，配子在受精中融合将导致基因渗入事件的发生。 

本文中使用的术语“杂种”意思是两株遗传学上不同的个体之间杂交的任何子代，更优选地，该术语是指不会从种子中复制出真实亲本的两(优良)育种系之间的杂交。本发明的杂种黄瓜优选地表现出强烈的雌性特征。 

本发明使用的术语“育种系”是指具有商业价值或农艺上令人满 意的特征的栽培黄瓜系，与野生品种或地方品种(landrace)相反。特别地，所述育种系的特征在于具有优异的果实质量(直的、圆柱形的和块状形状以及均一的深绿色)。该术语包括优良育种系或优良系，这表示实质上纯合的、通常自交的、用于产生F1代杂种的作物系。本发明所述的育种系优选地具有抗白粉病的特性。 

本发明所用的术语“产量”是指果实产量(黄瓜)，也可以用每采收期每平方米区域的总果实重量(kg)、每采收期每平方米的总果实重量(kg)，或其结合表示的产量。术语“采收期”是指第一批适销果实产生和生产阶段结束的时间段，此间需要农作物复壮，对温室黄瓜而言时间跨度一般为12周。 

本文使用的术语“等位基因”是指一个基因的一或多种可替代形态的任一个，其中等位基因涉及至少一个性状或特征。在二倍体细胞或有机体中，所给基因的两个等位基因位于一对同源染色体的相应位点。因为本发明涉及QTLs，即可以含有一或多个基因的基因组区域，也可以是调控序列，在某些示例中更精确地是指“单体型”(即染色体片段的一个等位基因)而不是“等位基因”，然而，在那些示例中，术语“等位基因”应被理解为包括“单体型”。 

本文中定义的“基因”是指遗传单元(通常由DNA序列表示)，在染色体上占据特定位置，含有遗传指令用于作物中特定的表型特征或性状。QTL(数量性状位点)是遗传单元(通常由一或多个分子基因组标记物表示)，在染色体上占据特定位置，含有遗传指令用于作物中特定的表型特征或性状。与基因相比，QTL的精确的界线尚不明了，但可由本领域的技术人员通过使用遗传图谱领域中已知的精确的图谱技术和后续的DNA序列路线来获知不包含不适当的界限。QTL编码至少一个单独表达或与其他基因联合表达的基因，结果得到被表达的表型性状，或者编码至少一个调控区域，该区域控制至少一个基因的表达，该基因单独或与其他基因联合表达，结果得到被表达的表 型性状。QTL可以通过用一或多个分子基因组标记物表示其在含有QTL的基因渗入的供体基因组中的遗传位置来定义。一或多个标记物依次表示特定的位点。位点之间的距离通常由相同染色体上位点间交换的频率来测量。进一步分离的两个位点是，交换最有可能发生在它们之间的那两个位点。相反地，如果两个位点相邻，交换就很少发生在它们之间。结果，一厘摩(cM)相当于位点(标记物)间的1％重组。当QTL可以用多个标记物表示时，终点标记物间的遗传距离就表示QTL的大小。定义QTL的标记物可以是链接到QTL的标记物或者是与QTL连锁不平衡的标记物。 

本文所使用的“分子基因组标记物”或简称“标记物”是指方法中使用的用于视觉上区分核酸序列特征的指示剂。这些指示剂的示例为限制性片段长度多态性(RFLP)标记物，扩增片段长度多态性(AFLP)标记物，单核苷酸多态性(SNPs)，插入突变，微卫星标记(SSRs)，序列-特征扩增区(SCARs)，酶切扩增多态性序列(CAPS)标记物或同工酶标记物或各标记物的结合，此处所述的标记物定义一个特殊基因和染色体位置。因此本文定义的“分子标记物连接到QTL”是指SNPs、插入突变以及更常用的AFLP标记物或本领域中使用的任何其他类型的标记物。本文所称的AFLP标记物中，所述标记物是指侧面由两个AFLP-引物连接的黄瓜-特异性DNA序列，该引物由“核引物”E和M组成，与限制性内切酶EcoRI和MseI的限制性位点相对应，(Vos et al.，1995，Nucleic Acids Res.23：4407-4414；Bai et al.2003，Mol.plant microbe interactions 16：169-176)，后接2或3个额外的选择性碱基作为指示，每个碱基后边是识别选择性核苷酸的2位代码，“核引物”通过选择性核苷酸扩展(11：AA；12：AC；13：AG；14：AT；15：CA；16：CC；17：CG；18：CT；21：GG；22：GT；24：TC；25：TG；60：CTC；62：CTT)。因此，E12/M24-F-063-P2代表通过使用扩增引物EcoRI+AC和MseI+TC产生总长度为63bp的片段而获得的标记物。片段的长度 可取决于检测片段的方法，加上或减去几个碱基即接近其真实的长度。在定义本发明提供的标记物时，应在连锁图谱中在所述标记物的染色体位置上制定一个相对于其他标记物的参考。因此，标记物E12/M24-F-063-P2由其引物序列及其作为扩增产物的长度，和其相对于E11/M62-F-200-P1和/或E12/M24-F-177-P2的位置或者，如本文提供的，由其相对于如图1所述的以cM表示的相应距离的其他标记物的位置共同来定义。 

本文中“位点”被定义为所给基因占据所给作物物种的染色体的位置。 

本文中所使用的术语“杂合子”意思是不同等位基因位于同源染色体的相应位点时存在的遗传情况。 

本文中所使用的术语“纯合子”意思是相同等位基因位于同源染色体的相应位点时存在的遗传情况。 

本文使用的术语“基因渗入系”，简称IL，是指的具有明确的染色体片段的系(优选地一个明确的染色体片段，取决于标记物-分辨率)，该染色体片段来源于另外的一致背景的供体亲本，典型地含有大于95％的受体基因组(通常将育种系的基因组用于受体和轮回亲本)。ILs有助于QTLs的鉴定，原因在于IL基因库中不同ILs之间的表型变异(一起覆盖了供体的整个基因组)，轮回亲本与基因渗入片段直接相关。基因渗入系是典型的纯合子。 

本文使用的术语“纯自交系”或“自交系”是指通过重复自交获得的实质上纯合的作物或作物系。 

“重组事件”是指减数分裂交换事件。 

本文使用的术语“基因渗入”是指基因组片段通过与那些个体、物种、品种或栽培品种杂交，从一个个体、物种、品种或栽培品种转移至另一个个体、物种、品种或栽培品种的基因组中。 

本文使用的术语“进行基因渗入”、“基因渗入”和“基因渗入的” 是指自然的和人工的过程，借此，个体基因或全部性状通过与那些个体、物种、品种或栽培品种杂交，从一个个体、物种、品种或栽培品种转移至另一个个体、物种、品种或栽培品种的基因组。在植物育种中，该过程通常包括与轮回亲本自交或回交来提供不断增加的纯合子作物，这些作物具有本质上轮回亲本的特征以及基因渗入的基因或性状。 

术语“回交”是指源于两株亲本系杂交的作物与其中一株亲本系杂交的过程，其中回交中使用的亲本系是指轮回亲本。重复回交的结果产生越来越多的纯合子或自交系的基因组。 

术语“自交”是指自体受精的过程，其中个体是自体授粉或者对其自身的花粉受精。 

本文使用的“基因工程”、“转移”和“基因修饰”是同义词，是将分离的或克隆的基因转移至DNA，通常为另一个有机体的染色体DNA或基因组。 

本文使用的术语“分子标记物”是指方法中使用的用于视觉上区分核酸序列特征的指示剂。这些指示剂的示例为限制性片段长度多态性(RFLP)标记物，扩增片段长度多态性(AFLP)标记物，单核苷酸多态性(SNPs)，微卫星标记(例如SSRs)，序列-特征扩增区(SCAR)标记物，酶切扩增多态性序列(CAPS)标记物或同工酶标记物或各标记物的结合，此处所述的标记物定义一个特殊基因和染色体位置。 

本文使用的术语“作物部位”表示黄瓜作物的一部分，包括单细胞和细胞组织，诸如作物、细胞团块和组织培养物中完整的作物细胞，黄瓜作物可以从中再生。作物部位的示例包括但不限于，来自花粉、胚珠、叶子、胚、根、根尖、花药、花、果实、茎、嫩枝和种子的单细胞或组织；以及花粉、胚珠、叶子、胚、根、根尖、花药、花、果实、茎、嫩枝、幼芽、根茎、种子、原生质体、愈伤组织等等。本发明所用的作物部位可以是新鲜的和/或在本发明的某些方面可以是经 加工的形式。 

本文使用的术语“种群”意思是享有共同遗传起源的作物的遗传异质集群(genetically heterogeneous collection)。 

本文使用的术语“品种”是指一组相似作物，其结构或遗传特征和/或表现可与其他相同物种的品种区分开。 

本文使用的术语“栽培品种”(用于栽培的品种)表示不属于天然正常发现的品种，而是经过人类栽培，即具有生物学状态而非“野生”状态，其中“野生”状态是指原始非-栽培的、或者作物或登录品种的天然状态。术语“品种”包括但不限于半-天然的、半-野生的、杂草、传统的培养品种、地方品种、育种材料、研究材料、育种者的系、合成的种群、杂种、原始群体(founder stock)/基础种群、自交系(杂种栽培品种的亲本)、分离的种群、突变体/遗传群体和高级的/改进的栽培品种。 

本文中使用的术语“优良背景”用于指明QTL或基因渗入的遗传背景是育种系。本发明的示例中，天然背景是黄瓜登录号为PI 169383的遗传背景。一种涉及将含有QTL的DNA从黄瓜登录号为PI 169383的连锁群(染色体)4转移到育种系作物染色体4的相同位置的方法，可以使QTL不在其天然遗传背景中，而在优良背景中。该术语既包括了杂合子的情况也包括了纯合子的情况。 

优选的实施方案详述 

生产高产量作物

本文确定的基因渗入的效果是高产量的果实重量。这与Shetty等(Crop Science 42：2174-2183(2002))公开的内容不同，他们研究的是高数量果实之间的关系。Shetty等没有公开PI 169383实际的产量数据，但仅有其表现的推断。此外，Shetty等对比了基因库登录品种，包括 晚熟的、低产量的、全雌性自交系的PI 169383。例如，自交系之一是WI 2757，每公顷可生产27.000适销果实(见Shetty等，表5)，相当于 每平方米2.7适销果实。与之相比，发现本研究中的PI 169383每平方米可生产3.4适销果实，鉴于本研究使用的自交系具有较高的产量，每平方米适销果实为7或更高。作为他们实验设置的结果，Shetty等认为PI 169383是高产量的登录品种。然而，当与正常高产量的自交系相比，就每平方米单株果重和单株果数而言，PI 169383是低产量的登录品种。可以通过本发明实施例中提供的数据进行强调，将Shetty等的观察结果进行恰当的透视剖析，表明与栽培黄瓜相比，PI 169383的果实产量也较低。但即使认为PI 169383在黄瓜数量基数上具有高产量百分比，但还是预料不到PI 169383中包含的负责重量高产的基因区域。毕竟，数量和重量之间成反比是作物育种固有的。下面的图2给出了一个实施例，其描述了供体系PI 169383生产出很多成捆的小黄瓜，而基因渗入系(IL)生产出少量成捆的大黄瓜。另一个熟知的实施例包含等产量重量的樱桃与牛肉西红柿的对比，尽管在果实大小上有本质上的差异。因此，不能预期所有高产量重量基因渗入系均来自报道称具有高产量数量的PI 169383。 

在黄瓜育种中，产量数量和产量重量是单独考虑的特征。每颗果实的重量是由市场需求决定的固定值，重量的高产量比数量的高产量(小黄瓜)更重要。 

本发明人发现在黄瓜登录号为PI 169383中，与增加产量相关的基因或调控序列存在于连锁群4中。根据Horejsi等(2000)，Cucumissativus L的连锁群4还包含抵抗霜霉病(downy mildew，dm)抗性基因。LG 4进一步具有如下熟知的标记物之一或其结合的特征：1)CSC443/H3(RFLP marker；Bradeen，et al.，2001，Genome 44：111-119)；2)BC551.550(RAPD marker；Park et al.，2000，Genome 43：1003-1010)；3)PER(isozyme；Bradeen et al.supra)。 

还没有指定增加产量的QTL所在的黄瓜染色体的明确的染色体数量。然而，可以通过参考这些和其他基因组区域所在的连锁群 (LG4)来指定染色体。本文使用的术语连锁群是指物理基因组单元，具备产量提高的等位基因位于其上，与染色体具有相同的分层等级。 

第一个方法包括将用于增加产量的QTL从黄瓜登录号为PI169383的作物基因渗入到相关黄瓜系的作物中。这将得到QTL存在于相关黄瓜系的遗传背景中的结果。通过使用QTL特异性标记物可以监测子代作物中适当基因渗入的建立。 

重组是在减数分裂期间交换两个同源染色体之间的信息。在重组作物中，最开始存在于染色体特殊位置的DNA与来自另一作物的DNA互换(即母本成为父本或反之亦然)。为了只互换所需的材料，并在染色体上尽可能最多地保留有价值的原始信息，通常将需要两次交换事件。找到这种重组体的正常途径是筛选F2代作物的种群。该种群必需有足够的规模以便检测稀少的(低频率的)二倍重组体。重组体的频率可以按如下方式计算。例如，10cM面积中的重组体为10％的频率(测交法中1厘摩被定义为1％重组体后代)。 

本发明现在提供标记辅助选择(MAS)的较好的方式。因此本发明涉及作物育种的方法和选择作物的方法，尤其是黄瓜作物，特别是将栽培的黄瓜作物作为育种作物用于育种程序或者栽培的黄瓜作物用于要求具有基因型的或潜在的表型性质，尤其是涉及生产有价值的黄瓜果实，还涉及农艺上令人满意的作物。此处，栽培的作物被定义为目的性选择的作物或来自在农艺上或园艺实践中具有目的性选择的作物，以具有预期的基因型或潜在的表型性质，尤其是通过近亲繁殖得到的作物。 

因为产量-提高的QTL是附加的性状(杂种表达为两亲本之间的表型)，可以通过测量作物的产量在F1或BC1中进行监测。然而，由于这将需要在受控的条件下栽培很多星期，所以在子代作物中建立适当的基因渗入具有独特的优势，可采用本文提供的QTL-特异性标记物对其进行监控，如下面的示例所述，顺式或反式偶合均可。因此， 本领域的技术人员可采用MAS或MAB法筛选作物。 

因此，本发明还提供筛选表现出增加的产量的物种Cucumissativus作物的方法，包括检测所述作物中在连锁群(染色体)4上是否存在本文定义的产量-提高的QTL。本发明检测所述作物的优选方法包括： 

a)从黄瓜作物中提供基因组DNA样本； 

b)在所述基因组DNA样本中检测至少一种与产量-提高的QTL连接的分子标记物。 

从黄瓜作物中提供基因组DNA样本的步骤可以采用本领域已知的标准DNA分离方法操作。 

在一个优选的实施方案中，检测分子标记物(步骤b)的步骤可以包括使用AFLP法中所用的一对双向引物，以产生扩增产物表示QTL标记物。此处所述的一对引物是指定义AFLP标记物的引物或标记物-特异性引物。双向的意思是在核酸扩增反应中引物的方向为一个函数是正向的、一个函数是反向的引物。 

可选地，在另一个优选的实施方案中，检测分子标记物(步骤b)的步骤可以包括使用具有碱基序列的核酸探针，其实质上是补充定义所述分子标记物的核酸序列，该核酸探针能在严格的条件下与定义所述分子标记物的核酸序列特异地杂交。一个合适的核酸探针可以例如是与标记物相应的扩增产物单链。 

检测分子标记物(步骤b)的步骤还可以包括在所述基因组DNA上进行核酸扩增反应以检测所述QTL。这也适于通过采用一对标记物-特异性引物执行PCR反应来完成。在一个优选实施方案中，所述步骤b)包括使用至少一组定义AFLP标记物的引物用于所述QTL，或者在严格的条件下特异性地与AFLP标记物的核酸序列杂交的一组引物用于QTL。 

步骤d)检测具有预期长度或预期核酸序列的扩增的DNA片段的 步骤优选地这样制作：扩增的DNA片段具有与预期长度相应的(加或减几个碱基，例如一个、两个或三个碱基左右的长度)长度，因为基于与相同引物进行的相似反应，该引物具有来自作物的DNA，所述标记物首先从该作物中被检出，或者扩增的DNA片段具有与预期序列相应的(具有大于80％的同源性，优选地大于90％，更优选地大于95％，甚至更优选地大于97％，更优选地大于99％)核酸序列，因为基于与作物中QTL相关的标记物的序列，所述标记物首先从该作物中被检出。本领域的技术人员知晓在具有本文定义的基因渗入的作物(供体作物)中不存在、而在接受基因渗入的作物(受体作物)中存在的标记物(所谓的反式-标记物)，也可以用于分析检测子代作物中的基因渗入，尽管通过测试不存在的标记物来检测特异性基因渗入的存在不是最佳方案。 

可采用标准凝胶电泳技术或自动DNA测序仪来检测具有预期长度或预期核酸序列的扩增的DNA片段。该技术已为本领域技术人员所熟知，因此本文无需对其进行描述。应当指出的是，基于其引物序列与扩增产物的长度结合和连锁图谱上相对于其他标记物的该标记物的位置来定义该标记物。 

分子标记物和QTLs

分子标记物用于可视化核酸序列的差异。该可视化可通过被限制性内切酶(RFLP)消化后的DNA-DNA杂交技术和/或通过采用聚合酶链反应技术(例如STS、微卫星、AFLP)来实现。两亲本基因型之间的所有差异都可基于这些亲本基因型的杂交而在图谱种群(例如BC₁、F₂)中分离开。可以对比不同标记物的分离，并计算重组频率。分子标记物在不同染色体上的重组频率一般为50％。 

位于相同染色体的各分子标记物之间，重组频率取决于标记物之间的距离。低重组频率对应于染色体上标记物之间较短的遗传距离。比较所有重组频率将得到染色体上分子标记物最合乎逻辑的顺序。最 合乎逻辑的顺序描述于连锁图谱中。连锁图谱上与增加的产量有关的相邻的或连续的组，能精确定位与增加的产量相关的QTL。 

本文确定的标记物可用于本发明的多个方面，现对其予以阐明。本发明的各方面不限于使用本文确定的标记物。应当强调，各方面也可利用本文没有明确公开的标记物，或者甚至还没有被确定的。除了遗传单元“基因”外，表型的表达还取决于大量无法预测的因素，遗传单元“QTL”表示基因组区域，与表型的可以计量的性状直接相关。因此，虽然基因本身承担很少或根本没有涉及作物育种，但QTL可直接适用于作物育种。 

本文确定的QTL位于连锁群4，其位置的最佳特征在于大量的其他任意标记物。本研究中使用扩增片段长度多态性(AFLP)标记物、单核苷酸多态性(SNPs)和插入突变标记物，尽管也可以使用限制性片段长度多态性(RFLP)标记物、微卫星标记物(例如SSRs)，序列-特征扩增区(SCARs)标记物、酶切扩增多态性序列(CAPS)标记物或同工酶标记物或各标记物的结合。一般来说，一个QTL可能跨越了几百万个碱基区域。因此，提供QTL的完整序列信息实际上并不可行，而且也没有必要，因为QTL首次被检出的方式-通过一串连续的基因组标记物的存在和特定表型性状的存在之间的相关性观察-允许在子代作物种群之间跟踪，那些作物具有能表现出特定表型性状的遗传潜力。通过提供一个非限制性的标记物列表，本发明从而提供了QTLs在育种方案中的有效用途。 

标记物特异于特定的育种系。因此，特异的性状与特定的标记物有关。本发明所指出的标记物不仅指QTL的位置，它们还与作物中特异性表型性状的存在相关。重要的是注意：表明QTL在基因组位置的连续的基因组标记物原则上是任意的或非限定的。一般来讲，QTL的位置由连续的一串能显示与表型性状的统计相关性的标记物来表示。一旦发现标记物在那一串之外(即LOD值低于某一阈值的标记物，表 明该标记物是如此遥远，以至于该标记物与QTL在区域内频繁发生重组，使得该标记物的存在与表型的存在统计学上显著不相关)，则设置QTL的边界。因此，也可以通过在该特定区域内的其他标记物来指示QTL的位置。 

更加重要的是注意：连续的基因组标记物也可以用于指示个体作物中存在的QTL(及表型)，即它们可用于标记辅助选择(MAS)程序。原则上，潜在有用标记物的数量是有限的，但是可以很多，本领域的技术人员可以很容易鉴别本发明中提到的那些其他标记物。与QTL连接的任何标记物，例如落入设立的LOD值高于某一阈值的标记物跨越的基因组区域的物理边界内，因此表明标记物和QTL之间在杂交中没有或很少发生重组；以及对QTL连锁不平衡的任何标记物；以及代表QTL中的实际因果突变的标记物，均可用于在MAS程序。这意味着本发明确定的标记物与QTLs相关，如AFLP标记物E12/M24-F-063-P2；E11/M62-F-200-P1；E12/M24-F-177-P2；E12/M24-F-176-P1；E25/M13-F-128-P2；E21/M16-F-080-P2，用于产量-提高的QTL，都是适用于MAS程序的仅为示例性的标记物。也可以使用标记物E22M12-F-278-P1和E22/M12-F-092-P2，因为如图1所示它们显示出与性状连锁。这些标记物可以适当地为“顺式标记物”，表明它们的存在与QTL的存在同时发生。此外，当QTL或赋予特定性状的部分，被基因渗入到另一个遗传背景(即渗入到另一个作物系的基因组)，然后一些标记物可能不再出现在子代中，虽然性状还存在其中，这表明这些标记物在基因组区域以外，表明QTL的特定性状-赋予部分仅在原始亲本系，新遗传背景有不同的基因组组织。这些标记物的缺失表明子代中成功引入了遗传元素，称为“反式标记物”，在本发明中同样适用于MAS程序。 

与标记物相关的本发明产量QTL的单体型为：E12/M24-F063-P2顺式(存在标记物)；E11/M62-F-200-P1反式(缺少标记物)； E12/M24-F-177-P2顺式(存在标记物)；E12/M24-F-176-P1反式(缺少标记物)；E25/M13-F-128-P2顺式(存在标记物)；E22M12-F-278-P1反式(缺少标记物)；E22/M12-F-092-P2顺式(存在标记物)；E21/M16-F-080-P2顺式(存在标记物)。P1或P2表示标记物的亲本标签(遗传背景)，其中P1是轮回亲本，P2是供体亲本。 

当鉴别QTL时，QTL的效应(提高产量)，例如可以通过评估分离用于QTLs研究的BC₂S₁后代的产量来确定。优选地，用至少一种本文定义的QTL标记物检测本发明QTL的存在。因此，本发明还涉及一种用于检测QTL存在的方法，通过使用所述标记物来提高黄瓜产量。 

本发明的QTL的核苷酸序列可通过确定与所述QTL相关的一或多个标记物的核苷酸序列和为所述标记物序列设计内部引物来解决，然后所述标记物序列可以用于进一步确定在所述标记物序列之外的QTL序列。例如可通过从电泳凝胶上(用于确定所述标记物在目标作物的基因组中的存在)分离所述标记物，和通过例如本领域熟知的双脱氧测序法确定所述标记物的核苷酸序列，获得AFLP标记物的核苷酸序列。 

在测定QTL在黄瓜作物中存在的方法的实施方案中，该方法还可以包括提供寡核苷酸或多核苷酸的步骤，所述寡核苷酸或多核苷酸能在严格的杂交条件下与连接所述QTL的标记物的核酸序列杂交，用黄瓜作物的消化的基因组核酸与所述寡核苷酸或多核苷酸接触，确定所述寡核苷酸或多核苷酸与所述消化的基因组核酸之间的特异性杂交。 

优选地，对从所述黄瓜作物获得的所述核酸样本实施所述方法，尽管也可以使用原位杂交法。任选地，在更优选的实施方案中，一旦确定了QTL的核苷酸序列，本领域的技术人员就可以设计特异的杂交探针或寡核苷酸，所述探针或寡核苷酸能够在严格杂交条件下与所述QTL的核酸序列杂交，技术人员可以在方法中用这种杂交探针检测黄瓜作物中本发明的QTL的存在。 

原则上，本文使用的个体AFLP标记物有指定的标记物代码。该代码定义两个引物，可选地与数字结合，在明确的登录品种中表明引物的扩增产物的长度(见上文表1的描述)。因此AFLP标记物定义一个或两个-双链DNA片段，该片段通过对黄瓜基因组DNA进行扩增反应获得，在指明登录品种的情况下得到指明长度的片段。此外，该标记物在5′-3′方向上包括一个由第一引物序列、黄瓜-特异性DNA序列和第二引物序列及其补体组成的序列。因此，黄瓜-特异性DNA序列两侧与两个引物连接。术语“黄瓜-特异性DNA序列”表示核苷酸序列区域两侧由各自的引物连接，并代表从黄瓜登录号为PI 169383扩增的序列，或具有序列同源性为至少90％、优选地至少95％、更优选地至少98％的序列。 

转基因法生产增加了产量的黄瓜作物

在本发明的另一个方面，含有QTL的核酸(优选DNA)序列可以用于生产增加了产量的黄瓜作物。在这方面，本发明提供了本文定义的QTLs的应用或其产量提高部分，提供了生产提高产量的黄瓜作物，该应用涉及将包括QTL的核酸序列引入到适当的受体作物中。如前所述，所述核酸序列可以从适当的供体作物中得到。本发明产量-提高的QTL的适当来源是黄瓜地方品种PI 169383，来源于土耳其。这种作物例如可通过T.C.Wehner获得，葫芦遗传基因合作组织(CGC)的黄瓜基因馆长，园艺科学部，北卡罗来纳州大学，罗利，NC，27695-7609U.S.A.或者通过马里兰州贝茨维尔USDA的国家种质资源实验室主办的种质资源信息网(GRIN)获得。 

含有用于提高产量的QTL的、或者含有其产量-提高部位的核酸序列，可以通过任何可行的方法转移到适当的受体作物中。例如，所述核酸序列可以通过将系PI 169383的作物与选择性育种系杂交而转移使产量得到提高、(即通过基因渗入)、通过转化、通过原生质体融合、通过双单倍体技术或通过胚胎拯救或通过任何其他核酸转移系 统，可选地随后进行含有QTL和表现为产量增加的子代作物筛选。对于转移核酸序列的转基因方法，含有用于增加产量的QTL的核酸序列通过采用本领域已知的方法可从所述供体作物中分离，因此，分离的核酸序列可以通过转基因的方法转移到受体中，例如借助载体、在配子中、或在任何其他适当的转移元素中，诸如用所述核酸序列包裹的弹道微粒。 

作物转移一般包括构建在作物细胞中起作用的表达载体。本发明中，这种载体包括含有用于增加产量的QTL的核酸序列，该载体可以包含用于产量提高的基因，该基因在调控因子诸如启动子的控制下或可操作地连接到调控因子上。表达载体可含有一或多个这样的可操作连接基因/调控因子组合，提供至少一种组合中含有的基因编码用于提高产量。载体可以是质粒的形式，可单独或与其他质粒联合应用，采用本领域已知的转移法，诸如农杆菌属(Agrobacterium)转移系统，以提供表现为提高产量的转基因作物。 

表达载体包括至少一个标记物基因，开放式连接到调控因子(如启动子)，允许转移含有标记物的细胞通过阴性选择(通过抑制不含有可选标记物基因的细胞生长)或通过阳性选择(通过筛选标记物基因编码的产品)恢复。本领域已知许多常用的用于作物转移的选择性标记物基因，包括例如，编码酶的基因，代谢性地对选择性化学试剂(可能是一种抗生素或除草剂)解毒，或者编码对抑制剂不敏感的改变靶标的基因。本领域已知几种正向筛选方法，诸如甘露糖筛选。另外，可使用无标记物转移来获得不含所述标记物基因的作物，该技术是本领域已知的。 

一种将表达载体引入作物的方法基于农杆菌属(Agrobacterium)的天然转移系统(见Horsch等，1985)。农杆菌(A.tumefaciens)和发根农杆菌(A.rhizogenes)是作物致病土壤菌，遗传转化作物细胞。分属于农杆菌和发根农杆菌的Ti和Ri载有负责作物遗传转移的基因。 将表达载体引入作物组织的方法包括直接感染或与农杆菌共培养作物细胞。美国专利No.5,591,616提供了农杆菌属载体系统的说明和农杆菌属-介导的基因转移方法。作物表达载体、受体基因、转移方法的一般描述和农杆菌属载体系统的一般描述及农杆菌属-介导的基因转移方法可见于Gruber和Crosby，1993。Miki等，1993和Phillips等，1988提供了培养作物组织的一般方法。分子克隆技术和适当表达载体的合适的参考手册为Sambrook和Russell，2001。 

将表达载体引入作物的另一种方法基于微粒-介导的转移，其中DNA载于微粒的表面。用基因枪设备将表达载体引入作物组织，使微粒加速到300-600m/s，足以穿透作物细胞壁和细胞膜。另一种将DNA引入作物的方法是通过超声处理靶细胞。另外，利用脂质体或原生质球融合将表达载体引入作物。也有报道利用CaCl₂沉降、聚乙烯乙醇或聚-L-鸟氨酸直接将DNA带入原生质体。还描述了原生质体、完整细胞和组织的电穿孔。 

其他熟知的技术如使用BACs，其中部分黄瓜基因组被引入细菌人工染色体(BACs)，即在大肠杆菌细胞中用于克隆DNA片段(100-300kb插入大小；平均150kb)的载体，基于大肠杆菌中发现的天然存在的F-因子质粒，可以利用其与BIBAC系统结合来产生转基因作物。 

黄瓜靶组织转移后，采用本领域熟知的再生和筛选方法，上面描述的选择标记物基因的表达允许优先选择转移的细胞、组织和/或作物。 

具有通过非转基因方法而提高产量的黄瓜作物的生产

在另外的实施例中，为生产具有提高产量的黄瓜作物，能够将原生质融合用于核酸从供体作物向受体作物的转移。原生质融合是诱导的或自发的联合，诸如体细胞杂交，在两个或多个原生质间(该细胞的细胞壁通过酶处理去除)以产生单个双-或多-核细胞。该融合细胞甚至可以用不能在自然界中异种交配的植物种来获得，将该融合细胞进行组织培养至表现所需特性组合的杂种作物。更具体地，能够从PI169383的黄瓜作物获得第一原生质体。能够从第二或其他作物品种获得第二原生质体，优选地黄瓜系包括市售有价值的特性，诸如，但不限于抗病性、防蛀性、有价值作物特性等等。随后使用传统的原生质融合程序将该原生质融合，这在本领域中是公知的。 

另外，胚胎拯救可以被应用到包括本文所描述的QTL的核酸的从供体作物向受体作物的转移中。胚胎拯救能够用于将胚胎从作物不产生可育种子的杂交中分离的过程。在该过程中，将作物的受精子房或未成熟种子进行组织培养以制造出新作物。 

本发明也涉及用于提高黄瓜育种系的作物的产量的方法，所述方法包括以下步骤： 

a)将黄瓜育种系的作物与黄瓜系PI 169383的作物杂交； 

b)选择来自所述杂交的来自黄瓜登录号为PI 169383的具有在与提高产量相关的连锁群4上的基因渗入的后代黄瓜作物； 

c)使用所述黄瓜育种系作为轮回亲本将选自步骤(b)的所述后代黄瓜作物自交和/或回交； 

d)选择由在步骤(c)中得到的来自黄瓜登录品种PI 169383的具有在与提高产量相关的连锁群4上的基因渗入的后代黄瓜作物； 

e)重复步骤(c)和(d)所述的自交和/或回交步骤以及选择步骤以提供对于所述基因渗入基本上纯合的黄瓜育种系的作物； 

其中在步骤(b)或(d)中所进行的至少一种选择由标记辅助的选择来完成。 

在这种方法的一个优选的实施方式中，所述黄瓜育种系是优良系。 

在上述方法的另一个优选的实施方式中，所述标记辅助的选择过程包括对如下AFLP标记的选择：E12/M24-F-063-P2、 E11/M62-F-200-P1、E12/M24-F-177-P2、E12/M24-F-176-P1、E25/M13-F-128-P2和/或E21/M16-F-080-P2。 

在一个优选的实施方式中，通过将所述作物杂交，本方法包括通过将来自PI 169383作为供体黄瓜作物的所述核酸序列基因渗入转移至受体黄瓜作物。因此，可以通过使用传统的育种技术来适当地完成含有本发明的QTL的核酸序列的基因渗入。通过使用标记辅助选择(MAS)或标记辅助育种(MAB)来优选地将QTL进行基因渗入至市售黄瓜品种中。MAS和MAB包括使用一种多种分子标记用于那些含有一种或多种编码所需特性的基因的后代作物的识别和选择。在本发明中，这种识别和选择是基于本发明的QTL或与此关联的标记的选择。也能够使用MAS来开发具有相关的QTL的近同源系(NIL)，允许各个QTL效应的更具体的研究并且对于回交自交系(BIL)种群的开发也是有效的方法。本实施例研发的黄瓜作物能够有利地从受体作物获得其大多数特性，以及从供体作物获得提高的产量。 

如上文简要所述，能够将传统的育种技术用于将编码提高产量的核酸序列的基因渗入至需要提高产量的受体黄瓜作物。在一种涉及谱系育种的方法中，如本文所定义的表现提高产量并包括编码与提高产量相关的QTL的核酸序列的供体黄瓜作物与受体黄瓜作物(优选地为优良系的作物)杂交，该受体黄瓜作物表现出在农学上所需的特性，诸如但不限于抗病性、防蛀性、有价值的果实特性等等。所得到的作物种群(代表F1杂种)随后自授粉并结籽(F2种子)。随后将生长自F2种子的F2作物针对提高产量而筛选。以多种不同的方法来筛选该种群。 

第一，能够使用传统的产量分析来筛选该种群。这样的分析在本领域中是公知的。第二，能够使用一种或多种上文所描述的分子标记来进行标记辅助的选择以识别那些包含编码本文所述提高产量核酸序列的后代。可以使用上文所提到的用于检测QTL存在的其他方法。 也能够使用标记辅助的选择来确认产量分析所得的结果，因此，也可以使用不同方法的组合。 

能够使用轮回选择和回交、自交和/或双单倍体的技术或其他用于制备亲本系的技术来开发具有提高产量的自交黄瓜作物系。在轮回选择和回交的方法中，本文所描述的有关提高产量的遗传因子能够通过将轮回亲本与第一供体作物杂交而被基因渗入至目标受体作物(所述轮回亲本)，该供体作物不同于所述轮回亲本并且在本文中被称为“非轮回亲本”。轮回亲本的作物的产量提高并具有农学上所需的特性，诸如但不限于，抗病性、防蛀性、有价值的作物特性等等。非轮回亲本是系PI 169383的作物，并且包括编码提高产量的核酸序列。另外，非轮回亲本能够是任何作物品种或与所述轮回亲本杂交生育的自交系，非轮回亲本已经获得用于在与作物系PI 169383的早期杂交中提高产量的QTL。来源于轮回亲本和非轮回亲本的杂交后代被回交至轮回亲本。所得到的作物种群随后用于筛选所需特性，该筛选可以以多种方法进行。例如，能够使用在本领域中公知的表型筛选来筛选所述种群。另外，不使用表型筛选的话，能够使用一种或多种上文所描述的分子标记、杂交探针或多核苷酸来进行标记辅助的选择(MAS)以识别那些包括编码提高产量的核酸序列的后代。 

在筛选后，表现出改善产量表型(或更优选地为基因型)的F1杂种作物因此包括必要的编码提高产量的核酸序列，随后被针对多个世代而选择并回交至轮回亲本以便允许黄瓜作物成为增多的自交。将该过程进行两代至五代或更多代。一般来讲，来源于轮回亲本与非轮回亲本的杂交过程的后代对于一种或多种编码提高产量的基因是杂合的。 

一般来讲，将所需特征引入杂种黄瓜品种的方法包括以下步骤： 

(a)将自交黄瓜亲本与另一包括一种或多种所需特性的黄瓜作物杂交以产生F1后代作物，其中所需特性是通过来自PI 169383的QTL 的产量提高而达到的提高的产量； 

(b)选择具有所述特性的所述F1后代作物来生产所选的F1后代作物，优选地使用本文所定义的分子标记； 

(c)将所选的后代作物与所述后代黄瓜亲本作物回交以生产回交后代作物； 

(d)选择具有所述后代黄瓜亲本作物的所需特性和形态学和生理学特性的回交后代作物，其中所述选自包括基因组DNA的分离和检测所述DNA，对于至少一种针对上述的QTL的分子标记的存在； 

(e)连续两次或多次重复步骤(c)和(d)以生产所选的第三或更高的回交后代作物； 

(f)任选地自交所选的回交后代以便识别纯合作物； 

(g)将至少一种所述回交后代或自交作物与另一自交黄瓜亲本作物杂交以产生杂种黄瓜品种，当在同样的环境中生长时，其具有所述特性以及杂种黄瓜品种的全部形态学和生理学特性。 

如上文所述，可以将最后回交世代自交以提供具有提高产量的纯合的纯的育种(自交)后代。因此，轮回选择、回交和自交的结果是产生系，该系是对于与提高产量相关的基因以及其他与市售特性相关的基因是遗传同源的。 

应当指出的是，杂合作物也表现出提高的产量，这种作物也因此是本发明的一方面。 

黄瓜作物和种子

作物育种的目的是将各种令人满意的性状结合到单一的品种或杂种中。对于商业农作物，这些性状可以包括抗病和虫害、耐热和干旱、缩短作物成熟时间、增加产量和更优的农艺学品质。作物特征的一致性，如发芽和起身期、生长速度、成熟和作物高度都很重要。 

通过利用作物授粉方法的技术对商业农作物进行育种。如果来自一朵花的花粉转移到同一作物的相同或另一花朵上，则该作物是自花 授粉。当用同一科或系的个体进行授粉时，该作物是同胞授粉。如果花粉来自不同科或系的不同作物的花，则该作物是异花授粉。 

自花授粉和被选为许多代的类型的作物在几乎所有基因位点都变成纯合型，产生真正一致的育种后代种群。两种不同的纯合系杂交产生一致种群的杂种作物，该杂种作物在许多基因位点都可能是杂合型的。多个基因位点都是杂合型的两株作物杂交，会产生遗传方面不同的异质作物种群，也会不一致。 

杂种黄瓜品种在黄瓜作物育种程序中的发育包括三个步骤：(1)从不同的种质池中选择作物用于初始育种杂交；(2)从育种杂交中选定作物自交几代，以产生一系列自交系，其中，个体的育种真实且具有高度的一致性；和(3)将选定的自交系与不相关的自交系杂交，产生杂交后代(F1)。经过连续足量的近亲繁殖，最终的后代将只会有助于增加已发育的自交系种子。优选地，自交系在其约95％或以上的位点应包括纯合性等位基因。 

自交系纯合性和同质性的重要结论是通过一对明确的自交系杂交而创建的杂种始终是相同的。一旦创建更优良杂种的自交系被确定，利用这些自交亲本可产生连续供应的杂种种子，然后从供应的杂种种子可传代杂种黄瓜作物。 

采用上面描述的方法，技术人员将能生产出所需的自交系，通过杂交所述自交系生产商业(F1)杂种。 

实施例

产量提高的基因渗入 

IL种群的开发 

将外来的供体PI69383与市售亲本系杂交，该亲本系为市售黄瓜杂种品种的母本系。使用AFLP标记开发基因渗入以选择基因组覆盖和在BC1、BC2间的重叠片段以及后续的自交世代(取决于所述IL、进行1或2自交)。使用所述BC1世代以获得对于黄瓜的基因图谱。没 有发现带有其他图谱的普通标记，因此未比对染色体数。本文所涉及的连锁群指随机连锁群数目。对于基因组覆盖的选择导致了30个基因渗入系(IL)的选择。 

将IL与轮回亲本(F1 IL)杂交导致对于供体片段杂合的系，但对于其余基因组是纯合的。也将IL与所述品种(父本系)的其他市售亲本杂交，导致对于所述供体片段以及对于其他基因组是杂合的杂种(HY IL)。 

在本实验设置中，所谓的杂种IL(即亲本系1具有用原始种群Accolade的亲本系2杂交的基因渗入)操作良好(参见表1)。 

种群的表型 

在温室中种植30IL，该温室带有两个复制块，每块5.75m²，含有8个板，导致每平方米1.39株作物的种植密度。在ILs中检测QTL，并且仅在早春实验而不在夏季中检测。 

为了以kg/m²确定产量，对于长黄瓜的果实重量和收获早熟，在至少2个月的期间里每周采收2或3次ILs的果实，其中作物在采收阶段生产果实(果实中央直径至少为4cm，即使果实直径未到4cm，也采收停止生长3天的果实)，并且以采收的总重量和果实的数目确定各个采收的产量。所提供的结构参见表1，其中的值表示每块的平均值。按照生产(P)的产量以产量/m²来表示并按照如下计算： 

果实重量＝总重量(kg)/果实总数 

通过距果实1cm距离处切割果柄来采收果实。在采收后2小时内用天平称重来计算产量。早熟采收是在播种后数日的第一个采收日。 

表1 基因渗入系的产量。首行表示对照值，比对照值高的值用(+)表示，比对照值低的值用(-)表示。对照BC＝系Pyr42；对照*＝Accolade市售杂种的专有亲本；对照**＝PI69383；亲本系＝市售杂种Accolade。 

IL编号       产量kg   产量数目  IL数目     产量kg  产量数目 

             果实/块  果实/块              果实/块 果实/块 

对照BC(P1)   41.3     155.8    亲本系      50.8    177.5 

对照*(P2)    42.3     151.5    HYIL 1-1    45.9    155.0 

对照**供体   19.5(-)  107.8(-) HYIL 2-1    45.3    171.5 

LIL 1-1      41.7     141.0    HYIL 2-2    55.5    187.5 

SIL 1-1      39.1     141.5    HYIL 3-1    55.4    206.0(+) 

F1 IL 1-1    43.7     146.5    HYIL 4-1    60.5(+) 207.5(+) 

LIL 2-1      38.9     150.0    HYIL 4-2    52.3    184.5 

LIL 2-2      27.0(-)  104.5(-) HYIL 5-1    45.9    163.0 

SIL 2-1      39.0     154.0    HYIL 6-1    47.7    170.0 

SIL 2-2      34.4(-)  130.5(-) HYIL 6-3    47.9    166.5 

F1 IL 2-1    38.9     155.5    HYIL 7-1    51.1    174.5 

F1 IL 2-2    38.2     141.5    HYIL 8-1    45.9    156.0 

LIL 3-1      43.9     182.0(+) 

SIL 3-1      37.2     135.5 

SIL 3-2      48.2(+)  187.0(+) 

SIL 3-3      39.7     160.5 

SIL 3-4      46.6     190.0(+) 

SIL 3-5      48.6(+)  217.5(+) 

SIL 3-6      43.4     172.0 

F1 IL 3-1    41.2     162.0 

LIL 4-1      54.4(+)  229.0(+) 

LIL 4-2      51.6(+)  214.5(+/-) 

SIL 4-1      38.7     154.5 

SIL 4-2      56.2(+)  229.5(+) 

SIL 4-3      53.9(+)  232.0(+) 

SIL 4-4      46.9     197.5(+) 

SIL 4-5      46.2     169.5 

F1 IL 4-1    49.4(+)  187.0(+) 

F1 IL 4-2    44.5     178.5 

LIL 5-1      36.3     153.5 

SIL 5-1      38.7     160.0 

SIL 5-2      36.8     152.0 

SIL 5-3      45.4     183.0(+) 

SIL 5-4      37.0     148.0 

F1 IL 5-1    40.5     156.0 

LIL 6-1      34.4(-)  148.0 

LIL 6-3      38.6     137.5 

SIL 6-1      45.9     171.5 

F1 IL 6-1    32.4(-)  126.5(-) 

F1 IL 6-3    39.9     145.5 

LIL 7-1      48.9(+)  188.5(+) 

F1 IL 7-1    51.8(+)  183.5(+) 

LIL 8-1      39.5     152.5 

F1IL 8-1     38.9     154.0 

本申请也涵盖染色体3的染色体替换的使用。在这种替换系中，所有核DNA源于轮回亲本，除了以在连锁群3中的标记为特征的染色体(参见图5)。随后的实验表明ITL3-1(染色体替换系其中所述染色体相对于连锁群3被供体材料替换)及其后代，导致作物相对于对照表现出更高产量(kg)以及活力。尤其该特别的基因渗入在杂种阶段相 对于任何其他在轮回试验中的(杂种)IL表现非常出色(当用原始品种的第二亲本杂交时)。大体上可以使用在图5中表示的任何所有标记以表示染色体的存在或缺失，相当于在本发明的作物中的连锁群3。 

对于LIL 4-2的优良图谱的高分辨率Il板的构造

LIL 4-2被认为是相关的主要IL

通过提供“高分辨率IL板”来进行产量QTL的优良图谱。用带有更小的来源于系LIL 4-2的基因渗入的系组成所述板。 

检测LIL 4-2x轮回亲本的184个F2个体的叶子材料。分离DNA并产生EcoRI/MseI模板。 

在两步中完成重组体的选择。在第一步中，用各种引物组合来筛选全部个体：(PCs)(E12/M24；E18/M15；E14/M60；E11/M62；E13/M17；E25/M13；E22/M12；E21/M16)，在至少一个标记处放大，该标记位于LIL 4-2的三个LG4基因渗入片段的片段中(参见图1)以及LG5上的基因渗入片段(LIL 4-2含有LG5上的未预期到的供体片段，LG5在图2中表示)。基于以下标准选择九十六孔板做进一步分析： 

1)LG5供体片段不是纯合存在 

2)作物包含3个供体片段的最大值(LG4上的3个供体片段之一) 

随后用更多的PCs来筛选96F2作物的选择，PC包含定位在LG4供体片段上的标记。基于这些96F2作物的总数据，对于增殖至F3选择两组作物。选择由47个个体组成的组用于将来的研究。 

标记检测

根据Vos等的Nucleic Acids Res.23：4407-4414(1995)来进行AFLP分析。 

标记序列

连接于LIL 4-2的AFLP标记的序列的概述。该序列包括正反向“核 心引物”E(具有EcoR1限制酶位点)和M(具有MseI限制酶位点)。所述引物的序列用下划线标记。所述反向引物被包含在该序列中作为反向补码。带有“核心引物”选择性的核苷酸用双下划线延长。 

E18/M15-F-089-P2 

GACTGCGTACCAATTC

CTAGTACTTTCTTCTGTTTCTCTTATTTCCTT 

TCCTGAATATAATTA 

TTACTCAGGACTCATC

E14/M60-F-226A-P1(对于AFLP E14/M60-226，获得两个不同的序列，可能由于背景带) 

GACTGCGTACCAATTC

TCTAAATTCAAATTCCGTCCTAAATTGTTGAT 

TTGGTAAGGAAGTTGTGAGAATTGTTTTGGGATGGGATGAGATAATTGT 

GGTAGGCTGTATTGCTTTCCATTGTTGTGTATGTGTATGTGATATTGTAT 

TGTTGTTCTTTTTTGGTTGAGTTTGGGTGCTCTTTTTGCCTCCTGGGTTT 

ATGGTTG 

TTACTCAGGACTCATC

E14/M60-F-226B-P1(对于AFLP E14/M60-226，获得两个不同的序列，可能由于背景带) 

GACTGCGTACCAATTC

CTGTTTGTATTGACTTCTCATTATTCATGTAG 

ACAAAAAGAGACAAATATAGAGAGTTCAAGTGTGTGTGTATGTGTGCAT 

AAAGCACTAGATAGGGTTGAGGTTTAGGGCACATCAAACCAATATATAT 

ACAACCACTCCTGAATATTCGGTGCAAGTCCACGTACTTTACTTTTTTTT 

ACTTTT  TTACTCAGGACTCATC

E14/M60-F-185-P1 

GACTGCGTACCAATTC

TACACGACATGTAGATCTAATTGCTGAACAA 

AAAAAAAAAAAAAAAAGCAATTCTGCAAGAACTCCAGAAACAAAATTAG 

GGGTAGGCTTTTTTGTCTATAGAAAAGTAGTTGGTGTGACAGAACCATT 

GTTTGCAATAGGCTG 

TTACTCAGGACTCATC

E11/M62-F-200-P1 

GNCTGCGGACCAATTC

CTGTAAACTAGGAAACTCTAATGATCTAGTTT 

TAGTTGATATTGAACAATATCAACGTCTCGTGGGTAAATTGATTTACTTAT 

CCCATACTTGTCCTGATATTTCCTTTGCTGTGAGTGTTGTCACCCAGTTT 

ATGCAGGCTCCTTATGAGAAACACATGG 

TTACTCAGGACTCATC

E18/M15-F-221-P2 

GACGTACCAATTC

GCAGATAGATTATGCCGCTTAGAATGTCATGAGT 

GACCGAGATGGTAGATTCATTGGCACATTTTGGACTAAACTATTCACTTT 

CTCAGGAACAAGTCTGAATGTGTCCTCAAGTTACCATCCTCAAATAGAC 

GGTCAGATCGAACGATTCAAATGTATGCTCGAATAATATTTGCGCCATTT 

TTACTCAGGACTCATC

E13/M17-F-226-P2 

GACTGCGTACCAATTC

AGACGTGGTTTTATAAAAAAGAGAAAAAAAG 

CTATTAGGGACATAGCTGGCAAATATAAGATGATCAGTCATATTGCTCA 

TACTCATAGAGTCATAGCAAGTCTAAGGATTACTTTGAGATTGCTTTATT 

TACAAAATGTTGGTTAGAGAGACATCAATTTTTTTAGGAAGCCAATCTCT 

AGAACTA  TTACTCAGGACTCATC

E21/M16-F-080-P2 

GACTGCGTACCAATTC

TGGTTAGATTGTATTTCTACAATCTCTTTGTC 

GTTGGGTT 

TTACTCAGGACTCATC

遗传研究

为确定遗传形式，将IL的表型与杂合IL和杂种IL的表型做比较。结果在表2中示出。 

表2 遗传研究的结果。(IL，原始(纯合)文库的基因渗入系；F1IL是用轮回亲本杂交的IL；HY IL是用市售品种(父本系)的亲本系杂交的IL)。 

供体登录品种的典型的附加特征为：大量的雄性花，短果实以及高果实败育：无商业价值。 

纯合、杂合以及杂种作物不再具有这些不利特征并具有相当高产量，其远超过了市售杂种的产量。该果实的末端具有不同的星形黄色，其被认为是连锁累赘的结果。通过常规育种方法(回交)已经去除了该供体系的上述不利特征。 

Claims (12)

1.一种用于生产杂种黄瓜种子的方法，包括将黄瓜育种系作物与另一株黄瓜作物杂交以及采收所得到的杂种黄瓜种子；所述黄瓜育种系作物具有来自黄瓜登录号为PI169383的基因渗入，其中所述基因渗入是在与所述黄瓜育种系作物的提高产量相关的连锁群3和/或4上的基因渗入，所述在连锁群3和/或4上的基因渗入包括： 

在连锁群4上的选自下组的至少一个片段： 

i）由存在AFLP标记E12/M24-F-063-P2和/或缺少AFLP标记E11/M62-F-200-P1表示的片段； 

ii）由存在AFLP标记E12/M24-F-177-P2和E25/M13-F-128-P2,和/或缺少AFLP标记E12/M24-F-176-P1表示的片段； 

iii）由存在AFLP标记E21/M16-F-080-P2表示的片段；和/或 

连锁群3的染色体替换； 

且其中所述黄瓜育种系作物相对于缺少所述基因渗入的所述黄瓜育种系的作物表现出提高产量。 

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述提高产量是指每株作物总果实重量更高。 

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述另一株黄瓜作物是黄瓜的育种系的作物。 

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述作物是纯合的纯优良育种系或不同优良系的作物。 

5.一种用于提高黄瓜育种系的作物产量的方法，所述方法包括以下步骤： 

（a）将黄瓜育种系的作物与黄瓜系PI169383的作物杂交； 

（b）选择由所述杂交得到的具有来自黄瓜登录号为PI169383的、由AFLP标记表示的、在与提高产量相关的连锁群4上和/或连锁群3的染色体替换上的基因渗入的后代黄瓜作物，其中所述AFLP标记为 E12/M24-F-063-P2、E11/M62-F-200-P1、E12/M24-F-177-P2、E12/M24-F-176-P1、E25/M13-F-128-P2和/或E21/M16-F-080-P2； 

（c）将选自步骤（b）的所述后代黄瓜作物自交，和/或使用所述黄瓜育种系作为轮回亲本与选自步骤（b）的所述后代黄瓜作物回交； 

（d）选择由在步骤（c）中自交或回交得到的具有来自黄瓜登录号为PI169383的、由AFLP标记表示的、在与提高产量相关的连锁群4上和/或连锁群3的染色体替换上的基因渗入的后代黄瓜作物，其中所述AFLP标记为E12/M24-F-063-P2、E11/M62-F-200-P1、E12/M24-F-177-P2、E12/M24-F-176-P1、E25/M13-F-128-P2和/或E21/M16-F-080-P2； 

（e）重复步骤（c）和（d）所述的自交和/或回交步骤以及选择步骤以提供对于所述基因渗入纯合的黄瓜育种系的作物； 

其中在步骤（b）或（d）中所进行的至少一种选择由标记辅助选择来完成。 

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述黄瓜育种系是优良系。 

7.一种用于提高黄瓜杂交F1的产量的方法，所述方法包括以下步骤： 

（a）将所述黄瓜杂交F1代的至少一个亲本系的作物与黄瓜系PI169383的作物杂交； 

（b）选择由所述杂交得到的具有来自黄瓜登录号为PI169383的、由AFLP标记表示的、在与提高产量相关的连锁群4上和/或连锁群3的染色体替换上的基因渗入的后代黄瓜作物，其中所述AFLP标记为E12/M24-F-063-P2、E11/M62-F-200-P1、E12/M24-F-177-P2、E12/M24-F-176-P1、E25/M13-F-128-P2和/或E21/M16-F-080-P2； 

（c）将选自步骤（b）的所述后代黄瓜作物自交，和/或使用步骤（a）中所述黄瓜杂交F1代的亲本系的作物作为轮回亲本与选自步骤（b）的所述后代黄瓜作物回交； 

（d）选择由步骤（c）中自交或回交得到的具有来自黄瓜登录号为PI169383的、由AFLP标记表示的、在与提高产量相关的连锁群4上和/或连锁群3的染色体替换上的基因渗入的后代黄瓜作物，其中所述AFLP标记为E12/M24-F-063-P2、E11/M62-F-200-P1、E12/M24-F-177-P2、E12/M24-F-176-P1、E25/M13-F-128-P2和/或E21/M16-F-080-P2； 

（e）重复步骤（c）和（d）所述的自交和/或回交步骤以及选择步骤以提供对于所述基因渗入纯合的所述黄瓜杂交F1代的亲本系； 

（f）使用在步骤（e）中得到的所述亲本系作为亲本系用于具有提高产量的F1杂种的生产； 

其中在步骤（b）或（d）中所进行的至少一种选择由标记辅助选择来完成。 

8.根据权利要求5-7任一项所述的方法，其中所述标记辅助选择过程包括对如下AFLP标记的选择：E12/M24-F-063-P2、E11/M62-F-200-P1、E12/M24-F-177-P2、E12/M24-F-176-P1、E25/M13-F-128-P2和E21/M16-F-080-P2。 

9.一种包含与提高黄瓜产量相关的QTL的分离出的核酸序列，其中所述QTL定义如下： 

i）由存在AFLP标记E12/M24-F-063-P2和/或缺少AFLP标记E11/M62-F-200-P1表示的连锁群4上的片段； 

ii）由存在AFLP标记E12/M24-F-177-P2和E25/M13-F-128-P2，和/或缺少AFLP标记E12/M24-F-176-P1表示的连锁群4上的片段； 

iii）由存在AFLP标记E21/M16-F-080-P2表示的连锁群4上的片段。 

10.基因标记的使用，该基因标记选自如下AFLP标记：E12/M24-F-063-P2、E11/M62-F-200-P1、E12/M24-F-177-P2、E12/M24-F-176-P1、E25/M13-F-128-P2和E21/M16-F-080-P2，用于 检测与提高黄瓜作物产量相关的QTL。 

11.一种用于选择黄瓜作物或其部位的方法，该方法包括以下步骤： 

（a）提供通过将黄瓜育种系的作物与黄瓜系PI169383的作物杂交得到的后代黄瓜作物或其部位； 

（b）针对来自黄瓜登录号为PI169383的基因渗入片段检测所述后代黄瓜作物或其部位，其中所述基因渗入是由AFLP标记表示的、与所述后代黄瓜作物的产量提高相关的连锁群4上和/或连锁群3的染色体替换上的基因渗入，其中所述AFLP标记为E12/M24-F-063-P2、E11/M62-F-200-P1、E12/M24-F-177-P2、E12/M24-F-176-P1、E25/M13-F-128-P2和/或E21/M16-F-080-P2； 

（c）基于来源于所述检测的信息选择所述后代黄瓜作物或其部位；以及 

（d）任选地使用所述信息用于进一步的育种考虑。 

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述部位为种子。 

Images