CN104619163A

CN104619163A - 具有丛生生长习性的三倍体西瓜植物

Info

Publication number: CN104619163A
Application number: CN201380019156.8A
Authority: CN
Inventors: E·德格鲁特; E·基亚帕里诺
Original assignee: Nunhems BV
Current assignee: Nunhems BV
Priority date: 2012-02-13
Filing date: 2013-02-08
Publication date: 2015-05-13
Also published as: ZA201406725B; KR20140123579A; WO2013120781A1; PL2814316T3; AU2013220543A1; EP2814316B1; EP2814316A1; JP2015506708A; US20150040265A1; US10433512B2; KR102091494B1; RS62128B1; AU2013220543B2; JP6159345B2; MX2014009658A

Abstract

本申请涉及植物育种领域，尤其是西瓜育种。本发明提供了丛生型三倍体西瓜植物(及能够生长出这些植物的种子)和由这些植物生产的无籽西瓜果实。本发明还提供丛生型授粉者植物和丛生型四倍体植物和用于生产具有丛生生长型的三倍体杂交种的方法、以及用于生产高质量无籽西瓜果实的方法。

Description

具有丛生生长习性的三倍体西瓜植物

发明领域

本发明涉及植物育种和植物改良领域。本发明提供新的杂交种西瓜植物和可以生长成这样的植物的种子，所述植物具有“丛生”(“bush”)生长习性(包含隐性“bush基因”，称为“b”)且其染色体组成为三倍体(2n＝3x＝33)。当以正常的二倍体(2n＝2x＝22)花粉(可从授粉者获取)对这些三倍体杂交种植物授粉时，这些植物生产出高质量的三倍体无籽果实。由于该三倍体杂交种植物具有丛生生长习性，其具有短的最长蔓藤(等于或小于150厘米，更优选等于或小于140厘米，特别是等于或小于100厘米)和短的节间长度，因此，相比于传统的非丛生三倍体西瓜杂交种，这种植物能够在田间以更高的密度种植，从而导致相比于具有正常生长习性(具有大于200或大于300厘米的平均最长蔓藤长度)的三倍体杂交种，更高的每公顷果实产量。根据本发明的三倍体丛生植物的平均植物直径等于或小于300厘米，优选280厘米，特别是等于或小于200厘米，而其它特征例如叶片大小和果实大小与正常生长型的三倍体西瓜植物类似。本发明还提供了自交二倍体丛生西瓜植物(bb)和自交四倍体(2n＝4x＝44)丛生西瓜植物(bbbb)，它们分别用作父本和母本，以生产根据本发明的三倍体丛生杂交种西瓜植物(bbb)。此外，还提供可以从根据本发明的三倍体丛生植物获得的三倍体无籽果实、以及可以生长出该三倍体丛生杂交种植物的种子。还提供用于培育三倍体丛生杂交种的方法和用于栽培三倍体丛生杂交种的方法。

发明背景

无籽西瓜(Citrullus lanatus(Thunb.)Matsum.And Nak.)是通过使用来自二倍体父本植物的花粉给四倍体母本植物的花授粉生产的。以二倍体花粉给四倍体花授粉会导致三倍体的杂交种F1种子(Kihara，1951，Proceedings 0f American Society for Horticultural Science 58：217-230；Eigsti 1971，Hort Science 6：1-2)。从这些F1种子生长的三倍体杂交种植物是自交不育的，因为它们由于染色体不平衡而产生不育的花粉(Fehr，1987)。因此，需要以二倍体授粉者(pollenizer)对三倍体杂交种授粉来产生西瓜果实。因此，将三倍体植物与授粉者植物间种来生产果实。授粉后，在三倍体杂交种植物上产生的“无籽”果实不是真正无籽的，而是常常包含一些未发育的、苍白小种子，这些种子是可食用的。

为了使结实达到最佳，需要充足活力的花粉。通常以每2-4株三倍体植物1株授粉者的比率来种植植物。将三倍体植物和授粉者隔行种植(例如，1行授粉者和2-4行三倍体)，或在行内间种(例如，在同一行中每2至3株三倍体植物间隔种植1株授粉者植物)，或在三倍体行间的窄行中间种(见US 2006/0168701，表2)。优选在授粉者植物上产生的果实具有与三倍体杂交种上的果实不同的果皮样式，以便容易地区分它们。

关于无籽西瓜的生产，还存在一些问题：例如四倍体母系(通过以秋水仙素处理幼苗使染色体加倍)的生产，二倍体授粉者和三倍体母本植物之间的兼容性，以及三倍体种子通常具有较厚的种皮而使其活力和发芽率降低。果实质量和一致性也通常是一个问题，同样由于以上要求导致的三倍体种子的高生产成本也是一个问题。

制备具有所需性状的稳定的四倍体自交母系并不简单，其并不像选择一个好的二倍体和使用例如秋水仙素处理来加倍染色体那样简单。在获得一些具有加倍染色体的细胞和再生出植物后，需要多代的自花授粉(自交)以稳定(固定)四倍体和消除不需要的染色体畸变。

通常使用具有较短蔓藤和/或较短节间的紧凑(或矮小)二倍体授粉者植物在正常(非矮小)杂交种三倍体母本上诱导无籽果实，和/或在授粉者植物自身上生产包含种子的果实。例如，Side Kick(Harris Morin)品种作为授粉者用于正常杂交种三倍体的果实生产(无籽)和/或授粉者的果实生产(有籽)。Side Kick是二倍体授粉者，其包含纯合隐性等位基因hmbn(US7,314,979B2)，该基因导致更多的分枝(多分枝)和因此更“紧凑的”二倍体授粉者植物。此外，纯合hmbn hmbn植物的二倍体授粉者果实比正常果实小(1.6kg，相比于正常二倍体的8.98kg)。另一方面，通过以例如Side Kick的授粉者给正常的杂交种三倍体授粉而产生的三倍体无籽果实为13-21磅(5.8-9.5kg)的大的无籽果实。HMBN紧凑型(hmbn hmbn)不如已知的二倍体矮小突变体(dw-l dw-l，例如品种Bush Jubilee；或dw-2dw-2，例如品种J86)紧凑，但比标准的二倍体类型(例如Allsweet)紧凑，见US 7,314,979中表1和US 8,034,999中表1。HMBN紧凑型(hmbn hmbn)的二次分枝(平均为44.9)比正常二倍体(平均为14.7)或已知的矮小二倍体(平均为19.3和7.3)的多得多，而其节间长度(平均为4.4厘米)比已知的矮小二倍体(平均为3.4和4.1厘米)的长，但比正常类型二倍体(平均为7.2厘米)的短。

US 7,164,059描述了短蔓藤的二倍体授粉者及其用于给正常生长习性(正常生长型)三倍体杂交种授粉的用途。该短蔓藤授粉者被描述为具有短于3英寸(短于7.6厘米)的平均节间长度和/或小于1.8米的植物直径。通过组合使用短蔓藤授粉者和正常习性的三倍体，据说每英亩可以多种植33％至50％的三倍体(约每英亩2000株三倍体，加上每英亩400至1200株二倍体授粉者；这相当于每公顷4942株三倍体，加上每公顷988至2965株二倍体授粉者)。

US 7,115,800描述了具有平均重量小于5.4kg(3.6至4.0kg)的无籽西瓜果实的生产。使用“小的”自交四倍体和“小的”自交二倍体亲本系生产该三倍体西瓜植物，其中“小的”指果实大小而不是指植物的大小。生产小果实的该三倍体杂交种植物具有正常的生长型，其具有320厘米或更长的蔓藤长度或8厘米或更长的节间长度。

US 2008/0005814和US 2008163388描述了四倍体西瓜植物的开发，所述四倍体西瓜植物适合用作生产具有小的、无籽果实的三倍体杂交种的母本。该四倍体植物具有正常的营养生长习性。当以二倍体授粉者对其授粉时，产生小的果实(1.5至2.5kg)。

US 2008/0244764描述了从二倍体Calsweet演变过来的正常生长型的四倍体西瓜株系。

US 2006/0168701和US 2003/0172414描述了用于给三倍体植物授粉由此引起三倍体无籽果实坐果的二倍体授粉者(“超级授粉者”)。该授粉者具有比典型的二倍体授粉者例如Sangria的表面积小5至12倍的叶片，能够紧挨着正常类型三倍体杂交种生长。授粉者分枝浓密(花边蔓藤(lacy vines)或开放蔓藤(open vines))，降低了对空间、营养和光照的需求，使得更多的空间、营养和光照用于三倍体杂交种植物。根据该专利申请，使用该授粉者可以每英亩多生产25％至33％的无籽西瓜。

US 6,355,865B1描述了具有至少两个以下特征的授粉者植物：(a)突出的果实表型，(b)大量的雄性花，(c)持续开花，(d)早花，和/或(e)改变了的植物形态和生长习性，具有更细长的蔓藤。由于该二倍体授粉者更细长和产生更多的花，可以按1∶3至1∶5的比率(授粉者∶三倍体杂交种)而不是通常的1∶2的比率对其进行种植。

除了上述hmbn(多分枝)突变外，还描述了4个其它基因，当突变体等位基因以纯合形式存在时，这些基因在二倍体西瓜中导致矮小/紧凑植物习性。这些基因被命名为dw-1，dw-1^s(dw-1的等位基因)，dw-2和dw-3(Guner和Wehner 2004，Hort Science 39(6)：1175-1182)。这些突变体中的一些已被用于生产矮小或短蔓藤二倍体授粉者，例如Bush Jubilee。

然而，迄今还不能产生能够生产高质量无籽果实的三倍体丛生杂交种植物。

本发明的一个目的是提供具有丛生生长习性和生产高质量无籽果实的三倍体杂交种。本发明的另一个目的是提供用于生产这样的三倍体杂交种植物和/或三倍体果实的方法。

相比于正常类型三倍体，例如Boston Fl或Fashion Fl，丛生三倍体植物在田间占较少的空间，能够以相互和/或与授粉者更挨近的方式生长。与非丛生(正常生长习性)西瓜三倍体杂交种例如Boston Fl或Fashion Fl相比，每公顷能够种植的丛生三倍体植物的数量为至少1.5倍、1.7倍、2倍、2.5倍或甚至3倍。由于丛生三倍体植物的植物直径减小但不影响叶片大小或果实大小，因此可以实现每公顷较高的三倍体果实产量。与正常类型的三倍体杂交种相比，使用根据本发明的三倍体丛生杂交种，每公顷生产的果实量为至少约1.25倍、优选至少约1.5倍。

在一个实施方案中，还提供了用于培育丛生三倍体西瓜植物(bbb)的方法，以及用于在商业化无籽果实生产中栽培丛生三倍体西瓜植物的方法。

本发明也涵盖能够生长出三倍体丛生杂交种植物的种子，并涵盖植物部分、体外繁殖材料、细胞或组织培养物、收获的果实等。

在另一个实施方案中，本发明提供四倍体丛生植物和能够生长出这样的四倍体丛生植物的种子，以及该植物的植物部分(细胞、花粉、花药、胚珠、花等)和体外繁殖材料。

一般定义

动词“包含”及其变化形式以其非限定性含义使用，意指包括该词后面的条目，但也不排除没特定提及的条目。此外，以不定冠词“a”或″an″提及元素时，不排除存在一个以上元素的可能性，除非上下文清楚要求存在一个且仅一个所述元素。因此，不定冠词“a”或″an″通常意指“至少一个”，例如“a plant”也指几个植物等。类似地，“a fruit”或“a plant”也指果实和植物的复数。

如本文中使用，术语“植物”包括整株植物或其任何部分或衍生物，所述部分或衍生物优选具有与其来源的植物相同的遗传组成，例如植物器官(例如收获的或未收获的果实，叶，花，花药等)、植物细胞、植物原生质体、能够再生出整株植物的植物细胞组织培养物、植物愈伤组织、植物细胞块、植物外植体、幼苗、在植物中的完整的植物细胞、植物克隆或微繁殖体，或植物的部分，例如植物插条、胚胎、花粉、花药、胚珠、果实(例如收获的组织或器官)、花、叶、种子、克隆繁殖的植物、根、茎、根尖、嫁接体(接穗和/或砧木)等。也包括任何发育阶段，例如幼苗，生根前或后的插条等。

如本文中使用，术语“品种”或“栽培种”意指归类于一个最低已知的植物学分类级别中的植物，其可以通过由给定的基因型或基因型组合所导致的特征的表达来进行定义。

术语“等位基因”意指位于特定基因座的基因的一种或多种可选形式中的任何一种形式，所有这些等位基因均涉及特定基因座上的一个性状或特性。在生物体的二倍体细胞中，给定基因的等位基因位于染色体的特定位置或基因座上。一个等位基因存在于一对同源染色体的一条染色体上。二倍体植物种可以在特定基因座包含大量不同的等位基因。这些等位基因可以是基因的相同等位基因(纯合的)或不同等位基因(杂合的)。

术语“基因座”意指染色体上特定的位置或部位，在该位置或部位可找到例如基因或遗传标记。

“二倍体植物”指具有两套染色体(在本文中标示为2n)的植物、营养性植物部分、或能够生长出二倍体植物的种子。

“三倍体植物”指具有三套染色体(在本文中标示为3n)的植物、营养性植物部分、或能够生长出三倍体植物的种子。

“四倍体植物”指具有四套染色体(在本文中标示为4n)的植物、营养性植物部分、或能够生长出四倍体植物的种子。

“授粉者植物”或“授粉者”指适于作为授粉者用于在三倍体植物上诱导坐果的(自交系或杂交种)二倍体植物或其部分(例如其花粉或接穗)。因此，授粉者植物能够通过在适当的时间持续适当的时期产生适当数量的花粉而导致三倍体植物良好的坐果(和良好的三倍体果实产量)。

“父本”指用作雄性亲本在四倍体母本上诱导坐果和种子产生、从而导致F1杂交种三倍体种子的授粉者植物。父本和母本均为自交系(inbred)，因此每个亲本均是接近纯合和稳定的。

“母本”或“四倍体亲本”指接受父本的花粉授粉的植物，该授粉将导致产生包含三倍体种子的果实。母本是自交系，因此其是接近纯合和稳定的。

“杂交种三倍体植物”或“F1三倍体”是从杂交种三倍体种子生长出的三倍体植物，所述杂交种三倍体种子通过雄性二倍体亲本与雌性四倍体亲本的杂交授粉而获得。

“无籽果实”是不包含成熟种子的三倍体果实。该果实可以包含一个或多个小的、可食用的白色胚珠。

“间种”指将两种或更多种的种子和/或移植体组合播种或移植到相同的田地上，特别是将授粉者播种和/或移植到与三倍体杂交种植物相同的田地上(用于在三倍体植物上生产无籽果实和在授粉者植物上生产二倍体果实)。例如，可以将授粉者与三倍体植物隔行种植或在相同行中进行间种(例如在每行的穴中(in hills))。也可以将授粉者种植于三倍体的行间。也可以在播种前将授粉者和三倍体杂交种的种子混合，从而导致随机播种。三倍体杂交种植物和/或授粉者植物的移植体也可以包含不同植物的砧木。适合的砧木在本领域公知。具有不同砧木的西瓜植物被称为“嫁接的”。

“种植”指通过机械或手工将种子播种(直播)或移植幼苗(小植物)到田地中。

“无性繁殖”指例如通过体外繁殖或嫁接方法(使用接穗)，从营养组织繁殖植物。体外繁殖涉及体外细胞或组织培养和从体外培养物再生整个植物。嫁接涉及通过在砧木上嫁接以繁殖原初的植物。因此，通过体外培养或嫁接可以产生原初植物的克隆(即遗传上相同的无性繁殖体)。

“隐性”指，当基因组不存在功能性显性等位基因时表现出其表型的等位基因。根据本发明的隐性bush等位基因(b)，可以见于(和获自)本文中提供的NCIMB保藏物，当其在二倍体植物中以2个拷贝(bb)存在、在四倍体植物中以4个拷贝存在或在三倍体植物中以3个拷贝存在，由此在这些植物中缺乏功能性显性Bush等位基因(B)时，将导致丛生生长习性。因此，B等位基因实质上是存在于缺乏突变的b等位基因的植物中的、野生型、非突变的等位基因。

“丛生类型”或“丛生生长型”或“丛生生长习性”或“丛生习性”指，植物品系或品种的可遗传(由bush等位基因遗传决定)的营养生长习性——在成熟时具有约7厘米或更小的平均节间长度(但至少约4.7厘米，优选至少约5.0厘米)和约150厘米或更小、约140厘米或更小、约130厘米或更小、优选约100厘米或更小(但至少约70厘米)的平均最长蔓藤长度。此外，平均叶片大小不因bush等位基因而减小，至少为约11厘米长和/或15厘米宽或更大。“非丛生”生长型是产生显著大于100厘米，例如一般大于200厘米或大于300厘米的平均最长蔓藤的任何其它类型(具有B等位基因)，例如正常的三倍体生长型(例如Fashion F1或Boston F1)(也见实施例)。

“最长蔓藤长度”或“平均最长蔓藤长度”指，一个西瓜品系或品种的多数个植株在充分生长时(在成熟时)的最长蔓藤的平均长度。在本文中，最长蔓藤也被称为茎(因此，在本文中“茎”和“最长蔓藤”可互换使用)。

“植物直径”指一个西瓜品系或品种的多数个植株在充分生长时的平均直径，即从植物一侧的最长蔓藤的顶端到植物另一侧的最长蔓藤的顶端的直径。

“节间长度”指一个特定品系或品种的多数个植株的蔓藤上节间的平均长度。

“节间数量”指蔓藤上例如最长蔓藤上节间的平均数量。

“回交”是将杂交种后代例如F1杂交种反复地与杂交种的一个亲本杂交的过程。回交可用于引入一个或几个单基因座从一个背景到另一个背景的转移。

在整篇文中，“平均数”和“平均值”可互换使用，指算术平均值。

“单基因转移”(single gene conversion)或“转移单基因”(single geneconverted)指通过回交发展的植物，在该植物中，除了通过回交或遗传工程转移到该植物中的单个基因以外，植物(例如自交系)的所有期望的形态和生理特征都得到保留。

“产量”意指特定品系或品种的每公顷收获的所有西瓜果实的总重量。

“适销产量”意指，特定品系或品种每公顷收获的所有适销西瓜果实(特别是无籽三倍体果实)的总重量为至少2.5kg，即所述果实适合于售卖以新鲜食用、具有良好的味道(无异味)、至少10％白利度和果肉颜色特性、以及无缺陷例如空心。

“等位性测试”(allelism test)指一种遗传测试，凭此可以测试在两个植物中所见到的两种表型是由相同基因决定的、还是由不同基因决定的。例如，如果将纯合二倍体丛生植物(bb)与另一个具有纯合的在不同基因座上的不同隐性基因(例如决定多分枝的hmbn等位基因)的西瓜植物杂交，则F1植物将不具有丛生生长型和多分枝表型，F2代将按9∶3∶3∶1，即9(非丛生/非多分枝)∶3(丛生/非多分枝)∶3(非丛生/多分枝)∶1(丛生/多分枝)的比率，发生两种表型(丛生和多分枝)的独立分离。

发明详述

在本发明的一个方面，提供了物种西瓜(Citrullus lanatus)的植物(的种子)，其中所述植物为三倍体并具有丛生生长习性(如本文中定义的)。该植物包含3个拷贝的被称为bush的隐性等位基因，其中包含所述等位基因的种子的代表性样品已经以保藏号NCIMB 41907(和/或NCIMB 41905和NCIMB 41906)保藏。通过染色体计数或流式细胞仪或其它已知的方法(Sari等，1999，Scientia Horticulturae 82：265-277，通过参考引用并入本文)，可以容易地确定倍性。

由于存在隐性bush等位基因”b”(以及缺乏显性B等位基因)，三倍体丛生杂交种具有不长于约150厘米、优选不长于约140厘米、更优选不长于约100厘米的最长蔓藤长度，而平均植物直径为约300厘米或更短、280厘米或更短、或200厘米或更短，最长蔓藤上的平均节间长度为约7厘米或更短、但至少约4.7厘米，优选至少约5.0、5.5、6.0、6.5或7.0厘米。尤其包括具有平均节间长度为6.0厘米或7.0厘米或6.0至7.0厘米的植物。隐性bush等位基因不影响叶片大小，因此，根据本发明的植物包含与正常生长型三倍体杂交种(例如Boston F1)类似(平均)大小的叶，即至少约11、12、13、14或15厘米长和/或至少约15厘米宽，包括平均叶片长度为至少约11、12、13、14、15、16或17厘米和/或平均叶片宽度为至少约15、16、17、18或19厘米。在一个实施方案中，平均叶片长度乘以平均叶片宽度的乘积优选为至少约140或150，例如至少约160、170、180、190或200，或甚至至少约225、250、300或更多。

在一个实施方案中，(平均)最长蔓藤长度与最长蔓藤上的(平均)节间数量的比率为7或更小。在另一个方面，三倍体丛生杂交种在最长蔓藤上具有不超过(平均)15个节间。尤其是，最长蔓藤上的节间数为Boston F1或Fashion F1中的数量的约50％。

此外，在最长蔓藤的中间测得的(平均)茎直径比正常三倍体杂交种例如Boston F1的大，例如，平均茎直径为至少约8毫米，优选至少约9毫米，以及可以甚至为至少约10毫米、11毫米或12毫米。因此，根据本发明的三倍体丛生杂交种的平均茎直径为优选至少1.2倍、1.3倍、1.4倍、1.5倍或1.6倍于包含B等位基因的非丛生(正常生长型)三倍体杂交种的平均茎直径。

可以通过如下方式将隐性bush等位基因转移到任何其它西瓜植物中：例如通过与从保藏种子生长出的植物进行杂交；或通过从产生保藏种子的植物的组织或细胞培养物再生植物并与这样的再生植物进行杂交；或通过鉴定包含bush等位基因的二倍体西瓜植物(例如因也包含B等位基因而可能不显现出丛生生长型的植物)。由此，可转入b等位基因的其它西瓜植物可以是例如缺乏隐性b等位基因的植物。因此，为了转移bush等位基因，可以将包含bush等位基因的西瓜植物与另一个例如缺乏b等位基因的西瓜植物杂交，自交F1产生F2或进一步的世代。在二倍体中包含纯合形式的(或在三倍体或四倍体中3个或4个拷贝的)bush等位基因的F2或进一步世代的后代将表现出丛生生长习性，因此可以容易被鉴定出来。

为了检测另一个西瓜植物是否具有bush等位基因，可以进行等位性测试。

为了确定和/或选择具有如上描述的丛生生长特性的植物品系(例如，当将bush等位基因转入到缺乏隐性bush等位基因的其它西瓜植物中时)，应理解的是，可以将一个品系的几株植物，包括合适的对照品种或品系，在同样环境条件下种植在一个或多个地方，对一个品系的多株植物进行测量(至少3株，优选至少5或10或更多株植物)以便能够计算平均值。

果实的特性不受存在3个拷贝的bush等位基因(缺乏B等位基因)的影响，因此，可以通过将bush等位基因杂交进具有不同果实特性的遗传背景中，以产生具有任何果实大小，任何果实形状、颜色和果皮图案的三倍体杂交种。例如，可以通过使用本文中保藏的种子作为bush等位基因的来源，将bush等位基因回交到不同的遗传背景中，如本文其它地方所描述。可选地，可以将决定不同果实特性的基因回交到包含丛生生长型的植物中。因此，包含丛生生长型的三倍体杂交种的平均果实重量可以为至少约5，6，7，8，9，10，11，12，13或14kg。在另一个实施方案中，包含丛生生长型的三倍体杂交种的平均果实重量可以小于5kg，例如4，3，2，1.5或1kg。可以例如将bush等位基因导入到品种例如Liliput、Extazy或Fantazy(Hazera)或Valdoria F1、Vanessa F1、Pixie F1或Bonny F1(Nunhems)中，以生产具有这样的小果实的杂交种三倍体，或反过来也一样，可以将决定小果实大小的基因回交到本文中保藏的具有丛生生长型的植物中。

同样，可以通过育种，将任何其它果实特征与丛生生长型结合。如上所述，可以通过育种改变例如果实形状(例如狭长、椭圆形、短粗、球形或圆形)，果实表面(起皱、光滑)，果肉颜色(猩红、珊瑚红、橙色、鲑肉色、黄色、浅黄色或白色)，外皮颜色(例如浅绿色；深绿色；绿色条纹的，具有窄、中或宽条纹；灰色；有或无斑点；金黄色)，外皮厚度，外皮硬度，外皮图案(例如带条纹、不带条纹、网状)，白利度(总的可溶性固形物)，果肉结构/果肉坚实度，较高的番茄红素和/或维生素含量，不同的糖∶酸比例，非常好的果实味道等。见Guner和Wehner 2004，Hort Science 39(6)：1175-1182，特别是第1180-1181页描述了编码果实特性的基因。一般来说，重要的育种目标是早熟，高果实产量，高内部果实质量(非常一致的颜色，高糖，恰当的糖∶酸比例，好的味道，高维生素和番茄红素含量，坚实的果肉质地，非纤维性果肉质地，无例如空心、外皮坏死、脐腐或呈十字绣状(cross stitch)等缺陷，好的外皮特征和抗裂性)。

在本发明的一个实施方案中，果实优选也不具有如WO03/075641第13和14页描述的“易碎外皮”和/或“易爆裂外皮”，即果实在90至140g/mm²范围的压力下不破裂。

可以使用已知的育种方法，将bush等位基因引入到缺乏bush等位基因的其它西瓜植物中。可以单独或组合使用已知的育种技术，例如(但不限于)轮回选择，系谱育种(pedigree)，回交育种，开发自交系，杂交种检测，标记辅助育种等。然后，选择保留了丛生生长习性的后代——这可容易通过表型进行鉴定。因此，可以通过从表型上选择丛生生长习性特征，和通过弃去不具有丛生生长习性特征的植物，例如相比于根据本发明的丛生植物而具有较长主藤、较长节间和较小叶片的植物，以选择具有丛生生长习性的后代植物。

因此，在一个方面，本发明提供物种西瓜(Citrullus lanatus)的植物，其中所述植物是三倍体、具有丛生生长习性，并且包含3个拷贝的被称为bush的隐性等位基因，其中bush等位基因可以通过如下方式获得(可获自)：将产生以保藏号NCIMB41906或NCIMB41905保藏的种子的西瓜植物或这些植物之任何的后代(例如，通过自交和/或杂交获得，该后代保留了bush等位基因和/或丛生生长习性)，与另一西瓜植物杂交。

在一个方面，通过将二倍体丛生西瓜植物与四倍体丛生西瓜植物杂交，获得具有丛生生长习性的三倍体植物，其中bush等位基因可通过将产生以保藏号NCIMB41906或NCIMB41905保藏的种子的西瓜植物或这些植物之任何的后代(例如，通过自交和/或杂交获得，该后代保留了bush等位基因和/或丛生生长习性)与另一西瓜植物杂交而获得。

在一个方面，本发明提供物种西瓜(Citrullus lanatus)的植物，其中所述植物是三倍体、具有丛生生长习性，并且包含3个拷贝的被称为bush的隐性等位基因，其中所述植物可以通过如下方式获得(可获自)：将产生以保藏号NCIMB41907保藏的种子的西瓜植物的植物细胞或植物组织进行无性繁殖。

由于b等位基因是隐性的，所以仅在不存在显性B等位基因时才可见丛生生长习性。当将本文保藏的二倍体种子保藏物(例如NCIMB 41906或其后代)的b等位基因转移到另一不含隐性b等位基因的西瓜植物时，F1将是杂合的，不表现丛生生长习性，育种者首先需要自交F1来鉴定包含丛生生长习性的植株。同样，当将(例如从NCIMB41905或其后代的种子生长的)四倍体西瓜植物(bbbb)的b等位基因转移到不含隐性b等位基因的另一四倍体西瓜植物时，F1将是杂合的且不表现丛生生长习性，同样，仅在F2代中才可见丛生表型。也可以从四倍体丛生植物的单倍体细胞再生(例如花粉或花药培养与植物再生)二倍体丛生植物，然后可将所获得的二倍体丛生植物用于进一步育种和制备具有丛生生长习性的西瓜植物。这可被称为具有丛生生长习性的四倍体的单倍体植物。这样的植物也涵盖在本发明中。

可选地，可以开发与b等位基因连锁的分子标记，然后通过选择具有连锁的分子标记的植物来选择丛生生长习性。可以使用一系列技术例如群组分离分析(Bulk Segregant Analysis)和一系列标记例如AFLP标记、RFLP标记、SNP标记、小或微卫星标记等，开发连锁标记。为了开发标记，需要产生分离群体，例如通过将具有丛生生长型(例如二倍体bb)的植物与具有正常生长型(例如二倍体BB)的植物杂交并由此发展分离群体(例如F2或F3群体或回交群体)。然后，可以鉴定与丛生生长习性和bush等位基因紧密相关(连锁)，即与b等位基因共分离的标记。见例如Wolukau等(HortScience February 2009vol.44no.132-34)在甜瓜中使用群组分离分析鉴定与抗性基因连锁的标记。分子标记是染色体上靠近b等位基因(例如在5cM或更小的遗传距离内)的DNA序列或单核苷酸多态性(SNP)，其不同于靠近B等位基因的DNA序列或SNP。因此，在一个实施方案中，可以使用与b等位基因紧密连锁的分子标记，通过标记辅助育种的方法，将b等位基因引入到缺乏b等位基因的其它西瓜植物中。

为了生产无籽果实，可以将根据本发明的三倍体丛生杂交种与合适的二倍体授粉者例如Jenny F1(Nunhems)或Polimax Fl(Nunhems)或其它授粉者例如SP-1、SP-2、SP-3、SP-4或SP-5(Syngenta)或Sidekick间种。然后，从本发明的三倍体植物收获果实。由于本发明三倍体植物具有较小的植物直径，相比于正常生长型的三倍体(例如具有主藤长度大于200、250或300厘米的植物)，其可以以较高密度播种或种植。因此也获得较高的每公顷三倍体果实产量。

在一个实施方案中，本发明提供用于生产无籽三倍体果实的方法，包括：

a)将三倍体杂交种丛生植物与二倍体授粉者植物间种，其中该三倍体植物的种植密度为正常生长型的三倍体杂交种植物的至少1.5倍。

b)允许三倍体丛生植物上的雌花获得授粉，和

c)从三倍体杂交种丛生植物上收获果实。

步骤a)中三倍体丛生植物的密度取决于植物是生长在温室中还是开放大田中，以及三倍体是否被嫁接到砧木上。因此，温室中三倍体丛生植物的密度优选为至少每公顷约7500株(嫁接的三倍体)或每公顷15000株(非嫁接的三倍体)。开放大田中三倍体丛生植物的密度优选为至少每公顷约6000、7000或8000株(嫁接的三倍体)或至少每公顷约12000、13000、14000或15000株(非嫁接的三倍体)。

步骤c)中的三倍体果实产量为正常生长型的三倍体例如Boston F1或Fashion F1的三倍体果实产量的至少1.25倍。因此，在开放大田中(非嫁接)，于步骤c)中可以收获至少约每公顷75吨三倍体无籽果实(包含3个拷贝的b等位基因)，优选甚至至少约每公顷80、85或90吨。因此，在一个实施方案中，方法包括步骤d)：收获每公顷至少75吨的三倍体果实。然后可以将这些果实分拣、包装在容器中等等。包含含有b等位基因的三倍体果实(优选适销果实)或由其组成的容器也是本发明的实施方案。

本发明还提供可以生长出具有丛生生长型的三倍体杂交种植物的种子。因此，在一个实施方案中，提供了从其可以生长出如上描述的三倍体丛生植物的西瓜种子。该种子包含3个拷贝的b等位基因。在一个实施方案中，种子的代表性样品已经以保藏号NCIMB 41907保藏。在一个实施方案中，成熟种子小，包括平均种子大小等于或小于5毫米长。包含复数个这样的种子的包装物(袋子、容器等)也涵盖在本发明中。

本发明也涵盖具有丛生生长型的三倍体杂交种植物的幼苗、接穗和砧木、细胞和组织、细胞培养物和组织培养物、以及无性繁殖体。因此，本发明提供从三倍体杂交种植物的幼苗、接穗和砧木、细胞和组织、细胞培养物和组织培养物、以及无性繁殖体获得的全株植物，其当再生成植物并在相同环境条件下生长时保持根据本发明的丛生生长型。

同样，本发明也涵盖从根据本发明的三倍体丛生植物收获的无籽三倍体果实(bbb)。可以收获果实用于新鲜食用或用于加工。包含复数个这样的果实或由其组成的容器也是本发明另外的实施方案。优选容器包含适销果实。

具有丛生生长型的三倍体杂交种植物(bbb)是F1，即从具有丛生生长习性的二倍体自交父本系与具有丛生生长习性的四倍体自交亲本系之间杂交产生的杂种(见图1)。因此，为了生产具有丛生生长型的三倍体杂交种植物(bbb)的种子，可以无性繁殖该三倍体杂交种植物，或可选地，可以生产自交丛生二倍体(bb)和自交四倍体丛生(bbbb)亲本系。因此，技术人员可以通过首先产生具有不同特性、但保留了如本文所述的丛生生长型的父本和母本，将不同特性(例如不同果实大小等)引入到三倍体丛生杂交种中。

具有丛生生长习性的无性繁殖的三倍体杂交种也是本发明的实施方案。在一个方面，西瓜植物具有NCIMB41907、NCIMB41906或NCIMB41905保藏种子中的bush等位基因。在一个方面，无性繁殖的杂交种(可)从NCIMB41907的植物组织获得。

如上所述，可以将b等位基因从本文提供的种子保藏物转移到其它西瓜植物中，由此可以制备其它自交丛生二倍体和/或其它自交丛生四倍体。在一个实施方案中，提供了包含以保藏号NCIMB 41905、NCIMB 41906和/或NCIMB 41907保藏的种子中的b等位基因的自交二倍体丛生植物和/或自交四倍体丛生植物。

当提及具有丛生生长习性的二倍体或四倍体西瓜植物时，应理解的是，这指与以上针对三倍体丛生杂交种描述的丛生生长习性特征相同的丛生生长习性特征，即由于存在2个或4个拷贝的隐性bush等位基因”b”(且缺乏显性B等位基因)，该二倍体或四倍体丛生植物具有不长于约150厘米、140厘米或100厘米的最长蔓藤长度，其中平均植物直径为约300厘米、280厘米、或200厘米或更小，最长蔓藤上的平均节间长度为约7厘米或更小，但至少约4.7厘米，优选至少约5.0、5.5、6.0或6.5厘米。隐性bush等位基因不影响叶片大小，因此，根据本发明的植物包含与正常生长型二倍体(例如品种Milady)或正常生长型四倍体类似大小的叶片，即至少约11厘米长和/或至少约15厘米宽，包括叶片长度为至少约11、12、13、14、15、16或17厘米和/或叶片宽度为至少约15、16、17、18或19厘米。类似地，(平均)最长蔓藤长度与最长蔓藤上的(平均)节间数量的比率为7或更小。在另一个方面，二倍体丛生或四倍体丛生植物在最长蔓藤上具有不超过(平均)25、21或15个节间。并且，在最长蔓藤的中间测得的(平均)茎直径比正常生长型二倍体或四倍体的大，例如，茎直径为至少约8毫米，优选至少约9毫米以及可以甚至为至少约10毫米、11毫米或12毫米。因此，根据本发明的二倍体或四倍体丛生植物的平均茎直径优选为至少1.2倍、1.3倍、1.4倍、1.5倍或1.6倍于包含B等位基因的非丛生二倍体或四倍体的平均茎直径。在一个实施方案中，果实特性(例如平均果实大小、重量等)与正常生长型的二倍体或四倍体没有不同。

在一个实施方案中，可以制备二倍体丛生自交系，其中bush等位基因(b)可以来源于例如以保藏号NCIMB 41906保藏的种子、或来源于其后代(例如通过NCIMB 41906自交和/或其与另一西瓜植物杂交获得所述后代)。这可以例如通过用NCIMB 41906或其后代进行育种，在后代中选择丛生生长型而弃去不具有丛生生长型的植株来实现。bush等位基因也可以来源于其它包含bush等位基因的植物或植物部分，例如四倍体丛生植物的花粉或子房，如以NCIMB 41905保藏的种子。

可选地，可以通过鉴定可能包含bush等位基因但可能不具有丛生生长型(由于存在显性B等位基因)的二倍体品种或株系，制备新的二倍体丛生自交系。例如，可以使用疑似可能包含b等位基因的二倍体。可以进行等位性测试来确定是否存在隐性bush等位基因。优选地，将二倍体自交一代或多代，通过选择具有丛生生长型(由纯合形式的bush等位基因决定)的后代植物，鉴定bush等位基因纯合的二倍体。可能适合的品种有GardenBaby、Bush Charleston Gray和Bush Sugar Baby或Sugar Bush。

在一个实施方案中，可以制备四倍体丛生自交系，其中bush等位基因可以来源于例如以保藏号NCIMB 41905或NCIMB 41906保藏的种子或来源于这些种子之任何的后代。这可以例如通过以NCIMB 41905和/或NCIMB 41906或它们的后代进行育种，在后代中选择丛生生长型而弃去不具有丛生生长型的植株来实现。当使用NCIMB 41906或其后代时，可以使用染色体加倍技术来制备四倍体，然后在四倍体中以及在四倍体的后代(通过自交所选择的四倍体而获得)中选择丛生生长习性，在进一步后代中稳定丛生生长习性。

可选地，可以通过下面的方式制备新的四倍体丛生自交系：从如上所述的新的二倍体丛生植物开始，将所述二倍体植物自交几代，选择如本文中定义的丛生生长型，对所选择的自交丛生二倍体株系进行染色体加倍以产生四倍体丛生株系。然后将四倍体株系再自交几代，选择如本文中所描述的丛生生长型。

在一个方面，本发明还提供了物种西瓜(Citrullus lanatus)的植物(或种子)，其中所述植物为四倍体并具有丛生生长习性。丛生生长习性是由于存在b等位基因，因此，提供了具有丛生生长习性、包含4个拷贝的称为bush的隐性等位基因的四倍体植物，其中包含所述b等位基因的种子的代表性样品已经以保藏号NCIMB 41905保藏。同样，本发明也涵盖四倍体丛生植物的任何植物部分和后代，例如无性繁殖体，种子繁殖体(例如自交产物)和体外细胞或组织培养物，以及花粉，子房等。因此，在一个实施方案中，四倍体丛生植物或能生长出该植物的种子或该植物的组织或部分(花粉、花药、胚珠)包含NCIMB 41905中的b等位基因。

因此，在一个方面，提供了物种西瓜(Citrullus lanatus)的植物，其中所述植物是四倍体，具有丛生生长习性，且包含4个拷贝的称为bush的隐性等位基因，其中bush等位基因(可获自)可以通过将产生NCIMB41906或NCIMB41905保藏种子的西瓜植物，或这些植物之任何的后代(例如，通过自交和/或杂交获得的)，与另一西瓜植物杂交而获得。

在另一个方面，提供了物种西瓜(Citrullus lanatus)的植物，其中所述植物是四倍体、具有丛生生长习性，且包含4个拷贝的称为bush的隐性等位基因，其中所述植物通过将如下四倍体植物自交而获得，所述四倍体植物的种子的代表性样品以保藏号NCIMB41905保藏。

无性繁殖的具有丛生生长习性的四倍体西瓜植物也是本发明的实施方案。在一个方面，该西瓜植物具有以保藏号NCIMB41907、NCIMB41906或NCIMB41905保藏的种子中的bush等位基因。在一个方面，无性繁殖的西瓜植物(可以)从NCIMB41905的植物细胞或植物组织获得。

在一个方面，提供了物种西瓜(Citrullus lanatus)的植物，其中所述植物是四倍体、具有丛生生长习性，且包含4个拷贝的称为bush的隐性等位基因，其中所述植物(可以)通过将产生以保藏号NCIMB41905保藏的种子的西瓜植物的植物细胞或组织进行无性繁殖而获得。

在另一个实施方案中，四倍体丛生植物包含从其它如上所述的二倍体来源鉴定的、或存在于保藏号NCIMB41906保藏的种子中的b等位基因。

本发明提供用于产生具有丛生生长型的四倍体自交植物的方法，包括以下步骤：

a)提供包含b等位基因的二倍体植物，

b)将所述二倍体植物自交几代，产生具有丛生生长型的自交系，

c)加倍所述自交系的染色体，产生四倍体株系，

d)将四倍体株系自交几代。

因此，在步骤a)中，二倍体植物可以是来源于以保藏号NCIMB41906保藏的种子的植物或其后代，或可以是通过杂交和选择丛生生长型而已经转入了种子保藏物NCIMB41906的b等位基因的二倍体植物。二倍体也可以是新的二倍体植物，其中的b等位基因已经得到了鉴定，例如通过使用等位性测试，和/或通过鉴别可能包含b等位基因的二倍体、自交所述植物一或多代和从表型上选择具有丛生生长型的后代植物，而鉴定。可选地，二倍体可以是从以NCIMB41905保藏的种子产生的单倍体植物。

本发明还提供了根据本发明的四倍体丛生植物作为父本或母本的用途，由此可以使该四倍体丛生植物与另一西瓜植物杂交或使其自交以生产后代。在一个实施方案中，由于存在4个拷贝的b等位基因，四倍体丛生植物包含丛生生长型，其中该丛生植物(和/或b等位基因)可从以NCIMB41905保藏的种子或其后代获得。

此外，本发明提供了四倍体丛生植物作为母本的用途，特别是作为母本用于生产杂交种三倍体西瓜种子(即生产F1种子)的用途。因此，在一个方面，四倍体丛生植物的雌花以另一西瓜植物的花粉授粉(或允许其被授粉)。所述其它西瓜植物可以是任何西瓜植物，例如二倍体或四倍体西瓜植物。在一个特定的实施方案中，其它西瓜植物是二倍体植物，优选包含丛生生长型的二倍体植物。包含丛生生长型的二倍体西瓜植物可以是如上所述的任何二倍体丛生植物，或是可从NCIMB 41906保藏种子获得的植物，或其后代。

本发明也提供了用于生产三倍体杂交种西瓜种子的方法，其中从这样的种子生长出的三倍体植物具有丛生生长习性，所述方法包括：

(a)提供具有丛生生长习性的二倍体西瓜植物和具有丛生生长习性的四倍体植物；

(b)以二倍体丛生植物的花粉对四倍体丛生植物的雌蕊花(pistillateflower)进行授粉，以及

(c)收获四倍体丛生植物的果实中产生的种子，以及可选地

(d)干燥所收获的种子。

可选地，然后对干燥的和收获的F1种子进行包装。可以在包装前对其进行处理。因此包含通过上述方法获得的种子或由其组成的包装物或容器是本发明的实施方案。

本发明方法也图示于图1中。可以如本文中其它地方描述的，提供四倍体丛生植物和二倍体丛生植物。可以将它们间种以允许授粉发生。因此，步骤a)中两种植物的种子或幼苗以互相邻近的方式种植和生长。如果二倍体丛生植物和四倍体丛生植物不同时开花，可以将开花较晚的植物较早种植或播种，以使它们约同时开花。由于二倍体植物和四倍体植物都具有丛生生长习性，与涉及正常生长型四倍体的三倍体杂交种种子的生产相比，可以每公顷播种或种植更多的植物。

可以在隔离区手工或通过昆虫(例如蜜蜂)进行授粉。为了保证来自雄性二倍体的花粉对四倍体雌花的授粉，可以采用不同的方法，例如手工收集雄花，对雌花手工授粉，然后覆盖经授粉的花。可选地，去除四倍体植物上生长的所有雄(雄蕊)花，以保证二倍体丛生植物的二倍体花粉对四倍体丛生植物上的雌花的授粉。当四倍体植物上的果实成熟时，对其进行收获，收集三倍体F1杂交种种子(来自杂交授粉)。可以将这些种子分拣(例如按大小)、干燥、可选地对其进行处理、和包装以进行销售。在一个实施方案中，可以从NCIMB 41905保藏的种子或其后代或无性繁殖体获得四倍体丛生母本(和/或b等位基因)。在另一个实施方案中，可以从NCIMB41906保藏的种子或其后代或无性繁殖体获得二倍体丛生父本(和/或b等位基因)。

因此，本发明也提供通过上述方法获得的种子，即F1杂交种的种子，该种子生长后，产生具有丛生生长习性的三倍体植物。这样的种子可以被包装在袋、容器等中。

在一个实施方案中，F1种子为WH3451的种子，种子的代表性样品已经以保藏号NCIMB 41907保藏。在另一个实施方案中，三倍体丛生杂交种(和/或b等位基因)可以从以保藏号NCIMB 41907保藏的种子或其后代或其无性繁殖体获得。

上述方法中使用的四倍体丛生植物在其基因组中包含4个拷贝的bush等位基因(bbbb)，且具有以下特性：最长蔓藤长度不超过150厘米，优选不超过140厘米、135厘米或不超过100厘米，最长蔓藤上的平均节间长度为7厘米或更小，但至少4.5厘米，且产生至少11厘米长和/或至少15厘米宽的叶。

本发明也提供用于生产四倍体丛生西瓜种子的方法，包括a)生长根据本发明的四倍体丛生西瓜植物，b)使所述四倍体西瓜植物自花授粉，c)从步骤b)的植物获得果实，和d)从所述果实中获取四倍体种子。优选地，该方法还包括清洗和干燥所述种子。在一个实施方案中，步骤a)中的四倍体西瓜植物包含如本文中描述的丛生生长型。在一个实施方案中，植物可以包含可从以保藏号NCIMB 41905、NCIMB 41906或NCIMB 41907保藏的种子获得的bush等位基因。步骤a)的植物可以获自从保藏物NCIMB41905生长的植物或植物部分。

也如上所述，在一个实施方案中，本发明提供了用于无籽三倍体西瓜果实生产的方法，所述方法包括：

1.提供包含丛生生长习性的三倍体杂交种(F1)西瓜植物，

2.将所述三倍体杂交种植物与二倍体授粉者植物间种，

3.收获在(a)的三倍体植物上产生的无籽西瓜果实。

优选不将步骤1的三倍体杂交种植物嫁接到不同的砧木上。所述方法优选在开放田地中实施。

步骤b)中的二倍体授粉者可以是任何二倍体授粉者，例如正常生长型(非丛生)的授粉者，可以使用商业化的授粉者例如Jenny或Polimax，或超级授粉者(SP-1，SP-2，SP-3，SP-4，SP-5)、Sidekick、Escort-4、Companion或其它。可选地，授粉者可以是如WO2012/069539A1中描述的双重用途授粉者。该二倍体授粉者应该在正确的日期持续合适的时期产生足够的花粉，以诱导三倍体杂交种上的坐果。授粉者植物可以是杂交种二倍体(F1二倍体)或开放授粉的(OP)授粉者。

在该方法中，与使用包含正常(非丛生)生长习性的三倍体杂交种植物例如Boston Fl时相比，每公顷种植的三倍体丛生植物的数量可以是至少1.5倍，优选至少2倍、2.5倍、或3倍。与使用包含正常生长习性的三倍体杂交种植物例如Boston Fl时相比，每公顷生产多至少15％，优选至少20％、30％、40％或50％的适销三倍体果实。从三倍体丛生杂交种植物上收获的总的无籽果实产量优选为至少约每公顷75吨(t/ha)，优选至少80t/ha，更优选至少90t/ha。

可以通过播种或移植授粉者和三倍体，在一块田地中间种。可以使用本领域已知的各种间种方法，可以使用各种授粉者：三倍体杂交种的比例。可以例如至少每2行、至少每3行或至少每4行三倍体1行授粉者植物，但也可以使用其它间种方法。

授粉通常通过蜜蜂来完成，除非天然存在足够的野生蜜蜂，否则可以向大田提供蜂箱。也可以通过手工或机械途径进行授粉。成熟时的收获可以通过手工或机械完成。

可以包装收获的三倍体果实用于新鲜售卖或用于加工。本文涵盖了可以通过上述方法获得的包含三个b等位基因的果实。由于它们有产生具有根据本发明的丛生生长型的植物的能力，即它们具有负责丛生生长型的遗传决定因子(b等位基因)，故可以将这些果实与正常三倍体杂交种的果实区分开来。如果如上所述开发了与b等位基因连锁的分子标记，标记分析可以容易地区分这样的果实。可选地，可以将来自这样的果实(或来自果实所收获自的植物的其它部分)的细胞或组织进行无性培养并再生成整个植物，该再生的植物具有丛生生长习性。因此，在一个实施方案中，提供了收获的三倍体果实(bbb)，例如包装的整个果实或果实部分和/或加工的果实或果实部分。

在本发明的另一个方面，提供了具有丛生生长习性或包含bush等位基因(所有均如上所述)的植物的可再生细胞的细胞培养物或组织培养物。细胞培养物或组织培养物包含来自含有bush等位基因的植物(例如丛生四倍体、丛生二倍体或丛生三倍体植物，均如本文中描述)的植物部分的细胞或原生质体或植物组织，所述植物部分选自：胚胎、分生组织、子叶、花粉、叶片、花药、根、根尖、雌蕊、花、种子、茎杆。植物部分可以选自接穗、果实、花粉、胚珠、茎、子叶、叶片、细胞胚胎、分生组织、花药、根、根尖、雌蕊、花、种子。本发明也提供了从这样的细胞培养物或组织培养物再生的西瓜植物，其中再生的植物(或其后代，例如自交后获得的)具有丛生生长习性。因此，在一个方面，本发明涵盖从NCIMB 41907、NCIMB41906或NCIMB 41905保藏种子生长出的种子或植物的植物组织获得的无性繁殖的西瓜植物。

可以理解，本发明的再一目的是，提供可以生长出本文描述的丛生二倍体、三倍体或四倍体植物的种子。本发明还涵盖丛生二倍体、三倍体或四倍体植物的幼苗、接穗和砧木、以及细胞和组织。这样的植物部分包含用于产生根据本发明的丛生植物的遗传决定因子。因此，从丛生三倍体或四倍体植物的幼苗、接穗和砧木以及细胞和组织获得的全株植物，在相同环境条件下生长时，保留了根据本发明的丛生三倍体或四倍体植物的所有生理和形态特征。

本发明也提供根据本发明的任何植物的后代，例如可以通过如下方式获得的种子：将本文描述的包含bush等位基因(且缺乏B等位基因)的植物与另一西瓜植物杂交和/或自交根据本发明的植物，以产生F1种子和其它世代的后代(F2、F3等)。可以通过丛生生长型(例如在自交系中)和/或标记分析来确定后代中bush等位基因的存在。

在一个实施方案中，提供了具有丛生生长习性的四倍体西瓜植物(和能够生长出这样的植物的种子)，其中提供了包含负责所述丛生生长习性的遗传元件(即包含4个拷贝的b等位基因，且不包含B等位基因)的种子的代表性样品，其中种子的代表性样品已经以保藏号NCIMB 41905保藏。

在一个实施方案中，提供了具有丛生生长习性的三倍体西瓜植物(和能够生长出这样的植物的种子)，其中提供了包含所述丛生生长习性的遗传元件(即包含3个拷贝的b等位基因，且不包含B等位基因)的种子的代表性样品，其中种子的代表性样品已经以保藏号NCIMB 41907保藏。

在一个实施方案中，提供了具有丛生生长习性的二倍体西瓜植物(和能够生长出这样的植物的种子)，其中提供了包含所述丛生生长习性的遗传元件(即包含2个拷贝的b等位基因，且不包含B等位基因)的种子的代表性样品，其中种子的代表性样品已经以保藏号NCIMB 41906保藏。

本发明提供包含称为“bush”的隐性等位基因的西瓜种子，其中包含所述“bush”等位基因的种子的代表性样品已经以保藏号NCIMB 41905、NCIMB 41906和NCIMB 41907保藏。在一个实施方案中，种子具有包括自交系WHAAOX或自交系WHAAPD作为亲本株系之一的系谱。本发明也提供通过生长所述种子生产的西瓜植物。还提供通过生长所述种子产生的植物的花粉和胚珠。

从根据本发明的植物(例如，从具有丛生生长习性和/或包含赋予丛生生长习性的遗传决定因子b等位基因的植物)获得的(源于)或可获得的(可源于)西瓜植物包括通过育种方法获得的植物，所述育种方法例如自交、杂交、回交、轮回选择、构建双单倍体、标记辅助选择、克隆繁殖、转化等，由此，所获得的植物具有根据本发明的丛生生长习性和/或赋予丛生生长习性(当缺乏B等位基因时)的遗传决定因子(b等位基因)。

在一个方面，本发明提供了西瓜植物，所述西瓜植物的代表性数量的种子已以保藏号NCIMB 41905、NCIMB 41906和NCIMB 41907保藏，或任何这样植物的后代例如通过杂交和/或自交获得的后代。在一个方面，提供了西瓜种子，所述西瓜种子中代表性数量的种子已以保藏号NCIMB41905、NCIMB 41906和NCIMB 41907保藏。

本发明也提供从这些植物或其后代获得的花粉、胚珠、细胞、组织、无性繁殖体。在一个方面，后代保留了其种子以保藏号NCIMB 41905、NCIMB 41906和NCIMB 41907保藏的植物的bush等位基因和丛生生长习性。

本发明也提供西瓜植物的果实，其中果实通过植物的自交生产。本发明也提供三倍体无籽果实，其中果实通过对如下西瓜植物生长出的植物进行授粉而获得，所述西瓜植物的代表性数量的种子已以保藏号NCIMB41907保藏。

本发明也提供三倍体杂交种种子，所述种子通过将代表性数量的种子已以保藏号NCIMB 41906保藏的二倍体西瓜植物与代表性数量的种子已以保藏号NCIMB 41905保藏的四倍体西瓜植物杂交获得。

本发明也提供用于生产三倍体无籽西瓜果实的方法，包括将代表性种子以保藏号NCIMB 41907保藏的三倍体丛生西瓜植物或根据本发明的其它丛生三倍体的种子与二倍体授粉者植物间种，以使所述二倍体授粉者植物的花粉对所述三倍体西瓜植物进行授粉，从而在三倍体植物上获得三倍体无籽果实。

本发明也提供生产具有丛生生长型的三倍体西瓜品种的方法，所述方法包括a)提供二倍体丛生自交西瓜品系，b)提供四倍体丛生自交西瓜品系，和c)将二倍体和四倍体丛生品系杂交，收集来自所述杂交的三倍体种子。在一个方面，二倍体丛生自交西瓜品系是代表性种子以保藏号NCIMB41906保藏的植物或其后代或其无性繁殖体。在另一个方面，四倍体丛生自交西瓜品系是代表性种子以保藏号NCIMB 41905保藏的植物或其后代或其无性繁殖体。

附图说明

图1

根据本发明的方法和植物/果实的示意图。将丛生父本(bb)和丛生母本(bbbb)杂交，生产三倍体丛生杂交种(bbb)的种子。可以将这些F1种子与任何二倍体授粉者间种(行内或行间)，以在三倍体杂交种丛生植物上生产三倍体无籽果实。

以下非限定性实施例描述了根据本发明的三倍体丛生杂交种的生产。除非在实施例中另有所述，否则使用常规西瓜育种方法，例如Maynard2001，Watermelons-Characteristics，Production and Marketing，ASHS出版社；Mohr H.C.Watermelon Breeding，于Mark J.Bassett(编辑)1986Breeding Vegetable Crops，AVI出版公司中描述的方法。

保藏信息

申请人已于2011年12月1日在NCIMB以保藏号NCIMB 41907保藏了杂交种WH3451。Nunhems B.V.于2011年12月1日在NCIMB分别以保藏号NCIMB 41905和NCIMB 41906保藏了WHAAPD和WHAAOX的种子。在本申请的待决期，被专利商标局长(Commissioner of Patent andTrademarks)确定合格的请求人将有权获得保藏物。

遵照37C.F.R.§1.808(b)，保藏人对公众获取一个或多个保藏物所提出的所有限制，将在专利授权时，通过提供从NCIMB Ltd.，Ferguson Building，Craibstone Estate，Bucksburn，Aberdeen AB219Y A，UK获取至少2500粒种子的保藏物的方式，而不可逆地取消。保藏物将维持30年、或在最近一次请求后5年、或专利有效期，视时间长者为准，在该期间如果保藏物失活则替换之。本申请人不放弃基于本申请授权的本专利所赋予的或在植物品种保护法(Plant Variety Protection Act)(7USC 2321et seq.)下所赋予的任何权利。

实施例

实施例1：制备三倍体丛生杂交种(bbb)

观察到庭院二倍体西瓜具有有趣的生长型。从该观察出发，为了确定该生长型的可遗传性和固定该生长型，开发了育种程序，以便能够制备具有该生长型的三倍体杂交种。发现该生长型可作为隐性性状遗传，并将其称为“bush等位基因”(b)。发现该bush等位基因负责蔓藤长度，而不影响叶片大小或果实大小。

为了制备三倍体丛生杂交种，首先制备了自交二倍体丛生父本系和自交四倍体丛生母本系(见图1)。

通过选择具有所观察的生长型的二倍体，以所述二倍体和专利品系进行大量的杂交，自交所获得的二倍体丛生株系9代以在二倍体株系中固定丛生特性，从而制备了自交丛生父本。

通过如下方式制备了四倍体雌性丛生自交系：选择具有所观察的生长型的二倍体西瓜，以所述二倍体和专利品系进行大量的杂交，通过自交所获得的株系9代以上以获得一致的(自交)二倍体丛生株系，从而产生二倍体丛生自交系。然后以秋水仙素处理所产生的自交二倍体丛生系以加倍染色体；在秋水仙素处理后，选择四倍体株系，并将该株系自交几代以在四倍体株系中固定丛生特性。在每一代种子中，使用流式细胞仪，检查四倍体株系倍性水平的增加。

将四倍体自交丛生(bbbb)母本(称为WHAAPD)与二倍体自交丛生(bb)父本(称为WHAAOX)杂交，产生具有三倍体种子(bbb)的果实(称为WH3451)。从该果实收获三倍体杂交种WH3451的种子，由Nunhems B.V.于2011年12月1日以保藏号NCIMB 41907保藏在NICMB中。WHAAPD和WHAAOX的种子由Nunhems B.V.于2011年12月1日分别以保藏号NCIMB 41905和NCIMB 41906保藏在NICMB中。

在以下实施例中分析了三倍体丛生杂交种WH3451的生理和形态特征。

实施例2：三倍体丛生杂交种WH3451与现有技术杂交种的比较

2.1材料和方法

在意大利(Sant′Agata Bolognese-BO)进行田间试验。于2010年4月7日播种，2010年5月20日移植到田间(行内100厘米，行间250厘米)。田地包含每个品系10株植物。

通过流式细胞仪确定倍性水平。

测定以下特性的平均值：

-每个品系测量3株植物的1片叶的叶片长度和叶片宽度。

-在开花日计数每个品系3株植物雄蕊花的数量。计算3株植物的平均数量。

-测量3株植物主茎中间的平均茎直径并计算平均值。

-成熟期：通过记录地块上50％的植株显露出至少1朵雌花的日期和地块上50％的植株具有准备好收获的果实的日期，确定从开花到成熟的天数。

-茎：平均节间数：测量每个品系3株植物最长蔓藤上节间的平均数。

-茎：平均节间长度(厘米)：每个品系3株植物最长蔓藤上测量的平均节间长度(厘米)。

-茎：最长蔓藤的平均长度(厘米)：每个品系3株植物测量的最长蔓藤的平均长度(厘米)。

-平均果实重量(kg)：每个品系从3株植物成熟时随机收获的3个果实的重量的平均值。

-平均果实长度(厘米)：3个果实的长度的平均值。

-中间截面的平均果实直径(厘米)：3个果实的直径的平均值。

-果实：测量3个果实的果蒂处外皮厚度(厘米)和果实侧面的外皮厚度。从果实的外边缘至白色中果皮与有色内果皮的分界处测量外皮厚度。

-果实：白利度：3个果实的1个读数的平均值，在果实的中间和外皮之间收集；使用K71901便携式折射计Mod.RLC ATC 0-18％(OPTECH)，表示为白利度(°)。

-播种种子的大小：5粒种子测量的长度(毫米)和宽度(毫米)平均值。

-颜色：使用Royal Horticultural Society微型颜色表(http：//www.rhs.org.uk/Plants/RHS-Publications/RHS-colour-charts)进行评估。

2.2结果

表1

雄性(bb)和雌性(bbbb)丛生亲本具有与上表1中针对三倍体杂交种WH3451所示基本上相同的丛生生长型特征。

实施例3：三倍体丛生杂交种的空间减少

由于三倍体丛生杂交种是小植物，但果实大小和每公顷果实产量并不降低，且叶片大小(即光合作用组织)不减小，故使用这些植物可每公顷种植的三倍体植物数量是正常生长型三倍体杂交种例如Fashion Fl和BostonFl的至少约1.5倍、优选至少约2倍或2.5倍、优选甚至约3倍，由此增加每公顷适销果实产量。因此，使用根据本发明的三倍体丛生植物，可以显著增加每公顷三倍体果实产量，即三倍体丛生植物的果实产量可以为正常类型三倍体生产田产量的至少约1.25倍或至少约1.5倍。

以下表2显示了正常生长型三倍体品种Fashion Fl和Boston Fl相比于根据本发明的三倍体丛生植物例如WH3451的每公顷植株数量：

在开放田间，Fashion F1和Boston Fl的果实产量为约60吨/公顷(t/ha)，而三倍体丛生杂交种为约75-90t/ha。

实施例3

于2012年测定了雄性(bb)和雌性(bbbb)丛生亲本的营养生长型，结果示于表3中。

表3

PCT/RO/134表

Claims

1.物种西瓜(Citrullus lanatus)的植物，其中所述植物是三倍体且具有丛生生长习性。

2.根据权利要求1的植物，所述植物包含3个拷贝的称为bush的隐性等位基因，其中包含所述等位基因的种子的代表性样品已以保藏号NCIMB 41907保藏。

3.根据权利要求1或2的植物，其中植物是从具有丛生生长习性的二倍体自交父本系与具有丛生生长习性的四倍体自交亲本系之间的杂交产生的F1杂交种。

4.根据上述权利要求之任一的植物，其中植物具有不长于100厘米的最长蔓藤长度。

5.根据上述权利要求之任一的植物，其中所述植物在最长蔓藤上具有不超过15个的节间。

6.根据上述权利要求之任一的植物，其中所述植物在最长蔓藤上的平均节间长度为7厘米或更小，但至少为4.7厘米。

7.根据上述权利要求之任一的植物，其中最长蔓藤长度：最长蔓藤上节间数的比为7或更小。

8.根据上述权利要求之任一的植物，其中所述植物具有至少8毫米的茎直径。

9.根据上述权利要求之任一的植物，其中所述植物包含至少10厘米长和至少15厘米宽的叶。

10.根据上述权利要求之任一的植物，其中所述植物在以二倍体花粉授粉后，产生平均果实重量为至少5kg的果实。

11.可以生长出根据权利要求1至10的植物的种子。

12.物种西瓜(Citrullus lanatus)的植物或种子，其中所述植物是四倍体且具有丛生生长习性。

13.根据权利要求12的植物，所述植物包含4个拷贝的称为bush的隐性等位基因，其中包含所述等位基因的种子的代表性样品已以登录号NCIMB 41905保藏。

14.根据上述权利要求之任一的植物的可再生细胞的组织培养物。

15.根据权利要求14的组织培养物，包含来自植物部分的细胞或原生质体或植物组织，所述植物部分选自：胚胎、分生组织、子叶、花粉、胚珠、叶、花药、根、根尖、雌蕊、花、种子、茎。

16.根据权利要求1至13之任一的植物的植物部分，其中所述部分选自接穗、果实、花粉、胚珠、茎、子叶、叶、细胞胚胎、分生组织、花药、根、根尖、雌蕊、花、种子。

17.从权利要求14的组织培养物再生的西瓜植物，其中再生的植物是三倍体或四倍体且具有丛生生长习性。

18.用于生产三倍体杂交种西瓜种子的方法，其中从这样的种子生长出的植物具有丛生生长习性，所述方法包括：

a)提供具有丛生生长习性的二倍体西瓜植物和具有丛生生长习性的四倍体植物，

b)以二倍体丛生植物的花粉对四倍体丛生植物的花进行授粉，以及

c)收获四倍体丛生植物的果实中产生的种子。

19.根据权利要求18的方法，其中所述四倍体植物在其基因组中包含4个拷贝的bush等位基因(bbbb)。

20.根据权利要求18的方法，其中所述四倍体植物具有以下特征：最长蔓藤长度不超过100厘米，最长蔓藤上平均节间长度为7厘米或更小但至少为4.7厘米，和产生至少10厘米长和至少15厘米宽的叶。

21.用于生产无籽三倍体西瓜果实的方法，所述方法包括：

(a)提供具有丛生生长习性的三倍体杂交种西瓜植物，

(b)将所述三倍体杂交种植物与二倍体授粉者植物间种，

(c)收获(a)的三倍体植物上产生的无籽西瓜果实。

22.根据权利要求21的方法，其中，与使用具有正常生长习性的三倍体杂交种植物例如Boston F1时相比，每公顷多种植至少1.5倍的三倍体丛生植物。

23.根据权利要求21或22的方法，其中与使用具有正常生长习性的三倍体杂交种植物例如Boston F1时相比，每公顷多生产至少15％的三倍体果实。