CN110213959A - 用于高密度植物生产的植物和方法 - Google Patents

Abstract

提供了在某些胁迫条件下生长植物的方法，其改变植物的形态。然而，在某些方面，尽管植物被改变并且对于商业目的而言可能是不需要的，但植物仍然产生足够数量的种子用于繁殖目的。此外，由于植物的大小较小，它们可以以更高的密度生长，使得大的植物群的生产能够在受控条件下进行，这可以排除授粉昆虫并因此增加育种计划中可实现的遗传纯度。

Description

用于高密度植物生产的植物和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年12月16日提交的美国临时申请62/435,209的权益，其全文通过引用并入本文。

背景技术

植物栽培的目标通常是提供促进健康植物生长的生长条件(包括达到一定的大小并产生许多健康植物典型的种子或果实)，例如灌、光照、间隔、温度和营养物的获取。例如，对于棉花(生长至约3至5英尺高的灌木植物)，通常的商业种植具有每平方米约8-12株植物的植物密度，其中行间距约1米。开发这种间距以通过通常增加每单位面积的产量和最小化疾病易感性来优化作物表现。

然而，生长大量植物(例如棉花)所需的大量空间是在受控环境(例如温室或种植室)中生长植物的障碍，在受控环境中不仅可以控制条件，例如温度、光照和水分，但也使授粉昆虫的存在最小化。这在育种计划中将特别有利，由于没有来自授粉昆虫的干扰而可以增加由杂交产生的遗传纯度。在育种计划中，遗传纯度的增加转化为更高的效率和/或更低的成本。此外，在育种计划中，通过减少总的周期时间和资源浪费，开花同步也可以转化为更高的效率和/或更低的成本。

因此，仍然需要用于在空间限制方面可行的更有效的育种计划的生长植物的方法。

发明简述

本文提供了通过在胁迫条件下从棉花种子生长棉花植物来生产棉花种子的方法。应理解，除非另有说明，否则“一个方面”是指本文公开的任何方法，并且不应限于任何特定方法。在某些方面，胁迫条件包括在从棉花种子发芽到棉花植物产生至少一个含有种子的棉铃的时间期间，在体积小于约2,000mL、小于约1,500mL、小于约1,000mL、小于约500mL、小于约450mL、小于约350mL、小于约250mL或小于约200mL的生长介质中生长棉花植物至少40天、至少50天、至少60天、至少70天、至少75天或至少80天，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚，并且任选地其中种子包含黑色层(受限的生长介质体积)。在某些方面，胁迫条件包括在从棉花种子发芽到棉花植物产生至少一个含有种子的棉铃的时间期间，在至少约37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃或48℃的温度下每天生长棉花植物至少约2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12小时，持续至少40天、至少50天、至少60天、至少70天、至少75天或至少80天，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚，并且任选地其中种子包含黑色层(高温)。在某些方面，胁迫条件包括在从棉花种子发芽到棉花植物产生至少一个含有种子的棉铃的时间期间，平均每天提供小于约500mL、小于400mL、小于约300mL、小于约200mL、小于约100mL或小于约50mL的水，持续至少40天、至少50天、至少60天、至少70天、至少75天或至少80天，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚，并且任选地其中种子包含黑色层(受限的灌溉)。在某些方面，胁迫条件可以是任何这些的组合。

在某些方面，方法包括在从棉花种子发芽到棉花植物产生至少一个含有种子的棉铃的时间期间，在以下胁迫条件下从棉花种子生长棉花植物：受限的生长介质体积和/或受限的灌溉，其中还在至少约32℃、33℃、34℃、35℃或36℃的温度下每天生长棉花植物至少约2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12小时，持续至少40天、至少50天、至少60天、至少70天、至少75天或至少80天，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚，并且任选地其中种子包含黑色层。

在某些方面，棉花植物在受限的生长介质体积和/或受限的灌溉下生长的天数对应于植物在至少约32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃或48℃的温度下每天生长至少约2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12小时的天数。在某些方面，植物在约18-22℃的夜间温度下生长。在某些方面，在至少约37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃或45℃的温度下生长植物的天数的至少约50％、60％、70％、80％，、90％、95％、98％或100％中，它每天在该温度生长不超过约6、7、8、9、10、11、12、13、14、15或16、18或20小时。在某些方面，在至少约37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃或45℃的温度下生长植物的天数的至少约50％、60％、70％、80％，、90％、95％、98％或100％中，它每天还在约18℃-22℃的温度下生长至少2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15或16小时。

在某些方面，棉花植物至少在受限的生长介质体积的胁迫条件下生长。在某些方面，棉花植物至少在高温胁迫条件下生长。在某些方面，棉花植物至少在受限的灌溉条件下生长。

在某些方面，棉花植物在胁迫条件下生长且已经产生至少一个含有种子的棉铃，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚，与对照植物相比，所述植物的大小缩小，例如高度减少、节间长度缩短和/或生物质降低。

在某些方面，棉花植物在受控环境中生长。

在某些方面，在从棉花种子发芽到棉花植物产生至少一个含有种子的棉铃的时间期间，棉花植物在体积为从任意的约200mL、250mL、300mL、350mL或400mL至任意的约300mL、350mL、400mL或500mL的生长介质中生长至少40天、至少50天、至少60天、至少70天、至少75天或至少80天，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚，并且任选地其中种子包含黑色层。

在某些方面，该方法还包括在第一针头蕾(pinhead square)期之前向棉花植物施用植物生长调节剂(PGR)。在某些方面，该方法还包括在发芽后不超过20天、21天、22天、23天或25天的某一天向棉花植物施用PGR。在某些方面，该方法包括在发芽后20-25天、发芽后20-24天、发芽后21-23天或发芽后22-24天施用PGR。在某些方面，PGR是已知在植物中抑制赤霉酸的合成、更新或持久性的化合物。此外，在某些方面，PGR选自氯喹-CL、缩节胺-CL、AMO-1618、三丁氯苄膦(clorphonium)-Cl、tetcylacis、嘧啶醇、调嘧醇、多效唑、烯效唑-P、抗倒胺、调环酸-CA、乙基抗倒酯、丁酰肼、外-16，17-二氢-GA5-13-乙酸酯、系统素、植物磺肽素和快速碱化因子。并且，在某些方面，PGR是助壮素(mepiquat chloride)。

在某些方面，棉花植物已经产生至少一个含有种子的棉铃，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚，所述植物的高度小于约30英寸、小于约24英寸、小于约18英寸、小于约15英寸或小于约12英寸。在某些方面，棉花植物已经产生至少一个含有种子的棉铃，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚，所述植物具有至少20粒种子、至少30粒种子、至少40粒种子、至少50粒种子或至少60粒种子。

在某些方面，在胁迫条件下生长的棉花植物的种子用于育种计划。某些方面包括从在胁迫条件下生长的植物收集至少一粒种子。在某些方面，该方法还包括测试至少一粒收集的种子或从收集的种子生长的植物。该测试可以是例如用于遗传和/或物理特征和性状的基因分型和/或表型分型。在某些方面，该方法还包括基于测试选择待生长的棉花植物。在某些方面，该方法还包括基于测试杂交棉花植物。

在某些方面，在胁迫条件下生长的棉花植物是在至少10、30、60、75、100、125或150株植物/平方米的平均密度下生长的棉花植物群的一员。在某些方面，植物群包括至少约50株棉花植物、至少约100株棉花植物、至少约500株棉花植物、至少约1,000株棉花植物、至少约5,000株棉花植物、至少约10,000株棉花植物、至少约100,000株棉花植物、至少约500,000株棉花植物或至少约1,000,000株棉花植物。类似地，在某些方面，植物群包括50或更多株棉花植物、100或更多株棉花植物、500或更多株棉花植物、1,000或更多株棉花植物、5,000或更多株棉花植物、10,000或更多株棉花植物、100,000或更多株棉花植物、500,000或更多株棉花植物、1,000,000或更多株棉花植物。在某些方面，在从棉花种子发芽到棉花植物产生至少一个含有种子的棉铃的时间期间，将在胁迫条件下生长的棉花植物作为平均密度为至少10、30、60、75、100、125或150株植物/平方米的棉花植物群的一员生长至少40天、至少50天、至少60天、至少70天、至少75天或至少80天，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚。在某些方面，群中至少约50％、60％、70％、80％、90％、95％、98％或99％的棉花植物在其生命周期中已经到达其中形成针头蕾的阶段。在某些方面，植物群在受控环境中生长。

本文提供了通过收集由根据任何上述方法在胁迫条件下生长的棉花植物产生的至少一粒种子生产棉花植物群的方法；测试(基因分型和/或表型分型)至少一粒收集的种子或从收集的种子生长的植物；以及基于所述测试生长和/或杂交棉花植物以生产棉花植物群。

本文提供了通过以下方法育种棉花植物的方法：收集由根据任何上述方法在胁迫条件下生长的棉花植物产生的至少一粒种子。在某些方面，对种子进行测试(例如，基因分型和/或表型分型)以确定亲本植物和/或植物产生的后代的表现和/或特征。

本文提供了具有改变的形态的棉花植物。应理解，除非另有说明，否则提及“一个方面”是指本文公开的具有改变的形态的任何棉花植物，并且不应限于任何特定的植物。在某些方面，棉花植物小于约30英寸、小于约24英寸、小于约18英寸、小于约15英寸、或小于约12英寸，并且其中植物具有至少20粒种子、至少30粒种子、至少40粒种子，至少50粒种子或至少60粒种子。在某些方面，根据任何上述方法生长植物。

本文提供通过在胁迫条件下从棉花种子生长棉花植物群来生长棉花植物群的方法，其中所述棉花植物具有改变的形态。如上所述，除非另有说明，否则提及“一个方面”是指本文公开的任何方法，并且不应限于任何特定的方法。在某些方面，胁迫条件包括在从群中棉花种子发芽的平均天数到群植物产生至少一个含有种子的棉铃的平均天数期间，在每株植物平均体积小于约2000mL、小于约1500mL、小于约1000mL、小于约500mL、小于约450mL、小于约400mL、小于约300mL、小于约250mL或小于约200mL的生长介质中生长群中的棉花植物至少40天、至少50天、至少60天、至少70天、至少75天或至少80天，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚，并且任选地其中种子包含黑色层(受限的生长介质体积)。在某些方面，胁迫条件包括在从群中棉花种子发芽的平均天数到群植物产生至少一个含有种子的棉铃的平均天数期间，在至少约37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃或48℃的温度下每天生长棉花植物群至少约2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12小时，持续至少40天、至少50天、至少60天、至少70天、至少75天或至少80天，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚，并且任选地其中种子包含黑色层(高温)。在某些方面，胁迫条件包括在从群中棉花种子发芽的平均天数到群植物产生至少一个含有种子的棉铃的平均天数期间，平均每天提供小于约500mL、小于400mL、小于约300mL、小于约200mL、小于约100mL或小于约50mL的水，持续至少40天、至少50天、至少60天、至少70天、至少75天或至少80天，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚，并且任选地其中种子包含黑色层(受限的灌溉)。在某些方面，胁迫条件可以是任何这些的组合。

在某些方面，群中至少约50％、60％、70％、80％、90％或95％的植物产生种子。在某些方面，群中至少一株棉花植物已经产生至少一个含有种子的棉铃，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚并且任选地其中种子包含黑色层，与对照植物相比，所述植物的大小缩小，例如高度减少和/或生物质降低。在某些方面，群中至少约50％、60％、70％、80％、90％或95％的植物已经产生至少一个含有种子的棉铃，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚并且任选地其中种子包含黑色层，与对照植物相比，所述植物的大小缩小，例如高度减少和/或生物质降低。

在某些方面，群在受控环境中生长。

在某些方面，群中至少约50％、60％、70％、80％、90％或95％的植物已经产生至少一个含有种子的棉铃，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚并且任选地其中种子包含黑色层，且所述植物的高度小于约30英寸、小于约24英寸、小于约18英寸、小于约15英寸或小于约12英寸。在某些方面，群中至少约50％、60％、70％、80％、90％或95％的植物具有至少20粒种子、至少30粒种子、至少40粒种子、至少50粒种子或至少60粒种子。

在某些方面，来自在胁迫条件下生长的植物群的至少一株植物用于育种计划。在某些方面，方法还包括从来自在胁迫条件下生长的植物群的至少一株植物收集至少一粒种子。在某些方面，该方法还包括测试(例如，基因分型和/或表型分型)至少一粒收集的种子或从收集的种子生长的植物。在某些方面，该方法还包括基于测试生长和/或杂交棉花植物。

在某些方面，以至少10、30、60、75、100、125或150株植物/平方米的平均密度生长棉花植物群。在某些方面，植物群包括至少约50株棉花植物、至少约100株棉花植物、至少约500株棉花植物、至少约1,000株棉花植物、至少约5,000株棉花植物、至少约10,000株棉花植物、至少约100,000株棉花植物、至少约500,000株棉花植物或至少约1,000,000株棉花植物。类似地，在某些方面，植物群包括50或更多株棉花植物、100或更多株棉花植物、500或更多株棉花植物、1,000或更多株棉花植物、5,000或更多株棉花植物、10,000或更多株棉花植物、100,000或更多株棉花植物、500,000或更多株棉花植物、1,000,000或更多株棉花植物。在某些方面，在从群中棉花种子发芽的平均天数到群植物产生至少一个含有种子的棉铃的平均天数期间，在胁迫条件下以至少10、30、60、75、100、125或150株植物/平方米的平均密度生长棉花植物群至少40天、至少50天、至少60天、至少70天、至少75天或至少80天，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚，并且任选地其中种子包含黑色层。

本文提供了具有改变的形态的棉花植物群。应理解，除非另有说明，否则提及“一个方面”是指本文公开的具有改变的形态的任何植物群，并且不应限于任何特定的群。在某些方面，以至少10、30、60、75、100、125或150株植物/平方米的密度生长植物群。在某些方面，群中至少约30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、95％、98％或99％的植物的生命周期已经到达形成针头蕾的阶段。在某些方面，群中至少约75％、80％、85％、90％、95％、98％或99％的植物产生至少一个含有种子的棉铃，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚，并且任选地其中种子包含黑色层。在某些方面，群中至少约75％、80％、85％、90％、95％、98％或99％的植物产生至少20粒种子、至少30粒种子、至少40粒种子、至少50粒种子或至少60粒种子。在某些方面，群中至少约75％、80％、85％、90％、95％、98％或99％的植物的高度小于约30英寸、小于约24英寸、小于约18英寸、小于约15英寸或小于约12英寸。在某些方面，群的平均高度小于约30英寸、小于约24英寸、小于约18英寸、小于约15英寸或小于约12英寸。在某些方面，植物群包括至少约50株棉花植物、至少约100株棉花植物、至少约500株棉花植物、至少约1,000株棉花植物、至少约5,000株棉花植物、至少约10,000株棉花植物、至少约100,000株棉花植物、至少约500,000株棉花植物或至少约1,000,000株棉花植物。类似地，在某些方面，植物群包括50或更多株棉花植物、100或更多株棉花植物、500或更多株棉花植物、1,000或更多株棉花植物、5,000或更多株棉花植物、10,000或更多株棉花植物、100,000或更多株棉花植物、500,000或更多株棉花植物、1,000,000或更多株棉花植物。

在某些方面，根据任何上述方法生长植物群。在某些方面，在受控环境中生长植物群。

附图说明

图1示出了具有棉铃(种子)和改变形态的两株不同的棉花植物。棉花植物在大约380毫升的土壤中生长并且株型减小，如相对于保持它的手(左)和显示12英寸的卷尺(右)所示。

图2示出了与正常高度的植物相比，株型减小的棉花植物。

图3示出了与大的田间生长的植物(底图)相比，在托盘中以高密度生长的株型减小的具有棉铃的棉花植物(顶图)。

图4示出了本文详述的从棉花种子发芽到棉花植物产生至少一个含有种子的棉铃期间的时间段的示例，例如“至少40天”、“至少60天”和“至少80天”。示出了连续和非连续的天数。

图5示出了在几个棉花品系的棉花植物群中，开花时间随种植后天数(DAP)的分布。

图6示出了图5中公开的结果，以在DAP开花的植物的累积％表示。

发明详述

本文提供了栽培植物(例如作物植物)以产生具有生殖活力(例如，产生种子)和改变形态的植物的方法，所述形态可修正用于以高密度生长和/或用于育种计划，特别是在受控条件下(例如在受控环境中)生长。在某些方面，改变的形态是小型化植物，例如植物的株型减小、高度降低、节间长度缩短、生物量减少等。这些植物可以以更高的密度生长，因此对于给定数量的植物需要更少的空间。这反过来使得在覆盖(即，通常保护以免受授粉昆虫的干扰)下生长植物群更加可行，这反过来可以提高育种计划中实现的杂交的遗传纯度，使育种计划更有效和/或成本效益。因此，在某些方面，进行所述方法是为了提高育种计划的效率。此外，已经发现在本文公开的胁迫条件下生长的植物群可以在其发育时间中显示更紧密的同步，例如开花和/或种子生产，这也可以提高育种计划的效率。

方法包括使植物经受一种或多种胁迫条件和/或施用某些植物生长调节剂(PRG)。还提供了与相应的对照植物相比具有改变的形态的产种子植物。

虽然在某些方面，在本文公开的胁迫和/或施用PGR条件下生长的植物产生种子，但种子数量不必与在正常条件下生长的植物或商业销售期望的一样多。例如，在植物育种计划中，可能仅需要一定数量的种子进行筛选和重新种植，因此任何超过该数量的种子都是不必要的。育种计划的目的是杂交植物并从这些杂交中回收种子以捕获并分析种子的遗传和/或回收种子以使所得植物及其遗传可用于未来的杂交。越有效地完成这一过程，开发新的植物品系越快和/或开发成本越低。目前认为在育种计划中种植植物的最有效方式是以健康和生长最大化的方式种植植物，例如模仿商业种植条件。然而，用于育种计划的所需的种子数量可能少于试图使棉花纤维产量最大化的商业种植者通常生产的种子数量。事实上，在育种计划的某些步骤中生产额外的种子可能被视为浪费。因此，在育种计划的某些步骤中种植这样的植物可能是可接受的：当在最佳或商业种植条件下种植时，其产生的种子数量少于其遗传潜力。

定义

在提供描述性支持所必需的程度上，所附权利要求的主题和/或文本通过引用整体并入本文。

本申请的所有读者将理解，本文描述和要求保护的示例性实施方案可以在缺少本文具体公开或没有公开的任何记载特征、要素或步骤的情况下适当地实施。

应注意，术语“一”或“一个”实体是指一个或多个该实体；例如，“一株植物”应理解为代表一株或多株植物。因此，术语“一”(或“一个”)、“一个或多个”和“至少一个”在本文中可互换使用。本文使用的短语“一个或多个”可与“至少一个”互换。

此外，本文使用的“和/或”将被视为具有或不具有另一个的两个指定特征或组分中的每一个的具体公开。因此，在本文短语，例如“A和/或B”中所用的术语“和/或”旨在包括“A和B”、“A或B”、“A”(单独)和“B”(单独)。同样地，在短语，例如“A、B和/或C”中所用的术语“和/或”旨在包括以下实施方案中的每一个：A、B和C；A、B或C；A或C；A或B；B或C；A和C；A和B；B和C；A(单独)；B(单独)和C(单独)。

应当理解，在本文中使用语言“包括”来描述方面的任何地方，还提供了以“由...组成”和/或“基本上由......组成”描述的其他类似方面。

除非另外定义，否则本文使用的技术和科学术语的含义与本公开所涉及领域的普通技术人员通常理解的含义相同。数字范围包括定义范围的数字。即使没有通过“和其间的任何范围”等明确地定义，当记载数值列表(例如1、2、3或4)时，本公开内容特别包括这些值之间的任何范围，例如1-3、1-4、2-4等。

本文提供的标题仅仅是为了便于参考，而不是对本公开的各个方面或方面的限制，其可以通过参考整个说明书获得。因此，通过参考整个说明书，可以更全面地定义下面紧接着定义的术语

如本文所用，“植物”是指整株植物或其任何部分。例如，为了本公开的目的，向“植物”施用植物生长调节剂包括向整株植物或其任何部分或植物部分(例如叶、茎、根、种子等)施用植物生长调节剂。

如本文所用，“植物群”、“植物群体”等是指至少两株或更多株植物。最常见的是，该术语涉及在育种计划中选择成员并杂交以产生后代的植物繁殖种群。植物群可以包括单次育种杂交或多次育种杂交的后代，并且可以是实际植物或植物衍生材料，或植物的计算机表示。群体成员不必与选择用于随后的分析循环的群体成员或最终选择用于获得最终后代植物的群成员相同。通常，植物群体来自单次双亲杂交，但也可来自相同或不同亲本之间的两次或更多次杂交。尽管植物群可以包含少量个体，但是本领域技术人员将认识到植物育种者通常使用从一百个或两百个个体到几千个的群体大小，并且通常选择群中表现最高的5-20％用于后续杂交，以改进后代群体的表现。

如本文所用，术语“非天然存在的”条件、物质、组合物、实体、植物、生物体、个体和/或其任何组合，或其任何语法变体，是明确排除，但只排除以下的条件术语：本领域普通技术人员熟知的“天然存在”的形式，或者是或可能由法官或行政或司法机构在任何时候确定或解释为“天然存在”的那些。

如本文所用，术语“花”和“花序”可互换使用。

本文描述的方法不限于将植物群聚集在一起进行栽培的过程。例如，通常理解的是，种子在受精后形成并且包含被曾经是胚珠一部分的组织包围的受精卵或胚。然而，如本文所用，术语“种子”还可以具有更一般的含义，包括能够经历细胞分裂(例如有丝分裂)以生长和/或发育，和在某些实施方案中形成繁殖结构的任何活的植物细胞。种子也可以是可以直接播种或种植到生长介质中的任何东西，包括营养结构，如马铃薯块茎(“种子”马铃薯)，和/或甘蔗茎秆，和/或愈伤组织细胞。种子还可以包含以某种形式的保护层包裹的受精卵或胚。在某些实施方案中，保护层包含衍生自植物细胞(例如，母本亲本胚珠的细胞)的组织，并且种子可以包括或不包括其他组织，例如，当技术上考虑保护或包围胚的种子层为干果或核仁的一部分时，正如在玉米和向日葵中一样。甚至预期了出于保护和/或维持和/或支持胚的目的，用多种化学物质涂覆或保护胚的人工方法。种子甚至可以是裸胚，前提是能够使用本文所述的一种或多种方法将其培养成营养植物或开花植物。本领域技术人员将立即理解，本文公开的方法可以与在高密度和/或至少一种本文所述的胁迫条件的受控环境中生长植物群的任何其他方法结合使用。

如本文所用，术语“优良”、“优良植物”等描述了至少一株作物植物的组、种质或群体，其源自人定向育种和选择以获得优异的农艺性能。“优良群体”是各种优良个体或品系，可用于代表给定的作物物种(如棉花)在农学上优良的基因型的现有技术水平。类似地，“优良种质”或“优良种质株”是农学上优良的种质，通常衍生自和/或能够产生具有优良农艺性能的植物，例如现有的或新开发的优良棉花品系。相反，“外来植物”、“外来品系”或“外来种质”是源自以下的植物、品系或种质：不属于可获得的优良品系或种质株的植物。在两株植物或种质系之间杂交的情况下，外来种质的祖谱和与其杂交的优良种质并不密切相关。最常见的是，外来种质不是来自任何已知的优良作物品系，而是选择其以将遗传元件(通常是所需的等位基因)引入育种计划。

如本文所用，“对照”植物是被认为具有代表性表型(例如，花序数、种子数、高度、节间长度、生物质等)的植物(或植物群的成员)，其在正常推荐的生长条件下生长，但在其他方面(例如遗传构成)与在胁迫条件下生长的植物相当。例如，本领域普通技术人员将理解，对照植物具有一种或多种以下属性：来自相同单倍体诱导杂交产生的种子；与处理植物有至少一个共同亲本；在十二代之内与处理植物共享一个共同的祖先；与处理植物具有足够的共同遗传，使得植物育种领域的普通技术人员将对照植物视为在胁迫生长条件和所得表型之间建立相关性的有效比较；和/或获得被认为是成熟植物典型的形态。本领域普通技术人员将认识到，偶然(例如，统计异常值)、通过一些其他类型的操作或其他原因而包含与对照植物的代表性表型不同的表型的对照植物将不是用于比较的合适对照植物。

如本文所用，术语“在受控环境中生长”是指植物或植物群在能够排除授粉昆虫的场地(enclosure)中生长。这种场地包括屏蔽在诸如笼子、温室、暖房、种植房、拱形温室、仓库和生长室的场地中。应理解，“能够排除授粉昆虫”并不意味着绝对排除所有传粉昆虫，而是可以进入植物或植物群的授粉昆虫比如果植物或植物群没有在受控环境中生长少。在受控环境中的生长还可以包括控制一个或多个其他因素，例如照明、温度、湿度、灌溉、生长介质体积、保护免受诸如风和冰雹等元素的危害、排除风传花粉以及防止风吹农药污染。

本文所述的植物“生长介质”可以是适于生长植物的任何类型的物质。通常，土壤被用作植物生长的生长介质。

棉花植物的花苞可以称为“蕾”。它通常包括含有繁殖结构(例如花药)和萼片的中央花冠，并被三个(或有时四个)苞片包围。棉花种植者识别蕾发育的几个形态阶段(即，“现蕾”)。当首先可用肉眼识别蕾时，“针头”蕾期开始，接着是“火柴头”或“三分之一生长”蕾。之后，通常在开花前，花苞呈蜡烛状。

胁迫条件

本文公开了包括生长植物、产生种子和进行植物育种等的方法，其中对植物施加某些胁迫。这些胁迫条件与建议用于商业生产的既定条件或可能在旨在优化生长条件以最大化植物健康和产量的研究计划中测试的条件不同。在某些方面，这些胁迫条件中的一个或多个是人控制和/或操纵生长条件(“受控条件”，例如在“受控环境”中)的结果，并且与田间种植的植物可能自然经历的条件不同。换言之，即使田间植物可能由于自然天气条件而经历例如干旱和/或高温的条件，本文公开的某些方面的方法也与那些条件不同，因为条件由人控制和/或操纵，例如在场地内或通过在受限量的生长介质中种植和/或以高密度生长植物至成熟。

在某些方面，方法涉及从种子生长植物。在某些方面，施加一种或多种胁迫条件导致与对照植物相比植物的形态改变。在某些方面，这些胁迫条件中的一种或多种可以在种子播种和/或发芽时施加，并且在植物生长的整个期间或部分期间内保持。此外，在某些方面，具有改变形态的植物(尽管存在胁迫条件)仍然产生至少一些可以用于例如育种计划的种子。

虽然下面分别描述了不同胁迫条件的细节，但应理解，本文的方法可包括胁迫条件的任何一种、任何组合或全部。此外，尽管将胁迫条件描述为施加于植物，但应理解，任何这种胁迫条件或胁迫条件的组合可以应用于植物群。

受限的生长介质体积

在某些方面，施加于植物的胁迫条件是使植物在限制体积的生长介质中生长以实现改变的植物形态，所述生长介质在一些情况下显著低于通常推荐的量。在某些方面，在受限的土壤体积胁迫下(或土壤体积胁迫与其他类型的胁迫条件和/或施用植物生长调节剂的组长的植物导致仍然产生至少一些种子的形态改变。

例如，棉花植物通常在开阔的田间间隔开生长，或如果在容器中生长，则在具有至少约3L土壤体积的容器(例如，3L的桶或袋)中间隔开，以允许它们具有为了健康成长通常认为是足够的空间。相反，在本文方法的某些方面，受限的土壤体积是小于约2000mL、小于约1500mL、小于约1000mL、小于约900mL、小于约800mL、小于约700mL、小于约600mL、小于约500mL、小于约450mL、小于约400mL、小于约350mL、小于约300mL、小于约250mL或小于约200mL的土壤体积。在某些方面，受限的土壤体积是从任何的约100mL、200mL、300mL、400mL、450mL、500m或1，000mL的土壤体积至任何的约300mL、400mL、450mL、500mL、600mL、700mL、800mL、900mL、1,000mL、1，500mL或2，000mL的土壤体积。例如，从约200mL至约500mL、从约250mL至约450mL、从300mL至约500mL或从约350mL至约450mL的土壤体积。

应当理解，植物生长的土壤量可以通过在容器中生长植物来限制。在某些方面，每个容器生长一株植物。然而，可以在共用容器中生长不止一株植物。在这种情况下，每株植物的土壤体积量可以认为是容器中土壤体积的量除以容器中的植物数量。

通常的做法是将种子播种在少量土壤中，然后随着植物生长并变大，将植物再种植到含有更多土壤的更大容器中，或甚至一系列连续更大的容器中。如果随着生长，没有将植物再种植到产生胁迫的土壤量中，它将无法获得本文所述的形态。相反，在本文公开的方法中，植物在受限的土壤体积中生长一段确定的时间，以使植物在生长时受到胁迫。在某些方面，在从种子发芽到植物产生至少一个含有种子的棉铃的时间期间，棉花植物在受限的土壤体积中生长至少40天、至少50天、至少60天、至少70天、至少75天或至少80天，其中棉花种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚。在某些方面，棉花种子包含黑色层。在允许发芽的条件下，例如，棉花种子通常在播种后约12小时至48小时发芽。类似地，在某些方面，在从种子发芽到植物到达其繁殖阶段的时间期间，非棉花植物在受限的土壤体积中生长相应百分比的天数。植物在胁迫条件下生长的天数不需要是连续的，即，在受限的土壤体积中的天数是从种子播种或发芽到植物到达繁殖阶段的累积天数。在某些方面，该时间段是连续的天数。

在高温下栽培

在某些方面，通过在高温下栽培来胁迫植物。不受理论束缚，本领域建议高于约35℃的温度可以妨碍光合作用以及植物发育和存活。在某些方面，高温栽培与上述在受限的土壤体积中生长植物的方法和/或下述提出的在限制灌溉下生长植物的方法相结合。在某些方面，温度比通常推荐的生长植物的最高温度高至少约5℃。

已经发现，在约37℃至约48℃的日常高温下生长植物，甚至每天仅几小时，可导致植物形态改变。在某些方面，在高温胁迫(或高水分胁迫与其他类型的胁迫条件和/或施用植物生长调节剂的组合)下生长的植物导致仍然产生至少一些种子的形态改变。

在某些方面，植物在至少约37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃或48℃的温度下生长。在某些方面，植物每天在该温度下生长的持续时间可以短至2小时，或每天至少约2小时、3小时、4小时、5小时、6小时、7小时、8小时、9小时、10小时、11小时或12小时。植物每天暴露于上述温度的持续时间在一天(包括非白天时间)中可以是连续和/或累积的。然而，通常，温度在白天升高然后在夜晚降低。在某些方面，植物在较冷的温度下生长过夜，例如比白天最高温度低至少5℃、10℃、15℃、20℃或25℃。在某些方面，平均夜间温度为约18℃至约22℃。在某些方面，在从种子发芽到植物产生至少一个含有种子的棉铃的时间期间，棉花植物在这些高温和时间下生长至少40天、至少50天、至少60天、至少70天、至少75天、至少80天或至少85天，其中棉花种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚。在某些方面，棉花种子包含黑色层。类似地，在某些方面，在从种子发芽到植物到达其繁殖阶段的时间期间，非棉花植物在这些高温和时间下生长相应百分比的天数。植物在胁迫条件下生长的天数不需要是连续的，即，植物在高温下生长的天数是从种子播种或发芽到植物到达繁殖阶段的累积天数。例如，植物可以在高温下生长几天，然后在较低温度下生长一天或更多天，然后回到高温下生长，等等。在某些方面，该时间段是连续的天数。

在某些方面，植物经受高温的持续时间受到限制，以防止植物被过度胁迫到不会产生种子的程度。因此，在某些方面，在至少约37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃或45℃的温度下生长植物的天数的至少约50％、60％、70％、80％，、90％、95％、98％或100％中，它每天在该温度生长不超过约6、7、8、9、10、11、12、13、14、15或16、18或20小时，即，每天在低于该温度下生长至少4、6、8、9、10、11、12、13、14、15或16、17或18小时。在某些方面，在至少约37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃或45℃的温度下生长植物的天数的至少约50％、60％、70％、80％，、90％、95％、98％或100％中，植物每天还在约18℃-22℃的温度下生长至少2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15或16小时。

胁迫条件的组合可产生累加效应，其中单个胁迫条件的严重性可以降低，但仍可获得具有所需改变形态的植物。在某些方面，当植物在受限的生长介质体积和/或如本文其他地方所述的受限的灌溉胁迫条件下生长时，高温胁迫条件可降低至至少约32℃、33℃、34℃、35℃或36℃，在每天数小时的条件下，发芽和种子形成之间的天数等，在本文中另外描述。

如本文任何地方所述，除非另有说明，否则在其中施加各种胁迫条件的发芽和种子形成之间的天数、达到繁殖阶段的天数等通常会重叠，它们不必对应或甚至重叠。例如，植物可以在常温下经受有限的灌溉一天，然后在第二天给予正常量的水但是经受高温。例如，植物可以在正常的水和温度条件下在受限的土壤体积中生长一段时间，然后再种植到正常的土壤体积中，但经受温度和/或灌溉胁迫。

受限的灌溉

在某些方面，通过限制它们接收的水量来胁迫植物。在某些方面，水限制与上述在受限土壤体积和/或高温下生长植物的方法相结合。例如，对于大多数生长天数，通常建议的植物灌溉可以是每24小时约500mL至约1,000mL水，而在某些方面，在相同的时期内向植物提供约1/10或更少的水，例如小于约100毫升的水。在某些方面，植物在水限制下生长(或受限的灌溉胁迫与其他类型的胁迫条件和/或施用植物生长调节剂的组合)导致仍产生至少一些种子的形态改变。

在某些方面，限制水的量不是以每天为基础测定的，而是在给定天数内每天的平均水量。例如，在第一天用600mL水浇水，然后在接下来连续两天没有浇水，则植物在这三天期间平均每天用200mL水浇水。

在某些方面，平均每天向植物提供小于约500mL、小于约400mL、小于约300mL、小于约200mL、小于约100mL或小于约50mL的水。在某些方面，向植物提供任何的平均每天约1mL、10mL、25mL、50mL、100mL、200mL、250mL或300mL水至任何的平均每天约50mL、100mL、200mL、250mL、300mL、400mL或500mL水。在某些方面，在从种子发芽到植物产生至少一个含有种子的棉铃的时间期间，棉花植物在任何这些受限的灌溉条件下生长至少40天、至少50天、至少60天、至少70天、至少75天或至少80天，其中棉花种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚。在某些方面，棉花种子包含黑色层。类似地，在某些方面，在从种子发芽到植物到达其繁殖阶段的时间期间，非棉花植物在受限的灌溉条件下生长相应百分比的天数。

植物生长调节剂(PGR)

某些方面提供了使用植物生长调节剂(PGR)来诱导改变的植物形态，通过单独使用PGR或与一种或多种上述胁迫条件组合使用以获得改变的形态。在某些方面，用PGR(或PGR与一种或多种上述胁迫的组合)处理植物导致仍然产生至少一些种子的形态改变。

在本文提供的某些方面，可以将植物与多种PGR接触。PGR是影响植物的细胞过程、生长、发育或行为的一类化合物。PGR可以负责加速或延迟生长或成熟的速率，或以其他方式改变植物的行为。在一些方面，PGR是天然存在的植物激素，其能够改变植物的花发育、节间长度、顶端优势、成熟、根构造、结果和/或其他特征。在一些方面，PGR是能够改变植物的花发育、节间长度、顶端优势、成熟、根构造、结果和/或其他特征的化学品。植物生长调节剂包括生长素(例如IAA)和生长素抑制剂、细胞分裂素(例如BAP)和细胞分裂素抑制剂、可以刺激乙烯产生的化合物(即ACC等)和可以抑制乙烯产生的化合物(AVG等)和抑制乙烯感知的化合物(银等)。植物生长调节剂还包括调节植物感知、信号传导和/或行为的化合物，例如赤霉素及其抑制剂(例如多效唑(PBZ)或烯效唑)、脱落酸及其抑制剂，以及茉莉酸及其抑制剂。在某些方面，植物生长调节剂是植物激素、赤霉酸抑制剂、细胞分裂素或其任何组合。

在某些方面，PGR是外源提供的化合物，其可以被引入植物表面并迁移到植物组织中。在一些方面，PGR在植物组织内在细胞外起作用，例如与外细胞表面上的受体相互作用。在一些方面，PGR进入组织内的细胞。在一些方面，PGR包含在液体中。这些液体包括但不限于水性和非水性溶液、悬浮液、乳液和胶体分散体。“植物处理溶液”或“处理溶液”可以指包含PGR的任何液体溶液。

在某些方面，植物和处理剂之间的接触通过将植物浸渍、浸没或以其他方式插入到包含植物处理剂的液体库中来实现。使植物与处理剂接触的其他方法包括用包含植物处理剂的溶液喷雾或雾化植物，或在包含植物处理剂的溶液中搅拌或翻滚植物。在某些方面，植物和处理剂之间的接触通过土壤灌溉实现，其包括将液体处理剂添加到植物根部附近的土壤或生长介质中。

在某些方面，液体具有水性。在某些方面，水性液体可包含水溶性组分。在某些方面，水性液体可包含水不溶性组分，可包含通过添加表面活性剂而可溶于水的不溶性组分，或可包含可溶性组分、不溶性组分和表面活性剂的任何组合。

在某些方面，PGR可以是已知抑制植物中的赤霉酸的合成、摄取或持久性的任何化合物。例如，可以与本发明一起使用的PGR的非限制性实例选自：氯喹-CL、缩节胺-CL、AMO-1618、三丁氯苄膦-Cl、tetcylacis、嘧啶醇、调嘧醇、多效唑、烯效唑-P、抗倒胺、调环酸-CA、乙基抗倒酯、丁酰肼、外-16，17-和二氢-GA5-13-乙酸酯。其他实例包括肽激素，例如系统素、植物磺肽素和快速碱化因子。在某些方面，PGR是助壮素。

IAA是吲哚-3-乙酸，IBA是吲哚-3-丁酸。两者都是一类称为生长素的植物激素的天然存在形式。可以使用生长素的其他变体，包括合成生长素，例如2，4-D(2，4-二氯苯氧基乙酸和-NAA(-萘乙酸))。

如本文所用，PBZ是多效唑，(2S，3S)-1-(4-氯苯基)-4，4-二甲基-2-(1，2，4-三唑-1-基)戊-3-醇，也写成C15H10CIN30，一种植物生长调节剂和三唑类杀真菌剂。它是已知的植物激素赤霉素的拮抗剂，其抑制赤霉素生物合成、减少节间生长和增加茎周长。BAP是6-苄氨基嘌呤，N-(苯基甲基)-7H-脯氨酸-6-胺，也写为C12H11N5。IAA是吲哚-3-乙酸，IBA是吲哚-3-丁酸。两者都是一类称为生长素的植物激素的天然存在形式。本发明可以使用生长素的其他变体，包括合成生长素，例如2，4-D(2，4-二氯苯氧基乙酸)和1-NAA(1-萘乙酸)。

如本文所用，烯效唑是(e)-(+/-)-β-((4-氯苯基)亚甲基)-α-(1，1-二甲基乙基)-1h-1，2，4-三唑-1-乙醇，也称为C15H18CIN3O，也称为烯效唑-P。它是一种三唑类植物生长阻滞剂，和已知的植物激素赤霉素的拮抗剂，可减少节间生长并增加茎周长。

如本文所用，助壮素还称为N，N-二甲基哌啶鎓氯化物、C7H16CIN、助壮素-CL。

通常，本文使用的PGR是水溶性试剂。然而，在某些方面，通过使用也包含各种转移剂或调理剂的液体组合物，可以促进具有高、中、低或可忽略的水溶性的PGR的使用。转移剂或调理剂可包含促进植物处理剂迁移至植物(例如植物细胞)和/或促进植物摄取植物处理剂的任何试剂。转移剂或调理剂包括但不限于(a)表面活性剂，(b)有机溶剂或水溶液或有机溶剂的水性混合物，(c)氧化剂d)酸，(e)碱，(f)油，(g)酶或其组合。在某些方面，方法可任选地包括孵育步骤、中和步骤(例如，中和酸、碱或氧化剂，或使酶失活)、冲洗步骤或其组合，由此在递送至植物之前或之后，对液体和其中包含的植物处理剂进行处理。因此，转移剂或调理剂包括但不限于乳液、反相乳液、脂质体和其他胶束样组合物。有用的佐剂的实例包括表面活性剂和其中包含的有效分子，其包括脂肪酸的钠盐或锂盐(例如牛油或牛油胺或磷脂)。转移剂或调理剂可包含盐，包括但不限于钠盐、铵盐、钙盐、锂盐、镁盐、氯化物、硫化物和硫酸盐。本文提供的方法的某些方面使用已知与植物处理剂结合的平衡离子或其他分子。对于某些带负电的植物处理剂，例如多核苷酸，可以使用阳离子如无机铵离子、烷基铵离子、锂离子，多胺如精胺、亚精胺或腐胺等。用于调节植物细胞以渗透某些植物处理剂(包括但不限于多核苷酸)的有机溶剂是溶剂，例如DMSO、DMF、吡啶、N-吡咯烷、六甲基磷酰胺、乙腈、二恶烷、聚丙二醇或其他可与水混溶的溶剂。可以使用含有或不含表面活性剂或乳化剂的天然来源的或合成的油，例如植物来源的油、作物油(例如在第9版除草剂佐剂汇编中列出的那些，其可在万维网(因特网)“herbicide.adjuvants.com”上公开获得)。在本文提供的方法中使用的某些液体组合物中可用的油包括但不限于石蜡油、多元醇脂肪酸酯，或具有用酰胺或多胺如聚乙烯亚胺或N-吡咯烷改性的短链分子的油。

在本文任何方法的某些方面，通过浸透、充气、注射或喷雾使植物与PGR接触。

在某些方面，可以结合这些方法使用宽范围的化学浓度，并且本领域普通技术人员可以优化向经受本文公开的任何胁迫条件的给定植物施用的剂量，以使所需的形态最大化。

在某些方面，PGR的使用与施用PGR的现有方法不一致。例如，制造商明确建议，在植物上形成针头蕾之前(通常在种植后(DAP)25-30天)，用户不应施用助壮素。然而，在某些方面，该方法包括在第一针头蕾阶段之前施用PGR。在某些方面，该方法包括在发芽后不超过20天、21天、22天、23天或25天的某一天施用PGR。在某些方面，该方法包括在发芽后20-25天、发芽后20-24天、发芽后21-23天或发芽后22-24天施用PGR。

改变的植物形态

本文提供了由于在植物生长时施加一种或多种胁迫条件和/或施用PGR而具有改变的形态的植物。即，本文公开的具有改变的形态的植物根据任何上述方法生长。特别地，与在正常或推荐生长条件下生长的植物相比，上述生长条件导致的植物通常具有降低的高度，更短的节间长度和/或降低的生物质。虽然这些植物的生长对于本领域普通技术人员来说可能看起来病态或发育不良，但已经发现，在适当的条件下，这种植物可以产生至少一些种子，因此可以用于例如植物育种计划。在某些方面，植物在受控环境中生长，例如以保护其以免于授粉昆虫的干扰。

在某些方面，棉花植物的高度是从植物的子叶测量到最顶部结构。如本文所用，对于棉花植物，测量棉花植物的最顶部结构(在本文中也称为“植物顶部”)是指测量与直径为至少1英寸的展开叶连接的最上面的节点。本领域普通技术人员将认识到，可以有更高的幼叶，但它们是卷曲的，因此在测量植物高度时忽略它们是标准的，以确保一致的测量。

本领域普通技术人员将认识到，从子叶节点测量更一致，但植物的高度也可以从植物生长的土壤上方测量到如上所述的植物的最顶层结构。在不操纵土壤水平以获得预期结果(从本公开的高度测量中排除)的情况下，本领域普通技术人员将理解，土壤上方与子叶节点之间的距离约为2-6英寸(例如，平均约4英寸)。因此，本领域普通技术人员将理解，如果植物高度是从土壤上方测量到植物顶部，则出于比较目的，可以通过减去4英寸(即，土壤上方和子叶节点之间的平均距离)将该高度转换为本文公开的高度。例如，如果从土壤上方到植物顶部测量植物，并且记录高度为26英寸，则出于本公开的目的，认为该植物的高度为22英寸。

在某些方面，植物是已经产生种子但是高度小于约30英寸、小于约24英寸、小于约18英寸、小于约15英寸或小于约12英寸的植物。在某些方面，植物是已经产生种子但是高度为从任何的约6英寸、12英寸、15英寸、18英寸或24英寸至任何的约12英寸、15英寸、18英寸高、24英寸或30英寸的植物(本领域普通技术人员将理解如何将英寸转换成其他单位，例如厘米或米)。虽然理解从种子生长的植物开始例如小于12英寸高，但在其营养阶段期间生长的植物将不会产生种子。当在正常生长条件下生长的植物到达繁殖阶段并产生种子时，它将高于例如12英寸。

在某些方面，所述植物是已经产生至少一个含有种子的棉铃的棉花植物，其中所述种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚，但所述植物小于约30英寸高、小于约24英寸高、小于约18英寸高、小于约15英寸高或小于约12英寸高。在某些方面，所述植物是已经产生至少一个含有种子的棉铃的棉花植物，其中所述种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚，但所述植物的高度从任何的约6英寸、12英寸、15英寸、18英寸或24英寸至任何的约12英寸、15英寸、18英寸高、24英寸或30英寸。虽然理解从种子生长的植物开始例如小于12英寸高，但在其营养阶段期间生长的植物将不会产生种子。当在正常生长条件下生长的棉花植物产生至少一个含有种子的棉铃时，它将高于例如12英寸。

在某些方面，植物小于约30英寸高、小于约24英寸高、小于约18英寸高、小于约15英寸高或小于约12英寸高，但具有至少20粒种子、至少30粒种子、至少40粒种子、至少50粒种子或至少60粒种子。

在某些方面，植物是棉花植物，其小于约30英寸高、小于约24英寸高、小于约18英寸高、小于约15英寸高或小于约12英寸高，但具有至少20粒种子、至少30粒种子、至少40粒种子、至少50粒种子或至少60粒种子。

某些方面提供了生长植物群的方法，所述植物群包含具有改变形态的植物，其中群中的植物根据本文公开的任何方法生长。在某些方面，群中至少约50％、60％、70％、80％、90％、95％、98％或99％的植物产生种子。在某些方面，群中的至少一株植物与对照植物相比高度降低。在某些方面，群中至少约50％、60％、70％、80％、90％、95％、98％或99％的植物与对照植物相比高度降低。在某些方面，群在受控环境中生长。在某些方面，群中至少约50％、60％、70％、80％、90％或95％的植物小于约30英寸高、小于约24英寸高、小于约18英寸高、小于约15英寸高或小于约12英寸高。在某些方面，群中至少约50％、60％、70％、80％、90％或95％的植物的高度为从任何的约6英寸、12英寸、15英寸、18英寸或24英寸至任何的约12英寸、15英寸、18英寸高、24英寸或30英寸。在某些方面，群中植物的平均高度小于约30英寸高、小于约24英寸高、小于约18英寸高、小于约15英寸高或小于约12英寸高。在某些方面，群中植物的平均高度为从任何的约6英寸、12英寸、15英寸、18英寸或24英寸至任何的约12英寸、15英寸、18英寸高、24英寸或30英寸。在某些方面，群中至少约50％、60％、70％、80％、90％、95％、98％或99％的植物具有至少20粒种子、至少30粒种子、至少40粒种子、至少50粒种子或至少60粒种子。在某些方面，植物是棉花植物，且群中至少约50％、60％、70％、80％、90％、95％、98％或99％的植物在其生命周期中已经到达形成针头蕾的阶段。

在某些方面，植物群以每平方米至少10株植物的平均密度生长。在某些方面，植物群以每平方米至少30株植物的平均密度生长。在某些方面，植物群以每平方米至少约60株植物的平均密度生长。在某些方面，植物群以每平方米至少67株植物的平均密度生长。在某些方面，植物群以每平方米至少75株植物的平均密度生长。在某些方面，植物群以每平方米至少100株植物的平均密度生长。在某些方面，植物群以每平方米至少125株植物的平均密度生长。在某些方面，植物群以每平方米至少150株植物的平均密度生长。在某些方面，植物群以每平方米约10、30、60、75、100、125或150株植物或其间任何范围的平均密度生长。

在某些方面，植物群包括至少约50株棉花植物、至少约100株棉花植物、至少约500株棉花植物、至少约1,000株棉花植物、至少约5,000株棉花植物、至少约10,000株棉花植物、至少约100,000株棉花植物、至少约500,000株棉花植物或至少约1,000,000株棉花植物。类似地，在某些方面，植物群包括50或更多株棉花植物、100或更多株棉花植物、500或更多株棉花植物、1,000或更多株棉花植物、5,000或更多株棉花植物、10,000或更多株棉花植物、100,000或更多株棉花植物、500,000或更多株棉花植物、1,000,000或更多株棉花植物。

某些方面提供了在本文公开的任何胁迫条件下生长和作为棉花植物群的成员生长的棉花植物，其中在从棉花种子发芽到棉花植物产生至少一个含有种子的棉铃的时间期间，棉花植物以每平方米至少10、30、60、67、75、100、125或150株植物的平均密度在群中生长至少40天，至少50天，至少60天，至少70天，或至少80天，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚。

植物育种

除了生长植物例如以产生具有改变的形态的植物和/或产生种子之外，本文提供的方法还将生长植物的方法应用于育种目的。在某些方面，从通过至少一种前述方法生长的植物和/或具有上述形态之一的植物收集至少一粒种子。在某些方面，可以测试收集的种子或从种子生长的植物的性状(也称为“筛选”)。在某些方面，通过基因分型和/或表型分析来测试种子。在某些方面，通过测试获得的信息用作生长和/或杂交植物或以其他方式用于植物育种计划的基础。

因为生长大植物群所需的空间，通常在开放的田间种植商业植物(例如棉花)。种植与对照植物相比具有改变的形态的植物(特别是具有降低的高度的植物)的一个优点是，较矮的植物总体上也趋于更紧凑，即它们占据较少的空间。该属性-以及每株植物使用减少的土壤体积量的潜力-允许以比推荐或认为产生能够产种子的植物可行的密度更高的密度生长植物。在正常种植密度下，1000株棉花植物的群需要约40,000平方米的空间。使用本文所述的减小植物大小的方法，相同大小的群可以在仅约4,800平方米的空间种植。这使得在受控环境中种植大植物群更加可行，例如排除可能干扰用于植物育种的杂交的授粉昆虫。在某些方面，植物作为植物群的一部分生长，所述群中植物的平均密度为每平方米至少10株植物。在某些方面，植物作为植物群的一部分生长，所述群中植物的平均密度为每平方米至少30株植物。在某些方面，植物作为植物群的一部分生长，所述群中植物的平均密度为每平方米至少60株植物。在某些方面，植物作为植物群的一部分生长，所述群中植物的平均密度为每平方米至少67株植物。在某些方面，植物作为植物群的一部分生长，所述群中植物的平均密度为每平方米至少75株植物。在某些方面，植物作为植物群的一部分生长，所述群中植物的平均密度为每平方米至少100株植物。在某些方面，植物作为植物群的一部分生长，所述群中植物的平均密度为每平方米至少125株植物。在某些方面，植物作为植物群的一部分生长，所述群中植物的平均密度为每平方米至少150株植物。在某些方面，植物作为植物群的一部分生长，所述群中植物的平均密度为每平方米约10、30、60、75、100、125或150株植物或其间任何范围。某些方面提供这种植物群，其中所述群包含具有改变形态和/或根据本文提供的方法生长的植物。

具有本文任何地方公开的平均密度的植物群可以相对小到非常大。在某些方面，植物群包括至少约50株棉花植物、至少约100株棉花植物、至少约500株棉花植物、至少约1,000株棉花植物、至少约5,000株棉花植物、至少约10,000株棉花植物、至少约100,000株棉花植物、至少约500,000株棉花植物或至少约1,000,000株棉花植物。类似地，在某些方面，植物群包括50或更多株棉花植物、100或更多株棉花植物、500或更多株棉花植物、1，000或更多株棉花植物、5,000或更多株棉花植物、10,000或更多株棉花植物、100,000或更多株棉花植物、500,000或更多株棉花植物、1,000,000或更多株棉花植物。群可以在受控条件下生长。在某些方面，群中至少约50％、60％、70％、80％、90％、95％、98％或99％的植物在其繁殖阶段。在某些方面，群中至少约50％、60％、70％、80％、90％、95％、98％或99％的植物产生种子。在某些方面，植物是棉花植物，且群中至少约50％、60％、70％、80％、90％、95％、98％或99％的植物在其生命周期中已经到达其中形成针头蕾的阶段。

在某些方面，群中至少约50％、60％、70％、80％、90％、95％、98％或99％的植物产生至少20粒种子、至少30粒种子、至少40粒种子、至少50粒种子或至少60粒种子。在某些方面，群中至少约50％、60％、70％、80％、90％、95％、98％或99％的植物小于约30英寸高、小于约24英寸高、小于约18英寸高、小于约15英寸高或小于约12英寸高。在某些方面，群的平均高度小于约30英寸高、小于约24英寸高、小于约18英寸高、小于约15英寸高或小于约12英寸高。

在正常的商业种植条件下，棉花植物产生约18至约30个节点，第一个结果节点位于第5个和第9个节点之间。当植物在本文公开的胁迫条件下生长时，棉铃通常结在第5个或第6个节点，每株一铃。

植物类型

除非另有说明，否则本公开不限于任何特定类型的植物。在某些方面，植物是作物植物。作物植物的代表性实例包括：玉米或玉米植物、大豆植物、油菜植物、棉花植物、小麦植物和甘蔗植物。在某些方面，植物是棉花植物。另一方面，本文提供的植物选自：金合欢植物、苜蓿植物、aneth植物、苹果植物、杏植物、朝鲜蓟植物、芝麻菜植物、芦笋植物、鳄梨植物、香蕉植物、大麦植物、豆科植物、甜菜植物、黑莓植物、蓝莓植物、西兰花植物、芽甘蓝植物、卷心菜植物、油菜植物、哈密瓜植物、胡萝卜植物、木薯植物、花椰菜植物、芹菜植物、大白菜植物、樱桃植物、香菜植物、柑橘植物、小柑橘植物、咖啡植、玉米植物、棉花植物、黄瓜植物、道格拉斯冷杉植物、茄子植物、菊苣植物、宽叶苦苣植物、桉树植物、茴香植物、无花果植物、林木植物、葫芦植物、葡萄植物、葡萄柚植物、蜂蜜露植物、豆蔻植物、猕猴桃植物、莴苣植物、韭菜植物、柠檬植物、酸橙植物、火炬松植物、芒果植物、枫树植物、甜瓜植物、蘑菇植物、油桃植物、坚果植物、燕麦植物、秋葵植物、洋葱植物、橙子植物、观赏植物植物、木瓜植物、欧芹植物、豌豆植物、桃子植物、花生植物、梨植物、胡椒植物、柿子植物、松树植物、菠萝植物、大蕉植物、李子植物、石榴植物、杨树植物、马铃薯植物、南瓜植物、榅桲植物、辐射松植物、紫叶菊苣植物、萝卜植物、油菜籽植物、覆盆子植物、水稻植物、黑麦植物、高粱植物、南方松树植物、大豆植物、菠菜植物、南瓜小果(squash)植物、草莓植物、糖用甜菜植物、甘蔗植物、向日葵植物、甜玉米植物、甘薯植物、枫香植物、橘植物、茶树、烟草植物、番茄植物、草坪植物、藤本植物、西瓜植物、小麦植物、山药植物和密生西葫芦植物。

植物可以是任何完整植物，或植物部分，或源自植物的组织培养物，或植物种子。在某些方面，植物是棉花植物、玉米植物或大豆植物。用于本文所述方法的棉花植物可以处于各种发育阶段的任何一个。

表1描述了不同的棉花发育阶段。

表1

*基于以下假设的实例：每日总是90°F(32.2℃)高温和每日总是68°F(20℃)的低温。

DD60是植物每天接收的累积热量单位，并且通过以下测定：平均每天的最大和最小温度，然后减去60，即DD60＝((°Fmax+°Fmin)/2)-60。添加每天计算的DD60以测定给定数量的生长天数的总DD60。

开花时间

在植物群内，即使对于同时种植的植物，它们成熟和/或开始开花和/或产生种子的时间不一定是同时的。例如，图5和图6显示了一个群中标准棉花植物开始开花的分布，从最初几天只有一小部分开始，然后在几天内增加，然后数字逐渐减少(图5)直至100％开花(累积如图6所示)。在标准条件下生长棉花植物的目前方法中，开花和种子成熟的时间可以分散在数天或甚至数周。因此，如果希望在相同的成熟点收集整个群体的样品，这可能需要多轮采集样品。

已经发现，对于根据利用本文公开的胁迫条件的方法生长和/或具有由此导致的减少的规律形态的植物群体，群体中植物的开花时间窗口与在标准条件下生长的对照植物相比更加同步(更窄)。也就是说，从群体中的第一株植物开始开花和/或产生种子到群体中大百分比的、基本上所有或所有植物开花和/或产生种子的时间窗口更短。例如，在某些方面，从群中的第一株植物开花和/或产生种子起的1天、2天、3天、4天、5天、6天、7天、8天、9天、10天、11天、12天、13天或14天内，本文公开的棉花植物群中累积50％、60％、70％、75％、80％、90％、95％、98％、99％或100％的植物已开花和/或产生种子。例如，在某些方面，在种植后的40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74或75天内，本文公开的棉花植物群中累积50％、60％、70％、75％、80％、90％、95％、98％、99％或100％的植物已开花和/或产生种子。在某些方面，与对照植物群相比，棉花植物群中的第一株植物开始开花和/或产生种子和群中累积50％、60％、70％、75％、80％、90％、95％、98％、99％或100％的植物已开花和/或产生种子之间的时间间隔减少1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、12％、15％、20％、25％、30％、33％、35％、40％、50％、60％、70％、75％或80％。如本文所公开，植物群包括至少约50株棉花植物、至少约100株棉花植物、至少约500株棉花植物、至少约1,000株棉花植物、至少约5,000株棉花植物、至少约10,000株棉花植物、至少约100,000株棉花植物、至少约500,000株棉花植物或至少约1,000,000株棉花植物。类似地，在某些方面，植物群包括50或更多株棉花植物、100或更多株棉花植物、500或更多株棉花植物、1,000或更多株棉花植物、5,000或更多株棉花植物、10,000或更多株棉花植物、100,000或更多株棉花植物、500,000或更多株棉花植物、1,000,000或更多株棉花植物。

预期成熟、开花和/或种子生产的时间更紧密同步将允许育种者更一致地预测群体中的植物将在何时开花和/或产生种子。这种发育时间的可变性降低将改进例如工业育种计划中的操作和时间安排，从而减少总体周期时间和资源浪费。

具体实施方式

包括以下实施例以说明本发明的某些方面。本领域技术人员应该理解，以下实施例中公开的技术代表发明人发现的在本发明的实践中很好地起作用的技术。然而，根据本公开内容，本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对所公开的特定方面进行许多改变并仍然获得相同或相似的结果。

实施例1.在高胁迫和高密度下种植的棉花植物

组装并制备大约188,000个植物盆以接收生长介质和种子，每个盆的大小为约7cm宽×约7cm长×约8cm深(总内部体积略小于400mL)。按照制造商的建议，在每个盆中放入约380mL湿泥炭苔介质和Osmocote肥料。在每个盆中种植某些棉花杂交品种的2-3粒F2种子。

然后将含有土壤和种子的盆布置为高密度生长区块，每个区块在4.8平方米区域中包括324个盆。将580个这种区块挤在遮阳室中，使得总共187,920个盆包括总共2,784m²的受控环境空间。在种植种子后立即将盆布置成该生长密度，并且从那时起，除了减少的土壤体积和/或群体密度之外，使植物经受以下温度和灌溉胁迫条件。

高温。由于温室所在纬度和地区(哥斯达黎加)的主要气候，在整个生长期内任何24小时光周期的温度变化都是可预测的。在24小时的每天中，温度将从18-22℃的夜间低温上升，当阳光直射温室时在早上迅速达到30℃，并继续升高到下午最高35-45℃，每天保持至少2-12小时。温度在晚上下降，特别是在日落之后，最终恢复到夜间低温，这通常发生在凌晨1点到凌晨4点之间。

减少灌溉。通过滴灌线灌溉植物，以便可以仔细计量和控制植物在任何时间段内可获得的水量。通过高架洒水喷头提供灌溉。为了测定和控制每株植物接收的灌溉量，在每次灌溉之前和之后称重几个植物样品。将增加的重量换算成水的体积，然后除以样品中的植物总数，以确定每株植物接收的平均水量。通过仔细的称重和取样，对该系统进行校准，以便在覆盖的环境中可靠且可验证地将平均水量递送到每株植物。通过对许多生长周期的广泛测试，发现每24小时期间每株植物约100mL水足以保持植物存活并诱导所需的小型化形态。

种植后(DAP)约3天，幼苗开始从盆中出现。随着出苗和生长的进行，一些盆产生一棵以上的幼苗(每盆种植了2-3粒种子以确保每盆可以回收至少一棵幼苗)，因此从这些盆中除去额外的幼苗以使所有盆每盆只生产一棵幼苗(将“两棵”和“三棵”减少为单棵)。因此，目前在总面积为2,784m²的受控环境中一共生长了187,920株植物。在接下来的几天里，允许植物自花授粉。

在20DAP，施用包含助壮素的植物处理剂。向植物每公顷施用约0.5L的施用包括：将139mL的在20L水中均质化，并将混合物装入背负式喷雾器中，然后使用喷雾器将稀释的PGR施用于在受控环境中生长的约188,000株植物。在接下来的几周内，向植物再次施用这种相同的处理三次，直至60DAP。

注意到，在施用PGR的任何一天中添加到植物的液体总体积为每株植物约0.5mL，因此认为是在每天向每株植物分配的100mL之外的可忽略的额外灌溉量。

在大约25DAP，在所有植物上出现至少一个针头蕾，通常在第5个节点处。到46-50DAP，大多数植物已出现完全成形的花，并且到60DAP，所有植物都有花。在86-100DAP之间，从植物收获完全成熟的铃，并且回收其中的种子。种子产量通常为每铃20-30粒种子。

在该实施例中，从187,920株植物中的每一株中回收至少20粒种子，所有这些植物都在面积为2,784m²的受控环境中栽培。使用目前的研究方法(其中通常在田间以大约10株/m²种植棉花植物)从相同数量的杂交产生种子将需要约18,800m²，或1.8公顷。因此，本文描述的方法允许仅使用当前方案的10.5％的生长区域从相同数量的杂交产生种子。

下面的表3a-g显示了未经受胁迫条件的田间生长植物与根据本文公开的胁迫条件生长的小型棉花植物相比的比较数据。在早期和晚期，在胁迫条件下生长的植物在测量的所有方面都显著小于田间生长的植物。

表2

Claims (56)

1.生产棉花种子的方法，该方法包括在胁迫条件下从棉花种子生长棉花植物，其中所述胁迫条件是选自以下的一种或多种：

i)在从棉花种子发芽到棉花植物产生至少一个含有种子的棉铃的时间期间，在体积小于约2,000mL、小于约1,500mL、小于约1,000mL、小于约500mL、小于约450mL、小于约350mL、小于约250mL或小于约200mL的生长介质中生长棉花植物，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚，并且任选地其中种子包含黑色层(受限的生长介质体积)；

ii)在从棉花种子发芽到棉花植物产生至少一个含有种子的棉铃的时间期间，在至少约37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃或48℃的温度下每天生长棉花植物至少约2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12小时，持续至少40天、至少50天、至少60天、至少70天、至少75天或至少80天，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚，并且任选地其中种子包含黑色层(高温)；和

iii)在从棉花种子发芽到棉花植物产生至少一个含有种子的棉铃的时间期间，平均每天提供小于约500mL、小于400mL、小于约300mL、小于约200mL、小于约100mL或小于约50mL的水，持续至少40天、至少50天、至少60天、至少70天、至少75天或至少80天，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚，并且任选地其中种子包含黑色层(受限的灌溉)。

2.权利要求1所述的方法，其中所述方法包括在以下胁迫条件下从棉花种子生长棉花植物：i)受限的生长介质体积和/或iii)受限的灌溉，其中在从棉花种子发芽到棉花植物产生至少一个含有种子的棉铃的时间期间，所述棉花植物还在至少约32℃、33℃、34℃、35℃或36℃的温度下每天生长至少约2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12小时，持续至少40天、至少50天、至少60天、至少70天、至少75天或至少80天，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚，并且任选地其中种子包含黑色层。

3.权利要求2所述的方法，其中棉花植物在受限的生长介质体积和/或受限的灌溉下生长的天数对应于植物在至少约32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃或48℃的温度下每天生长至少约2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12小时的天数。

4.权利要求1-3任一项所述的方法，其中所述植物在约18-22℃的夜间温度下生长。

5.权利要求1-4任一项所述的方法，其中在至少约37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃或45℃的温度下生长植物的天数的至少约50％、60％、70％、80％,、90％、95％、98％或100％中，所述植物每天在该温度生长不超过约6、7、8、9、10、11、12、13、14、15或16、18或20小时。

6.权利要求1-5任一项所述的方法，其中在至少约37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃或45℃的温度下生长植物的天数的至少约50％、60％、70％、80％,、90％、95％、98％或100％中，所述植物每天还在约18℃-22℃的温度下生长至少2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15或16小时。

7.权利要求1-6任一项所述的方法，其中所述棉花植物至少在(i)受限的生长介质体积的胁迫条件下生长。

8.权利要求1-7任一项所述的方法，其中所述棉花植物至少在(ii)高温胁迫条件下生长。

9.权利要求1-8任一项所述的方法，其中所述棉花植物至少在(iii)受限的灌溉的胁迫条件下生长。

10.权利要求1-9任一项所述的方法，其中所述棉花植物在胁迫条件下生长且已经产生至少一个含有种子的棉铃，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚，与对照植物相比，所述植物的大小缩小，例如高度减少、节间长度缩短和/或生物质降低。

11.权利要求1-10任一项所述的方法，其中所述棉花植物在受控环境中生长。

12.权利要求1-11任一项所述的方法，其中在从棉花种子发芽到棉花植物产生至少一个含有种子的棉铃的时间期间，所述棉花植物在体积为从任意的约200mL、250mL、300mL、350mL或400mL至任意的约300mL、350mL、400mL或500mL的生长介质中生长至少40天、至少50天、至少60天、至少70天、至少75天或至少80天，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚，并且任选地其中种子包含黑色层。

13.权利要求1-12任一项所述的方法，其中该方法还包括在第一针头蕾阶段之前向棉花植物施用植物生长调节剂(PGR)。

14.权利要求1-12任一项所述的方法，其中该方法还包括在发芽后不超过20天、21天、22天、23天或25天的某一天向棉花植物施用PGR。

15.权利要求14所述的方法，其中该方法包括在发芽后20-25天、发芽后20-24天、发芽后21-23天或发芽后22-24天施用PGR。

16.权利要求12-15任一项所述的方法，其中所述PGR是已知在植物中抑制赤霉酸的合成、更新或持久性的化合物。

17.权利要求12-16任一项所述的方法，其中所述PGR选自氯喹-CL、缩节胺-CL、AMO-1618、三丁氯苄膦-Cl、tetcylacis、嘧啶醇、调嘧醇、多效唑、烯效唑-P、抗倒胺、调环酸-CA、乙基抗倒酯、丁酰肼、外-16,17-二氢-GA5-13-乙酸酯、系统素、植物磺肽素和快速碱化因子。

18.权利要求17所述的方法，其中所述PGR是助壮素。

19.权利要求1-18任一项所述的方法，其中所述棉花植物已经产生至少一个含有种子的棉铃，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚，所述植物的高度小于约30英寸、小于约24英寸、小于约18英寸、小于约15英寸或小于约12英寸。

20.权利要求1-19任一项所述的方法，其中所述棉花植物已经产生至少一个含有种子的棉铃，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚，所述植物具有至少20粒种子、至少30粒种子、至少40粒种子、至少50粒种子或至少60粒种子。

21.权利要求1-20任一项所述的方法，其中在胁迫条件下生长的棉花植物的种子用于育种计划。

22.权利要求1-21任一项所述的方法，其中该方法还包括从在胁迫条件下生长的植物收集至少一粒种子。

23.权利要求22所述的方法，其中该方法还包括测试至少一粒收集的种子或从收集的种子生长的植物，任选地，其中所述测试包括对收集的种子进行基因分型和/或表型分型。

24.权利要求23所述的方法，其中该方法还包括基于测试选择在杂交中作为亲本植物的植物和/或基于测试杂交棉花植物。

25.权利要求1-24任一项所述的方法，其中在胁迫条件下生长的棉花植物是以至少10、30、60、75、100、125或150株植物/平方米的平均密度生长的棉花植物群的一员。

26.权利要求25所述的方法，其中所述植物群包括至少约100株棉花植物、至少约500株棉花植物、至少约1,000株棉花植物、至少约5,000株棉花植物、至少约10,000株棉花植物或至少约100,000株棉花植物。

27.权利要求25或26所述的方法，其中在从棉花种子发芽到棉花植物产生至少一个含有种子的棉铃的时间期间，将在胁迫条件下生长的棉花植物作为平均密度为至少10、30、60、75、100、125或150株植物/平方米的棉花植物群的一员生长至少40天、至少50天、至少60天、至少70天、至少75天或至少80天，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚。

28.权利要求25-27任一项所述的方法，其中所述群中至少约50％、60％、70％、80％、90％、95％、98％或99％的棉花植物已经到达其生命周期中形成针头蕾的阶段。

29.权利要求25-28任一项所述的方法，其中所述植物群在受控环境中生长。

30.一种产生棉花植物群的方法，该方法包括：

a)收集由根据权利要求1-29任一项所述的方法在胁迫条件下生长的棉花植物产生的至少一粒种子；

b)测试至少一粒收集的种子或从收集的种子生长的植物，任选地，其中所述测试是基因分型和/或表型分型；

c)基于测试选择棉花植物以产生棉花植物群；和

d)任选地，基于测试杂交棉花植物。

31.具有改变的形态的棉花植物，其中所述棉花植物小于约30英寸、小于约24英寸、小于约18英寸、小于约15英寸、或小于约12英寸，并且其中所述植物具有至少20粒种子、至少30粒种子、至少40粒种子，至少50粒种子或至少60粒种子。

32.权利要求31所述的棉花植物，其中所述植物根据权利要求1-30任一项所述的方法生长。

33.一种生长包含具有改变形态的植物的棉花植物群的方法，该方法包括在胁迫条件下从棉花种子生长棉花植物群，其中所述胁迫条件是选自以下的一种或多种：

i)在从群中棉花种子发芽的平均天数到群植物产生至少一个含有种子的棉铃的平均天数期间，在每株植物平均体积小于约2000mL、小于约1500mL、小于约1000mL、小于约500mL、小于约450mL、小于约400mL、小于约300mL、小于约250mL或小于约200mL的生长介质中生长群中的棉花植物至少40天、至少50天、至少60天、至少70天、至少75天或至少80天，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚，并且任选地其中种子包含黑色层(受限的生长介质体积)；

ii)在从群中棉花种子发芽的平均天数到群植物产生至少一个含有种子的棉铃的平均天数期间，在至少约37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃或48℃的温度下每天生长棉花植物群至少约2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12小时，持续至少40天、至少50天、至少60天、至少70天、至少75天或至少80天，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚，并且任选地其中种子包含黑色层(高温)；和

iii)在从群中棉花种子发芽的平均天数到群植物产生至少一个含有种子的棉铃的平均天数期间，平均每天提供小于约500mL、小于400mL、小于约300mL、小于约200mL、小于约100mL或小于约50mL的水，持续至少40天、至少50天、至少60天、至少70天、至少75天或至少80天，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚，并且任选地其中种子包含黑色层(受限的灌溉)。

34.权利要求33所述的方法，其中群中至少约50％、60％、70％、80％、90％或95％的植物产生种子。

35.权利要求33-34任一项所述的方法，群中至少一株棉花植物已经产生至少一个含有种子的棉铃，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚并且任选地其中种子包含黑色层，与对照植物相比，所述植物的大小缩小，例如高度减少和/或生物质降低。

36.权利要求35所述的方法，其中群中至少约50％、60％、70％、80％、90％或95％的植物已经产生至少一个含有种子的棉铃，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚并且任选地其中种子包含黑色层，与对照植物相比，所述植物的大小缩小，例如高度减少和/或生物质降低。

37.权利要求33-36任一项所述的方法，其中所述群在受控环境中生长。

38.权利要求33-37任一项所述的方法，其中群中至少约50％、60％、70％、80％、90％或95％的植物已经产生至少一个含有种子的棉铃，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚并且任选地其中种子包含黑色层，且所述植物的高度小于约30英寸、小于约24英寸、小于约18英寸、小于约15英寸或小于约12英寸。

39.权利要求33-38任一项所述的方法，其中群中至少约50％、60％、70％、80％、90％或95％的植物具有至少20粒种子、至少30粒种子、至少40粒种子、至少50粒种子或至少60粒种子。

40.权利要求33-39任一项所述的方法，其中来自在胁迫条件下生长的植物群的至少一株植物用于育种计划。

41.权利要求33-40任一项所述的方法，所述方法还包括从来自在胁迫条件下生长的植物群的至少一株植物收集至少一粒种子。

42.权利要求41所述的方法，该方法还包括测试至少一粒收集的种子，任选地，测试包括基因分型和/或表型分型。

43.权利要求42所述的方法，该方法还包括基于测试杂交棉花植物。

44.权利要求33-43任一项所述的方法，其中所述棉花植物群以至少10、30、60、75、100、125或150株植物/平方米的平均密度生长。

45.权利要求33-44任一项所述的方法，其中所述植物群包括至少约100株棉花植物、至少约500株棉花植物、至少约1,000株棉花植物、至少约5,000株棉花植物、至少约10,000株棉花植物或至少约100,000株棉花植物。

46.权利要求44或45所述的方法，其中在从群中棉花种子发芽的平均天数到群植物产生至少一个含有种子的棉铃的平均天数期间，在胁迫条件下以至少10、30、60、75、100、125或150株植物/平方米的平均密度生长棉花植物群至少40天、至少50天、至少60天、至少70天、至少75天或至少80天，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚，并且任选地其中种子包含黑色层。

47.包含具有改变形态的植物的棉花植物群，其中所述植物群以至少30、60、75、100、125或150株植物/平方米的密度生长。

48.权利要求47所述的群，其中所述群中至少约30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、95％、98％或99％的植物已经到达其生命周期中形成针头蕾的阶段。

49.权利要求47或48所述的群，其中所述群中至少约75％、80％、85％、90％、95％、98％或99％的植物产生至少一个含有种子的棉铃，其中种子包含至少一个具有原基阶段子叶的胚，并且任选地其中种子包含黑色层。

50.权利要求49所述的群，其中所述群中至少约75％、80％、85％、90％、95％、98％或99％的植物具有至少20粒种子、至少30粒种子、至少40粒种子、至少50粒种子或至少60粒种子。

51.权利要求47-50任一项所述的群，其中所述群中至少约75％、80％、85％、90％、95％、98％或99％的植物的高度小于约30英寸、小于约24英寸、小于约18英寸、小于约15英寸或小于约12英寸。

52.权利要求47-51任一项所述的群，其中所述群的平均高度小于约30英寸、小于约24英寸、小于约18英寸、小于约15英寸或小于约12英寸。

53.权利要求47-52任一项所述的群，其中所述群包括至少约100株棉花植物、至少约500株棉花植物、至少约1,000株棉花植物、至少约5,000株棉花植物、至少约10,000株棉花植物或至少约100,000株棉花植物。

54.权利要求47-53任一项所述的群，其中所述植物群根据权利要求33-46任一项所述的方法生长。

55.权利要求47-54任一项所述的群，其中所述植物群在受控环境中生长。

56.一种使棉花植物群的发育、开花时间、种子产生同步的方法，该方法包括根据权利要求1-30任一项所述的方法生长棉花植物群。