EA024985B1 - Повышение урожайности культурных растений через отбор эпигенетически модифицированных популяций - Google Patents

Повышение урожайности культурных растений через отбор эпигенетически модифицированных популяций Download PDF

Info

Publication number
EA024985B1
EA024985B1 EA201270092A EA201270092A EA024985B1 EA 024985 B1 EA024985 B1 EA 024985B1 EA 201270092 A EA201270092 A EA 201270092A EA 201270092 A EA201270092 A EA 201270092A EA 024985 B1 EA024985 B1 EA 024985B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
plants
population
plant
respiration
line
Prior art date
Application number
EA201270092A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201270092A1 (ru
Inventor
Марк Де Блок
Original Assignee
Байер Кропсайенс Н.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=42667979&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EA024985(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Байер Кропсайенс Н.В. filed Critical Байер Кропсайенс Н.В.
Publication of EA201270092A1 publication Critical patent/EA201270092A1/ru
Publication of EA024985B1 publication Critical patent/EA024985B1/ru

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01H—NEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
    • A01H5/00—Angiosperms, i.e. flowering plants, characterised by their plant parts; Angiosperms characterised otherwise than by their botanic taxonomy
    • A01H5/08—Fruits
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01H—NEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
    • A01H1/00—Processes for modifying genotypes ; Plants characterised by associated natural traits
    • A01H1/04—Processes of selection involving genotypic or phenotypic markers; Methods of using phenotypic markers for selection
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01H—NEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
    • A01H3/00—Processes for modifying phenotypes, e.g. symbiosis with bacteria
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01H—NEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
    • A01H5/00—Angiosperms, i.e. flowering plants, characterised by their plant parts; Angiosperms characterised otherwise than by their botanic taxonomy
    • A01H5/10—Seeds
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/5097—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving plant cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Pretreatment Of Seeds And Plants (AREA)

Abstract

Предложены способы отбора растений и популяций эпигенетически фиксированных культурных растений с повышенным урожаем.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области сельского хозяйства. Более конкретно, предложены способы отбора популяций растений, включающих культурные растения, проявляющие высокую эффективность использования энергии или высокую эффективность использования энергии в комбинации с устойчивостью к засухе, и которые отличаются только в их эпигенетическом состоянии, что позволяет повысить урожайность таких отобранных и эпигенетически различных популяций по сравнению с неселектированными популяциями. Также предложены эпигенетически различные растения и популяции растений, проявляющие высокую эффективность использования энергии, которые могут быть идентифицированы по их объединенному более низкому уровню клеточного дыхания и более высокому содержанию энергии клеток, по их повышенному содержанию аскорбата и/или повышенному содержанию комплекса I в митохондриальной дыхательной цепи. Кроме того, предложены эпигенетически различные растения и популяции растений, проявляющие высокую эффективность использования энергии в сочетании с устойчивостью к засухе. Эпигенетические модификации могут быть закреплены и переданы последующим поколениям. Также было обнаружено, что эпигенетический компонент эффективности использования энергии может быть добавлен на пике гибридной силы и может привести к более высокой урожайности гибридов.
Уровень техники
Производство сельскохозяйственных товаров и, в частности, производство пищевых продуктов и кормов в достаточном количестве и достаточного качества представляет собой все более и более стимулирующую задачу. С одной стороны, существует непрерывный рост потребности в сельскохозяйственных продуктах вследствие увеличения населения мира, а также повышения среднего стандарта жизни для большинства мирового населения. С другой стороны, площадь, подходящая или доступная для сельского хозяйства, непрерывно сокращается, частично из-за изменяющихся климатических условий, что может приводить к порче площадей, ранее подходящих для сельского хозяйства. Существует непрерывная потребность в том, чтобы увеличивать потенциально возможный урожай сельскохозяйственных культур или, по меньшей мере, такой потенциально возможный урожай при возделывании сельскохозяйственных культур в субоптимальных или вредных абиотических условиях.
До настоящего времени попытки увеличить свойственный потенциально возможный урожай главным образом фокусировались на том, чтобы эксплуатировать генетическую изменчивость внутри сельскохозяйственных культур. Согласно традиционным методам селекции существующие или индуцированные вариантные аллели перетасовывали в новых комбинациях. Совсем недавно, пул вариабельности расширился за счет молекулярных методик, допускающих изменение генетического материала через виды и даже область, барьеры.
Однако намного меньше внимания уделялось роли механизмов эпигенетического контроля, которые могут играть роль в определении количественных особенностей, таких как урожай. Фактически, все количественные признаки, такие как размер и масса животных или урожай, особенно урожай семян у сельскохозяйственных культур, проявляют изменчивость с нормальным распределением, даже внутри популяции генетически идентичных индивидуумов. Базовой основой наблюдаемой фенотипической изменчивости являются генетические компоненты, факторы окружающей среды, а также эпигенетические компоненты. Важность в растениях компонентов эпигенетического контроля в короткой и долгосрочной адаптации к стрессу была документирована (МоЬшег с1 а1., 2006, Тгаиздеиегайои тетогу оГ 51гс55 ίη р1ай8. №Циге 442, 1046-1049). Кроме того, было показано, что измененные эпигенетические состояния могут быть переданы последующим поколениям, которые не были или больше не подвергались воздействию индуцирующего пускового механизма (также рассмотренного ЛаЫопка апб Ка/, в 2009 Тгапздепегабопа1 ер1депе11с тЬегбапсе: ргеуа1епсе, шесЬашктк, апб ипрПсаОощ Гог 1Пе Чибу оГ ЬегебЬу апб еуо1и0оп. ТЬе Оиаг1ег1у Кезаезу оГ Вю1оду 84, Ыо. 2, 131-176).
Однако нет какого-либо прямого доказательства того, что периодически повторяющаяся селекция позволяет вести эпигенетический компонент количественного признака к концам кривой нормального распределения. Иными словами, известный уровень техники хранит молчание о способности влиять или отбирать из популяции, особенно из генетически однородной популяции, такие индивидуумы с приведенной выше или ниже средней величиной количественного признака и закреплять такой отобранный эпигенетический компонент в (суб)популяции.
Епйе1б и коллеги (Епйе1б, Ρ.Ό., СопъЮск. К.Е. & Вгаккегиб, О. 5>е1есОоп Гог рира зусщШ ш ТпЬоЬит саЧапеит. I. Рагате1ег8 ш Ьазе рорЫаЬощ. Сепебсз 54, 523-533) (1966); КаиГтап, Р.К. & Епйе1б, Ρ.Ό., СопъЮск, К.Е. 5>1аЫЬ/тд ЮесЬоп Гог рира зусщЫ т ТпЬоЬит саЧапеит. СепеОсх 87,324-341) (1977) описали опыты, посредством которых, начиная с популяции, полученной путем скрещивания между двумя инбредными мучными жуками со средней массой куколок в 2400 мкг, они сумели отобрать популяцию со средней массой куколок в 5800 мкг непрерывным инбридингом в течение 120 поколений. ЕпПе1б е1 а1. были удивлены тем, что такая многочисленная генетическая изменчивость поддерживалась на протяжении таких многочисленных генераций инбридинга. Однако маловероятно, чтобы на определенной стадии процесса отбора была выбрана эпигенетическая изменчивость, а не генетическая изменчивость. Это затем было подтверждено аналогичными опытами, начинающимися с инбредных линий, ко- 1 024985 торые были гомозиготными по генам, влияющим на массу куколок (Епйе1б, Ρ.Ό. & Вгаккегиб, О. Ми!аЬопа1 уапапсе 1ог рира \уе1дЫ ίη ТпЬоНит сак1апеит. ТЬеог. Арр1. СепеГ 77, 416-420 (1989)).
Различные параметры были использованы для того, чтобы установить корреляцию с потенциально возможным урожаем растения. Положительная корреляция была установлена между потенциально возможным урожаем и более низкими уровнями клеточного дыхания.
^νίΙκοη описал ответ на выбор уровня дыхания в темноте у зрелых листьев в ЬоЬит регеппе и его влияние на рост молодых растений и имитированный травостой. (^1коп Апп. Во!. 49, 303-312 (1982)).
V^18οη и 1опек описали действие уровня дыхания в темноте у зрелых листьев на урожай культуры ЬоЬит регеппе су. 823 ^Ькоп апб 1опек Апп. Во!. 49, 313-320 (1982)).
Кгаик е! а1. сообщили об улучшении урожая медленно-дышащей по сравнению с быстродышащей популяцией ЬоЬит регеппе су. 823, который зависит от плотности растения (Кгаик е! а1. Ыете РЬу!о1. 123, 39-44 (1993)), и о действии манипуляций на урожай двух популяций ЬоЬит регеппе, отобранных по различиям в уровне дыхания зрелых листьев (Кгаик е! а1. РЬукю1. Р1ап!., 341-346 (1993)).
№те5-№51 е! а1. описали повышенную активность фотосинтеза и повышенный рост как следствие снижения активности митохондриальной малатдегидрогеназы в трансгенных растениях томата (Пипек№κί е! а1. Р1ап! РЬукю1. 137, 611-622 (2005)).
Ью/с/ик е! а1. сообщили о действии митохондриальной геномной перегруппировки на дыхательную активность, фотосинтез, световое дыхание и энергетический статус мутанта огурца (Сиситгк каЬуик) М8С 16 Нис/с/ик е! а1. Р1ап! РЬукю1. 131, 527-541 (2007)).
Эе В1оск и Эе Вгоиетег описали простой и трудоемкий анализ ш уйго для количественного определения мощности линий рапса масличного и гибридов (Р1ап! РЬукю1. ВюсЬет. 40, 845-852 (2002)).
В νθ 02/066972 предложены способы и средства для определения родственных инбредных растительных линий с хорошей комбинирующей способностью, для определения хороших комбинаций родственных инбредных растительных линий, способных к продукции гибридных линий с высоким гетерозисом, и кроме того, для определения агрономической продуктивности различных растительных линий, которые могут быть реализованы ш уйго определением электронного потока в митохондриях в условиях контроля и стресса.
Ни в одном из документов известного уровня техники не описан рекуррентный отбор по низким уровням клеточного дыхания в генетически однородной популяции растений, что позволяет установить (суб)популяцию растений, которые имеют более высокий потенциально возможный урожай и устойчивость к вредным биотическим условиям. Эпигенетический компонент затем может быть унаследован в последующих поколениях (и ведет себя как доминантный или кодоминантный фактор).
Сущность изобретения
В одном варианте осуществления изобретения способ отбора растений, таких как рапс масличный, растения томата или растения риса или их семена, с высокой эффективностью использования энергии включает следующие стадии:
a) предоставление популяции, состоящей из множества индивидуальных растений, которые являются генетически однородными;
b) выделение образца ткани или эксплантата из индивидуальных растений указанной популяции способом, который затем допускает выращивание указанных образцовых индивидуальных растений;
c) необязательно культивирование указанных образцов ткани или эксплантатов в условиях, которые активируют метаболизм в указанных растениях;
б) определение уровня клеточного дыхания указанных индивидуальных растений анализом указанных образцов указанных растений;
е) отбор ряда растений, где указанный образец проявляет клеточное дыхание, которое меньше, предпочтительно значительно меньше, чем средний уровень клеточного дыхания образцов из указанной популяции;
1) выращивание отобранных растений и разведение от каждого из отобранных растений линии клона растений-потомков;
д) определение эффективности использования энергии для каждой линии клона растений-потомков;
Ь) отбор линии клона растений, в которых указанная эффективность использования энергии выше, чем среднее значение эффективности использования энергии всех линий клонированных растенийпотомков, предпочтительно отбор линии клона растений-потомков с самой высокой эффективностью использования энергии;
ί) выращивание популяции индивидуальных растений из указанной отобранной линии клона растений-потомков; и _() повторение по меньшей мере один раз стадий Ь)-1) на указанной последующей популяции.
Эффективность использования энергии может быть оценена определением уровня клеточного дыхания и определением содержания ЫАО(Р)Н в изолированном образце и определением содержания ЫАН(Р)Н за счет дыхания для определения эффективности использования энергии. Эффективность использования энергии может быть также определена измерением содержания аскорбата или аскорбиновой кислоты растения или измерением активности комплекса I дыхательной цепи в указанном образце.
- 2 024985
Предлагаемые способы включают идентификацию растений с высокой эффективностью использования энергии определением уровня клеточного дыхания в указанном образце и по меньшей мере одного из следующих параметров: содержание аскорбата; содержание ΝΆΌ(Ρ)Η; активность комплекса I дыхательной цепи или уровень светового дыхания; и отбор таких растений с меньшим уровнем клеточного дыхания и более высоким содержанием аскорбата, или с более высокой активностью комплекса I дыхательной цепи или более низким уровнем светового дыхания, чем контрольные растения (т.е. растения первоначальной популяции, которые не были подвергнуты повторной схеме отбора низкого клеточного дыхания). Обычно уровень клеточного дыхания может находиться в интервале от 85 до 95% от уровня клеточного дыхания контрольного растения, и содержание ΝΆΌ(Ρ)Η может находиться в интервале от 95 до 105% от содержания ΝΛΌ(Ρ)Η контрольного растения. Активность комплекса I дыхательной цепи обычно может находиться в интервале от 120 до 140% от активности комплекса I дыхательной цепи контрольного растения, и содержание аскорбата может находиться в интервале от 150 до 220% от содержания аскорбата контрольного растения. Уровень светового дыхания предпочтительно находится в интервале от 80 до 92% от уровня светового дыхания контрольного растения.
В настоящем изобретении предлагается способ продуцирования популяции растений или семян с повышенным потенциально возможным урожаем, который включает отбор из популяции индивидуальных растений, которые являются генетически однородными, таких растений или субпопуляции растений или семян с высокой эффективностью использования энергии согласно способам отбора, раскрытым в настоящем изобретении. Отобранные растения затем могут быть скрещены с другими растениями, чтобы получить потомство с высокой эффективностью использования энергии и с повышенным потенциально возможным урожаем.
В другом варианте осуществления изобретения предложен способ продуцирования популяции растений или семян с повышенной мощностью и/или повышенной устойчивостью к вредным абиотическим условиям, который включает отбор из популяции индивидуальных растений, которые являются генетически однородными, таких растений или субпопуляции растений или семян с высокой эффективностью использования энергии согласно способам отбора, раскрытым в настоящем изобретении. Отобранные растения затем могут быть скрещены с другими растениями, чтобы получить потомство с высокой эффективностью использования энергии и с повышенной мощностью и/или повышенной устойчивостью к вредным абиотическим условиям.
В другом варианте осуществления изобретения предложен способ повышения урожая, включающий стадии продуцирования субпопуляции растений или семян с высокой эффективностью использования энергии от генетически однородной популяции повторным отбором низкого клеточного дыхания; выращивание растений или семян в поле; и получение урожая от таких растений или семян.
В еще другом варианте осуществления изобретения предложен способ продуцирования гибридного растения или гибридного семени с высоким урожаем или устойчивостью к вредным абиотическим условиям, который включает следующие стадии:
a) отбор популяции растений с высокой эффективностью использования энергии согласно способам отбора, раскрытым в настоящем изобретении, по меньшей мере для одного родительского инбредного растения, включающий по меньшей мере оба родительские инбредные растения; и если одно родительское растение представляет собой мужское стерильное растение и сохранение указанного мужского стерильного растения требует использования линии-закрепителя, необязательно также для линиизакрепителя;
b) скрещивание растений указанной популяции с другим инбредным растением;
c) выделение гибридных семян указанного гибрида;
6) необязательно выращивание гибридных растений из указанных семян.
В еще другом варианте осуществления изобретения предложены растение, семена или популяция растений, отобранные одним из способов, раскрытых в настоящем изобретении.
Таким образом, в настоящем изобретении предлагаются растения, включающие гибридные растения, такие как масличный рапс Вгаззюа, растения томата или рисовые растения, или их семена, с высокой эффективностью использования энергии, отличающиеся тем, что растение имеет низкий уровень клеточного дыхания, а именно уровень клеточного дыхания находится в интервале от 85 до 95% от уровня клеточного дыхания контрольного растения, и, по меньшей мере, представляет собой одну, несколько или все из следующих характеристик:
ί) высокое содержание аскорбата, которое может находиться в интервале от 150 до 220% от содержания аскорбата контрольного растения;
ίί) высокое содержание ΝΆΌ(Ρ)Η, которое может находиться в интервале от 95 до 105% от содержания ΝΛΌ(Ρ)Η контрольного растения;
ίίί) высокая активность комплекса I дыхательной цепи, которая может находиться в интервале от 120 до 140% от активности комплекса I дыхательной цепи контрольного растения; или ίν) низкий уровень светового дыхания, который может находиться в интервале от 80 до 92% от уровня светового дыхания контрольного растения;
благодаря чему контрольные растения представляют собой генетически однородную популяцию,
- 3 024985 которая не была подвергнута повторной схеме отбора низкого уровня клеточного дыхания.
Краткое описание фигур
Фиг. 1. Схема отбора для выделения субпопуляций рапса, которые отличаются по клеточному дыханию и эффективности использования энергии в рапсе. Отбор начинали от изогенной двойной гаплоидной линии. Примерно пять отобранных индивидуальных растений с самым низким, соответственно, самым высоким уровнем дыхания самоопылялись, и потомство по отдельности тестировали по дыхательной активности и эффективности использования энергии. Отбор продолжали с популяциями, имеющими самую высокую, соответственно, самую низкую эффективность использования энергии.
Фиг. 2. Дыхательная активность шести отобранных популяций рапса в сравнении с первоначальной исходной популяцией. Величины в % нормализованы по отношению к средней величине исходной линии §1шои. Каждая точка представляет собой информацию, полученную от индивидуального растения. Каждая популяция содержит примерно 200 растений. Полоса в боксах представляет собой среднюю линию популяции. Границы представляют собой стандартное отклонение с указанием среднего значения.
Фиг. 3. Эффективность использования энергии шести отобранных популяций рапса. Величины в % нормализованы по отношению к средней величине исходной линии §1шои. Средне-серые столбики (слева) представляют величины, полученные для дыхания; светло-серые столбики (середина) представляют величины, полученные для содержания энергии (содержание ΝΑΌ(Ρ)Η); темно-серые столбики (справа) представляют эффективность использования энергии (содержание ΝΑΏ(Ρ)Η), определенное за счет дыхания).
Фиг. 4. Чувствительность отобранных популяций рапса к высокой температуре. Растения подвергали в течение 10 суток действию 45°С перед фотографированием. Растения слева являются растениями от популяции, отобранной, как имеющей низкую эффективность использования энергии; растения справа являются растениями от популяции, отобранной, как имеющей высокую эффективность использования энергии.
Фиг. 5. Корреляция между эффективностью использования энергии и урожаем семян в отобранных популяциях рапса. Величины в % нормализованы по отношению к средней величине исходной линии δίιηοη. Светло-серые столбики представляют нормализованную эффективность использования энергии, в то время как темно-серые столбики представляют урожай семян.
Фиг. 6. Корреляция между эффективностью использования энергии и содержанием аскорбиновой кислоты в отобранных популяциях рапса. Содержание аскорбиновой кислоты выражено в мг/л; ** р<0,01.
Фиг. 7. Степень уровня светового дыхания в отобранных популяциях рапса. Величины в % нормализованы по отношению к средней величине исходной линии §1шои.
Фиг. 8. Уровень клеточного дыхания растений-потомков, полученных от скрещивания между отобранными линиями с низкой эффективностью использования энергии и неселектированной линией. Величины в % нормализованы по отношению к средней величине исходной линии §1шои. Столбики слева для каждого ввода данных (умеренно серые) представляют величины для потомства, полученного от самоопыляющихся линий с высокой (правая половина) или низкой (левая половина) эффективностью использования энергии. Столбики в середине каждого ввода данных (светло-серые) представляют величины для потомства, полученного от скрещивания линий с высокой (правая половина) или низкой (левая половина) эффективностью использования энергии с неселектированной линией §1шои, благодаря чему линия §1шои является мужским растением. Столбики справа для каждого ввода данных (темно-серые) представляют величины для потомства, полученного от скрещивания линий с высокой (правая половина) или низкой (левая половина) эффективностью использования энергии с неселектированной линией δίтоп, благодаря чему линия δ^тοη является женским растением.
Фиг. 9. Схема селекции для повторяющегося отбора мужских, женских и родительских линийзакрепителей с высокой эффективностью использования энергии и генерации гибридов.
Фиг. 10. Сравнение между коммерческим гибридным растением, полученным скрещиванием неселектированных мужских и женских родителей (слева), и гибридным растением, полученным скрещиванием мужских и женских родителей, отобранных по высокой эффективности использования энергии (справа).
Фиг. 11. Урожай семян гибридных линий, полученных скрещиванием мужских и женских родителей, отобранных для высокой эффективности использования энергии, в %, нормализованных по отношению к контрольному гибридному растению, которое получено скрещиванием неселектированных мужских и женских родителей.
Фиг. 12. Рост сублиний, отобранных для высокой эффективности использования энергии и устойчивости к засухе. Высевали семена отобранных сублиний и контрольных линий. Половину растений подвергали нормальному водному режиму. Через 8 суток растения в режиме засухи совсем не обеспечивали водой в течение 8 суток, пока симптомы увядания не становились очевидными. Почву увлажняли. Примерно через 3 суток растения начинали снова увядать. Растения поливали и через 1 сутки определяли сырую массу растений. Диаграмма 1 представляет данные для контрольных растений и отобранных линий с устойчивостью к засухе (ЬК-РЕС_1574) при нормальном поливе водой. Диаграмма 1 представ- 4 024985 ляет данные для контрольных растений и отобранных линий с устойчивостью к засухе (ЬК-РЕС_1574) в режиме засухи.
Фиг. 13 представляет собой картину контрольных растений и растений с устойчивостью к засухе, растущих в условиях ограниченного обеспечения водой. Диаграмма ниже представляет определения сырой массы контрольных растений и растений с устойчивостью к засухе.
Подробное описание различных вариантов осуществления изобретения
Настоящее изобретение основано на следующих неожиданных наблюдениях автора.
a. Существует корреляция между низким уровнем дыхания, в частности, низким уровнем дыхания и высоким содержанием энергии, т.е. высокой эффективностью использования энергии и потенциально возможным урожаем, даже между индивидуальными растениями в генетически однородной популяции.
b. Эпигенетические соединения, контролирующие высокую эффективность использования энергии в генетически однородной популяции, могут быть закреплены повторяющимся отбором индивидуальных растений с высокой эффективностью использования энергии и разведением потомства таких растений, приводящим к субпопуляциям растений, в которых эффективность использования энергии выше, чем в первоначальной исходной популяции, и где фенотип с высокой эффективностью использования энергии стабильно перенесен в последующие поколения.
c. Эпигенетически определенный фенотип с высокой эффективностью использования энергии может быть перенесен при скрещивании с неселектированной популяцией и ведет себя как доминантный или кодоминантный тип.
б. Эпигенетически контролируемый фенотип с высокой эффективностью использования энергии может быть отобран в родительских инбредных линиях (и/или линиях-закрепителях) и дает дополнительное повышение потенциально возможного урожая в гибридном потомстве (больше гибридной мощности).
е. Фенотип с высокой эффективностью использования энергии взаимосвязан с высокой активностью комплекса I и содержанием аскорбиновой кислоты, которые могут, следовательно, рассматриваться в качестве индикаторов высокой эффективности использования энергии.
£. Фенотип с высокой эффективностью использования энергии взаимосвязан со световым дыханием.
В первом варианте осуществления изобретения предложен способ, который допускает отбор (суб)популяции растений с высокой эффективностью использования энергии (ЕИЕ) и, следовательно, высоким урожаем, в частности, потенциально возможным урожаем семян от первоначальной популяции генетически однородных индивидуальных растений. Высокая эффективность использования энергии представляет собой количественный признак, для которого существует изменчивость (в соответствии с кривой нормального распределения) внутри популяции генетически однородных растений. Данный способ содержит следующие стадии:
a) предоставление популяции, состоящей из множества индивидуальных растений, которые являются генетически однородными;
b) выделение образца ткани или эксплантата из индивидуальных растений указанной популяции способом, который затем допускает выращивание из образцов указанных индивидуальных растений;
c) необязательно культивирование указанных образцов ткани или эксплантатов в условиях, которые активируют метаболизм в указанных растениях;
б) определение уровня клеточного дыхания указанных индивидуальных растений анализом указанных образцов указанных растений;
е) отбор ряда растений, где указанный образец проявляет клеточное дыхание, которое меньше, предпочтительно значительно меньше, чем средний уровень клеточного дыхания образцов из указанной популяции;
£) выращивание отобранных растений и разведение от каждого из отобранных растений линии клона растений-потомков;
д) определение эффективности использования энергии для каждой линии клона растений-потомков;
1т) отбор линии клона растений, в которых указанная эффективность использования энергии выше, чем среднее значение эффективности использования энергии всех линий клонов растений-потомков, предпочтительно отбор линии клона растений-потомков с самой высокой эффективностью использования энергии;
ί) выращивание популяции индивидуальных растений из указанной отобранной линии клона растений-потомков;
_() повторение по меньшей мере один раз стадий Ь)-т) на указанной последующей популяции.
Используемая в данном описании популяция генетически однородных растений является популяцией растений, в которой отдельные растения передают признак потомству, т.е. показывают небольшое изменение или не показывают какого-либо изменения на уровне геномной нуклеотидной последовательности, по меньшей мере, для генетических факторов, которые являются основой количественного признака, в частности генетических факторов, являющихся основой высокой эффективности использования энергии и низкого уровня клеточного дыхания. Генетически однородные растения могут быть инбред- 5 024985 ными растениями, но также могут быть популяцией генетически идентичных растений, таких как двойные гаплоидные растения. Двойные гаплоидные растения представляют собой растения, полученные спонтанным или индуцированным удвоением гаплоидного генома в гаплоидных растительных клеточных линиях (которые могут быть произведены от гамет или их клеток-предшественников, таких как микроспоры). Через удвоение хромосом могут быть получены полностью гомозиготные растения в одном поколении, и все растения-потомки самоопыляемого двойного гаплоидного растения являются в основном генетически идентичными (надежность редких мутаций, делеций или геномных перегруппировок). Другие генетически однородные растения получены вегетативной репродукцией или размножением, а именно, в картофеле, сахарном тростнике, деревьях, включающих тополя и эвкалипты.
Используемая в данном описании эффективность использования энергии представляет собой показатель содержания энергии и клеточного дыхания. Высокая эффективность использования энергии может быть достигнута в растениях, когда содержание энергии клеток растения остается приблизительно равным содержанию энергии клеток у контрольных растений, но когда содержание энергии достигается за счет более низкого уровня клеточного дыхания.
Клеточное дыхание относится к использованию кислорода в качестве акцептора электронов и может быть количественно определено измерением транспорта электронов через митохондриальную дыхательную цепь, например, измерением способности образца ткани восстанавливать 2,3,5трифенилтетразолийхлорид (ТТС). Хотя полагают, что для цели анализов, раскрытых в настоящем изобретении, ТТС представляет собой самый подходящий субстрат, могут быть использованы другие индикаторные молекулы, такие как МТТ (3-(4,5-диметилтиазол-2-ил)-2,5-дифенил-2Н-тетразолий), чтобы измерять электронный поток в митохондриальной цепи переноса электронов (см. Ми88ет апй О^сгоГГ. 1994, РНоЮсНетйЦу апй РНо1оЪю1оду 59, р. 621-626). Восстановление ТТС происходит в конце митохондриальной дыхательной цепи в комплексе IV. Поэтому восстановление ТТС отражает общий электронный поток через митохондриальную дыхательную цепь, включая альтернативный окислительный дыхательный путь метаболизма. Электроны поступают в митохондриальную цепь переноса электронов через комплекс I, комплекс II и внутренние и внешние альтернативные дегидрогеназы ΝΛΌ(Ρ)Η. Подходящий анализ восстановления ТТС был описан Эе В1оск апй Эе Втоитег, 2002 (Р1аи1 РНукюк ВюсНет. 40, 845852).
Содержание энергии клеток растения относится к количеству молекул, обычно используемых для сохранения энергии, а именно, АТР, ΝΛΌΗ и ΝΛΏΡΗ. Содержание энергии образца может быть легко определено измерением содержания ΝΛΟ(Τ)Η образца. Подходящий анализ был описан Nакати^а е! а1. 2003 (РиаиНйсаНои оГ шйасе11и1аг ΝΛΟ(Τ)Η сап топйот ап 1тЪа1апсе оГ ΌΝΛ 8ш§1е 81гапй Ъгеак герай ίη Ъазе ехшкюп терай йейаеп! се1к ίη геа1 Лте. №с1. Ас1Й8 Ке8. 31, 17 е104).
Должны быть отобраны растения или субпопуляции растений, в которых эффективность использования энергии, по меньшей мере, почти равна эффективности использования энергии, определенной для контрольных растений, предпочтительно она выше, чем эффективность использования энергии контрольных растений. Хотя полагают, что нет конкретного верхнего предела для эффективности использования энергии, было отмечено, что субпопуляции или растения могут быть получены с эффективностью использования энергии, которая составляет примерно от 5% до примерно 15%, в частности, примерно на 10% выше, чем эффективность использования энергии контрольных растений. Используемые в данном описании контрольные растения или контрольные популяции представляют собой популяции растений, которые являются генетически однородными, но которые не были подвергнуты повторяющемуся отбору растений с более высокой эффективностью использования энергии.
Растения или субпопуляции растений могут быть отобраны сначала по клеточному дыханию, которое меньше, чем клеточное дыхание, определенное для контрольных растений. Обычно, растения с высокой эффективностью использования энергии имеют уровень клеточного дыхания, который находится в интервале от 85 до 95% от уровня клеточного дыхания контрольных растений. Было отмечено, что обычно допустимо подвергать популяцию с более низкими уровнями дыхания дополнительному циклу селекции, приводящему к популяции растений с еще более низкими уровнями дыхания, где, однако, уровень содержания энергии также снижен. Такая отобранная популяция растений имеет потенциально возможный урожай, который не лучше, чем в случае популяции неселектированных контрольных растений, и урожай может быть даже хуже при особых обстоятельствах. Отбор популяций со слишком низким уровнем клеточного дыхания, особенно в сочетании со снижением уровня содержания энергии не является полезной. Предпочтительно следует избегать уровня дыхания ниже 75% от уровня дыхания контрольных растений, особенно в сочетании с содержанием энергии ниже 75% от содержания энергии контрольных растений.
Способы отбора субпопуляций растений или растений с высокой эффективностью использования энергии, раскрытые в настоящем изобретении, обычно повторяют по меньшей мере один раз; однако растения могут быть подвергнуты по меньшей мере трем или четырем, или пяти циклам селекции. Чтобы избежать появления при отборе растений или популяции растений с циклом со слишком низким уровнем дыхания, вероятно, следует избегать более пяти циклов селекции (в зависимости от видов растения).
Было отмечено, что отобранные популяции с высокой эффективностью использования энергии
- 6 024985 также отличаются повышенной активностью комплекса I дыхательной цепи по сравнению с контрольными растениями и повышенным содержанием аскорбиновой кислоты по сравнению с контрольными растениями. Данные характеристики могут служить в качестве показателя при отборе растения или (суб)популяции растений с повышенной эффективностью использования энергии. Содержание аскорбата может быть количественно определено при использовании рефлектометрического теста с аскорбиновой кислотой от фирмы Мегск (Дармштадт, Германия). Активность комплекса I может быть количественно определена при использовании набора МбоРгоШе Όίρ5ΐΚ1< для анализа активности комплекса I, от фирмы Мбо8с1еисе (Юджин, Орегон, США).
Было отмечено, что отобранные субпопуляции были более устойчивы к вредным абиотическим условиям, чем неселектированные контрольные растения. В соответствии с этим, настоящее изобретение также относится к способу продуцирования популяции растений или семян с повышенной устойчивостью к вредным абиотическим условиям отбором растений или популяций растений согласно способу, раскрытому в настоящем изобретении. Используемые в данном описании вредные абиотические условия включают засуху, дефицит воды, гипоксические или бескислородные условия, затопление, высокие или низкие субоптимальные температуры, высокую засоленность, низкий уровень питательных веществ, высокие концентрации озона, высокие или низкие концентрации света и тому подобное.
Кроме того, способы отбора согласно настоящему изобретению могут быть улучшены вместе с отбором по высокой эффективности использования энергии в состоянии, имитирующем вредные условия для роста. Растения, устойчивые к засухе, с высокой эффективностью использования энергии могут быть отобраны, например, включением полиэтиленгликоля, такого как РЕО 6000, предпочтительно в интервале 4-8%, особенно 5-7,5%, в среду, используемую в схемах отбора, представленных в данном описании. Растения, которые отобраны при выращивании только на среде, содержащей РЕО (без определения и отбора эффективности использования энергии), обычно имеют фенотип компактного роста и развивают толстую кутикулу и клеточные стенки. Растения, отобранные комбинированным выращиванием на РЕО 6000, с высокой эффективностью использования энергии имеют фенотип нормального роста, но превосходят контрольные растения в условиях засухи (см., например, фиг. 13).
Поскольку повышение урожая, полученное отбором субпопуляции растений или растений с высокой эффективностью использования энергии, может быть передано последующим поколениям при скрещивании полов (поведение в виде доминантного или кодоминантного фактора), и поскольку такое повышение урожая в гибридных растениях сверх того является дополнительным к обычному повышению урожая из-за мощности гибрида, следующий вариант осуществления изобретения относится к способу продуцирования гибридного растения или гибридных семян с высоким урожаем или устойчивостью к вредным абиотическим условиям, включающему:
a) отбор популяции растений с высокой эффективностью использования энергии согласно способам, раскрытым в настоящем изобретении, по меньшей мере для одного родительского инбредного растения;
b) скрещивание растений такой популяции с другим инбредным растением;
c) выделение гибридных семян указанного гибрида; и
б) необязательно выращивание гибридных растений из семян.
Схема отбора дополнительно может быть применена к обеим родительским линиям и, если продуцирование гибрида включает женскую стерильность с необходимостью применения линии-закрепителя для сопровождения мужского родителя, схемы отбора, раскрытые в настоящем изобретении, также могут быть выгодно использованы на линиях-закрепителях.
Предпочтительно, образцы ткани или эксплантаты представляют собой эксплантаты гипокотиля, но другие эксплантаты, а именно каллус, побеги, лиственные диски или целые листья, могут быть использованы с аналогичным эффектом. Для однодольных растений, лиственная основа первого настоящего листа представляет собой подходящий образец ткани или эксплантат. Кроме того, предпочтительно, чтобы эксплантаты были получены из стерильного, ίη νίΐτο выращенного материала, который имеет высокий уровень дыхания или активный метаболизм. Это может быть достигнуто культивированием или инкубированием эксплантатов сначала на среде, содержащей подходящий карбогидрат, такой как сахароза, чтобы повысить уровень дыхания или метаболизм. Более предпочтительно, эксплантаты культивируют на среде, индуцирующей каллус в течение времени, достаточного для того, чтобы активировать метаболизм, в частности, в течение примерно от 0 до 10 суток, предпочтительно в течение примерно 4-6 суток, особенно в течение примерно 5 суток. Предпочтительно, среда, индуцирующая каллус, содержит сахарозу, в частности, примерно 2-3% мас./мас. Предпочтительные температурные диапазоны для культивирования эксплантатов составляют примерно 24-25°С.
Когда способы, раскрытые в настоящем изобретении, применяют к растениям, возобновляющимся половым путем, стадия размножения от каждого из отобранных растений для выхода на линию клона растений-потомков может быть достигнута самоопылением и сбором полученных семян. Когда способы, раскрытые в настоящем изобретении, применяют к вегетативно репродуцируемым растениям, стадия размножения от каждого из отобранных растений для выхода на линию клона растений-потомков может быть достигнута разделением растений на подходящие единицы репродукции и культивированием их до
- 7 024985 тех пор, пока не получают завершенное растение.
Настоящее изобретение также относится к отобранным растениям или популяциям растений с высокой эффективностью использования энергии, которые могут быть получены через способы отбора, раскрытые в настоящем изобретении. Такие растения отличаются низким уровнем клеточного дыхания (более низкой, чем клеточное дыхание контрольных растений, как определено в данном описании) и по меньшей мере одной из следующих характеристик: содержание аскорбиновой кислоты выше, чем у контрольных растений; содержание ΝΆΌ(Ρ)Η выше, чем у контрольных растений; активность комплекса I дыхательной цепи выше, чем у контрольных растений; и уровень светового дыхания ниже, чем у контрольных растений.
Схема отбора была успешно применена на популяциях растения риса, популяциях растения Вга551са парив и популяциях растения Ьусорег5юоп С5си1сШи5. Тем не менее, способы и средства, представленные в данном описании, как полагают, являются подходящими для растительных клеток и растений, голосемянных и покрытосемянных, клеток как двудольных, так и однодольных растений, и растений, включающих, но без ограничения, ЛгаЫйор515, люцерну, ячмень, бобы, кукурузу или маис, хлопчатник, лен, овес, горох, рапс, рис, рожь, сафлор красильный, сорго, сою, подсолнечник, табак и другие виды №сойапа, включая №сойапа ЬеШНапиапа. пшеницу, аспарагус, свеклу, брокколи, капусту огородную, морковь, капусту цветную, сельдерей, огурец, баклажан, салат, лук, рапс масличный, перец, картофель, тыкву обыкновенную, редьку, шпинат, тыкву крупноплодную столовую, томат, цуккини, миндаль, яблоню, абрикос, банан, ежевику, какао-растение, вишню, орех кокосовый, клюкву, финик, виноградную лозу, грейпфрут, гуаву, киви, лимон, лайм, манго, дыню, нектарин, апельсин, папайю, пассифлору, персик, арахис, грушу, ананас, фисташку, сливу, малину, землянику, тангерин, орех лесной, арбуз обыкновенный, овощные культуры Вгаввюа, тростник сахарный, овощные культуры (включая цикорий, латук, томат), Ьетпасеае (включая виды из родов Ьетпа, ^о1Гйе11а, 8рцойе1а, ЬапйоШа, \Уо1ГПа) и сахарную свеклу.
Следующие неограничивающие примеры описывают способы и средства согласно изобретению. Если не указано иное, в примерах все методики выполняли согласно стандартным в данной области протоколам.
Примеры
Пример 1. Методология.
Искусственный отбор уровня дыхания и ЕИЕ. Рассаду выращивали ш уйго в течение двух недель на агаровой среде, наполовину обогащенной средой МигавЫде и §коод с добавлением 2% сахарозы. Верхушки побегов сеянцев помещали на указвнную выше среду для укоренения, в то время как пять эксплантатов гипокотиля на сеянец культивировали в течение пяти суток на среде, индуцирующей каллус (среда МигавЫде и §коод, с добавлением 3% сахарозы и 1 мг/л 2,4-Ό, 0,25 мг/л ΝΑΑ и 1 мг/л ВАР). Измеряли клеточное дыхание эксплантатов гипокотиля. Укорененные верхушки побегов примерно пяти сеянцев с самым высоким, соответственно, с самым низким уровнем дыхания переносили в теплицу для получения семян самоопылением. Измеряли как уровень дыхания, так и содержание ΝΑΌ(Ρ)Η примерно у 35-40 сеянцев полученных потомств. Линии с самым низким, соответственно, с самым высоким уровнем дыхания и с самой высокой, соответственно, с самой низкой эффективностью использования энергии сохраняли. Следующие циклы селекции проводили в одном направлении для более низкого или более высокого дыхания с линиями, имеющими самый низкий, соответственно, самый высокий уровень дыхания (фиг. 1). Трех-пяти циклов селекции достаточно для того, чтобы получить линии с заметно выраженным уровнем дыхания и ЕИЕ. Отбор уровня дыхания и ЕИЕ в производстве гибридных семян представлен на фиг. 9.
Физиологические и биохимические анализы. Клеточное дыхание эксплантатов гипокотиля количественно определяли измерением восстановления 2,3,5-трифенилтетразолийхлорида (ТТС), как описано (Эе В1оск и Ие Вгошусг см. выше). Общее содержание ΝΑΌ(Ρ)Η количественно определяли, как описано (какатша е1 а1., см. выше). Эффективность использования энергии выражена как отношение величин в %, нормализованных по отношению к контролю, содержания ΝΑΌ(Ρ)Η к количеству восстановленного ТТС. Содержание аскорбата количественно определяли при использовании рефлектометрического теста с аскорбиновой кислотой от фирмы Мегск (Дармштадт, Германия). Активность комплекса I количественно определяли при использовании набора МйоРгоШе Ихрвйск для анализа активности комплекса I, от фирмы Мйо8сюпсе (Юджин, Орегон, США). Интенсивность светового дыхания измеряли ш уйго при плавании семядолей или кусочков листа на среде без аммиака, содержащей 3-5 мг/л глуфосината. Инкубирование проводили в течение 24 ч при непрерывном освещении (примерно 70 ммоль м-2 сек-1). Образование аммиака количественно определяли, как описано (Не В1оск е1 а1., 1995. Тке 5е1есОоп тескашвт оГ рковрЫпоОтст 15 тПиепсей Ьу Фе те1аЬоПс 51а1и5 оГ Фе Й55ие. Р1ап1а 197, 619-626). Световое дыхание выражали в виде процента образовавшегося аммиака по отношению в контролю.
Полевые опыты. Полевые опыты выполняли на пяти участках с различным качеством почвы (от песочной до суглинистой почвы). Каждый участок содержал шесть делянок на линию. Каждая делянка была размером в 10 м2 с различным расположением делянок на каждом участке. Урожай выражали в виде кг семян/делянка.
- 8 024985
Статистика. Данные статистически анализировали однофакторным дисперсионным методом ΑΝΟУЛ с пост-тестом Даннета, используя программу Рп5Щ версия 5.00 (ОтаркРай 8окйате, Сан Диего, США).
Пример 2. Отбор и характеристика отобранных растений Вга551са парив с высокой и низкой эффективностью использования энергии.
Исходя из изогенной двойной гаплоидной линии В. парив для устранения изменчивости из-за различий в генетическом уровне, сеянцы с самым низким и самым высоким уровнем клеточного дыхания идентифицировали и сохраняли (см. Способы. Резюме фиг. 1 представляет схематическое изображение схемы отбора). Таким образом, исходя из 200 сеянцев от двойной гаплоидной популяции §1топ, сеянцы с самым низким и самым высоким уровнем клеточного дыхания идентифицировали и сохраняли. Укорененные верхушки побегов пяти сеянцев с самым высоким и самым низким уровнем дыхания, соответственно, переносили в теплицу для получения семян самоопылением. Две популяции с соответственно самой низкой и самой высокой ЕИЕ идентифицировали. Полученные две популяции были исходным материалом для пяти дополнительных циклов селекции линий с более высокими и более низкими уровнями дыхания, соответственно. Фиг. 2 показывает уровень дыхания шести линий, которые были генерированы: четыре линии с более низким (ЬК76, ЬК76-разрушенная, ЬК77, ЬК79) и три линии с более высоким уровнем дыхания (НК80, НК82, НК83) по сравнению с контролем, от которого была начата селекция. ЬК76-разрушенная линия получена дополнительным отбором более низкого уровня дыхания, исходя из линии ЬК76. Как будет показано ниже, уровень дыхания ЬК76-разрушенной линии падает ниже критического порога, приводя к пониженной мощности. На уровне отдельного растения имеется высокая изменчивость в линиях с высоким уровнем дыхания (например, линия НК82 со средним значением 125% по сравнению с контролем и стандартным отклонением 74%), в то время как данная изменчивость является минимальной в линиях с низким уровнем дыхания (например, линия ЬК76 со средним значением 90% по сравнению с контролем и стандартным отклонением 18%). С точки зрения селекционера, высокая изменчивость в линиях с высоким уровнем дыхания означает негативное поведение, в то время как ограниченная изменчивость в линиях с низким уровнем дыхания будет считаться как положительная. Высокая эффективность, с которой данные линии были генерированы (исходящие только из 200 сеянцев на цикл селекции), дает возможность предположить, что не включены какие-либо мутации. Интенсивные ЛРЕР-анализы не могли идентифицировать различия между данными линиями и контролем, за исключением линии НК83 с высоким уровнем дыхания, в которой были определены некоторые хромосомные делеции и инверсии. Данные растения регулярно показывали аномальное развитие и стерильность. Поэтому, НК83 не были сохранены для дальнейших анализов, вместе с ЬК79, из-за их схожего уровня дыхания по сравнению с контролем.
Ожидалось, что высокий уровень клеточного дыхания должен быть связан с продуцированием высокой энергии и наоборот. Однако когда общее количество ЫАВ(Р)Н, отражающее содержание энергии, было измерено (табл. 1, фиг. 3), было отмечено, что линии с более высоким уровнем дыхания имели более низкие уровни ПЛО(Р)Н. Линии с более низким уровнем дыхания имели более высокое содержание ЫАВ(Р)Н, за исключением ЬК76-разрушенной линии. Когда соотношение ЫАВ(Р)Н было рассчитано в сравнении с уровнем дыхания (эффективность использования энергии (ЕИЕ)), то была установлена обратная корреляция между уровнем дыхания и ЕИЕ за исключением ЬК76-разрушенной линии (табл. 1, фиг. 3). Вероятно, уровень дыхания в ЬК76-разрушенной линии падал ниже критического порога, чтобы поддерживать достаточное продуцирование энергии.
В ходе процедуры отбора уровень дыхания количественно определяли измерением восстановления 2,3,5-трифенилтетразолийхлорида (ТТС) эксплантатами гипокотиля. Восстановление ТТС происходит в конце митохондриальной дыхательной цепи комплекса IV (Ктсй, Р.К., М15СЫ5, Ь.Л., Рийоп, 8. & Ювкюк ТТ. Тке вйев ок ш1етас1юп ок 1г1ркепу11е1га/окит ск1опйе \\йк ткоскопйпа1 ге5рйаЮгу скаш5. РЕМ8 ΜίсгоЫок, Ьей. 202, 181-187 (2001)). Поэтому восстановление ТТС отражает общий электронный поток через митохондриальную дыхательную цепь, включая альтернативный окислительный дыхательный путь метаболизма. Электроны поступают в митохондриальную цепь электронного транспорта через комплекс I, комплекс II и внутренние и внешние дегидрогеназы ЫЛО(Р)Н. Активность комплекса I, являющегося главной дегидрогеназой, измеряли в 3-м листе контрольной и отобранных линий (табл. 1). Находили обратную корреляцию между уровнем дыхания и активностью комплекса I. Недавно было обнаружено, что Е-галактоно-1,4-лактондегидрогеназа, последний фермент пути биосинтеза аскорбата в растении, связана с субкомплексом 800-кДа комплекса I и имеет большое значение в аккумулировании комплекса I в качестве нулевых мутантов ЛтаЫйор515 для ослабления Е-галактоно-1,4-лактондегидрогеназы, чтобы аккумулировать комплекс I (Ршеаи е! а1. Е-да1ас1опо-1,4-1ас1опе йейуйтодепаве 15 гесццгей ког !йе асситиШюп ок р1ап! ге5рйа1оту сотр1ех I. I. Вю1. Скет. 283, 32500-32505 (2008); Мй1аг е! а1. Соп!го1 ок а5сотЬа1е 5уп1йе515 Ьу ге5рйаЬоп апй Й5 1трЬсаИоп5 ког 5!ге55 ге5роп5е5. Р1ап! Рйу5ю1. 133, 443-447 (2003)). Очевидная взаимосвязь между биосинтезом аскорбата и аккумулированием комплекса I побудила авторов измерить содержание аскорбата в листьях различных линий (табл. 1, фиг. 6). Линии с самым высоким уровнем дыхания и с самой низкой активностью комплекса I имеют самое низкое содержание аскорбата. Противоположное утверждение также является истинным, линии с низким уровнем дыхания и вы- 9 024985 сокой активностью комплекса I имеют высокое содержание аскорбата. Таким образом, данные результаты дают возможность предположить, что линии с высоким, соответственно, низким уровнем дыхания имеют пониженное, соответственно, повышенное содержание комплекса I. Линии с высоким уровнем дыхания имеют сходство с цитоплазматическим мужским стерильным мутантом II (СМ8П) ΝίεοΙίαηα 5у1усз1г15. который не имеет субъединицы ΝΆΌ7 комплекса I (Ошйеггек е! а1., Ьаск οί ιηίΐοΐιοηύπαϊ апй пис1еаг-епсойей киЪипкк οί тотр1ех I апй а1!ега1юп οί 1ке гезриаЮгу скат ίη Мтокапа уукезОГ т^!οскοηйпа1 йе1е!юп ти!ап!8. Ртос. ΝηΗ. Асай. 8ск И8А 94, 3436-3441 (1997); 8аЪаг е! а1. ^шркх I шрактеп!, гезриаЮгу ^трепкаЮ^ апй ркοΐο8уηΐкеΐ^с йесгеаке ш пис1еаг апй т^!οскοηй^^а1 та1е 81егйе ти1ап18 οί Νί^Иапа 8у1уе81г18. Р1ап!. Рку5ю1. 124, 1239-1249 (2000)). Мутант СМ8П не обладает активностью комплекса I, но дополнительно имеет высокий уровень дыхания из-за компенсаторной повышенной активности комплекса IV (цитохромоксидаза). Высокий уровень дыхания имеет место вероятно из-за повышенной активности альтернативных дегидрогеназ ΝΑΌ(Ρ)Η, чтобы соответствовать потребностям клетки в АТР. Линии с высоким содержанием комплекса I являются более эффективными в продуцировании АТР, образующегося при более низком уровне дыхания.
На табаке и огурце обнаружено, что пониженная производительность комплекса I приводит к повышению светового дыхания (1ис/с/ик е! а1. ЕГГес! οί т^!οскοηй^^а1 дегюте геаггапдетеп! οη гезриаЮгу асйуку, ркο!ο8уη!ке8^8, ркο!ο^еδр^^аί^οη апй епегду 81а!и8 οί М8С16 сиситЪег (Сисит18 кайуик) ти!ап!. Рку8ю1. Р1ап!. 131, 527-541 (2007); Рпаик е! а1. Тке 1аск οί т^!οскοηй^^а1 тотр1ех I ш СМ8П ти!ап! οί ΝΚοкапа 8у1уе8!г18 шсгеакек ркο!ο^е8р^^акοη 1кгоидк ап шсгеакей ш!егпа1 ге8181апсе !ο СО йШикюп. 1. Ехр. Βο!. 57, 3195-3207 (2006)). Аналогично, авторы также обнаружили, что линии Вгаккюа с высоким уровнем дыхания имеют значительно повышенное световое дыхание, в то время как линии с низким уровнем дыхания имеют сильно сниженное световое дыхание (табл. 1, фиг. 7). Это значит, что низкий уровень дыхания (но не слишком низкий, как в ЬК76-разрушенной линии) коррелирует с благоприятным физиологическим состоянием, в то время как высокий уровень дыхания коррелирует с более низкой приспособленностью. Специфические характеристики физиологических состояний указывают, что данные линии имеют более высокую, соответственно, более низкую устойчивость к стрессу (фиг. 4) и продуктивность в поле (табл. 1, фиг. 5). Отобранные линии и контрольные линии тестировали по урожаю семян в полевых опытах (пять участков с повтором три-шесть раз из десяти квадратных метров на линию) в течение трех лет (табл. 1, фиг. 5). Линии с низким уровнем дыхания и с высокой ЕЦЕ имели в среднем вплоть до 8% более высокий урожай семян в сравнении с контролем, в то время как линии с высоким уровнем дыхания и с низкой ЕИЕ имели в среднем снижение урожая семян вплоть до 10%. На полях со стрессом в виде умеренной засухи линия с самой высокой ЕИЕ имела на 20% более высокий урожай в сравнении с контролем, в то время как урожай семян линии с высоким уровнем дыхания и низкой ЕИЕ падал на 20%. Имеется сильная положительная корреляция между ЕИЕ и урожаем семян (корреляция по Пирсону=0,96).
Высокая эффективность, с которой были получены линии с высоким и низким уровнем дыхания, исходя из изогенной линии, и тот факт, что отобранные линии являются неразличимыми друг от друга на основе результатов АЕЬР, дает возможность предположить, что различные физиологические характеристики линий имеют эпигенетическую основу.
Примерно из восьми представленных выше генераций семян в масштабе теплицы и трех лет доскональных полевых опытов, стало очевидным, что эпигенетическое состояние линий стабильно унаследовано самоопылением. Как описано выше для эпигенетического компонента в рекомбинации АгаШЮрШ (Мο1^η^е^ е! а1. Тгап8депега!юп теп-югу οί 8!ге88 ш р1ап!к. №!иге 442, 1046-1049), эпигенетический компонент дыхания канолы может быть перенесен в реципрокальном обратном скрещивании неселектированной контрольной линии. Например, в линии ΗΚ82 с высоким уровнем дыхания, самоопыление и обратное скрещивание на исходной линии 8тюп с ΗΚ82 в качестве женского и мужского растения приводили соответственно к потомствам с уровнем дыхания 127, 124 и 128% по отношению к контролю. То же самое было для линии ЬК77 с низким уровнем дыхания, самоопыление и обратное скрещивание которой на линии 8тюп с ЬК77 в качестве женского и мужского растения приводили соответственно к потомствам с уровнем дыхания 89, 91 и 92% по отношению к контролю (фиг. 8).
Результаты, полученные авторами, показывают, что возможно проводить селекцию по комплексному признаку, основанному только на привлечении эпигентического компонента. Главное различие с селекцией в классических схемах воспроизводства состоит в том, что селекция может быть выполнена не только в популяции, но главным образом на уровне растения и рекурсивным путем. Путем применения аналогичных схем селекции на элитных родительских клеточных линиях рапса (фиг. 9), авторы получили гибриды, которые имеют до 5% более высокую прибавку урожаев при повышении урожая гетерозисом (фиг. 10, 11 и табл. 2). Это демонстрирует общую полезность способа отбора в каноле и подтверждает трансгенерациональную стабильность эпигенетического компонента дыхания. Кроме того, опыты показывают, что данный тип селекции также возможен для других видов растений, таких как рис и томат.
- 10 024985
Таблица 1
Физиологические и агрономические свойства отобранных популяций канолы
Линия Дыхание Содержание ΝΑϋ(Ρ}Η ЕЦЕ Активность комплекса I Содержание аскорбата Световое дыхание Урожай семян
Среднее значение1* Поле со стрессом2* Оптимальное поле3*
76- разрушенная 74,5*** 73** 98 140** 200*** 80** 97 106 97
76 * * * 98 109 127** 208*** 81** 104* 114** 97
77 92,5*** 103* 111 120** 185*** 91* 108** 120** 103
80 125*** 99 79 100 79* 105* 92 * * 81** 93*
82 139*** 98 71 95** 74** 116** 90** 80** 88**
Величины нормализованы по отношению к контрольной линии и выражены в процентах.
Контрольная линия представляет собой первоначальную двойную гаплоидную линию рапса, от которой получены отобранные популяции, без рекуррентной селекции.
ΕϋΕ: эффективность использования энергии (=содержание ΝΆΌ(Ρ)Η, полученное за счет дыхания).
1) Урожай семян, определенный на 5 участках; 6 повторов/участок в течение 3 лет.
2) Один участок с песчаной почвой и стрессом в виде умеренной засухи, 2 года.
3) Один участок с суглинистой почвой, 3 года.
* Р<0,05 по сравнению с контролем.
** Р<0,01 по сравнению с контролем.
*** Р<0,001 по сравнению с контролем.
Таблица 2
Физиологические и агрономические свойства гибридной линии рапса, полученной скрещиванием инбредных мужских и женских линий, которые периодически отбирались по высокой эффективности использования энергии
% по сравнению с контрольным гибридом3’
Уровень дыхания 91***
Содержание ΝΑΌ(Ρ)Н 100
Эффективность использования энергии 110
Активность комплекса I 125**
Содержание аскорбиновой кислоты 115**
Уровень светового дыхания 72**
Урожай семян1'1 105*
а) Гибрид, полученный скрещиванием исходного неселектированного женского и мужского представителя. ь) 4 участка, 4 повтора/участок, 1 год.
* Р<0,05 по сравнению с контролем.
** Р<0,01 по сравнению с контролем.
*** Р<0,001 по сравнению с контролем.
Пример 3. Отбор и характеристика отобранных растений Вгав51са парив с высокой эффективностью использования энергии в сочетании с повышенной устойчивостью к засухе.
Растения Вгаввка парив отбирали, как описано в примере 2, за исключение того, что среда, индуцирующая каллус, в данном случае содержала ΡΕ06000 в конечной концентрации 5%, имитируя условия засухи. Самую хорошую линию, проявляющую высокую эффективность использования энергии (ЬКРЕО_1574) в данных условиях возделывания, выращивали по сравнению с контрольными растениями в нормальных условиях полива и в условиях ограниченного обеспечения водой. На фиг. 12 и 13 дана сводка результатов данных экспериментов, показывающих, что ЬК-РЕС_1574 превосходит контрольные растения (изогенетические, но не подвергнутые способам отбора высокой эффективности использования энергии) в засушливых условиях.

Claims (20)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ отбора популяции растений с повышенной мощностью, повышенной урожайностью или повышенной устойчивостью к вредным абиотическим условиям, включающий следующие стадии:
    a) получение образца ткани из индивидуальных растений популяции, состоящей из множества индивидуальных растений, которые являются генетически однородными;
    b) определение уровня клеточного дыхания указанных индивидуальных растений анализом указанных образцов указанных растений;
    c) отбор ряда растений, образец которых проявляет клеточное дыхание, которое составляет от 85 до 95% от среднего уровня клеточного дыхания образцов из указанной популяции;
    ά) выращивание отобранных растений и получение от каждого из отобранных растений линии клонированных потомков;
    е) определение для каждой линии клонированных потомков по меньшей мере одного из следующих параметров:
    ί) содержание аскорбата в образце указанной линии; и) содержание ΝΆΌ(Ρ)Η в образцах указанной линии;
    ίίί) активность комплекса I митохондриальной дыхательной цепи в образцах указанной линии или ίν) светового дыхания в образцах указанной линии;
    £) отбор линии клонированных растений, в которых клеточное дыхание составляет от 85 до 95% от среднего уровня клеточного дыхания, как определено на стадии с), и в которых либо
    ί) указанное содержание ΝΆΌ(Ρ)Η составляет от около 95 до 105% от среднего содержания ΝΆΌ(Ρ)Η растений исходной популяции, которые не были подвергнуты селекции на пониженный уровень клеточного дыхания; либо
    и) указанная активность указанного комплекса I митохондриальной дыхательной цепи составляет от 120 до 140% активности комплекса I митохондриальной дыхательной цепи растений исходной популяции, которые не были подвергнуты селекции на пониженный уровень клеточного дыхания; либо
    ш) указанное содержание аскорбата составляет от 150 до 220% от содержания аскорбата растений исходной популяции, которые не были подвергнуты селекции на пониженный уровень клеточного дыхания; либо ίν) указанное световое дыхание составляет от 80 до 92% светового дыхания растений исходной популяции, которые не были подвергнуты селекции на пониженный уровень клеточного дыхания;
    д) выращивание популяции индивидуальных растений из указанной отобранной линии клонированных растений-потомков;
    И) повторение по меньшей мере один раз стадий а)-д) на указанной последующей популяции.
  2. 2. Способ по п.1, дополнительно включающий между стадиями д) и И) стадию отбора семян указанной отобранной линии клонированных растений-потомков.
  3. 3. Способ по п.1 или 2, включающий дополнительно между стадиями а) и Ь) стадию культивирования или инкубирования указанных образцов тканей в условиях, при которых активируется их метаболизм за счет культивирования или инкубирования в среде, содержащей сахарозу и/или в индуцирующей каллус среде.
  4. 4. Способ по любому из пп.1-3, в котором указанный образец ткани выбирают из гипокотиля, каллуса, побегов, лиственных дисков или целых листьев.
  5. 5. Способ по любому из пп.1-4, в котором указанные индивидуальные растения представляют собой двойные гаплоидные растения.
  6. 6. Способ по любому из пп.1-4, в котором указанные индивидуальные растения получены вегетативной репродукцией.
  7. 7. Способ по любому из пп.1-4, в котором указанные индивидуальные растения представляют собой инбредные растения.
  8. 8. Способ по любому из пп.1-7, в котором указанную стадию И) повторяют по меньшей мере дважды.
  9. 9. Способ по любому из пп.1-7, в котором указанную стадию И) повторяют по меньшей мере пять раз.
  10. 10. Способ по любому из пп.1-9, в котором указанную линию клонированных потомков от каждого из указанных на стадии (а) растений получают путем самоопыления указанных растений и сбором урожая семян.
  11. 11. Способ по любому из пп.1-9, в котором указанную линию клонированных потомков от каждого из указанных на стадии (а) растений получают вегетативным размножением.
  12. 12. Способ по любому из пп.1-11, в котором указанный образец ткани получают отделением гипокотиля от эпикотиля, посредством чего гипокотиль составляет указанный образец, а эпикотиль затем выращивают в растение.
  13. 13. Способ по любому из пп.1-12, в котором указанное растение представляет собой масличный
    - 12 024985 рапс Вга551са, растение томата или растение риса.
  14. 14. Способ по любому из пп.3-13, в котором указанное культивирование указанных образцов ткани в условиях, которые активируют метаболизм, выполняют в условиях, имитирующих состояния засухи.
  15. 15. Способ по любому из пп.3-13, в котором указанное культивирование указанных образцов ткани в условиях, которые активируют метаболизм, выполняют в среде, содержащей полиэтиленгликоль.
  16. 16. Способ повышения урожайности растений, включающий:
    a) отбор популяции растений или семян согласно любому из пп.1-15;
    b) выращивание указанных растений или семян в поле;
    c) получение урожая от указанных растений.
  17. 17. Способ получения гибридного растения или гибридного семени с повышенной урожайностью или устойчивостью к вредным абиотическим условиям, включающий:
    a) отбор популяции растений согласно любому из пп.1-15 по меньшей мере для одного родительского инбредного растения;
    b) скрещивание растений указанной популяции с инбредным растением, отличным от растений отобранной популяции;
    c) сбор гибридных семян указанного гибрида.
  18. 18. Способ по п.17, дополнительно предусматривающий стадию выращивания гибридных растений из указанных гибридных семян.
  19. 19. Способ по п.17 или 18, в котором популяцию растений по любому из пп.1-15 отдельно отбирают для обоих родительских инбредных растений.
  20. 20. Способ по любому из пп.17-19, в котором указанное одно родительское растение представляет собой мужское стерильное растение, и поддержание указанного мужского стерильного растения требует использования линии-закрепителя, дополнительно отличающийся тем, что популяция растений по пп.115 может быть отобрана для линии закрепителя.
EA201270092A 2009-06-29 2010-06-11 Повышение урожайности культурных растений через отбор эпигенетически модифицированных популяций EA024985B1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US22118609P 2009-06-29 2009-06-29
EP09075284 2009-07-01
PCT/EP2010/003507 WO2011000466A1 (en) 2009-06-29 2010-06-11 Improvement of yield in crop plants through selection of epigenetically modified populations

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201270092A1 EA201270092A1 (ru) 2012-05-30
EA024985B1 true EA024985B1 (ru) 2016-11-30

Family

ID=42667979

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201270092A EA024985B1 (ru) 2009-06-29 2010-06-11 Повышение урожайности культурных растений через отбор эпигенетически модифицированных популяций

Country Status (8)

Country Link
US (3) US8901369B2 (ru)
EP (2) EP3111755A1 (ru)
CN (1) CN102469770B (ru)
AU (1) AU2010268451B2 (ru)
BR (1) BRPI1011554A8 (ru)
CA (1) CA2766499C (ru)
EA (1) EA024985B1 (ru)
WO (1) WO2011000466A1 (ru)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3111755A1 (en) * 2009-06-29 2017-01-04 Bayer CropScience NV Improvement of yield in crop plants through selection of epigenetically modified populations
CA2802763C (en) 2010-06-17 2019-11-19 Esse Ifebi Herve Akpo Methods for determining fitness in plants
WO2014184278A1 (en) * 2013-05-17 2014-11-20 Bayer Cropscience Nv Methods and means for determining plant characteristics
MX2018005509A (es) * 2015-11-03 2018-09-21 Epigenetics Litd Cultivos mejorados sin modificacion genetica y metodos para obtener cultivos con rasgos heredables mejorados.
CN105519427B (zh) * 2015-12-25 2017-09-29 重庆市农业科学院 一种高含油量常规油菜品种轮回选择方法
CN105701354B (zh) * 2016-01-25 2018-02-23 中国科学院亚热带农业生态研究所 一种根茎型克隆植物在干扰后种群更新潜力的评估方法
CN106962187A (zh) * 2017-03-24 2017-07-21 金陵科技学院 一种茄子单倍体植株加倍方法
CN113801857B (zh) * 2021-11-16 2022-02-15 中国科学院华南植物园 一种酶活提高的NADH脱氢酶突变体SlNOX及其应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4003156A (en) * 1974-06-20 1977-01-18 Agence Nationale De Valorisation De La Recherche (Anvar) Process for obtaining variants of plants with improved characteristics
WO2010005298A2 (en) * 2008-06-16 2010-01-14 Edwin Henricus Antonius Holman Method for growing plants

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60235973D1 (de) 2001-02-19 2010-05-27 Bayer Bioscience Nv Verfahren und mittel zur fitness-bestimmung in pflanzen
CN1172593C (zh) * 2002-11-15 2004-10-27 南京农业大学 一种促进植物生长与增强抗低温弱光能力的方法
CN1252255C (zh) * 2004-08-03 2006-04-19 天津大学 辅酶nadh的光化学再生方法
EP3111755A1 (en) * 2009-06-29 2017-01-04 Bayer CropScience NV Improvement of yield in crop plants through selection of epigenetically modified populations

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4003156A (en) * 1974-06-20 1977-01-18 Agence Nationale De Valorisation De La Recherche (Anvar) Process for obtaining variants of plants with improved characteristics
WO2010005298A2 (en) * 2008-06-16 2010-01-14 Edwin Henricus Antonius Holman Method for growing plants

Non-Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANDREW BOTTLEY AND ROBERT M.D. KOEBNER: "Variation for homoeologous gene silencing in hexaploid wheat", THE PLANT JOURNAL, BLACKWELL SCIENTIFIC PUBLICATIONS, OXFORD., GB, vol. 56, 1 January 2008 (2008-01-01), GB, pages 297 - 302, XP007914744, ISSN: 0960-7412, DOI: 10.1111/j.1365-313X.2008.03586.x *
BRAIDOTTI G: "Biotechnology - Epigenetics comes of age for plant breeders", pages 1 - 2, XP002599567, Retrieved from the Internet <URL:http://www.grdc.com.au/director/events/groundcover?item_id=A5B55D1DED8B9C20860C0CDE8C6EE077&article_id=A97C28B1F1614E34835D6BDB8CBDC75C> [retrieved on 20100906] *
FRANK JOHANNES, EMMANUELLE PORCHER, FELIPE K. TEIXEIRA, VERA SALIBA-COLOMBANI, MATTHIEU SIMON, NICOLAS AGIER, AGNES BULSKI, JULIET: "Assessing the Impact of Transgenerational Epigenetic Variation on Complex Traits", PLOS GENETICS, PUBLIC LIBRARY OF SCIENCE, SAN FRANCISCO, CA, US, vol. 5, no. 6, 26 June 2009 (2009-06-26), US, pages 1 - 11, XP007914742, ISSN: 1553-7390, DOI: 10.1371/journal.pgen.1000530 *
HAUBEN MIRIAM; HAESENDONCKX BORIS; STANDAERT EVI; VAN DER KELEN KATRIEN; AZMI ABDELKRIM; AKPO HERVE; VAN BREUSEGEM FRANK; GUISEZ Y: "Energy use efficiency is characterized by an epigenetic component that can be directed through artificial selection to increase yield", PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES, NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES, US, vol. 106, no. 47, 24 November 2009 (2009-11-24), US, pages 20109 - 20114, XP007914705, ISSN: 0027-8424, DOI: 10.1073/pnas.0908755106 *
IAN R. HENDERSON & STEVEN E. JACOBSEN: "Epigenetic inheritance in plants", NATURE, NATURE PUBLISHING GROUP, UNITED KINGDOM, vol. 447, 24 May 2007 (2007-05-24), United Kingdom, pages 418 - 424, XP007914743, ISSN: 0028-0836, DOI: 10.1038/nature05917 *
LUKENS, L.N. ZHAN, S.: "The plant genome's methylation status and response to stress: implications for plant improvement", CURRENT OPINION IN PLANT BIOLOGY, QUADRANT SUBSCRIPTION SERVICES, GB, vol. 10, no. 3, 1 June 2007 (2007-06-01), GB, pages 317 - 322, XP022070213, ISSN: 1369-5266, DOI: 10.1016/j.pbi.2007.04.012 *
SPRINGER NATHAN M; KAEPPLER SHAWN M: "EPIGENETICS: THE SECOND GENETIC CODE", ADVANCES IN AGRONOMY, ACADEMIC PRESS, SAN DIEGO, CA,, US, 1 January 2008 (2008-01-01), US, pages 59 - 80, XP009138322, ISSN: 0065-2113, DOI: 10.1016/S0065-2113(08)00603-2 *
ZILBERMAN, D. HENIKOFF, S.: "Epigenetic inheritance in Arabidopsis: selective silence", CURRENT OPINION IN GENETICS & DEVELOPMENT., CURRENT BIOLOGY LTD., XX, vol. 15, no. 5, 1 October 2005 (2005-10-01), XX, pages 557 - 562, XP005069857, ISSN: 0959-437X, DOI: 10.1016/j.gde.2005.07.002 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20180235165A1 (en) 2018-08-23
WO2011000466A1 (en) 2011-01-06
EP3111755A1 (en) 2017-01-04
AU2010268451A1 (en) 2012-01-12
EP2448400B1 (en) 2016-08-10
BRPI1011554A8 (pt) 2022-07-05
CN102469770B (zh) 2013-12-11
CN102469770A (zh) 2012-05-23
EA201270092A1 (ru) 2012-05-30
EP2448400A1 (en) 2012-05-09
US20150059011A1 (en) 2015-02-26
US8901369B2 (en) 2014-12-02
CA2766499A1 (en) 2011-01-06
BRPI1011554A2 (pt) 2015-08-25
AU2010268451B2 (en) 2015-02-26
CA2766499C (en) 2018-05-22
US20120117678A1 (en) 2012-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180235165A1 (en) Increase of yield in crop plants through selection of epigenetically modified populations
JP5530099B2 (ja) 作物植物において集団品種を構築および生産する方法
Donini et al. Induced mutation in plant breeding: current status and future outlook
Thiaw et al. Comparison of selection for either leaf-electrolyte-leakage or pod set in enhancing heat tolerance and grain yield of cowpea
Nijabat et al. Cell membrane stability and relative cell injury in response to heat stress during early and late seedling stages of diverse carrot (Daucus carota L.) germplasm
US10793919B2 (en) Methods for determining fitness in plants
Yakushiji et al. Ceratocystis canker resistance in BC1 populations of interspecific hybridization of fig (Ficus carica) and F. erecta
Kumar Breeding of horticultural crops: principles and practices
Molnar et al. Eastern filbert blight susceptibility of American× European hazelnut progenies
Akhtar Effect of physical and chemical mutagens on morphological behavior of tomato (Solanum Lycopersicum) CV.“Rio Grande” under heat stress conditions
Amas et al. Genetic characteristics of F2 populations obtained through double and three-way crosses in cayenne peppers.
AU2016289682B2 (en) White celery
Sandner et al. Inbreeding depression changes with stress response over time in flooded Mimulus guttatus
Ostry et al. Field performance of Populus expressing somaclonal variation in resistance to Septoria musiva
Schabow Understanding Mechanisms of Adaptation of Potato to Long-term Heat Stress: Physiological and Molecular Aspects
Koutsika-Sotiriou et al. Assessment of tomato source breeding material through mating designs
Della Vecchia et al. Inheritance of short-day response to flowering in crosses between a Cucumis sativus var. hardwickii (R.) Alef. line and Cucumis sativus L. lines
Gupta et al. Onion hybrids for more yield
Pluta et al. General combining ability of selected blackcurrant (Ribes nigrum L.) genotypes in breeding for dessert quality fruit
Hagenguth Breeding for Improved Flavour of Fresh Market Tomatoes: Breeders' Sensory Test and Molecular Markers
Svenning et al. Vegetative growth and freezing tolerance of white clover (Trifolium repens L.) genotypes from Svalbard
Harbut et al. Net carbon exchange rate of Fragaria species, synthetic octoploids, and derived germplasm
Stone et al. Update on the asparagus breeding program at the University of California, Riverside
Kumar et al. Genetic improvement of Flemingia: Future prospects
Kabeta Genetic analysis of earliness traits in chickpea (Cicer arietinum L.)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ KG MD TJ TM

PC4A Registration of transfer of a eurasian patent by assignment