JP2025506780A - 自発的染色体倍加に関連するマーカー - Google Patents

Abstract

半数体状態であるとき、自発的染色体倍加を示す生殖質を選択及び作製する方法が本明細書で提供される。本方法は、第１のトウモロコシ植物又は生殖質から核酸を単離する工程と、染色体倍加に関連するＳＣＤ－ＱＴＬ１を検出する工程とを含む。さらに、本方法は、自発的染色体倍加に関連するＳＣＤ－ＱＴＬ１を含む前記第１のトウモロコシ植物若しくは生殖質又は前記第１のトウモロコシ植物若しくは生殖質の子孫を選択する工程を含む。

Description

本明細書で開示される主題は、概して、植物の育種及び染色体倍加に関する。より具体的には、本主題は、半数体状態であるとき、自発的染色体倍加を示す植物を取得及び作製する方法に関する。さらに、本明細書における方法は、目的の遺伝子座と、自発的染色体倍加に関連するＱＴＬとを移入することに関する。

配列表
本出願には、２０２２年１２月１５日に作成された８２６１０＿ＳＴ２６．ｘｍｌという名称の配列表が添付され、これは、約２４キロバイトのサイズである。この配列表は、その全体が参照により本明細書に援用される。この配列表は、本明細書と共に提出され、米国特許施行規則（３７Ｃ．Ｆ．Ｒ．）第１．８２４条（ａ）（２）～（６）及び（ｂ）に準拠している。

自発的染色体倍加（「ＳＣＤ」）は、トウモロコシでは稀有な形質である。その作用機構及びこの形質に関連する遺伝子座を理解することは、近年、倍加半数体育種の潜在的価値のために学術研究の関心分野となっている。倍数体植物は、減数分裂中に稔性配偶子を産生することができず、稔性花粉及び卵細胞を得るには倍加しなければならない。したがって、何らの介入もない半数体のトウモロコシ植物は、染色体の正しい減数分裂及びそれに続く成熟花粉の形成を可能にするＳＣＤが存在する場合を除いて、完全に不稔な花粉を有すると予想される。様々な研究により、二対立遺伝子トウモロコシ集団において、この形質に関連する３５のＱＴＬ及びＳＮＰが同定された（Ｂｏｅｒｍａｎ，２０２０に論評）。トウモロコシ（Ｚｅａ ｍａｙｓ）におけるＳＣＤに関連するＱＴＬのマッピングに焦点を当てたいくつかの研究では、全てのトウモロコシ染色体上の遺伝子座が同定されている（Ｃｈａｉｋａｍ，２０１９；Ｃｈａｉｋａｍ，２０２０；Ｆｕｅｎｔｅ，２０１９；Ｍａ，２０１８；Ｍｏｌｅｎａａｒ，２０１９；Ｒｅｎ，２０１９；Ｖａｎｏｕｓ，２０１９；Ｒｅｎ，２０１７；Ｔｒａｍｐｅ，２０２０；Ｗｕ，２０１７；Ｙａｎｇ，２０１９）。しかし、追跡研究が公開されているのは、極めてわずかである。例外は、いくつかの研究で同定され、米国特許出願公開第２０１９０１０６７０３号明細書で同定された候補遺伝子ＢＵＢＲ１を含む５番染色体上の強力なＱＴＬである。しかし、５番染色体上のＱＴＬは、本発明者らが取り扱っている様々な生殖質にわたる予測可能な浸透率を示していない。したがって、より予測しやすく、且つ生殖質全体に浸透するＳＣＤ ＱＴＬを同定する必要がある。

倍加半数体植物は、植物育種家にとって重要であり、有用であり且つ有利である。育種家は、ハイブリッド種子を形成するために、一方を雄性として、一方を雌性として、近交系親系統（エリート系統とも呼ばれる）を交配する。実質的にホモ接合性である近交系親系統を開発するプロセスでは、通常、植物を選択し、何世代にもわたって自家受粉（自殖）させることにより、ほぼホモ接合性にする必要がある。このプロセスは、時間がかかり、高価である。トウモロコシ、イネ、コムギ、オオムギ及び他の作物でホモ接合性近交系を開発する時間を短縮するために、育種家は、半数体誘導系統を使用して、ハイブリッド親における半数体種子産生を誘導することを選択し得る。典型的には、倍加半数体植物の取得は、正常植物と半数体誘導植物との間の交配の産物として半数体植物を得るか、又は半数体配偶体を、小胞子培養、葯培養、胚珠培養若しくは子房培養を介して半数体胞子体に培養する必要がある。半数体植物胞子体は、何らかの形態の自発的染色体倍加が存在しない限り、人為的な介入なしに発育させても不稔性であり、その植物種の正常染色体数の半分のみを含む。以下を参照されたい：Ｓ．Ｔ．Ｃｈａｌｙｋ，Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｍａｔｅｒｎａｌ ｈａｐｌｏｉｄ ｍａｉｚｅ ｐｌａｎｔｓ ａｎｄ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｏ ｍａｉｚｅ ｂｒｅｅｄｉｎｇ，ＥＵＰＨＹＴＩＣＡ ７９：１３－１８（１９９４），ａｔ １４，ｃｏｌ．２。例えば、トウモロコシは、２０の染色体を含む２倍体生物と考えられている（すなわち１０本の異なる染色体の各セットの２コピー）。例えば、Ｍ．Ｐ．Ｍａｇｕｉｒｅ，Ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ ｂｅｈａｖｉｏｒ ａｔ ｐｒｅｍｅｉｏｔｉｃ ｍｉｔｏｓｉｓ ｉｎ ｍａｉｚｅ，Ｊ．ＨＥＲＥＤＩＴＹ ７４：９３－９６（１９８３），ａｔ Ｔａｂｌｅ １を参照されたい。これに対して、半数体トウモロコシ植物には、１０の染色体（すなわち１０染色体の各々の１コピー）のみがある。半数体植物を稔性にするには、全植物でなければ、少なくとも雄性及び雌性生殖系列で染色体相補体を倍加しなければならない。植物の染色体の倍加は、典型的に、液状の有糸分裂紡錘体毒を用いて達成されるが、これは、ヒトの癌の治療に用いられ得る有毒な化学物質であるか、又はこの化学物質は、微小管阻害除草剤でもあり得る。以下を参照されたい：Ｙ．Ｗａｎ，ｅｔ ａｌ．Ｗａｎ，ｅｔ ａｌ．，Ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ａｎｔｉｍｉｃｒｏｔｕｂｕｌｅ ｈｅｒｂｉｃｉｄｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｄｏｕｂｌｅｄ ｈａｐｌｏｉｄ ｐｌａｎｔｓ ｆｒｏｍ ａｎｔｈｅｒ－ｄｅｒｉｖｅｄ ｍａｉｚｅ ｃａｌｌｕｓ，ＴＨＥＯＲ．ＡＰＰＬ．ＧＥＮＥＴ．８１（２）：２０５－２１１（１９９１）。このような染色体倍加剤（例えば、コルヒチン）を適用することにより、半数体植物の染色体を倍加させて、倍加半数体ホモ接合性近交系を形成する。

この倍数化工程なしでは、トウモロコシ半数体植物は、雄性不稔、すなわち花粉を作る能力が欠如している。ここで、本発明者らは、トウモロコシの７番染色体上にＳＣＤ ＱＴＬを同定し、これは、ＳＣＤ ＱＴＬが存在すると、トウモロコシ植物が、染色体倍加剤を適用する必要なしに、少なくとも小花でその半数体ゲノムを自発的に倍加できることを示している。この自発的倍加が起こると、植物は、雄性稔性を回復し、すなわち花粉を作る能力を回復する。本発明者らは、半数体状態であるとき、ＳＣＤを示す第１のトウモロコシ植物又は生殖質を選択する方法を提供する。さらに、雄性稔性を有する自発的倍加半数体植物を取得する方法が提供される。本発明者らは、前記第１のトウモロコシ植物又は生殖質を第２のトウモロコシ植物又は生殖質と交配して、目的の遺伝子座を移入する方法も提供し、移入された植物は、半数体状態でＳＣＤを示す。さらに、本発明者らは、第１のトウモロコシ植物と第２のトウモロコシ植物との間に目的の遺伝子座を移入する方法を包含し、目的の遺伝子座及びＳＣＤ ＱＴＬを示すトウモロコシ植物が得られる。目的の遺伝子座は、増大した収量、増大した水最適化、増大した病害抵抗性、増大した干ばつ耐性及び増大した除草剤抵抗性からなる群から選択される形質に関連する量的形質遺伝子座又は対立遺伝子を含む。

配列表中の配列の簡単な説明
配列番号１は、ＴａｑＭａｎアッセイでマーカーＳＭ００７７ＡＱを増幅するために使用されるフォワードプライマーである。

配列番号２は、ＴａｑＭａｎアッセイでマーカーＳＭ００７７ＡＱを増幅するために使用されるリバースプライマーである。

配列番号３は、ＴａｑＭａｎアッセイでマーカーＳＭ１１１４２を増幅するために使用されるフォワードプライマーである。

配列番号４は、ＴａｑＭａｎアッセイでマーカーＳＭ１１１４２を増幅するために使用されるフォワードプライマーである。

配列番号５は、ＴａｑＭａｎアッセイでマーカーＳＭ１１１４２を増幅するために使用されるリバースプライマーである。

配列番号６は、ＳＭ００７７ＡＱマーカー標的配列である。

配列番号７は、ＳＭ１１１４２マーカー標的配列である。

定義
以下の用語は、当業者によって十分に理解されると考えられる一方、以下の定義は、本明細書に開示される主題の説明を容易にするために記載される。

本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は、以下に特に定義されない限り、当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有することが意図される。本明細書で用いられる技術への言及は、当業者に明らかであろう技術における変化形態及び／又は均等な技術の置き換えを含む、当技術分野で一般的に理解される技術を指すことが意図される。以下の用語は、当業者によって十分に理解されると考えられる一方、以下の定義は、本明細書に開示される主題の説明を容易にするために記載される。

長年の特許法の慣習に従い、「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」及び「その」という用語は、特許請求の範囲を含む本出願で使用される場合、「１つ以上」を指す。例えば、「細胞」という語句は、１つ以上の細胞を指し、ある実施形態では組織及び／又は器官を指し得る。同様に、「少なくとも１つ」という語句は、本明細書で実体を指すのに用いられる場合、例えば、限定されないが、１～１００の全ての整数値並びに１００を超える整数値を含む、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、７５、１００又はそれを超える該当する実体を指す。

特に示されない限り、本明細書及び特許請求の範囲で使用される成分、反応条件などの量を表す全ての数値は、いずれの場合にも「約」という用語によって修飾されるものと理解されるべきである。本明細書で使用される場合の「約」という用語は、質量、重量、時間、体積、濃度又はパーセンテージの量などの測定可能な値を指す場合、特定の量の、ある実施形態では±２０％、ある実施形態では±１０％、ある実施形態では±５％、ある実施形態では±１％、ある実施形態では±０．５％及びある実施形態では±０．１％の変動を包含することを意味し、このような変動は、開示される方法を実施し、且つ／又は開示される組成物、核酸、ポリペプチドなどを用いるのに適切である。したがって、矛盾する記載がない限り、本明細書及び添付の特許請求の範囲に記載される数値パラメータは、本明細書に開示される主題によって得ようとする所望の特性に応じて変化し得る近似値である。

本明細書で使用される場合、「０％花粉稔性」、又は「雄性不稔性」、又は「完全な花粉不稔性」とは、本開示に関連して、０％の自発的染色体倍加（ＳＣＤ）を指す。より詳細には、これに関連して、０％花粉稔性とは、稔性花粉を産生することができない半数体植物を指す。本開示では、半数体植物（１ｎゲノム）は、０．５ｎゲノムに縮小することができないため、減数分裂を完了することができず、半数体植物も稔性花粉を作ることができない。したがって、本開示で０％花粉稔性と言うとき、本開示は、０％のＳＣＤを指す。半数体植物から稔性花粉を産生させるには、ゲノムを化学的又はＳＣＤによって倍加させなければならない。

本明細書で使用される場合、「対立遺伝子」という用語は、遺伝子座における変異体又は選択的配列形態を指す。２倍体では、単一の対立遺伝子が各遺伝子座で各親から別々に子孫個体に継承される。２倍体生物中に存在する所与の遺伝子座の２つの対立遺伝子が相同染色体の対における対応する位置を占めるが、当業者は、任意の特定の個体における対立遺伝子が種に存在する対立遺伝子の全てを必ずしも表さないことを理解する。

本明細書で使用される場合、「増幅」又は「増幅する」という用語は、核酸分子の少なくとも１つを鋳型として用いて、核酸分子の複数コピー又は核酸分子に相補的な複数コピーを構築することを意味する。増幅システムとしては、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）システム、リガーゼ連鎖反応（ＬＣＲ）システム、核酸配列に基づく増幅（ＮＡＳＢＡ，Ｃａｎｇｅｎｅ，Ｍｉｓｓｉｓｓａｕｇａ，Ｏｎｔａｒｉｏ）、Ｑ－βレプリカーゼシステム、転写に基づく増幅システム（ＴＡＳ）及び鎖置換増幅（ＳＤＡ）が挙げられる。例えば、以下を参照されたい：Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ：Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ＰＥＲＳＩＮＧ ｅｔ ａｌ．，Ｅｄ．，Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，Ｄ．Ｃ．（１９９３）。増幅の産物は、「アンプリコン」と呼ばれる。

本明細書で使用される場合、実体のリストに関連して使用されるとき、用語「及び／又は」は、単独又は組み合わせで存在する実体を指す。したがって、例えば、「Ａ、Ｂ、Ｃ及び／又はＤ」という語句は、個々にＡ、Ｂ、Ｃ及びＤを含むだけでなく、Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤのあらゆる組合せ及び部分組合せ（例えば、ＡＢ、ＡＣ、ＡＤ、ＢＣ、ＢＤ、ＣＤ、ＡＢＣ、ＡＢＤ及びＢＣＤ）も含む。ある実施形態では、「及び／又は」が指す要素の１つ以上は、組合せ及び／又は部分組合せにおける単一又は複数の出現で個々にも存在し得る。

本明細書で使用される場合、「関連する」という語句は、２つの実体間の認識可能及び／又は検定可能な関係を指す。例えば、「自発的染色体倍加（ＳＣＤ）と関連する」という語句は、形質、遺伝子座、遺伝子、対立遺伝子、マーカー、表現型など又はその発現を指し、その存在又は非存在は、植物がＳＣＤの能力を有する範囲及び／又は程度に影響し得る。したがって、マーカーは、それが形質に関連する場合及びマーカーの存在が、所望の形質若しくは形質形態が、マーカーを含む植物／生殖質で生じるかどうか及び／又はどの程度生じるかの指標である場合、形質「に関連」している。同様に、マーカーは、それが対立遺伝子に関連する場合及びマーカーの存在が、対立遺伝子が、マーカーを含む植物／生殖質中に存在するかどうかの指標である場合、対立遺伝子「に関連」している。例えば、「ＳＣＤに関連したマーカー」は、マーカーの存在又は非存在が、植物がＳＣＤを示すかどうか及び／又はどの程度示すかを予測するのに使用され得るマーカーを指す。

本明細書で使用される場合、「戻し交配」という用語は、本発明の範囲内において、ハイブリッド子孫を親の一方に反復して戻し交配するプロセスを指すと理解される。

本明細書で使用される場合、「ｃＤＮＡ」という用語は、ｍＲＮＡに相補的であり、ｍＲＮＡに由来する一本鎖又は二本鎖ＤＮＡを指す。

本明細書で使用される場合、「染色体」という用語は、当技術分野で認識されているように、細胞ＤＮＡを含み、遺伝子の線状配列を担持する細胞核内の自己複製遺伝子構造を意味するものとして明細書で使用される。

「包含する」、「含有する」及び「～によって特徴付けられる」と同義である「含む」という用語は、包含的又はオープンエンドであり、さらなる列挙されていない要素及び／又は方法工程を除外しない。「含む」は、指定された要素及び／又は工程が存在するが、他の要素及び／又は工程が追加され得、関連する主題の範囲内に依然として含まれることを意味する専門用語である。

本明細書で使用される場合、「～からなる」という語句は、具体的に列挙されていないいずれの要素、工程又は成分も除外する。「～からなる」という語句が、前文の直後ではなく、請求項の本文の節に出現する場合、それは、その項に記載される要素のみを限定し、他の要素は、特許請求の範囲全体から除外されない。

本明細書で使用される場合、「～から本質的になる」という語句は、関連する本開示の範囲又は特許請求の範囲を、特定の材料及び／又は工程並びに開示及び／又は権利請求される主題の基本的な及び新規な特徴に実質的に影響を与えないものに限定する。

「含む」、「～から本質的になる」及び「～からなる」という用語に関して、これらの３つの用語の１つが本明細書で使用される場合、本明細書に開示され、権利請求される主題は、ある実施形態では、他の２つの用語のいずれかの使用を含み得る。例えば、主題が、ある実施形態では、配列番号２又は３と少なくとも９５％同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸に関連する場合である。開示される主題は、ここで、ある実施形態では、その配列番号２又は３と少なくとも９５％同一であるアミノ酸配列から本質的になるポリペプチドをコードする核酸並びにある実施形態ではその配列番号２又は３と少なくとも９５％同一であるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードする核酸も包含することが理解される。同様に、ある実施形態では、開示される主題のための方法は、本明細書に開示される工程を含み、ある実施形態では、本明細書に開示される主題のための方法は、開示される工程から本質的になり、ある実施形態では、本明細書に開示される主題のための方法は、本明細書に開示される工程からなることも理解される。

本明細書で使用される場合、「デノボ半数体誘導」という用語は、自発的半数体誘導物質の導入による半数体誘導のトリガーを指す。このような導入は、局所噴霧、人工受粉、突然変異誘発又はトランスジェニック法によって達成され得る。用語「デノボ半数体誘導」、「デノボＨＩ」及び「半数体誘導デノボ」は、本明細書を通して互換的に使用される。

本明細書で使用される場合、「エリート系統」又は「近交系統」という用語は、優れた農業生産力のための育種及び選択から得られた任意の系統を指す。エリート系統は、安定した遺伝学的性質を有し、すなわちそのゲノム全体にわたって適度に又はほとんど同質遺伝的である。別の言い方をすれば、エリート系統は、そのゲノム中の全ての対立遺伝子について適度に又はほとんどホモ接合性である。

本明細書で使用される場合、「発現」という用語は、遺伝子、ＯＲＦ又はその部分又は植物中の導入遺伝子などのポリヌクレオチドに関して使用されるとき、遺伝子にコードされた遺伝情報を遺伝子の「転写」によって（すなわちＲＮＡポリメラーゼの酵素作用によって）ＲＮＡ（例えば、ｍＲＮＡ、ｒＲＮＡ、ｔＲＮＡ又はｓｎＲＮＡ）へと、且つ該当する場合（例えば、遺伝子がタンパク質をコードする場合）にはｍＲＮＡの「翻訳」によってタンパク質へと変換するプロセスを指す。遺伝子発現は、プロセスにおける多くの段階で調節され得る。例えば、アンチセンス又はｄｓＲＮＡ構築物のそれぞれの場合、発現は、アンチセンスＲＮＡのみ又はｄｓＲＮＡのみの転写を指し得る。実施形態では、「発現」は、センス（ｍＲＮＡ）又は機能的ＲＮＡの転写及び安定した蓄積を指す。「発現」は、タンパク質の産生も指し得る。

本明細書で使用される場合、「遺伝子」という用語は、染色体上の特定の位置を占め、生物における特定の特性又は形質の遺伝的指令を有するＤＮＡの配列を含む遺伝単位を指す。

本明細書で使用される場合、「遺伝子型」という用語は、細胞又は生物の遺伝的構成を指す。個体の「遺伝子マーカーの組に対する遺伝子型」は、個体に存在する１つ以上の遺伝子マーカー遺伝子座に対する特定の対立遺伝子を含む。当技術分野で公知のように、遺伝子型は、遺伝子座が関連若しくは無関連であるか、及び／又は連結若しくは非連結であるかにかかわらず、単一又は複数の遺伝子座に関連し得る。いくつかの実施形態では、個体の遺伝子型は、１つ以上の遺伝子が目的の表現型（例えば、本明細書で定義される量的形質）の発現に関与する点で関連する１つ以上の遺伝子に関連する。したがって、いくつかの実施形態では、遺伝子型は、個体内で量的形質の１つ以上の遺伝子座に存在する１つ以上の対立遺伝子の合計を含む。いくつかの実施形態では、遺伝子型は、ハプロタイプ（本明細書で以下に定義される）に関して表現される。

「遺伝子地図」とは、所与の種内の１つ以上の染色体における遺伝子座間の遺伝的連鎖関係の記述であり、一般に線図又は表形式で描かれる。

本明細書で使用される場合、「生殖質」という用語は、集団又は別の個体群（例えば、種）の遺伝子型の総体を指す。「生殖質」という用語は、植物材料、例えば様々な対立遺伝子のためのリポジトリとして機能する植物群も指し得る。「適応生殖質」という語句は、例えば、所与の環境又は地理的領域について遺伝的優越性が証明された植物材料を指すのに対して、「非適応生殖質」、「未加工生殖質」及び「外来生殖質」という語句は、例えば、所与の環境又は地理的領域について遺伝的価値が未知又は証明されていない植物材料を指し、このように、「非適応生殖質」という語句は、いくつかの実施形態では、樹立育種集団の一部ではなく、且つ樹立育種集団のメンバーとの関係が未知である植物材料を指す。

本明細書で使用される場合、「半数体」と呼ばれる植物は、染色体の単一セット（ゲノム）を有し、半数体植物における減少した数の染色体（１ｎ）は、配偶子のものと等しい。本明細書で使用される場合、「倍加半数体」と呼ばれる植物は、染色体の半数体組を倍加すること（１ｎから２ｎ）によって発生される。任意の世代数まで自殖された倍加半数体植物から得られた植物又は種子は、依然として倍加半数体植物として同定され得る。倍加半数体植物は、ホモ接合体植物と見なされる。植物は、それが稔性である場合、植物の成長部分全体が、染色体の二本組を有する細胞からなっていない場合でも倍加半数体であると見なされ、すなわち、植物は、それが生存可能な配偶子を含む場合、それがキメラである場合でも倍加半数体と見なされるであろう。

本明細書で使用される場合、「異種」という用語は、遺伝子又は核酸に関して使用されるとき、その自然な環境に存在しない（すなわちヒトの手によって変更された）因子をコードする遺伝子を指す。例えば、異種遺伝子は、別の種に導入されたある種からの遺伝子を含み得る。異種遺伝子は、何らかの方法（例えば、突然変異、複数のコピーで付加、非天然のプロモーター又はエンハンサーポリヌクレオチドに連結されるなど）で改変された、生物にとって天然の遺伝子も含み得る。異種遺伝子は、植物遺伝子のｃＤＮＡ形態を含む植物遺伝子ポリヌクレオチドをさらに含み得、ｃＤＮＡは、センス（ｍＲＮＡを産生するために）又はアンチセンス配向（ｍＲＮＡ転写物に相補的なアンチセンスＲＮＡ転写物を産生するために）のいずれかで発現され得る。本発明の一態様では、異種遺伝子は、異種遺伝子ポリヌクレオチドが、異種遺伝子によってコードされるタンパク質の遺伝子若しくは染色体中の植物遺伝子ポリヌクレオチドと天然に結合していないか、又は天然に見られない染色体の部分（例えば、遺伝子が通常発現されない遺伝子座で発現される遺伝子）と結合しているプロモーターなどの調節要素を含むポリヌクレオチドに典型的に結合されている点で内因性植物遺伝子と区別される。さらに、実施形態では、「異種」ポリヌクレオチドは、それが導入される宿主細胞と天然に結合しないポリヌクレオチドであり、天然に存在するポリヌクレオチドの天然に存在しない複数のコピーを含む。

本明細書で使用される場合、「ヘテロ接合性」という用語は、相同染色体上の対応する遺伝子座に異なる対立遺伝子が存在する遺伝的状況を意味する。

本明細書で使用される場合、「ホモ接合性」という用語は、相同染色体上の対応する遺伝子座に同一の対立遺伝子が存在する遺伝的状況を意味する。

本明細書で使用される場合、「ＨＭＦスコア」又は「半数体雄性稔性スコア」は、植物が花粉を飛散する日数を指す。本明細書で使用する方法は、個別の植物を各々測定する。植物は、花粉の飛散期間中（圃場では７～１４日間）に毎日飛散する稔性花粉をチェックされ、各植物は、その植物が花粉を飛散した日数に等しい数を割り当てられる（例えば、５の数が割り当てられた植物は、５日間花粉を飛散した植物である）。不稔植物は、０としてスコアリングされ、これは、植物が花粉を飛散した日数が０日であったことを意味する。他の介入がない場合、スコアがゼロより大きい半数体植物は、何らかのレベルのＳＣＤを有する半数体植物である。

本明細書で使用される場合、本発明の核酸分子又はポリヌクレオチドに関連して使用されるとき、「単離された」という用語は、それぞれの供給源生物内で同定され、その染色体ポリヌクレオチドの状況から単離／分離されたポリヌクレオチドを指す。単離された核酸又はポリヌクレオチドは、それが天然に存在する対応物を有する場合でも、天然の状況で存在するような核酸ではない。対照的に、単離されていない核酸とは、ＤＮＡ及びＲＮＡなど、天然に存在する状態で見出される核酸である。例えば、所定のポリヌクレオチド（例えば、遺伝子）は、隣接する遺伝子の近傍の宿主細胞染色体上に存在する。単離された核酸分子は、一本鎖又は二本鎖の形態で存在し得る。代わりに、これは、センス鎖とアンチセンス鎖との両方を含み得る（すなわち、核酸分子は、二本鎖であり得る）。好ましい実施形態では、本発明の核酸分子は、単離されていると理解される。

本明細書で使用される場合、「遺伝子座」という用語は、所与の種の染色体上の位置（例えば、遺伝子、遺伝マーカーなど）を指す。

本明細書で使用される場合、「母系半数体誘導系」とは、花粉を産生し、雄性として交配されたとき、半数体種子の雌性発生をもたらす系統を指す。「父系半数体誘導系」とは、雌性として交配に使用されたとき、半数体種子のアンドロゲン発生をもたらす系統を指す。半数体誘導系植物は、これらの母系又は父系メカニズムのいずれかを使用して半数体を誘導することができる。

本明細書で使用される場合、「人為的突然変異」という用語は、直接的又は間接的な人為的作用の結果として生じる任意の突然変異を指す。この用語は、限定されないが、標的突然変異誘発の任意の方法によって得られる突然変異を含む。

本明細書で使用される場合、「ハイブリッド」という用語は、２つの遺伝的に異なる親植物を交配することによって産生される子孫を指す。この交配の結果として生じる子孫は、「二親性」集団である。

本明細書で使用される場合、「オッズの対数」又は「ＬＯＤスコア」とは、２つの遺伝子が染色体上で近接している統計的可能性を指す。

本明細書で使用される場合、「マーカープローブ」及び「プローブ」という用語は、核酸ハイブリダイゼーションにより、より大きい配列内の配列の存在又は非存在を検出するのに使用され得るヌクレオチド配列又は核酸分子、例えばマーカー又はマーカー遺伝子座の全て又は一部に相補的な核酸プローブを指す。約８、１０、１５、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００又はそれを超える連続ヌクレオチドを含むマーカープローブが核酸ハイブリダイゼーションに使用され得る。

本明細書で使用される場合、「分子マーカー」という用語は、ＳＣＤ又は他の目的の遺伝子座の存在／非存在を同定するとき、基準点として使用される、上に定義される遺伝子マーカー又はそのコードされた産物（例えば、タンパク質）を指すのに使用され得る。分子マーカーは、ゲノムヌクレオチド配列又は発現されたヌクレオチド配列（例えば、ＲＮＡ、ｃＤＮＡなど）に由来し得る。この用語は、マーカー配列を増幅させることが可能なプローブ及び／又はプライマーとして使用されるヌクレオチド配列などのマーカー配列に相補的な又はそれに隣接するヌクレオチド配列も指す。ヌクレオチド配列は、（例えば、ワトソン・クリック型塩基対規則に従って）それらが溶液中で特異的にハイブリダイズする場合、「相補的」である。この用語は、マーカー配列を増幅させることが可能なプローブ及び／又はプライマーとして使用されるヌクレオチド配列などのマーカー配列に相補的な又はそれに隣接するヌクレオチド配列の非存在によって形質を示す遺伝子マーカーも指す。

本明細書で使用される場合、「ヌクレオチド配列」、「ポリヌクレオチド」、「核酸配列」、「核酸分子」及び「核酸フラグメント」という用語は、一本鎖又は二本鎖である、任意に合成、非天然及び／又は改変ヌクレオチド塩基を含有するＲＮＡ又はＤＮＡのポリマーを指す。「ヌクレオチド」は、ＤＮＡ又はＲＮＡポリマーが構築されるモノマー単位であり、プリン又はピリミジン塩基、ペントース及びリン酸基からなる。ヌクレオチド（通常、その５’－一リン酸塩形態で見られる）は、以下のようにその１文字表記によって示される：「Ａ」は、アデニレート又はデオキシアデニレート（それぞれＲＮＡ又はＤＮＡの場合）を表し、「Ｃ」は、シチジレート又はデオキシシチジレートを表し、「Ｇ」は、グアニレート又はデオキシグアニレートを表し、「Ｕ」は、ウリジレートを表し、「Ｔ」は、デオキシチミジレートを表し、「Ｒ」は、プリン（Ａ又はＧ）を表し、「Ｙ」は、ピリミジン（Ｃ又はＴ）を表し、「Ｋ」は、Ｇ又はＴを表し、「Ｈ」は、Ａ又はＣ又はＴを表し、「Ｉ」は、イノシンを表し、及び「Ｎ」は、任意のヌクレオチドを表す。

２つの核酸配列又はアミノ酸配列に関連して、「同一性」又は「同一」という用語は、２つの配列が全体的にアラインされたとき、試験（「対象」）配列と比較して、参照（「クエリー」）配列（又はその相補鎖）の直鎖ポリヌクレオチド又はアミノ酸配列中の同一のヌクレオチド又はアミノ酸のパーセンテージを指す。別途記載のない限り、本明細書で使用する配列同一性は、デフォルトパラメータ（ギャップオープン＝１０、ギャップ伸長＝０．５、エンドギャップペナルティ＝偽、エンドギャップオープン＝１０、エンドギャップ伸長＝０．５）を含むタンパク質用のデフォルトマトリックスファイルＥＢＬＯＳＵＭ６２若しくはデフォルトパラメータ（ギャップオープン＝１０、ギャップ伸長＝０．５、エンドギャップペナルティ＝偽、エンドギャップオープン＝１０、エンドギャップ伸長＝０．５）を含む核酸用のＤＮＡｆｕｌｌを用いて、ＥＭＢＯＳＳニードルアラインメントツールに実装されているＮｅｅｄｌｅｍａｎ ａｎｄ Ｗｕｎｓｃｈアルゴリズム（（１９７０）Ｊ．Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．４８：４４３－４５３）又はその任意の均等なプログラムを使用して得られた値を指す。ＥＭＢＯＳＳ Ｎｅｅｄｌｅは、例えば、ＥＭＢＬ－ＥＢＩから、例えば以下のウェブサイト：ｅｂｉ．ａｃ．ｕｋ／Ｔｏｏｌｓ／ｐｓａ／ｅｍｂｏｓｓ＿ｎｅｅｄｌｅ／で入手可能であり、以下の刊行物に記載されている：“ＥＭＢＬ－ＥＢＩ ｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｏｏｌｓ ＡＰＩｓ ｉｎ ２０１９”Ｍａｄｅｉｒａ ｅｔ ａｌ．Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｊｕｎｅ ２０１９，４７（Ｗ１）：Ｗ６３６－Ｗ６４１。本明細書で使用される「均等なプログラム」という用語は、該当する任意の２つの配列について、ＥＭＢＯＳＳ Ｎｅｅｄｌｅによって生成された対応するアラインメントと比較した場合、同一のヌクレオチド又はアミノ酸残基一致及び同一パーセントの配列同一性を有するアラインメントを生成する任意の配列比較プログラムを指す。いくつかの実施形態では、実質的に同一の核酸又はアミノ酸配列は、実質的に同じ機能を果たし得る。

本明細書で使用される場合、用語「（遺伝子）移入」、「（遺伝子）移入された」及び「（遺伝子）移入する（こと）」は、ある種、品種又は栽培品種のゲノム領域が、それらの種を交配することにより、別の種、品種又は栽培品種のゲノムに移動する、天然及び人為的プロセスの両方を指す。このプロセスは、任意に、反復親への戻し交配によって完了することができる。

「オープンリーディングフレーム」（ＯＲＦ）という用語は、ポリペプチドをコードする核酸配列を指す。ある実施形態では、ＯＲＦは、翻訳開始コドン、翻訳終結（すなわち終止）コドン及びポリペプチド中に存在するアミノ酸をコードするそれらの間の核酸配列を含む。「開始コドン」及び「終結コドン」という用語は、タンパク質合成（ｍＲＮＡ翻訳）の、開始及び連鎖終止のそれぞれを規定するコード配列における３つの隣接するヌクレオチドの単位（すなわちコドン）を指す。

本明細書で使用される場合、「表現型」、「表現型形質」又は「形質」という用語は、植物又は植物細胞の１つ以上の形質を指す。表現型は、肉眼で又は当技術分野で公知の任意の他の評価手段、例えば顕微鏡法、生化学分析若しくは電気機械アッセイによって観察可能であり得る。ある場合には、表現型は、単一の遺伝子又は遺伝子座によって直接制御される（すなわち「単一の遺伝子形質」に対応する）。例えば、ＳＣＤについて評価される半数体植物の場合、表現型は、飛散した稔性花粉及び／又はその花粉を用いた受粉によって得られる種子を指し得る。他の場合、表現型は、いくつかの遺伝子間の相互作用の結果であり、いくつかの実施形態では、植物及び／又は植物細胞とその環境との相互作用の結果でもある。

本明細書で使用される場合、「植物」という用語は、植物全体、その任意の部分又は植物に由来する細胞若しくは組織培養物を指し得る。したがって、「植物」という用語は、特に指定のない限り、植物全体、植物成分若しくは器官（例えば、葉、茎、根など）、植物組織、種子及び／又は植物細胞のいずれかを指し得る。

植物細胞は、植物から採取されるか、又は植物から採取された細胞からの培養物によって得られる植物の細胞である。したがって、「植物細胞」という用語は、限定されないが、種子、懸濁培養、胚、分裂組織部位、カルス組織、葉、芽、配偶体、胞子体、花粉及び小胞子中の細胞を含む。「植物部位」という語句は、植物が再生され得る、植物、細胞塊及び組織培養物中でインタクトな植物細胞などの単一細胞及び細胞組織を含む植物の部位を指す。植物部位の例としては、限定されないが、花粉、胚珠、葉、胚、根、根端、葯、花、果実、茎、芽及び種子並びに若枝、根茎、プロトプラスト、カルスなどに由来する単一細胞及び組織が挙げられる。

本明細書で使用される場合、用語「集団」とは、共通の遺伝的由来を共有する、遺伝的に異種の植物の集団を意味する。

本明細書で使用される場合、「プライマー」という用語は、核酸標的にアニールして（ある実施形態では核酸標的に特異的にアリールして）、ＤＮＡポリメラーゼ及び／又は逆転写酵素をそれに結合させ、それにより（例えば、ヌクレオチド及びＤＮＡポリメラーゼなどの重合用の薬剤の存在下において且つ好適な温度及びｐＨで）プライマー伸長産物の合成が誘導される条件下に置かれた場合、ＤＮＡ合成の開始点としての役割を果たすことが可能なオリゴヌクレオチドを指す。ある実施形態では、１つ以上の複数のプライマーが（例えば、ポリメラーゼ連鎖反応、ＰＣＲを用いて）植物核酸を増幅させるのに用いられる。

本明細書で使用される場合、「プローブ」という用語は、標的核酸配列中で相補配列と水素結合二本鎖を形成し得る、核酸（例えば、一本鎖核酸又は二本鎖若しくはより高次の核酸の鎖又はその部分配列）を指す。典型的には、プローブは、その補体と安定した及び配列特異的な二本鎖分子を形成するのに十分な長さを有し、したがってある実施形態では複数の核酸中に存在する対象とする配列を検出するのに用いられ得る。

本明細書で使用される場合、「子孫」及び「子孫植物」という用語は、１つ以上の親植物からの栄養生殖又は有性生殖から産生される植物を指す。半数体誘導では、雌親の種子は、半数体であるため、誘導半数体系統の子孫ではない。半数体種子の子孫のみが望ましい子孫ではない。半数体誘導植物のＨＩ種子並びに後の植物及び種子子孫もある。半数体種子及びＨＩ種子のいずれも子孫であり得る。子孫植物は、単一の親植物をクローニング若しくは自殖するか、又は２つ以上の親植物を交配することによって得られる。例えば、子孫植物は、親植物のクローニング若しくは自殖によって又は２つの親植物を交配することによって得られ、自殖並びにＦ１若しくはＦ２又はさらに他の世代を含む。Ｆ１は、少なくとも１つが形質の供与体として初めて使用される親から産生された第１世代子孫である一方、第２世代（Ｆ２）以降の世代の子孫（Ｆ３、Ｆ４など）は、自殖、異系交配、戻し交配及び／又はＦ１、Ｆ２などの他の交配から産生される試料である。したがって、Ｆ１は、２つの純粋育種親間の交配から得られるハイブリッドであり得る（及びある実施形態ではそのようなハイブリッドである）（すなわち、純粋育種である親は、それぞれ対象とする形質又はその対立遺伝子についてホモ接合性である）一方、Ｆ２は、Ｆ１ハイブリッドの自家受粉から得られる子孫であり得る（及びある実施形態ではそのような子孫である）。

本明細書で使用される場合、「Ｆ１－Ｈ世代」とは、ＳＣＤ形質を含む近交系と、ＳＣＤ形質がない近交系（Ｆ１）とを最初に交配することによって作出される子孫を指す。前記最初の交配からの子孫を次いで母系半数体誘導系統と交配することにより、Ｆ１－Ｈ世代を作出した。本明細書で使用される場合、「Ｆ２－Ｈ世代」とは、前記Ｆ１植物が自殖してＦ２を産生し、次にこれを半数体誘導系と交配して作出された子孫を指す。

本明細書で使用される場合、「ＱＴＬ浸透率」とは、ＱＴＬ遺伝子座と関連する表現型の存在を指す。

本明細書で使用される場合、「量的形質遺伝子座」、又は「複数の量的形質遺伝子座」、又は「ＱＴＬ」は、特定の形質に関連する遺伝子座を指す。

本明細書で使用される場合、「Ｒ１－ｎｊ」とは、Ｒ１－Ｎａｖａｊｏアントシアニンマーカーを指す。これは、半数体を二倍体（又は異数体）から区別するための視覚的マーカーとして使用される、当技術分野で公知のマーカーである。

本明細書で使用される場合、「組み換え」という語句は、同様の又は同一のヌクレオチド配列の領域にわたる、２つのＤＮＡ分子又は対合染色体の染色分体間のＤＮＡフラグメントの交換（「乗換え」）を指す。「組み換え事象」は、本明細書において、ある実施形態では減数分裂乗換えを指すことが理解される。

本明細書で使用される場合、「参照配列」という用語は、ヌクレオチド配列比較の根拠として使用される規定のヌクレオチド配列を指す。

本明細書で使用される場合、「再生する」という用語及びその文法的変化形は、組織培養物からの植物の産生を指す。

本明細書で使用される場合、「自発的染色体倍加」（「ＳＣＤ」）、又は「自発的半数体ゲノム倍加」、又は「半数体雄性稔性」、又は「自発的ゲノム倍加」は、いかなる介入も伴わない半数体ゲノムの倍加を記述するために互換的に使用される。ＳＣＤは、染色体の正しい減数分裂及びそれに続く成熟花粉の形成を可能にする。本開示では、ＳＣＤは、稔性半数体植物の数を／植物の総数で割ることによって算出された。

本明細書で使用される場合、「自発的倍加半数体植物」は、小花が自発的倍加を経た植物を指す。自発的に倍加した半数体植物の他の組織は、その半数体状態を保持し得る（例えば、根、葉、茎）。

本明細書で使用される場合、「ＳＣＤ－ＱＴＬ１」は、７番染色体上に現時点で同定されているＱＴＬを指す。このＱＴＬは、２つのマーカー、すなわちＳＭ００７７ＡＱ及びＳＭ１１１４２によってフランキングされた７番染色体の領域によって定義される。これらのマーカーは、Ｂ７３＿ｖ４参照ゲノムにおける物理的位置に対応している。

本明細書で使用される場合、「ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件」という語句は、ポリヌクレオチドが典型的には核酸の複合混合物中でその標的部分配列にハイブリダイズするが、実質的に他の配列にハイブリダイズしない条件を指す。ストリンジェントな条件は、配列依存性であり、異なる状況下で異なり得る。

より長い配列は、典型的には、より高い温度で特異的にハイブリダイズする。核酸のハイブリダイゼーションの広範囲な指針は、Ｓａｍｂｒｏｏｋ＆Ｒｕｓｓｅｌｌ，２００１に見出される。一般に、ストリンジェントな条件は、規定のイオン強度ｐＨで特定の配列についての熱融解点（Ｔｍ）より約５～１０℃低くなるように選択される。Ｔｍは、標的に相補的なプローブの５０％が平衡状態で標的配列にハイブリダイズする（標的配列が過剰に存在する際、Ｔｍでプローブの５０％が平衡状態で占められる）温度（規定のイオン強度、ｐＨ及び核酸濃度下で）である。例示的なストリンジェントな条件は、塩濃度が約１．０Ｍ未満のナトリウムイオン、典型的にはｐＨ７．０～８．３で約０．０１～１．０Ｍのナトリウムイオン濃度（又は他の塩）であり、温度が短いプローブ（例えば、１０～５０ヌクレオチド）について少なくとも約３０℃であり、長いプローブ（例えば、５０超のヌクレオチド）について少なくとも約６０℃であるものである。

ストリンジェントな条件は、ホルムアミドなどの不安定化剤の添加によっても達成され得る。さらなる例示的なストリンジェントなハイブリダイゼーション条件は、５０％のホルムアミド、５×ＳＳＣ及び４２℃でインキュベートする１％のＳＤＳ又はＳＳＣ、６５℃でインキュベートする１％のＳＤＳを、６５℃で０．２×ＳＳＣ及び０．１％のＳＤＳ中での１回以上の洗浄と共に含む。ＰＣＲについて、約３６℃の温度が低ストリンジェンシー増幅に典型的であるが、アニーリング温度は、プライマー長さに応じて、約３２℃～４８℃（以上）で変化し得る。ハイブリダイゼーションパラメータを決定するためのさらなる指針は、多くの参考文献（例えば、Ａｕｓｕｂｅｌ ｅｔ ａｌ．，１９９９を参照されたい）で提供されている。

本明細書で使用される場合、「形質」という用語は、対象とする表現型、対象とする表現型に寄与する遺伝子並びに対象とする表現型に寄与する遺伝子に関連する核酸配列を指す。

本明細書で使用される場合、「導入遺伝子」という用語は、ある形態の人工移入技術によって生物又はその祖先の１つ以上に導入される核酸分子を指す。したがって、人工移入技術は、「トランスジェニック生物」又は「トランスジェニック細胞」を生成する。人工移入技術が祖先生物で行われ得るが（又はその中の細胞及び／又は祖先生物に発達し得る）、人工的に移入された核酸分子又はそのフラグメントを有する任意の子孫個体は、１つ以上の天然及び／又は補助された育種が、子孫個体中に存在する人工的に移入された核酸分子をもたらす場合でも依然としてトランスジェニックと見なされることが理解される。

本明細書で使用される場合、「標的化突然変異誘発」又は「突然変異誘発手法」という用語は、選択された遺伝子の意図的な突然変異誘発をもたらす突然変異誘発の任意の方法を指す。標的化突然変異誘発は、方法ＣＲＩＳＰＲ、ＴＩＬＬＩＮＧ、ＴＡＬＥＮ及び依然として開示されていないが、同じ結果を達成するのに使用され得る他の方法を含む。

本明細書で使用される場合、半数体誘導率（「ＨＩＲ」）とは、穂に半数体誘導花粉を受粉させた後、穀粒の総数に対する生存半数体穀粒の数を意味する。

本開示は、とりわけ、自発的倍加半数体植物に関する。一実施形態では、本開示は、半数体状態であるとき、自発的染色体倍加（「ＳＣＤ」）を示す第１のトウモロコシ植物又は生殖質を選択する方法である。本方法は、第１のトウモロコシ植物又は生殖質から核酸を単離する工程と、自発的染色体倍加に関連する、配列番号６及び７を含むＳＣＤ－ＱＴＬ１を検出する工程とを含む。さらに、本方法は、前記第１のトウモロコシ植物若しくは生殖質を選択するか、又は自発的染色体倍加に関連するＳＣＤ－ＱＴＬ１を含む前記第１のトウモロコシ植物若しくは生殖質の子孫を選択する工程を含む。別の実施形態では、上記方法は、前記選択された第１のトウモロコシ植物又は生殖質を第２のトウモロコシ植物又は生殖質と交配する工程をさらに含む。遺伝子移入されたトウモロコシ植物又は生殖質は、半数体状態であるとき、増大した自発的染色体倍加（「ＳＣＤ」）を示す。ＳＣＤ－ＱＴＬ１は、検出可能な標識を含む組成物を使用して検出される。

別の実施形態では、本開示は、自発的に倍加した半数体植物を取得する方法を含む。本方法は、自発的染色体倍加に関連する、配列番号６及び７を含むＳＣＤ－ＱＴＬ１を含む第１のトウモロコシ植物を取得する工程と、第１のトウモロコシ植物を第２のトウモロコシ植物と交配する工程と、前記交配から子孫を取得し、且つそこから半数体子孫を選択する工程と、半数体子孫が自発的染色体倍加を経ることを可能にする工程とを含む。自発的に倍加した半数体植物は、稔性配偶子を産生する能力を有する生殖組織を含み得る。自発的に倍加した半数体植物は、雄性稔性である。

別の実施形態では、第１のトウモロコシ植物は、半数体誘導トウモロコシ植物である。第１のトウモロコシ植物は、ＣＥＮＨ３又はＩＧ１に変異を含む（例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第８，６１８，３５４号明細書及び国際公開第２０１１／０４４１３２号を参照されたい）。別の実施形態では、第２のトウモロコシ植物は、半数体誘導トウモロコシ植物である。第２のトウモロコシ植物は、ＺｍＭＡＴＬに変異を含む（例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第９，６７７，０８２号明細書、米国特許第１０，４４８，５８８号明細書及び国際公開第２０１７／０８７６８２号を参照されたい）。

別の実施形態では、本開示は、目的の遺伝子座を移入する方法を含む。本方法は、まず、自発的染色体倍加に関連する、配列番号６及び７を含むＳＣＤ－ＱＴＬ１を含む第１のトウモロコシ植物を取得する工程を含む。次に、本方法は、第１のトウモロコシ植物を、目的の遺伝子座を含む第２のトウモロコシ植物と交配する工程と、第１のトウモロコシ植物と第２のトウモロコシ植物との交配から子孫を取得する工程とを含む。さらに、本方法は、任意に、上記からの第１及び第２のトウモロコシ植物の交配によって得られた子孫を第１のトウモロコシ植物又は第２のトウモロコシ植物と戻し交配する工程を含む。本方法は、目的の遺伝子座及びＳＣＤ ＱＴＬの存在について、前述の交配の子孫をスクリーニングする工程と、目的の遺伝子座について少なくともヘテロ接合性であり、且つＳＣＤ ＱＴＬについて少なくともヘテロ接合性である子孫を選択する工程とをさらに含む。一実施形態では、目的の遺伝子座及びＳＣＤ－ＱＴＬの存在についての子孫のスクリーニングは、遺伝子型によってスクリーニングされる。別の実施形態では、目的の遺伝子座及びＳＣＤ－ＱＴＬの存在についての子孫のスクリーニングは、表現型によってスクリーニングされる。さらに、トウモロコシ植物は、本方法によって生成され、前記トウモロコシ植物は、非硬質茎ヘテロ強勢群、硬質茎ヘテロ強勢群又は熱帯ヘテロ強勢群に属する。トウモロコシ植物からトウモロコシ子孫植物が産生される。トウモロコシ植物は、ハイブリッドトウモロコシ植物又はエリートトウモロコシ植物である。

別の実施形態では、目的の遺伝子座を移入する方法の目的の遺伝子座は、増大した収量、増大した水最適化、増大した病害抵抗性、増大した干ばつ耐性及び増大した除草剤抵抗性からなる群から選択される形質に関連する量的形質遺伝子座を含む。さらに、目的の遺伝子座は、導入遺伝子を含む。

実施例１．Ｓｙｎｇｅｎｔａトウモロコシ生殖質におけるＳＣＤのスクリーニング
ＳＣＤ形質をよりよく理解するために、トウモロコシ育種者によってＳＣＤが観察されたことが報告された２０の系統をスクリーニングした。このスクリーニングは、独自の近交系統を半数体誘導系と交配する工程と、遺伝子色マーカーを用いて半数体を単離する工程と、再生した半数体植物を通常の温室条件下、化学的倍加剤の非存在下で栽培する工程とによって実施した。上記の条件下では、典型的なトウモロコシ半数は、１００％雄性不稔であり、花粉を全く飛散しない（０％花粉稔性は、０％ＳＣＤと定義される）。花粉が飛散している期間中、毎日花粉の稔性について植物を評価し、穂から飛散した（すなわち空気中に放出された）花粉は、全て稔性であると推定された。雄性不稔のトウモロコシ植物は、通常、穂から葯が出現せず、このような場合には花粉の飛散も観察されない。しかし、これらの系統のうちの４系統（ＳＹＮ００４、ＳＹＮ００７、ＳＹＮ０１３及びＫ２２）は、１５％を超える割合でＳＣＤを示した。残りの１６系統について、平均ＳＣＤは、５％であった（表１を参照されたい）。温室での観察結果を確認するために、成績上位の系統のいくつかを含む系統のサブセットを圃場条件下でも栽培した（表１を参照されたい）。成績上位系統の４つは、ＳＣＤ形質に関するＱＴＬマッピング集団の作製に選択した。

実施例２．ＱＴＬ同定及び検証
二親性Ｆ１－Ｈ集団におけるＱＴＬの同定
ＳＣＤ形質をマッピングするために、ＳＣＤ形質を備える近交系統（例えば、ＳＹＮ００４及びＳＹＮ００７）を、高い割合のＳＣＤ表現型を示さなかった近交系統（例えば、ＮＰ２２２２及びＳＹＮ００６）と交配することにより、二親性集団を作製した。上記交配のＦ１子孫（いずれのＳＣＤ関連遺伝子座についてもヘテロ接合性であると推定される）を、母系半数体誘導系統であるＲＷＫと交配し、選択可能なマーカー（例えば、アイオワ州立大学のウェブサイトを参照されたい：ｗｗｗ．ｄｏｕｂｌｅｄｈａｐｌｏｉｄ．ｂｉｏｔｅｃｈ．ｉａｓｔａｔｅ．ｅｄｕ／ｈａｐｌｏｉｄ－ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ）（「ホーエンハイム法」）を用いて、種子を半数体について選別し、Ｆ１－Ｈ世代を生成した。倍数体種子を日光の当たる温室内で播種した。連続的に花粉が飛散した日数（ＨＭＦスコア）をカウントすること及び観察された花粉が生存可能であることを確認するために、自家受粉から産生された穀粒を評価することにより、個々の植物の表現型を決定した。個々の植物は、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ Ａｘｉｏｍチップアレイ（例えば、ｔｈｅｒｍｏｆｉｓｈｅｒ．ｃｏｍ／ｕｓ／ｅｎ／ｈｏｍｅ／ｌｉｆｅ－ｓｃｉｅｎｃｅ／ｍｉｃｒｏａｒｒａｙ－ａｎａｌｙｓｉｓ／ａｇｒｉｇｅｎｏｍｉｃｓ－ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ－ｍｉｃｒｏａｒｒａｙｓ－ｇｂｓ／ａｘｉｏｍ－ｇｅｎｏｔｙｐｉｎｇ－ｓｏｌｕｔｉｏｎ－ａｇｒｉｇｅｎｏｍｉｃｓを参照されたい）を用いて遺伝子型を決定し、アレイの結果を表現型の結果と相関させ、倍加形質に関連するゲノムの領域を決定した。ＳＣＤ近交系統の２つについて、関連マッピングで有意味なＱＴＬは同定されなかった。残りの系統（ＳＹＮ００４とＳＹＮ００７）について、ＬＯＤスコア＞５を有する計４つのＱＴＬは、特に複数のＦ１－Ｈ個体群に類似の遺伝子座が出現した場合に有意であると考えられた（表２）。

二親性Ｆ２－Ｈ集団におけるＱＴＬの検証
これらの４つのＱＴＬの検証を次の世代で実施した。二親性集団からのＦ１植物を自殖して、Ｆ２を生成し、次にこれを半数体誘導系によって交配した後、Ｆ２－Ｈ半数体集団を作出した。これらのＦ２－Ｈ集団を３ヵ所で栽培した。個々の半数体植物を、前述したように、毎日の花粉チェック（ＨＭＦスコア）及び穀粒数の測定によってスクリーニングした。次に、観察された表現型（表３を参照されたい）を４７５植物の集団についてのアクシアム（Ａｘｉｏｍ）遺伝子型結果と比較し、Ｆ１－Ｈ世代について実施したものと同じ方法でＱＴＬ関連マッピングを実施した。２番及び１０番染色体で以前に同定されたＱＴＬ（表２）は、この第２世代では有意なスコアを得ることができなかった。しかし、７番染色体のＱＴＬは、それが予想された両方の個体群とも第２世代で同様に強力（ＬＯＤスコア＞５）であった。この７番染色体のＱＴＬをＳＣＤ－ＱＴＬ１と命名した。

実施例３．ＱＴＬの境界のファインマッピング
Ｆ２－Ｈ集団におけるファインマッピング及びＳＮＰジェノタイピング
ＱＴＬ検証のために栽培した同じＦ２－Ｈ集団において、Ｆ２－Ｈ集団の親対立遺伝子間で予測される多型を備えるＳＮＰベースのＴａｑＭａｎアッセイマーカーを用いて、７番染色体上の予想ＱＴＬ区間内で植物のジェノタイピングも実施した（表４を参照されたい）。これらのマーカーは、７番染色体の１１３．９～１５４．６Ｍｂの領域（Ｂ７３＿ｖ４参照ゲノムからの位置）をカバーし、親系統のゲノム配列に基づいて選択及び／又は設計された。これらの結果を比較すると、ＳＣＤ特性を備える親からの遺伝子型（表５のＢ系統）は、マーカーＳＭ００７７ＡＱ及びＳＭ１１１４２間で平均より高い半数体花粉稔性率と関連している。これらの２つのマーカーは、４６の注釈付き遺伝子モデルを含む２．５４Ｍｂの領域（Ｂ７３＿ｖ４座標）をフランキングしており、本試験では７４％の花粉稔性を示した。組換えマッピングによって画定された区間の統計的有意性を確認するために、Ｆ２－Ｈ集団から、マーカーＳＭ００７７ＡＱ及びＳＭ１１１４２でＡ－Ａ又はＢ－Ｂ遺伝子型のいずれかであった４６６の半数体を選択し、単一要因分散（ｓｉｎｇｌｅ－ｆａｃｔｏｒ ＡＮＯＶＡ）分析に付した。Ａ系統群及びＢ系統群のＨＭＦスコア（それぞれ平均１．９４及び６．２７ ＨＭＦスコア単位）の比較から、Ｐ値が８．４４＊１０^-32と統計的に有意に異なることが判明した。全ての解析に基づき、本発明者らは、マーカーＳＭ００７７ＡＱ及びＳＭ１１１４２でフランキングされた７番染色体の領域により、ＳＣＤ－ＱＴＬ１を画定したが、これは、その参照ゲノムにおいてＴａｑＭａｎアッセイの各々に関連するＤＮＡ配列を検索することによって決定されたＢ７３におけるその物理的位置に対応する。これらのＴａｑＭａｎマーカーのＤＮＡ配列を表６に示す。

実施例４．これまでに公表されたＱＴＬ及び／又はＳＮＰとＳＣＤ－ＱＴＬ１との比較マッピング
公表された２つのゲノムワイド関連マッピング研究では、Ｍａ（２０１８）及びＹａｎｇ（２０１９）は、以前にトウモロコシ７番染色体上のＳＣＤに関連するＱＴＬを同定している。しかし、これらの研究で画定されたＱＴＬは、Ｂ７３＿ｖ４参照ゲノムを用いて本明細書で画定されたＳＣＤ－ＱＴＬ１と重ならない。Ｍａ（２０１８）は、そのマッピング集団でＳＣＤに関連する２つのＳＮＰ、すなわちＢ７３＿ｖ２ゲノム（ｍａｉｚｅｇｄｂ．ｏｒｇで入手可能）中、１１３，１６５，５３５ｂｐに１つと、１７０，６７１，３２８ｂｐに１つとを同定した。ｍａｉｚｅｇｄｂ．ｏｒｇにおけるマーカーＳＭ００７７ＡＱの標的配列（配列番号６）のＢＬＡＳＴ検索では、Ｂ７３＿ｖ２とＢ７３＿ｖ４との間の配列の相対位置は、Ｂ７３＿ｖ２において１２０，２０２，７５７ ｂｐから開始するＳＣＤ－ＱＴｌ１の左側境界に位置することが示されている。この領域は、Ｍａ（２０１８）によって同定された領域と重複しない。Ｙａｎｇ（２０１９）は、２つの異なるトウモロコシ系統で７番染色体に関連する３つのＱＴＬを同定し、その研究のために得られた連鎖地図で上記ＱＴＬのおよそのゲノム位置をｃＭ（地図距離）に付与したが、それは、Ｂ７３＿ｖ２について得られた地図と一致すると記載している。Ｙａｎｇらは、ＱＴＬの染色体ビン番号も提供しているが、ビンが非常に大きくなる可能性があるため、これらの番号は、不正確である（例えば、ビン７．０２は、１３．８～１２８．１Ｍｂに及び、Ｂ７３＿ｖ対照標準の７番染色体の６２％を占める）。試験連鎖地図を用いると、同定された３つの遺伝子座（ｑＨＭＦ７ａ、ｑＨＭＦ７ｂ及びｑＨＭＦ７ｃ）は、２６．５１～２８．５１ｃＭ、４１．５１～４３．５１ｃＭ及び７４．４１ｃＭに位置する。ＳＣＤ－ＱＴＬ１は、ｍａｉｚｅＧＤＢゲノムブラウザの標的配列ＢＬＡＳＴの結果によれば、染色体の始点から９７．２ｃＭ以上離れており、したがってＹａｎｇ（２０１９）で同定されたＱＴＬのいずれとも重複しない。これらの相対座標を検討して、本発明者らは、ＳＣＤ－ＱＴＬ１が、学術文献でこれまでに同定されていない新規のＱＴＬであることを確信した。

実施例５．表現型解析
初期のスクリーニングで観察された高倍加速度系統で観察された自発的染色体倍加（ＳＣＤ）の表現型を比較するために、花粉生存性試験及び様々な組織型の倍数性分析を含め、より詳細な表現型分析のために２つの系統、すなわちＳＹＮ００７及びＳＹＮ００４を選択した。倍数性分析は、フローサイトメトリーを用いて、新鮮な組織から抽出した核の集団の平均ＤＮＡ含量を決定することにより、様々な植物組織に対して容易に行うことができる（Ｄｏｌｅｚｅｌ，２００７）。幼植物葉、成葉、花粉及び殻皮組織をフローサイトメトリーで分析したところ、これらの系統からの２倍体にＳＣＤは、観察されなかった。しかし、半数体植物では、フローサイトメトリーを用いて、雄性生殖組織（葯、花粉、小穂）から倍加が容易に検出された。しかし、栄養組織（葉、根、茎）ではＳＣＤが観察されず、これは、発生学的に、これらの系統で観察されたＳＣＤが花器官の開始後にのみ起こることを示している。

花粉の代謝活性は、３－（４，５－ジメチルチアゾール－２－イル）－２，５－ジフェニルテトラゾリウムブロミド（ＭＴＴ）比色測定法（Ｆｉｒｍａｇｅ ａｎｄ Ｄａｆｎｉ，２００１）を用いて測定することができる。花粉粒内に活性の酸化還元酵素が存在すると、ＭＴＴは、黄色の溶液から不溶性の紫色のホルマザンに還元される。ＭＴＴの存在下で紫色に変化する花粉粒は、代謝的に活性であるため、生存していると見なされる。染色体の倍加がない場合、半数体花粉は、常に不稔性であるため、半数体植物に生存可能な花粉が存在すれば、それは、ＳＣＤの直接的な結果である。この実験では、成熟花粉が飛散する段階で２つの系統の各々から葯を採取した。次に、プラスチック製の乳棒で組織を穏やかに粉砕することにより、個々の葯からの花粉をＭＴＴ溶液中に放出させた。ＳＹＮ００７系統の個々の葯から採取された花粉は、典型的には、生存及び非生存花粉の混在を示した。しかし、ＳＹＮ００４系統の個々の葯から採取した花粉は、１００％生存又は０％生存のいずれかであった。さらに、個々の葯の長さを比較したところ、ＳＹＮ００４系統のみにおいて、生存（すなわち倍加した）花粉を有する葯は、非生存（すなわち倍加していない）花粉を有する葯の長さの２倍であった。小花内の葯は、典型的には、全て同じ長さであった。このデータから、ＳＹＮ００７のＳＣＤの発生時期がかなり遅く、花粉の前駆細胞がすでに指定され、互いに異なってくる後であることが示唆される。しかし、ＳＹＮ００４ ＳＣＤは、花発生のより早期段階、おおむね個々の小花が指定されつつあるが、葯が形成され始める前の時期に起こるはずである。これらの結論は、トウモロコシの花発生の原理に基づいており、その場合、初めに分裂細胞の小群が一連の分化事象を通して房全体の創始細胞となる。ＳＣＤが発生のごく早期に起こる場合、房の大部分、恐らく房全体がＳＣＤを示すと予想される。ＳＹＮ００４における肥大した葯（細胞が大きいほど、高い倍数性レベルを示す）の表現型及び生存花粉の集団全体は、この系統のＳＣＤが、発生進行過程で完全な葯に先行する細胞で起こることを示唆している。個々の葯内で花粉の生存能が混在し、完全に倍加した（より大きい）葯が存在しないことから、ＳＹＮ００７のＳＧＤがより遅く、すなわち花器官のほとんどがすでに存在した後且つ花粉が成熟する前に起こることを示唆している。

実施例６．多様な生殖質における追加の倍加処理がない場合のＱＴＬ浸透率
ＱＴＬの浸透性は、多様な生殖質バックグラウンドで分離する他の、往々にして同定されていない遺伝因子に基づいて、生殖質依存性であることが一般的である。ＳＣＤ－ＱＴＬ１がより多様な系統でどの程度広く浸透するかを調べるために、Ｓｙｎｇｅｎｔａ’ｓ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ育種集団の中から１７のエリート近交系統からなるパネルを選択した。これらの系統は、いくつかのヘテロ強勢群（硬質茎、非硬質茎及びｉｏｄｅｎｔ種）並びに非常に多様な成熟群を代表するものであった。表現型スクリーニングのための多様な生殖質集団を作出するために、ＱＴＬドナーであるＳＹＮ００４を１７エリート系統の各々と交配した。これらのＦ１集団を１７反復親に戻し交配してＢＣ１世代を作出し、さらにもう１回戻し交配してＢＣ２世代を作出した。ＢＣ２個体群では、ＱＴＬを画定するＳＮＰアッセイマーカー（表５）を用いて、ＱＴＬ区間全体にわたる系統をジェノタイピングし、有利な（ＳＹＮ００４、倍加）対立遺伝子に対してヘテロ接合性である植物を同定した。次に、これらのヘテロ接合体を半数体誘導系統と交配し、得られた半数体をＲ－ｎｊカラーメーカーに基づいて成熟種子中で同定した。得られた半数体から、それらの５０％が有利な対立遺伝子に対して陽性であり、５０％が陰性であり、圃場での成績を比較するための理想的な対照群を作出した。

成熟した半数体種子を圃場に直播し、苗を再びＳＮＰマーカー（表５）でジェノタイピングして、ＱＴＬ対立遺伝子の状態を確認すると共に、この集団から潜在的な倍数体を全て除去した。標準的な苗床条件下で植物を栽培したが、花粉が飛散するまで光強度を下げるためにシェードクロスによる被覆を追加した。それぞれの半数体について個々の植物表現型を収集し、花粉の飛散日数と、自家受粉後の１穂当たりの穀粒数とを測定した。コルヒチン又は他の化学的倍加処理を行わない場合、半数体表現型は、花粉の飛散日数ゼロ、穀粒数ゼロと予想される。実際、この予想は、ＳＣＤ－ＱＴＬ１の好ましい対立遺伝子が存在しない反復親対照で観察された。しかし、ＢＣ２半数体集団では、多くの系統でＳＣＤ－ＱＴＬ１の好ましい対立遺伝子型を備える個体により多くの稔性花粉が存在することが観察された（表７）。これは、１７エリート系統のうちの７系統で当てはまり、中等レベルのＱＴＬ浸透度を示した。これらの同じ系統では、結実があまり多くなく（１７系統中５系統は、ＳＣＤ１－ＱＴＬの好ましい対立遺伝子が存在すると、より多くの１穂当たりの穀粒を有した）、これは、おそらく、雌性倍加（半数体雌性稔性）に寄与する付加的な要因が系統によっては存在しない可能性があることを示している。

実施例７．コルヒチン倍加処理と組み合わせた多様な生殖質におけるＱＴＬ浸透率
ＳＣＤ－ＱＴＬ１をコルヒチンなどの化学的倍加処理と組み合わせて使用して、半数体雄性稔性に相加効果があるかどうかを調べるために、１回の追加の戻し交配世代を経た実施例６からの１７のエリートＢＣ２系統を用いて、ＢＣ３を作出した。ジェノタイピングによってＳＣＤ－ＱＴＬ１におけるヘテロ接合体を同定し、それらの材料を半数体誘導と交配し、未成熟穂から胚を単離し、圃場への移植のために半数体を再生した。単離直後に１７のＢＣ３集団の各々の胚を２つの処理群に分けた。一方の群は、コルヒチンによる倍加処理を受け、他方の群は、化学的倍加剤を受けなかった。したがって、各エリートＢＣ３集団内で比較するために４つの処理群：（１）コルヒチンを含むＳＣＤ－ＱＴＬ（ハプロイド雄性稔性＋コルヒチン）、（２）コルヒチンを含む、好ましくないＱＴＬ対立遺伝子（陽性対照）、（３）コルヒチンを含まないＳＣＤ－ＱＴＬ１（半数体雄性稔性単独）、及び（４）コルヒチンを含まない、好ましくないＱＴＬ対立遺伝子（陰性対照）があった。全ての系統は、約６ヵ月の期間にわたり試験を３回反復して移植され、データは、解析のためにプールされた。

この試験では、サンプルサイズが十分に大きく（１処理群当たり最低５０半数体）、統計解析を実施して、ＳＣＤ－ＱＴＬ１の好ましい対立遺伝子を有する群と、それがない群との間で観察された穀粒セットの差が、スチューデントのＴ検定を用いて統計的に有意であるかどうかを確認することが可能であった（表８）。１７系統中３系統は、ＳＣＤ－ＱＴＬ１が存在すると、穀粒セットが有意に増加した（ｐ値＜０．０５）のに対して、１７系統中３系統は、有意に減少した（ｐ値＜０．０５）。そのうちの７系統は、ＱＴＬの有意な影響を一切示さず、４系統は、全ての倍加半数体処置に対して不応性であった（これらは、解析から除外された）。統計学的に有意な差を示さなかった７系統のうちのいくつかの系統では、正の傾向を示したが、有意ではなかった。ＳＣＤ－ＱＴＬ１と負の相関を示した３系統は、依然として比較的大きい領域（約２Ｍｂ）であり、６２の潜在的遺伝子候補を含むＳＣＤ－ＱＴＬ１と共分離する別の因子を示している可能性がある。倍加半数体の作出では、コルヒチン処理によって１穂当たり５粒を超える穂を産生する個々の半数体の数が成功の重要な指標となる。コルヒチン処理群（ＳＣＤ－ＱＴＬ１単独よりも花粉及び穀粒産生の両方で全体的に優れた成果を示した）のみを比較すると、５系統では、５超の穀粒を有する自殖穂を産生した半数体の割合（％）増加を示したことから、一部の系統では、ＳＣＤ－ＱＴＬ１の好ましい対立遺伝子の存在が倍加半数体産生の効率を高めることがわかる（表８）。

Claims (21)

1. 半数体状態であるとき、自発的染色体倍加（「ＳＣＤ」）を示す第１のトウモロコシ植物又は生殖質を選択する方法であって、
   ａ．前記第１のトウモロコシ植物又は生殖質から核酸を単離する工程と、
   ｂ．前記第１のトウモロコシ植物又は生殖質において、自発的染色体倍加に関連する、配列番号６及び７を含むＳＣＤ－ＱＴＬ１を検出する工程と、
   ｃ．前記第１のトウモロコシ植物若しくは生殖質を選択するか、又は自発的染色体倍加に関連するＳＣＤ－ＱＴＬ１を含む前記第１のトウモロコシ植物若しくは生殖質の子孫を選択する工程と
   を含む方法。
2. 前記選択された第１のトウモロコシ植物又は生殖質を第２のトウモロコシ植物又は生殖質と交配して、子孫トウモロコシ植物を生成する工程をさらに含み、前記子孫トウモロコシ植物又は生殖質は、半数体状態であるとき、増大した自発的染色体倍加（「ＳＣＤ」）を示す、請求項１に記載の方法。
3. 前記ＳＣＤ－ＱＴＬ１は、検出可能な標識を含む組成物を使用して検出される、請求項１に記載の方法。
4. 自発的に倍加した半数体植物を取得する方法であって、
   ａ．自発的染色体倍加に関連する、配列番号６及び７を含むＳＣＤ－ＱＴＬ１を含む第１のトウモロコシ植物を取得する工程と、
   ｂ．前記第１のトウモロコシ植物を第２のトウモロコシ植物と交配する工程と、
   ｃ．工程ｂの前記交配から子孫を取得し、且つそこから半数体子孫を選択する工程と、
   ｄ．前記半数体子孫が自発的染色体倍加を経ることを可能にする工程と
   を含み、それにより自発的に倍加した半数体植物を取得する方法。
5. 前記自発的に倍加した半数体植物は、稔性配偶子を産生する能力を有する生殖組織を含む、請求項３に記載の方法。
6. 前記自発的に倍加した半数体植物は、雄性稔性である、請求項４に記載の方法。
7. 前記第１のトウモロコシ植物は、半数体誘導トウモロコシ植物である、請求項３に記載の方法。
8. 前記第１のトウモロコシ植物は、ＣＥＮＨ３又はＩＧ１に変異を含む、請求項６に記載の方法。
9. 第２のトウモロコシ植物は、半数体誘導トウモロコシ植物である、請求項３に記載の方法。
10. 前記第２のトウモロコシ植物は、ＺｍＭＡＴＬに変異を含む、請求項８に記載の方法。
11. 目的の遺伝子座を移入する方法であって、
    ａ．自発的染色体倍加に関連する、配列番号６及び７を含むＳＣＤ－ＱＴＬ１を含む第１のトウモロコシ植物を取得する工程と、
    ｂ．前記第１のトウモロコシ植物を、前記目的の遺伝子座を含む第２のトウモロコシ植物と交配する工程と、
    ｃ．工程ｂ．の前記交配から子孫を取得する工程と、
    ｄ．任意に、工程ｃ．の前記子孫を前記第１のトウモロコシ植物又は前記第２のトウモロコシ植物と戻し交配する工程と、
    ｅ．前記目的の遺伝子座及び前記ＳＣＤ ＱＴＬの存在について、工程ｃ．又は工程ｄ．の前記子孫をスクリーニングする工程と、
    ｆ．前記目的の遺伝子座について少なくともヘテロ接合性であり、且つ前記ＳＣＤ ＱＴＬについて少なくともヘテロ接合性である子孫を選択する工程と
    を含み、それにより前記目的の遺伝子座及び前記ＳＣＤ ＱＴＬを含むトウモロコシ植物を取得する方法。
12. 目的の遺伝子座及び前記ＳＣＤ－ＱＴＬの存在についての前記子孫のスクリーニングは、遺伝子型によってスクリーニングされる、請求項１０に記載の方法。
13. 目的の遺伝子座及び前記ＳＣＤ－ＱＴＬの存在についての前記子孫のスクリーニングは、表現型によってスクリーニングされる、請求項１０に記載の方法。
14. 目的の遺伝子座は、増大した収量、増大した水最適化、増大した病害抵抗性、増大した干ばつ耐性及び増大した除草剤抵抗性からなる群から選択される形質に関連する量的形質遺伝子座を含む、請求項１０に記載の方法。
15. 前記目的の遺伝子座は、導入遺伝子を含む、請求項１３に記載の方法。
16. 請求項１０に記載の方法によって生成されるトウモロコシ植物。
17. 非硬質茎ヘテロ強勢群、硬質茎ヘテロ強勢群又は熱帯ヘテロ強勢群に属する、請求項１５に記載のトウモロコシ植物。
18. ハイブリッドトウモロコシ植物又はエリートトウモロコシ植物である、請求項１５に記載のトウモロコシ植物。
19. 請求項１５に記載のトウモロコシ植物から生成されるトウモロコシ子孫植物。
20. 配列番号１、配列番号２、配列番号３、配列番号４及び配列番号５を含む検出キット。
21. 自発的に倍加した半数体トウモロコシ植物を生成する方法であって、
    ａ．自発的染色体倍加に関連する、配列番号６及び配列番号７を含むＳＣＤ－ＱＴＬ１を含む第１のトウモロコシ植物又は生殖質を同定する工程と、
    ｂ．前記第１のトウモロコシ植物を第２のトウモロコシ植物と交配する工程と、
    ｃ．工程ｂの前記交配から子孫を取得し、且つそこから半数体子孫を選択する工程と、
    ｄ．前記半数体子孫が自発的染色体倍加を経ることを可能にする工程と
    を含み、それにより自発的に倍加した半数体植物を生成する方法。