KR100735510B1

KR100735510B1 - 작은 열매를 맺는 사배체 수박

Info

Publication number: KR100735510B1
Application number: KR1020047018102A
Authority: KR
Inventors: 장씽핑
Original assignee: 신젠타 파티서페이션즈 아게
Priority date: 2002-05-14
Filing date: 2003-05-12
Publication date: 2007-07-06
Also published as: US20030217394A1; US20040172690A1; US20080163388A1; US7238866B2; KR20040108792A; US6747191B2; HK1073227A1; JP5231466B2; US20030217395A1; ES2425740T3; JP2010142245A

Abstract

본 발명에는 사배체 수박 근계가 기술되어 있다. 본 발명은 사배체 수박 근계의 씨 및 식물, 및 당해 사배체 근계를 씨 및 조직 배양을 통하여 증식시키는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 사배체 근계를 이배체 수박 근계와 교배시켜 삼배체 씨없는 수박 씨 및 식물을 생산하는 방법, 및 이로부터 생성된 삼배체 식물에 관한 것이다.

사배체 수박, 작은 열매, 씨없는 수박, 삼배체 씨없는 수박, 이배체 수박

Description

작은 열매를 맺는 사배체 수박{Tetraploid watermelons producing small fruits}

본 발명은 수박 육종 분야, 특히 상당히 작은 크기의 씨없는 수박 열매의 생산을 위한 삼배체 씨 및 식물을 생산하는데 사용되는 사배체 수박에 관한 것이다.

수박은 식물성 작물을 재배하는 전 세계 면적의 2%를 차지하는 중요한 원예학적 작물이다. 1997년에, 전세계적으로 수박이 재배되는 면적은 6,024,000 에이커였으며, 미국에서 수박이 재배되는 면적은 187,000 에이커였다. 아시아는 전 세계 재배 면적의 72% 및 전 세계 생산의 77%를 차지하는 단연코 가장 중요한 수박 생산 지역이다 [참조 문헌: FAO Production Yearbook 51,1998]. 1995년 내지 1997년 동안의 미국 평균 가격을 사용하였을 때, 추정된 연간 전세계의 수박 가치는 76억 달러를 넘는다. 미국의 수박 작물은 174,000 수확 에이커로 부터 4천1백만 cwt이상에 달하고, 2억6천6백만 달러의 농장 가치에 달하고, 1999년 미국의 신선 야채 산업에 있어서 수확 에이커의 9.2%, 생산의 10.0% 및 가액의 3.5%를 차지한다[참조 문헌: USDA Agricultural Statistics 2001]. 캘리포니아는, 캘리포니아에서 재배 된 삼배체 씨없는 수박의 높은 비율 덕택에, 2000년에 수박 농가 수입이 7천2백만 달러를 넘는 선두 주가 되었다. 씨없는 수박은 시장에서 씨있는 수박의 평균 가격 보다 훨씬 비싼 가격을 받는다. 삼배체의 씨없는 수박은 또한 이배체의 씨있는 수박 보다 더 많은 수확량을 낳는다.

삼배체 씨없는 수박은, 자성 모본인 사배체 수박과 웅성 모본인 이배체 수박 사이의 진정 F1 잡종이다[참조 문헌: Kihara, H. 1951. Triploid Watermelons. Proceedings of American Society for Horticultural Science 58 : 217-230]. 정상적인 수박, 즉 씨있는 이배체 수박은 이의 체세포 속에 22개 염색체(2N=2X=22)를 갖는다. 사배체 수박은 이의 체세포 속에 44개 염색체(2N=4X=44)를 갖는다. 사배체 식물의 암꽃을 정상적인 이배체 식물의 숫꽃과 교배시킨 경우에, 사배체 식물의 열매속에 생성된 씨는 삼배체 씨이다. 이러한 삼배체 씨로 부터 삼배체 식물이 생긴다. 이러한 삼배체 식물을 같은 밭에서 정상적인 이배체 식물과 함께 재배하는 경우, 당해 삼배체 식물은 씨없는 열매를 맺는다. 삼배체 수박속의 씨없는 상태는 체세포 당, 통상적 2개가 아닌 3개의 상동 염색체 셋트가 존재하기 때문이다. 3개의 상동 염색체 셋트를 가진 세포를 삼배체로 부르며 3X로 표시한다. 삼배체 씨없는 수박은 이의 체세포 속에 33개의 염색체(2N = 3X = 33)를 가진다. 삼배체 접합자가 정상적인 활성 배우자(화분 및 난 세포)를 생산할 수 없음으로 인해, 삼배체 열매속에 씨가 부존재하는 것이다. 통상적으로, 씨없는 수박은 미성숙 오이의 배주와 유사한 작고 백색인 식용 배주를 함유한다.

삼배체의 씨없는 수박은 1980년대 후기 이래로 미국에서 상업적으로 재배되 었다. 미국에서의 상업적 도입 이래로 씨없는 수박의 인기는 증가하였다. 2001년 캘리포니아에서 생산된 대부분의 수박은 삼배체의 씨없는 수박이였다. 삼배체 품종은, 식물당 보다 많은 열매 및 보다 긴 수확 기간 덕택에, 이배체의 씨있는 품종 보다 수확량이 더 많다. 삼배체의 씨없는 수박은, 실제로 씨가 없는 고 품질의 과육 때문에, 할증 가격을 받는다.

본 발명은, 고 수준의 열매의 맛과 질감을 유지하면서 씨없는 작은 열매를 맺는 삼배체 수박의 필요성을 인지하였다. 그러나, 열매의 크기가 감소하면, 열매중의 껍질의 비율이 증가하여, 먹을 수 있는 과육 부분은 거의 남지 않는다. 따라서, 본 발명의 목적은 과육 함량이 많은 씨없는 작은 열매를 맺는 수박을 개발하는 것이다. 또한, 본 발명은, 이러한 씨없는 작은 열매를 맺는 삼배체 수박의 모본으로서 사용될 수 있는 사배체 수박 식물의 필요성을 인지하였다.

발명의 개요

따라서, 본 발명은 새롭고 독특한 사배체 수박을 제공한다. 본 발명의 사배체 수박은 바람직하게는 사배체 근계이며, 삼배체 잡종 수박의 모본으로서 특히 적합하다. 본 발명의 사배체 수박은 매우 얇은 껍질을 가진 작은 열매를 맺는다. 본 발명의 사배체 수박의 열매는 바람직하게는 고함량의 가용성 고형분을 함유한다. 중요하게, 본 발명의 사배체 수박은, 이배체 수박과 교배되면, 이들의 바람직한 특징을 이들의 삼배체 자손에 전해줄 수 있다. 따라서, 본 발명은 실제로 씨가 없고, 매우 얇은 껍질을 갖는 작은 크기의 열매를 맺는 삼배체 수박을 기술한다. 이러한 씨없는 수박은, 비교할 만한 크기의 수박에 비해, 탁월한 맛과 질감을 가진 식용 과육을 보다 많이 갖는 이점을 가지므로, 소비자에게 특히 매력적이다.

바람직한 태양에서, 본 발명의 사배체 수박은 약 1.5kg 내지 약 2.5kg, 바람직하게는 약 1.5kg 내지 약 2kg, 보다 바람직하게는 약 2kg 중량의 열매를 맺는다. 또 다른 바람직한 태양에서, 본 발명의 사배체 수박의 열매 껍질은 약 4mm 내지 약 10mm, 바람직하게는 약 4mm 내지 약 7mm의 두께를 가진다. 또 다른 바람직한 태양에서, 본 발명의 사배체 수박은 탁월한 열매 결실(結實)을 나타낸다. 또 다른 바람직한 태양에서, 본 발명의 사배체 수박은 당 함량이 높다. 또 다른 바람직한 태양에서, 본 발명에 따른 사배체 수박 식물은 1000개의 씨당 약 20g 내지 약 35g, 바람직하게는 1000개의 씨당 약 23g 내지 약 33g, 보다 바람직하게는 1000개의 씨당 약 31g, 또 다른 바람직한 태양에서 1000개의 씨당 약 25g 중량의 씨를 생성한다. 또 다른 바람직한 태양에서, 본 발명에 따른 사배체 수박 식물은 열매당 약 150개 이하의 씨, 바람직하게는 열매당 약 50 내지 약 150개의 씨, 보다 바람직하게는 열매당 약 70 내지 약 150개의 씨, 보다 더욱 바람직하게는 열매당 약 80 내지 약 150개의 씨를 생성한다. 또 다른 바람직한 태양에서, 상기 식물은 식물당 약 3 내지 4개의 열매를 맺는다. 또 다른 바람직한 태양에서, 상기 식물의 열매는 약 12 내지 약 14%, 바람직하게는 약 13%의 가용성 고형분을 함유한다. 또 다른 바람직한 태양에서, 상기 식물의 열매는 개화 후 약 24일 내지 약 27일이 지나 성숙한다.

바람직한 태양에서, 본 발명의 사배체 수박은 하나 이상의 아래 특징을 포함한다:

a) 통상적 사배체의 열매 보다 현저히 작은, 통상적 사배체 열매의 약 1/3 크기의 열매를 맺는 특징,

b) 뛰어난 열매 결실 능력을 나타내는 특징,

c) 온실 환경에서 식물당 3 내지 4개의 열매를 맺는 특징,

d) 개화에서 부터 열매 성숙까지를 측정한 바에 의하면 정상적 사배체 보다 7 내지 10일 일찍 성숙하는 특징,

e) 당해 씨의 크기가 통상의 사배체의 씨 보다도 훨씬 더 작은 특징,

f) 열매 껍질이 정상적 사배체의 약 1/2 내지 1/3인 특징, 및

g) 당해 씨의 수확량이 동일한 기법에 의해 제조된 대부분의 사배체 보다 현저히 많은 특징.

또 다른 바람직한 태양에서, 본 발명은 상기 특징을 포함하는, 90-4194로 명명된 새롭고 독특한 사배체 수박 근계에 관한 것이다.

또 다른 바람직한 태양에서, 본 발명의 사배체 수박이 삼배체 수박의 생산을 위한 모본으로서 사용되는 경우에, 당해 삼배체 수박은 매우 얇은 껍질을 갖는, 씨없는 작은 열매를 맺는다. 바람직하게는, 상기 씨없는 열매는 약 2kg 내지 약 3kg의 중량을 갖는다. 또 다른 바람직한 태양에서, 상기 씨없는 열매의 껍질은 약 4mm 내지 약 13mm, 바람직하게는 약 7mm 내지 약 11mm의 두께를 가진다.

또 다른 바람직한 태양에서, 본 발명의 사배체 수박이 삼배체 수박의 생산을 위한 모본으로서 사용되는 경우에, 당해 삼배체 수박은 하나 이상의 아래의 특징을 포함한다:

a) 작은 열매 크기,

b) 식물당 많은 열매,

c) 당 함량이 높은 열매,

d) 통상의 삼배체의 보통 1/2 또는 1/3 두께인 얇은 껍질,

e) 현재 통용되는 삼배체의 씨없는 수박 열매 보다도 약 7 내지 10일 더 일찍 성숙하는 삼배체 열매,

f) 본 발명의 삼배체가 현재 통용되는 삼배체의 씨없는 수박 열매 보다도 중공(hollow heart)에 더욱 내성인 특징,

g) 탁월한 열매 결실 능력, 및

h) 약 11% 이상, 바람직하게는 약 11% 내지 약 13%인 가용성 고형분 함량.

본 발명은 또한 본 발명의 사배체 수박 계통의 씨를 포함한다. 또한, 본 발명은 본 발명의 사배체 수박의 화분, 배주 및 열매, 및 본 발명의 사배체 수박 계통을 사용하여 잡종 삼배체 수박 씨를 생산하는 방법을 포함한다. 본 발명은 추가로 본 발명의 사배체 수박 계통을 이배체 수박 계통과 교배하여 생성된 삼배체 잡종 수박 씨, 및 이러한 씨로 부터 수득된 식물 (이의 열매를 포함)을 포함한다.

본 발명은 추가로 본 발명의 사배체 수박 계통의 유전적 특징을 모두 갖는 씨를 생산하는 방법, 본 발명의 사배체 수박 계통을 사용하여 새로운 사배체 근계를 개발하는 방법, 및 이배체 수박 계통을 사용하여 사배체 수박 계통을 생산하는 방법을 포함한다.

본 발명은 추가로 본 발명의 사배체 수박 식물을 이배체 수박 식물과 교배시 켜 삼배체의 잡종 수박 씨를 생산하는 방법을 포함한다. 바람직하게는, 상기 사배체 식물은 자성 모본이다. 바람직하게는, 상기 이배체 식물은 웅성 모본이다. 또한, 본 발명은 이러한 방법에 의해 생성된 삼배체의 잡종 수박 씨를 포함한다.

추가로, 본 발명은,

a) 본 발명에 따른 사배체 수박 식물의 씨와 이배체 수박 식물의 씨를 수분가능 근거리에 심고;

b) 상기 이배체 수박 식물의 씨를 상기 사배체 수박 식물의 씨 보다 7 내지 10일 더 일찍 심고;

c) 상기 씨로 부터 자란 수박 식물을 당해 식물에 제2의 암꽃이 생길 때 까지 재배하고;

d) 상기 사배체 수박 식물의 암꽃을 당해 암꽃이 개화하기 바로 전날 오후에 덮개로 가리고;

e) 상기 이배체 수박 식물의 숫꽃을 상기 암꽃이 개화하는 당일 이른 아침에 채집하고;

f) 상기 암꽃을 단계 e)에서 채집된 상기 숫꽃으로 수분시키고;

g) 단계 f)에서 수분된 암꽃으로 부터 생성된 씨를 수확하는 단계를 포함하여, 삼배체 잡종 수박 씨를 생산하는 방법을 제공한다.

본 발명은 또한,

a) 본 발명에 따른 사배체 수박 식물의 씨와 이배체 수박 식물의 씨를 사배체 수박 식물 2 이랑 대 이배체 수박 식물 1 이랑의 패턴으로 밭에 심고;

b) 상기 사배체 수박 식물을 식물 당 약 2 내지 3개의 가지로 전지하고;

c) 상기 사배체 수박 식물 상의 실질적으로 모든 숫꽃 및 숫꽃눈을 제웅시키고;

d) 상기 사배체 수박 식물의 암꽃을 상기 이배체 수박 식물의 화분으로 수분시키고;

e) 제웅 기간 동안 수분된 암꽃을 표시하고;

f) 상기 사배체 수박 식물의 표시된 열매로 부터 씨를 수확하는 단계를 포함하여, 삼배체 수박 씨를 생산하는 방법을 제공한다.

본 발명은 또한,

a) 본 발명에 따른 사배체 수박 식물을 성장시키고;

b) 상기 사배체 수박 식물을 자가 수분시키고;

c) 단계 b)의 식물로 부터 열매를 수득하고;

d) 상기 열매로 부터 사배체 수박 씨를 채취하는 단계를 포함하여, 사배체 수박 씨를 생산하는 방법을 제공한다. 바람직하게는, 당해 방법은 상기 씨를 세척하고 건조하는 단계를 추가로 포함한다.

본 발명은 또한, 본 발명의 수박 식물 또는 이의 일부를 육종 재료의 공급원으로서 수득함을 포함하여, 수박 식물 또는 이의 일부를 식물 육종 재료의 공급원으로서 이용함을 포함하는 식물 육종 기법을 사용하여 수박 식물 육종 프로그램으로 사배체 수박 계통을 개발하는 방법을 제공한다.

본 발명은 또한,

a) 껍질이 얇고, 크기가 작은 열매를 맺는 이배체 수박 계통을 수득하고;

b) 상기 이배체 수박 계통의 식물을 사배체로 전환시켜 사배체 수박 식물을 생성시키고;

c) 단계 b)에서 수득된, 중량이 약 1.5kg 내지 약 2.5kg이고 껍질의 두께가 약 4mm 내지 약 10mm인 열매를 맺는 사배체 수박 식물을 선발하는 단계를 포함하여, 사배체 수박 식물을 생산하는 방법을 제공한다.

바람직한 태양에서, 사배체 수박 식물은 중량이 약 1.5kg 내지 약 2kg, 바람직하게는, 약 2kg인 열매를 맺는다. 또 다른 바람직한 태양에서, 본 발명의 사배체 수박 열매의 껍질은 약 4mm 내지 약 7mm의 두께를 갖는다. 또 다른 바람직한 태양에서, 사배체 수박 계통은 1000개의 씨당 중량이 약 20g 내지 약 35g인 씨를 생성한다. 또 다른 바람직한 태양에서, 사배체 수박 계통은 열매당 약 150개 이하의 씨, 바람직하게는 열매당 약 50 내지 약 150개의 씨, 바람직하게는 열매당 약 70 내지 약 150개의 씨, 보다 바람직하게는 열매당 약 80 내지 약 150개의 씨를 생성한다. 또 다른 바람직한 태양에서, 사배체 식물 계통은 식물당 약 3 내지 4개의 열매를 맺는다. 또 다른 바람직한 태양에서, 상기 사배체 수박 계통의 열매는 약 12 내지 약 14%의 가용성 고형분을 포함한다. 또 다른 바람직한 태양에서, 상기 사배체 수박 계통의 열매는 개화 후 약 24 내지 약 27일이 지나 성숙한다. 또 다른 바람직한 태양에서, 사배체 수박 계통은 본원에 기술된 특징중 하나를 포함한다.

또 다른 바람직한 태양에서, 상기 이배체 수박 계통은 이배체 수박 근계, 바람직하게는 이배체 수박 근계 HD 또는 이배체 수박 근계 HD의 특징을 갖는 이배체 수박 근계이다. 또 다른 바람직한 태양에서, 이배체 계통은 오리잘린(oryzalin) 프로토콜을 사용하여 사배체 계통로 전환시킨다.

또 다른 바람직한 태양에서, 당해 방법은 상기 단계 c)에서 선발된 사배체 수박 식물을 자가-수분시키는 단계를 추가로 포함한다. 또 다른 바람직한 태양에서, 당해 방법은, 상기 단계 c)에서 선발된 사배체 수박 식물을 자손에서 어떠한 변이도 관찰되지 않을 때까지 자가-수분시키는 단계를 추가로 포함한다.

본 발명은 또한, 바로 위에서 기술된 방법에 의해 수득될 수 있는 사배체 수박 계통(당해 사배체 수박 계통의 화분, 배주 및 열매를 포함)을 제공한다.

삼배체 수박 씨의 상업적 생산에 있어서, 사배체 및 이배체 모본 계통을 동일한 밭에 심는다. 자성 모본 계통인 사배체 계통과 웅성 모본 계통인 이배체 계통 사이의 교배는 수작업 또는 벌 수분작용으로 달성한다. 삼배체 수박 씨는, 이배체 식물의 화분으로 수분된 사배체 식물의 수박에서만 생성된다. 상업적으로 재배된 모든 씨있는 수박은 이배체이며; 따라서, 이배체 모본으로서 사용하기 위한 다수의 이배체 계통이 존재한다. 씨없는 수박 품종의 개발에 있어서의 주요 제한은 유용한 사배체 모본 계통의 이용가능성에 있다. 일반적으로, 이배체의 특징을 기초로 하여, 사배체 수박의 품질을 예측하는 것은 곤란하다. 우수한 이배체 수박이 반드시 우수한 사배체를 생성하는 것은 아니다. 게다가, 우수한 원예학적 특질을 가진 사배체가 반드시 우수한 삼배체 수박 잡종을 생성하는 것은 아니다.

사배체 수박 계통은 정상적인 이배체 수박 계통의 염색체를 배가시킴으로써 개발된다. 염색체 배가는, 콜히친을 새로 생긴 수박 모종(seedling)의 생장점에 적용하는 방법으로 독성 알칼로이드 콜히친을 사용하여 처음으로 달성하였다. 조직 배양 방법은 또한 장 (Zang) 등에 의해 개발되었다[참조 문헌: Zang, X.P., B.B. Rhodes, H.T. Skorupska, W.C. Bridges, 1995, Generating Tetraploid Watennelofa Using Colchicine ira Vitro, G. Lester & J. Dunlap et al. (eds.), Cucurbitaceae' 94: 134-139]. 디니트로아닐린이 염색체 수를 배가시키는데 사용되었으며, 이들의 효과는 이미 수박 이외의 작물과 비교되었다. 리(Li) 등은 콜히친 및 디니트로아닐린, 에탈플루랄린 (N-메틸-N-2-메틸-2-프로페닐)-2,6-디니트로-4-(트리플루오로메틸)벤자닌, 및 오리잘린 (3,5-디니트로-N4,N4-디프로필설파닐아미드)을 사용하여 시험관내 염색체 배가 효과를 비교하였고 [참조 문헌: Li, Ying, J.F. Whitesides, B. Rhodes, 1999, In vitro generationof tetraploid watermelon with two different dinitroanilines and colchicines, Cucurbit Genetics Cooperative Rpt 22: 38-40], 에탈플루랄린 또는 오리잘린이 콜히친 보다 바람직하다는 결론을 얻었다.

위에서 언급된 화학약품을 사용하여 이배체로 부터 사배체를 유도하기 위하여, 여러 처리 방법이 사용된다. 한 방법은 파종 전에 씨를 처리하는 것이다. 당해 씨를 맑은 물 속에 5 내지 6 시간 동안 침지시킨 다음, 당해 씨를 콜히친 용액(0.2%) 또는 디니티로아닐린(예: 35μM 오리잘린) 속에 24 시간 동안 침지시킨다. 당해 씨를 파종 전에 잠시 씻는다. 건조 씨는 물속에서의 예비-침지 없이 화학약품 용액 속에 바로 침지시킬 수 있다. 이러한 처리는 수행하기에 간편하고, 씨 공급에 제한이 없는 한 사용하기에 좋은 방법이다. 이러한 처리는 통상적으로 발아 및 출아를 감소시킨다. 다른 방법은 새로 생긴 모종을 처리하는 것이다. 이배체 근계를 온실내의 모종 판에 파종한다. 신속하고 균일한 발아를 위해 토양 온도를 29 내지 31℃로 유지한다. 콜히친(0.1%) 또는 디니트로아닐린(예: 35μM 오리잘린) 용액 한 방울을, 모종이 토양으로 부터 나오자마자, 자엽 사이의 경정(shoot apex)에 가한다. 콜히친 용액을 3일 연속으로 아침 또는 저녁에 생장점에 바른다. 본원의 발명자들은 오리잘린의 1회 적용으로 부터 우수한 염색체 배가를 얻었다. 또 다른 방법은 발아된 씨의 경정을 처리한 후, 발아된 씨를 토양에 심는 것이다. 씨를 30℃의 항온처리기내에서 발아시킨다. 뿌리 길이가 약 2cm인 때, 발아된 씨의 배축 윗 부분을 뒤집어서 콜히친(0.1%) 또는 디니트로아닐린 용액 (예: 35μM 오리잘린) 속에 10 내지 15 시간 동안 30℃의 항온처리기 내에서 침지시킨다. 이러한 처리는, 뿌리/근이 탈수되지 않도록 하기 위하여, 높은 습도 챔버 또는 박스내에서 수행되어야 한다. 이어서, 당해 씨를 세척하고 토양에 심는다. 상기 마지막 두 방법은, 비록 사용하기기에 더 번거로울지라도, 당해 처리에 의해 뿌리 계가 영향받지 않기 때문에 통상적으로 사배체 생성물의 보다 우수한 회수를 제공한다.

다음 단계는 개개의 전환 결과로 부터 사배체 계통을 개발하는 것이다. 형태학적 발현에 의거하여 선발된 개개의 사배체를 자가-수분시키고 생성된 씨를 다음 세대에 계통으로서 심는다. 이들 계통을 다시 자가-수분시키고, 가임성 및 원예학적 특질을 비교한다. 이들 계통 사이에 차이가 존재하면, 바람직한 계통만을 선발한다. 당해 계통 내에 및 선발된 계통 중에 변이가 없는 경우에, 바람직한 계통이 집단-수확(bulk harvest)될 수 있다. 또한, 씨의 증진은 분리 구획내에서 수행될 수 있다. 당해 분리 구(plot)에서 및 이 후에 이러한 증가를 위해 집단 선발법(mass selection)이 수행될 수 있다. 당해 사배체의 가임성은 후속 세대에서 개선될 수 있다.

사배체 수박 식물을 증식시키기 위한 조직 배양법의 사용은 추가로 문헌[참조: Adelberg, J.W., B.B. Rhodes, Micropropagation from zygotic tissue of watermelon, C.E. Thomas (ed. ) Proc. of the Cucurbitaceae 89: Evaluation and enhancementof cucurbit germplasm, Charleston S.C., USA ; and Zhang et al., Shoot regeneration from immature cotyledon of waternaelon, Cucurbit Genetics Coop. 17: 111-115(1994]에 예시되어 있다.

상이한 두 개의 사배체를 교배한 다음, 재조합 육종을 수행하면, 새로운 사배체 계통이 생성될 수 있다. 이러한 방법을 사용하여 안정한 사배체 계통을 개발하는데 보다 긴 육종 기간이 요구된다. 이는 조합의 수가 매우 많으며 사배체로 부터 생성되는 씨가 적기 때문이다. 그러나, 일부 육종가는 상기 방법을 택하여 우수한 진척을 이루었다.

감수분열은 동질사배체(autotetraploid)에서 때때로 불규칙하기 때문에, 이배체 및 이수체가 이들의 후손에서 생긴다. 사배체의 잎, 꽃 및 화분립은 이배체와는 형태학적으로 상이하다[참조 문헌: Zhang, X.P., B.B. Rhodes, H.T. Skorupska, W.C. Bridges, 1995, Generating Tetraploid Watermelon Using Colchicine in Vitro, G. Lester & J. Dunlap et al. (eds.), Cucurbitaceae' 94: 134-139]. 사배체는 또한 공변 세포 속에 상이한 수의 엽록체를 가진다[참조 문헌: Compton, M.E., D.J. Gray and G.W. Elmstrom. 1996, Identification of tetraploid regenerants from cotyledons of diploid watermelon cultures in vitro, Euphytica 87: 165-172]. 이들 형태학적 특질은 육종가가 유성 번식 동안에 사배체 집단중에 생긴 이배체 및 이수체를 제거하는데 도움을 준다.

삼배체 씨는 현재 두 가지 방법, 즉 벌-수분 방법 및 수작업-수분 방법을 사용하여 생산된다. 미국에서는, 벌-수분 방법이 삼배체 수박 씨를 생산하는데 사용된다. 미국의 거의 모든 삼배체 수박 씨는 북 캘리포니아에서 생산된다. 재배 밭은 통상적으로 사배체 자성 계통 2 이랑 및 이배체 웅성 계통 1 이랑의 비율로 경작된다. 모든 웅성 꽃눈을 자성 사배체 식물로 부터 수작업으로 제거한다. 이러한 과정은 제눈(debudding)으로서 공지되어 있다. 암꽃은 벌에 의해 방임-수분(open-pollination)된다. 제눈 기간 동안에 맺힌 열매를 표시하고, 삼배체 잡종 씨를 위해 수확한다. 수분 시즌 동안에 웅성 눈을 사배체 자성 덩굴로 부터 손으로 제거한다. 웅성 불임성 사배체 계통이 이용가능한 경우, 연구자는 사배체 자성 이랑 중의 웅성 가임성 식물을 훨씬 더 적은 시간 및 노력으로 손쉽게 제거할 수 있다. 웅성-불임성 사배체 식물상에 맺힌 모든 열매는 잡종 삼배체 씨를 위해 수확한다. 표시된 웅성-불임성 계를 사용하는 경우에, 씨 생산자는 자성 이형(off-type)이 자성 사배체 계통 및 잡종 삼배체 씨에 존재하지 않음을 책임질 수 있다[참조 문헌: Zhang, X.P. and B.B. Rhodes, 2000, Method using male sterility and a marker to produce hybrid seeds and plants; U.S. Patent 6,018,101).

수작업-화분은 분리가 이용될 수 없고 여러 삼배체 잡종이 동일한 밭 구획에서 생산되는 지역에서 삼배체 수박 씨를 생산하는데 주로 사용된다. 웅성 모본 근계를 자성 사배체 모본 근계 보다 7 내지 10일 더 일찍 파종한다. 웅성 모본은 통상적으로 교배 구획 바깥쪽에 위치한다. 웅성 식물당 약 4 내지 10개의 사배체 자성 식물을 심어 적절한 수분을 보장한다. 숫꽃을 채집하기 전에 웅성 모본을 이의 균일성에 대해 조심스럽게 점검한다. 식물 형태학 및 씨방 특징을 기준으로 하여 인지할 수 있는 모든 이형을 제거한다.

사배체 자성 모본의 제2 암꽃이 개화될 준비가 되었을 때 수분을 개시한다. 사배체 자성 모본 계통의 암꽃눈을 확인하고, 이들이 다음날 아침에 개화하기 전에 종이컵이나 작은 종이 봉지를 씌운다. 이배체 웅성 모본 계통의 숫꽃을, 벌이나 기타 수분 곤충이 당해 꽃에 찾아오기 전에, 이른 아침에 채집한다. 이어서, 씌워진 암꽃눈의 덮개를 벗기고, 채집된 신선한 숫꽃을 사용하여 수분시킨다. 이어서, 수분된 암꽃에 다시 덮개를 씌우고 표시한다. 자성 모본 식물상에 방임-수분된 열매를 주기적으로 제거하여 수작업-수분된 열매의 발육을 보장한다. 수분작업을 완료한 후 웅성 식물을 밭에서 제거하여, 자성 식물로 부터의 열매만이 수확되도록 한다.

본 발명의 사배체 계통의 개발

이배체 수박 계통을 사배체 계통로 전환시키는데 있어서 매번 관찰되는 문제는 당해 사배체 계통의 가임율이 급격하게 감소된다는 점이다. 이는 낮은 열매 결실을 일으키고, 종종 늦은 열매 결실 및 열매의 늦은 성숙과 관련이 있다. 결과적으로, 사배체 수박의 씨 생산은 비효율적이며 비용이 많이 드므로, 사배체 수박은 일반적으로 삼배체 잡종 씨 생산을 위한 양질의 모본이 아니다. 따라서, 본 발명의 목적은, 이들 가임성 문제를 극복하면서, 본원에 기술된 유리한 특징을 보유하고 이들 특징을 이들의 삼배체 자손에 전적으로 또는 적어도 부분적으로 전달할 수 있는 사배체 수박을 생산하는 것이다.

이배체 씨있는 수박 잡종의 생산을 위한 모본 계통로서 사용된 Syngenta 소유의 계통인, 이배체 수박 근계 HD가 사배체 전환을 위한 유망한 후보로서 확인되었다. 이배체 계통 HD는 껍질이 얇고 크기가 작은 씨있는 열매를 맺으며, 탁월한 열매 결실을 나타낸다. 또한, 이배체 계통 HD는 당 함량이 높고 과육이 견고한 열매를 맺는다. 이배체 수박 계통 HD가 사배체 전환에 이용되었다.

근계 90-4194는, 이배체 근계 HD를 사배체 수박으로 전환시킴으로써 북 캘리포니아에서 개발되었다. 이배체(2X)로 부터 사배체(4X)로의 전환은 아래의 단계를 포함하는 오리잘린 프로토콜을 사용하여 달성되었다:

1999년 11월에, HD의 씨를 온실내에서 50-쎌의 플라스틱 모종 제대(seedling tray)에 파종하였다. 35μM 오리잘린 한 방울을, 새로 생긴 모종의 각각에 2개의 자엽사이의 분열조직 선단에 가하였다. 오리잘린에 의한 모든 모종의 처리는 파종한지 약 10일 후에 완료되었다.

모종에 물을 주며 주기적으로 영양을 공급하였다.

1999년 12월 말경에, 추정상의 사배체를 온실속에서 Pro-Mix BX 무토양(soil-less) 토양으로 채워진 2-갤론의 화분에 옮겨 심었다. 식물이 발육하는 동안에, 이배체(전환되지 않은) 식물 및 가지는 잎의 형태 및 암꽃 특징을 기준으로 하여 제거하였다.

다음은 사배체 수박 계통, 예를 들면 근계 90-4194의 개발의 연대순이다:

세대 년/계절 기술

T₀ 2000년 봄: 모종 이식 단계에서, 72개의 추정상의 사배체를 온실내에서 2-갤론의 화분에 옮겨 심었다. 비-전환된 식물 및 가지를 잎의 형태 및 암꽃의 특징을 기준으로 하여 확인하고, 제거하였다. 약 20개의 사배체를 확인하고 진정 사배체 식물/가지로 부터의 암꽃만을 자가-수분시켰다. 완전한 열매 성숙시에, 커다란 꽃끝(bloosom end) 흔적을 가진 열매(이의 이배체 경우의 2 내지 3배)를 수확하고, 열매당 씨의 수에 의해 제시된 가임성에 대해 조사하였다. 4개의 개체 선발체 4XHD-1, -2, -3, 및 -4, 및 하나의 집단 선발체 4XHD-B를 구분하여 T₁ 세대를 재배하였다.

T₁ 2000년 여름: 4XHD-1 및 4XHD-2를 추가적 선발 및 씨의 증진을 위해 온실에 심었다. 4XHD-3 및 4XHD-4를 밭에서의 관찰 및 씨의 증진을 위해 밭에 심었다. 4XHD-B를 당해 밭의 교배 구획내에 심어 삼배체 잡종을 만들었다. 4XHD-2는 모종 단계에서 4XHD-1 만큼 우수하지 않았으므로 폐기하였다. 4XHD-1의 42개 식물을 온실에서 성숙할때 까지 재배하였다. 4XHD-1의 모든 씨를 집단-수확(bulk-harvest)하고, 이 계통에서 어떠한 변이도 관찰되지 않았기 때문에 4XHD-1-B로서 표지하였다. 4XHD-3 및 4XHD-4 내 및 사이에서 어떠한 변이도 관찰되지 않았다. 따라서, 씨들을 또한 집단-수확하고 4XHD-3/4로서 표지하였다.

2000년 가을: 4XHD-B로 부터 유래된 5개의 삼배체 잡종을 플로리다에서 평가하였다. 3개의 잡종은 독특하고 유망한 삼배체 잡종이였다.

T₂ 2001년 봄: 4XHD-1-B의 약 700개 식물을 세대 진행 및 씨의 증진을 위해 비닐 온실에 심었다. 수작업 수분을 수행하였다. 어떠한 변이도 관찰되지 않았다. 모든 열매는 균일하고 전형적이다. 씨를 집단-수확하고 90-4194로서 명명하였다.

T₃ 2001년 여름: 90-4194의 약 3500개의 식물을, 벌-수분을 이용한 원종(stock seed) 증진을 위해 1에이커의 분리구에 옮겨 심었다. 90-4194의 1200개의 식물을, 수작업 수분에 의한 원원종(foundation seed)의 증진을 위해 2개 망으로 덮힌 우리 내에 심었다. 우리 및 밭 재배지로 부터 어떠한 변이도 관찰되지 않았다. 육종 과정을 끝내고, 수확된 씨를 원원종 및 원종으로서 사용하였다.

본 발명의 사배체 수박 계통, 예를 들면 근계 90-4194의 특유한 특징은 다음과 같이 기술된다. 아래에 표시된 값은 북 캘리포니아에서 여름 조건하에 재배된 식물에 대한 것이다. 당해 식물이 실질적으로 상이한 조건하에서 재배되는 경우에는 변이가 관찰될 수 있다.

본 발명의 사배체 수박 계통은 매우 일찍 성숙하는 사배체 수박이다. 예를 들면, 90-4194의 열매는 북 캘리포니아의 여름 조건하에서 개화한지 24 내지 27일 후에 성숙하였다. 다른 상업적 사배체는 같은 조건하에서 적어도 35일이 소요된다.

본 발명의 사배체 수박 계통의 열매는 매우 작은, 약 1.5kg 내지 약 2.5kg, 바람직하게는, 약 1.5kg 내지 약 2kg, 바람직하게는 약 2kg으로서, 상업적으로 사용되는 사배체 크기의 약 1/4 내지 1/3에 불과하다. 열매의 형상은 둥글고 껍질의 색상은 녹색의 가는 줄이 있는 담녹색이다. 과육은 견고하고 적색이며 굴절당도계에 의하면 약 12% 내지 약 14%, 바람직하게는 약 13%의 가용성 고형분(대부분 당) %을 갖는다.

본 발명의 사배체 수박 계통의 씨는 작고, 바람직하게는 1000개의 씨당 약 20g 내지 약 35g, 바람직하게는 1000개의 씨당 약 23g 내지 약 33g, 바람직하게는 1000개의 씨당 약 31g, 또 다른 바람직한 태양에서 1000개의 씨당 약 25g이며, 상업적으로 사용되는 사배체 중량의 약 1/2 내지 1/3에 해당한다.

본 발명의 사배체 계통은 우수한 씨 수확량을 나타낸다. 사배체 계통이 자가-수분되는 때 또는 사배체 계통이 이배체 웅성 모본과 수분하여 삼배체 씨를 생성할 때, 씨의 수확량이 높다. 바람직한 태양에서, 본 발명의 사배체 계통은 열매당 약 150개 이하의 씨, 바람직하게는 열매당 약 50 내지 150개의 씨, 바람직하게는 열매당 약 70 내지 약 150개의 씨, 보다 바람직하게는 열매당 약 80 내지 약 150개의 씨를 생성한다. 또 다른 바람직한 태양에서, 본 발명의 사배체 계통은 열매당 평균 약 80개의 씨를 생성한다. 씨의 색상은 중간 갈색이다.

껍질은 매우 얇은, 약 4mm 내지 약 10mm, 바람직하게는 약 4mm 내지 약 7mm이고, 상업적으로 사용되는 사배체의 껍질 두께의 약 1/2 내지 1/3에 해당한다. 이러한 얇은 껍질은 상대 습도 변화가 큰 건조한 조건하에서 쉽게 쪼개진다.

본 발명의 사배체 계통은 열악한 환경하에서도 뛰어난 열매 결실 능력을 나타낸다. 90-4194를, Syngenta 삼림지의 연구 본부에서 2001년 봄의 초엽에 햇빛을 제공하지 않으면서, 다른 23개의 이배체 및 1개의 사배체 육종 계통과 함께, 비닐 온실에서 재배하였을 때, 90-4194가 정상적으로 열매를 맺는 유일한 수박 계통이었다. 대부분의 수박 계통은 열악한 재배 조건으로 인해 열매를 전혀 맺지 못했다.

본 발명의 사배체 계통은 식물당 여러개의 열매를 맺을 수 있다. 예를 들면, 90-4194의 하나의 식물체는 식물당 4개 정도의 열매를 맺을 수 있다. 본 발명의 사배체 계통은 또한 장기간 동안 열매를 맺을 수 있다. 예를 들면, 90-4194는 북 캘리포니아에서 2001년 여름에 원종 증진 기간 동안에 한 번 심어 2개의 작물을 생성하였다. 1차로 결실된 열매의 수확 후, 90-4194는 탁월한 씨 수확량으로 2차 열매 결실을 나타냈다.

본 발명의 사배체 계통은 열매 크기가 약 3kg 이하, 바람직하게는 약 2.5kg 이하인 삼배체 잡종을 생성한다. 모든 전통적인 삼배체 잡종은 훨씬 더 큰 열매를 가지며, 대부분은 약 6kg 이상이다. 바람직하게는, 삼배체 잡종의 열매는 다음 특징 중의 하나를 추가로 포함한다: 작은 열매 크기, 식물당 보다 많은 열매(바람직하게는 식물당 3 내지 4개의 열매), 보다 높은 당 함량, 통상적 삼배체의 두께의 보통 1/2 또는 1/3인 얇은 껍질(씨없는 열매의 껍질은 약 4mm 내지 약 13mm, 바람직하게는 약 7mm 내지 약 11mm이다), 정상적 삼배체 씨없는 수박 열매 보다 약 7 내지 10일 더 이른 삼배체 열매의 성숙, 본 발명으로 부터 개발된 삼배체가 중공에 대해 보다 내성임, 탁월한 열매 결실 능력, 및 약 11% 이상, 바람직하게는 약 11% 내지 약 13%인 가용성 고형분 함량.

본 발명의 사배체 수박 근계는 영양 생식 및 유성 생식에 의해 증식될 수 있다. 영양 생식은 바람직하게는 새눈(shoot) 증식에 이어, 조직 배양에서의 착근(rooting)을 통해 수행된다. 상세한 방법은 문헌[참조: Zhang, X.P., B.B. Rhodes, H.T. Skorupska, W.C. Bridges, 1995, Generating Tetraploid Watennelofa Using Colchicine in Vitro, G. Lester & J. Dunlap et al. (eds. ), Cucurbitaceae' 94: 134-139]에 기술되어 있다. 이 방법은 다음과 같이 요약해서 기술된다: A) 온실, 밭 또는 실험실에서 재배된 90-4194의 식물로 부터 경단(shoot-tip) 및 액아를 채집한다. 경단 및 액아를 수돗물로 30 분 내지 1시간 동안 씻는다. 경단 및 액아를 10%의 가정용 표백제에서 8 내지 10분간 멸균시킨다. 멸균된 증류수로 경단 및 액아를 3회 씻는다. B) 경단 및 액아를 새눈 증식을 위해 10μM BA를 함유하는 Murashige 및 Skoog (MS) 배지에서 배양한다. 3 내지 4주 마다 2차배양을 수행한다. C) 증식된 새눈을 5 내지 10μM IBA를 함유하는 MS 배지에서 약 2주 동안에 착근시킨다. D) 착근된 작은 식물체를 온도 및 습도가 제어된 온실에 순응시킨다. E) 미세증식된 식물을 분리구에서 재배하여 이들 식물로 부터 씨를 수확한다.

사배체 수박은 통상적으로 씨를 통하여 유성으로 증식된다. 본원의 발명자들은 온실, 망이 덮힌 우리, 및 개방된 밭에서 근계 90-4194를 성공적으로 증식시켰다. 씨 증진을 개방된 밭에서 수행하는 경우에, 씨 증진 밭은 모든 다른 수박으로 부터 1.5Km 이상 분리되어야 한다. 우수한 해충 관리 및 재배 관행이 이행되어야 한다. 높은 수준(상업적 잡종 열매 생산에 사용된 것 보다 20 내지 30% 높음)의 인산염 및 칼륨 비료가 높은 씨 수확량 및 우수한 씨 품질을 수득하는데 유리하다. 칼슘이 적은 밭에 칼슘을 보충하여, 열매의 쪼개짐으로 인한 열매의 손실을 최소화시킨다. 벌집을 씨 생산 밭에 두어, 씨 생산을 위한 주요 생물학적 현상인 양호한 수분작용을 보장한다. 열매는 바람직하게는 열매가 쪼개지거나 품질이 저하되기 전에 수확한다. 이어서, 수확된 열매를 당해 열매로 부터 씨를 채취하기 전 일정 기간 동안에 실온하에서 보관하여, 당해 열매에서 추가적으로 배 발생 및 씨 성숙이 이루어지도록 한다. 씨를 과육으로 부터 채취한 후, 깨끗히 세척하고 강제-통풍 건조기를 사용하여 신속하게 건조하여, 씨 생존성을 최상으로 유지토록 한다.

사배체 수박의 1차적 용도는 씨없는 열매를 맺는 삼배체 잡종 수박 씨 및 식물을 제조하는 것이다. 당해 사배체 계통은 웅성 모본 계통인 이배체 수박 계통과 교배시키기 위한 자성 모본으로서 사용된다. 바람직한 삼배체 잡종의 제조는 당해 사배체 모본의 기능, 특히 종자 생산성, 및 조합력에 전적으로 의존한다. 본 발명의 사배체 수박 근계, 예를 들면 90-4194 계통은, 뛰어난 열매 품질, 작은 열매 크기(2 내지 3kg 범위의 친근한 크기), 조기 성숙 및 뛰어난 열매 결실 능력을 갖는 삼배체 씨없는 수박 잡종을 제조하기 위한 신규한 사배체 계통이다.

이상적으로는 8lbs 미만, 바람직하게는 6lbs 미만의 작은 열매 크기를 기준으로 하여 이배체 웅성 모본을 선택하는 것이 바람직하다. 추가로, 본 발명의 사배체의 껍질 색상 및 줄무늬 패턴(부존재)은 모든 다른 껍질 색상 및 줄무늬 패턴에 비해 열성이기 때문에, 삼배체 수박에서 원하는 껍질 색상 및 줄무늬 패턴은 이배체 웅성 모본으로 부터 선택한다. 이배체 웅성 모본은 또한, 삼배체 열매중의 백색 씨 배주의 크기를 감소시키기 위하여, 이의 작은 씨 크기를 고려하여 선택한다.

대부분의 사배체는, 이들이 온실에서 재배되는 경우에는, 삼배체 씨를 생성하는 것이 매우 곤란하거나 삼배체 씨를 생성하지 못한다. 그러나, 근계 90-4194는 온실에서 우수한 씨 수확량으로 삼배체 씨를 생성하였다. 근계 90-4194는 또한 밭에서 삼배체 씨를 생성하였다. 본 발명의 사배체 수박 계통은 삼배체 잡종을 제조함에 있어서 매우 우수한 조합 능력을 가진다. 예를 들면, 제한된 연구를 통해, 근계 90-4194를 상이한 이배체 웅성 계통과 교배함으로써 5개의 바람직한 삼배체 잡종이 생성되었다.

일단 적당한 조합이 결정되면, 여러 방법을 사용하여 본 발명의 사배체 근계로 부터 삼배체 씨를 생성할 수 있다. 통상적으로 사용되는 2가지 방법은 예를 들면 90-4194 계통에 관하여 본원에 기술되었다. 이들 방법은 실제 생산 상황에 따라 변형될 수 있다.

수작업-수분 방법. 이는 90-4194로 부터 삼배체 씨를 생산하기 위하여 가장 종종 사용되는 방법이다. 당해 사배체 자성 모본 근계 90-4194 및 이배체 웅성 모본 근계를 동일한 밭에 심는다. 수분 시기에 적절한 화분 공급을 보장하기 위하여, 웅성 모본 근계를 자성 모본 90-4194 보다 7 내지 10일 더 일찍 심는다. 웅성 모본 및 자성 모본 90-4194를 1개의 웅성 모본 대 4 내지 10개의 자성 모본의 비율로 심는다. 이배체 웅성 모본은 수분작업 동안 효율적인 숫꽃 채집을 위해 밭의 지상부에 심는다. 사배체 자성 모본 90-4194에서 제2의 암꽃이 피려고 할때, 수분작업을 개시한다. 다음날 필려고 하는 암꽃눈을 확인하고, 암꽃에 벌이나 다른 모든 곤충이 찾아오는 것을 방지하기 위하여 종이 컵이나 작은 종이 봉지를 씌우고, 다음날 아침에 쉽게 볼수 있는 재질로 표시한다. 이러한 과정은 오후에 수행하는 것이 가장 좋다. 이배체 웅성 모본의 숫꽃을, 이들이 개화하여 수분 곤충이 찾아오기 전, 이른 아침에 채집한다. 개화된 사배체 자성 모본의 암꽃의 덮개를 벗기고, 숫꽃이 화분을 떨구기 시작하자 마자 이배체 웅성 모본의 채집된 신선한 숫꽃으로 수분시킨다. 수분작업 후, 수분된 암꽃에 다시 덮개를 씌워, 벌 및 기타 곤충이 찾아오는 것을 방지한다. 수분된 암꽃을 또한 표시한다. 표시된 열매만을 수확하여 삼배체 잡종 씨를 채취한다.

벌-수분 방법. 벌-수분 방법을 사용하는 경우에, 사배체 자성 모본 90-4194 및 이배체 웅성 모본을 통상적으로 2 이랑의 사배체 모본 대 1 이랑의 웅성 모본의 비율로 심는다. 자성 사배체 식물을 2 내지 3개의 가지로 전지한다. 자성 사배체 모본 식물 상의 모든 숫꽃눈을 수분 시즌 동안에 매일 손으로 제거(제눈 과정)한다. 화분이 벌에 의해 웅성 모본으로 부터 자성 모본의 암꽃으로 전달되도록 하기 위하여 벌집을 밭에 둔다. 제눈 시기 동안에 맺힌 열매를 표시한다. 표시된 열매 만을 수확하여 잡종 삼배체 씨를 채취한다.

근계 90-4194의 열매는, 이의 껍질이 매우 얇기 때문에 이들이 성숙하면 쉽게 쪼개진다. 씨 생산이 급격한 습도 변동의 조건하에 수행되는 경우에, 이는 심각한 문제일 수 있다. 따라서, 열매를 쪼개지기 직전에 수확하여, 그늘이나 덩굴 속에서 2 내지 3 주간 보관한다. 열매를 덩굴로 부터 꺼낼 때 껍질은 튼튼해지며, 배는 수확된 열매 속에서 계속 발육하여, 보다 양질의 씨가 생성된다.

본 발명에 따라, 사배체 근계를 모본 계통로서 사용하여 새로운 사배체 계통을 개발한다. 본 발명의 사배체 수박 계통, 예를 들면 90-4194 계통은 이의 특유하고 바람직한 특질 덕택에, 새로운 사배체 근계의 개발을 위한 모본 계통로서 매우 유용하다. 이러한 계통을 또 다른 근계 또는 잡종 사배체와 교배시키기 위한 자성 또는 웅성 모본으로서 사용하여, 새로운 사배체 근계를 개발할 수 있다.

실시예 1: 사배체 근계 90-4194에 대한 설명

열매: 둥글고, 작다

최상 적응 지역: 대부분의 지역

개화의 발생: 상업적 사배체 품종 90-4231 보다 5일 더 이름

수분에서 성숙까지: 상업적 사배체 품종 90-4231 보다 7일 더 이름

배체(ploidy): 사배체

자엽: 편평

성: 자웅동주

주 줄기의 수: 수관에 3개

제1 열매 결실시의 꽃의 수: 18개 수술

4개 암술

줄기: 둥글고, 미모가 있고, 둘째 마디의 직경 7mm

마디사이의 길이: 7cm

제1 열매 결실시의 꽃: 수술 3cm 횡단

암술 3cm 횡단

색상 황색

성숙한 열매 크기: 둥글고, 길이가 15cm이고, 중앙부의 직경이 15cm이고, 평균 중량은 2kg이고, 껍질은 매끈하고 담녹색이며, 가는 줄, 반점/그물 모양을 가진다.

껍질: 취약하고, 꽃끝 두께는 4mm이고, 측면 두께는 7mm

과육: 파삭파삭하고, 섬유가 거의 없는 양질, 중간 적색, 즙의 13% 가용성 고형분, 중공이 없음, 배반 분리, 또는 가로 균열

씨: 길이 7mm, 폭 5mm, 두께 2mm, 지수(길이 ÷폭 X 10)는 14, 1000개의 씨당 31g, 열매당 80개의 씨, 암갈색

볕에 타기: 내성

대조적으로, 상업적 사배체 계통 90-4231은 약 6 내지 7kg의 열매 크기를 가지며, 약간의 중공, 배반 분리, 및 가로 균열을 나타낸다.

요약하면, 본 발명의 사배체 수박 근계 90-4194의 특유성은 다음을 포함한다: a) 당해 사배체 90-4194는 통상의 사배체의 열매 보다 현저히 더 작은, 통상의 사배체의 약 1/3 크기의 열매를 맺는다; b) 당해 사배체 90-4194는 뛰어난 열매 결실 능력을 나타낸다. 온두라스에서, 사배체 90-4194는 한 번 심어서 3개의 작물(당해 사배체 식물로 부터 삼배체 씨의 수확)을 생산할 수 있는 반면에, 통상의 사배체 식물으로는 단지 1회의 이러한 수확만이 가능하다. 마찬가지로, 캘리포니아, 페루 및 칠레에서, 본 발명의 90-4194는 한 번 심어서 2개의 작물을 생산한다. c) 당해 사배체 90-4194는 온실 환경하에 식물당 3 내지 4개의 열매를 맺는 반면에, 통상의 사배체는 통상적으로 식물당 평균 1개 미만의 열매를 맺는다. d) 당해 사배체 90-4194는, 개화로 부터 열매 성숙까지를 측정했을 때, 정상적 사배체 보다도 7 내지 10일 더 일찍 성숙한다. e) 본 발명의 90-4194의 사배체 씨는 통상의 사배체의 씨 보다 크기가 훨씬 더 작다. 통상의 사배체 수박의 12개 내지 17개 씨가 1g을 이룬다. 대조적으로, 본 발명의 90-4194의 35 내지 39개의 씨가 1g을 이룬다. f) 90-4194의 열매 껍질은 정상적 사배체의 약 1/2 내지 1/3 이다. g) 90-4194 사배체 식물의 씨 수확량은 동일한 기법으로 제조된 대부분의 사배체 보다도 현저히 우수하다. 90-4194는, 이배체 웅성 모본에 의해 수분되었을 때, 열매당 150개 정도의 삼배체 씨를 생성한다. 최근 개발된 사배체 수박의 대부분은, 이배체 웅성 모본에 의해 수분되었을 때, 통상적으로 열매당 약 10 내지 75개의 삼배체 씨를 생성한다.

실시예 2: 삼배체 수박 열매

본 발명의 사배체 식물에 의해 생산된 삼배체 씨로 부터 자란 삼배체 수박 열매는 상업적으로 중요하고 신규한 특질을 나타낸다.

예를 들면, 통상의 씨없는 수박과 비교하여, 본 발명에 따른 90-4194에 의해 생산된 삼배체의 특유성은 a) 작은 열매 크기, b) 식물당 보다 많은 열매, c) 보다 높은 당 함량(SSC) (아래의 표 1 참조), d) 통상의 삼배체 두께의 보통 1/2 또는 1/3인 얇은 껍질, e) 정상적 삼배체의 씨없는 수박 열매 보다 약 7일 내지 10일 더 이른 당해 삼배체의 열매 성숙, f) 본 발명의 90-4194로 부터 유래된 삼배체가 삼배체의 씨없는 수박의 공통적인 결점인 중공에 대해 보다 내성인 점 [ 삼배체 씨없는 수박 RWT 8123 및 RWT8124 상에서 중공은 관찰되지 않았다. RWT 8123 및 RWT8124는 사배체 90-4194에 의해 생성된 삼배체이다], 및 g) 뛰어난 열매 결실 능력을 포함한다.

표 1은 평균 중량, 식물당 열매의 수 및 열매의 과육중에 가용성 고형분(대부분 당)의 양 (SSC%)을 보여준다. Tri-X-313은, 통상의 사배체 수박을 자성 모본으로서 사용한, 표준 크기의 상업용 삼배체의 씨없는 수박이다. RWT 8123 및 RWT8124은 본 발명의 사배체 90-4194를 자성 모본으로서 사용한, 삼배체의 씨없는 수박이다. Tri-X-313, RWT 8123 및 RWT8124 계통의 웅성 이배체 모본은 이들의 현저하게 상이한 표현형을 위해 선택되었다.

아래의 표 2는 RWT8124 (상기 참조)의 열매가 정상적 삼배체 수박 보다 훨씬 더 작으며, 식물당 열매의 수로 표현된 RWT8124의 열매 결실이 시판되는 씨없는 수박의 열매 결실 보다 훨씬 더 높다는 것을 보여준다.

본 발명의 방법에 따르면, 이배체 웅성 모본을 이상적으로는 8lbs 미만의 작은 열매 크기를 기준으로 하여 선택하는 것이 바람직하다. 추가로, 90-4194의 껍질 색상 및 줄무늬 패턴(부존재)이 다른 모든 껍질 색상 및 줄무늬 패턴에 대해 열성이기 때문에, 삼배체 수박에서 원하는 껍질 색상 및 줄무늬 패턴은 이배체 웅성 모본으로 부터 선택된다. 또한, 삼배체 열매중의 백색의 씨 배주의 크기를 감소시 키기 위하여, 이배체 웅성 모본을 이의 작은 씨 크기를 고려하여 선택한다.

비록 전술한 발명이 본원에서 다소 상세히 기술되었지만, 변화 및 변형이 본 발명의 범위 내에서 실행될 수 있으며 본 발명의 범위가 첨부된 청구범위에 의해서만 제한됨이 명백할 것이다.

기탁

출원인은 이배체 수박 근계 HD[HD(2X90-4194)]의 2500개 이상의 종자를 미국 버지니아주 20110-2209 마나사스에 소재하는 아메리칸 타입 컬쳐 컬렉션(ATCC)에 ATCC 수탁번호 PTA-5146호로 기탁하였다. 당해 이배체 수박 근계의 기탁은 공인 기탁기관인 ATCC 기탁기관에서 30년 동안, 또는 가장 최근의 요청 후 5년 동안 또는 본 특허의 유효 기간 동안 중 더 긴 기간 동안에 유지될 것이며, 만일 이 기간 동안에 생존하지 않는 경우에 대체될 것이다. 추가로, 출원인은 샘플의 생존가능성의 증거를 제공하는 것을 포함한 37 C.F.R. §§1.801-1.809의 모든 요구를 충족시켰다. 출원인은 기탁된 물질을 ATCC로 부터 이용하는데 어떠한 제한도 부과하지 않았으나; 출원인은 생물학적 물질의 전달 또는 이의 상업적 수송에 관한 법에 의해 부과된 어떠한 제한도 포기할 권한은 없다. 출원인은 본 특허하에서 또는 식물 품종 보호법(7 USC 2321 et seq.)하에서 부여된 이의 권리의 어떠한 침해도 포기하지 않는다.

전술한 발명은 명료성 및 이해를 목적으로 설명적 방법으로 및 실시예에 의해 상세히 기술되었다. 그러나, 단일 유전자 변형 및 돌연변이, 소마클로날(somaclonal) 변이체, 본 발명의 근계의 식물의 거대 집단으로 부터 선택된 개체 변이체 등과 같은 특정 변화 및 변형이 본 발명의 범위내에서 실행될 수 있으며 본 발명의 범위가 단지 첨부된 청구범위의 범위에 의해서만 제한됨이 명백하다.

본원에 인용된 모든 참조 문헌은 이의 전문이 참조로써 본원에 인용된다.

Claims

새눈(shoot) 증식에 이어, 조직 배양에서의 착근(rooting)을 통해 영양 생식될 수 있으며, 중량이 1.5kg 내지 2.5kg이고 껍질의 두께가 약 4mm 내지 10mm인 열매를 맺는 사배체 수박 식물.
제1항에 있어서, 중량이 1.5kg 내지 2kg이고 껍질의 두께가 4mm 내지 7mm인 열매를 맺는 사배체 수박 식물.
제1항에 있어서, 1000개의 씨당 중량이 20g 내지 35g인 씨를 생성하는 사배체 수박 식물.
제1항에 있어서, 1000개의 씨당 중량이 31g인 씨를 생성하는 사배체 수박 식물.
제1항에 있어서, 열매당 150개 이하의 씨를 생성하는 사배체 수박 식물.
제1항에 있어서, 열매당 50 내지 150개의 씨를 생성하는 사배체 수박 식물.
제1항에 있어서, 열매당 70 내지 150개의 씨를 생성하는 사배체 수박 식물.
제1항에 있어서, 열매당 80 내지 150개의 씨를 생성하는 사배체 수박 식물.
제1항에 있어서, 식물당 3 내지 4개의 열매를 맺는 사배체 수박 식물.
제1항에 있어서, 열매가 12 내지 14%의 가용성 고형분을 포함하는 사배체 수박 식물.
제1항에 있어서, 열매가 13%의 가용성 고형분을 포함하는 사배체 수박 식물.
제1항에 있어서, 당해 식물의 열매가 개화한지 24일 내지 27일 후에 성숙하는 사배체 수박 식물.
제1항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 따른 사배체 수박 식물의 씨.
제1항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 따른 사배체 수박 식물의 화분.
제1항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 따른 사배체 수박 식물의 배주.
제1항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 따른 사배체 수박 식물의 열매.
a) 제1항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 따른 사배체 수박 식물과 이배체 수박 식물을 동일한 밭에 심고,

b) 상기 사배체 수박 식물의 꽃에 상기 이배체 수박 식물의 화분을 수분시켜, 상기 사배체 수박 식물과 상기 이배체 수박 식물을 교배시키고,

c) 상기 사배체 수박 식물의 꽃에 생긴 씨를 수확하는 단계를 포함하여, 수확된 씨가 성장하여 중량이 2kg 내지 3kg이고 껍질의 두께가 4mm 내지 13mm인 씨없는 열매를 맺는 삼배체 잡종 수박의 씨를 생산하는 방법.
제17항에 있어서, 사배체 식물이 자성 모본인 방법.
제17항에 있어서, 이배체 식물이 웅성 모본인 방법.
제17항의 방법에 의해 수득가능한 삼배체 잡종 수박 씨(여기서, 삼배체 잡종 수박은 새눈 증식에 이어, 조직 배양에서의 착근을 통해 영양 생식될 수 있다).
a) 제1항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 따른 사배체 수박 식물의 씨와 이배체 수박 식물의 씨를 수분가능 근거리에 심고;

b) 상기 이배체 수박 식물의 씨를 상기 사배체 수박 식물의 씨 보다 7 내지 10일 더 일찍 심고;

c) 상기 씨로 부터 자란 수박 식물을 당해 식물에 제2의 암꽃이 생길 때 까지 재배하고;

d) 상기 사배체 수박 식물의 암꽃을 당해 암꽃이 개화하기 바로 전날 오후에 덮개로 가리고;

e) 상기 이배체 수박 식물의 숫꽃을 상기 암꽃이 개화하는 당일 이른 아침에 채집하고;

f) 상기 암꽃을 단계 e)에서 채집된 상기 숫꽃으로 수분시키고;

g) 단계 f)에서 수분된 암꽃으로 부터 생성된 씨를 수확하는 단계를 포함하여, 수확된 씨가 성장하여 중량이 2kg 내지 3kg이고 껍직의 두께가 4mm 내지 13mm인 씨없는 열매를 맺는 삼배체 잡종 수박의 씨를 생산하는 방법.
a) 제1항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 따른 사배체 수박 식물의 씨와 이배체 수박 식물의 씨를 사배체 수박 식물 2 이랑 대 이배체 수박 식물 1 이랑의 패턴으로 밭에 심고;

b) 상기 사배체 수박 식물을 식물 당 2 내지 3개의 가지로 전지하고;

c) 상기 사배체 수박 식물 상의 실질적으로 모든 숫꽃 및 숫꽃눈을 제웅시키고;

d) 상기 사배체 수박 식물의 암꽃을 상기 이배체 수박 식물의 화분으로 수분시키고;

e) 제웅 기간 동안 수분된 암꽃을 표시하고;

f) 상기 사배체 수박 식물의 표시된 열매로 부터 씨를 수확하는 단계를 포함하여, 수확된 씨가 성장하여 중량이 2kg 내지 3kg이고 껍질의 두께가 4mm 내지 13mm인 씨없는 열매를 맺는 삼배체 수박의 씨를 생산하는 방법.
a) 제1항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 따른 사배체 수박 식물을 성장시키고;

b) 상기 사배체 수박 식물을 자가 수분시키고;

c) 단계 b)의 사배체 수박 식물로 부터 열매를 수득하고;

d) 상기 열매로 부터 사배체 수박 씨를 채취하는 단계를 포함하여, 채취한 씨가 성장하여 중량이 1.5kg 내지 2.5kg이고 껍질의 두께가 4mm 내지 10mm인 열매를 맺는 사배체 수박의 씨를 생산하는 방법.
제23항에 있어서, 씨를 세척하고 건조하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
a) 껍질이 얇고, 크기가 작은 열매를 맺는 이배체 수박 계통을 수득하고;

b) 상기 이배체 수박 계통의 식물을 사배체로 전환시켜 사배체 수박 식물을 수득하고;

c) 단계 b)에서 수득된, 중량이 1.5kg 내지 2.5kg이고 껍질의 두께가 4mm 내지 10mm인 열매를 맺는 사배체 수박 식물을 선발하는 단계를 포함하여, 사배체 수박 식물을 생산하는 방법.
제25항에 있어서, 단계 c)에서 선발된 사배체 수박 식물이 1000개의 씨당 중량이 20g 내지 35g인 씨를 생성하는 방법.
제25항에 있어서, 단계 c)에서 선발된 사배체 수박 식물이 열매당 150개 이하의 씨를 생성하는 방법.
제25항에 있어서, 단계 c)에서 선발된 사배체 수박 식물이 열매당 50 내지 150개의 씨를 생성하는 방법.
제25항에 있어서, 단계 c)에서 선발된 사배체 수박 식물이 열매당 70 내지 150개의 씨를 생성하는 방법.
제25항에 있어서, 단계 c)에서 선발된 사배체 수박 식물이 열매당 80 내지 150개의 씨를 생성하는 방법.
제25항에 있어서, 단계 c)에서 선발된 사배체 수박 식물이 식물당 3 내지 4개의 열매를 맺는 방법.
제25항에 있어서, 단계 c)에서 선발된 사배체 수박 식물의 열매가 12 내지 14%의 가용성 고형분을 포함하는 방법.
제25항에 있어서, 단계 c)에서 선발된 사배체 수박 식물의 열매가 개화한지 24일 내지 27일 후에 성숙하는 방법.
제25항에 있어서, 이배체 수박 계통이 당 함량이 높고 껍질이 얇으며 과육이 견고한, 크기가 작은 씨있는 열매를 맺는 이배체 근계 수박 계통인 방법.
제25항에 있어서, 단계 b)가 당해 식물을 오리잘린으로 처리하는 단계를 포함하는 방법.
제25항에 있어서, 단계 c)에서 선발된 사배체 수박 식물을 자가-수분시키는 단계 d)를 추가로 포함하는 방법.
제25항에 있어서, 단계 c)에서 선발된 사배체 수박 식물을 자손에서 어떠한 변이도 관찰되지 않을 때까지 자가-수분시키는 단계 d)를 추가로 포함하는 방법.
새눈 증식에 이어, 조직 배양에서의 착근을 통해 영양 생식될 수 있는, 제25항 내지 제36항 중의 어느 한 항의 방법에 의해 수득가능한 사배체 수박 계통.
제38항에 따른 사배체 수박 계통의 씨.
제38항에 따른 사배체 수박 계통의 화분.
제38항에 따른 사배체 수박 계통의 배주.
제38항에 따른 사배체 수박 계통의 열매.
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