KR101978259B1 - 수정없이 열매를 형성하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기탁 번호 NCIMB 441678, NCIMB 41680 또는 NCIMB 41684로 NCIMB에 기탁된 종자로부터 생장시킨 식물로부터의 유전자 이입에 의해 획득가능한, 수정없이 열매를 형성하는 형질을 나타내는 페퍼 식물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 식물의 후대, 상기 식물을 생산하기 위한 증식 물질, 상기 식물의 열매 및 상기 열매 또는 이의 일부를 포함하는 식품에 관한 것이다.

Description

수정없이 열매를 형성하는 방법 {FRUIT FORMATION IN THE ABSENCE OF FERTILISATION}

본 발명은 열매의 형성 방식이 변형된, 식물 및 식물 기관들(parts), 특히 과채류(fruity vegetable)에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 수정하지 않고도 열매를 형성하는 페퍼(pepper) 식물에 관한 것이다. 이러한 열매 형성 방식은 대개 단위결실(parthenocarpy)이라고 하며, 열매는 단위결실 열매라고 한다. 또한, 본 발명은 단위결실 열매를 생산할 수 있는 식물의 종자에 관한 것이다. 아울러, 본 발명은, 수정없이 열매를 형성하는, 유전자형이 변형된 식물 및 이의 종자를 수득하는 방법에 관한 것이다.

페퍼와 같은 과채류의 품종 개량은 시판가능한 제품을 생산하기 위해 전문적인 생산 환경에 최적으로 적응된 상업적인 품종(commercial variety)을 생산하는 것을 목표로 한다. 제1 세대(input trait) 및 제2 세대(output trait) 둘다와 관련있는 선별 과정에 많은 특징들이 고려되어야 한다. 이러한 측면에서 가장 중요한 형질들 중 한가지가 착과(fruit set), 특히, 고온 또는 저온 및 가뭄 등의 비우호적인 환경 조건에서의 착과이다. 이러한 환경은 정상적인 수분(pollination)과 그에 따른 수정에 유해할 수 있으며, 그로 인해 착과 불량과 결과적으로 수확율 감소로 이어질 수 있다. 수정없이 열매를 형성하는 방식 또는 단위결실이 형질로서 이용가능해진다면, 몇가지 이유로 페퍼 열매를 보다 경제적이고 효율적으로 생산하는데 크게 기여할 수 있는 중요 특징이 될 것이다.

또한, 단위결실은, 수확성 보장에 기여할 뿐만 아니라, 열매의 품질 측면에서도 중요하다. 배꼽 썩음병(Blossom-end rot) (BER)은 열매 발생 첫 단계에서 국소 칼슘 부족으로 인해 야기되는 생리학적 장애이다. BER은 페퍼의 상당한 수확율 감소를 초래하기 때문에 경제적으로 중요하다. BER의 발병은 초기 빠른 생장율 뿐만 아니라 열매내 씨의 갯수와 밀접하게 연관되어 있다. 단위결실 페퍼는 씨를 전혀 함유하지 않기 때문에 BER 감수성이 낮은 것으로 보고되고 있다 (Heuvelink and Korner; Annals of Botany 88: 69-74, 2001).

아울러, 열매에서 씨를 제거하여야 하는 산업적인 또는 가내 가공의 경우 단위결실이 훨씬 유익할 수 있다. 식품 가공 산업에서, 씨는 일반적으로 물로 씨를 세척 제거함으로써 제거된다. 이러한 과정은 단위결실 페퍼의 가공에서는 필요하지 않기 때문에, 가공 비용이 적게 든다. 또한, 가내 가공시, 단위결실 열매에 씨가 없어 소비자가 열매를 가공하기 쉽기 때문에, 씨 있는 열매에 비해 유용하다.

수정없이 열매를 형성하는 것은 이러한 특징이 유전적인 웅성 불임 소스, 특히 GMS (유전성 웅성 불임)와 조합되었을 가능성을 제기한다. 이러한 웅성 불임 형태에서는 꽃밥의 발생이 이루어지지 않아, 따라서 꽃가루가 만들어지지 않는다. 이런 점은 재배자에게 몇가지 이점을 제공해준다. 우선, 꽃밥의 발생 차단은 꽃가루에 의한 사람에서의 알레르기 발생 가능성을 낮출 것이다. 두번째로, 열매가 수정없이 착과될 것이므로, 착과 최적화에 통상적으로 사용되는 범블비(bumblebee) 또는 기타 수분 매개체가 더 이상 필요하지 않기 때문에, 비용 감소가 이루어질 수 있다.

단위결실의 또 다른 중요한 특성은 페퍼 열매의 생산 흐름을 안정화한다는 것이다. 보통, 페퍼의 생산은 열매의 고생산 시기와 저 생산 시기가 교대로 이루어지는 것이 특징적이다. 이러한 페퍼 생산 체인의 현상을 플러싱(flushing)이라고 한다. 이러한 주기적인 행태는 공급이 많아져 가격이 하락하는 시기와 공급이 줄어들어 가격이 상승하는 시기를 야기한다. 페퍼 생산 과정에서 이러한 고르지 않은 수확 패턴을 방지하여, 보다 안정적인 페퍼 생산을 제공하는 것이 경제적으로 매우 중요하다. 페퍼 생산의 변동성은 주로 착과 변동에 의해 발생된다. 거의 동일한 시기에 착과가 여러개 이루어지면, 식물 생장 조절제의 생성으로 인한 자원 및 우성 경쟁으로 인해, 착과와 새로운 열매의 생장이 저해되게 된다.

아울러, 페퍼내 씨의 수적 증가 역시 이후 이루어지는 열매의 착과와 생장에 대한 저해 효과를 높이는 것으로 알려져 있다. 그래서, 페퍼 생산의 변동성은, 씨 없는 단위결실 열매를 재배함으로써 줄일 수 있다 (Heuvelink and Korner; Annals of Botany 88: 69-74, 2001).

착과는 보통 수정에 종속적이다. 수정은 밑씨에 함유된 난세포와 중심 세포 2개가 화분관에 의해 전달된 정핵과 융합되는 과정이다. 이러한 소위 중복 수정은 배와 배젖, 최종적으로 성숙한 씨가 만들어지는 케스케이드 현상들을 촉발시키는 과정이다. 발생된 씨와 주변 조직들은 씨방의 생장과 이의 육과(fleshy fruit)로의 분화를 자극하는 신호를 만들어낸다. 수정은 열매 형성을 방지하는 특정한 발생 장벽을 해제시키는 것이 명백하다. 이러한 메카니즘은 열매의 형성을 씨앗의 형성에 의존적이게 하는데, 이는 씨앗 분산(seed dispersal)시 열매의 생물학적 역할을 고려하면 이해가 된다.

그러나, 열매 형성의 첫 단계에서 역할을 수행하는 생리학적 현상과 분자적 현상들에 대한 지식은 단편적이다. 식물 호르몬인 옥신과 지베렐린이, 정확한 역할은 파악되지 않았지만, 관여한다는 것에 대해서는 널리 보고되어 있다. 옥신 또는 지베렐린 중 어느 한가지를 미수정 밑씨에 적용하면, 페퍼 등의 다수의 식물 종들에서 열매가 형성된다. 실제, 이들 호르몬들은 온실 조건이 최적에는 미치지 못할 경우 착과를 향상시키기 위해 실무적으로 사용되고 있다. 옥신과 지베렐린의 사용은 얼마간의 실용적인 가치는 있지만, 비용이 상승하고 과형이 울퉁불퉁해질 수 있다.

또한, 호르몬 옥신과 지베렐린은, 이러한 외형적인 효과 외에도, 수정 의존적인 열매 형성에 작용하는 것으로 추측되지만, 이들 호르몬의 실제 소스가 어느 조직인지는 불명확하다. 아울러, 이들 호르몬의 계층과 하위 조절 네트워크는 여전히 대부분 알려져 있지 않은 실정이다. 사이토키닌, 아브시스산, 에틸렌 및 브라시노스테로이드(brassinosteroid) 등의 기타 호르몬들도 열매 형성에 작용하는 것으로 보인다.

대부분의 페퍼 유전자형들은 일정 수준 단위결실을 보인다. 그러나, 이들 단위결실 열매는 열매 크기 감소, 열매의 고르지 않은 일그러진 형태, 및 열매내 카펠로이드(carpelloid) 생장 등의 부정적인 다면 발현 효과를 나타낸다 (Tiwari et al. BMC Plant Biology 11:143, 2011). 카펠로이드 생장은 페퍼 열매 내부에 가성-배아(pseudo-embryo) 형성을 의미하는데, 이는 생산자와 소비자 모두에게 매우 바람직하지 못한 현상이다. 부정적인 다변 발현 효과를 나타내는 단위결실 열매는 knot로 지칭되며, 진정한 단위결실 열매로 간주되지 않는다.

페퍼 열매 생산에 있어 단위결실의 상당한 이점을 감안하여, 단위결실형 열매 형성으로 더 잘 알려져 있는 수정없이 열매를 형성할 수 있는 단위결실에 대한 유전자 소스, 바람직하게는 부정적인 다면 발현 효과와 연계되어 있지 않은 유전자 소스가 페퍼류에서 강력하게 요구되고 있다.

본 발명의 과제는 수정하지 않고 열매를 형성하며 부정적인 다면 발현 효과가 없는 페퍼 식물을 제공하는 것이다.

본 발명의 토대가 되는 연구에서, 수정없이도 열매를 형성하는 새로운 페퍼 식물이 돌연변이 처리에 의해 개발되었다. 이러한 식물은 놀랍게도 수정한 후에 형성된 열매와 유사한 크기 및 형태를 가지는 단위결실 열매를 형성하는 것으로 확인되었다.

이에, 본 발명은, 동형접합체로 존재하는 경우에 단위결실 열매의 형성을 유발하는 유전자 결정기(genetic determinant)를 포함하는 페퍼 식물를 제공하며, 상기 결정기는 기탁번호 NCIMB 41678, NCIMB 41680 또는 NCIMB 41684로 NCIMB에 대표 샘플이 기탁된 종자로부터 생장시킨 식물로부터의 유전자 이입(introgression)에 의해 수득가능하다.

단위결실 열매는 수정없이 형성되는 열매이다. 단위결실 열매는 따라서 씨 없는 열매이다.

일 구현예에서, 본 발명의 식물에 의해 생산되는 단위결실 열매는 수정한 후에 형성되는 열매와 비교하여 80% 이상이 씨가 없다.

일 구현예에서, 본 발명의 식물에 의해 생산되는 단위결실 열매는 수정한 후에 형성되는 열매와 비교하여 90% 이상이 씨가 없다.

일 구현예에서, 본 발명의 식물에 의해 생산되는 단위결실 열매는 수정한 후에 형성되는 열매와 비교하여 95% 이상이 씨가 없다.

일 구현예에서, 본 발명의 식물에 의해 생산되는 단위결실 열매는 수정한 후에 형성되는 열매와 비교하여 99% 이상이 씨가 없다.

일 구현예에서, 본 발명의 식물에 의해 생산되는 단위결실 열매는 수정한 후에 형성되는 열매와 비교하여 100%가 씨가 없다.

본 발명의 단위결실 열매는, 동일 식물 또는 유사하거나 동일한 유전적 배경을 가진 식물의 씨 있는 열매의 평균 길이에 대해, 약 87% 내지 약 135%, 바람직하게는 약 90% 내지 약 128%, 더 바람직하게는 약 93% 내지 약 121%, 보다 더 바람직하게는 96% 내지 약 107%, 가장 바람직하게는 약 100%의 평균 길이를 가진다. 이러한 측면에서 동일한 유전적 배경은 동일 교배로부터 기원한다는 의미이다.

일 구현예에서, 본 발명의 식물에 의해 생산되는 단위결실 열매는 수정 후 형성되는 열매와 비교하여 약 87% 이상의 평균 길이를 가진다.

일 구현예에서, 본 발명의 식물에 의해 생산되는 단위결실 열매는 수정 후 형성되는 열매와 비교하여 약 90% 이상의 평균 길이를 가진다.

일 구현예에서, 본 발명의 식물에 의해 생산되는 단위결실 열매는 수정 후 형성되는 열매와 비교하여 약 93% 이상의 평균 길이를 가진다.

일 구현예에서, 본 발명의 식물에 의해 생산되는 단위결실 열매는 수정 후 형성되는 열매와 비교하여 약 96% 이상의 평균 길이를 가진다.

일 구현예에서, 본 발명의 식물에 의해 생산되는 단위결실 열매는 수정 후 형성되는 열매와 비교하여 약 100% 이상의 평균 길이를 가진다.

일 구현예에서, 본 발명의 식물에 의해 생산되는 단위결실 열매는 수정 후 형성되는 열매와 비교하여 약 107% 이상의 평균 길이를 가진다.

일 구현예에서, 본 발명의 식물에 의해 생산되는 단위결실 열매는 수정 후 형성되는 열매와 비교하여 약 114% 이상의 평균 길이를 가진다.

일 구현예에서, 본 발명의 식물에 의해 생산되는 단위결실 열매는 수정 후 형성되는 열매와 비교하여 약 121% 이상의 평균 길이를 가진다.

일 구현예에서, 본 발명의 식물에 의해 생산되는 단위결실 열매는 수정 후 형성되는 열매와 비교하여 약 128% 이상의 평균 길이를 가진다.

일 구현예에서, 본 발명의 식물에 의해 생산되는 단위결실 열매는 수정 후 형성되는 열매와 비교하여 약 135% 이상의 평균 길이를 가진다.

일 구현예에서, 본 발명의 식물에 의해 생산되는 단위결실 열매는 수정 후 형성되는 열매와 비교하여 약 150% 이상의 평균 길이를 가진다.

본 발명에 따른 단위결실 열매의 폭은 적합하게는 수정 후 형성되는 열매의 폭에 대해 약 90% 내지 약 110%로 다양하다. 바람직하게는, 상기 폭은 수정 후 형성되는 열매에 대해 약 95% 내지 약 105%, 더 바람직하게는 약 99% 내지 101%, 가장 바람직하게는 씨 있는 열매와 동일, 즉 100%이다.

일 구현예에서, 본 발명의 식물에 의해 생산되는 단위결실 열매는 수정 후 형성되는 열매와 비교하여 약 90% 이상의 평균 폭을 가진다.

일 구현예에서, 본 발명의 식물에 의해 생산되는 단위결실 열매는 수정 후 형성되는 열매와 비교하여 약 95% 이상의 평균 폭을 가진다.

일 구현예에서, 본 발명의 식물에 의해 생산되는 단위결실 열매는 수정 후 형성되는 열매와 비교하여 약 99% 이상의 평균 폭을 가진다.

일 구현예에서, 본 발명의 식물에 의해 생산되는 단위결실 열매는 수정 후 형성되는 열매와 비교하여 약 100% 이상의 평균 폭을 가진다.

일 구현예에서, 본 발명의 식물에 의해 생산되는 단위결실 열매는 수정 후 형성되는 열매와 비교하여 약 110% 이상의 평균 폭을 가진다.

일 구현예에서, 본 발명은, 본 발명의 단위결실형 열매 형성을 유도하는 유전적 결정기가 NCIMB에 기탁번호 NCIMB 41678, NCIMB 41680 또는 NCIMB 41684로 대표 샘플이 기탁된 종자로부터 생장시킨 식물로부터 유전자 이입된, 페퍼 식물에 관한 것이다.

선택 기준 또는 기준들이 명확하게 명시되어 있다면, 당해 기술 분야의 당업자라면 본 발명의 유전자 결정기의 임의의 후대 세대에서의 결과인 형질을 보유하는 후대를 식별할 수 있을 것임에 유념하여야 한다. 본 발명에 따른 형질의 경우, 단위결실형 열매 형성 형질을 보유하지 않는 식물과 NCIMB에 기탁번호 NCIMB 41678, NCIMB 41680 또는 NCIMB 41684로 기탁된 상기한 형질을 보유하는 종자의 단위결실형 열매 형성 형질을 보유한 식물을 교배하여 수득하는 후대는, 1차 교배 및 자가 수정(selfing) 단계를 통해 수득되는 종자로부터 F2 식물을 생장시키는 단계, 이렇게 수득한 식물에서 수분을 방지하는 단계, 단위결실형 열매 형성을 나타내는 식물을 열매 생산 식물로서 선별하는 단계를 통해, 발굴할 수 있다.

일 구현예에서, 본 발명의 상기 유전자 결정기를 보유한 식물과 표현형 형질은,

a) NCIMB에 대표적인 샘플이 기탁번호 NCIMB 41678, NCIMB 41680 또는 NCIMB 41684로 기탁된 종자로부터 식물을 생장시키는 단계;

b) 상기 식물의 수분을 방지하는 단계;

c) 단위결실형 열매 형성을 나타내는 식물을 열매 생산 식물로서 선별하는 단계를 통해, 기탁물로부터 수득가능하다.

일 구현예에서, 본 발명은, 하기 단계를 통해 수득가능한, 단위결실형 열매 형성 형질을 나타내는 페퍼 식물에 관한 것이다:

a) NCIMB에 대표적인 샘플이 기탁번호 NCIMB 41678, NCIMB 41680 또는 NCIMB 41684로 기탁된 종자로부터 식물을 생장시키는 단계;

b) 상기 식물의 수분을 방지하는 단계;

c) 단위결실형 열매 형성을 나타내는 식물을 열매 생산 식물로서 선별하는 단계;

d) 단계 c)에서 선별된 식물을 상기 유전자 결정기를 보유하지 않은 식물과 교배하여, F1 개체군을 수득하는 단계;

e) 상기 F1을 자가 수정시켜, F2 개체군을 수득하는 단계; 및

f) 단계 b) 및 c)를 반복하여, 단위결실형 열매 형성을 나타내는 식물을 동정하는 단계.

상기 수분 방지는 웅성 불임 식물을 단계 a)에서 이용함으로써 적절하게 수행된다.

2009년 11월 19일 및 2010년 11월 25일에 대표적인 페퍼 돌연변이 종자 3종이 NCIMB Ltd. (Ferguson Building, Craibstone Estate, Bucksburn, Aberdeen, AB21 9YA)에 기탁되었다. 표 1은 기탁 번호를 나타낸다.

일 구현예에서, 본 발명은, 표 1에 열거된 바와 같이, 대표 샘플이 NCIMA에 기탁된 종자로부터 생장시킨 하이브리드 식물들로부터 선별된 (하이브리드) 페퍼 식물로부터 단위결실형 열매 형성 형질을 수득할 수 있는, 페퍼 식물에 관한 것이다.

이들 3종의 돌연변이들의 형질은 열성 유전(recessive inheritance)에 부합되는 패턴으로 형질전이되므로, 본 발명의 형질 및 유전자 결정기를 보유하는 식물의 선별은, 따라서 F1을 자가 수정시킨 후 수득되는 2 세대 (F2)에서 적절하게 행해진다.

일 구현예에서, 본 발명은, 식물이 유전자 결정기에 대해 동형접합체이고 상기 결정기에 대해 동형접합체인 식물을 상기 결정기에 대해 동형접합체인 테스터 식물과 교배하였을 때, 이러한 교배를 통해 생산되는 후대 1세대 식물이 단위결실형 열매 형성 형질에 대해 1:0 분리(segregation)를 나타내는, 유전자 결정기에 의해 유발되는 단위결실형 열매 형성 형질을 나타내는 페퍼 식물에 관한 것이다.

일 구현예에서, 상기 후대 1세대 식물을 자가 수정시키면, 생산되는 후대 2세대 식물은 단위결실형 열매 형성 형질에 대해 1:0 분리를 나타낸다. 일 구현예에서, 테스터 식물은, 종자의 대표적인 샘플이 표 1에 열거된 바와 같이 NCIMB에 기탁되어 있는 임의의 한가지 돌연변이주로부터 유래된, 단위결실형 열매 형성 형질을 나타내는 식물, 또는 표 1에 열거된 임의의 한가지 돌연변이주에 존재하는 바와 같은 형질을 나타내는 후대 식물이다.

일 구현예에서, 테스터 식물은 표 1에 열거된 바와 같이 NCIMB에 대표적인 샘플이 기탁된 임의의 한가지 돌연변이주의 식물, 또는 단위결실형 열매 형성 형질을 나타내는 상기 돌연변이주의 후대이다.

본 발명의 일 구현예에서, 수분은 꽃의 제웅(emasculation)에 의해 방지된다.

본 발명의 다른 구현예에서, 수분은 웅성 불임인 표 1에 열거된 기탁 번호로 대표적인 샘플이 기탁된 종자로부터 생장시킨 페퍼 식물을 이용함으로써 방지된다.

일 구현예에서, 본 발명에 따른 단위결실형 페퍼 열매는, 동일 식물 또는 거의 동질유전자 대조군 식물의 수정 후 수득되는 열매와 비교하여, 비슷한 카펠로이드 생장(carpelloid outgrowth) 발생율을 가진다.

일 구현예에서, 본 발명에 따른 단위결실형 페퍼 열매는, 동일 식물 또는 거의 동질유전자 대조군 식물의 수정 후에 수득되는 열매와 비교하여, 보다 낮은 수준의 카펠로이드 발생율을 가진다.

일 구현예에서, 본 발명에 따른 페퍼 식물과 이의 열매는 기본적으로 어떠한 부정적인 다면 발현 효과를 나타내지 않는다. 열매는 씨가 없으며, 이의 크기, 형태 및 카펠로이드 발생율 측면이, 동일 식물 또는 거의 동질유전자 대조군 식물의 수정 후에 수득되는 열매와 유사하다.

일 구현예에서, 본 발명의 유전자 형질의 표현형 발현으로는 수정없이 열매를 형성하는 것 뿐만 아니라 수정 후 형성되는 열매와 비슷한 크기 및/또는 형태를 가지거나 및/또는 비슷한 카펠로이드 발생율을 가지는 열매의 형성을 포함한다. 일 구현예에서, 이러한 표현형 특징들의 조합 발현이 본 발명의 형질의 전형이다.

일 구현예에서, 본 발명은 본 발명의 페퍼 식물 및 이의 기관으로부터 생산되는 열매에 관한 것이다.

표 1

단위결실 페퍼 돌연변이의 기탁 번호

명칭	돌연변이 번호 (내부 명칭)	NCIMB 번호
Capsicum annuum	09R.6351-M	NCIMB 41678
Capsicum annuum	09R.6367-M	NCIMB 41680
Capsicum annuum	09R.6401-M	NCIMB 41684

돌연변이주들은 2009년 11월 19일에 영국 AB21 9YA 스코틀랜드 애버딘 벅스번 크레입스톤 에스테이트 페르구손 빌딩에 위한 NCIMB Ltd.에 기탁되었다.

본 발명에 따른 페퍼 식물은 다음과 같은 열매 타입으로 자랄 수 있다: 돌체 타입의 페퍼(dolce-type pepper), 벨 페퍼(bell pepper), 큰 장방형의 페퍼(big rectangular pepper), 원?형 페퍼(conical pepper), 긴 원뿔형 페퍼(long conical pepper) 또는 브로키 타입의 페퍼(blocky-type pepper)를 비롯한 피망(sweet pepper).

본 발명에 따른 페퍼 식물의 열매는 성숙시 녹색, 노란색, 오렌지색, 적색, 아이보리색, 갈색 또는 자색 열매일 수 있다.

일 구현예에서, 본 발명의 페퍼 식물은 다음과 같은 종들 중 하나로 대표된다: 캅시컴 아늄(Capsicum annuum), 캅시컴 바카툼(Capsicum baccatum), 캅시컴 차코엔스(Capsicum chacoense), 캅시컴 차이넨스(Capsicum chinense), 캅시컴 프루테센스(Capsicum frutescens) 또는 이들의 임의 하이브리드 조합. 이들 종들은 가장 많이 사용되는 품종으로서, 또한 서로 쉽게 교배가능하여, 본 발명에 따른 단위결실 형질을 나타내는 식물의 수득이 용이하다.

아울러, 본 발명은, 본 발명의 페퍼 식물의 종자, 및 유성 생식에 적합한 식물의 기타 기관, 즉 증식 물질에 관한 것이다. 이러한 기관은, 예를 들어, 소포자, 꽃가루, 씨방, 배주, 배낭 및 난세포로 이루어진 군으로부터 선택된다. 종자는 단위결실형 열매 형성 형질을 유발하는 유전자 결정기를 동형접합체 형태나 또는 이형접합체 형태로 보유한다.

아울러, 본 발명은 식물 번식에 적합한 식물의 기관들, 특히 본 발명의 페퍼 식물의 삽수(cutting), 뿌리, 줄기, 세포, 원형질체 및 조직 배양물에 관한 것이다. 조직 배양물은 재생가능한 세포를 포함한다. 이러한 조직 배양물은 잎, 꽃가루, 씨눈, 떡잎, 하배축(hypocotyl), 분열조직 세포(meristematic cell), 뿌리, 근단, 꽃밥, 꽃, 종자 및 줄기로부터 유래될 수 있다. 증식 물질은 단위결실형 열매 형성 형질을 유발하는 유전자 결정기를 동형접합체 형태나 또는 이형접합체 형태로 보유된다.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 페퍼 식물의 후대에 관한 것이다. 후대는 본 발명의 식물의 유성 생식 또는 영양 생식에 의해, 또는 이의 후대 식물에 의해 생산될 수 있다. 후대는 단위결실형 열매 형성 형질을 유발하는 유전자 결정기를 동형접합체 형태나 또는 이형접합체 형태로 보유한다. 상기 결정기가 동형접합체로서 존재하는 경우, 후대 식물은 대표 종자가 기탁된 식물(표 1)들 중 한가지와 동일하거나 유사한 방식으로 수정과 무관하게 열매를 형성한다. 이는, 이러한 후대가 본 발명의 페퍼 식물에서 청구되는 바와 동일한 특징을 가진다는 의미이다. 이와 더불어, 식물은 한가지 이상의 다른 특징이 변형될 수 있다. 이러한 추가적인 변형은 예를 들어 트랜스유전자의 형질전환에 의해 또는 돌연변이 유발에 의해 발생된다.

나아가, 본 발명은, 하이브리드 종자, 및 제1 모 식물을 제2 모 식물과 교배하는 단계 및 생산되는 하이브리드 종자를 수확하는 단계를 포함하는 하이브리드 종자의 생산 방법에 관한 것이다. 형질이 열성인 경우, 모 식물 둘다 본 발명의 형질을 하이브리드 종자가 보유하도록 하기 위해서는, 단위결실 형질에 대해 동형접합체이어야 한다. 이들이 반드시 다른 형질에 대해서도 동일할 필요는 없다. 모 식물 둘다 동형접합체 형태로 유전자 결정기를 보유한다.

본 발명의 형질 및 유전자 결정기를 제공하는 모 식물이 반드시 기탁된 종자로부터 직접 생장시킨 식물이어야 하는 것이 아님은 분명한 사실이다. 또한, 모 식물은 종자 유래 후대 식물 또는 다른 수단에 의해 본 발명의 형질을 유발하는 획득된 유전자 결정기를 가지는 것으로 동정된 종자 유래 후대 식물일 수 있다.

일 구현예에서, 본 발명은 본 발명의 형질을 야기하는 유전자 결정기를 보유하며, 기존의 육종 또는 유전자 변형, 특히 시스제네시스(cisgenesis) 또는 트랜스제네시스(transgenesis)에 의해, 적정 소스로부터 유래된 형질을 담당하는 유전자 정보를 도입하므로써, 획득된 상기 유전자 결정기를 가지는, 페퍼 식물에 관한 것이다. 시스제네시스는 식물의 농작물 자체의 형질 또는 유성 생식 가능한(sexually compatible) 공여 식물로부터 유래된 (농업적) 형질을 코딩하는 천연 유전자를 이용한 유전자 변형이다. 트랜스제네시스는 교배불가한 종 유래 유전자 또는 합성 유전자를 이용한 식물의 유전자 변형이다.

일 구현예에서, 유전자 정보, 특히 유전자 결정기가 획득되는 소스는 기탁된 종자로부터 생장시킨 식물, 또는 이의 유성 생식 또는 영양 생식 후대로 구성된다.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 식물의 생식세포질(germplasm)에 관한 것이다. 생식세포질은 유기체의 모든 유전되는 특징들로 구성되며, 본 발명에 있어 본 발명의 단위결실 형질을 적어도 포괄한다.

아울러, 본 발명은 수정없이 열매를 형성하는 페퍼 식물의 세포에 관한 것이다. 이러한 페퍼 식물의 각 세포는 형질의 표현형 발현을 발휘하는, 유전자 정보, 특히 유전자 결정기를 보유한다. 세포는 페퍼 식물 또는 페퍼 식물 기관의 각각의 세포 또는 일부일 수 있다.

본 발명은 또한 본 발명의 식물에 의해 생산되는 단위결실형 페퍼 열매에 관한 것이다. 아울러, 본 발명은 상기 페퍼 열매의 일부분 및 페퍼 열매로부터 제조된 가공 제품에 관한 것이다.

일 구현예에서, 본 발명은 아래 단계를 포함하는 단위결실형 열매 형성을 야기하는 유전자 결정기를 포함하는 페퍼 식물의 생산 방법에 관한 것이다:

a) 단위결실형 열매 형성을 유도하는 유전자 결정기를 포함하는 식물을 다른 식물과 교배하는 단계;

b) 생산되는 F1을 자가 수정시켜, F2를 수득하는 단계; 및

c) F2에서 내성 식물을 선별하는 단계;

d) 선택적으로, 상기 자가 수정 단계 또는 교배 단계를 1회 이상 추가로 수행한 다음, 단위결실 열매를 생산하는 식물을 선별하는 단계.

일 구현예에서, 본 발명은 아래 단계를 포함하는 단위결실형 열매 형성을 야기하는 유전자 결정기를 포함하는 페퍼 식물의 생산 방법에 관한 것이다:

a) 단위결실형 열매 형성을 유도하는 유전자 결정기를 포함하는 식물을 다른 식물과 교배하는 단계;

b) 선택적으로, 생산되는 F1을 바람직한 모 식물과 역교배하는 단계;

c) F2에서 내성 식물을 선별하는 단계;

d) 선택적으로, 상기 자가 수정 단계 또는 교배 단계를 1회 이상 추가로 수행한 다음, 단위결실 열매를 생산하는 식물을 선별하는 단계.

본 발명은 추가적으로 아래 단계를 포함하는 단위결실 열매를 생산하는 페퍼 식물에 원하는 형질을 도입하는 방법을 제공한다:

a) 대표적인 샘플 종자가 NCIMB에 기탁번호 NCIMB 41678, NCIMB 41680 또는 NCIMB 41684로 기탁되어 있으며 식물이 단위결실 열매를 생산하도록 유도하는 유전자 결정기를 포함하는 페퍼 식물을, 원하는 형질을 포함하는 제2 페퍼 식물과 교배하여, F1 후대를 생산하는 단계;

b) 단위결실 열매를 생산하며 상기 원하는 형질을 발현하는 F1 후대를 선별하는 단계;

c) 상기 선별된 F1 후대를 어느 한쪽 모 식물과 교배하여, 역교배 후대를 생산하는 단계;

d) 상기 원하는 형질을 가지며 단위결실 열매를 형성하는 역교배 후대를 선별하는 단계; 및

e) 선택적으로, 단계 (c) 및 (d)를 연속적으로 1회 이상 반복하여, 상기 원하는 형질을 포함하며 단위결실 열매를 생산하는, 선별된 4세대 이상의 역교배 후대를 생산하는 단계. 물론, 본 발명은 이러한 방법을 통해 생산되는 페퍼 식물을 포함한다. 단위결실형 열매 형성은 기탁된 종자로부터 생장시킨 식물에 존재하며 이들 식물에서 단위결실형 열매 형성을 유도하는 유전자 결정기에 의해 적절하게 이루어진다.

일 구현예에서, 내성 식물의 선별은 F1에서 행해진다.

일 구현예에서, 내성 식물의 선별은 F3 또는 이후 세대에서 시작된다.

일 구현예에서, 상기 유전자 결정기를 포함하는 식물은 동계교배(inbred line) 식물, 하이브리드 식물, 배가 반수체(doubled haploid) 식물 또는 분리 집단(segregating population)의 식물이다.

일 구현예에서, 본 발명은 배가 반수체 제조 기법을 이용하여 상기 형질과 그 형질을 유도하는 유전자 결정기를 포함하는 이배성 반수체 식물주를 생산함으로써, 단위결실 열매를 생산하는 페퍼 식물을 생산하는 방법에 관한 것이다.

일 구현예에서, 본 발명은 제1 페퍼 모 식물을 제2 페퍼 모 식물과 교배하는 단계 및 제조되는 하이브리드 페퍼 종자를 수확하는 단계를 포함하며, 상기 제1 페퍼 모 식물 및/또는 상기 제2 페퍼 모 식물이 기탁된 종자에서 발견되는 바와 같은 유전자 결정기가 게놈에 존재하는 결과로서 단위결실 열매를 생산하는 것인, 하이브리드 페퍼 식물의 생산 방법에 관한 것이다.

일 구현예에서, 본 발명은 단위결실형 열매 형성을 유도하며 페퍼 식물을 키우기 위한 기탁된 종자의 게놈에서도 확인되는 유전자 결정기를 게놈에 포함하는 종자를 이용함으로써, 단위결실 열매를 생산하는 페퍼 식물을 생산하는 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 대표 샘플이 NCIMB에 NCIMB 41678, NCIMB 41680 또는 NCIMB 41684로 기탁된 종자로부터 식물을 생장시키는 단계, 상기 식물로부터 종자를 생산하는 단계 및 종자를 수확하는 단계를 포함하는, 종자 생산 방법에 관한 것이다. 종자의 생산은 교배 또는 자가 수정에 의해 적절하게 수행된다.

일 구현예에서, 본 발명은 조직 배양을 이용함으로써 본 발명에 따른 단위결실 열매를 생산하는 페퍼 식물을 생산하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 아울러 영양 생식을 이용함으로써 본 발명에 따른 단위결실 열매를 생산하는 페퍼 식물의 생산 방법에 관한 것이다.

일 구현예에서, 본 발명은, 유전자 변형 방법을 이용하여 페퍼 식물에 내성을 도입하는, 본 발명에 따른 단위결실 열매를 생산하는 페퍼 식물의 생산 방법에 관한 것이다. 유전자 변형은 교배불가한 종 유래 유전자 또는 합성 유전자를 이용한 형질전환 변형 또는 트랜스제네시스와, 농작물 자체 또는 유성 생식가능한 공여 식물 유래의 (농업) 형질을 코딩하는 천연 유전자를 이용한 시스제닉 변형 또는 시스제네시스를 포함한다. 본 발명의 다른 측면에서, 기탁된 종자에 존재하는 바와 같은 본 발명의 단위결실 형질의 토대가 되는 유전자는 수용체 식물에서의 유전자 변형에 의해 도입된다.

본 발명은, 단위결실 형질을 부여하는 유전자 결정기를 포함하는 식물의 후대 또는 증식 물질이 상기 단위결실 형질을 다른 식물로 유전자 이입하기 위한 소스로서 사용되는, 단위결실 페퍼 식물의 생산 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 본 발명의 식물의 생식질에 관한 것이다. 상기 생식질은 유기체의 모든 유전되는 특징들로 구성되며, 본 발명에서는 본 발명의 단위결실 형질을 적어도 포함한다. 생식질은 단위결실 열매를 생산하는 페퍼 식물 개발을 위한 육종 프로그램에 사용될 수 있다.

또한, 본 발명은, 수정없이 열매를 생산하게 하는 유전자 결정기를 포함하는 생식질이 사용되는, 단위결실 열매를 생산하는 페퍼 식물을 개발하기 위한 육종 방법에 관한 것이다.

번술한 방법들에서 모 식물 또는 소스로서 사용되며 유전자 결정기를 포함하는 식물의 종자의 예는 NCIMB에 기탁번호 NCIMB 41678, NCIMB 41680 및 NCIMB 41684로 기탁되었다.

정의

"씨 있는 열매"는 암 배우자(female gamete)가 수정된 후에만 만들어지는 씨를 포함하는 정상 열매이다.

"knot"는 수정없이 생기는 씨 없는 열매이다. 이것은, 수정 후에 형성된 동일 식물의 열매와 비교하여, 전형적으로 비정상적인 외양을 가진다. knot는 통상적으로 씨 있는 정상 열매에 대해 84% 이하의 길이를 가진다. 또한, 씨 없는 knot의 무게는 통상적으로 수정 후 생긴 열매의 무게 보다 가볍다 (Tiwari et al., Proc. XXVII IHC-S6 High-Qual. Crop Prod. Under Protect. Cultiv., Acta Hort. 761, ISHS (2007)). 또한, knot는 통상적으로 수정 후 생긴 열매에 비해 엽맥(rib)이 많다. knot는 통상적으로 상품가치가 없다.

"단위결실 열매"는 수정없이 생긴다. 그러나, knot와는 달리, 단위결실 열매는 비정상적인 외양을 가지지 않으며 씨 있는 열매와 비슷하다.

"단위결실"은 수정없이도 씨 있는 열매와 비슷한 외양을 가지는 씨 없는 열매가 형성되는 것을 의미한다. 식물은 다음과 같은 기준들 중 한가지 이상, 바람직하게는 2가지 이상, 더 바람직하게는 3가지 이상, 보다 더 바람직하게는 4가지 이상, 가장 바람직하게는 모든 기준에 부합되는 경우, 본 발명에 따른 단위결실 열매가 생산되게 하는 유전자 결정기를 가지는 것으로 간주된다:

a) 2세트 열매의 무작위로 추출한 단위결실 열매 10개가 적어도 US 표준 분류 클래스 Fancy (US Fancy)에 부합됨;

b) 무작위로 추출한 단위결실 열매 10개의 평균 길이가, 동일한 유전자 배경을 가지는 식물, 바람직하게는 동일 식물의 2세트 열매의 무작위 추출한 씨 있는 열매 10개에 대해 약 90% 이상임;

c) 무작위 추출한 단위결실 열매 10개의 평균 폭이, 동일한 유전자 배경을 가지는 식물, 바람직하게는 동일 식물의 2세트 열매의 무작위 추출한 씨 있는 열매 10개에 대해 약 90% 이상임;

d) 무작위 추출한 단위결실 열매 10개가, 동일한 유전자 배경을 가지는 식물, 바람직하게는 동일 식물의 2세트 열매의 무작위 추출한 씨 있는 열매 10개와 동일하거나 또는 근사 수준의 일관성(uniformity)을 나타냄;

e) 무작위 추출한 단위결실 열매 10개가, 동일한 유전자 배경을 가지는 식물, 바람직하게는 동일 식물의 2세트 열매의 무작위 추출한 씨 있는 열매 10개와 비슷한 수준의 카펠로이드 발생율을 나타냄.

등급 "US Fancy"는 단단하고, 모양이 보기 좋으며, 배꼽썩음병, 압착된/파괴된, 혹한, 동결 손상, 우박, 곤충, 기계적, 볕데기, 꽃받침 및/또는 체벽 썩음(decay affecting calyxes and/or walls), 줄기 썩음 및 타박상, 먼지, 변색, 질환, 곤충, 점식(pitting), 반흔, 시듦, 햇볕으로 인한 화상 또는 기타 수단에 의해 야기되는 상해가 없는, 지정된 색상을 띄는 성숙한 피망을 의미한다. 페퍼의 90% 이상이 상당한 수준의 지정된 색을 띈다.

"일관성"은 비교시 형태와 크기에 비슷한 수준의 차이가 있다는 의미이다. 또한, 이는 임의 추출한 열매 10개로 구성된 그룹에서 몇몇 열매가 기본적으로 형태나 크기 측면에서 차이가 있는 경우, 대조군도 비슷한 편차를 가진다는 것을 의미한다.

"유전자 이입"은 본원에서 통상적인 교배와, 수용체 식물에게 형질을 부여하거나 또는 유전자 결정기를 수용체 식물의 게놈으로 전이하는데 요구되는 수의 세대 동안 선별하는 수단을 통해, 공여체 식물의 형질을, 상기 형질을 유도하는 유전자 결정기를 보유하지 않는 식물 (수용체 식물)에게 도입하는 것을 의미한다.

"후대"는 본원에서 수정없이 열매를 형성하는, 본 발명의 식물과의 교배를 통해 수득되는 제1 세대와 이후의 모든 자손들을 의미한다. 본 발명의 후대는, 수정없이 열매를 형성하게 하는 형질과 그러한 형질을 유도하는 유전자 결정기를 보유한 본 발명의 식물과의, 모든 교배를 통한 자손들이다.

"후대"는, 동형접합체로서 존재할 때 본 발명의 단위결실형 열매 형성의 형질을 유도하며, 영양 번식(vegetative propagation) 또는 증식(multiplication)에 의해 본 발명의 다른 식물로부터 수득되는, 유전자 결정기를 보유하는 식물을 포괄한다.

후대는, 단위결실 형질 및/또는 형질을 야기하는 유전자 결정기를 보유하는 한, 제1 세대 뿐만 아니라, 이후의 모든 세대이다. 후대는 전형적으로 기탁된 종자 유래 식물에서 발견되는 바와 같이 수정과는 독립적으로 열매를 만드는 능력을 가진 식물 선대를 가진다. 선대는 식물 바로 직전의 세대 뿐만 아니라 그 이전의 복수 세대들을 포괄한다. 보다 구체적으로, 선대는 기탁된 종자로부터 유래된 식물과 이의 이후 후대 세대이다.

도 1: NCIMB 기탁번호 41684로부터 유래된, 수확한 단위결실형 페퍼 열매의 외양.
도 2: NCIMB 기탁번호 41684로부터 유래된 식물로부터 수득한, 수확한 단위결실형 페퍼 열매의 횡절편.

실시예들

실시예 1

에틸 메탄 설포네이트 (ems)에 의한 페퍼의 유전자 변형

열성 웅성 불임 형질에 대해 이형접합체인 하이브리드 적색 브로키 페퍼(RZ N02.52) 종자 약 10,000개를 0.5% (w/v) ems 통기 용액(aerated solution) 중에 실온에서 24시간 동안 침지하여, ems 처리를 실시하였다.

처리한 종자들을 발아시키고, 자란 식물들을 온실에서 키워 M2 종자를 생산하였다.

성숙화를 거친 후, M2 종자를 수확하여 모두 모아두었다. 수득한 M2 종자 풀을 수정없이 열매를 형성하는 개개 M2 식물을 동정하기 위한 출발 재료로 사용하였다.

유전자 변형 공정의 효율은, 엽록소의 형성 또는 축적에 직접 또는 간접적으로 관여하는 유전자의 변형으로 인한 엽록소 감소를 보이는, 식물의 탈색 발생을 확인함으로써, 평가하였다.

실시예 2

수정없이 열매를 형성하는 형질을 획득한 페퍼 식물의 동정

100,000 M2 페퍼 종자를 토양에서 발아시켜 작은 모종으로 키웠다. 이후, 식물 약 86,000 그루를 터널 온실로 이동시켜 일반적인 페퍼 재배 실무에 따라 키웠다. 대략 12,000 그루의 식물이 웅성 불임이었다.

이들 식물을, 어느 돌연변이가 수정없이 열매를 형성하는지를 확인하기 위해, 정기적으로 모니터링하였다. 제1 선별 기준은 돌연변이되지 않은 페퍼 식물 RZ 02-52의 정상적인 씨 있는 열매와 비슷한 크기 및 형태를 가진 열매의 형성을 사용하였다. 이후, 선별한 식물들 중에서, 씨 없는 열매를 생산하고, 돌연변이되지 않은 식물 RZ 02-52의 씨 있는 열매와 비슷한 수준 또는 그 이하의 카펠로이드 발생율을 보이는 것을 선별하였다. 이러한 기준을 토대로, 3종의 단위결실성 돌연변이를 가장 최상의 것으로 선별하였다.

실시예 3

단위결실 형질의 유전가능성

선별한 3종의 단위결실성 돌연변이주들을 열성 웅성 불임 형질에 대해 이형접합체인 식물주와 교배하여, F1 종자를 생산하였다. F1 개체군 당, 전체 식물 8주들 중 4주가 웅성 불임이었으며, 이를 일반적인 페퍼 재배 실무에 따라 온실에서 키웠다.

각 개체군의 웅성 불임 식물들에서 단위결실형 열매 형성을 모니터링하였다. 웅성 불임 식물들 모두 단위결실 열매를 형성하지 않는 것으로 관찰되었다. 임성 F1 식물을 자가 수정시켜, F2 개체군을 수득하였다. 웅성 불임 식물들을 다시 단위결실형 열매 형성에 대해 모니터링하였다. 3종의 선별된 돌연변이 유래 F2 개체군 식물들 중 약 25%에서 단위결실 열매가 형성되는 것으로 관찰되었다. 표 2 및 3에 선별된 F2 식물의 예를 나타낸다. 표 2 및 3에 나타낸 4종의 임성 F2 식물로부터 생산되는 F3 종자 배치 (웅성 불임에 대해 이형접합성임)가 각 기탁물이다. 기탁물은 웅성 불임에 대해 이형접합성이다.

명칭	열매 세트 1의 평균 길이 (열매 5개)	열매 세트 2의 평균 길이 (열매 5개)	세트 1+2의 평균 길이 (열매 10개)	씨 있는 대조군 대비 길이
6350-3 F2	8.6	8.7	8.65	1.20
6351 씨 있음	6.8	7.6	7.2	1.00
6366-3 F2	7.8	7.2	7.5	0.94
6367 씨 있음	8.4	7.5	7.95	1.00
6400-4 F2	8.2	8.3	8.25	1.25
6401 씨 있음	6.6	6.6	6.6	1.00
대조군 (knots) 식물주 A 불임성	5.2	6.6	5.9	0.84
대조군 (씨 있음) 식물주 A 임성	6.6	7.4	7.0	1.00

명칭	열매 세트 1의 평균 폭 (열매 5개)	열매 세트 2의 평균 폭 (열매 5개)	세트 1+2의 평균 폭 (열매 10개)	씨 있는 대조군 대비 폭
6350-3 F2	7.3	7.6	7.45	0.90
6351 씨 있음	8.6	8.0	8.2	1.00
6366-3 F2	8.8	8.2	8.5	0.95
6367 씨 있음	9	8.9	8.95	1.00
6400-4 F2	9	8.9	8.95	0.99
6401 씨 있음	8.8	9.3	8.95	1.00
대조군 (knots) 식물주 A 불임성	7.4	7.4	7.4	0.87
대조군 (씨 있음) 식물주 A 임성	8.3	8.8	8.55	1.00

단위결실형 열매 형성 형질의 분리를 검증하기 위해, 각 경우의 F3 개체군을 체크하였다. 돌연변이 09R.6351-M (NCIMB 41678) 및 09R.6367-M (NCIMB 41680)의 F3 개체군에서, 식물 11주 중 4주가, 씨 있는 열매의 길이 대비 87% 이상의 길이와 씨 있는 열매의 폭 대비 90% 이상의 폭을 가지는, 단위결실 열매를 생산하였다 (음영 박스). 돌연변이 09R.6401-M (NCIMB 41684)의 경우, 이러한 식물은 12주 중 4주였다 (표 4).

기탁	길이%/임성	폭%/임성
6351-M	비율 S/gemF	비율 S/gemF
6281-1	0.95	0.90
6281-2	N.O.	N.O.
6281-3	0.87	0.89
6281-4	0.97	0.77
6281-5	0.91	1.03
6281-6	0.80	1.04
6281-7	0.92	0.97
6281-8	0.77	0.91
6281-9	0.83	0.78
6281-10	0.93	1.12
6281-11	0.82	0.92
6281-12	0.94	0.83
기탁	길이%/임성	폭%/임성
6367-M	비율 S/gemF	비율 S/gemF
6287-1	N.O.	N.O.
6287-2	0.92	0.91
6287-3	0.86	0.96
6287-4	1.04	0.91
6287-5	0.95	0.83
6287-6	0.92	0.90
6287-7	0.85	0.84
6287-8	0.98	0.87
6287-9	1.05	0.91
6287-10	0.87	0.89
6287-11	0.94	0.86
6287-12	0.98	0.83
기탁	길이%/임성	폭%/임성
6401-M	비율 S/gemF	비율 S/gemF
6291-1	0.93	0.79
6291-2	0.92	0.72
6291-3	1.03	0.96
6291-4	0.88	0.71
6291-5	0.96	0.98
6291-6	1.00	0.84
6291-7	0.93	0.89
6291-8	0.96	0.80
6291-9	0.88	1.08
6291-10	0.95	0.77
6291-11	0.94	0.85
6291-12	0.99	0.96

"N.O"는 관찰 안 함임.

이는 본 발명에 주어진 방법에 의해 동정되는 단위결실 형질이 유전적인 토대를 가진다는 것을 보여준다. 3종의 식물들 모두 형질은 열성 유전에 해당되는 패턴으로 전달된다.

실시예 4

단위결형 열매 형성 형질의 다른 페퍼 식물로의 전이

본 발명의 단위결실형 열매 형성 형질이 또한 다른 페퍼 타입에 도입될 수 있는지를 확인하기 위해, 다양한 기타 페퍼 식물주들과 교배하였다. F2의 경우, F1 식물의 자가 수정 후, 약 25%가 씨 없는 열매를 생산하고, 꽃은 수분이 방지되며, 동일 식물의 수정시킨 꽃으로부터 생긴 열매와 비교하여 유사한 외양과 기타 특징들을 가지는 것으로 확인되었다.

실시예 5

형질 분석 테스트

실시예 3에 언급된 3가지 F2 개체군의 후대 식물이 본 발명의 단위결실형 열매 형성 형질을 가지는지를 검증하기 위해, 각 불임 후대 식물로 구성된 첫번째 열매 2 세트들의 적어도 열매 10개의 평균 길이를 측정하였다 (표 2).

이와 비교로서, 동일한 유전 배경을 가진 임성 식물 4주의 첫번째 2가지 열매 세트의 식물 당 열매 10개의 평균 길이를 측정하였다 (표 2). 이들은 씨가 있는 정상 열매들이었다.

2번째 비교로, knot를 생산하는 4주 이상의 식물들의 첫번째 열매 세트 2의 씨 없는 열매 10개의 평균 길이를 측정하여, 동일한 유전 배경을 가진 4주 이상의 식물의 씨 있는 열매와 비교하였다. 이 경우, 대조군 (식물주 A)은 불임 상태의 평균 열매 세트를 가진 대표적인 상업적인 브로키 페퍼로 선정하였다.

대조군 식물의 씨 있는 열매의 평균 열매 길이와 비교하여, 평균 열매 길이가 87% 이상인 씨 없는 열매를 생산하는 후대 식물은, 본 발명의 형질을 보유하는 식물로 간주한다.

표 2에 본 발명의 형질을 가진 실시예 4에서 수득한 개개 F2 식물에 대한 측정치를 나타낸다.

National Collection of Industrial and Marine Bacteria NCIMB41678 20091119 National Collection of Industrial and Marine Bacteria NCIMB41680 20091119 National Collection of Industrial and Marine Bacteria NCIMB41684 20091119

Claims (24)

1. 기탁 번호 NCIMB 41678, NCIMB 41680 또는 NCIMB 41684로 NCIMB에 기탁된 종자로부터 생장시킨 식물로부터의 유전자 이입에 의해 획득가능한, 동형접합체로서 존재하는 경우에 단위결실형 열매 형성(parthenocarpic fruit formation)을 유도하는, 유전자 결정기(genetic determinant)를 포함하는 페퍼 식물(pepper plant).
2. 제1항에 있어서, 상기 유전자 결정기가 기탁 번호 NCIMB 41678, NCIMB 41680 또는 NCIMB 41684로 NCIMB에 기탁된 종자로부터 생장시킨 식물로부터 유전자 이입되는 것을 특징으로 하는 페퍼 식물.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   a) 기탁 번호 NCIMB 41678, NCIMB 41680 또는 NCIMB 41684로 NCIMB에 기탁된 종자로부터 식물을 생장시키는 단계;
   b) 상기 식물의 수분화(pollination)를 방지하는 단계;
   c) 단위결실형 열매 형성을 나타내는 식물을 열매 생산 식물로서 선별하는 단계;
   d) 단계 c)에서 선별한 식물을 상기 유전자 결정기를 보유하지 않는 식물과 교배하여, F1 개체군을 수득하는 단계;
   e) 상기 F1의 식물을 자가 수정(selfing)시켜, F2 개체군을 수득하는 단계; 및
   f) 단계 b) 및 c)를 반복하여, 단위결실형 열매 형성을 나타내는 식물을 동정하는 단계에 의해 수득가능한 것을 특징으로 하는 페퍼 식물.
4. 제3항에 있어서, 상기 수분화는 꽃의 제웅(emasculation)에 의해 방지되는 것을 특징으로 하는 페퍼 식물.
5. 제3항에 있어서, 상기 수분화는 웅성 불임인 페퍼 식물을 단계 a)에서 이용함으로써 방지되는 것을 특징으로 하는 페퍼 식물.
6. 제1항에 있어서, 상기 단위결실 열매는 수정 후에 형성되는 열매와 유사한 크기 및/또는 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 페퍼 식물.
7. 제1항에 따른 페퍼 식물의 후대 식물(progeny)로서,
   상기 후대 식물이 단위결실 열매를 형성할 수 있는 것인 것을 특징으로 하는 후대.
8. 제1항에 있어서, 상기 식물의 성숙한 열매는 녹색, 노란색, 오렌지색, 적색, 아이보리색, 갈색 또는 자색인 것을 특징으로 하는 페퍼 식물.
9. 제1항에 있어서, 상기 식물의 성숙한 열매는 돌체 타입의 페퍼(dolce-type pepper), 벨 페퍼(bell pepper), 큰 장방형의 페퍼(big rectangular pepper), 원?형 페퍼(conical pepper), 긴 원뿔형 페퍼(long conical pepper) 또는 브로키 타입의 페퍼(blocky-type pepper)를 비롯한 피망(sweet pepper)인 것을 특징으로 하는 페퍼 식물.
10. 제1항에 있어서, 상기 페퍼 식물이 캅시컴 아늄(Capsicum annuum), 캅시컴 바카툼(Capsicum baccatum), 캅시컴 차코엔스(Capsicum chacoense), 캅시컴 차이넨스(Capsicum chinense) 또는 캅시컴 프루테센스(Capsicum frutescens) 종 유래 식물인 것을 특징으로 하는 페퍼 식물.
11. 제1항에 있어서, 상기 페퍼 식물은 하이브리드(hybrid)인 것을 특징으로 하는 페퍼 식물.
12. 제1항에 따른 식물로 생장할 수 있는 종자.
13. 제1항에 따른 식물의, 또는 제12항에 따른 종자로부터 생장된 식물의, 단위결실형 페퍼 열매.
14. 제13항에 있어서, 상기 열매는 90% 이상이 씨가 없는 것을 특징으로 하는 페퍼 열매.
15. 제13항에 있어서, 상기 열매는 95% 이상이 씨가 없는 것을 특징으로 하는 페퍼 열매.
16. 제13항에 있어서, 상기 열매는 98% 이상이 씨가 없는 것을 특징으로 하는 페퍼 열매.
17. 제13항에 있어서, 상기 열매는 99% 이상이 씨가 없는 것을 특징으로 하는 페퍼 열매.
18. 제13항에 있어서, 상기 열매는 100%가 씨가 없는 것을 특징으로 하는 페퍼 열매.
19. 제1항에 따른 식물로 생장할 수 있는, 증식 물질(propagation material).
20. 제1항에 따른 식물로부터 유래되는 증식 물질로서,
    상기 증식 물질이 제1항에 따라 정의되는 유전자 결정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 증식 물질.
21. 제19항에 있어서, 상기 증식 물질이 소포자, 꽃가루, 씨방, 배주, 배낭, 난세포, 삽수(cutting), 뿌리, 근단, 하배축(hypocotyl), 떡잎, 줄기, 잎, 꽃, 꽃밥, 종자, 분열조직 세포(meristematic cell), 원형질체 및 세포로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 증식 물질.
22. 제19항에 따른 증식 물질의 조직 배양물.
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