KR20040089706A - 씨없는 수박 수확량을 증가시키기 위한 증강된 화분제공원및 방법 - Google Patents

씨없는 수박 수확량을 증가시키기 위한 증강된 화분제공원및 방법 Download PDF

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Abstract

면적당 삼배체 씨없는 수박의 수확량을 최대화하기 위하여 사용된, 증가된 이배체 화분제공원 수박 식물 및 방법이 기술되어있다. 본 발명의 증강된 화분제공원 수박 식물은 교잡 품종, 방임-수분 품종, 또는 합성 품종이며, 이는 작은 잎, 및 열매가 과숙하면 쪼개지거나 비교적 약한 힘이 가해져도 부서지는 취약한 껍질을 가진 열매의 특징을 나타낸다. 본 발명의 수박 식물은 또한 바람직하게는 연장된 개화 기간을 특징으로 하므로, 수분되어 열매를 맺는 삼배체 수박 꽃의 수를 증가시킨다. 씨없는 열매를 생산하는 방법은, 화분제공원 이배체 수박 식물을 제공하고, 화분제공원 식물의 개화 기간을 연장시켜 동일한 수의 삼배체 수박 식물을 수분시키는데 필요한 상기 식물의 수를 감소시키고, 삼배체 수박 식물의 밭에서 화분제공원 수박 식물의 폐기를 최대화하는 단계를 포함한다.

Description

씨없는 수박 수확량을 증가시키기 위한 증강된 화분제공원 및 방법{Enhanced pollenizer and method for increasing seedless watermelon yield}
수박은 식물성 작물을 재배하는 전 세계 면적의 2%를 차지하는 중요한 원예학적 작물이다. 1997년에, 전세계적으로 수박이 재배되는 면적은 6,024,000 에이커이며, 미국에서 수박이 재배되는 면적은 187,000 에이커였다[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 재배된 삼배체 씨없는 수박의높은 비율 덕택에, 2000년에 수박 농가 수입이 7천2백만 달러를 넘는 선두 주가 되었다. 씨없는 수박은 시장에서 씨있는 수박의 평균 가격 보다 훨씬 비싼 가격을 받는다.
식물 육중의 목표는 단일 품종 또는 잡종에서 각종 바람직한 특성을 조합하는 것이다. 바람직한 특성은 질병 및 곤충에 대한 내성, 열 및 가뭄에 대한 내성, 작물 성숙 시간의 감소, 수확량의 증가, 및 농경학적 품질의 향상을 포함한다. 다수의 작물을 기계로 수확하는 경우에, 발아 및 입목 확립, 성장 속도, 및 성숙도와 같은 식물 특징의 균일성이 중요하다. 기타 목적하는 특성은 특정 영양분 함량, 색상, 열매 형상 및 맛 특징을 포함할 수 있다.
많은 상이한 식물의 경우 처럼, 수박은 열매 부분과 식물 부분을 함유한다. 각 부분은 소비자 및/또는 재배자가 원하는 여러 특성, 예를 들면 향, 감촉, 질병 내성 및 외관 특성(예: 형상 및 색상)을 갖는다. 수박 열매에서 씨없는 특성은 소비자가 매우 원하는 것이다. 씨없는 수박을 생산하기 위하여, 수분 식물의 최적 수분작용 특징이 요구된다.
씨없는 수박 식물은 삼배체이고, 이배체 수박 식물의 화분에 의해 수분되어야 한다. 씨없는 수박 식물의 적절한 수분작용을 제공하기 위하여, 이배체 화분제공원(pollenizer) 식물을 밭 지면의 약 25 내지 33% 이상에 심는 것이 현재의 관행이다. 밭의 나머지 부분에는 삼배체 식물을 심는다. 따라서, 밭에서의 작물의 가치를 최대화하기 위하여, 재배자는 고수확량의 시판용 이배체 수박 품종을 사용하여, 이것이 궁극적으로 삼배체 씨없는 품종과 태양, 영양분 및 공간에 대해 경쟁하도록 한다.
수확되지 않은, 시판될 수 없는 작은 열매를 생산하는 씨없는 수박용 화분제공원이 공개되었다[참조 문헌: WO00/70933]. 그러나, 이러한 화분제공원이 사용되는 경우, 시판가능한 열매의 총 수확량이, 상업용 화분제공원 계열에 비해, 낮다는 것이 관찰되었다. 또한, 문헌(WO00/70933)에 기술된, 수확되지 않은 화분제공원의 열매는 차후에 질병의 숙주가 되고, 이들의 씨가 발아하고 잡초로 성장하므로, 장래의 수확량을 감소시킨다.
본 발명은, 씨없는 수박의 수확량을, 바람직하게는 시판가능한 열매의 총 수확량을 손실시키지 않으면서, 증가시킬 필요성을 인식하였다. 또한, 본 발명은, 이배체 화분제공원 식물의 신규한 표현형 특징이, 이들 이배체 식물을 삼배체 식물과 매우 가까운 곳에 심을 수 있도록 하고 삼배체 식물과 밭 지면을 공유할 수 있도록 하여, 본 발명의 이배체 화분제공원에 필요한 밭 면적을 효과적으로 감소시킬 수 있다는 것을 인식하였다. 또한, 본 발명은 수확되지 않은 화분제공원 열매가 다음 시즌에 잡초가 되는 것을 최소화할 필요성을 인식하였다. 또한, 본 발명은, 밭에서의 이배체 대 삼배체 비율을 더욱 증가시키기 위하여 이배체 수박 식물의 수분능력을 증가시킴으로써, 씨없는 수박의 수확량을 증가시킬 필요성을 인식하였다. 또한, 본 발명은 경작자가 밭에서 화분제공원의 열매과 씨없는 열매를 구분할 수 있도록 하여 화분제공원 열매 그 자체의 시장 가치를 제공할 필요성을 인식하였다.
발명의 개요
본 발명은 신규한 이배체 수박을 사용하여, 현재의 씨없는 수박의 상업적 생산 방법을 개선하고 씨없는 수박 수확량을 증가시킨다. 본 발명에 따르면, 신규한 증강된 화분제공원 이배체 수박(이후 본원에서 "증강된 화분제공원"으로서 지칭된다) 및 씨없는 수박 식물을 수분시키는 방법이 제공된다. 본 발명은 성숙시, 작은 잎 및 취약한 결실 열매를 포함하는 증강된 화분제공원을 포함한다. 작은 잎은 증강된 화분제공원이 삼배체 수박 식물과 경쟁함이 없이 이들과 매우 가까운 곳에서 성장하여, 씨없는 열매의 수확량을 증가시킬 수 있도록 한다. 열매의 취약성은, 화분제공원의 수확되지 않은 열매가 차후의 경작에서 잡초로 되는 것을 최소화하기 위한 통상적인 밭 정비를 통해 쉽게 파괴될 수 있는 이점을 제공한다.
본 발명의 증강된 화분제공원은 바람직하게는 심하게 분지화된 레이스(lacy) 덩굴(이는 또한 심하게 분지화된 개방(open) 덩굴로서 지칭된다)을 추가로 포함하므로, 바람직하게는 매우 많은 수의 개방(레이스) 가지를 포함한다. 증강된 화분제공원의 잎은 또한 비-중첩하고 깊은 열편(lobe)을 포함한다. 분지화된 또는 레이스 덩굴의 개방은 부분적으로는 작고, 비-중첩하고 깊은 열편의 잎으로 인한 것이다. 본 발명의, 바람직하게는 비-중첩하고 깊은 열편을 가진 작은 잎 및 레이스 가지는, 벌이 수분 식물 및 삼배체 식물의 꽃 모두에 보다 많이 접근하도록 하여, 증강된 화분제공원 수박으로 부터 삼배체 수박의 암꽃으로 화분의 전달을 증가시키는 추가적인 이점을 가진다. 벌이 증강된 화분제공원의 숫꽃에 쉽게, 더 많은 회수로 접근함으로써, 삼배체 열매 생산을 위한 더 많은 화분원이 제공된다.
바람직하게는 깊고 비-중첩하는 열편을 특징으로 하는 작은 잎의 제2의 이점은, 인접한 삼배체 식물에 보다 많은 햇볕이 들 수 있다는 것이다. 바람직하게는 깊고 비-중첩하는 열편을 특징으로 하는 작은 잎의 제3의 이점은, 이들 잎들이 씨없는 수박의 생산에 현재 사용되는 이배체 화분제공원의 실제적으로 더 큰 잎들보다 밭 면적을 덜 차지한다는 것이다. 따라서, 빛, 물 및 비료에 대해 덜 경쟁적이므로, 본 발명의 증강된 화분제공원은 삼배체 식물과 가까이 재배될 수 있으며, 재배하는데 공간을 할애할 필요가 없다. 본 발명의 증강된 화분제공원 및 방법이 사용되는 경우, 삼배체 씨없는 수박은 바람직하게는 표준 간격의 조밀한 이랑에 재배되며, 이때 증강된 화분제공원은 이랑내의 식물 사이에 간작(interplanting)된다. 이로써, 전통적으로 경작된 삼배체 수박 식물의 수에 비해 현저하게 많은 수의 삼배체 식물이 에이커당 생산되며, 씨없는 열매의 수확량이 많아진다.
바람직하게는, 본 발명의 증강된 화분제공원의 열매는 작으므로, 밭에서 씨없는 열매과 쉽게 구분된다. 따라서, 본 발명에 따르면, 취약한 껍질을 가진 작은 열매를 포함하는 신규한 증강된 화분제공원이 제공된다. 취약한 껍질을 가진 작은 열매는 또한 식물에 대한 하중을 감소시키므로, 당해 식물이, 현재 씨없는 수박의 생산에 사용되는 화분제공원 수박 보다도 현저하게 오랫 동안 장기간에 걸쳐 계속하여 개화할 수 있도록 한다. 전통적인 화분제공원 이배체 수박에 비해, 증강된 화분제공원의 장기간의 개화 기간 덕택에, 열매 결실 및 씨없는 수박의 수확량이 증가된다. 취약한 껍질은, 수확되지 않은 화분제공원의 열매가 밭에서 신속하게 분해되고, 통상적인 작물 폐기법(쇄토질(discing) 및 쟁기질)을 통해 추가 재-생산으로 부터 쉽게 제거될 수 있는 이점을 제공한다.
본 발명의 증강된 화분제공원의 또 다른 이점은, 이의 열매가 매우 많은 양의 씨를 함유하므로, 식품 및 사료용으로 또는 의료용으로 식용 수박씨가 수확되고 판매될 수 있다는 점이다. 이는, 증강된 화분제공원의 열매 그 자체 또는 이의 씨를 수확하고 판배하는 경작자에게 추가적인 가치를 제공한다.
또한, 본 발명은, 중량이 약 2 내지 7 lbs, 바람직하게는 약 2 내지 약 6 lbs, 약 2 내지 약 5 lbs인 증강된 화분제공원 열매를 포함한다. 증강된 화분제공원의 열매의 평균 중량은 바람직하게는 약 3.2lbs 이다.
또한, 본 발명은, 바람직하게는 약 7 내지 약 11 lbs/in2의 압력하에서 쪼개지는 취약한, 증강된 화분제공원 열매 껍질을 포함한다. 또 다른 바람직한 태양에서, 증강된 화분제공원 열매 껍질은 약 90 내지 약 150g/mm2, 바람직하게는 약 100 내지 약 148g/mm2, 바람직하게는 약 110 내지 약 145g/mm2, 바람직하게는 약 120 내지 약 140g/mm2의 압력하에서 쪼개진다.
본 발명은 약 20 내지 약 70 cm2, 바람직하게는 약 22.5 내지 약 50cm2, 바람직하게는 약 25 내지 약 40cm2의 표면적을 갖는 잎을 가진 증강된 화분제공원을 포함한다. 또 다른 태양에서, 증강된 화분제공원의 잎들의 평균 잎 표면적은 약 25 내지 약 40cm2, 바람직하게는 약 27.5 내지 약 37.5cm2, 바람직하게는 약 30 내지 약 35cm2이다.
또한, 본 발명은, 성숙시 잎의 크기가 수박 품종 SangriaTM에 비해 더 작고, 열매 껍질이 수박 품종 SangriaTM(Syngenta Seeds,Inc.의 시판용 품종)의 껍질 보다 취약한 특징을 포함하는 씨없는 수박 열매를 생산하는 삼배체 식물을 수분시키기 위한 증강된 화분제공원을 포함한다. 증강된 화분제공원은 바람직하게는 또한 작은 열매를 포함한다. 증강된 화분제공원의 잎들은 바람직하게는 깊고 비-중첩하는 열편을 포함한다.
본 발명의 화분제공원 이배체 수박은, 통상적인 식물 육종 방법 또는 유전자 형질전환을 통해 각종 해충 및 제초제에 대한 내성을 포함시킴으로써 추가로 증강된다.
또한, 본 발명은, 수분 식물 대 삼배체 식물의 비를 감소시키고 삼배체 식물에 대한 밭 지면을 증가시키는 패턴으로, 삼배체 수박 식물들 사이에 증강된 화분제공원 식물을 밭에 간작하는 방법을 제공한다. 이에 따라, 통상적 관행 보다 더 많은 삼배체 식물 집단이 허용되므로, 씨없는 열매의 수확량이 25 내지 33% 증가된다.
또한, 본 발명은, 증강된 화분제공원 수박의 열매 하중을 감소시키고, 당해 화분제공원 수박의 개화 기간을 증가시키고, 당해 증강된 화분제공원 수박을 삼배체 수박 밭에 심고, 당해 삼배체 수박을 수확하는 단계를 포함하여, 삼배체의 씨없는 수박의 수확량을 증가시키는 방법을 포함한다.
또한, 본 발명은, 바람직하게는 작은 열매 (당해 열매 그 자체는 사람 소비를 위해 수확되지 않는다)을 맺는 증강된 화분제공원 식물을 사용하여 삼배체 씨없는 수박 식물의 수확량을 증가시키는 방법을 포함한다. 바람직하게는, 증강된 화분제공원의 열매의 씨는 식품 또는 사료용으로 또는 의료용으로 사용된다.
또한, 본 발명은, 작은 잎을 가진 제1 수박을 쉽게 쪼개지는 취약한 껍질을 가진 열매를 생산하는 제2 수박 식물과 교배하고, 본원에 기술된 증강된 화분제공원의 특징을 가진 수박 식물을 선별함을 포함하여, 증강된 화분제공원을 생산하는 방법을 제공한다. 바람직하게는, 제1 수박 식물은 심하게 분지화된 레이스 덩굴의 특징을 추가로 포함한다. 바람직하게는, 증강된 화분제공원의 잎들은 깊고, 비-중첩하는 열편을 포함한다. 바람직하게는, 제1 수박 식물은 본원에 기술된 OW824의 특징을 가진다. 바람직하게는, 제2 수박 식물은 작은 열매를 맺는다. 바람직하게는, 제2 수박 식물은 본원에 기술된 OW823의 특징을 가진다. 바람직한 태양에서, 제1 수박 식물은 OW824 이다. 바람직한 태양에서, 제2 수박 식물은 OW823이다. 또 다른 바람직한 태양에서, 제1 수박 식물은 OW824이고 제2 수박 식물은 OW823이다. 상기 방법은 바람직하게는 증강된 화분제공원의 특성을 고정시키는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명은 다음을 제공한다:
성숙시, 표면적이 약 20 내지 약 70 cm2인 잎, 및 약 90 내지 약 150g/mm2의 압력하에서 쪼개지는 결실 열매를 포함하는 수박 식물. 바람직하게는, 상기 잎의 표면적은 약 22.5 내지 약 50cm2, 바람직하게는 약 25 내지 약 40cm2이다. 바람직하게는, 상기 열매는 약 100 내지 약 148 g/mm2, 바람직하게는 약 110 내지 약 145g/mm2, 바람직하게는 약 120 내지 약 140g/mm2의 압력하에서 쪼개진다. 바람직하게는, 상기 잎은 깊고 비-중첩하는 잎 열편을 특징으로 한다. 바람직하게는, 상기 수박 식물은 성숙시에 심하게 분지화된 덩굴을 추가로 포함한다. 바람직하게는, 상기 열매의 중량은 약 2 내지 약 7 lbs 이다.
상기 식물의 화분, 배주, 열매, 씨.
생식적으로 또는 영양적으로 수득된, 위에 제시된 특징을 보유하는 상기 식물의 자손.
본 발명은 다음을 추가로 제공한다:
잎의 크기가 수박 품종 SangriaTM에 비해 작고 열매 껍질이 수박 품종 SangriaTM의 껍질 보다 더 취약한 특징을 포함하는 이배체 수박 식물. 바람직하게는, 상기 잎의 표면적은 약 20 내지 약 70cm2, 바람직하게는 약 22.5 내지 약 50cm2, 바람직하게는 약 25 내지 약 40cm2이다. 바람직하게는, 상기 열매는 약 90 내지 약 150g/mm2, 바람직하게는 약 100 내지 약 148g/mm2, 바람직하게는 약 110 내지 약 145g/mm2, 바람직하게는 약 120 내지 약 140g/mm2의 압력하에서 쪼개진다. 바람직하게는, 상기 잎은 깊고 비-중첩하는 잎 열편을 특징으로 한다. 바람직하게는, 상기 식물은 심하게 분지화된 덩굴을 추가로 포함한다. 바람직하게는, 상기 열매의 중량은 약 2 내지 약 7 lbs이다.
상기 식물의 화분, 배주, 열매, 씨.
생식적으로 또는 영양적으로 수득된, 위에 제시된 특징을 보유하는 상기 식물의 자손.
본 발명은 다음을 추가로 제공한다:
성숙시, 표면적이 약 25 내지 약 40 cm2인 잎, 및 약 90 내지 약 150g/mm2의 압력하에서 쪼개지는 결실 열매를 포함하는 수박 식물. 바람직하게는, 상기 잎의 표면적은 약 27.5 내지 약 37.5cm2, 바람직하게는 약 30 내지 약 35cm2이다. 바람직하게는, 상기 열매는 약 100 내지 약 148 g/mm2, 바람직하게는 약 110 내지 약 145g/mm2, 바람직하게는 약 120 내지 약 140g/mm2의 압력하에서 쪼개진다. 바람직하게는, 상기 잎은 깊고 비-중첩하는 잎 열편을 특징으로 한다. 바람직하게는, 상기 식물은 성숙시에 심하게 분지화된 덩굴을 추가로 포함한다. 바람직하게는, 상기 열매의 중량은 약 2 내지 약 7 lbs 이다.
상기 식물의 화분, 배주, 열매, 씨.
생식적으로 또는 영양적으로 수득된, 위에 제시된 특징을 보유하는 상기 식물의 자손.
본 발명은 다음을 추가로 제공한다:
a) 수박 식물을 수탁번호 PTA-4856으로 기탁된 NO1F3203B의 식물과 교배하고, b) 자손 식물을 수득하고, c) 본 발명의 화분제공원의 특징, 바람직하게는 작은 잎 및 취약한 열매, 바람직하게는 상기한 특징에 대해 상기 자손을 선별하는 단계를 포함하는 방법에 의해 수득가능한 수박 식물. 바람직한 태양에서, 상기 식물은 심하게 분지화된 레이스 덩굴, 바람직하게는 작은 열매에 대해 선별된다. 바람직한 태양에서, 상기 방법은 상기 자손을 그 자체와, 또는 NO1F3203B의 식물 또는 또 다른 증강된 화분제공원과 교배하고, 증강된 화분제공원의 상기 특징에 대해 선별함을 포함한다. 당해 방법은 바람직하게는 증강된 화분제공원의 특성을 고정시키는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명은 다음을 추가로 제공한다:
a) 삼배체 수박 식물을 대략적으로 균등한 간격으로 배치된 이랑의 밭에 심고, b) 대략적으로 균등한 간격으로 배치된 삼배체 수박 식물의 상기 이랑 내에, 2번째, 3번째, 4번째, 5번째, 6번째, 7번째, 8번째, 9번째 또는 10번째의 삼배체 식물 뒤마다, 이배체 화분제공원 수박 식물을 간작하고, c) 상기 삼배체의 씨없는 수박 열매를 수확하는 단계를 포함하여, 삼배체의 씨없는 수박 열매를 생산하는 방법. 바람직하게는, 상기 이배체 화분제공원 수박 식물은 상기된 바와 같은 수박 식물이다.
본 발명은 다음을 추가로 제공한다:
a) 삼배체 수박 식물을 밭 이랑에 심고, b) 이배체 식물을 삼배체 식물의 이랑 폭의 약 1/3 또는 1/2에 해당하는 이랑에 심는 단계를 포함하여, 삼배체의 씨없는 수박 열매를 생산하는 방법. 바람직하게는, 이배체 수박 식물의 이랑의 폭은 삼배체 이랑 폭의 약 1/2 또는 2/3이다. 바람직하게는, 상기 방법은 2개의 삼배체 이랑 뒤마다, 3개의 삼배체 이랑 뒤마다, 또는 4개의 삼배체 이랑 뒤마다 이배체 식물을 이랑에 심는 단계를 추가로 포함한다. 바람직하게는, 상기 이배체 화분제공원 수박 식물은 상기된 수박 식물이다.
본 발명은 다음을 추가로 제공한다:
a) 삼배체 수박 식물을 수분시키기 위한, i) 열매 하중의 감소, ii) 잎 크기의 감소, 및 iii) 개화 기간의 증가를 특징으로 하는 화분제공원 수박 식물을 수득하는 단계;
b) 삼배체 수박 식물의 밭에 화분제공원 수박 식물을 심는 단계;
c) 상기 삼배체 수박을 수확하는 단계를 포함하여, 삼배체 수박 식물의 수확량을 증가시키는 방법.
바람직하게는, 상기 화분제공원 수박 식물은 1 화분제공원 수박 식물 대 2 삼배체 수박 식물 보다 적거나 대략 같은 비율이다. 바람직하게는, 상기 화분제공원 수박 식물은 1 화분제공원 수박 식물 대 4 삼배체 수박 식물 보다 적거나 대략같은 비율이다.
본 발명은 추가로 다음을 제공한다:
a) 작은 잎을 가진 제1 수박 식물을 취약한 껍질을 가진 열매를 생산하는 제2 수박 식물과 교배하고, b) 작은 잎을 갖고 취약한 껍질을 갖는 열매를 생산하는 이배체 화분제공원 수박 식물을 선별함을 포함하여, 이배체 화분제공원 수박 식물을 생산하는 방법. 바람직하게는, 이배체 화분제공원 수박은 추가로, 성숙시에, 심하게 분지화된 덩굴을 포함한다. 바람직하게는, 상기 제1 수박 식물 잎의 표면적은 약 20 내지 약 70cm2, 바람직하게는 약 22.5 내지 약 50cm2, 바람직하게는 약 25 내지 약 40cm2이다. 바람직하게는, 상기 제2 수박 식물의 열매는 약 90 내지 약 150g/mm2, 바람직하게는 약 100 내지 약 148g/mm2, 바람직하게는 약 110 내지 약 145g/mm2, 바람직하게는 약 120 내지 약 140g/mm2의 압력하에서 쪼개진다. 바람직하게는, 상기 열매의 중량은 약 2 내지 약 7 lbs 이다.
상기 방법에 의해 수득된 삼배체 식물을 수분시키기 위한 이배체 수박 식물.
본 발명은 다음을 추가로 제공한다:
화분제공원 수박 식물의 열매의 취약성을 증가시킴으로써 이배체 화분제공원 수박 식물을 발육시키는 단계를 포함하여, 이배체 화분제공원 수박 식물을 생산하는 방법.
본 발명은 수박 육종 분야, 특히 씨없는 수박 열매의 상업적 생산을 위해 삼배체 수박 식물을 수분시키는데 사용된 이배체 수박에 관한 것이며, 삼배체 수박 열매의 새로운 생산 방법을 포함한다.
씨없는 수박의 개발
삼배체 수박은 사배체(4X) 자성 모계열과 이배체(2X) 웅성 모계열를 교배시켜 생산한다. 생산된 삼배체(3X) 수박 씨를 이배체 수박 화분제공원과 함께 밭에 심는다. 생산된 삼배체 수박의 열매는 씨가 없다.
사배체 자성 수박 계열을 생산하기 위하여, 비정상적 수의 염색체가 수득되도록 이배체 근교계의 유사분열을 변경시키는 화학물질을 사용하는 것이 당업계에 공지되어 있다. 예를 들면, 콜히친은 이배체 세포의 유사분열시의 방추체 섬유를 변경시켜 다수의 사배체 세포를 만드는 화학물질이다. 사배체를 제조하는데 사용된 이배체 계열은 사배체 계열에 요구되는 특성을 기준으로 하여 선택된다. 따라서, 사배체 계열에 요구되는 특성은, 먼저 당업자에게 익히 공지된 육종 방법에 의해, 사배체 계열을 개발하는데 사용될 이배체 근교계 속에 침투될 수 있다. 따라서, 이배체 및 사배체 모계열은 목적하는 특성을 위해 별도로 육종된다.
콜히친 처리 세대 후, 4X 상태를 "고정"시키기 위하여는 통상적으로 2 세대 이상의 자가-수분 및 선별을 요구하는데, 이는 종자 가임성에 영향을 주는 염색체 이상이 종종 일어나며, 제거되어야 하기 때문이다. 목적하는 특징을 함유하는 안정한 사배체가 일단 입증되면, 이는 사배체 잡종을 생산하기 위한 안정한 자성 모본으로서 사용될 수 있다. 안정한 이배체 근계는 웅성 모본으로서 사용하기 위해선별된다. 사배체 식물을 개발하는 방법은 문헌[Kihara, H. , 1951, Triploid Watermelons,Proceedingsof Americacfz Society for Horticultural Science58: 217-230; and Eigsti, O. J. , 1971, Seedless Triploids, HortScience 6, pgs. 1-2]에 기술되어 있다.
사배체 자성 모계열 및 이배체 웅성 모계열을 종자 생산 밭에 심는다. 이배체 자성 모본의 화분을 당업자에 익히 공지된 방법에 의해 자성 사배체 꽃에 전달한다. 생산된 삼배체 씨는 생성된 열매속에 존재하며, 이를 심어 삼배체 식물을 생산한다. 수박의 육종은 문헌[Mark Bassett (Editor), 1986, Breeding Vegetable Crops, AVI Publishing, ISBN 0-87055-499-9]에 추가로 기술되어 있다.
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 Science58 : 217-230]. 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.
이배체 화분제공원 수박으로 부터의 적당한 활성 화분 공급은 일정한 씨없는 열매를 맺게하고 발육시키기 위해 삼배체 암꽃에 필수적이다. 삼배체 수박의 암꽃이 이배체 수박의 활성 화분에 의해 수분되지 않으면, 삼배체 수박의 암꽃은 결실을 맺지 않을 것이다[참조 문헌: Maynard, D.N. (editor), 2001,Watermelons: Characteristics, Production and Marketing, ASHS Press, ISBN0-9707546-1-2]. 삼배체 식물의 밭에서 재배한 이배체 수박은 "화분제공원"으로서 지칭된다. 통례의 상업적 삼배체 수박 생산 밭에서, 삼배체 수박 및 이배체 화분제공원을 약 1 이배체 대 2 또는 3 삼배체의 비율로 이랑 내에 또는 이랑 사이에서 간작한다. 연구에 의하면 비록 1:4 비율이 허용될 수 있으나, 이는 상업용 구역에서는 거의 사용되지 않는다[참조 문헌: NeSmith, D.S., Duval, J. R.Fruit Set of Triploid Watermelons as aFunction of Distansce froma Diplod Pollenizer, HortScience 36(1): 60-61,2001].
증강된 화분제공원 이배체 수박의 개발
본 발명에 따르면, 심하게 분지화된 레이스 덩굴, 조기에 많이 피는 숫꽃, 및 깊고 비-중첩하는 잎 열편을 가진 작은 잎을 특징으로 하는 수박(OW824)이 선택된다. 이 경우에서, OW824의 열매는 비교적 크고, 껍질 및 과육은 매우 단단하고, 씨 크기가 매우 크고, 과육은 백색이다. OW824는, 일반적으로 XinJiang 식용 종자 수박으로서 지칭되는 시중에서 구입가능한 식용 종자 수박 품종이다.
본 발명에 따르면, 또한 잡종 수박(OW823)은 쉽게 쪼개지는 취약한 껍질을 가진 이의 작은 열매에 대해 선별된다. OW823은 또한 중간-크기의 씨와 황색 과육이라는 특징을 포함하고 비교적 큰 잎을 가진다. OW823은 시판되는 품종인, TinyOrchid[판매원: 대만 소재의 Known-You Seeds, Ltd]이다.
OW824 X OW823의 교배에 의해, 아래에서 보다 상세히 기술되는 본 발명의 증강된 화분제공원 이배체 수박의 특징을 갖는 자손이 생성되었다.
OW824 X OW823의 최초의 교배는 캘리포니아에서 2000년 여름에 수행되었다. F1세대는 200년 가을에 온실에서 재배되었다. F2집단은 2001년 봄에 플로리다에서 재배되고, 2001년 여름 캘리포니아에서 재배되었다. 증강된 화분제공원에 요구되는 제반 특성을 가진 개체가 상기 두 곳 모두에서 재배된 F2집단에서 성공적으로 동정되었으며 자가-수분되었다. 총 7회의 선별작업이 수행되었다. 7개의 F3계열이 추가 선별 및 평가를 위하여 2001년 가을에 플로리다의 밭 및 캘리포니아의 온실에서 재배되었다. 본 발명의 육종 목적을 최상으로 충족시켜주는 3개의 F3계열이 동정되었으며 F4세대에 이용되었다. 이들은 증강된 화분제공원에 의해 요구된 제반 특성을 가진다. 현재 SP1으로 불리는 한가지 계열, NO1F3203B은 요구된 모든 특성이 고정된다. NO1F3203B은 본 발명의 증강된 화분제공원의 특성의 실례가 되는 특성을 지닌다. 유사한 특성을 지닌 기타 증강된 화분제공원 계열로는, 예를 들면 SP1 보다 약간 더 큰 잎을 가진 SP2, 및 SP1 보다 약간 더 큰 열매를 가지며 열매 껍질 색상이 상이한 SP3가 있다.
잎: 증강된 화분제공원의 잎은 통상적으로 사용되는 화분제공원, 예를 들면 SangriaTM품종의 잎 보다 현저히 작고 수는 더 많다. 증강된 화분제공원의 잎은바람직하게는 약 20 내지 약 70cm2, 바람직하게는 약 22.5 내지 약 50 cm2, 바람직하게는 약 25 내지 약 40cm2의 표면적을 가진다. 또 다른 바람직한 태양에서, 증강된 화분제공원의 잎의 평균 표면적은 약 25 내지 약 40cm2, 바람직하게는 약 27.5 내지 약 37.5cm2, 바람직하게는 약 30 내지 약 35cm2이다. 증강된 화분제공원의 잎은 바람직하게는 깊고, 비-중첩하는 잎 열편을 가진다.
경작자에게 선호되는 화분제공원인, 증강된 화분제공원 N01F3203B 및 SangriaTM은 비교 목적으로 표 1에 제시되어 있다. N01F3203B 및 SangriaTM둘 모두의 잎은 2001년 8월 20일에 파종하여 2001년 11월 8일에 수확한 성숙한 식물로 부터 얻어졌다.
본 발명의 증강된 화분제공원 잎의 표면적은, 전형적인 이배체 화분제공원 SangriaTM식물의 표면적 보다 약 5 내지 12배 작다.
명백히, 다양한 환경적 및 물리적 힘으로 인해, 증강된 화분제공원 집단의 몇몇 잎들은 약간의 중첩 열편을 가질 수 있으나, 중첩 열편이 이의 특징은 아니다. 대조적으로, SangriaTM잎은 서로 늘 중첩하는 잎 열편을 갖는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 작고, 깊은 열편의 비-중첩 잎은 인접한 삼배체 수박 식물에 보다 많은 햇볕이 들 수 있도록 한다.
분지화: 본 발명의 증강된 화분제공원은 바람직하게는 심하게 분지화("레이스 덩굴" 또는 "개방 덩굴"로서 지칭되기도 함)되어, SangriaTM품종 (평균 13개) 보다도 훨씬 많은 가지(평균 25.9)를 갖는다. 레이스 덩굴 특징 덕택에, 증강된 화분제공원은 통상의 이배체 화분제공원 보다도 숫꽃에 더 많이 접근할 수 있고, 이에 따라 벌에 대한 상기 꽃의 노출이 증가된다. 또한, 개방 또는 레이스 덩굴 덕택에 삼배체 식물 사이에 증강된 화분제공원을 간작할 수 있으므로, 이에 따라 삼배체 집단이 더 많아지고 씨없는 열매의 생산이 늘어날 수 있다.
열매: 증강된 화분제공원의 열매 껍질은 매우 취약하고 쉽게 부서진다. 자연적인 성숙으로 인해, 또는 씨없는 삼배체 수박의 수확 도중 (예를 들면, 도보 통행으로 인해) 열매의 부서짐 또는 쪼개짐에 의해, 취약한 열매 껍질이 쉽게 찢어진다. 열매의 쪼개짐은, 장기간 동안 개화를 지속하도록 식물을 유도하는 이의 재생 과정이 완료되지 않았음을 식물에게 신호를 보내는 것이다. 취약성은 유전자 e(자를때 부서지는, 파열 껍질 및 얇고 부드러운 껍질)에 의해 부여된다[참조 문헌: Rhodes & Dane, 1999,Gene List for Watermelon, Cucurbit Genetics CooperativeReport 22: 71-77]. 경도측정기로 측정하는 경우, NO1F3203B는 약 7 내지 11 lbs/in2에서 부서진 반면, 통상적인 수박, 예를 들면 SangriaTM은 약 21 내지 27 lbs/in2에서 부서진다. 시험장치 FT02[제조원: Wagner Instruments, Greenwich]을 사용하는 경우, 증강된 화분제공원의 열매인 CT 06836은 바람직하게는 약 90 내지 약 150g/mm2, 바람직하게는 약 100 내지 약 148g/mm2, 바람직하게는 약 110 내지 약 145g/mm2, 바람직하게는 약 120 내지 약 140g/mm2의 압력하에서 부서진다. 비교로써, SangriaTM의 열매는 약 300g/mm2의 압력하에서 부서진다.
바람직하게는, 증강된 화분제공원의 열매 크기는 약 5 내지 약 7 인치의 길이 x 약 6 내지 약 8 인치의 폭 이다. 바람직하게는, 당해 증강된 화분제공원의 열매의 크기는 약 6 인치 길이 x 약 7 인치 폭인 반면에, 전형적인 화분제공원은 약 10 인치 길이 x 20 인치 폭이다. 식물의 하중을 감소시키기 위하여, 작은 열매 크기 및 열매의 취약성이 선택되었으며, 이에 따라 식물 성장 및 꽃 생성의 기간이 연장되었다. 작은 열매 크기의 또 다른 이점은 경작자가 씨없는 열매와 씨있는 열매를 쉽게 구분할 수 있도록 한다는 점이며, 이는 현재 사용되는 화분제공원을 가지고는 종종 곤란하였는데, 이는 씨없는 삼배체 식물에 대한 전반적인 유사성을 토대로 선별되기 때문이다. 증강된 화분제공원의 열매의 중량은 약 2 내지 약 7 lbs, 바람직하게는 약 2 내지 약 6 lbs, 바람직하게는 약 2 내지 약 5 lbs 이다. 증강된 화분제공원의 평균 중량은 바람직하게는 약 3.2 lbs 이다.
증강된 화분제공원의 껍질 색상은 바람직하게는 매우 얇은 진녹색 줄이 있는 담녹색이다. 본 발명의 증강된 화분제공원의 열매는 시판되는 씨없는 수박 품종의 대부분(약 99%)의 열매로 부터 구분될 수 있다.
개화: 증강된 화분제공원, 예를 들면 NO1F3203B의 식물은 또한 현재 씨없는 수박의 생산에 사용되는 이배체 화분제공원 식물 보다도 약 7 내지 10일 일찍 개화하여, 표준 이배체 화분제공원 식물 보다 2 내지 3주 더 길게, 씨없는 수박의 열매 수확 동안 개화가 지속된다. 따라서, 본 발명의 화분제공원 식물은 현재 사용되는 화분제공원 보다도 약 3 내지 5 주 더 오랫 동안 개화한다.
기타 특성: 증강된 화분제공원, 예를 들면 NO1F3203B는 상기한 제반 특성의 공여체로서, 또는 또 다른 증강된 화분제공원 계열을 개발하기 위한 반복친(recurrent parent)으로서 사용될 수 있다. 본 발명에 따르면, 증강된 화분제공원 수박은 추가된 질병 내성[예: 푸사리움 윌트(Fusarium wilt), 탄저병, 구미 줄기 마름병(Gummy Stem Blight), 흰가루병(Powdery Mildew), 및 세균 열매 오반병(Bacterial Fruit Blotch], 곤충 내성[예: 오이 벌레(cucumber beetle), 진딧물, 흰파리 및 진드기), 내염성, 내냉성 및/또는 제조체 내성을 함유한다. 이들 특성은 통상적 역교배 방법, 계통 육종 방법 또는 유전자 형질전환법을 사용하여 현존 계열에 첨가할 수 있다. 통상적 수박 육종 방법은 여러 참조 도서[예; Maynard, D.N. (editor), 2001, WATERMELONS Characteristics, Production and Marketing, ASHS Press; Mohr, H.C., Watermelon Breeding, in Mark J. Bassett (editor), 1986, Breeding Vegetable Crops, AVI Publishing Company, Inc.]에 교시되어 있다. 유전자 형질전환의 일반적 방법은 공개된 참조 문헌[예: Glich et al., (Eds), 1993, Methods in Plant Molecular Biology & Biotechnology, CRC Press]로 부터 학습할 수 있으며, 수박에 대하여 보다 구체적으로는 문헌[W002/14523]에 기술되어 있다.
증강된 이배체 화분제공원의 형태: 일단 증강된 화분제공원이 개발되면, 여러 형의 증강된 화분제공원이 씨없는 수박의 상업적 생산에 사용될 수 있다. 구체적으로, 증강된 화분제공원 품종의 이들 형태는 다음을 포함한다:
증강된 화분제공원의 형태: (1) 방임 수분 품종: 증강된 화분제공원의 안정한, 증강된 계열은 다른 수박 품종으로 부터 2,000m 이상 격리된 밭에서 재배한다. 수분은 노지에서 벌에 의해 수행된다. 열매와 씨가 완전히 발육된 때, 채종 밭으로 부터 씨를 수확한다. 씨를 건조시키고 일정한 수박 씨 취급 공정에 따라 가공한다. (2) 합성 품종: 상이한 증강된 화분제공원 계열의 씨를 격리된 밭에서 개별적으로 생산한다. 벌 수분이 각 격리된 밭에서 사용된다. 상이한 증강된 화분제공원의 씨를 별도로 수확하고 가공한다. 여러 증강된 화분제공원 계열을 다양한 비율로 혼합하여 합성 품종을 만든다. 합성 품종은 삼배체 수박에 대하여 보다 넓은 화분제공원 집단을 제공할 수 있다. (3) 방임 수분 교잡 품종: 2개 또는 수개의 증강된 화분제공원 계열을 동일한 채종 밭에 심고, 벌로 수분시킨다. 따라서, 수확된 씨는 잡종 및 근계 종자를 함유한다. (4) 교잡 품종: 두 개의 증강된 화분제공원 계열, 웅성 및 자성 모본을 동일한 밭에 심는다. 인공 수분을 수행한다. 자성 모계열로 부터의 씨만을 수확하고, 화분제공원으로서 사용하려는 상업적 재배자에게 판매한다. 실시예 7의 표 3은 근계 및 교잡 증강된 화분제공원의 다양한 조합을 사용하여 수득된 결과를 보여준다.
씨없는 수박 생산 방법: NAFTA에서 현재 씨없는 수박의 상업적 재배자의 대부분은 올스위트(Allsweet) 줄무늬 패턴(폭이 넓은 녹색 줄무늬를 가진 담녹색 껍질)을 가진 기다란 이배체 품종을 화분제공원으로서 사용한다. SangriaTM으로서 지칭되는 변종이 가장 바람직한 올스위트-유형의 화분제공원이며, 판매원[Syngenta Seeds, Inc. Boise Idaho]에서 시판되고 있다. 통상적으로, 당해 화분제공원은 이랑 사이에서 또는 이랑 내에서 삼배체 화분제공원과 간작된다. 이배체 화분제공원을 심는 현재의 방법은, 삼배체 수박 식물에 이용될 수 있는 밭 면적과 동일한 밭 면적이 식물당 이용될 수 있도록 이배체 식물을 삼배체 식물과 거리를 두로 심는 방법을 포함한다. 예를 들면, 현재의 수박 재배자는, 이랑 내의 모든 인접한 식물 사이의 거리가 대략적으로 등거리에 있도록, 이랑 내에 이배체를 간작한다.
달리, 이배체 화분제공원 식물은 삼배체 수박 식물의 이랑 사이의 별개의 이랑에 심는다. 이러한 밭에서 이배체 및 삼배체 식물은 모두 서로 대략 등거리에 있는 이랑에 심어진다. 환언하면, 씨없는 수박을 생산하는 현재의 방법하에서, 모든 이배체 및 삼배체 이랑의 폭은 동일하다.
본 발명의 방법은, 삼배체 이랑 보다 좁은 이랑에 증강된 화분제공원 수박 식물을 심음으로써, 삼배체 씨없는 수박의 생산을 위한 밭 면적을 절감하는 방법을 포함한다.
아래의 표 2는 본 발명에 따른 바람직한 간작(우측 칼럼)을 포함하여, 수박 화분제공원에 대한 상이한 심는 방법을 보여준다.
아래의 실시예는 본 발명을 설명하기 위하여 제공된 것이며, 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.
실시예 1
삼배체 수박 식물을 7피트 떨어진 평행한 이랑에, 각 이랑 내에서 3피트 거리를 두고 심는다. 그러나, 증강된 이배체 수박 식물을 2번째와 3번째 삼배체 이랑 사이에 마다 좁은 이랑의 3.5' 폭(삼배체 이랑의 1/2 폭)에 심는다. 예를 들면 이랑 A 및 B는 두개의 연속하는 삼배체 이랑이며, 각 이랑의 폭은 7 피트이다. 이랑 C는 폭이 3.5피트인 이배체 이랑이다. 다음의 이랑 D 및 E는 둘 모두 7피트 폭의 삼배체 이랑이고, 그 다음의 이랑 F는 3.5피트 폭의 이배체 식물 이랑이다. 이러한 패턴은 밭의 폭에 걸쳐서 반복된다. 본 발명에 따르면 이배체 이랑은 좁기 때문에, 이랑 B와 D 사이의 거리는, 통상적인 14피트가 아닌, 10.5피트이다. 매 2 삼배체 이랑에 대해 1 화분제공원 이랑의 비(1:2)를 사용하는 경우에, 밭의 33.3%가 통상적으로 화분제공원 식물을 위해 사용될 것이다. 본 발명의 방법에 따라 화분제공원 이랑의 폭을 1/2로 줄이면, 추가적 삼배체 식물을 심기 위한 공간이 33.3%/2 또는 약 17% 늘어날 것이다.
실시예 2
삼배체 수박 식물을 다시 7피트 떨어진 평행한 이랑에, 각 이랑 내에서 3피트 거리를 두고 심는다. 실시예 1에서 처럼, 증강된 이배체 수박 식물을 좁은 이랑의 3.5' 폭에 심지만, 3번째와 4번째 삼배체 이랑 사이 마다 심는다. 예를 들면, 이랑 A, B 및 C는 3개의 연속하는 삼배체 이랑이며, 각 이랑의 폭은 7 피트이다. 다음의 이랑 D는 폭이 3.5피트인 이배체 이랑이다. 다음의 이랑 E, F 및 G는 모두 폭이 7피트인 3개의 삼배체 이랑이고, 그 다음은 증강된 화분제공원 식물의 3.5피트 폭의 이랑이다. 이러한 패턴은 밭의 폭에 걸쳐서 반복된다. 본 발명에따르면 이배체 이랑은 좁기 때문에, 이랑 B와 D 사이의 거리는, 통상적인 14피트가 아닌, 10.5피트이다. 매 3 삼배체 이랑에 대해 1 화분제공원 이랑의 비(1:3)를 사용하는 경우에, 밭의 25%가 통상적으로 화분제공원 식물을 위해 사용될 것이다. 본 발명의 방법에 따라 화분제공원 이랑의 폭을 1/2로 줄이면, 추가적 삼배체 식물을 심기 위한 공간이 25%/2 또는 약 12% 늘어날 것이다.
실시예 3
삼배체 수박 식물을 8피트 떨어진 평행한 이랑에, 각 이랑 내에서 3피트 거리를 두고 심는다. 증강된 이배체 수박 식물을 2번째와 3번째 삼배체 이랑 사이에 마다 좁은 이랑의 4.0피트 폭(삼배체 이랑의 1/2 폭)에 심는다. 예를 들면 이랑 A 및 B는 두개의 연속하는 삼배체 이랑이며, 각 이랑의 폭은 8 피트이다. 이랑 C는 폭이 4.0피트인 이배체 이랑이다. 다음의 이랑 D 및 E는 둘 모두 8피트 폭의 삼배체 이랑이고, 그 다음의 이랑 F는 4.0피트 폭의 이배체 식물 이랑이다. 이러한 패턴은 밭의 폭에 걸쳐서 반복된다. 본 발명에 따르면 이배체 이랑은 좁기 때문에, 이랑 B와 D 사이의 거리는, 통상적인 16피트가 아닌, 12피트이다. 매 2 삼배체 이랑에 대해 1 화분제공원 이랑의 비(1:2)를 사용하는 경우에, 밭의 33.3%가 통상적으로 화분제공원 식물을 위해 사용될 것이다. 본 발명의 방법에 따라 화분제공원 이랑의 폭을 1/2로 줄이면, 추가적 삼배체 식물을 심기 위한 공간이 33.3%/2 또는 약 17% 늘어날 것이다.
실시예 4
상기 3개의 실시예를 원용하면서, 삼배체 식물을 8피트 떨어진 이랑에 심고 이배체 대 삼배체의 비가 1:3인 경우에, 화분제공원 이랑 폭이 1/2로 줄면, 추가로 심는 공간이 12% 늘어날 것이라는 것이 명백하다.
실시예 5
화분제공원 이랑 폭을 삼배체 이랑 폭의 약 1/3로 줄이는 것도 또한 본 발명의 범위에 속한다. 따라서, 본 발명에 따르면, 임의의 이랑 폭에서, 이배체 이랑 대 삼배체 이랑의 비가
(a) 1:2인 경우에, 추가적 삼배체 식물을 위한 밭 면적의 절감은 (33% x2/3) 또는 22%이고;
(b) 1:3인 경우에, 추가적 삼배체 식물을 위한 밭 면적의 절감은 (25% x2/3) 또는 16.5%이고;
(c) 1:4인 경우에, 추가적 삼배체 식물을 위한 밭 면적의 절감은 (20% x2/3) 또는 13%이다.
화분제공원 이랑 폭을 삼배체 이랑 폭의 약 2/3로 줄이는 것도 또한 본 발명의 범위에 속한다.
실시예 6
삼배체 식물의 이랑 내에서 이배체 식물을 간작하는 것도 본 발명의 범위에속한다. 본 발명에 따르면, 삼배체 식물을 먼저 일정한 간격의 이랑에 기계로 또는 손으로 심는다. 각 이랑 내에 삼배체 식물을 예를 들면 3피트 거리를 두고 심는다. 삼배체 식물을 상기한 바와 같이 밭에 심은 후에, 본 발명의 이배체 화분제공원 수박 식물을 각 이랑내에서 삼배체 식물사이의 대략 중간쯤에 손으로 간작한다. 따라서, 이 경우에, 이배체 식물을 이랑내의 인접한 삼배체 식물로 부터 약 1.5피트 거리를 두고 심는다. 본 발명의 증강된 화분제공원의 특징으로 인해, 이배체 식물을 각 이랑 내에서 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10 연속 삼배체 식물 뒤마다 간작할 수 있다. 이랑내에서 2(1:2) 또는 3(1:3) 삼배체 식물 뒤마다 이배체 식물을 심는 것이 현재 당업계에서 선호된다. 1:4 비도 보고되었지만, 삼배체 식물의 부적절한 수분작용으로 인해 상업용 밭에서는 통상적으로 사용되지 않는다. 이배체 식물을 별개의 이랑에서 또는 동일 이랑내에서 (a) 1:2, (b) 1:3, (c) 1:4의 비(이배체:삼배체)로 심는 현재의 두가지 방법과 비교할 때, 본 실시예하에서 절감된 밭 면적은 (a)의 경우 33.3%, (b)의 경우 25%, (c)의 경우 20% 이다.
본 발명의 증강된 화분제공원 및 방법은 삼배체 식물을 함유하는 이랑 보다도 좁은 이랑에 증강된 화분제공원 수박을 심는 것을 포함한다. 좁은 이배체 이랑으로 인해 이배체 식물이 삼배체 식물 이랑속으로 성장하는 것이 조장될지라도, 증강된 화분제공원 수박의 신규한 특징 덕택에 밭에서 삼배체 식물을 충분히 수분시킬 수 있는 이의 능력을 유지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 증강된 화분제공원 수박 및 방법은 밭에서 씨없는 수박의 수확량을 증가시킨다.
실시예 7
본 실험을 위하여 분할-구획(split-plot) 디자인을 사용하여, 상업용 대조물 Sangria 2:1 및 Sangria 3:1에 대한 3개의 동계교배된 증강된 화분제공원 및 3개의 교잡 증강된 화분제공원을 시험한다. 6개의 증강된 화분제공원을 모두 일정한 간격(80" x 24")으로 배치된 삼배체 식물사이에 3:1의 비로 삽입한다. Sangria 2:1 비의 경우에, 3번째 공간은 모두 Sangria 식물이다. Sangria 3:1 비의 경우에, 4번째 공간은 모두 Sangria 식물이다. 혼합된 증강된 화분제공원을 사용하는 이 시험에서 5:1 비도 또한 포함된다. 이러한 처리에서, 증강된 화분제공원 식물을 5번째와 6번째의 일정한 간격으로 배치된 삼배체 식물 사이에 삽입한다. 따라서, 이 실험에는 총 9개의 주요 구획 및 9개의 주 처리/화분매개체가 존재한다. 9개의 주요 구획은 칸탈루프 멜론 식물에 의해 분리된다. 3개의 상이한 삼배체 및 소-구획을 2회 반복하여 사용하여 상이한 화분매개체(pollinator)를 시험한다(표 3 참조). 식물은 잎이 다소 손상된 점을 제외하고는 잘 성장한다. 이러한 손상으로 인해 Palomar 및 Tri-X-313의 열매의 크기가 작아진다. 약 2개월 후에 당해 시험을 평가한다. 각 소-구획에서 삼배체 열매의 수를 계수한다. 각 소-구획에서 처음 15개 열매를 비-선택적으로 수확하고 중량을 측정한다. 또한, 10개의 열매를 각 화분매개체로 부터 수확하고 껍질의 경도를 측정한다. S-Plus 6.1을 사용하여 데이터를 분석한다. 증강된 화분제공원 품종을 또한 열매 크기 및 기타 열매 특징에 대해 평가한다.
표 3에 제시된 바와 같이, 사용된 모든 화분제공원에 대하여 식물 당 매우유사한 열매가 수득된다. 상기 실험에서 Sangria가 화분매개체로서 2:1의 비로 사용되는 경우에 작은 삼배체 씨없는 멜론이 생산된다. 이는 공간, 물 및 영양분에 대해 삼배체 식물과 Sangria의 강한 경쟁으로 인한 것일 수 있다. 증강된 화분제공원이 화분제공원으로서 사용되는 경우에, 에이커 당 25% (3:1에 비해) 내지 33% (표준 2:1 비에 비해) 더 많은 양의 씨없는 멜론이 생산된다.
본 발명의 증강된 화분제공원 품종의 껍질은, 열매 경도 시험장치[Fruit Firmness Tester FT02 of Wagner Instruments, Greenwich, CT 06836]를 사용하여 껍질을 뚫는데 사용된 힘에 의해 나타낸 바에 의하면, 이배체 화분제공원 Sangria에 비해 훨씬 덜 견고하다. 당해 화분제공원이 이의 상업적 가치 때문에 수확되지 않으면, 이의 취약한 껍질로 인해 화분매개체 식물은 첫번째 수확 동안 또는 그 후 바로 파괴될 수 있다. 이는 화분제공원 식물의 하중을 덜어주고, 화분제공원 식물이 장기간 동안 개화할 수 있는 능력을 유지하는데 유용하다. 증강된 화분제공원의 취약한 껍질은 또한 다음 시즌에 잡초가 될 위험을 감소시키는데, 이는 당해 열매 및 식물의 잔해가 삼배체 열매의 수확 후 쉽게 파괴될 수 있기 때문이다.
증강된 화분제공원 식물은 이배체 Sangria 보다 약 7일 일찍 개화한다. 증강된 화분제공원 식물은 Sangria에 비해 2배 이상 많은 가지를 생성한다. 이 때문에 증강된 화분제공원 식물은 보다 많은 암꽃을 생성할 수 있으며, 이에 따라 필요한 화분제공원 식물의 수가 감소된다. 증강된 화분제공원 식물의 덩굴은 정상적인 이배체 식물 보다 훨씬 더 가늘다. 증강된 화분제공원의 잎 크기 및 잎-열편 크기는 Sangria의 것에 비해 훨씬 더 작다. 이러한 모든 것들로 인해 증강된 화분제공원이 정상적 이배체 수박에 비해 빛, 물 및 비료에 대해 훨씬 덜 경쟁적이된다.
증강된 화분제공원 식물은 삼배체 씨없는 열매의 수확 후 숫꽃을 생성한다. 이에 따라 제2의 열매가 맺을 가능성 및 한 번 심어 씨없는 열매를 여러 차례 수확할 가능성이 열린다. 숫꽃은, 정상적 수박에 비해, 특히 추운 날, 아침에 더 일찍 핀다.
실시예 8
8개의 삼배체 품종(표 4 참조)를 두 개의 80" 묘상에 24" 간격을 두고 이식한다. 이들 두 개의 묘상은 정형적인 잡종 평가 블럭의 중심에 위치한다. 이배체 잡종 묘상을 상기 두 개의 상기 시험 묘상의 각 측면에 배치시켜 수분작용 인자를 제거한다. 각 품종에 대해 약 90개 식물을 이식한다. 2일 후, 각 삼배체 구획을 2개의 소-구획으로 나누고, 본 발명의 증강된 화분제공원 SP1 식물을 8개의 삼배체 품종 각각에 대해 3:1의 비율로 2개의 소-구획중의 하나에 삽입한다. 이러한 패턴으로 심는 경우에 에이커당 3260개 삼배체 식물이 가능하다. 8개 삼배체 품종은 열매 형상, 크기 및 성숙도에서 상이하다. 약 10주 후, 각 소-구획으로 부터 처음에 30개의 열매를 비-선택적으로 수확하고, 디지털 저울을 사용하여 중량을 측정한다. 데이터를 S-Plus 6.1을 사용하여 분석한다.
표 4에 제시된 바와 같이, 열매 크기의 차이는 단지 삼배체 품종의 차이로 인한 것이다. 일정한 간격으로 배치된 삼배체 식물 사이에 3:1의 비율로 증강된 화분제공원 SP1을 삽입하여도, 삼배체 품종의 유형에 상관 없이, 삼배체 씨없는 열매의 열매 크기는 감소되지 않는다. 이러한 시험에서 사용된 삼배체 품종은 상업적 생산에 사용된 삼배체의 매우 광범위한 스펙트럼을 나타낸다. 이들은 열매 크기, 열매 형상, 및 성숙도에서 상이하다. 따라서, 본 발명의 증강된 화분제공원 식물을 일정한 간격으로 배치된 삼배체 식물사이에 삽입하여도, 삼배체 씨없는 멜론의 열매 크기는 감소되지 않는다. 따라서, 씨없는 열매 재배자는 그의 밭에 삼배체 식물을 조밀하게 심은 다음, 증강된 화분제공원 식물을 3:1 이하의 비율로 삽입할 수 있다. 이와같이 심는 패턴 및 비율 덕택에 재배자는 에이커 당 현저히 더 많은(25 내지 33%) 수확량의 씨없는 열매를 생산할 수 있다.
기탁
출원인은 증강된 수박 화분제공원 계열 NO1F3203B (현재 SP1로 호칭됨)의 2500개 이상의 종자를 미국 버지니아주 20110-2209 마나사스에 소재하는 아메리칸타입 컬쳐 컬렉션(ATCC)에 ATCC 수탁번호 PTA-4856호로 기탁하였다. 증강된 수박 화분제공원 계열 N01F3203B/SPl은 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 근계 등의 식물의 거대 집단으로 부터 선택된 개별 변이체와 같은 특정 변화 및 변형이 본 발명의 범위내에서 실행될 수 있음은 명백하며, 단지 첨부된 청구범위의 범위에 의해서만 제한된다. 따라서, 전술한 발명은 본원에서 다소 상세히 기술되었지만, 첨부된 청구범위에 의해서만 제한되면서 변화 및 변형이 실행될 수 있음은 명백할 것이다.
본원에 인용된 모든 참조 문헌은 이의 전문이 참조로써 본원에 인용된다.

Claims (38)

  1. 성숙시에, 표면적이 약 20 내지 약 70 cm2인 잎 및 약 90 내지 약 150g/mm2의 압력하에서 쪼개지는 결실 열매를 포함하는 수박 식물.
  2. 제1항에 있어서, 잎의 표면적이 약 22.5 내지 약 50 cm2인 수박.
  3. 제1항에 있어서, 잎의 표면적이 약 25 내지 약 40 cm2인 수박.
  4. 제1항에 있어서, 열매가 약 100 내지 약 148g/mm2의 압력하에서 쪼개지는 수박 식물.
  5. 제1항에 있어서, 열매가 약 110 내지 약 145g/mm2의 압력하에서 쪼개지는 수박 식물.
  6. 제1항에 있어서, 열매가 약 120 내지 약 140g/mm2의 압력하에서 쪼개지는 수박 식물.
  7. a) 수박 품종 SangriaTM에 비해 더 작은 잎 크기, 및
    b) 수박 품종 SangriaTM의 껍질 보다 더 취약한 열매의 껍질
    의 특징을 포함하는 이배체 수박 식물.
  8. 제7항에 있어서, 잎의 표면적이 약 20 내지 약 70 cm2인 수박 식물.
  9. 제7항에 있어서, 열매가 약 90 내지 약 150g/mm2의 압력하에서 쪼개지는 수박 식물.
  10. 성숙시에, 평균 표면적이 약 25 내지 약 40 cm2인 잎 및 약 90 내지 약 150g/mm2의 압력하에서 쪼개지는 결실 열매를 포함하는 수박 식물.
  11. 제10항에 있어서, 잎의 평균 표면적이 약 27.5 내지 약 37.5 cm2인 수박 식물.
  12. 제10항에 있어서, 잎의 평균 표면적이 약 30 내지 약 35 cm2인 수박 식물.
  13. a) 수박 식물을 수탁번호 PTA-4856으로 기탁된 NO1F3203B의 식물과 교배하고,
    b) 자손 식물을 수득하고,
    c) (i) 표면적이 약 20 내지 약 70 cm2인 잎, 및 (ii) 약 90 내지 약 150g/mm2의 압력하에서 쪼개지는 결실 열매의 특징에 대해 자손 식물을 선별하는 단계를 포함하는 방법에 의해 수득가능한 수박 식물.
  14. 제1항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서, 잎이 깊고 비-중첩하는 잎 열편인 것을 특징으로 하는 수박 식물.
  15. 제1항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서, 성숙시에 심하게 분지화된 덩굴을 추가로 포함하는 수박 식물.
  16. 제1항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서, 열매의 중량이 약 2 내지 약 7 lbs인 수박 식물.
  17. 제1항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 따른 식물의 화분.
  18. 제1항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 따른 식물의 배주.
  19. 제1항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 따른 식물의 열매.
  20. 제1항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 따른 식물의 씨.
  21. 생식적 또는 영양적 방법으로 수득된, 제1항에 기술된 특징을 보유하는 제1항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 따른 식물의 자손.
  22. a) 삼배체 수박 식물을 대략 균등한 간격으로 배치된 이랑의 밭에 심고,
    b) 대략 균등한 간격으로 배치된 삼배체 수박 식물의 상기 이랑 내에, 2번째, 3번째, 4번째, 5번째, 6번째, 7번째, 8번째, 9번째 또는 10번째의 삼배체 식물 뒤마다, 이배체 화분제공원(pollenizer) 수박 식물을 간작(interplanting)하고,
    c) 상기 삼배체의 씨없는 수박 열매를 수확하는 단계를 포함하여, 삼배체의 씨없는 수박 열매를 생산하는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 이배체 화분제공원 수박 식물이 제1항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 따른 수박 식물인 방법.
  24. a) 삼배체 수박 식물을 밭 이랑에 심고,
    b) 이배체 수박 식물을 삼배체 식물의 이랑 폭의 약 1/3 내지 1/2에 해당하는 이랑의 밭에 심는 단계를 포함하여, 삼배체의 씨없는 수박 열매를 생산하는 방법.
  25. 제24항에 있어서, 이배체 수박 식물의 이랑이 삼배체 식물 이랑 폭의 약 1/2 내지 2/3인, 삼배체의 씨없는 수박 열매를 생산하는 방법.
  26. 제24항에 있어서, 2개의 삼배체 식물 이랑 뒤마다, 3개의 삼배체 식물 이랑 뒤마다, 또는 4개의 삼배체 식물 이랑 뒤마다 이배체 수박 식물을 이랑에 심는 단계를 추가로 포함하여, 삼배체의 씨없는 수박 열매를 생산하는 방법.
  27. 제24항에 있어서, 이배체 화분제공원 수박 식물이 제1항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 따른 식물인 방법.
  28. a) 삼배체 수박 식물을 수분시키기 위한, i) 열매 하중의 감소, ii) 잎 크기의 감소, 및 iii) 개화 기간의 증가를 특징으로 하는 화분제공원 수박 식물을 수득하는 단계;
    b) 상기 화분제공원 수박 식물을 삼배체 수박 식물의 밭에 심는 단계; 및
    c) 상기 삼배체 수박을 수확하는 단계를 포함하여, 삼배체 수박 식물의 수확량을 증가시키는 방법.
  29. 제28항에 있어서, 화분제공원 수박 식물을, 1 화분제공원 수박 식물 대 2 삼배체 수박 식물 보다 적거나 대략 같은 비율로 심는, 삼배체 수박 식물의 수확량을 증가시키는 방법.
  30. 제28항에 있어서, 화분제공원 수박 식물을, 1 화분제공원 수박 식물 대 4 삼배체 수박 식물 보다 적거나 대략 같은 비율로 심는, 삼배체 수박 식물의 수확량을 증가시키는 방법.
  31. a) 작은 잎을 가진 제1 수박 식물을 취약한 껍질을 가진 열매를 생산하는 제2 수박 식물과 교배하고,
    b) 작은 잎을 가지며 취약한 껍질을 갖는 열매를 생산하는 이배체 화분제공원 수박 식물을 선별함을 포함하여, 이배체 화분제공원 수박 식물을 생산하는 방법.
  32. 제31항에 있어서, 제1 수박 식물 잎의 표면적이 약 20 내지 약 70cm2인 방법.
  33. 제31항에 있어서, 제2 수박 식물의 열매가 약 90 내지 약 150g/mm2의 압력하에서 쪼개지는 방법.
  34. 제31항에 있어서, 제1 수박 식물의 잎이 깊고 비-중첩하는 잎 열편을 갖는 방법.
  35. 제31항에 있어서, 성숙시에 심하게 분지화된 덩굴을 추가로 포함하는 방법.
  36. 제31항에 있어서, 열매의 중량이 약 2 내지 약 7 lbs인 수박 식물.
  37. 제31항 내지 제36항 중의 어느 한 항에 따른 방법에 의해 수득된 삼배체 식물을 수분시키기 위한 이배체 수박.
  38. 이배체 화분제공원 수박 식물의 열매의 취약함을 증가시킴으로써 이배체 화분제공원 수박 식물을 발육시키는 단계를 포함하여, 이배체 화분제공원 수박 식물을 생산하는 방법.
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