KR20090078830A

KR20090078830A - 증가된 리코펜 함량을 갖는 당근

Info

Publication number: KR20090078830A
Application number: KR1020097009951A
Authority: KR
Inventors: 로버트 브이. 맥스웰
Original assignee: 세미니스 베저터블 시즈 인코포레이티드
Priority date: 2006-10-18
Filing date: 2007-10-18
Publication date: 2009-07-20
Also published as: NZ575660A; BRPI0717485A2; AU2007310975A1; EP2394507A2; EP2394507A3; US20080098493A1; CL2007002998A1; CA2665016A1; US9173355B2; AR063496A1; JP2010506597A; US20160115493A1; AU2007310975B2; WO2008049071A3; EP2063701A2; WO2008049071A2

Abstract

본 발명은 증가된 수준의 리코펜을 함유하는 뿌리를 갖는 당근 계통, 뿐만 아니라 이러한 당근의 용기에 관한 것이다. 본 발명은 또한 증가된 뿌리 리코펜 함량을 갖는 당근 식물을 성장시킬 수 있는 종자를 비롯한, 증가된 리코펜 함량을 갖는 뿌리를 갖는 계통으로부터의 당근 식물의 부분에 관한 것이다. 본 발명은 또한 RN 71-4904C, RF 71-4911A, RF 71-4912A, RIF 71-4966C, RIF 71-4967B 또는 RIF 71-4968B라고 지칭되는 당근 계통의 종자 및 식물을 제공한다. 따라서, 본 발명은 당근 계통 RN 71-4904C, RF 71-4911A, RF 71-4912A, RIF 71-4966C, RIF 71-4967B 또는 RIF 71-4968B의 식물, 종자 및 조직 배양물, 및 당근 계통 RN 71-4904C, RF 71-4911A, RF 71-4912A, RIF 71-4966C, RIF 71-4967B 또는 RIF 71-4968B의 식물을 그 자체 또는 다른 당근 식물, 예컨대 다른 계통의 식물과 교배시킴으로써 생성되는 당근 식물의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 추가로 이러한 교배에 의해 생성되는 종자 및 식물에 관한 것이다. 본 발명은 추가로 당근 계통 RN 71-4904C, RF 71-4911A, RF 71-4912A, RIF 71-4966C, RIF 71-4967B 또는 RIF 71-4968B의 식물의 부분, 예를 들어 이러한 식물의 과실 및 배우자에 관한 것이다.

당근, 종자, 육종, 뿌리, 리코펜

Description

증가된 리코펜 함량을 갖는 당근 {CARROTS HAVING INCREASED LYCOPENE CONTENT}

본 출원은 2006년 10월 18일에 출원된 미국 가출원 제60/852,397호 및 2007년 3월 9일에 출원된 미국 가출원 제60/905,809호의 우선권을 주장하며, 상기 가출원들은 각각 구체적으로 본원에 참고로 도입된다.

본 발명은 식물 유전학 분야, 및 보다 구체적으로 증가된 리코펜 함량을 갖는 당근 식물의 개발에 관한 것이다.

산형과의 구성원인 당근 (다우쿠스 카로타 바르 사티부스(Daucus carota var sativus))은 가장 중요한 뿌리 작물 중 하나이고, 전세계 100,000 헥타르에 걸쳐 재배된다. 당근은 동물 사료에서 비타민 A (베타-카로틴)를 비롯한 다양한 비타민 및 미네랄, 뿐만 아니라 식이 섬유 함량의 우수한 공급원을 제공한다. 최근 반세기에 걸친 육종 노력은 경작된 당근 중 베타-카로틴 함량의 75％ 증가를 가져왔다. 최근, 다른 당근 색소, 예컨대 크산토필, 리코펜, 안토시아닌 및 다른 식물화학물질의 영양가에 대한 관심이 증가되었다. 최근 육종 노력에도 불구하고, 베타-카로틴 이외의 카로테노이드, 예컨대 리코펜의 증가된 수준을 갖는 당근의 개발에 대한 필요성이 여전히 존재한다.

일반적으로, 식물 육종의 목적은 단일 품종/잡종에서 다양한 바람직한 형질을 조합하는 것이다. 이러한 바람직한 형질로는 더 큰 수율, 곤충류 또는 해충류에 대한 내성, 열 및 가뭄에 대한 관용성, 더 우수한 재배 품질, 더 높은 영양가, 성장 속도 및 과실 특성을 들 수 있다.

육종 기술은 식물의 수분 방법을 이용한다. 두가지 일반적인 수분 방법이 있다: 하나의 꽃으로부터의 화분이 동일한 식물 또는 식물 품종의 동일한 또는 다른 꽃으로 이동되는 경우 식물은 자가-수분한다. 화분이 상이한 식물 품종의 꽃으로부터 유래되는 경우 식물은 교차-수분한다.

수세대에 걸쳐 유형을 위해 자가-수분되고 선택된 식물은 거의 모든 유전자좌에서 동형접합되고, 진정한 육종 자손의 균일한 집단, 동형접합 식물을 생성한다. 이러한 상이한 품종의 2개의 동형접합 식물 간의 교배는 많은 유전자좌에 대해 이형접합인 잡종 식물의 균일한 집단을 생성한다. 반대로, 많은 유전자좌에서 이형접합인 두 식물의 교배는 유전학적으로 상이하고 균일하지 않은 잡종 식물의 집단을 생성한다. 얻어진 비균일성은 성능을 예측불가능하게 만든다.

균일한 품종의 개발은 종종 동형접합 근교 식물의 개발, 이들 식물의 교배 및 교배의 평가를 포함한다. 혈통 육종 및 반복적 선택은 육종 집단으로부터 근교 식물을 개발하기 위해 사용되는 육종 방법의 예이다. 상기 육종 방법은 2종 이상의 식물 또는 다양한 다른 광범위-기재 공급원으로부터의 유전적 배경을 육종 풀로 합하고, 이로부터 원하는 표현형의 자식(selfing) 및 선택에 의해 새로운 계통이 개발된다. 새로운 계통은 시판될 가능성을 갖는가를 결정하기 위해 평가된다.

당근(다우쿠스 카로타(Daucus carota))은 가장 중요한 뿌리 작물 중 하나이고, 전세계 100,000 헥타르에 걸쳐 재배된다. 경작되는 두가지 주요 유형의 당근이 있다. 동양계/아시아계 당근은 자주색 뿌리 때문에 안토시아닌 당근이라고 종종 불리나, 몇몇은 황색 뿌리를 갖는다. 이는 전형적으로 회색-녹색을 제공하는 연모 잎을 갖고, 용이하게 추대한다. 이는 분지된 뿌리와 함께 약간 전열된 잎을 가지며, 일년생 식물이다. 서양계 또는 카로틴 당근은 전형적으로 주황색, 적색 또는 백색 뿌리를 갖는다. 이들 당근은 아마도 황색 동양계 당근, 백색 당근 및 지중해연안에서 재배하는 야생형 아종의 잡종 자손 중에서 선택에 의해 제1 군으로부터 유래된다. 잎은 비분지된 뿌리 및 밝은 녹색의 드문드문 털이 난 군엽과 함께 일반적으로 강하게 전열되고, 2년생이다.

2년생 당근은 오직 2년마다 개화하는 식물이다. 첫번째 해에, 상기 식물은 식용 뿌리 및 잎이 무성한 상단을 생성한다. 당근 식물이 다음해에 지면에 남아있고, 휴면 및 춘화처리 기간에 의해 조성되는 경우, 이는 개화하고 종자를 생성한다. 따라서, 당근의 자웅 번식은 다른 개화 식물과 같이 수행될 수 있다.

서양계 당근은 가장 대중적인 당근이며, 세가지 군으로 하위분류된다: 1) 더 빨리 성숙하는 짧은-뿌리있는 품종; 예컨대 암스테르담 포싱(Amsterdam Forcing), 티아나(Tiana), 얼리 프렌치 프레임(Early French Frame), 얼리 낭트(Early Nantes), 챔피온 스칼렛 혼(Champion Scarlet Horn); 2) 가장 흔한 유형의 상업적으로 재배된 당근이고, 모큠(Mokum), 플라키(Flakkee), 오텀 킹(Autumn King), 칸테나이 레드 코어드(Chantenay Red Cored), 로얄 칸테나이(Royal Chantenay)와 같은 품종을 포함하는 중간-뿌리있는 품종; 및 3) 긴-뿌리있는 품종, 예컨대 뉴 레드 인터미디에이트(New Red Intermediate) 및 세인트 발레리(Saint Valery).

당근은 신선한 시장 또는 가공된 산물로서 광범위하게 사용된다. 작물로서, 당근은 경제적으로 실행가능한 수율의 생성을 허용하는 환경 조건에서는 어디에서나 상업적으로 재배된다. 당근은 그의 영양가 및 저장성에 대해 높게 평가된다. 당근은 비타민 A (베타-카로틴)를 비롯한 다양한 비타민 및 미네랄, 뿐만 아니라 식이 섬유 함량의 우수한 공급원을 제공한다. 최근, 다른 당근 색소, 예컨대 크산토필, 리코펜, 안토시아닌 및 다른 식물화학물질의 영양가에 대한 관심이 증가되었다.

역사적으로, 대부분의 당근 육종 방법은 많은 방임-수분된 당근 품종을 야기하는 덩어리 선택 및 혈통 선택을 포함한다 (문헌 [Stein and Nothnagel, 1995]). 제1 당근 잡종은 탐슨(Thompson) (1961) 및 한슈케(Hanschke) 및 가벨만(Gabelman) (1963)에 의한 당근의 웅성 불임성의 검출 및 분석후 미국에서 1960년대에 판매되었다. 당근의 잡종 육종은 일반적으로 상이한 유전적 배경 및 기원을 갖는 세포질 웅성 불임성 (CMS)의 두가지 시스템을 기초로 한다: "갈색 꽃밥(brown anther)" 유형 및 "꽃잎(petaloid)" 유형 (문헌 [Stein and Nothnagel, 1995]). 제3 CMS 시스템은 야생형 당근(D. carota gummifer Hook . fil .) 및 경작된 당근(D. c. sativus Hoffm .) 간의 교배로부터 유래된 이형질 형태에서 검출되었다 (문헌 [Nothnagel, 1992]).

최근까지 육종 노력은 이로운 형질을 갖는 수많은 유용한 당근 계통을 제공하였으나, 추가 개선된 형질을 갖는 새로운 계통에 대한 커다란 필요성이 당분야에 남아있다. 이러한 식물은 마찬가지로 작물 수율 및/또는 품질을 개선시킴으로써 농부 및 소비자를 이롭게 할 것이다.

<발명의 요약>

본 발명은 증가된 수준의 리코펜을 함유하는 뿌리를 갖는 당근 계통, 뿐만 아니라 이러한 당근의 용기에 관한 것이다. 본 발명은 또한 증가된 뿌리 리코펜 함량을 함유하는 당근 식물을 성장시킬 수 있는 종자를 비롯한, 증가된 리코펜 함량을 함유하는 뿌리를 갖는 계통로부터의 당근 식물의 부분에 관한 것이다.

본 발명은 또한 100 ppm 이상의 리코펜 함량을 갖는 뿌리를 포함하는 잡종 식물을 생성할 수 있는 당근 식물의 종자를 제공하며, 여기서 약 10개의 당근의 집단은 약 100 ppm 내지 약 250 ppm의 평균 리코펜 함량을 함유한다.

본 발명은 또한 세포질 웅성 불임성을 갖는, 약 100 ppm 내지 약 200 ppm의 리코펜 함량을 갖는 자성 모식물을 약 100 ppm 내지 약 200 ppm의 리코펜 함량을 갖는 웅성 당근 계통과 교배시키고, F₁ 종자를 수득하는 것을 포함하는, 잡종 당근 종자의 제조 방법을 제공한다.

또다른 측면에서, 본 발명은 적색 당근 잡종 0710 0325, 적색 당근 잡종 0710 0339, 적색 당근 잡종 0710 0346, 적색 당근 잡종 710313, 적색 당근 잡종 710305, 적색 당근 잡종 710316, 적색 당근 잡종 710319, 적색 당근 잡종 710311, 적색 당근 잡종 710304, 적색 당근 잡종 710310, 적색 당근 잡종 710303, 계통 RN 71-4963C, 계통 RN 71-4904C, 계통 RF 71-4911A, 계통 RF 71-4912A, 계통 RIF 71-4966C, 계통 RIF 71-4967B 및 계통 RIF 71-4968B에서 선택된 당근 품종의 식물 또는 종자에 의해 예시된다. 이러한 품종의 대표적인 종자는 본원에 하기 기재된 바와 같이 ATCC에 기탁되었다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 본 발명의 식물은 임의의 이러한 식물을 포함한다.

추가 측면에서, 본 발명은 또한 증가된 리코펜 수준을 포함하는 뿌리를 갖는 잡종 당근 재배품종을 제공하며, 여기서 리코펜 함량은 킨토키(Kintoki) 방임-수분된 품종 당근으로부터 수득된 당근 뿌리의 평균 리코펜 함량과 비교하여 잡종 당근 재배품종으로부터 수득되는 다수의 뿌리의 평균 리코펜 함량으로서 측정된다.

다른 측면에서, 본 발명은 본 발명의 당근 식물, 뿐만 아니라 본 발명의 식물의 모든 생리적 및 형태적 특징을 갖는 당근 식물을 제공한다. 본 발명의 당근 식물의 부분, 예를 들어 화분, 배주, 과실 및 식물의 세포가 또한 제공된다.

본 발명의 당근 종자는 본 발명의 식물의 당근 종자의 본질적으로 균질한 집단으로서 제공될 수 있다. 종자의 본질적으로 균질한 집단은 일반적으로 상당한 수의 다른 종자를 함유하지 않는다. 따라서, 종자는 총 종자의 약 97％ 이상 (종자의 약 98％, 99％ 이상을 포함함)을 형성하는 것으로서 정의될 수 있다. 당근 종자의 집단은 구체적으로 잡종 종자를 본질적으로 함유하지 않는 것으로서 정의될 수 있다. 종자 집단은 개별적으로 성장하여, 본 발명의 당근 식물의 본질적으로 균질한 집단을 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에서, 첨가된 유전가능한 형질을 포함하는 본 발명의 식물이 제공된다. 유전가능한 형질은 우성 또는 열성 대립유전자인 유전자좌를 포함할 수 있다. 본 발명의 한 실시양태에서, 본 발명의 식물은 단일 유전자좌 전환을 포함하는 것으로서 정의된다. 본 발명의 특정 실시양태에서, 첨가된 유전자좌는 하나 이상의 형질, 예를 들어 제초제 내성, 곤충 내성, 질병 내성 및 변형된 탄수화물 대사를 부여한다. 형질은 예를 들어 여교배에 의해 계통의 게놈에 도입된 천연 유전자, 천연 또는 유도된 돌연변이, 또는 유전자 형질전환 기술을 통해 식물 또는 그의 임의의 이전 세대의 선조에 도입된 트랜스진에 의해 부여될 수 있다. 형질전환을 통해 도입되는 경우, 유전자좌는 단일 염색체 위치에서 통합된 하나 이상의 트랜스진을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에서, 본 발명의 식물의 재생성 세포의 조직 배양물이 제공된다. 조직 배양물은 바람직하게는 계통의 모든 생리적 및 형태적 특징을 발현할 수 있는 식물을 재생하고, 계통의 다른 식물과 동일한 유전자형을 실질상 갖는 식물을 재생할 수 있을 것이다. 이러한 생리적 및 형태적 특징의 예로는 본원에서 표에 기재된 형질을 들 수 있다. 이러한 조직 배양물 중 재생성 세포는 예를 들어, 배아, 분열조직, 떡잎, 화분, 잎, 꽃밥, 뿌리, 근단(root tip), 암술, 꽃, 종자 및 대로부터 유래될 수 있다. 추가로, 본 발명은 본 발명의 식물의 모든 생리적 및 형태적 특징을 갖는, 본 발명의 조직 배양물로부터 재생된 당근 식물을 제공한다.

본 발명의 또다른 측면에서, 일반적으로 제1 모식물 당근 식물을 제2 모식물 당근 식물과 교배시키는 것을 포함하는, 당근 종자, 식물 및 과실의 생산 방법이 제공되며, 여기서 제1 또는 제2 모식물 당근 식물 중 하나 이상은 본 발명의 식물이다. 한 실시양태에서, 식물은 RN 71-4904C, RF 71-4911A, RF 71-4912A, RIF 71-4966C, RIF 71-4967B 또는 RIF 71-4968B라고 지칭되는 계통에서 선택된다. 이들 방법은 잡종 당근 종자 또는 식물의 제조 방법으로서 추가로 예시될 수 있으며, 여기서 제1 당근 식물은 상이한 별개의 계통의 제2 당근 식물과 교배되어, 그의 모식물 중 하나로서 본원에서 제공된 당근 식물 계통을 갖는 잡종을 제공한다. 이들 방법에서, 교배는 채종을 초래할 것이다. 채종은 종자를 수집하거나 또는 수집하지 않는가와 상관없이 일어난다.

본 발명의 한 실시양태에서, "교배"의 제1 단계는 종종 수분, 예를 들어 곤충 벡터에 의해 매개되는 수분이 일어나는 것과 유사하게 제1 및 제2 모식물 당근 식물의 종자를 심는 것을 포함한다. 대안적으로, 화분은 수동으로 이동될 수 있다. 식물이 자가-수분되는 경우, 수분은 식물 경작 이외에 직접적 인간 개입에 대한 필요 없이 일어날 수 있다.

제2 단계는 제1 및 제2 모식물 당근 식물의 종자를 꽃을 보유하는 식물로 경작하거나 또는 재배하는 것을 포함할 수 있다. 제3 단계는 예컨대 꽃의 웅성 부분의 제웅(除雄)에 의해 식물의 자가-수분을 방지하는 것 (즉, 제웅된 모식물 당근 식물을 생성하기 위해 꽃을 처리하거나 또는 조작함)을 포함할 수 있다. 자가-불화합성 시스템은 또한 몇몇 잡종 작물에서 동일한 목적을 위해 사용될 수 있다. 자가-불화합성 식물은 실행가능한 화분을 여전히 발산하고, 다른 품종의 식물을 수분할 수 있으나, 그 자체 또는 동일한 계통의 다른 식물을 수분할 수 없다.

잡종 교배를 위한 제4 단계는 제1 및 제2 모식물 당근 식물 간의 교차-수분을 포함할 수 있다. 또다른 단계는 하나 이상의 모식물 당근 식물로부터 종자를 수확하는 것을 포함한다. 수확된 종자는 성장하여, 당근 식물 또는 잡종 당근 식물을 생성할 수 있다.

본 발명은 또한 제1 모식물 당근 식물을 제2 모식물 당근 식물과 교배시키는 것을 포함하는 방법에 의해 생성되는 당근 종자 및 식물을 제공하며, 여기서 제1 또는 제2 모식물 당근 식물 중 하나 이상은 본 발명의 식물이다. 본 발명의 한 실시양태에서, 상기 방법에 의해 생성되는 당근 종자 및 식물은 본 발명에 따른 식물을 다른 별개의 식물과 교배함으로써 생성되는 제1 세대 (F₁) 잡종 당근 종자 및 식물이다. 본 발명은 이러한 F₁ 잡종 당근 식물의 식물 부분, 및 그의 사용 방법을 추가로 고려한다. 따라서, 본 발명의 특정 예시적 실시양태는 F₁ 잡종 당근 식물 및 그의 종자를 제공한다. 예를 들어, 본 발명은 잡종 당근 품종 0710 0325, 0710 0339 또는 0710 0346의 식물 및 종자를 제공한다.

본 발명의 또다른 측면에서, 본 발명의 당근 식물의 유전자 보체가 제공된다. 어구 "유전자 보체"는 뉴클레오티드 서열의 집합체를 지칭하는데 사용되며, 여기서 상기 서열의 발현은 본 경우에 당근 식물, 또는 상기 식물의 세포 또는 조직의 표현형을 한정한다. 따라서, 유전자 보체는 세포, 조직 또는 식물의 유전자 구성을 나타내고, 잡종 유전자 보체는 잡종 세포, 조직 또는 식물의 유전자 구성을 나타낸다. 따라서, 본 발명은 본원에서 개시된 당근 식물 세포에 따른 유전자 보체를 갖는 당근 식물 세포, 및 이러한 세포를 함유하는 식물, 종자 및 식물을 제공한다.

식물 유전자 보체는 유전자 마커 프로파일에 의해, 및 유전자 보체의 발현의 특징인 표현형 형질의 발현, 예를 들어, 동질효소 유형화 프로파일에 의해 평가될 수 있다. 본 발명의 식물은 많은 익히 공지된 기술, 예를 들어, 단순한 서열 길이 다형성 (SSLP) (문헌 [Williams et al., 1990]), 무작위 증폭된 다형성 DNA (RAPD), DNA 증폭 지문감정법 (DAF), 서열 특징화된 증폭된 영역 (SCAR), 임의의 프라이밍된 폴리머라제 연쇄 반응 (AP-PCR), 증폭된 단편 길이 다형성 (AFLP) (제EP 534 858호, 구체적으로 그 전문이 본원에 참고로 도입됨), 및 단일 뉴클레오티드 다형성 (SNP) (문헌 [Wang et al., 1998]) 중 임의의 기술에 의해 확인될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

또다른 측면에서, 본 발명은 제2 당근 식물, 바람직하게는 다른 별개의 당근 식물의 반수체 유전자 보체와 본 발명의 당근 식물의 반수체 유전자 보체의 조합에 의해 형성되는, 당근 식물 세포, 조직, 식물 및 종자에 의해 나타내는 바와 같은 잡종 유전자 보체를 제공한다. 다른 측면에서, 본 발명은 본 발명의 잡종 유전자 보체를 포함하는 조직 배양물로부터 재생된 당근 식물을 제공한다.

또다른 측면에서, 본 발명은 뿌리가 약 110 ppm 내지 약 250 ppm의 평균 리코펜 함량 및 약 11° 브릭스 내지 약 20° 브릭스의 평균 브릭스 함량을 포함하는 형질의 조합을 나타내는 것인, 당근 계통의 식물을 제공하며, 여기서 형질의 조합의 발현은 하나 이상의 적색 당근 잡종 0710 0325, 적색 당근 잡종 0710 0339, 적색 당근 잡종 0710 0346, 적색 당근 잡종 710313, 적색 당근 잡종 710305, 적색 당근 잡종 710316, 적색 당근 잡종 710319, 적색 당근 잡종 710311, 적색 당근 잡종 710304, 적색 당근 잡종 710310, 적색 당근 잡종 710303, 계통 RN 71-4963C, 계통 RN 71-4904C, 계통 RF 71-4911A, 계통 RF 71-4912A, 계통 RIF 71-4966C, 계통 RIF 71-4967B 및 계통 RIF 71-4968B를 비롯한, 본원에서 제공된 당근 품종에서 발견된 형질의 발현을 위한 유전적 수단에 의해 제어된다.

또다른 측면에서, 본 발명은 식물의 게놈에서 하나 이상의 제1 다형성(polymorphism)을 검출하는 것을 포함하는, 본원에서 개시된 당근 계통 또는 품종의 식물의 유전자형의 결정 방법을 제공한다. 특정 실시양태에서, 상기 방법은 식물의 게놈에서 다수의 다형성을 검출하는 것을 포함할 수 있다. 상기 방법은 컴퓨터 판독가능한 매체에서 다수의 다형성을 검출하는 단계의 결과를 저장하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 본 발명은 이러한 방법에 의해 생성되는 컴퓨터 판독가능한 매체를 추가로 제공한다.

또다른 측면에서, 본 발명은 (a) 계통 또는 품종으로부터 유래된 자손 식물을 생성시키는 단계 (본 발명의 식물을 제2 식물과 교배시키는 것을 포함함); 및 (b) 후속 세대의 자손 식물의 종자를 제조하기 위해 자손 식물을 그 자체 또는 제2 식물과 교배시키는 단계를 포함하는, 본원에서 개시된 계통 또는 품종으로부터 유래된 식물의 제조 방법을 제공한다. 추가 실시양태에서, 상기 방법은 (c) 후속 세 대의 자손 식물의 상기 종자로부터 후속 세대의 자손 식물을 성장시키고, 후속 세대의 자손 식물을 그 자체 또는 제2 식물과 교배시키는 단계; 및 계통 또는 품종으로부터 유래된 식물을 제조하기 위해 추가 3 내지 10 세대 동안 단계를 반복하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 유래된 식물은 근교 계통일 수 있고, 상기 언급된 반복된 교배 단계는 근교 계통을 제조하기 위한 충분한 근교를 포함하는 것으로서 정의될 수 있다. 상기 방법에서, 단계 (b) 및 (c)에 따른 계속된 교배를 위해 단계 (c)로부터 얻어진 특정 식물을 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 하나 이상의 바람직한 형질을 갖는 식물을 선택함으로써, 계통의 몇몇 바람직한 형질 뿐만 아니라 잠재적으로 다른 선택된 형질을 보유하는 식물이 수득된다.

본 발명의 다른 측면에서, 첨가된 유전가능한 형질을 포함하는 당근 계통 또는 품종의 식물이 제공된다. 유전가능한 형질은 우성 또는 열성 대립유전자인 유전자좌를 포함할 수 있다. 본 발명의 한 실시양태에서, 본 발명의 식물은 단일 유전자좌 전환을 포함하는 것으로서 정의된다. 본 발명의 특정 실시양태에서, 첨가된 유전자좌는 하나 이상의 형질, 예를 들어 제초제 내성, 곤충 내성, 질병 내성 및 변형된 탄수화물 대사를 부여한다. 형질은 예를 들어 여교배에 의해 잡종의 게놈에 도입된 천연 유전자, 천연 또는 유도된 돌연변이, 또는 유전자 형질전환 기술을 통해 식물 또는 그의 임의의 이전 세대의 선조에 도입된 트랜스진에 의해 부여될 수 있다. 형질전환을 통해 도입되는 경우, 유전자좌는 단일 염색체 위치에서 통합된 하나 이상의 트랜스진을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에서, 본원에서 개시된 식물의 재생성 세포의 조직 배양 물이 제공된다. 조직 배양물은 바람직하게는 잡종의 모든 생리적 및 형태적 특징을 발현할 수 있는 식물을 재생하고, 잡종의 다른 식물과 동일한 유전자형을 실질상 갖는 식물을 재생할 수 있을 것이다. 본원에서 제공된 계통 및 품종의 몇몇 생리적 및 형태적 특징의 예로는 본원에서 표에 기재된 형질을 들 수 있다. 이러한 조직 배양물 중 재생성 세포는 예를 들어, 배아, 분열조직, 떡잎, 화분, 잎, 꽃밥, 뿌리, 근단, 암술, 꽃, 종자 및 대로부터 유래될 수 있다. 추가로, 본 발명은 본원에서 제공된 식물의 모든 생리적 및 형태적 특징을 갖는, 본 발명의 조직 배양물로부터 재생된 당근 식물을 제공한다.

또다른 측면에서, 본 발명은 종자의 50％ 초과로부터 성장된 뿌리가 증가된 리코펜 함량을 갖는 것인 잡종 또는 비-잡종 당근 종자의 용기를 제공하며, 여기서 종자로부터 성장된 약 50개의 뿌리의 집단은 약 100 ppm 내지 250 ppm의 평균 리코펜 함량을 함유한다.

다른 측면에서, 본 발명은 증가된 리코펜 함량을 갖는 당근의 하나 이상의 부분을 갖는 잡종 당근의 용기를 제공하며, 여기서 증가된 리코펜 함량은 약 100 ppm 내지 약 250 ppm의 약 10개 이상의 당근의 집단 중 평균 리코펜 함량으로서 측정된다.

본 발명의 이들 및 다른 특성 및 장점은 본 발명에 따른 장치 및 방법의 다양한 예시적 실시양태의 하기 상세한 설명에 기재되어 있거나, 또는 하기 상세한 설명으로부터 명백하다.

본 발명은 당근 식물, 및 구체적으로 증가된 리코펜 함량을 갖는 당근 재배품종 또는 계통을 제공한다. 이러한 당근은 고함량 리코펜 당근 품종이라고 지칭될 수 있다. 특정 측면에서, 당근 식물은 잡종 당근 식물이다. 또한, 증가된 리코펜 함량 및 세포질 웅성 불임성을 갖는 당근 재배품종 또는 계통이 본원에 개시되어 있다. 고함량 리코펜 당근 계통의 육종 방법이 또한 제공된다. 고함량 리코펜 당근의 F₁ 잡종이 또한 본원에 개시되어 있다.

본 발명의 일부로서, 카로테노이드 리코펜을 함유하는 긴 원통형 형상의 당근은 컷 앤드 필(Cut and Peel) 시장 구획에 대한 가공 필요성을 비롯한 시장 필요성을 맞추기 위해 개발되었다. 리코펜은 암 발병 (구체적으로 소화관)을 회피하는 그의 항산화능과 관련하여 많은 주목을 받아왔다. 몇몇 실시양태에서, 본 발명에 의해 제공되는 당근은 컷 앤드 필 작물의 고체 적색 팩을 제조하기 위해 사용되거나 또는 적색, 주황색 및 황색 당근의 블렌드로 혼합될 수 있다. 본 발명에 의해 또한 제공되는 특대 당근은 쥬스 제조를 위해 사용될 수 있다.

적합한 리코펜 함량을 갖는 임의의 당근 식물은 본 발명과 관련하여 사용될 수 있다. 적합한 리코펜 수준을 갖는 당근은 본 발명의 방법에서 사용될 수 있다. 바람직한 측면에서, 증가된 리코펜 함량의 공급원은 우량 식물이다. 한 측면에서, 적합한 리코펜 당근은 하기 리코펜 공급원에 의한 육종에 의해 생성될 수 있다: 뉴트리-레드(Nutri-red), 적색 인도계 당근 및 킨토키 방임-수분된 계통. 한 측면에서, 리코펜 공급원 당근은 당근 뿌리 중 리코펜 수준을 결정함으로써 확인될 수 있다 (예를 들어, 하기 기재된 바와 같음). 한 측면에서, 리코펜 공급원 당근 식물은 원하는 특성을 갖는 임의의 근교 당근 계통과 교배될 수 있다.

본 발명은 또한 당근 계통 RN 71-4904C (이전에 71 0302라고 지칭됨), RF 71-4911A, RF 71-4912A, RIF 71-4966C, RIF 71-4967B 또는 RIF 71-4968B의 식물, 종자 및 유도체와 관련한 방법 및 조성물을 제공한다. 이들 계통은 하기 기재된 형질에 대한 환경적 영향의 제한 내에서 균일성 및 안정성을 나타낸다. 당근 계통 RN 71-4904C, RF 71-4911A, RF 71-4912A, RIF 71-4966C, RIF 71-4967B 및 RIF 71-4968B 각각은 충분한 종자 수율을 제공한다. 별개의 제2 식물과의 교배에 의해, 균일한 F₁ 잡종 자손이 수득될 수 있다.

본 발명에 의해 개발된 잡종 당근 품종 중에서, 0710 0325, 0710 0339 및 0710 0346은 더 가늘고 더 긴 뿌리 형상을 나타내며, 이는 예를 들어, 컷 앤드 필 시장 구획에서의 용도를 위해 잘 적응된다.

대조적으로, 또한 본 발명의 일부로서 개발된 다른 당근 품종, 예를 들어 당근 잡종 품종 710313, 710305, 710316, 710319, 710311, 710304, 710310 및 710303은 더 무겁고 직경이 더 크며, 이는 예를 들어 쥬스 시장 구획에서 더 적용가능하다.

A. 당근 계통 및 잡종 품종의 기원 및 육종 역사

1. 방임-수분된 근교 당근 계통 RN 71-4904C (이전에 71 0302라고 지칭됨)의 개발

고함량 리코펜 당근 계통 RN 71-4904C를 하기 약술된 바와 같이 수득하였다. 이 당근 계통은 '리코펜 71B' (세미니스(Seminis) 근교 계통) 및 '7262B' (안토시아닌 및 카로틴을 함유하는 USDA 당근 방출) 간의 가임 x 가임 교배로 개시된 혈통 육종 시스템의 결과이다. '리코펜 71B'는 세미니스 당근 방출 '뉴트리-레드'로부터의 M4 고함량 리코펜 선택이다.

육종 방법은 다음과 같이 요약될 수 있다:

1년 가을 미국 캘리포니아주 브롤리에서 모식물 계통을 심었다 ('리코펜 71B' 및 '7262B').

2년 봄 모식물 뿌리를 수확하고, 가임 x 가임 방식으로 교배시켰다.

2년 가을 캘리포니아에서 가임 x 가임 종자를 심었다.

3년 봄 F x F 집단으로부터 잘 자라는 F₁ 뿌리를 수확하고, 자가 수분하였다.

3년 가을 캘리포니아에서 F₂ 집단 종자를 심었다.

4년 봄 적색 원통형 형상의 뿌리인 F₂를 선택하였다. F₂M 집단을 위해 3 뿌리 작은 덩어리를 만들었다.

4년 가을 캘리포니아에서 F₂M 집단 종자를 심었다.

5년 봄 F₂와 동일한 뿌리 형태를 선택하였다. 다시, 3 뿌리 덩어리 집단을 통해 F₂M₂로 증가시켰다.

5년 가을 캘리포니아에서 F₂M₂ 집단 종자를 심었다.

6년 봄 F₂M₂ 집단을 성장시켰으나, 수확하지 않았다. 육종 작용을 취하지 않았다.

6년 가을 캘리포니아에서 F₂M₂ 집단 종자를 심었다.

7년 봄 F₂M₂ 집단과 동일한 기준으로 선택하였다. F₂M₃ 세대를 생성시키기 위해 4 뿌리 덩어리를 통해 증가시켰다.

7년 가을 캘리포니아에서 F₂M₃ 집단 종자를 심었다.

8년 봄 F₂M₂ 집단과 동일한 기준으로 선택하였다. F₂M₄ 세대를 생성시키기 위해 3 뿌리 덩어리를 통해 증가시켰다.

8년 가을 캘리포니아에서 F₂M₄ 집단 종자를 심었다.

9년 봄 F₂M₃ 집단과 동일한 기준으로 선택하였다. 더 큰 종자 증가를 위해 12 뿌리 덩어리를 통해 증가시켰다.

9년 가을 캘리포니아에서 F₂M₅ 집단 종자를 심었다.

10년 봄 명칭 PSR 71 0302를 적용하고 (이후 RN 71-4904C로 변함), 시험을 관찰하였다.

10년 가을 캘리포니아에서 F₂M₆ 집단 종자 뿐만 아니라 혼성화를 위해 개발된 새로운 웅성 불임 계통을 심었다 (하기 실시예 4 육종 방법 참조).

11년 봄 웅성 불임 계통 및 수분자의 뿌리를 수확하였다. 스테클링을 잡종 우리 분리로 옮겨심었다.

11년 가을 캘리포니아에서 잡종 종자를 심었다.

11년 봄 최상의 성능 잡종 조합을 수확하고 선택하였다.

육종 프로그램 도중, 적색 원통형 형상의 당근 유형이 F₂ 집단으로부터 출현하였으며, 이를 선택하였다. '낭트' 뿌리 형상에 대한 작은 덩어리 선발을 반복하고, 중심을 통해 나타난 어두운 적색은 매우 안정하고 균일한 스타일 뿌리를 초래하였다. 한 뿌리로부터 다음 뿌리로의 높은 수준의 균일성을 갖기 위해 하나의 계통을 선택하여, 12 뿌리 덩어리 및 레드 낭트 (RN 71-4904C라고도 함)를 사용하여 제출을 위한 종자 양을 얻었다. 임의의 밭 조건 내에서 환경적 영향에 의해 나타난 것 외에도 계통 내에서 매우 적은 변화성이 관찰되었다.

2. 방임-수분된 근교 당근 계통의 개발

모식물 중 하나로서 인도계 적색 당근 계통을 사용하는 교배로부터 방임-수분된 당근 계통을 또한 수득하였다. 유전적 다양성의 한 공급원은 인도계 생식질로부터이나, 이들 공급원은 기본적으로 열대 또는 일년생 유형 당근이다. 이는 온난한 기후에서 사용하기에 덜 적합하게 할 수 있다. 이들 랜드레이스 계통은 또한 결함, 예컨대 이른 거의 일년생 추대(bolting) 행동, 엄밀한 포킹 및 불규칙한 뿌리 형상, 풍부한 뿌리털 성장, 뿌리 유형, 형상, 리코펜 함량 또는 임의의 다른 표현형 특징의 극도의 변화성을 갖는 경향이 있다.

그러나, 이들 인도계 계통은 여러 장점, 예컨대: 1) 중간정도 수준의 리코펜을 축적할 수 있는 능력 및 2) 우수한 식미특성을 비롯한 극도의 유전적 다양성을 함유한다. 이 식미특성은 높은 쥬스 함량 및 낮은 테르페노이드 수준의 결과일 수 있다.

따라서, 다른 고함량 리코펜 식물 재료의 개발을 위해, 하기 육종 전략이 사용될 수 있다:

a) 리코펜 71B (적색) (상기 참조)와 교배된 인도계 (적색).

b) 컷 앤드 필 물질 (주황색) (S-D813B, 제US 6,787,685호 참조)과 교배된 인도계 (적색).

c) 컷 앤드 필 물질 (주황색) (S-D813B, 제US 6,787,685호 참조)과 교배된 뉴트리-레드 (적색).

예를 들어, 하기 계획을 사용하였다:

1년 가을 미국 캘리포니아주 브롤리에서 모식물 계통을 심었다 ('리코펜 71B', 인도계 생식질 및 S-D813B).

2년 가을 캘리포니아에서 가임 x 가임 종자를 심었다.

3년 봄 F x F 집단으로부터 잘 자라는 F₁ 뿌리를 수확하고, F₁M 집단을 위해 동계-교배시켰다 (모의 F₂).

3년 가을 캘리포니아에서 F₁M 집단 종자를 심었다.

4년 봄 컷 앤드 필 스타일 또는 적색을 나타내는 정상적인 행동의 임의의 완전히 흥미있는 당근 형상에 대해 선택하여 F₁M을 선택하였다. 관찰은 추대가 매우 이르고 (행동이 거의 일년생임), 다중 분지된 (포킹된) 뿌리 및 풍부한 뿌리털 성장을 갖는 경향이 있는 최초의 인도계 재료와 방대한 차이를 나타내었다.

4년 가을 9월 캘리포니아에서 F₁M₂ 집단 종자를 심었다.

5년 봄 F₁M과 동일한 뿌리 형태를 선택하고; 2 또는 3 뿌리 덩어리 집단을 통해 F₁M₃으로 증가시켰다.

5년 가을 캘리포니아에서 F₁M₃ 집단 종자를 심었다.

6년 봄 F₁M₂와 동일한 기준으로 선택하였다. F₁M₄ 세대를 생성시키기 위해 2 또는 3 뿌리 덩어리를 통해 증가시켰다.

6년 가을 9월 캘리포니아에서 F₁M₄ 집단 종자를 심었다.

7년 봄 모식물로서 사용할 수 있는 계통을 평가하였다. 잡종 개발 및 모식물 증가를 위해 가장 유망한 계통을 선택하였다.

7년 가을 증진 및 종자 증가를 위해 새로운 잡종 및 모식물을 심었다.

3. 세포질 웅성-불임 당근 계통의 개발

증가된 리코펜 함량을 갖는 세포질 웅성 불임성을 함유하는 당근 계통은 세포질 웅성 불임성을 고함량 리코펜 배경으로 도입하기 위해 예를 들어 방임-수분된 뉴트리-레드 계통 및 주황색 웅성 불임 품종 간의 교배를 사용하여 제조할 수 있다.

예를 들어, 웅성 불임 고함량 리코펜 계통의 개발을 위해 사용된 육종 방법은 다음과 같다:

1년 가을 임페리얼 밸리에서 뉴트리-레드 (적색) 및 주황색 웅성 불임 종자를 심었다.

2년 봄 F₁ 잡종을 위해 뉴트리-레드 및 주황색 웅성 불임 계통의 뿌리를 수확하였다.

2년 가을 캘리포니아에서 잡종 종자를 심었다.

3년 봄 제1 여교배의 준비에서 뉴트리-레드 및 주황색 뿌리 (모두 주황색)의 잡종을 수확하였다.

3년 가을 캘리포니아에서 BC₁ 종자를 심었다.

4년 봄 BC₁ 집단 내에서 적색 뿌리를 선택하고, 뉴트리-레드로의 여교배를 위해 준비하였다.

4년 가을 캘리포니아에서 BC₂ 종자를 심었다.

5년 봄 대부분의 여교배는 거의 안정한 것으로 보였으나, 몇몇 주황색 뿌리가 관찰되었다. 적색 뿌리를 다시 선택하고, 뉴트리-레드로의 여교배를 위해 준비하였다.

5년 가을 캘리포니아에서 BC₃ 종자를 심었다.

6년 봄 뿌리를 수확하였으며, 모든 여교배 집단의 100％는 증가된 리코펜 표현형의 완전한 발현을 가졌다. 잡종 제조 및 가능한 증가를 위해 최상의 계통을 선택하였다.

6년 가을 새로운 잡종을 심고, 증진 및 종자 증가를 위해 계통을 여교배시켰다.

상기 프로그램에 따라, 증가된 리코펜 함량을 갖는 당근 계통을 수득하였으며, 이는 또한 세포질 웅성 불임성을 나타내었다.

4. 높은 리코펜 함량을 갖는 잡종 당근 품종의 개발

실시예 2 및 3 (웅성 모식물)의 방임-수분자와 실시예 4의 웅성-불임 계통 (자성 모식물)을 교배시키고, 잡종 F₁ 종자를 수집함으로써 잡종 당근을 개발하였다. 증가된 수준의 리코펜을 함유하는 여러 잡종 품종을 개발하였다. 이들은 잡종 품종 710303, 710304, 710310, 710313, 710311, 710319, 710316 및 710305로서 확인되었다. 잡종 품종으로부터 뿌리를 수확한 후, 잡종 계통 710319는 주황색 및 적색에 대해 분리되는 것으로 관찰되었으나, 고함량 리코펜 당근을 야기하지 않았다. 이들 잡종은 뿌리에 115 ppm 이상의 평균 리코펜 함량을 포함하였다 (HPLC에 의해 결정됨).

5. 당근 계통 RF 71-4911A의 개발

당근 계통 RF 71-4911A의 개발은 다음과 같이 요약될 수 있다:

0년 9월 임페리얼 밸리에서 뉴트리-레드 및 주황색 웅성 불임 종자를 심었다.

1년 2월 F₁ 잡종을 위해 뉴트리-레드 및 주황색 웅성 불임계의 뿌리를 수확하였다. 뉴트리-레드에서 선택된 개별 뿌리를 심고, 웅성 불임계와 교배시켜, 뉴트리-레드의 그의 각 잡종과의 새로운 하위계통 집단을 확립하였다.

1년 9월 캘리포니아에서 잡종 종자 및 새로운 하위계통을 심었다.

2년 2월 각 하위계통으로의 제1 여교배의 준비에서 뉴트리-레드 하위계통 및 주황색 뿌리 (모두 주황색)의 잡종을 수확하였다.

2년 9월 캘리포니아에서 BC₁ 종자를 각 하위계통과 함께 심었다.

3년 2월 BC₁ 집단 내에서 적색 뿌리를 선택하고, 다시 뉴트리-레드 하위계통으로의 여교배를 위해 준비하였다.

3년 9월 캘리포니아에서 BC₂ 종자를 각 하위계통과 함께 심었다.

4년 2월 대부분의 여교배는 거의 안정한 것으로 보였으나, 몇몇 주황색 뿌리는 가능한 유전적 유전형질에 대한 염려를 야기하였다. 적색 뿌리를 다시 선택하고, 뉴트리-레드 하위계통으로의 여교배를 위해 준비하였다.

4년 9월 캘리포니아에서 BC₃ 종자를 각 하위계통과 함께 심었다.

5년 2월 뿌리를 수확하고, 모든 여교배 집단의 100％는 리코펜의 완전한 발현을 갖는 것으로 밝혀졌다. 잡종 생성 및 가능한 증가를 위해 최상의 계통을 선택하였으며, 계통의 한 세트는 RF 71-4911A & B이었다.

5/6년 9월 잠재적 증진 및 종자 증가를 위해 새로운 잡종 및 여교배 계통을 심었다.

6/7년 2월 0710 0325 및 0710 0339를 비롯한 최상의 잡종 조합을 평가하고 선택하였다.

계통 RF 71-4911A를 자가-수분하고, 이 계통을 상업적 채종에서 유용하게 만들기 위한 동형접합성 및 표현형 안정성을 생성하기 위해 수많은 세대 동안 심었다. 품종 형질은 관찰되지 않거나, 또는 이 계통에 대해 예상되지 않았다.

실질상 동형접합인 당근 계통 RF 71-4911A는 계통의 종자를 심고, 얻어진 당근 식물을 자가-수분 또는 동계-수분 조건하에 성장시키고, 당업자에게 친숙한 기술을 사용하여 얻어진 종자를 수확함으로써 재생성될 수 있다.

6. 당근 계통 RF 71-4912A의 개발

당근 계통 RF 71-4912A의 개발은 다음과 같이 요약될 수 있다:

5년 2월 뿌리를 수확하고, 모든 여교배 집단의 100％는 리코펜의 완전한 발현을 갖는 것으로 밝혀졌다. 잡종 생성 및 가능한 증가를 위해 최상의 계통을 선택하였으며, 계통의 한 세트는 RF 71-4912A & B이었다.

6/7년 2월 0710 0346을 비롯한 최상의 잡종 조합을 평가하고 선택하였다.

계통 RF 71-4912A를 자가-수분하고, 이 계통을 상업적 채종에서 유용하게 만들기 위한 동형접합성 및 표현형 안정성을 생성하기 위해 수많은 세대 동안 심었다. 품종 형질은 관찰되지 않거나, 또는 이 계통에 대해 예상되지 않았다.

실질상 동형접합인 당근 계통 RF 71-4912A는 계통의 종자를 심고, 얻어진 당근 식물을 자가-수분 또는 동계-수분 조건하에 성장시키고, 당업자에게 친숙한 기술을 사용하여 얻어진 종자를 수확함으로써 재생성될 수 있다.

7. 당근 계통 RIF 71-4966C의 개발

당근 계통 RIF 71-4966C의 개발은 다음과 같이 요약될 수 있다:

1년 9월 임페리얼 밸리 스테클링 베드에서 뉴트리-레드 및 S-D813B의 모식물 계통을 심었다.

2년 2월 가임 x 가임 교배 패턴을 위해 뉴트리-레드 및 S-D813B의 집단 내에서 최상의 모식물 뿌리를 선택하였다.

2년 9월 가임 x 가임 교배 시스템으로부터의 F₁ 종자를 심었다.

3년 2월 F₁M 집단으로의 증진을 위해 집단 내에서 공지된 잡종 뿌리를 선택하였다.

3년 9월 캘리포니아주 임페리얼 밸리에서 F₁ 선택된 뿌리로부터의 F₁M 종자를 심었다.

4년 2월 컷 앤드 필 가공 시장에 맞는 가느다란 원통형 형상을 갖는 F₁M 뿌리를 선택하였다. 또한, 직접 식미특성 평가를 위해 각 개별 뿌리를 검사하였다. 동계-교배 육종 시스템에서 심었다.

4년 9월 캘리포니아주 임페리얼 밸리에서 F₁M₂ 집단 종자를 심었다.

5년 2월 F₁M₂ 집단 뿌리를 평가하고, 원통형 형상, 양호한 식미특성 및 컷 앤드 필 가공에 대한 품질을 위해 선택하였다.

5년 9월 캘리포니아주 임페리얼 밸리에서 F₁M₃ 집단 종자를 심었다.

6년 2월 하위-선택을 평가하고, RIF 71-4966C라고 지칭되는 하나의 계통은 균일한 뿌리 형상 및 점조도를 갖는 것으로 밝혀졌다. 결정은 잡종 조합 계획에서의 검사였다.

6년 9월 캘리포니아주 임페리얼 밸리에서 수분자 RIF 71-4966C로부터 생성된 새로운 잡종을 심었다.

7년 2월 0710 0325를 비롯한 최상의 잡종 조합을 평가하고 선택하였다.

계통 RIF 71-4966C를 자가-수분하고, 이 계통을 상업적 채종에서 유용하게 만들기 위한 동형접합성 및 표현형 안정성을 생성하기 위해 수많은 세대 동안 심었다. 품종 형질은 관찰되지 않거나, 또는 이 계통에 대해 예상되지 않았다.

실질상 동형접합인 당근 계통 RIF 71-4966C는 계통의 종자를 심고, 얻어진 당근 식물을 자가-수분 또는 동계-수분 조건하에 성장시키고, 당업자에게 친숙한 기술을 사용하여 얻어진 종자를 수확함으로써 재생성될 수 있다.

8. 당근 계통 RIF 71-4967B의 개발

당근 계통 RIF 71-4967B의 개발은 다음과 같이 요약될 수 있다:

2년 9월 임페리얼 밸리 스테클링 베드에서 뉴트리-레드 및 S-D813B의 모식물 계통을 심었다.

3년 2월 가임 x 가임 교배 패턴을 위해 뉴트리-레드 및 S-D813B의 집단 내에서 최상의 모식물 뿌리를 선택하였다.

3년 9월 캘리포니아주 임페리얼 밸리에서 가임 x 가임 교배 시스템으로부터의 F₁ 종자를 심었다.

4년 2월 F₁M 집단으로의 증진을 위해 집단 내에서 공지된 잡종 뿌리를 선택하였다.

4년 9월 캘리포니아주 임페리얼 밸리에서 F₁ 선택된 뿌리로부터의 F₁M 종자를 심었다.

5년 2월 컷 앤드 필 가공 시장에 맞는 가느다란 원통형 형상을 갖는 F₁M 뿌리를 선택하였다. 또한, 직접 식미특성 평가를 위해 각 개별 뿌리를 검사하였다. 예외적 식미특성 및 형상을 갖는 하나의 뿌리를 발견하였으며, 자가 수분하였다.

5년 9월 캘리포니아주 임페리얼 밸리에서 F₁MS 집단 종자를 심었다.

6년 2월 자식된 계통을 평가하고, 균일한 뿌리 형상 및 점조도를 갖는 RIF 71-4967B라고 지칭하였다. 결정은 잡종 조합 계획에서의 검사였다.

6년 9월 캘리포니아주 임페리얼 밸리에서 수분자 RIF 71-4967B로부터 생성된 새로운 잡종을 심었다.

7년 2월 0710 0339를 비롯한 최상의 잡종 조합을 평가하고 선택하였다.

계통 RIF 71-4967B를 자가-수분하고, 이 계통을 상업적 채종에서 유용하게 만들기 위한 동형접합성 및 표현형 안정성을 생성하기 위해 수많은 세대 동안 심었다. 품종 형질은 관찰되지 않거나, 또는 이 계통에 대해 예상되지 않았다.

실질상 동형접합인 당근 계통 RIF 71-4967B는 계통의 종자를 심고, 얻어진 당근 식물을 자가-수분 또는 동계-수분 조건하에 성장시키고, 당업자에게 친숙한 기술을 사용하여 얻어진 종자를 수확함으로써 재생성될 수 있다.

9. 당근 계통 RIF 71-4968B의 개발

당근 계통 RIF 71-4968B의 개발은 다음과 같이 요약될 수 있다:

5년 2월 F₁M₂ 집단 뿌리를 평가하고, 원통형 형상, 양호한 식미특성 및 컷 앤드 필 가공에 대한 품질을 위해 선택하였다. 예외적 식미특성을 갖는 개별 뿌리를 발견하였으며, 자가 수분 계획에 위치시켰다.

5년 9월 캘리포니아주 임페리얼 밸리에서 F₁M₂S 집단 종자를 심었다.

6년 2월 자식된 계통을 평가하고, 균일한 뿌리 형상 및 점조도를 갖는 RIF 71-4968B라고 지칭하였다. 결정은 잡종 조합 계획에서의 검사였다.

6년 9월 캘리포니아주 임페리얼 밸리에서 수분자 RIF 71-4968B로부터 생성된 새로운 잡종을 심었다.

7년 2월 0710 0346을 비롯한 최상의 잡종 조합을 평가하고 선택하였다.

계통 RIF 71-4968B를 자가-수분하고, 이 계통을 상업적 채종에서 유용하게 만들기 위한 동형접합성 및 표현형 안정성을 생성하기 위해 수많은 세대 동안 심었다. 품종 형질은 관찰되지 않거나, 또는 이 계통에 대해 예상되지 않았다.

실질상 동형접합인 당근 계통 RIF 71-4968B는 계통의 종자를 심고, 얻어진 당근 식물을 자가-수분 또는 동계-수분 조건하에 성장시키고, 당업자에게 친숙한 기술을 사용하여 얻어진 종자를 수확함으로써 재생성될 수 있다.

10. 높은 리코펜 함량을 갖는 잡종 당근 품종의 개발

잡종 당근 품종 0710 0325, 0710 0339 및 0710 0346은 하기 교배로부터 얻어진다:

0710 0325 = RF 71-4911A × RIF 71-4966C

0710 0339 = RF 71-4911A × RIF 71-4967B

0710 0346 = RF 71-4912A × RIF 71-4968B

B. 당근 품종의 생리적 및 형태적 특징

본원에 기재된 당근 잡종 및 근교 품종의 생리적 및 형태적 특징은 하기 표 1 내지 17에 나타낸다. 표에 제공된 값은 전형적인 값이다. 값은 환경으로 인해 다양할 수 있다. 실질상 동등한 다른 값이 또한 본 발명의 범위 내에 포함된다.

C. 추가 당근 계통의 육종

본 발명의 한 측면은 당근 계통 RN 71-4904C, RF 71-4911A, RF 71-4912A, RIF 71-4966C, RIF 71-4967B 또는 RIF 71-4968B를 그 자체 또는 제2 식물과 교배시키는 방법, 및 이러한 방법에 의해 생성된 종자 및 식물에 관한 것이다. 이들 방법은 계통 RN 71-4904C, RF 71-4911A, RF 71-4912A, RIF 71-4966C, RIF 71-4967B 또는 RIF 71-4968B의 번식을 위해 사용될 수 있거나, 또는 잡종 당근 종자 및 그로부터 성장된 식물의 생성을 위해 사용될 수 있다. 잡종 종자는 계통 RN 71-4904C, RF 71-4911A, RF 71-4912A, RIF 71-4966C, RIF 71-4967B 또는 RIF 71-4968B를 제2 당근 모식물 계통과 교배시킴으로써 생성된다.

하나 이상의 출발 품종을 사용하는 새로운 품종의 개발은 당분야에 익히 공지되어 있다. 본 발명에 따라, 신규 품종은 계통 RN 71-4904C, RF 71-4911A, RF 71-4912A, RIF 71-4966C, RIF 71-4967B 또는 RIF 71-4968B의 교배에 의해 생성될 수 있으며, 이어서 이러한 익히 공지된 방법에 따른 육종의 다중 세대가 올 수 있다. 새로운 품종은 임의의 제2 식물과의 교배에 이해 생성될 수 있다. 신규 계통의 개발을 위한 교배를 위한 이러한 제2 식물의 선택에서, 그 자체가 하나 이상의 선택된 바람직한 특징을 나타내거나 또는 자손에서 원하는 특징(들)을 나타내는 식물을 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 초기 교배를 수행한 경우, 새로운 품종을 생성하기 위해 근교 및 선택을 수행한다. 균일한 계통 또는 집단의 개발을 위해, 종종 5 세대 이상의 자식 또는 동계-교배 및 선택이 포함된다.

또한, 여교배가 계통을 개선시키기 위해 사용될 수 있다. 여교배는 특정 바람직한 형질을 하나의 계통으로부터 상기 형질이 결핍된 계통으로 이동시킨다. 이는 예를 들어 먼저 우량 식물 (A) (반복친)을 해당 형질을 위한 적절한 유전자좌 또는 유전자좌들을 운반하는 공여체 식물 (일회친)로 교배함으로써 달성될 수 있다. 그 후, 이 교배의 자손을 우량 반복친 (A)로 여교배한 후, 원하는 형질이 일회친으로부터 이동된 얻어진 자손에서 선택한다. 원하는 형질을 위한 선택으로 5 이상의 여교배 세대 후, 자손은 이동되는 특징을 제어하는 유전자좌에 대해 이형접합이나, 대부분 또는 거의 모든 다른 유전자좌에 대해 우량 모식물과 같다. 마지막 여교배 세대는 자식되어, 이동되는 형질을 순수한 육종 자손에게 제공할 것이다.

본 발명의 계통은 구체적으로 계통의 유전적 배경의 우량 성질을 기준으로 하는 새로운 계통의 개발을 위해 잘 맞는다. 신규 당근 계통의 개발을 위한 RN 71-4904C, RF 71-4911A, RF 71-4912A, RIF 71-4966C, RIF 71-4967B 또는 RIF 71-4968B와의 교배를 위한 제2 식물의 선택에서, 그 자체가 하나 이상의 선택된 바람직한 특징을 나타내거나 또는 잡종 조합시 원하는 특징(들)을 나타내는 식물을 선택하는 것이 전형적으로 바람직할 것이다. 바람직한 특징의 예로는 바람직한 뿌리 특징, 예컨대 색, 직경, 길이, 균일한 테이퍼, 최소 포킹, 높은 수분함량, 가용성 고체 함량, 싱싱함 및 단맛을 들 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 추가 바람직한 특징의 예로는 질병 내성, 곤충 내성, 토양 조건에 대한 적응성, 기후 조건에 대한 적응성, 발아, 유묘 활력, 성장 속도, 숙성, 식물 균일성, 증가된 식물화학물질 함량, 증가된 베타-카로틴 함량, 증가된 크산토필 함량, 증가된 리코펜 함량 및 증가된 안토시아닌 함량을 들 수 있다.

본원에서 사용되는 "우량 계통"은 우량 작물 성능을 위한 육종 및 선택으로부터 기인하는 임의의 계통이다. 우량 식물은 우량 계통으로부터의 임의의 식물이다. 우량 계통의 예는 농부 또는 당근 육종자에게 시판되는 계통, 예컨대 A-Plus, HCM, B8080, B6274, B5280, B6333, B5238 및 B6274 (각각 USDA로부터 이용가능함)이다.

1회 또는 2회 자가 수분된 후, 동계-수분되고, 많은 세대에 걸쳐 유형에 대해 선택된 식물은 몇몇 유전자형 이형접합성을 유지하나, 표현형으로 균일하게 된다. 이러한 육종 절차는 유의한 근교 약세를 겪는 당근으로 사용된다. 2개의 이러한 이형접합이나 균질한 모식물 간의 교배는 많은 유전자좌에 대해 이형접합인 잡종 식물의 표현형 균일한 집단을 생성한다. 이러한 모식물 계통의 개발은 일반적으로 자식 및/또는 동계-교배의 적어도 약 5 내지 7 세대를 필요로 한다. 그 후, 개선된 F₁ 잡종을 개발하기 위해 2개의 이러한 모식물 계통을 교배할 수 있다. 그 후, 잡종을 소규모 밭 시험에서 스크리닝하고 평가할 수 있다. 전형적으로, 그의 잠재적 상업적 가치를 위해 선택된 약 10 내지 15개의 표현형 형질을 측정할 수 있다. 다른 측면에서, 이성반수체 식물을 개발하고, 이들 식물은 유전자형으로 균일하다. 2개의 이러한 식물을 교배시키거나, 또는 통상적으로 생성된 상기 기재된 모식물 계통을 이성반수체와 교배하여, 상기 기재된 바와 같이 평가되는 F₁ 잡종을 생성할 수 있다.

본 발명은 또한 고함량 리코펜 당근의 자손을 제공한다. 본원에서 사용될 때, 자손은 2개의 식물 간의 임의의 교배 (여교배 등)의 산물을 포함하나 이에 제한되지 않으나, 상기 혈통의 모든 자손은 최초의 교배로 되돌아간다. 제한 없이 구체적으로, 이러한 자손은 2개의 최초로 교배된 식물 중 하나로부터 유래된 50％, 25％, 12.5％ 이하의 유전적 물질을 갖는 식물을 포함한다. 본원에서 사용될 때, 제2 식물의 혈통이 제1 식물을 포함하는 경우 제2 식물은 제1 식물로부터 유래된다.

본 발명의 방법을 사용하여 생성된 식물은 부분이거나, 또는 육종 프로그램으로부터 생성될 수 있다. 육종 방법의 선택은 식물 번식 방식, 개선될 형질(들)의 유전력 및 상업적으로 사용되는 재배품종의 유형 (예를 들어, F₁ 잡종 재배품종, 순계 재배품종 등)에 의존한다. 본 발명의 식물의 육종을 위한 선택된 비제한적 접근법은 하기 기재되어 있다. 육종 프로그램은 임의의 교배의 자손의 마커 지원 선택과 같은 이용가능한 임의의 방법을 사용하여 향상될 수 있다. 임의의 상업적 및 비-상업적 재배품종은 육종 프로그램에서 사용될 수 있다는 것이 추가로 이해될 것이다. 인자, 예를 들어 출현 활력, 영양 활력, 스트레스 내성, 질병 내성, 분지, 개화, 종자 세트, 종자 크기, 종자 밀도, 표준성 및 최저성 등은 일반적으로 선택을 나타낼 것이다.

본 발명은 신규 당근 식물의 제조 방법 및 이러한 방법에 의해 생성된 당근 식물을 제공한다. 이러한 방법에 따라, 제1 모식물 당근 식물은 제2 모식물 당근 식물과 교배될 수 있으며, 여기서 제1 및 제2 당근 식물 중 하나 이상은 본원에 기재된 모식물 계통 또는 이성반수체 계통 또는 방임-수분된 계통 고함량 리코펜 당근 식물이다. 상기 방법의 한 적용은 F₁ 잡종 식물의 생성이다. 상기 방법의 다른 중요한 측면은 상기 방법이 신규 모식물, 이성반수체 또는 방임-수분된 계통의 개발을 위해 사용될 수 있다는 것이다. 예를 들어, 본원에 기재된 고함량 리코펜 당근 식물은 임의의 제2 식물로 교배되고, 얻어진 잡종 자손 각각은 약 5 내지 7 이상의 세대 동안 자식되고/거나 동계교배되어, 이에 의해 많은 수의 별개의 모식물 계통을 제공할 수 있다. 그 후, 이들 모식물 계통은 다른 계통과 교배되고, 얻어진 잡종 자손은 이로운 특징에 대해 분석될 수 있다. 이러한 방법에서, 바람직한 특징을 부여하는 신규 계통이 확인될 수 있다.

당근 식물 (Daucus carota var . sativus)은 자연적 기술 또는 기계적 기술에 의해 교배될 수 있다. 기계적 수분은 암술머리로 이동될 수 있는 유형의 화분을 제어함으로써 또는 손으로 수분함으로써 수행될 수 있다.

다른 측면에서, 본 발명은 (a) 분리 집단을 형성하기 위해 증가된 리코펜을 갖는 당근 계통을 제2 당근 계통과 교배시키는 단계; (b) 증가된 리코펜 함량에 대해 집단을 스크리닝하는 단계; 및 (c) 증가된 리코펜 함량을 갖는 집단의 하나 이상의 구성원을 선택하는 단계를 포함하는, 증가된 리코펜 함량을 갖는 당근 식물의 제조 방법을 제공한다.

다른 측면에서, 본 발명은 (a) 분리 집단을 형성하기 위해 증가된 리코펜 함량을 갖는 하나 이상의 제1 당근 계통을 제2 당근 계통을 교배시키는 단계; (b) 리코펜 함량에 대해 집단을 스크리닝하는 단계; 및 (c) 증가된 리코펜 함량을 갖는 집단의 하나 이상의 구성원을 선택하는 단계를 포함하는, 높은 리코펜 함량 형질을 당근 식물로 이입하는 방법을 제공한다.

모식물은 전형적으로 교호배열 줄, 블록 또는 임의의 다른 편리한 재식 패턴으로 모식물을 심음으로써 서로에 대한 수분 근접성으로 심는다. 모식물이 자웅 성숙의 시기가 상이한 경우, 더 늦게 성숙하는 식물을 먼저 심고, 이에 의해 자성 모식물 상의 암술머리가 화분을 수용하는 시간 동안 웅성 모식물로부터의 화분의 이용가능성을 확실하게 하는 것이 바람직할 수 있다. 두 모식물의 식물을 경작하고, 개화 시기까지 성장하게 한다. 유리하게, 이 성장 단계 동안 식물을 일반적으로 재배자에 의해 적절하다고 고려되는 비료 및/또는 다른 농업 화학물질로 처리한다.

대안적으로, 본 발명의 다른 측면에서, 제1 및 제2 모식물 당근 식물은 본원에 기재된 고함량 리코펜 당근 식물일 수 있다. 따라서, 본원에 기재된 고함량 리코펜 당근 식물을 사용하여 생성되는 임의의 당근 식물은 본 발명의 부분을 형성한다. 본원에서 사용될 때, 교배는 자식, 여교배, 다른 또는 동일한 모식물 계통으로의 교배, 집단으로의 교배 등을 의미한다. 따라서, 모식물로서 본원에 기재된 고함량 리코펜 당근 식물을 사용하여 생성되는 모든 당근 식물은 본 발명의 범위 내에 포함된다.

한 측면에서, 임의의 웅성 당근은 본 발명의 당근과 조합하여 사용될 수 있다. 한 측면에서, 모식물 중 하나는 50 ppm, 55 ppm, 60 ppm, 65 ppm, 70 ppm, 75 ppm, 80 ppm, 85 ppm, 90 ppm, 95 ppm 또는 100 ppm 이상의 리코펜 함량을 갖는 뿌리를 갖는 웅성 당근이다. 이러한 웅성 당근 계통의 예로는 뉴트리-레드 및 적색 인도계 당근 계통을 들 수 있다.

다른 측면에서, 본 발명은 증가된 리코펜 함량을 갖는 잡종 당근 식물을 제공한다. 다른 측면에서, 본 발명은 증가된 리코펜 함량을 갖는 잡종 당근 식물의 종자를 제공한다. 임의의 시점에 본원에 기재된 고함량 리코펜 당근 식물을 다른 상이한 당근 모식물 계통과 교배시키고, 제1 세대 (F₁) 당근 잡종 식물을 생성한다. 이와 같이, F₁ 잡종 당근 식물은 예를 들어, 본원에 기재된 고함량 리코펜 당근 식물을 임의의 제2 모식물 당근 식물과 교배시킴으로써 생성될 수 있다. 본질적으로 임의의 다른 당근 식물은 하나의 모식물로서 본원에 기재된 고함량 리코펜 당근 식물을 갖는 잡종 당근 식물을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 필요한 모든 것은 최소한 한 식물이 자성 가임이고 제2 식물이 웅성 가임인 것이다. 당근 식물은 자연적으로 웅성 및 자성 가임 둘 모두이다.

단일 교배 잡종 당근 품종은 2개의 모식물 계통의 교배종이며, 이들 각각은 다른 계통의 유전자형을 보충하는 유전자형을 갖는다. 전형적으로, F₁ 잡종은 그의 모식물보다 더 잘 자란다. 이러한 잡종 활력 또는 잡종강세는 개선된 수율, 우수한 뿌리, 우수한 균일성 및 우수한 곤충 및 질병 내성을 비롯한 많은 다유전자성 형질에서 나타난다. 잡종의 개발에서, 오직 F₁ 잡종 식물이 전형적으로 추구된다. 2개의 모식물을 교배시키는 경우 F₁ 단일 교배 잡종을 생성한다. 쌍으로 교배된 4개의 모식물로부터 이중 교배 잡종을 생성한 후 (A × B 및 C × D), 다시 2개의 F₁ 잡종을 교배시킨다 (A × B) × (C × D). (A × B) × C로서 교배된 3개의 모식물로부터 3원 교배종을 생성한다.

한 측면에서, 당업자에게 공지된 임의의 당근 품종을 본 발명의 고함량 리코펜 당근 계통과 교배시켜, 잡종 식물을 생성할 수 있다. 바람직한 측면에서, 이러한 당근 품종으로는 B3640M, B3080M, B3475, B8080, B5280, B6333, B5238 및 B6274 (각각 USDA로부터 이용가능함), S-D813B (세미니스 베저터블 씨즈, 인크.(Seminis Vegetable Seeds, Inc.), 및 미국 특허 제6,787,685호 (그 전문이 본원에 참고로 도입됨))를 들 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

본원에 기재된 고함량 리코펜 당근 식물을 다른 모식물과 교배시켜 잡종을 수득하는 경우, 이는 모계 또는 부계 식물로서 작용할 수 있다. 많은 교배를 위해, 성과는 모식물의 할당된 성별에 상관없이 동일하다. 잡종 교배에서 제2 모식물에 대한 채종 특징에 의존하여, 모식물 중 하나를 웅성 또는 자성 모식물로서 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 웅성 또는 자성으로서 하나의 모식물을 사용하는 것에 대한 결정은 당업자에게 익히 공지된 바와 같이 임의의 이러한 특징을 기준으로 할 수 있다.

하나 이상의 출발 품종을 사용하는 새로운 품종의 개발은 당분야에 익히 공지되어 있다. 본 발명에 따라, 신규 품종은 본원에 기재된 고함량 리코펜 당근 식물의 교배, 이어서 이러한 익히 공지된 방법에 따른 육종의 다중 세대에 의해 생성될 수 있다. 새로운 품종은 본원에 기재된 고함량 리코펜 당근 식물을 임의의 제2 식물과 교배시킴으로써 생성될 수 있다. 신규 모식물 계통의 개발을 위한 교배를 위한 이러한 제2 식물의 선택에서, 그 자체가 하나 이상의 선택된 바람직한 특징을 나타내거나 또는 잡종 조합시 원하는 특징(들)을 나타내는 식물을 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 잠재적으로 원하는 특징의 예로는 더 큰 수율, 살곤충제, 제초제, 해충류 및 질병에 대한 내성, 열 및 가뭄에 대한 관용성, 작물 숙성까지의 감소된 시간, 우수한 작물 품질, 더 높은 영양가, 및 발아 시간, 성장 속도, 숙성 및 뿌리 크기의 균일성을 들 수 있다.

본 발명의 고함량 리코펜 당근 계통과 초기 교배되는 경우, 자식 및/또는 동계교배는 새로운 모식물 계통을 생성한다. 모식물 계통의 개발은 인간 육종자에 의한 조작을 필요로 한다. 자가-수분 및 동계-수분의 조합은 유전자형이 안정하고 표현형이 균일한 새로운 모식물 계통의 개발에 필수적이다. 육종자가 모식물 계통을 개발하는 이유는 표현형이 균일하고 F₁ 잡종을 생성하기 위해 사용될 수 있는 타교배 종에서 균질한 집단을 개발하는 것이다.

혈통 육종 방법은 2개의 유전자형을 교배시키는 것을 포함한다. 각 유전자형은 다른 유전자형이 결핍된 하나 이상의 바람직한 특징을 가질 수 있거나; 또는 각 유전자형은 다른 유전자형을 보충할 수 있다. 2개의 최초의 모식물 유전자형이 모든 원하는 특징을 제공하지 않는 경우, 다른 유전자형이 육종 집단에 포함될 수 있다. 이들 교배의 생성물인 우량 식물은 거듭된 세대에서 자식되거나 또는 동계교배되고, 선택된다. 각 거듭되는 세대는 자가- 또는 동계-수분 및 선택의 결과로서 유전적으로 더 균질하고 표현형이 균일하게 된다. 전형적으로, 이러한 육종 방법은 자식 또는 동계교배 및 선택의 5 이상의 세대를 포함한다. 5 이상의 세대 후, 얻어진 모식물 계통은 각 유전자좌에서 안정한 대립유전자 빈도를 갖고, 표현형이 균일하다.

새로운 품종의 개발에서 일반적으로 선택되지 않으나 여교배 기술에 의해 개선될 수 있는 많은 형질이 확인되었다. 형질을 부여하는 유전자좌는 트렌스제닉이거나 또는 트렌스제닉이 아닐 수 있다. 당업자에게 공지된 이러한 형질의 예로는 웅성 불임성, 제초제 내성, 세균, 진균 또는 바이러스 질병에 대한 내성, 곤충 내성, 웅성 임성 및 향상된 영양적 품질을 들 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 이들 유전자는 일반적으로 핵을 통해 유전되나, 세포질을 통해 유전될 수 있다. 이에 대한 몇몇 공지된 예외는 웅성 불임성에 대한 유전자이고, 이중 몇몇은 세포질로 유전되나, 여전히 단일 유전자좌 형질로서 작용한다.

직접 선택은 유전자좌가 우성 형질로서 작용하는 경우 적용될 수 있다. 우성 형질의 예는 제초제 내성 형질이다. 이러한 선택 방법을 위해, 여교배 전에 초기 교배의 자손에 제초제를 분무한다. 분무는 원하는 제초제 내성 특징을 갖지 않는 임의의 식물을 제거하고, 제초제 내성 유전자를 갖는 식물만을 후속 여교배에서 사용한다. 그 후, 모든 추가 여교배 세대 동안 이러한 방법을 반복한다.

D. 성능 특징

상기 기재된 바와 같이, 당근 계통 RN 71-4904C, RF 71-4911A, RF 71-4912A, RIF 71-4966C, RIF 71-4967B 및 RIF 71-4968B, 및 당근 잡종 품종 0710 0325, 0710 0339, 0710 0346, 710313, 710305, 710316, 710319, 710311, 710304, 710310 및 710303은 예를 들어, 증가된 리코펜 함량을 비롯한 바람직한 작물 형질을 나타낸다. 다른 계통 및 품종과 비교하여 여러 이들 계통 및 잡종 품종의 성능 형질의 객관적 분석은 하기 제공된다.

뉴트리-레드 계통과 비교하여 당근 계통 RN 71-4904C의 밭 시험 결과는 하기 표 18 내지 22에 나타낸다. 제공되는 값은 각 품종에 대해 약 50개의 뿌리로부터 수집된 샘플의 평균으로부터 얻는다.

당근 계통 0710 0325, 0710 0339 및 0710 0346의 밭 시험 결과는 하기 표 23에 나타낸다. 제공되는 값은 각 품종에 대해 약 20개의 뿌리로부터 수집된 벌킹된 샘플의 평균으로부터 얻는다.

인빅타(Invicta), 주황색 (카로틴) 잡종, 2개의 킨토키 OP 계통 및 뉴트리-레드를 표 23에 요약된 연구에서 비교 목적으로 사용하였다. 모든 데이타는 7년 2월에 캘리포니아주 임페리얼 밸리로부터 얻었다. 상기 표는 잡종 0710 0325가 우수한 리코펜 및 루테인 함량을 나타내고, 또한 경쟁적 계통과 비교시 상당한 양의 베타-카로틴을 함유한다는 것을 나타낸다. 따라서, 본 발명의 한 중요한 측면은 상업적 용도를 위한 품종의 종자를 제공한다. 또한, 0710 0325, 0710 0339 및 0710 0346은 각각 비교 품종보다 더 높은 수크로스 함량을 나타내었다.

당근 잡종 품종 710313, 710305, 710316, 710319, 710311, 710304, 710310 및 710303을 하기 표 24에서 비교하였다. 각 잡종 계통로부터의 50개의 뿌리에 대한 리코펜 함량을 미국 캘리포니아주 엘 센트로에서 성장된 식물로부터 HPLC에 의해 분석하였다. 표 24는 이들 잡종 품종 각각 및 또한 대조군 계통 혼코우 킨토키, 인빅타 (주황색 계통; 카로틴 함량), 레드 낭트 및 신쿠 킨토키에 대한 평균 리코펜 함량을 제공한다.

잡종 당근 품종 중 4개는 약 115 ppm 이상의 평균 리코펜 함량을 갖는 뿌리를 생성하였다. 잡종 품종 710319는 적색 표현형에 대해 분리되고, 따라서 더 낮은 평균 리코펜 함량을 생성하였다.

계통 RF 71-4911A의 성능 분석을 또한 수행하였다. 분석 결과는 하기 표 25 및 26에 제공된다.

계통 RF 71-4912A의 성능 분석을 추가로 수행하였다. 분석 결과는 하기 표 27 및 28에 제공된다.

E. 본 발명의 추가 실시양태

용어 당근 계통 RN 71-4904C, RF 71-4911A, RF 71-4912A, RIF 71-4966C, RIF 71-4967B 또는 RIF 71-4968B가 본 발명의 문맥에서 사용되는 경우, 이는 또한 하나 이상의 제1 원하는 유전가능한 형질을 포함하도록 변형된 식물을 포함한다. 한 실시양태에서, 이러한 식물은 여교배라고 불리는 식물 육종 기술에 의해 개발될 수 있으며, 여기서 품종의 본질적으로 모든 원하는 형태적 및 생리적 특징은, 여교배 기술을 통해 식물로 이동되는 유전자좌 외에도, 회복된다. 본원에서 사용되는 용어 단일 유전자좌 전환된 식물은 여교배라고 불리는 식물 육종 기술에 의해 개발되는 당근 식물을 지칭하며, 여기서 품종의 본질적으로 모든 원하는 형태적 및 생리적 특징은, 여교배 기술을 통해 품종으로 이동되는 단일 유전자좌 외에도, 회복된다.

여교배 방법은 특징을 개선하거나 또는 본 품종에 도입하기 위해 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 원하는 특징에 대한 유전자좌에 기여하는 모식물 당근 식물은 일회친 또는 공여체 모식물이라고 한다. 이러한 용어는 일회친이 여교배 프로토콜에서 한번 사용되고 따라서 반복되지 않는다는 사실을 지칭한다. 일회친으로부터의 유전자좌 또는 유전자좌들이 이동되는 모식물 당근 식물은 여교배 프로토콜에서 여러 라운드 동안 사용되기 때문에 반복친이라고 공지되어 있다.

전형적인 여교배 프로토콜에서, 관심있는 최초의 품종 (반복친)은 이동되는 관심있는 단일 유전자좌를 보유하는 제2 품종 (일회친)으로 교배된다. 그 후, 이 교배로부터 얻어진 자손은 다시 반복친으로 교배되고, 상기 방법은 당근 식물이 수득될 때까지 반복되며, 여기서 반복친의 본질적으로 모든 원하는 형태적 및 생리적 특징은, 일회친으로부터의 단일 이동된 유전자좌 외에도 전환된 식물에서 회복된다.

적합한 반복친의 선택은 성공적인 여교배 절차를 위한 중요한 단계이다. 여교배 프로토콜의 목표는 최초의 품종에서 단일 형질 또는 특징을 변경하거나 또는 치환하는 것이다. 이를 달성하기 위해, 반복 품종의 단일 유전자좌는 일회친으로부터의 원하는 유전자좌로 변형되거나 또는 치환되나, 최초의 품종의 원하는 유전적, 및 따라서 원하는 생리적 및 형태적 구성의 나머지의 본질적으로 모든 것을 유지한다. 특정 일회친의 선택은 여교배의 목적에 의존할 것이며; 주요 목적 중 하나는 몇몇 상업적으로 바람직한 형질을 식물에게 첨가하는 것이다. 정확한 여교배 프로토콜은 적절한 검사 프로토콜을 결정하기 위해 변형되는 특징 또는 형질에 의존적일 것이다. 이동될 특징이 우성 대립유전자인 경우 여교배 방법은 단순화되나, 열성 대립유전자가 또한 이동될 수 있다. 이러한 경우, 원하는 특징이 성공적으로 이동되었는가를 결정하기 위해 자손의 검사를 도입하는 것이 필수적일 수 있다.

한 실시양태에서, RN 71-4904C, RF 71-4911A, RF 71-4912A, RIF 71-4966C, RIF 71-4967B 또는 RIF 71-4968B가 반복친인 여교배의 자손 당근 식물은 동일한 환경 조건에서 성장시 5％ 유의성 수준에서 결정되는, (i) 일회친으로부터의 원하는 형질 및 (ii) 당근 계통 RN 71-4904C, RF 71-4911A, RF 71-4912A, RIF 71-4966C, RIF 71-4967B 또는 RIF 71-4968B의 모든 생리적 및 형태적 특징을 포함한다.

당근 품종은 또한 2종 초과의 모식물로부터 개발될 수 있다. 변형된 여교배라고 공지된 기술은 여교배 동안 상이한 반복친을 사용한다. 변형된 여교배가 최초의 반복친을 보다 바람직한 특정 특징을 갖는 품종으로 대체하기 위해 사용될 수 있거나, 또는 다중 모식물이 서로 상이한 바람직한 특징을 수득하기 위해 사용될 수 있다.

새로운 품종의 개발에서 규칙적으로 선택되지 않으나 여교배 기술에 의해 개선될 수 있는 많은 단일 유전자좌 형질이 확인되었다. 단일 유전자좌 형질은 트렌스제닉이거나 또는 트렌스제닉이 아닐 수 있으며; 이들 형질의 예로는 웅성 불임성, 제초제 내성, 세균, 진균 또는 바이러스 질병에 대한 내성, 곤충 내성, 웅성 임성의 회복, 변형된 지방산 또는 탄수화물 대사, 및 향상된 영양적 품질을 들 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 이들은 일반적으로 핵을 통해 유전되는 유전자를 포함한다.

직접 선택은 단일 유전자좌가 우성 형질로서 작용하는 경우 적용될 수 있다. 우성 형질의 예는 탄저병 내성 형질이다. 이러한 선택 방법을 위해, 여교배 전에 초기 교배의 자손에 탄저병 포자를 분무한다. 분무는 원하는 탄저병 내성 특징을 갖지 않는 임의의 식물을 제거하고, 탄저병 내성 유전자를 갖는 식물만이 후속 여교배에서 사용된다. 그 후, 모든 추가 여교배 세대 동안 이러한 방법을 반복한다.

육종을 위한 당근 식물의 선택은 식물의 표현형에 필수적으로 의존하지 않으나, 대신에 유전자 연구를 기초로 할 수 있다. 예를 들어, 관심있는 형질에 밀접하게 유전적으로 연결된 적합한 유전자 마커를 사용할 수 있다. 이들 마커 중 하나는 특정 교배의 자손에서 형질의 존재 또는 부재를 확인하기 위해 사용될 수 있고, 계속된 육종을 위한 자손의 선택에서 사용될 수 있다. 이 기술은 통상적으로 마커 지원 선택이라고 지칭된다. 식물에서 관심있는 형질의 상대적인 존재 또는 부재를 확인할 수 있는, 임의의 다른 유형의 유전자 마커 또는 다른 분석법이 또한 육종 목적을 위해 유용할 수 있다. 당근의 육종에 적용가능한 마커 지원 선택을 위한 절차는 당분야에 익히 공지되어 있다. 이러한 방법은 열성 형질 및 가변 표현형의 경우 특히 유용하거나, 또는 통상적인 분석법은 보다 고가이거나, 시간 소모적이거나 또는 달리 불리할 수 있다. 본 발명에 따라 사용될 수 있는 유전자 마커의 유형은 단순한 서열 길이 다형성 (SSLP) (문헌 [Williams et al., 1990]), 무작위 증폭된 다형성 DNA (RAPD), DNA 증폭 지문감정법 (DAF), 서열 특징화된 증폭된 영역 (SCAR), 임의의 프라이밍된 폴리머라제 연쇄 반응 (AP-PCR), 증폭된 단편 길이 다형성 (AFLP) (제EP 534 858호, 구체적으로 그 전문이 본원에 참고로 도입됨), 및 단일 뉴클레오티드 다형성 (SNP) (문헌 [Wang et al., 1998])을 들 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

본 출원은 높은 리코펜 수준을 갖는 당근 계통을 제공한다. 바람직한 측면에서, 당근 계통은 잡종 당근 품종이다. 다른 측면에서, 본 발명은 증가된 리코펜 함량을 갖는 당근 뿌리를 제공한다. 본원에서 제공된 임의의 당근 뿌리의 리코펜 함량은 당분야에서 이용가능한 임의의 수단에 의해 측정될 수 있다. 한 예에서, 당근 뿌리의 리코펜 함량은 하기 실시예 1에 기재된 바와 같이 고압 액체 크로마토그래피 (HPLC)를 사용하여 결정된다. 한 예에서, 본원에서 제공된 당근 뿌리는 약 100 피피엠 (ppm, 백만분의 일 부), 105 ppm, 110 ppm, 115 ppm, 120 ppm, 125 ppm, 130 ppm 또는 135 ppm 이상의 리코펜 함량을 갖는다. 바람직한 측면에서, 당근 뿌리는 약 100 ppm, 105 ppm, 110 ppm, 115 ppm, 120 ppm, 125 ppm, 130 ppm, 135 ppm, 140 ppm, 145 ppm 또는 150 ppm 이상의 평균 리코펜 함량을 갖는다. 다른 측면에서, 당근 뿌리는 약 100 ppm 내지 약 250 ppm, 약 100 ppm 내지 약 225 ppm, 약 100 ppm 내지 약 200 ppm, 약 100 ppm 내지 약 175 ppm, 약 100 ppm 내지 약 160 ppm, 또는 약 100 ppm 내지 약 150 ppm의 평균 리코펜 함량을 갖는다.

다른 측면에서, 높은 리코펜 함량을 갖는 당근 계통은 대조군 당근 계통과 비교하여 10％, 11％, 12％, 13％, 14％, 15％, 16％, 17％, 18％, 19％, 20％, 21％, 22％, 23％, 24％, 25％, 26％, 27％, 28％, 29％ 또는 30％ 이상 증가된 리코펜 함량을 갖는다. 한 실시양태에서, 대조군 당근 계통은 뉴트리-레드이다. 뉴트리-레드는 당업자에게 익히 공지된 품종이다. 특정 실시양태에서, 본원에서 제공된 식물의 뿌리의 리코펜 함량은 따라서 동일한 조건하에 성장시 뉴트리-레드의 평균 뿌리 리코펜 함량의 약 110％ 이상을 포함하는 것으로서 정의될 수 있다. 추가 실시양태에서, 뿌리 리코펜 함량은 동일한 조건하에 성장시 뉴트리-레드의 리코펜 함량의 약 115, 120, 125, 130, 132.5, 135, 138.8, 145.4, 148.7, 152.1, 157.9 또는 약 171.1％ 이상으로서 정의될 수 있다.

본원에서 제공된 고함량 리코펜 당근 계통의 평균 리코펜 함량은 계통 또는 재배품종으로부터의 임의의 수의 뿌리의 리코펜 함량을 평균냄으로써 결정될 수 있다. 한 예에서, 평균 리코펜 함량은 약 2, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 또는 50개의 뿌리의 평균이다. 바람직한 측면에서, 뿌리가 수득되는 당근 식물은 웅성 불임 식물이다. 다른 바람직한 측면에서, 뿌리가 수득되는 당근 식물은 세포질 웅성 불임 식물이다.

다른 측면에서, 본 발명은 100 ppm 이상의 리코펜 함량을 갖는 뿌리를 갖는 식물을 생성할 수 있는 당근 식물의 종자를 제공한다. 바람직한 측면에서, 종자로부터 성장된 당근 식물은 웅성 불임 식물이다. 다른 바람직한 측면에서, 웅성 불임 식물은 세포질 웅성 불임 식물이다.

본 발명은 또한 증가된 리코펜 함량을 갖는 뿌리를 갖는 세포질 웅성 불임 당근 식물을 제공한다.

본 발명은 또한 증가된 리코펜 함량을 포함하는 뿌리를 갖는 잡종 당근 품종을 제공한다. 한 예에서, 당근 뿌리는 약 80 ppm, 85 ppm, 90 ppm, 95 ppm, 100 ppm, 105 ppm, 110 ppm, 115 ppm, 120 ppm, 125 ppm, 130 ppm 또는 135 ppm 이상의 증가된 리코펜 함량을 갖는다. 바람직한 측면에서, 당근 뿌리는 약 80 ppm, 85 ppm, 90 ppm, 95 ppm, 100 ppm, 105 ppm, 110 ppm, 115 ppm, 120 ppm, 125 ppm, 130 ppm, 135 ppm, 140 ppm, 145 ppm 또는 150 ppm 이상의 평균 리코펜 함량을 갖는다. 다른 측면에서, 당근 뿌리는 약 80 ppm 내지 약 250 ppm, 약 80 ppm 내지 약 225 ppm, 약 90 ppm 내지 약 225 ppm, 약 100 ppm 내지 약 225 ppm, 약 100 ppm 내지 약 200 ppm, 약 100 ppm 내지 약 175 ppm, 또는 약 100 ppm 내지 약 160 ppm, 또는 약 100 ppm 내지 약 150 ppm의 평균 리코펜 함량을 갖는다. 한 실시양태에서, 리코펜 함량은 잡종 당근 품종으로부터 수득된 약 2, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50개 이상의 당근 뿌리의 평균 리코펜 함량으로서 측정된다. 다른 측면에서, 잡종 당근 품종은 대조군 잡종 당근 품종, 예를 들어 킨토키 방임-수분된 품종으로부터 수득된 평균 리코펜 함량과 비교하여 증가된 리코펜 함량을 갖는다. 예를 들어, 본 발명의 잡종 당근으로부터 수득된 당근 뿌리는 대조군 당근 계통으로부터 수득된 뿌리와 비교하여 약 10％, 11％, 12％, 13％, 14％, 15％, 16％, 17％, 18％, 19％, 20％, 21％, 22％, 23％, 24％, 25％, 26％, 27％, 28％, 29％ 또는 30％ 이상 증가된 평균 리코펜 함량을 갖는다.

다른 측면에서, 본 발명은 로얄 호르티컬처럴 소사이어티 컬러 차트(Royal Horticultural Society Color Chart) (영국 런던 소재의 로얄 호르티컬처럴 소사이어티 퍼블리케이션스(Royal Horticultural Society Publications)) 상의 184개 색 군의 색에 상응하는 색을 갖는 뿌리를 갖는 당근을 제공한다. 바람직한 측면에서, 뿌리는 색 RHS 184 A 내지 RHS 184C의 184개 색 군의 색을 갖는다. 바람직한 측면에서, 뿌리는 RHS 184A 내지 RHS 184B의 색을 갖는다. 한 측면에서, 뿌리는 약 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10 밀리미터 (mm) 이상의 뿌리 표면 아래의 깊이로 RHS 184A 내지 RHS 184C의 색을 갖는다. 색의 깊이는 색의 표면으로부터 가장 깊은 점으로 뿌리의 색을 측정함으로써 측정된다.

다른 측면에서, 본 발명은 포킹과 같은 다른 형질을 최소화하나 싱싱함 및 단맛과 같은 상업적으로 바람직한 뿌리 품질 형질을 갖는 고함량 리코펜 당근 식물을 제공한다. 이들 형질의 검토는 문헌 ["Domestication, Historical Development, and Modern Breeding of Carrot," P. W. Simon, Plant Breeding Reviews, 19:157-190 (ed. J. Janick; John Wiley & Sons 2000)]에 기재되어 있다. 당근 뿌리의 "싱싱함"은 주어진 힘을 적용한 후 뿌리의 골절로서 정의된다. "단맛"은 예를 들어 굴절당도계에 의해 가용성 고체로서 측정되고 °브릭스로서 표현될 수 있는 당근 뿌리의 당 함량의 결과이다. 한 측면에서, 본 발명의 당근 식물은 약 4°, 5°, 6°, 7°, 8°, 9°, 10°, 11°, 12°, 13°, 14°, 15°, 16°, 17°, 18° 브릭스 이상의 브릭스 함량을 갖는 뿌리를 생성한다. 다른 측면에서, 본 발명의 당근 식물은 약 2° 내지 약 20° 브릭스, 약 3° 내지 약 20° 브릭스, 약 8° 내지 약 20° 브릭스, 또는 약 11° 브릭스 내지 약 20° 브릭스를 갖는 뿌리를 생성한다.

"포킹"은 당근이 경질 점토 토양에서 성장하거나, 바위가 있는 토양에서 성장하거나, 또는 혼잡한 조건에서 성장하는 경우, 또는 과량의 질소 존재로 인해, 또는 다양한 병원체로 인해 발생할 수 있으며, 일차 직근으로부터 이차 뿌리의 성장을 야기한다. 한 측면에서, 본 발명의 당근 계통의 뿌리의 집단은 25％, 20％, 15％, 10％, 5％ 미만의 포킹을 갖는다. 싱싱함, 포킹 및 단맛은 당분야에 공지된 임의의 방법에 의해 측정될 수 있다. 예를 들어, 싱싱함, 단맛 및 포킹은 유사한 조건하에 성장된 참고 표준 당근 뿌리에 대한 검사 뿌리의 비교에 의해 측정될 수 있다.

한 측면에서, 본 발명의 당근은 약 12 밀리미터 (mm), 13 mm, 14 mm, 15 mm, 16 mm, 17 mm, 18 mm, 19 mm, 20 mm, 21 mm, 22 mm, 23 mm, 24 mm, 25 mm, 26 mm, 27 mm, 28 mm, 29 mm, 30 mm, 31 mm, 32 mm, 33 mm, 34 mm, 35 mm, 36 mm, 37 mm, 38 mm, 39 mm, 40 mm, 41 mm, 42 mm, 43 mm, 44 mm, 45 mm, 46 mm, 47 mm, 48 mm, 49 mm, 50 mm 또는 51 mm 이상의 수확에서의 직경을 갖는 뿌리를 갖는다. 다른 측면에서, 당근은 약 10 mm 내지 약 55 mm, 약 12 mm 내지 약 53 mm, 약 15 mm 내지 약 50 mm, 또는 약 17 mm 내지 약 48 mm의 수확에서의 직경을 갖는 뿌리를 갖는다. 본원에서 사용될 때, 수확에서의 뿌리 직경은 그의 가장 넓은 점에서의 뿌리의 직경을 측정함으로써 측정된다.

한 측면에서, 본 발명의 당근은 약 7.5 센티미터 (cm), 8.0 cm, 8.5 cm, 9.0 cm, 9.5 cm, 10.0 cm, 10.5 cm, 11.0 cm, 11.5 cm, 12.0 cm, 12.5 cm, 13.0 cm, 13.5 cm, 14.0 cm, 14.5 cm, 15.0 cm, 20 cm, 25 cm, 30 cm, 35 cm 또는 40 cm 이상의 수확에서의 뿌리 길이를 갖는다. 다른 측면에서, 본 발명의 당근은 약 5 cm 내지 약 40 cm, 약 7.5 cm 내지 약 35 cm, 또는 약 9 cm 내지 약 30 cm의 수확에서의 뿌리 길이를 갖는다. 뿌리 길이는 근단으로부터 바닥까지의 뿌리의 가장 긴 점에서 측정된다 (센티미터). 본원에서 사용될 때, 뿌리 길이는 가장 큰 점 간의 뿌리의 길이를 따라 수확 뿌리를 측정함으로써 측정된다.

한 측면에서, 당근 뿌리는 1, 2, 3, 4 또는 5 등급의 전체 뿌리 품질을 가지며, 여기서 뿌리 품질은 1=불량함 내지 5=우수함 등급의 스케일로 시각적 검사에 의해 측정된다.

색, 뿌리 길이 및 뿌리 리코펜 함량과 같은 당근 속성은 다양한 시점에서 측정될 수 있다. 다른 측면에서, 속성은 성장 챔버에서 성장후에 측정된다. 한 측면에서, 속성은 수확 시점에서 측정된다. 다른 측면에서, 속성은 수확후 1일, 2일, 3일, 4일, 5일, 6일, 1주, 2주, 3주, 4주 또는 5주 동안 주변 조건에서 당근 뿌리의 저장후 측정된다. 또다른 측면에서, 속성은 5℃에서 1일, 2일, 3일, 4일, 5일, 6일, 1주, 2주, 3주, 4주 또는 5주 동안 당근 뿌리의 저장후 측정된다.

본원에서 사용될 때, 당근 식물은 뿌리가 약 20 내지 약 50 밀리미터 (mm)의 직경 및 약 50 내지 약 500 mm의 길이를 갖고, 최소량의 포킹 및 최소 중심을 갖는 경우 "바람직한 뿌리 특징"을 나타낸다. 한 측면에서, 당근 식물은 포킹된 뿌리를 갖는 당근이 25％, 20％, 15％, 10％ 또는 5％ 미만을 나타낸다. 다른 측면에서, 당근 뿌리는 뿌리의 총 직경의 직경의 60％, 55％, 50％, 45％ 또는 40％ 미만인 피층 직경을 나타낸다. 다른 측면에서, 식별가능한 "단맛"을 갖는 당근 뿌리는 당근 뿌리의 단맛의 감각 인지를 지칭한다. 한 측면에서, 단맛은 당근 뿌리 중 가용성 고체의 함량과 상관관계가 있을 수 있다. 뿌리의 가용성 고체는 굴절당도법에 의해 °브릭스로서 측정될 수 있으며, 바람직하게는 4°, 6°, 8°, 10°, 12°, 14°, 16°, 18°, 20°브릭스 이상이다. 단맛은 또한 당근 뿌리에서 생성된 파이크(Pike) 또는 사이먼(Simon) 테르펜과 같은 테르페노이드의 양에 의해 영향받을 수 있다. 테르펜 함량은 당분야에서 이용가능한 임의의 방법, 예를 들어 HPLC를 사용하여 측정될 수 있다. 바람직하게는, 뿌리는 테르페노이드 50 ppm, 45 ppm, 40 ppm, 35 ppm, 30 ppm 미만을 함유한다.

본 발명의 추가 측면은 본원에 기재된 당근 계통의 조직 배양물에 관한 것이다. 본원에서 사용되는 용어 "조직 배양물"은 동일한 또는 상이한 유형의 단리된 세포 또는 식물 부분으로 조직된 이러한 세포의 수집을 포함하는 조성물을 나타낸다. 예시적 유형의 조직 배양물은 원형질체, 유상조직, 꽃밥 배양, 및 식물 또는 식물의 부분의 무손상 식물 세포, 예컨대 배아, 잎, 화경, 소화경, 꽃밥, 분열조직, 근단 및 뿌리의 절편, 근주 및 줄기, 외식체 등이다. 바람직한 측면에서, 조직 배양물은 이들 식물 부분의 미성숙 조직으로부터 유래된 배아, 원형질체, 분열조직 세포, 화분, 잎 또는 꽃밥을 포함한다. 다른 바람직한 측면에서, 조직 배양물은 이성반수체 생성에서 사용될 수 있다. 식물 조직 배양물의 제조 및 유지용 수단은 당분야에 익히 공지되어 있다. 당근의 조직 배양 및 재생 방법의 예는 예를 들어 문헌 [Matthysse et al. (1978)]에 기재되어 있다.

본원에서 사용되는 "고함량 리코펜" 당근 계통은 약 100 백만분의 일 부 (ppm) 이상의 평균 리코펜 함량을 갖는 뿌리의 집단 중 당근 계통으로부터의 임의의 당근 뿌리이다. 다른 측면에서, 뿌리의 집단은 약 110 ppm, 115 ppm, 120 ppm, 125 ppm, 130 ppm, 135 ppm, 140 ppm 이상의 평균 리코펜 함량을 갖는다. 고함량 리코펜 당근 계통은 상기 기재된 당근 식물, 예를 들어, 당근 계통 인디안 레드 및 뉴트리-레드보다 더 높은 본 발명의 당근 뿌리의 집단 중 평균 리코펜 함량을 갖는다. 당근 뿌리의 집단은 유사한 조건하에 성장된 동일한 당근 계통 내의 상이한 당근 식물로부터 수득된 2개 이상의 뿌리, 바람직하게는 동일한 당근 계통 내의 상이한 당근 식물로부터 수득된 2, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 100, 200, 500 또는 1000개 이상의 뿌리를 지칭한다. 한 측면에서, 평균 리코펜 함량은 약 100 ppm 내지 약 250 ppm, 약 100 ppm 내지 약 225 ppm, 약 100 ppm 내지 약 200 ppm, 약 100 ppm 내지 약 175 ppm, 약 100 ppm 내지 약 165 ppm, 또는 약 100 ppm 내지 약 155 ppm의 평균 리코펜 함량으로서 확인된다. 한 측면에서, 당근 뿌리의 리코펜 함량은 수확에서 측정된다.

본 발명은 또한 종자의 50％ 초과로부터 성장된 뿌리가 증가된 리코펜 함량을 갖는 것인 당근 종자의 용기를 제공한다. 다른 측면에서, 용기 중 당근 종자의 55％, 60％, 65％, 70％, 75％, 80％, 85％, 90％, 95％ 초과로부터 성장된 당근 식물로부터 수득된 뿌리는 증가된 리코펜 함량을 갖는다. 한 측면에서, 종자로부터 성장된 식물로부터 수득된 뿌리의 집단은 약 100 ppm 내지 약 250 ppm, 약 100 ppm 내지 약 225 ppm, 약 100 ppm 내지 약 200 ppm, 약 100 ppm 내지 약 175 ppm, 약 100 ppm 내지 약 165 ppm, 약 100 ppm 내지 약 155 ppm, 약 110 ppm 내지 약 225 ppm, 약 120 ppm 내지 약 225 ppm, 또는 약 125 ppm 내지 약 225 ppm의 평균 리코펜 함량을 갖는다. 다른 측면에서, 종자로부터 성장된 식물로부터 수득된 뿌리의 집단은 약 100 ppm, 110 ppm, 115 ppm, 120 ppm, 125 ppm, 130 ppm, 135 ppm, 140 ppm 이상의 평균 리코펜 함량을 갖는다. 이와 관련하여, 뿌리의 집단은 약 2, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 100, 200, 500 또는 1000개 이상의 뿌리를 함유한다.

당근 종자의 용기는 임의의 수, 중량 또는 부피의 종자를 함유할 수 있다. 예를 들어, 용기는 약 10, 25, 50, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000 5000, 10,000, 20,000, 30,000, 40,000, 50,000개 이상의 종자를 함유할 수 있다. 다른 측면에서, 용기는 약 1 그램, 5, 10, 15, 20, 25, 50, 100, 250, 500, 1000 그램 이상의 종자를 함유할 수 있다. 대안적으로, 용기는 약 1 온스, 5 온스, 10 온스 이상, 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25, 50 파운드 이상의 종자를 함유할 수 있다.

당근 종자의 용기는 당분야에서 이용가능한 임의의 용기일 수 있다. 예를 들어, 용기는 상자, 백(bag), 캔, 패킷(packet), 파우치(pouch), 테이프 롤, 들통 또는 튜브일 수 있다.

다른 측면에서, 당근 종자의 용기에 함유된 종자는 처리된 또는 비처리된 당근 종자일 수 있다. 한 측면에서, 종자는 예를 들어 종자의 프라이밍에 의해, 또는 종자-유래 병원체로부터 보호하기 위한 소독에 의해 발아를 개선시키기 위해 처리될 수 있다. 다른 측면에서, 종자는 예를 들어, 재식성(plantability), 종자 출현 및 종자-유래 병원체로부터의 보호를 개선시키기 위한 임의의 이용가능한 코팅으로 코팅될 수 있다. 종자 코팅은 펠렛팅, 필름 코팅 및 외피화를 포함하나 이에 제한되지 않는 임의의 형태의 종자 코팅일 수 있다.

다른 측면에서, 본 발명은 증가된 리코펜 함량을 갖는 당근의 하나 이상의 부분을 갖는 당근 뿌리의 용기를 제공한다. 한 측면에서, 용기는 약 2, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100개 이상의 당근 뿌리를 함유한다. 또다른 측면에서, 본 발명은 증가된 리코펜 함량을 갖는 다발 중 당근의 하나 이상의 부분을 갖는 당근 뿌리의 다발을 제공한다. 한 측면에서, 다발은 함께 결합된 약 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20개 이상의 당근 뿌리를 함유한다. 다른 측면에서, 본 발명은 증가된 리코펜 함량을 갖는 컷 당근 뿌리의 하나 이상의 부분을 갖는 컷 또는 코인과 같은 컷 당근 뿌리의 용기를 제공한다. 한 측면에서, 용기는 약 2, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100개 이상의 컷 당근 뿌리를 함유한다. 다른 측면에서, 용기는 0.5 파운드, 1 파운드, 2, 3, 4, 5 파운드 이상의 컷 당근 뿌리를 함유한다. 다른 측면에서, 용기는 5, 10, 25, 50, 75, 100, 250, 500, 1000, 2000 그램 이상의 컷 당근 뿌리를 함유한다. 리코펜 함량은 당분야에서 이용가능한 임의의 수단에 의해 측정될 수 있다. 예를 들어, 리코펜 함량은 당근 뿌리의 집단의 리코펜 함량을 평균냄으로써 측정될 수 있다. 이와 관련하여, 당근 뿌리의 집단은 2, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50개 이상의 뿌리일 수 있다. 집단 중 평균 리코펜 함량은 약 100 ppm 내지 약 250 ppm, 약 100 ppm 내지 약 225 ppm, 약 100 ppm 내지 약 200 ppm, 약 100 ppm 내지 약 175 ppm, 약 100 ppm 내지 약 165 ppm, 또는 약 100 ppm 내지 약 155 ppm일 수 있다.

한 측면에서, 당근의 용기 또는 다발은 시장에서 찾을 수 있다. 예를 들어, 용기 또는 다발은 식료품점, 식당, 제과점 등에서 찾을 수 있다. 한 측면에서, 시장에서 판매 가능한 당근의 용기 또는 다발을 찾을 수 있다.

다른 측면에서, 용기 중 당근 뿌리의 55％, 60％, 65％, 70％, 75％, 80％, 85％, 90％, 95％ 초과는 증가된 리코펜 함량을 갖는다.

또한, 증가된 리코펜 함량을 갖는 세정된 당근 뿌리의 용기가 본원에서 제공된다. 본 발명은 또한 세정된 당근 뿌리 부분의 용기를 제공한다. 한 측면에서, 뿌리 부분의 용기는 시장에서 판매되거나 판매용으로 이용가능할 수 있다.

F. 유전자 조작에 의해 유래된 당근 식물

여교배에 의해, 뿐만 아니라 직접 식물로 도입될 수 있는 많은 유용한 형질은 유전자 형질전환 기술에 의해 도입되는 형질이다. 따라서, 유전자 형질전환은 선택된 트랜스진을 본 발명의 당근 계통으로 삽입하기 위해 사용되거나, 또는 대안적으로, 여교배에 의해 도입될 수 있는 트랜스진의 제조를 위해 사용될 수 있다. 당근을 비롯한 식물의 형질전환 방법은 당업자에게 익히 공지되어 있다. 당근의 유전자 형질전환을 위해 사용될 수 있는 기술로는 전기천공법, 미세추진 충격법, 아그로박테리움(Agrobacterium)-매개된 형질전환법 및 원형질체에 의한 직접 DNA 흡수법을 들 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

전기천공법에 의한 형질전환을 수행하기 위해, 세포 또는 배형성 유상조직의 현탁액 배양물과 같은 이쇄성 조직을 사용할 수 있거나, 또는 대안적으로 미성숙 배아 또는 다른 조직화된 조직을 직접적으로 형질전환시킬 수 있다. 이 기술에서, 펙틴-분해 효소 (펙톨리아제)에 노출시킴으로써 선택된 세포의 세포벽을 부분적으로 분해시키거나, 또는 제어된 방법으로 기계적으로 조직을 상처낸다.

식물 세포로 형질전환 DNA 절편을 전달하기 위한 구체적으로 효율적인 방법은 미세추진 충격법이다. 이 방법에서, 입자를 핵산으로 코팅하고, 추진력에 의해 세포로 전달한다. 예시적 입자로는 텅스텐, 백금 및 바람직하게는 금으로 구성된 입자를 들 수 있다. 충격법을 위해, 현탁액 중 세포를 필터 또는 고체 배양 배지에서 농축한다. 대안적으로, 미성숙 배아 또는 다른 표적 세포를 고체 배양 배지에 배열할 수 있다. 충격받은 세포는 미세추진 정지 플레이트 아래로 적절한 거리에 위치시킨다.

가속화에 의한 식물 세포로의 DNA의 전달 방법의 예시적인 실시양태는 유전자총(Biolistics) 입자 전달 시스템이며, 이는 스테인레스 스틸 또는 NYTEX 스크린과 같은 스크린을 통해 표적 당근 세포으로 덮힌 표면으로 DNA 또는 세포에 의해 코팅된 입자를 추진하기 위해 사용될 수 있다. 스크린은 입자가 큰 집합체 중 수용자 세포로 전달되지 않도록 입자를 분산시킨다. 추진 기구 및 충격받은 세포 사이에 개재하는 스크린이 추진 집합체의 크기를 감소시키고, 너무 큰 추진에 의해 수용자 세포에 입힌 손상을 감소시킴으로써 더 높은 빈도의 형질전환에 기여할 수 있다.

미세추진 충격 기술은 광범위하게 이용가능하고, 실질상 임의의 식물 종을 형질전환시키기 위해 사용될 수 있다.

아그로박테리움-매개된 이동은 유전자좌를 식물 세포에 도입하기 위한 다른 광범위하게 이용가능한 시스템이다. 상기 기술의 장점은 DNA가 전체 식물 조직에 도입될 수 있으며, 이에 의해 원형질체로부터의 무손상 식물의 재생에 대한 필요성을 회피할 수 있다는 것이다. 현대 아그로박테리움 형질전환 벡터는 이. 콜리(E. coli) 뿐만 아니라 아그로박테리움에서 복제할 수 있으며, 편리한 조작을 허용한다 (문헌 [Klee et al., 1985]). 또한, 아그로박테리움-매개된 유전자 이동을 위한 벡터에서의 최근 기술적 진보는 다양한 폴리펩티드 코딩 유전자를 발현시킬 수 있는 벡터의 제작을 촉진하기 위해 벡터내 유전자 및 제한 부위의 배열을 개선시켰다. 기재된 벡터는 프로모터에 의해 플랭킹된 편리한 다중-링커 영역 및 삽입된 폴리펩티드 코딩 유전자의 직접 발현을 위한 폴리아데닐화 부위를 갖는다. 또한, 보강된 및 무력화된 Ti 유전자 둘 모두를 함유하는 아그로박테리움이 형질전환을 위해 사용될 수 있다.

아그로박테리움-매개된 형질전환이 효율적인 상기 식물 계통에서, 이는 유전자좌 이동의 쉽고 한정된 성질 때문에 선택 방법이다. DNA를 식물 세포에 도입하기 위한 아그로박테리움-매개된 식물 통합 벡터의 사용은 당분야에 익히 공지되어 있다 (문헌 [Fraley et al., 1985]; 미국 특허 제5,563,055호).

식물 원형질체의 형질전환은 또한 인산칼슘 침전법, 폴리에틸렌 글리콜 처리법, 전기천공법 및 이들 처리법의 조합을 기초로 하는 방법을 사용하여 달성될 수 있다 (예를 들어, 문헌 [Potrykus et al., 1985]; [Omirulleh et al., 1993]; [Fromm et al., 1986]; [Uchimiya et al., 1986]; [Marcotte et al., 1988] 참조). 식물의 형질전환 및 외래 유전자 성분의 발현은 문헌 [Choi et al. (1994)] 및 [Ellul et al. (2003)]에 예시되어 있다.

수많은 프로모터가 선택가능한 마커, 점수화가능한 마커, 해충 내성, 질병 내성, 영양적 향상을 위한 유전자 및 관심있는 작물의 임의의 다른 유전자를 포함하나 이에 제한되지 않는 관심있는 임의의 유전자를 위한 식물 유전자 발현에 대한 유용성을 갖는다. 당근 식물 유전자 발현에 유용한 구성적 프로모터의 예로는 단자엽 (예를 들어, 문헌 [Dekeyser et al., 1990]; [Terada and Shimamoto, 1990] 참조)을 비롯한 대부분의 식물 조직 (예를 들어, 문헌 [Odell et al., 1985] 참조)에서 구성적 고수준 발현을 부여하는 꽃양배추 모자이크 바이러스 (CaMV) P-35S 프로모터; CaMV 35S 프로모터의 병렬식으로 중복된 버젼, 향상된 35S 프로모터 (P-e35S) 노팔린 신타제 프로모터 (문헌 [An et al., 1988]), 옥토핀 신타제 프로모터 (문헌 [Fromm et al., 1989]); 및 미국 특허 제5,378,619호에 기재된 현삼 모자이크 바이러스 (P-FMV) 프로모터 및 P-FMV의 프로모터 서열이 병렬식으로 중복된 FMV 프로모터의 향상된 버젼 (P-eFMV), 꽃양배추 모자이크 바이러스 19S 프로모터, 사탕수수 간균형 바이러스 프로모터, 코멜리나 황화 위축 바이러스 프로모터, 및 식물 세포에서 발현되는 것으로 공지된 다른 식물 DNA 바이러스 프로모터를 들 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

(1) 열 (문헌 [Callis et al., 1988]), (2) 빛 (예를 들어, 콩 rbcS-3A 프로모터, 문헌 [Kuhlemeier et al., 1989]; 옥수수 rbcS 프로모터, 문헌 [Schaffner and Sheen, 1991]; 또는 클로로필 a/b-결합 단백질 프로모터, 문헌 [Simpson et al., 1985]), (3) 호르몬, 예컨대 아브스시스산 (문헌 [Marcotte et al., 1989]), (4) 창상 (예를 들어, 문헌 [wunl, Siebertz et al., 1989]); 또는 (5) 화학물질, 예컨대 메틸 자스모네이트, 살리실산 또는 세이프너(Safener)에 의해 조절되는 프로모터를 비롯한, 환경적, 호르몬, 화학적 및/또는 발생적 신호에 반응하여 조절되는 다양한 식물 유전자 프로모터는 식물 세포에서 작동가능하게 연결된 유전자의 발현을 위해 사용될 수 있다. 또한, 기관-특정 프로모터 (예를 들어, 문헌 [Roshal et al., 1987]; [Schernthaner et al., 1988]; [Bustos et al., 1989])을 사용하는 것이 이로울 수 있다.

본 발명의 당근 계통에 도입될 수 있는 예시적 핵산으로는 예를 들어, 다른 종으로부터의 DNA 서열 또는 유전자, 또는 동일한 종에서 유래되거나 또는 동일한 종에 존재하나 전통적 번식 또는 육종 기술 외에 유전자 조작 방법에 의해 수용자 세포에 도입되는 유전자 또는 서열을 들 수 있다. 그러나, 용어 "외인성"은 또한 형질전환될 세포에 통상적으로 존재하지 않거나, 또는 형질전환 DNA 절편 또는 유전자에서 발견되는 구조 등의 형태로 단순히 존재하지 않는 유전자, 또는 통상적으로 존재하고 천연 발현 패턴과 상이한 방법으로 발현 (예를 들어, 과다발현)시키는 것이 바람직한 유전자를 지칭하는 것으로 의도된다. 따라서, 용어 "외인성" 유전자 또는 DNA는 유사한 유전자가 이러한 세포에 이미 존재할 수 있는가와 상관없이 수용자 세포에 도입되는 임의의 유전자 또는 DNA 절편을 지칭하는 것으로 의도된다. 외인성 DNA에 포함되는 DNA의 유형으로는 식물 세포에 이미 존재하는 DNA, 다른 식물로부터의 DNA, 상이한 유기체로부터의 DNA, 또는 외부에서 생성되는 DNA, 예컨대 유전자의 안티센스 메시지를 함유하는 DNA 서열, 또는 유전자의 합성 또는 변형된 버젼을 코딩하는 DNA 서열을 들 수 있다.

수백개 내지 수천개의 많은 상이한 유전자가 공지되어 있으며, 잠재적으로 본 발명에 따라 당근 식물에 도입될 수 있다. 당근 식물에 도입하기 위해 선택될 수 있는 특정 유전자 및 상응하는 표현형 유전자의 비제한적 예로는 곤충 내성을 위한 하나 이상의 유전자, 예컨대 바실러스 투린기엔시스(Bacillus thuringiensis) (B.t.) 유전자, 해충 내성, 예컨대 진균 질병 제어를 위한 유전자, 제초제 내성, 예컨대 글리포세이트 내성을 부여하는 유전자, 및 품질 개선, 예컨대 수율, 영양적 향상, 환경적 또는 스트레스 내성, 또는 식물 생리학, 성장, 발생, 형태학 또는 식물 생성물(들)의 임의의 바람직한 변화를 위한 유전자를 들 수 있다. 예를 들어, 구조 유전자는 제WO 99/31248호 (그 전문이 참고로 도입됨), 미국 특허 제5,689,052호 (그 전문이 참고로 도입됨), 미국 특허 제5,500,365호 및 제5,880275호 (그 전문이 참고로 도입됨)에 기재된 바와 같은 바실러스(Bacillus) 곤충 제어 단백질 유전자를 포함하나 이에 제한되지 않는 곤충 내성을 부여하는 임의의 유전자를 포함할 것이다. 다른 실시양태에서, 구조 유전자는 미국 특허 제5,633,435호 (그 전문이 참고로 도입됨)에 기재된 아그로박테리움 계통 CP4 글리포세이트 내성 EPSPS 유전자 (aroA:CP4), 또는 미국 특허 제5,463,175호 (그 전문이 참고로 도입됨)에 기재된 글리포세이트 산화환원효소 유전자 (GOX)를 포함하나 이에 제한되지 않는 유전자에 의해 부여되는 제초제 글리포세이트에 대한 내성을 부여할 수 있다.

대안적으로, DNA 코딩 서열은 예를 들어 안티센스- 또는 공동-억제-매개된 메카니즘을 통한 내인성 유전자의 발현의 표적화된 억제를 유발하는 비-번역가능한 RNA 분자를 코딩함으로써 이들 표현형에 영향을 미칠 수 있다 (예를 들어, 문헌 [Bird et al., 1991] 참조). RNA는 또한 원하는 내인성 mRNA 생성물을 절단하도록 조작된 촉매 RNA 분자 (즉, 리보자임)일 수 있다 (예를 들어, 문헌 [Gibson and Shillito, 1997] 참조). 따라서, 관심있는 표현형 또는 형태학 변화를 발현하는 단백질 또는 mRNA를 생성하는 임의의 유전자는 본 발명의 실행에 유용하다.

많은 유용한 형질은 유전자 형질전환 기술에 의해 도입되는 형질이다. 당근의 유전자 형질전환 방법은 당업자에게 공지되어 있다. 예를 들어, 기재된 당근의 유전자 형질전환 방법으로는 전기천공법, 전기형질전환법, 미세추진 충격법, 아그로박테리움-매개된 형질전환법, 원형질체의 직접 DNA 흡수 형질전환법 및 탄화규소 섬유-매개된 형질전환법을 들 수 있다. 예를 들어, 문헌 [Khachatourians, G., et al., eds., Transgenic Plants and Crops, Marcel Dekker, Inc. (2002)]을 참조한다.

멘델의 유전형질에 의해 단일 유전자좌를 자손에게 전달하는 안정하게 형질전환된 당근 식물의 생성을 위한 기술이 당분야에 익히 공지되어 있기 때문에, 트랜스진은 식물로 직접 형질전환될 필요가 없다는 것이 당업자에게 이해된다. 따라서, 이러한 유전자좌는 당분야에 익히 공지된 표준 식물 육종 기술에 의해 모식물로부터 자손 식물로 전달될 수 있다. 본 발명에 따른 당근 식물에 도입될 수 있는 형질의 예로는 예를 들어, 웅성 불임성, 제초제 내성, 질병 내성, 곤충 내성 및 향상된 영양적 품질을 들 수 있다.

PCR 및 써던 혼성화는 주어진 유전자좌의 존재의 확인 및 따라서 상기 유전자좌의 전환을 위해 사용될 수 있는 분자 기술의 두가지 예이다.

상기 인용된 모든 참고문헌, 특허 또는 기타 공개물은 그 전문이 본원에 참고로 도입된다.

G. 리코펜 함량의 결정

개별 뿌리의 리코펜 분석을 위해, 개별 근단을 주사위모양으로 절단하고, 중량측정한 후, R/O 물의 같은 중량을 갖는 미세 슬러리로 분쇄하였다. 앰버 추출 바이알에 하위-샘플 (약 1 그램)을 중량측정하였다. 아세톤, 메탄올 및 헥산의 추출 혼합물을 바이알에 첨가하였다. IKA T25 울트라-투락스(Ultra-Turrax) 균질화기에 의해 분쇄함으로써 카로테노이드를 추출하였다. 1M 염화나트륨 용액을 첨가한 후 원심분리함으로써 다른 용매로부터 헥산을 분리하였다. 헥산 상을 큐벳으로 이동시키고, 캐리(Cary) 1 분광광도계 (캘리포니아주 팔로알토 소재의 배리안, 인크.(Varian, Inc.)) 상에서 503 nm에서 흡광도를 판독함으로써 리코펜을 측정하였다.

리코펜 함량의 벌크 뿌리 분석을 위해, 15 내지 20개의 당근을 주사위모양으로 절단하고, 중량측정한 후, R/O 물의 같은 중량을 갖는 미세 슬러리로 분쇄하였다. 앰버 추출 바이알에 하위-샘플 (약 1 그램)을 중량측정하였다. 아세톤, 메탄올 및 헥산의 추출 혼합물을 바이알에 첨가하였다. IKA T25 울트라-투락스 균질화기에 의해 분쇄함으로써 카로테노이드를 추출하였다. 1M 염화나트륨 용액을 첨가한 후 원심분리함으로써 다른 용매로부터 헥산을 분리하였다. 헥산 상을 아길런트(Agilent) 1100 HPLC 시스템 상에서 분석함으로써 리코펜을 측정하였다. 헥산 추출물 15 마이크로리터를 와트만 파티실(Whatman Partisil) 5 ODS-3 WVS 컬럼으로 주입하고, 아세토니트릴, 메탄올, 이소프로판올, 물 (765, 90, 162, 36)의 이소크래틱 용매 혼합물을 사용하여 분리하였다. 503 nm에서 아길런트 G1315B 다이오드 어레이 검출기 (아길런트/휴렛 패커드(Hewlett Packard))를 사용하여 리코펜을 정량하였다.

H. 정의

본원에서 기재 및 표에서 수많은 용어가 사용된다. 본 명세서 및 청구항의 명백하고 일치되는 이해를 제공하기 위해, 하기 정의가 제공된다:

A: 청구항에서 단어 "포함하는" 또는 다른 공개 언어와 관련하여 사용되는 경우, 단어 "a" 및 "an"는 "하나 이상"을 나타낸다.

대립유전자: 모든 대립유전자가 하나의 형질 또는 특징과 관련되는 하나 이상의 대안적 형태의 임의의 유전자좌. 이배체 세포 또는 유기체에서, 주어진 유전자의 2개의 대립유전자는 한 쌍의 상동 염색체 상에 상응하는 유전자좌를 차지한다.

여교배: 육종자가 잡종 자손, 예를 들어 제1 세대 잡종 (F₁)을 역으로 잡종 자손의 모식물 중 하나로 반복적으로 교배시키는 방법. 여교배는 하나의 유전적 배경으로부터의 하나 이상의 단일 유전자좌 전환을 다른 것에 도입하기 위해 사용될 수 있다.

교배: 2개의 모식물의 교배.

교차-수분: 상이한 식물로부터의 2개의 배우자의 결합에 의한 수정.

이배체: 2개의 세트의 염색체를 갖는 세포 또는 유기체.

제웅: 웅성 불임성을 부여하는 세포질 또는 핵 유전적 인자 또는 화학물질에 의한 식물 웅성 성 기관의 제거 또는 기관의 불활성화.

효소: 생물학적 반응에서 촉매로서 작용할 수 있는 분자.

F₁ 잡종: 2개의 비동질유전자 식물의 교배의 제1 세대 자손.

유전자형: 세포 또는 유기체의 유전자 구성.

반수체: 이배체에서 2개의 세트의 염색체 중 1개의 세트를 갖는 세포 또는 유기체.

연결: 그의 전달이 독립적인 경우 우연히 예상되는 것보다 더 자주 동일한 염색체 상의 대립유전자가 함께 분리하려는 현상.

마커: 환경적 분산 성분 없이 (즉, 1의 유전력), 바람직하게는 공동우성 방식으로 유전되는 용이하게 검출가능한 표현형 (이배체 이형접합체 중 유전자좌에서 대립유전자 둘 모두가 용이하게 검출가능함).

표현형: 특징이 유전자 발현의 표시인 세포 또는 유기체의 검출가능한 특징.

양적 형질 유전자좌 (QTL): 양적 형질 유전자좌 (QTL)는 통상적으로 연속적으로 분포되는 몇몇 정도로 수적으로 표시가능한 형질을 제어하는 유전자좌를 지칭한다.

재생: 조직 배양물로부터의 식물의 발달.

자가-수분: 꽃밥으로부터 동일한 식물의 암술머리로의 화분의 이동.

단일 유전자좌 전환된 (전환) 식물: 여교배라고 불리는 식물 육종 기술에 의해 개발된 식물이며, 여기서 여교배 기술을 통해 및/또는 유전자 형질전환에 의해 품종으로 이동되는 단일 유전자좌의 특징 외에도 당근 품종의 본질적으로 모든 원하는 형태적 및 생리적 특징은 회복된다.

실질상 동등한: 비교시 평균으로부터 통계적으로 유의한 차이 (예를 들어, p = 0.05)를 나타내지 않는 특징.

사배체: 4개의 세트의 염색체를 갖는 세포 또는 유기체.

조직 배양물: 동일한 또는 상이한 유형의 단리된 세포 또는 식물의 부분으로 조직화되는 이러한 세포의 수집을 포함하는 조성물.

트랜스진: 형질전환에 의해 당근 식물의 게놈에 도입된 서열을 포함하는 유전자좌.

삼배체: 3개의 세트의 염색체를 갖는 세포 또는 유기체.

본원에서 사용되는 "대조군" 당근은 혼코우 킨토키, 인빅타 및 신쿠 킨토키로 구성된 군에서 선택된 당근 계통이다. 바람직한 측면에서, 혼코우 킨토키는 대조군 당근 계통이다. 대조군 당근 계통은 또한 본 개시물에 따라 당근 계통과 유사한 환경적 조건하에 성장된다.

본원에서 사용되는 "방임-수분된"은 자가 및 교차 수분의 혼합물로부터 육종할 수 있는 식물을 지칭한다. 예를 들어, 방임-수분된 식물은 자가- 또는 동계-수분 및 교차-수분할 수 있다.

본원에서 사용되는 "세포질 웅성 불임성"은 자가 또는 동계-수분으로부터 종자를 설정할 수 없으나, 화분을 생성할 수 있는 식물의 무능력으로 인해 교차-수분으로부터 육종할 수 있는 식물을 지칭한다.

본원에서 사용되는 "연결"은 그의 전달이 독립적인 경우 우연히 예상되는 것보다 더 자주 동일한 염색체 상의 대립유전자가 함께 분리하려는 현상이다.

본원에서 사용되는 "낭트"는 전세계에서 성장된 일차 당근 품종 중 하나를 지칭한다. 낭트 품종은 일반적으로 부관에 약하게 부착된 희박한 군엽을 갖는 당근 계통으로서 특징화된다. 낭트 뿌리는 그의 길이를 따라 균일한 직경 (약 1 내지 2 인치, 또는 약 2.5 cm 내지 5 cm)을 갖는 중간정도의 길이 (약 6 내지 7 인치, 또는 약 15 cm 내지 18 cm)이다. 뿌리는 숙성시 둥근 근단을 추가로 갖고, 매우 착색된 중심을 가지며, 이는 상대적 다즙 조강 뿌리를 갖는다. 낭트 뿌리는 또한 조기 (파종후 약 55일 내지 약 100일) 성숙하며, 뿌리는 당도가 더 높으나, 테르페노이드는 평균보다 더 낮고, 건조 중량은 뿌리를 긴-기간 저장 동안 덜 적합하게 만든다. 또한, 뿌리의 표면은 많은 다른 품종보다 더 얇고, 용이하게 상처가 난다.

본원에서 사용되는 "적색 웅성 당근"은 자성 수용자 당근 식물의 수정을 위한 화분의 공급원을 제공하는 증가된 리코펜 함량을 갖는 당근 식물을 지칭한다.

본원에서 사용되는 "주황색 웅성 당근"은 자성 수용자 당근 식물의 수정을 위한 화분의 공급원을 제공하는 낮은 또는 비-검출가능한 수준의 리코펜을 함유하는 뿌리를 갖는 당근 식물을 지칭한다. 예를 들어, 주황색 웅성 당근은 약 40 ppm, 30 ppm, 20 ppm 또는 10 ppm 미만의 리코펜을 갖는 뿌리를 생성한다. 주황색 웅성 당근 계통의 예로는 S-D813B (세미니스 베저터블 씨즈, 인크.), B3640M, B3080M, B3475, B8080, B5280, B6333, B5238 및 B6274 (각각 USDA로부터 이용가능함)를 들 수 있다.

본원에서 사용되는 "자성 모식물"은 웅성 공여체 계통으로부터의 화분의 수용자인 당근 식물을 지칭한다. 자성 모식물은 화분의 수용자인 임의의 당근 식물일 수 있다. 이러한 자성 모식물은 예를 들어 세포질 웅성 불임성의 결과로서 웅성 불임일 수 있다. 세포질 웅성 불임성은 꽃밥이 개약 전에 퇴화하고 시들며, 보충 작용과 함께 S-세포질 및 2개 이상의 열성 유전자를 기초로 하는, 갈색 꽃밥 유형일 수 있다. 세포질 웅성 불임성은 또한 5개의 추가 꽃잎이 보충 작용과 함께 S-세포질 및 2개 이상의 우성 유전자로부터 얻어진 꽃밥을 대체하는, 꽃잎 유형일 수 있다.

본원에서 사용되는 "마커"는 1개 이상의 표현형 또는 다형성, 예컨대 단일 뉴클레오티드 다형성 (SNP), 절단가능한 증폭된 다형성 서열 (CAPS), 증폭된 단편 길이 다형성 (AFLP), 제한 단편 길이 다형성 (RFLP), 단순한 서열 반복 (SSR), 또는 무작위 증폭된 다형성 DNA (RAPD)의 존재를 위한 표지이다. 마커는 바람직하게는 환경적 분산 성분 없이 (즉, 1의 유전력) 공동우성 방식 (이배체 이형접합체에서 유전자좌의 대립유전자 둘 모두가 용이하게 검출가능함)으로 유전된다. 본원에서 사용되는 "핵산 마커"는 다형성, 표현형 또는 둘 모두를 검출하기 위한 마커일 수 있는 핵산 분자를 의미한다.

H. 기탁 정보

상기 개시되고 청구항에서 인용된 당근 계통은 미국 20110-2209 버지니아주 마나사스 유니버시티 블러바드 10801 소재의 아메리칸 타입 컬쳐 콜렉션(American Type Culture Collection) (ATCC)에 기탁되었다. 특허의 허여시, 기탁에 대한 모든 제한은 제거될 것이고, 기탁은 37 C.F.R. §1.801-1.809의 모든 요건을 충족시키도록 의도된다. 기탁은 30년 또는 최종 청구후 5년의 기간 동안, 또는 특허의 유효기간 동안 (어느 것이든 더 긴것이며, 필요하다면 상기 기간 동안 대체될 것임) 기탁소에서 유지될 것이다.

당근 잡종 품종으로부터 수득된 종자 샘플은 다음과 같이 ATCC 접속 번호하에 기탁되었다: 잡종 당근 품종 710313 (D. carotae SVR 0710 0313)의 종자는 ATCC 접속 번호 PTA-7904하에 기탁되었고 (2006년 10월 4일에 기탁됨); 잡종 당근 품종 710311 (D. carotae SVR 0710 0311)의 종자는 ATCC 접속 번호 PTA-7907하에 기탁되었고 (2006년 10월 4일에 기탁됨); 잡종 당근 품종 710319 (D. carotae SVR 0710 0319)의 종자는 ATCC 접속 번호 PTA-7906하에 기탁되었고 (2006년 10월 4일에 기탁됨); 잡종 당근 품종 710316 (D. carotae SVR 0710 0316)의 종자는 ATCC 접속 번호 PTA-7905하에 기탁되었고 (2006년 10월 4일에 기탁됨); 당근 계통 710305 (D. carotae SVR 0710 0305)의 종자는 ATCC 접속 번호 PTA-7908하에 기탁되었다 (2006년 10월 4일에 기탁됨). 잡종 당근 품종 710304 (D. carotae SVR 0710 0304)의 종자는 ATCC 접속 번호 PTA-8121하에 기탁되었고 (2007년 1월 10일에 기탁됨); 잡종 당근 품종 710310 (D. carotae SVR 0710 0310)의 종자는 ATCC 접속 번호 PTA-8122하에 기탁되었고 (2007년 1월 10일에 기탁됨); 잡종 당근 품종 710303 (D. carotae SVR 0710 0303)의 종자는 ATCC 접속 번호 PTA-8123하에 기탁되었고 (2007년 1월 10일에 기탁됨); 당근 계통 RN 71-4904C (또한 71 0302라고 함)의 종자는 ATCC 접속 번호 PTA-8648하에 기탁되었고 (2007년 9월 25일에 기탁됨); 당근 계통 RF 71-4911A의 종자는 ATCC 접속 번호 PTA-8642하에 기탁되었고 (2007년 9월 21일에 기탁됨); 당근 계통 RF 71-4912A의 종자는 ATCC 접속 번호 PTA-8646하에 기탁되었고 (2007년 9월 21일에 기탁됨); 당근 계통 RIF 71-4966C의 종자는 ATCC 접속 번호 PTA-8651하에 기탁되었고 (2007년 9월 25일에 기탁됨); 당근 계통 RIF 71-4967B의 종자는 ATCC 접속 번호 PTA-8650하에 기탁되었고 (2007년 9월 25일에 기탁됨); 당근 계통 RIF 71-4968B의 종자는 ATCC 접속 번호 PTA-8649하에 기탁되었고 (2007년 9월 25일에 기탁됨); 당근 계통 RN 71-4963C의 종자는 ATCC 접속 번호 PTA-8647하에 기탁되었고 (2007년 9월 25일에 기탁됨); 잡종 당근 품종 0710 0325 (D. carotae SVR 0710 0325)의 종자는 ATCC 접속 번호 PTA-8643하에 기탁되었고 (2007년 9월 21일에 기탁됨); 잡종 당근 품종 0710 0339 (D. carotae SVR 0710 0339)의 종자는 ATCC 접속 번호 PTA-8645하에 기탁되었고 (2007년 9월 21일에 기탁됨); 잡종 당근 품종 0710 0346 (D. carotae SVR 0710 0346)의 종자는 ATCC 접속 번호 PTA-8644하에 기탁되었다 (2007년 9월 21일에 기탁됨).

상기 발명은 명확성 및 이해를 위해 예시 및 실시예에 의해 보다 상세히 기재되나, 첨부된 특허 청구의 범위에 의해서만 제한되는 본 발명의 범위 내에서 특정 변화 및 변형이 실행될 수 있다는 것이 명확할 것이다.

본원에서 인용된 모든 참고문헌은 본원에 참고로 도입된다.

참고문헌

하기 참고문헌은 본원에 기재된 사항을 보충하는 예시적 절차 또는 다른 상세한 사항을 제공하는 정도로 구체적으로 본원에 참고로 도입된다:

미국 특허 제5,463,175호

미국 특허 제5,500,365호

미국 특허 제5,563,055호

미국 특허 제5,633,435호

미국 특허 제5,689,052호

미국 특허 제5,880,275호

미국 특허 제5,378,619호

제WO 99/31248호

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Claims

뿌리가 약 110 ppm 내지 약 250 ppm의 평균 리코펜 함량 및 약 11° 브릭스 내지 약 20° 브릭스의 평균 브릭스 함량을 포함하는 것인 당근 식물.
제1항에 있어서, 뿌리가 약 110 ppm 내지 약 175 ppm 또는 약 110 ppm 내지 약 160 ppm의 평균 리코펜 함량을 나타내는 것인 식물.
제1항에 있어서, 뿌리가 당근 품종 뉴트리-레드(Nutri-red)의 평균 리코펜 함량의 약 110％, 115％, 120％ 또는 130％ 이상인 평균 리코펜 함량을 나타내는 것인 식물.
제1항에 있어서, 뿌리 갈라짐(splitting) 또는 추대(bolting)에 대한 저항성을 추가로 포함하는 식물.
뿌리가 약 110 ppm 내지 약 250 ppm의 평균 리코펜 함량 및 약 11° 브릭스 내지 약 20° 브릭스의 평균 브릭스 함량을 포함하는 것인 제1항의 식물의 뿌리의 용기.
제5항에 있어서, 100개 이상의 뿌리를 포함하는, 당근 뿌리의 용기.
제5항에 있어서, 백(bag), 상자, 패킷(packet), 파우치(pouch), 캔 및 들통(pail)으로 구성된 군에서 선택된, 당근 종자의 용기.
제5항에 있어서, 상기 종자의 75％, 85％ 또는 95％ 초과가 증가된 리코펜 함량을 갖는 것인, 당근 뿌리의 용기.
제1항의 식물의 당근 종자.
세포질 웅성 불임 모식물 당근과 웅성 모식물의 교배로부터 수득되는 것인, 제9항에 따른 당근 종자의 용기.
제10항에 있어서, 잡종 당근 종자인 당근 종자의 용기.
제1항에 있어서, 적색 당근 잡종 0710 0325 (그의 종자 샘플은 ATCC 접속 번호 PTA-8643하에 기탁됨); 적색 당근 잡종 0710 0339 (그의 종자 샘플은 ATCC 접속 번호 PTA-8644하에 기탁됨); 적색 당근 잡종 0710 0346 (그의 종자 샘플은 ATCC 접속 번호 PTA-8645하에 기탁됨); 적색 당근 잡종 710313 (그의 종자 샘플은 ATCC 접속 번호 PTA-7904하에 기탁됨); 적색 당근 잡종 710305 (그의 종자 샘플은 ATCC 접속 번호 PTA-7908하에 기탁됨); 적색 당근 잡종 710316 (그의 종자 샘플은 ATCC 접 속 번호 PTA-7905하에 기탁됨); 적색 당근 잡종 710319 (그의 종자 샘플은 ATCC 접속 번호 PTA-7906하에 기탁됨); 적색 당근 잡종 710311 (그의 종자 샘플은 ATCC 접속 번호 PTA-7907하에 기탁됨); 적색 당근 잡종 710304 (그의 종자 샘플은 ATCC 접속 번호 PTA-8121하에 기탁됨); 적색 당근 잡종 710310 (그의 종자 샘플은 ATCC 접속 번호 PTA-8122하에 기탁됨); 및 적색 당근 잡종 710303 (그의 종자 샘플은 ATCC 접속 번호 PTA-8123하에 기탁됨)으로 구성된 군에서 선택된 잡종 품종의 식물로서 추가로 정의되는 식물.
제1항의 식물의 종자.
RN 71-4963C (그의 종자 샘플은 ATCC 접속 번호 PTA-8647하에 기탁됨); RN 71-4904C (그의 종자 샘플은 ATCC 접속 번호 PTA-8648하에 기탁됨); RF 71-4911A (그의 종자 샘플은 ATCC 접속 번호 PTA-8642하에 기탁됨); RF 71-4912A (그의 종자 샘플은 ATCC 접속 번호 PTA-8646하에 기탁됨); RIF 71-4966C (그의 종자 샘플은 ATCC 접속 번호 PTA-8651하에 기탁됨); RIF 71-4967B (그의 종자 샘플은 ATCC 접속 번호 PTA-8650하에 기탁됨); 및 RIF 71-4968B (그의 종자 샘플은 ATCC 접속 번호 PTA-8649하에 기탁됨)로 구성된 군에서 선택된 품종의 당근 식물의 세포.
제14항의 세포를 포함하는,

RN 71-4963C (그의 종자 샘플은 ATCC 접속 번호 PTA-8647하에 기탁됨); RN 71-4904C (그의 종자 샘플은 ATCC 접속 번호 PTA-8648하에 기탁됨); RF 71-4911A (그의 종자 샘플은 ATCC 접속 번호 PTA-8642하에 기탁됨); RF 71-4912A (그의 종자 샘플은 ATCC 접속 번호 PTA-8646하에 기탁됨); RIF 71-4966C (그의 종자 샘플은 ATCC 접속 번호 PTA-8651하에 기탁됨); RIF 71-4967B (그의 종자 샘플은 ATCC 접속 번호 PTA-8650하에 기탁됨); 및 RIF 71-4968B (그의 종자 샘플은 ATCC 접속 번호 PTA-8649하에 기탁됨)로 구성된 군에서 선택된 품종의 식물.
제15항의 식물의 식물 부분.
제16항에 있어서, 잎, 과실, 화분, 배주 및 세포로 구성된 군에서 선택된 식물 부분.
제15항의 당근 식물의 모든 생리적 및 형태적 특징을 갖는, 당근 식물 또는 그의 부분.
제14항에 따른 재생성 세포의 조직 배양물.
제19항에 있어서, 배아, 분열조직, 떡잎, 화분, 잎, 꽃밥, 뿌리, 근단(root tip), 암술, 꽃, 종자 및 대로 구성된 군에서 선택된 식물 부분으로부터의 세포 또는 원형질체를 포함하는 조직 배양물.
제15항의 식물을 그 자체 또는 제2 당근 식물과 교배시키는 것을 포함하는, 당근 종자의 제조 방법.
제21항에 있어서, 제15항의 식물이 자성 모식물인 방법.
제21항에 있어서, 제15항의 식물이 웅성 모식물인 방법.
제21항의 방법에 의해 제조된 F₁ 잡종 종자.
제24항의 종자를 성장시킴으로써 생성된 식물.
(a) 제15항의 식물을 제2 당근 식물과 교배시키는 단계; 및

(b) 종자가 상기 제15항의 식물로부터 유래된 식물을 형성하도록 하는 단계

를 포함하는, 제15항의 식물로부터 유래된 식물의 종자의 생산 방법.
제26항에 있어서,

(c) 종자를 수득하기 위해 상기 종자로부터 성장된 식물을 그 자체 또는 제2 당근 식물과 교배시키는 단계;

(d) 후속 세대의 자손 식물을 수득하기 위해 상기 종자를 성장시키는 단계; 및

(e) 추가로 유래된 당근 종자를 생성시키기 위해 (c) 및 (d)의 교배 및 성장 단계를 반복하는 단계

를 추가로 포함하는 방법.
(a) 제15항의 식물로부터 번식될 수 있는 조직을 수집하는 단계;

(b) 증식된 묘조를 수득하기 위해 상기 조직을 배양하는 단계; 및

(c) 뿌리있는 소식물체를 수득하기 위해 상기 증식된 묘조를 뿌리박는 단계

를 포함하는, 당근 식물의 무성 번식 방법.
제28항에 있어서, 상기 뿌리있는 소식물체로부터 식물을 성장시키는 것을 추가로 포함하는 방법.
(a) F₁ 자손을 제조하기 위해 원하는 형질을 포함하는 제2 당근 식물과 제15항의 식물을 교배시키는 단계;

(b) 원하는 형질을 포함하는 F₁ 자손을 선택하는 단계;

(c) 여교배 자손을 생산하기 위해 상기 제15항의 식물과 동일한 유전자형의 식물과 선택된 F₁ 자손을 교배시키는 단계;

(d) 원하는 형질을 포함하는 여교배 자손을 선택하는 단계; 및

(e) 원하는 형질을 포함하는 선택된 제4대 이상의 여교배 자손을 제조하기 위해 단계 (c) 및 (d)를 잇달아 3회 이상 반복하는 단계

를 포함하는, 원하는 형질을 제15항의 식물에 도입하는 방법.
제30항의 방법에 의해 제조된 당근 식물.
원하는 형질을 부여하는 트랜스진(transgene)을 제15항의 식물에 도입하는 단계를 포함하는, 첨가된 원하는 형질을 포함하는 당근 식물의 제조 방법.
제15항의 식물로부터의 핵산 샘플을 수득하는 단계, 및 상기 핵산에서 다수의 다형성(polymorphism)을 검출하는 단계를 포함하는, 제15항의 식물의 유전자형의 결정 방법.
제33항에 있어서, 컴퓨터 판독가능한 매체에서 다수의 다형성을 검출하는 단계의 결과를 저장하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
(a) 성숙체로 경작된 제15항의 식물을 수득하는 단계; 및

(b) 식물로부터 당근을 수집하는 단계

를 포함하는, 당근의 제조 방법.