KR20130088794A - 브로콜리 잡종 ｒｘ 05900097 및 그의 양친 - Google Patents

브로콜리 잡종 ｒｘ 05900097 및 그의 양친 Download PDF

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Abstract

본 발명은 브로콜리 잡종 RX 05900097 및 이들의 양친 계통의 종자 및 식물체를 제공한다. 따라서, 본 발명은 브로콜리 잡종 RX 05900097 및 이들의 양친 계통의 식물체, 종자 및 조직 배양물, 및 이러한 식물체를 그 자체 또는 또 다른 브로콜리 식물체, 예컨대 또 다른 유전자형의 식물체와 교배시켜 생성된 브로콜리 식물체의 생성 방법에 관한 것이다. 추가적으로, 본 발명은 이러한 교배에 의해 생성된 종자 및 식물체에 관한 것이다. 추가적으로, 본 발명은 이러한 식물체의 일부에 관한 것이다.

Description

브로콜리 잡종 ＲＸ 05900097 및 그의 양친 {BROCCOLI HYBRID RX 05900097 AND PARENTS THEREOF}
<관련 출원에 대한 상호-참조>
본 출원은 2012년 1월 31일자로 출원된 미국 가출원 일련번호 제61/593,243호를 우선권으로 주장하며, 그의 전체 개시내용은 본원에 참조로 포함된다.
<기술 분야>
본 발명은 식물 육종 분야, 보다 구체적으로는 브로콜리 잡종 RX 05900097 및 양친 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI의 개발에 관한 것이다.
채소 육종의 목적은 각종 바람직한 형질을 단일 품종/잡종에 조합하는 것이다. 이러한 바람직한 형질에는 보다 높은 생산량, 곤충 또는 질병에 대한 저항성, 환경적 스트레스에 대한 내인성, 및 영양학적 가치를 비롯하여, 재배자 및/또는 소비자에 의해 유익하다고 여겨지는 임의의 형질이 포함될 수 있다.
육종 기술은 식물체의 수분 방법을 이용한다. 두 가지의 일반적인 수분 방법이 있다: 한 꽃의 화분이 동일한 꽃, 또는 동일한 식물체 또는 식물 품종의 다른 꽃으로 전달되는 경우 식물체는 자가 수분된다. 화분이 상이한 식물 품종의 꽃으로부터 오는 경우 식물체는 교차 수분된다.
여러 세대에 걸쳐서 자가 수분되고 유형별로 선별한 식물체는 거의 모든 유전자좌에서 동형접합이 되고, 동형접합 식물체인 순계 육종 자손의 균일한 집단을 생성한다. 상이한 유전자형의 이런 두 동형접합 식물체 간의 교배는 많은 유전자좌에서 이형접합인 잡종 식물체의 균일한 집단을 생성한다. 반대로, 많은 유전자좌에서 각각 이형접합인 두 식물체를 교배시키면 유전적으로 상이하고 균일하지 않은 잡종 식물체의 집단이 생성된다. 이러한 비-균일성은 성과를 예측할 수 없게 만든다.
균일한 품종의 개발은 동형접합 근친교배 식물체의 개발, 이러한 근친교배 식물체의 교배, 및 교배의 평가를 필요로 한다. 계통 육종 및 순환 선별은 육종 집단으로부터 근친교배 식물체를 개발하기 위해 사용되어온 육종 방법의 예이다. 이러한 육종 방법은 둘 이상의 식물체 또는 각종 다른 광범위한 발생원으로부터의 유전적 배경을 육종 풀 (pool)에 조합하고, 이로부터 유래한 새로운 계통 및 잡종을 자가 교배 (selfing) 및 원하는 표현형의 선별에 의해 개발한다. 새로운 계통 및 잡종은 그 중 어느 것이 상업적 잠재력을 지니는지 결정하기 위해 평가된다.
<발명의 개요>
한 측면에서, 본 발명은 RX 05900097로 지정된 잡종, 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 또는 브로콜리 계통 BRM-53-3924SI의 브로콜리 식물체를 제공한다. 또한, 이러한 식물체의 모든 생리적 및 형태적 특성을 갖는 브로콜리 식물체를 제공한다. 또한, 예를 들어 식물체의 화분, 밑씨, 낱꽃 (floret), 헤드 (head) 및 세포를 비롯한, 이러한 브로콜리 식물체의 일부를 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 추가된 유전가능한 형질을 포함하는 브로콜리 잡종 RX 05900097 및/또는 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI의 식물체를 제공한다. 유전가능한 형질은 예를 들어 우성 또는 열성 대립유전자인 유전자좌를 포함할 수 있다. 본 발명의 한 실시양태에서, 브로콜리 잡종 RX 05900097 및/또는 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI의 식물체는 단일 유전자좌 전환을 포함하는 것으로 정의된다. 본 발명의 특정 실시양태에서, 추가된 유전자좌는 예를 들어 제초제 내인성, 곤충 저항성, 질병 저항성, 및 변형된 탄수화물 대사와 같은 하나 이상의 형질을 부여한다. 추가의 실시양태에서, 형질은 역교배, 자연 또는 유도된 돌연변이에 의해 계통의 게놈으로 도입된 자연 발생 유전자, 또는 유전자 형질전환 기술을 통해 식물체 또는 이들의 임의의 이전 세대의 선조에 도입된 트랜스진에 의해 부여될 수 있다. 형질전환을 통해 도입되는 경우에, 유전자좌는 단일 염색체 위치에서 통합된 하나 이상의 유전자를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 브로콜리 잡종 RX 05900097 및/또는 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI의 종자에 관한 것이다. 본 발명의 브로콜리 종자는 특정 실시양태에서 브로콜리 잡종 RX 05900097 및/또는 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI의 브로콜리 종자의 본질적으로 균질한 집단으로 제공될 수 있다. 일반적으로, 종자의 본질적으로 균질한 집단은 실질적인 수의 다른 종자가 없다. 따라서, 잡종 RX 05900097 및/또는 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI의 종자는 본 발명의 소정 실시양태에서 종자의 적어도 약 98％, 99％ 또는 그 이상을 비롯하여 전체 종자의 적어도 약 97％를 형성하도록 제공될 수 있다. 종자 집단을 따로 성장시켜 RX 05900097 및/또는 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI로 명명된 브로콜리 식물체의 본질적으로 균질한 집단을 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 잡종 RX 05900097 및/또는 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI의 브로콜리 식물체의 재생가능한 세포의 조직 배양물이 제공된다. 바람직하게는, 조직 배양물은 출발 식물체의 모든 생리적 및 형태적 특징을 발현할 수 있는 브로콜리 식물체를 재생할 수 있고, 출발 식물체와 실질적으로 동일한 유전자형을 갖는 식물체를 재생할 수 있을 것이다. 잡종 RX 05900097 및/또는 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI의 일부 생리적 및 형태적 특성의 예는 본원의 표에 나타난 형질이 포함된다. 이러한 조직 배양물에서의 재생가능한 세포는 예를 들어 배, 분열 조직, 떡잎, 화분, 잎, 꽃밥, 뿌리, 뿌리 말단, 암술, 꽃, 종자 및 줄기로부터 유래될 수 있다. 추가로, 본 발명은 잡종 RX 05900097 및/또는 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI의 모든 생리적 및 형태적 특성을 갖는, 본 발명의 조직 배양물로부터 재생된 브로콜리 식물체를 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 일반적으로 제1 양친 브로콜리 식물체를 제2 양친 브로콜리 식물체와 교배시키는 것을 포함하며, 여기서 제1 또는 제2 양친 브로콜리 식물체 중 적어도 하나는 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 또는 브로콜리 계통 BRM-53-3924SI의 식물체인, 브로콜리 종자, 식물체 및 그들의 일부의 생성 방법이 제공된다. 이러한 방법은 제1 브로콜리 식물체를 상이한 별개 유전자형의 제2 브로콜리 식물체와 교배시켜 이의 양친 중 하나로서 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 또는 브로콜리 계통 BRM-53-3924SI의 식물체를 갖는 잡종을 제공하는, 잡종 브로콜리 종자 또는 식물체의 제조 방법으로 추가로 예시될 수 있다. 이러한 방법에서, 교배는 종자의 생성을 야기할 것이다. 종자 생성은 종자가 수집되었는지의 여부와 상관없이 일어난다.
본 발명의 한 실시양태에서, "교배"에서의 첫 번째 단계는 제1 및 제2 양친 브로콜리 식물체의 종자를 흔히 근접하게 심음으로써, 수분이 예를 들어 곤충 매개체에 의해 매개되어 발생하도록 하는 단계를 포함한다. 별법으로, 화분은 수동으로 전달될 수 있다. 식물체가 자가 수분되는 경우에, 수분은 식물 재배 이외의 직접적인 인간의 개입의 필요없이 발생할 수 있다.
두 번째 단계는 제1 및 제2 양친 브로콜리 식물체의 종자를 꽃을 피우는 식물체로 재배 또는 성장시키는 단계를 포함할 수 있다. 세 번째 단계는 예를 들어 꽃을 제웅시켜 (즉, 화분을 죽이거나 제거하여) 식물체의 자가 수분을 방지하는 단계를 포함할 수 있다.
잡종 교배의 네 번째 단계는 제1 및 제2 양친 브로콜리 식물체 간의 교차 수분을 포함할 수 있다. 또 다른 단계는 양친 브로콜리 식물체 중 적어도 하나로부터 종자를 수확하는 단계를 포함한다. 수확된 종자를 성장시켜 브로콜리 식물체 또는 잡종 브로콜리 식물체를 생성할 수 있다.
또한, 본 발명은 제1 양친 브로콜리 식물체를 제2 양친 브로콜리 식물체와 교배시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 생성된 브로콜리 종자 및 식물체를 제공하며, 여기서 제1 또는 제2 양친 브로콜리 식물체 중 하나 이상은 브로콜리 잡종 RX 05900097 및/또는 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI의 식물체이다. 본 발명의 한 실시양태에서, 이 방법에 의해 생성된 브로콜리 종자 및 식물체는 본 발명에 따른 식물체를 다른 별개 식물체와 교배시킴으로써 생성된 제1 세대 (F1) 잡종 브로콜리 종자 및 식물체이다. 추가적으로, 본 발명은 이런 F1 잡종 브로콜리 식물체의 식물 부분, 및 이들의 사용 방법을 고려한다. 따라서, 본 발명의 소정의 예시적 실시양태는 F1 잡종 브로콜리 식물체 및 이들의 종자를 제공한다.
또 다른 실시양태에서, 본 발명은 (a) 잡종 RX 05900097 및/또는 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI의 식물체를 제2 식물체와 교배시키는 단계를 포함하는, 잡종 RX 05900097 및/또는 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI로부터 유래한 자손 식물체를 제조하는 단계; 및 (b) 자손 식물체를 그 자신 또는 제2 식물체와 교배시켜 후속 세대의 자손 식물체의 종자를 생성하는 단계를 포함하는, 잡종 RX 05900097 및/또는 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI로부터 유래한 식물체의 생성 방법을 제공한다. 추가의 실시양태에서, 이 방법은 (c) 상기 후속 세대의 자손 식물체의 종자로부터 후속 세대의 자손 식물체를 성장시키고, 후속 세대의 자손 식물체를 그 자신 또는 제2 식물체와 교배시키는 단계; 및 추가로 3 내지 10 세대 동안 상기 단계를 반복하여 잡종 RX 05900097 및/또는 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI로부터 유래한 식물체를 생성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 잡종 RX 05900097 및/또는 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI로부터 유래한 식물체는 근교 계통일 수 있고, 전술한 반복된 교배 단계는 근교 계통을 생성하기에 충분한 근친교배를 포함하는 것으로 정의될 수 있다. 상기 방법에서, 단계 (b) 및 (c)에 따른 연속 교배 동안 단계 (c)로부터 생성된 특정 식물체를 선별하는 것이 바람직할 수 있다. 하나 이상의 바람직한 형질을 갖는 식물체를 선별함으로써, 계통/잡종의 일부 바람직한 형질 및 잠재적으로 다른 선별된 형질을 보유하는 잡종 RX 05900097 및/또는 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI로부터 유래한 식물체가 얻어진다.
소정 실시양태에서, 본 발명은 (a) 성숙되도록 재배된, 브로콜리 잡종 RX 05900097 및/또는 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI의 식물체를 얻는 단계, 및 (b) 식물체의 조직을 수집하는 단계를 포함하는, 식품 또는 사료의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 브로콜리 잡종 RX 05900097 및/또는 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI의 유전자 총체가 제공된다. 용어 "유전자 총체"는 뉴클레오티드 서열의 응집체를 지칭하기 위해 사용되며, 이 서열의 발현은 본 경우에서 브로콜리 식물체, 또는 그 식물체의 세포 또는 조직의 표현형을 결정한다. 따라서, 유전자 총체는 세포, 조직 또는 식물체의 유전자 구성을 나타내고, 잡종 유전자 총체는 잡종 세포, 조직 또는 식물체의 유전자 구성을 나타낸다. 따라서, 본 발명은 본원에 개시된 브로콜리 식물 세포에 따른 유전자 총체를 갖는 브로콜리 식물 세포, 및 식물체, 이러한 세포를 포함하는 종자 및 식물체를 제공한다.
식물 유전자 총체는 유전자 총체, 예를 들어 동종효소 유형화 프로파일의 발현의 특징인 표현형 형질의 발현 및 유전 마커 프로파일에 의해 평가될 수 있다. 잡종 RX 05900097 및/또는 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI는 예를 들어 단순 서열 길이 다형성 (Simple Sequence Length Polymorphisms; SSLP) (문헌 [Williams et al., Nucleic Acids Res., 1 8:6531-6535, 1990]), 무작위 증폭 다형성 DNA (Randomly Amplified Polymorphic DNAs; RAPD), DNA 증폭 지문법 (DNA Amplification Fingerprinting; DAF), 서열 특성화 증폭 영역 (Sequence Characterized Amplified Regions; SCAR), 임의 프라이밍된 중합효소 연쇄 반응 (Arbitrary Primed Polymerase Chain Reaction; AP-PCR), 증폭 단편 길이 다형성 (Amplified Fragment Length Polymorphisms; AFLP) (EP 534 858, 전문이 본원에 참조로 구체적으로 포함됨), 및 단일 뉴클레오티드 다형성 (Single Nucleotide Polymorphisms; SNP) (문헌 [Wang et al., Science, 280:1077-1082, 1998])과 같은 다수의 잘 알려진 기술 중 어느 하나에 의해 확인될 수 있다는 것이 이해된다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 본 발명의 브로콜리 식물체의 반수체 유전자 총체와 제2 브로콜리 식물체, 바람직하게는 또 다른 별개의 브로콜리 식물체의 반수체 유전자 총체와의 조합에 의해 형성된, 브로콜리 식물 세포, 조직, 식물체, 및 종자로 나타내는 잡종 유전자 총체를 제공한다. 또 다른 측면에서, 본 발명은 본 발명의 잡종 유전자 총체를 포함하는 조직 배양물로부터 재생된 브로콜리 식물체를 제공한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 식물체의 게놈에서 적어도 제1 다형성을 검출하는 단계를 포함하는, 브로콜리 잡종 RX 05900097 및/또는 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI의 식물체의 유전자형 결정 방법을 제공한다. 소정 실시양태에서, 이 방법은 식물체의 게놈에서 복수의 다형성을 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 추가적으로, 이 방법은 복수의 다형성 검출 단계의 결과를 컴퓨터 판독가능한 매체에 저장하는 단계를 포함할 수 있다. 추가적으로, 본 발명은 이러한 방법에 의해 생성된 컴퓨터 판독가능한 매체를 제공한다.
구체적으로 명시하지 않는 한, 본 발명의 한 측면과 관련하여 본원에서 논의된 임의의 실시양태는 본 발명의 다른 측면에도 적용된다.
용어 "약"은 값이 그 값을 결정하기 위해 이용되는 장치 또는 방법에 대한 평균의 표준 편차를 포함함을 나타내기 위해 사용된다. 택일이 상호 배타적이거나 또는 오로지 택일만을 지칭함이 명백히 나타나 있지 않는 한, 특허청구범위에서 용어 "또는"의 사용은 "및/또는"을 의미하도록 사용된다. 달리 구체적으로 명시하지 않는 한 특허청구범위에서 단어 "포함하는" 또는 다른 개방 표현과 함께 사용되는 경우에, 단어 "하나" 및 "한"은 "하나 이상"을 나타낸다. 용어 "포함한다", "갖는다" 및 "포괄한다"는 개방형 연결 동사이다. "포함한다", "포함하는", "갖는다", "갖는", "포괄한다" 및 "비롯한"과 같은, 이러한 동사 중 하나 이상의 임의의 어형 또는 시제도 또한 개방형이다. 예를 들어, 하나 이상의 단계를 "포함하는", "갖는" 또는 "포괄하는" 임의의 방법은 오직 그 하나 이상의 단계만을 보유하는 것으로 제한되지 않고 또한 열거되지 않은 다른 단계들도 포함한다. 유사하게, 하나 이상의 형질을 "포함하는", "갖는" 또는 "포괄하는" 임의의 식물체는 오직 그 하나 이상의 형질을 보유하는 것으로 제한되지 않고 열거되지 않은 다른 형질들도 포함한다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점은 하기 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로부터 명백해 질 것이다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위 내의 각종 변화 및 변형이 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로부터 당업자에게 명백하기 때문에, 본 발명의 특정 실시양태를 나타내면서 제공된 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용 및 임의의 특정 실시예는 단지 예시로써 제공된다는 것으로 이해하여야 한다.
본 발명은 브로콜리 잡종 RX 05900097 및/또는 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI의 식물체, 종자 및 파생물과 관련된 방법 및 조성물을 제공한다. 잡종 RX 05900097은 양친 계통 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI의 교배에 의해 생성되었다. 양친 계통은 환경적 영향의 한계 내에서 균일성 및 안정성을 나타낸다. 양친 계통을 교배시킴으로써, 잡종 RX 05900097의 균일한 식물체를 얻을 수 있다.
잡종 RX 05900097은 융기된 헤드 (Raised Head)를 가지며, 수확의 용이성을 위한 매끈한 줄기 (clean stem)를 갖는다. 품종은 상대적으로 균일하게 성숙하여 표준 브로콜리 품종에 비해 보다 적은 수확 삭감 (harvest cut)이 요구된다. 균일한 조건에서, 규칙적 단일 (기계) 수확은 선택 사항이다.
A. 브로콜리 잡종 RX 05900097의 기원 및 육종 내력
잡종 RX 05900097의 양친은 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI이다.
BRM 53-3950CMS로도 알려진 양친 계통 BRM-53-3950CMS은 하기 육종 단계에 의해 생성되었다.
Figure pat00001
BRM 53-3924SI로도 알려진 양친 계통 BRM-53-3924SI는 하기 육종 단계에 의해 생성되었다.
Figure pat00002
B. 브로콜리 잡종 RX 05900097, 브로콜리 계통 BRM -53-3950 CMS 및 브로콜리 계통 BRM -53-3924 SI 의 생리적 및 형태적 특성
본 발명의 한 측면에 따라서, 브로콜리 잡종 RX 05900097 및 그의 양친 계통의 생리적 및 형태적 특성을 갖는 식물체가 제공된다. 이러한 식물체의 생리적 및 형태적 특성의 설명을 하기 표 1 내지 3에 제시한다.
<표 1>
Figure pat00003
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Figure pat00005
Figure pat00006
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<표 2>
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<표 3>
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C. 브로콜리 식물체의 육종
본 발명의 한 측면은 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI의 교배를 포함하는, 브로콜리 잡종 RX 05900097의 종자의 생성 방법에 관한 것이다. 별법으로, 본 발명의 다른 실시양태에서, 잡종 RX 05900097, 계통 BRM-53-3950CMS 또는 계통 BRM-53-3924SI는 그 자체 또는 임의의 제2 식물체와 교배될 수 있다. 이러한 방법은 잡종 RX 05900097 및/또는 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI의 번식을 위해 사용할 수 있거나, 또는 잡종 RX 05900097 및/또는 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI로부터 유래한 식물체를 생성하기 위해 사용할 수 있다. 소정 실시양태에서, 잡종 RX 05900097 및/또는 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI로부터 유래한 식물체는 신규 브로콜리 품종의 개발을 위해 사용할 수 있다.
하나 이상의 출발 품종을 사용한 신규 품종의 개발은 당업계에 널리 공지되어 있다. 본 발명에 따르면, 신규 품종은 이러한 널리 공지된 방법에 따라 잡종 RX 05900097의 교배, 이어서 복수 세대 육종에 의해 창출될 수 있다. 신규 품종은 임의의 제2 식물체와의 교배에 의해 창출될 수 있다. 신규한 계통의 개발을 목적으로 교배시킬 이러한 제2 식물체를 선별함에 있어서, 그 자신이 하나 이상의 선별된 바람직한 특성을 보이거나 또는 잡종 조합일 때 원하는 특성(들)을 보이는 식물체를 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 초기 교배가 이루어지면, 근친교배 및 선별을 실시하여 신규 품종을 생성시킨다. 균일한 계통의 개발을 위해, 종종 5세대 이상의 자가 교배 및 선별이 이루어진다.
또한, 신규 품종의 균일한 계통은 또한 배가 반수체에 의해 개발될 수 있다. 이 기술은 복수 세대의 자가 교배 및 선별의 필요 없이 순계 육종 계통의 창출을 가능케 한다. 이 방식으로, 순계 육종 계통이 적게는 한 세대에서 생성될 수 있다. 반수체 배는 소포자, 화분, 꽃밥 배양물 또는 씨방 배양물로부터 생성될 수 있다. 이어서, 반수체 배는 자체적으로 또는 화학적 처리 (예를 들어, 콜히친 처리)에 의해 배가될 수 있다. 별법으로, 반수체 배는 반수체 식물체로 성장되고 처리되어 염색채 배가를 유도할 수 있다. 어느 경우에서도, 수정가능한 동형접합 식물체가 얻어진다. 본 발명에 따라, 이런 기술 중 어느 하나를 본 발명의 식물체 및 이들의 자손과 관련하여 사용하여 동형접합 계통을 달성할 수 있다.
또한, 역교배가 근친교배 식물체를 개선시키기 위해 사용될 수 있다. 역교배는 특정한 바람직한 형질을 하나의 근친교배원 또는 비-근친교배원으로부터 그 형질이 결여된 근친교배체로 전달한다. 이는, 예를 들어 먼저 우수한 근친교배체 (A) (반복친)를 공여 근친교배체 (비반복친)와 처음 교배시킴으로써 달성될 수 있으며, 이는 해당 형질에 대한 적절한 유전자좌 또는 유전자좌들을 지닌다. 이후, 이 교배의 자손을 우수한 반복친 (A)와 역으로 수정시킨 뒤, 생성된 자손에서 비반복친으로부터 전달되는 바람직한 형질에 대해 선별한다. 바람직한 형질에 대한 선별이 수반된 5세대 이상의 역교배 후에, 자손은 전달되는 특성을 갖지만, 대부분 또는 거의 모든 다른 유전자좌에 대해서는 우수한 양친과 같다. 최종 역교배 세대는 자가 교배되어, 전달되는 형질에 대한 순계 육종 자손을 얻는다.
특히, 본 발명의 식물체는 식물체의 유전적 배경 중 우수한 특성에 기초한 새로운 계통의 개발에 적합하다. 신규 브로콜리 계통의 개발을 목적으로 RX 05900097 및/또는 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI와의 교배를 위한 제2 식물체를 선별함에 있어서, 전형적으로는 그 자신이 하나 이상의 선별된 바람직한 특성을 보이거나 또는 잡종 조합시 원하는 특성(들)을 보이는 식물체를 선택하는 것이 바람직할 것이다. 특정 실시양태에서, 바람직한 형질의 예에는 높은 종자 생산량, 높은 종자 발아, 묘목 생장력, 높은 생산량, 질병 내인성 또는 저항성, 및 토양 및 기후 조건에 대한 적응성이 포함될 수 있다. 헤드 형상, 영양학적 가치 및 맛과 같은 소비자-중심 형질이 본 발명에 의해 개발된 새로운 계통의 브로콜리 식물체로 도입될 수 있는 형질의 다른 예이다.
D. 본 발명의 추가 실시양태
본 발명의 소정의 측면에서, 본원에 기술된 식물체는 적어도 제1의 원하는 유전가능한 형질을 포함하도록 변형되어 제공된다. 한 실시양태에서, 이러한 식물체는 역교배라 불리는 식물 육종 기술에 의해 개발될 수 있고, 여기서 역교배 기술을 통해 식물체로 전달된 유전자좌에 더하여 품종의 본질적으로 모든 형태적 및 생리적 특성이 회복된다. 본원에서 사용된 용어 단일 유전자좌 전환된 식물체는 역교배라 불리는 식물 육종 기술에 의해 개발된 브로콜리 식물체를 지칭하며, 여기서 역교배 기술을 통해 품종으로 전달된 단일 유전자좌에 더하여 품종의 본질적으로 모든 형태적 및 생리적 특성이 회복된다. 본질적으로 모든 형태적 및 생리적 특성이란, 역교배 또는 트랜스진의 직접 도입 동안 야기될 수 있는 간헐적인 변형 형질을 제외하고, 동일한 환경에서 비교시 달리 존재하는 식물체의 특성이 회복됨을 의미한다.
역교배 방법은 본 발명의 품종에서 특성을 개선시키거나 또는 그를 도입하기 위해 본 발명과 함께 사용될 수 있다. 원하는 특성에 대한 유전자좌에 기여하는 양친 브로콜리 식물체는 비반복친 또는 공여친으로 칭한다. 이 용어는 비반복친이 역교배 프로토콜에서 1회 사용되고 따라서 반복되지 않는다는 사실을 지칭한다. 비반복친의 유전자좌 또는 유전자좌들이 전달되는 양친 브로콜리 식물체는 반복친으로 알려져 있는데, 역교배 프로토콜에서 수회 사용되기 때문이다.
전형적인 역교배 프로토콜에서, 관심있는 본래 품종 (반복친)을 전달될 관심있는 단일 유전자좌를 갖는 제2 품종 (비반복친)과 교배시킨다. 그 다음, 이러한 교배로부터 생성된 자손을 반복친과 다시 교배시키고, 비반복친으로부터의 단일 전달된 유전자좌에 더하여 전환된 식물체에서 반복친의 본질적으로 모든 형태적 및 생리적 특징이 회복된 브로콜리 식물이 얻어질 때까지 이 과정을 반복한다.
적합한 반복친의 선별은 성공적인 역교배 절차를 위한 중요한 단계이다. 역교배 프로토콜의 목적은 본래 품종에서의 단일 형질 또는 특성을 변경 또는 대체하는 것이다. 이를 달성하기 위해, 반복 품종의 단일 유전자좌를 비반복친으로부터의 원하는 유전자좌로 변형 또는 대체하면서 본질적으로 모든 나머지 원하는 유전자, 및 따라서 본래 품종의 원하는 생리학적 및 형태학적 구성은 유지시킨다. 특정 비반복친의 선택은 역교배의 목적 따라 달라질 것인데; 그 주요 목적 중 하나는 식물체에 몇몇 상업적으로 바람직한 형질을 더하는 것이다. 정확한 역교배 프로토콜은 변경되는 특성 또는 형질, 및 반복친 및 비반복친 간의 유전적 거리에 따라 달라질 것이다. 전달되는 특성이 우성 대립유전자인 경우에 역교배 방법이 단순화되지만, 열성 대립유전자 또는 상가 (additive) 대립유전자 (열성 및 우성 사이) 또한 전달될 수 있다. 이 경우, 원하는 특성이 성공적으로 전달되었는지 판단하기 위해 자손에 대한 시험을 진행하는 것이 필요할 수 있다.
한 실시양태에서, 본원에 기재된 식물체가 반복친인, 역교배의 자손 브로콜리 식물체는, 동일한 환경 조건에서 성장시 5％ 유의 수준으로 측정되는 것과 같은, (i) 비반복친으로부터의 바람직한 형질 및 (ii) 반복친으로부터의 모든 생리적 및 형태적 특성을 포함한다.
또한, 신규 품종은 둘 초과의 양친으로부터 개발될 수 있다. 변형된 역교배로 알려진 기술은 역교배 동안 상이한 반복친을 사용한다. 변형된 역교배를 사용하여 본래 반복친을 소정의 보다 바람직한 특성을 갖는 품종으로 대체할 수 있거나, 또는 다수의 양친을 사용하여 각각으로부터 상이한 바람직한 특성을 얻을 수 있다.
특정 형질과 관련된 분자 마커의 개발을 이용하여, 본원에서 나타낸 바와 같이, 확립된 생식 계열에 추가의 형질을 부가하여 최종적으로 새로운 형질 또는 형질들이 부가된 실질적으로 동일한 기본 생식질을 얻는 것이 가능하다. 예를 들어, 문헌 [Moose and Mumm, 2008 (Plant Physiology, 147: 969-977)] 및 그 밖의 문헌에 기재된 바와 같이, 분자 육종은 단일 또는 다중 형질 또는 QTL을 우량 계통에 통합시키는 메카니즘을 제공한다. 형질 또는 형질들의 우량 계통으로의 이러한 분자 육종-촉진된 이동은 플랭킹 또는 관련된 마커 검정의 사용과 함께 통합된 유전자 단편의 확인 메카니즘에 의한 관심있는 특정 형질과 관련된 특정 유전자 단편의 우량 계통으로의 도입을 포함할 수 있다. 본원에 나타낸 실시양태에서, 예를 들어 1, 2, 3 또는 4개의 유전자좌가 이러한 방법을 통해 우량 계통에 통합될 수 있다. 이러한 추가의 유전자좌를 함유하는 우량 계통이 또 다른 양친 우량 계통과 추가 교배되어 잡종 자손을 생성하는 경우에, 이어서 적어도 8개의 별개의 추가 유전자좌를 잡종에 도입하는 것이 가능하다. 이러한 추가 유전자좌는, 예를 들어 질병 저항성 또는 과일 품질 형질과 같은 형질을 부여할 수 있다. 한 실시양태에서, 각각의 유전자좌는 개별 형질을 부여할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 유전자좌는 동형접합이 되며, 각 양친 계통에 존재하여 잡종에 형질을 부여하는 것이 필요할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 다수의 유전자좌를 합하여 원하는 형질의 확고한 단일 표현형을 부여할 수 있다.
새로운 근친교배체의 개발에서 정식으로 선별되지는 않지만, 역교배 기술에 의해 개선될 수 있는 많은 단일 유전자좌 형질이 확인되어 있다. 단일 유전자좌 형질은 트랜스진일 수 있거나 아닐 수 있으며, 이러한 형질의 예에는 제초제 저항성, 세균, 진균 또는 바이러스성 질병에 대한 저항성, 곤충 저항성, 변형된 지방산 또는 탄수화물 대사, 및 변경된 영양학적 품질이 포함되지만, 이들로 한정되지는 않는다. 일반적으로, 이들은 핵을 통해 유전되는 유전자를 포함한다.
직접적 선별은 단일 유전자좌가 우성 형질로 작용하는 경우에 적용할 수 있다. 이 선별 방법에 대하여, 초기 교배의 자손을 역교배에 앞서 바이러스 저항성 및/또는 상응하는 유전자의 존재에 대해 분석한다. 선별은 원하는 유전자 및 저항성 형질을 갖지 않는 임의의 식물체를 제거하고, 이러한 형질을 갖는 식물체만이 뒤이은 역교배에서 사용된다. 이어서, 이 방법을 모든 추가의 역교배 세대에 대해 반복한다.
육종을 위한 브로콜리 식물체의 선별은 반드시 식물체의 표현형에 의존하는 것이 아니라, 대신 유전자 조사를 기초로 할 수 있다. 예를 들어, 관심있는 형질에 밀접하게 유전적으로 연결된 적합한 유전자 마커를 이용할 수 있다. 이러한 마커 중 하나를 사용하여 특정 교배의 자손에서 형질의 존재 또는 부재를 확인할 수 있고, 계속된 육종을 위한 자손의 선별에서 사용할 수 있다. 이 기술은 통상적으로 마커 보조 선별로 지칭된다. 또한, 식물체에서 관심있는 형질의 상대적 존재 또는 부재를 확인할 수 있는 임의의 다른 유형의 유전자 마커 또는 다른 검정이 육종 목적을 위해 유용할 수 있다. 마커 보조 선별에 대한 절차는 당업계에 널리 공지되어 있다. 이러한 방법은, 열성 형질 및 가변성 표현형의 경우, 또는 종래 검정법이 보다 비싸거나, 시간 소모적이거나 또는 달리 불리한 경우에 특히 유용할 것이다. 본 방법에 따라 사용될 수 있는 유전자 마커의 유형에는 단순 서열 길이 다형성 (SSLP) (문헌 [Williams et al., Nucleic Acids Res., 1 8:6531-6535, 1990]), 무작위 증폭 다형성 DNA (RAPD), DNA 증폭 지문법 (DAF), 서열 특성화 증폭 영역 (SCAR), 임의 프라이밍된 중합효소 연쇄 반응 (AP-PCR), 증폭 단편 길이 다형성 (AFLP) (EP 534 858, 전문이 본원에 참조로 구체적으로 포함됨), 및 단일 뉴클레오티드 다형성 (SNP) (문헌 [Wang et al., Science, 280:1077-1082, 1998])이 포함되지만, 이들로 반드시 한정되지는 않는다.
E. 유전 공학에 의해 유래한 식물체
식물체로 직접적으로, 및 역교배에 의해 도입될 수 있는 많은 유용한 형질은 유전자 형질전환 기술에 의해 도입된 것들이다. 따라서, 유전자 형질전환은 본 발명의 식물체에 선별된 트랜스진의 삽입에 사용될 수 있거나, 또는 다르게는 역교배에 의해 도입될 수 있는 트랜스진의 제조에 사용될 수 있다. 당업계에 널리 공지되고 많은 작물 종에 적용가능한 식물체의 형질전환 방법에는 전기천공, 미세사 충격 (microprojectile bombardment), 아그로박테리움 (Agrobacterium)-매개 형질전환 및 원형질체에 의한 직접적 DNA 흡수가 포함되지만, 이들로 한정되지는 않는다.
전기천공에 의해 형질전환을 수행하기 위해서, 세포 또는 배형성 캘러스 (embryogenic callus)의 현탁 배양물과 같은 부서지기 쉬운 조직을 이용할 수 있거나, 다르게는 미성숙 배 또는 다른 유기적인 조직을 직접 형질전환시킬 수 있다. 이 기술에서, 선택된 세포의 세포벽을 제어된 방식으로 펙틴-분해 효소 (펙톨리아제) 또는 기계적으로 상처낸 조직에 노출시킴으로써 이를 부분적으로 분해할 것이다.
식물 세포로의 형질전환 DNA 세그먼트의 전달을 위한 효율적인 방법은 미세사 충격이다. 이 방법에서, 입자를 핵산으로 코팅하고 추진력에 의해 세포로 전달한다. 예시적인 입자에는 텅스텐, 백금, 및 바람직하게는 금으로 구성된 것들이 포함된다. 충격을 위해, 현탁액내 세포를 필터 또는 고체 배양 배지 상에서 농축시킨다. 별법으로, 미성숙 배 또는 다른 표적 세포를 고체 배양 배지 상에 배열시킬 수 있다. 충격이 가해지는 세포는 미세사 스토핑 플레이트 (macroprojectile stopping plate) 하의 적절한 거리에 위치된다.
촉진에 의한 식물 세포로의 DNA의 전달 방법의 예시적 실시양태는 바이오리스틱스 입자 전달 시스템 (Biolistics Particle Delivery System)이며, 이를 사용하여 DNA 또는 세포로 코팅된 입자를 스테인레스 강 또는 나이텍스 (Nytex) 스크린과 같은 스크린을 통해 표적 세포로 덮여진 표면 상으로 추진할 수 있다. 이 스크린은 입자를 분산시켜, 이들이 큰 응집체로 수용 세포에 전달되지 않도록 한다. 미세사 충격 기술은 널리 적용가능하고, 사실상 임의의 식물 종을 형질전환시키기 위해 사용할 수 있다.
아그로박테리움-매개 전달은 유전자좌를 식물 세포로 도입하기 위한 또 다른 널리 적용가능한 시스템이다. 이 기술의 장점은 DNA가 전체 식물 조직으로 도입될 수 있어서 원형질체로부터 원형 식물체의 재생 필요성을 회피한다는 것이다. 오늘날의 아그로박테리움 형질전환 벡터는 이. 콜라이 (E. coli) 및 아그로박테리움에서 복제가 가능하며, 손쉬운 조작을 가능하게 한다 (문헌 [Klee et al., Bio-Technology, 3(7):637-642, 1985]). 더욱이, 아그로박테리움-매개 유전자 전달을 위한 벡터에 있어서의 최근 기술적 진보는 벡터에서의 유전자 및 제한 부위의 배열을 개선시켜 각종 폴리펩티드 코딩 유전자를 발현할 수 있는 벡터의 구축을 용이하게 하였다. 기술된 벡터는 삽입된 폴리펩티드 코딩 유전자의 직접적 발현을 위한 폴리아데닐화 부위 및 프로모터에 의해 플랭킹된 손쉬운 다중-연결 영역을 갖는다. 추가로, 활성 (armed) 및 불활성 (disarmed) Ti 유전자 모두를 함유하는 아그로박테리움이 형질전환에 사용될 수 있다.
이는, 아그로박테리움-매개 형질전환이 효율적인 식물 계통에서 유전자좌 전달의 손쉽고 정해진 성질 때문에 선택된 방법이다. DNA를 식물 세포로 도입하기 위한 아그로박테리움-매개 식물 통합 벡터의 사용은 당업계에 널리 공지되어 있다 (문헌 [Fraley et al., Bio/Technology, 3:629-635, 1985]; 미국 특허 제5,563,055호).
또한, 식물 원형질체의 형질전환은 인산칼슘 침전, 폴리에틸렌 글리콜 처리, 전기천공, 및 이러한 처리들의 조합에 기초한 방법을 사용하여 달성될 수 있다 (예를 들어, 문헌 [Potrykus et al., Mol. Gen. Genet., 199:183-188, 1985]; [Omirulleh et al., Plant Mol. Biol., 21(3):415-428, 1993]; [Fromm et al., Nature, 312:791-793, 1986]; [Uchimiya et al., Mol. Gen. Genet., 204:204, 1986]; [Marcotte et al., Nature, 335:454, 1988] 참조). 식물체의 형질전환 및 외래 유전 요소의 발현은 문헌 [Choi et al. (Plant Cell Rep., 13: 344-348, 1994)] 및 [Ellul et al. (Theor. Appl. Genet., 107:462-469, 2003)]에서 예시된다.
수많은 프로모터는, 선별가능한 마커, 스코어링가능한 마커, 해충 내인성, 질병 저항성, 영양학적 강화를 위한 유전자, 및 임의의 다른 농경학적 관심 유전자를 포함하나 이들로 한정되지 않는 임의의 관심 유전자에 대한 식물 유전자 발현에 유용성을 갖는다. 식물 유전자 발현에 유용한 구성 프로모터의 예에는, 외떡잎 (예를 들어, 문헌 [Dekeyser et al., Plant Cell, 2:591, 1990]; [Terada and Shimamoto, Mol. Gen. Genet., 220:389, 1990] 참조)을 비롯하여 대부분의 식물 조직 (예를 들어, 문헌 [Odel et al., Nature, 313:810, 1985] 참조)에서의 구성적이며 높은 수준의 발현을 부여하는 컬리플라워 모자이크 바이러스 (cauliflower mosaic virus) (CaMV) P-35S 프로모터; 직렬 복제 버전의 CaMV 35S 프로모터, 향상된 35S 프로모터 (P-e35S), 노팔린 신타제 프로모터 (문헌 [An et al., Plant Physiol., 88:547, 1988]), 옥토핀 신타제 프로모터 (문헌 [Fromm et al., Plant Cell, 1:977, 1989]); 및 미국 특허 제5,378,619호에 기술된 바와 같은 현삼 모자이크 바이러스 (figwort mosaic virus) (P-FMV) 프로모터 및 P-FMV의 프로모터 서열이 직렬로 복제된 강화된 버전의 FMV 프로모터 (P-eFMV), 컬리플라워 모자이크 바이러스 19S 프로모터, 사탕수수 바실리폼 바이러스 (sugarcane bacilliform virus) 프로모터, 코멜리나 황색 반상 바이러스 (commelina yellow mottle virus) 프로모터, 및 식물 세포에서 발현하는 것으로 알려진 다른 식물 DNA 바이러스 프로모터가 포함되지만, 이들로 한정되지는 않는다.
또한, (1) 열 (문헌 [Callis et al., Plant Physiol., 88:965, 1988]), (2) 빛 (예를 들어, 완두콩 rbcS-3A 프로모터, 문헌 [Kuhlemeier et al., Plant Cell, 1:471, 1989]); 옥수수 rbcS 프로모터, 문헌 [Schaffner and Sheen, Plant Cell, 3:997, 1991]; 또는 클로로필 a/b-결합 단백질 프로모터, 문헌 [Simpson et al., EMBO J., 4:2723, 1985]), (3) 호르몬, 예컨대 아브시스산 (문헌 [Marcotte et al., Plant Cell, 1:969, 1989]), (4) 상처 (예를 들어, 문헌 [wunl, Siebertz et al., Plant Cell, 1:961, 1989]); 또는 (5) 화학물질, 예컨대 메틸 자스모네이트, 살리실산 또는 완화제 (Safener)에 의해 조절되는 프로모터를 비롯하여, 환경, 호르몬, 화학 및/또는 발달 신호에 응하여 조절되는 다양한 식물 유전자 프로모터가 식물 세포에서의 작동가능하게 연결된 유전자의 발현에 사용될 수 있다. 또한, 기관-특이적 프로모터를 이용하는 것이 유리할 수도 있다 (예를 들어, 문헌 [Roshal et al., EMBO J., 6:1155, 1987]; [Schernthaner et al., EMBO J., 7:1249, 1988]; [Bustos et al., Plant Cell, 1:839, 1989]).
본 발명의 식물체에 도입될 수 있는 예시적인 핵산은, 예를 들어 또 다른 종으로부터의 DNA 서열 또는 유전자, 또는 심지어 동일 종에서 유래되거나 또는 이에 존재하지만 전통적인 번식 또는 육종 기술 대신에 유전 공학 방법에 의해 수용 세포로 도입되는 유전자 또는 서열을 포함한다. 그러나, 용어 "외인성"은 또한 형질전환되는 세포에서 일반적으로 존재하지 않거나, 또는 어쩌면 형질전환 DNA 세그먼트 또는 유전자에서 발견되는 바와 같은 형태, 구조 등으로 단순히 존재하지 않는 유전자, 또는 일반적으로 존재하고 자연 발현 패턴과 다른 방식으로의 발현, 예를 들어 과발현시키기를 원하는 유전자를 지칭하도록 의도된다. 따라서, 용어 "외인성" 유전자 또는 DNA는 유사한 유전자가 이미 세포에 존재하는지 여부와는 상관없이, 수용 세포로 도입되는 임의의 유전자 또는 DNA 세그먼트를 지칭하도록 의도된다. 외인성 DNA에 포함되는 DNA의 유형에는 식물 세포에 이미 존재하는 DNA, 또 다른 식물체로부터의 DNA, 상이한 유기체로부터의 DNA, 또는 외부적으로 생성된 DNA, 예컨대 유전자의 안티센스 메세지를 함유하는 DNA 서열, 또는 합성되거나 변형된 버전의 유전자를 코딩하는 DNA 서열이 포함될 수 있다.
수천까지는 아니더라도 수백의 상이한 유전자가 공지되어 있으며, 본 발명에 따른 브로콜리 식물체로 잠재적으로 도입될 수 있다. 브로콜리 식물체로의 도입을 위해 선택할 수 있는 특정 유전자 및 상응하는 표현형의 비제한적인 예에는 바실루스 투린기엔시스 (Bacillus thuringiensis) (B.t.) 유전자와 같은 곤충 내인성, 진균성 질병 제어를 위한 유전자와 같은 해충 내인성, 글리포세이트 내인성을 부여하는 유전자와 같은 제초제 내인성을 위한 하나 이상의 유전자, 및 생산량, 영양학적 강화, 환경적 또는 스트레스 내인성, 또는 식물 생리학, 성장, 발달, 형태 또는 식물 제품(들)에서의 임의의 바람직한 변화와 같은 품질 개선을 위한 유전자가 포함된다. 예를 들어, 구조 유전자는 전문이 본원에 참조로 포함되는 WO 99/31248, 전문이 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 제5,689,052호, 전문이 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 제5,500,365호 및 제5,880,275호에서 기술된 바와 같은 바실루스 곤충 제어 단백질 유전자를 포함하지만 이들로 한정되지는 않는 곤충 내인성을 부여하는 임의의 유전자를 포함할 것이다. 또 다른 실시양태에서, 구조 유전자는 전문이 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 제5,633,435에서 기술된 바와 같은 아그로박테리움 균주 CP4 글리포세이트 내성 EPSPS 유전자 (aroA:CP4), 또는 전문이 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 제5,463,175호에서 기술된 바와 같은 글리포세이트 옥시도리덕타제 유전자 (GOX)를 포함하지만 이들로 한정되지는 않는 유전자에 의해 부여된 바와 같은 제초제 글리포세이트에 대한 내인성을 부여할 수 있다.
다르게는, DNA 코딩 서열은, 예를 들어 안티센스- 또는 공동억제-매개된 메카니즘을 통해 내인성 유전자의 발현의 표적화된 억제를 야기하는 비-번역성 RNA 분자의 코딩에 의해 이러한 표현형에 영향을 미칠 수 있다 (예를 들어, 문헌 [Bird et al., Biotech. Gen. Engin. Rev., 9:207, 1991] 참조). 또한, RNA는 원하는 내인성 mRNA 생성물을 절단하도록 조작된 촉매성 RNA 분자 (즉, 리보자임)일 수 있다 (예를 들어, 문헌 [Gibson and Shillito, Mol. Biotech., 7:125,1997] 참조). 따라서, 관심있는 표현형 또는 형태 변화를 발현하는 단백질 또는 mRNA를 생성하는 임의의 유전자가 본 발명의 실시에 유용하다.
F. 정의
본원의 설명 및 표에서, 다수의 용어가 사용된다. 명세서 및 특허청구범위의 명확하고 일관된 이해를 제공하기 위하여, 다음의 정의를 제공한다.
대립유전자: 유전자좌의 임의의 하나 이상의 대립되는 형태로서, 이들 대립유전자 모두는 하나의 형질 또는 특성과 관련되어 있다. 이배체 세포 또는 유기체에서, 주어진 유전자의 두 대립유전자는 한 쌍의 상동 염색체상의 대응하는 유전자좌에 자리한다.
역교배: 육종자가 반복적으로 잡종 자손, 예를 들어 제1 세대 잡종 (F1)을 그 잡종 자손의 양친 중 하나와 역으로 교배시키는 방법. 역교배를 사용하여 하나 이상의 단일 유전자좌 전환을 하나의 유전적 배경으로부터 다른 곳으로 도입할 수 있다.
교배: 두 양친 식물체의 수정.
교차 수분: 상이한 식물체로부터의 두 배우자의 결합에 의한 수정.
이배체: 두 세트의 염색체를 갖는 세포 또는 유기체.
제웅: 웅성 제웅을 부여하는 세포질 또는 핵 유전 인자 또는 화학작용제를 이용한 식물 웅성 생식 기관의 제거 또는 기관의 불활성화.
효소: 생물학적 반응에서 촉매로 작용할 수 있는 분자.
F 1 잡종: 두 비동질유전자 식물체의 교배의 제1 세대 자손.
유전자형: 세포 또는 유기체의 유전자 구조.
반수체: 이배체에서의 두 세트의 염색체 중 한 세트를 갖는 세포 또는 유기체.
연관: 동일한 염색체 상의 대립유전자가 이들의 이동이 독립적인 경우 우연히 예상되는 것보다 더 자주 함께 분리되는 경향을 보이는 현상.
마커: 환경적 변이 요소가 없고 (즉, 유전율 1), 바람직하게는 공동우성 방식으로 유전되는, 쉽게 검출가능한 표현형 (이배체 이형접합체에서의 유전자좌에서의 양 대립유전자는 쉽게 검출가능함).
표현형: 세포 또는 유기체의 검출가능한 특성으로서, 여기서 상기 특성은 유전자 발현의 징후이다.
양적 형질 유전자좌 ( QTL ): 양적 형질 유전자좌 (QTL)는 일반적으로 연속적으로 분포된, 어느 정도 수량적으로 표현할 수 있는 형질을 제어하는 유전자좌를 지칭한다.
저항성: 본원에서 사용된 용어 "저항성" 및 "내인성"은 특정 생물 해충, 병원체, 비생물 영향 또는 환경 조건에 증상을 보이지 않는 식물체를 기술하기 위해 상호교환적으로 사용된다. 또한, 이 용어들은 일부 증상을 보이나 여전히 허용가능한 생산량으로 시판가능한 제품을 생성할 수 있는 식물체를 기술하기 위해 사용된다. 저항성 또는 내인성인 것으로 지칭되는 일부 식물체는, 식물체의 발육이 방해되고 생산량이 감소되지만 여전히 작물을 생성할 수 있다는 점에서만 이와 같이 지칭된다.
재생: 조직 배양물로부터 식물체의 발달.
영국 왕실 원예 협회 ( RHS ) 색 차트 값: RHS 색 차트는 임의의 색의 정확한 확인을 가능하게 하는 표준화된 기준이다. 차트상에서의 색의 지정은 색상, 명도 및 채도로 나타난다. 색은 그룹 명, 시트 번호 및 글자를 확인하여 RHS 색 차트에 의해 정확하게 명명된다 (예를 들어, 황색-주황색 그룹 19A 또는 적색 그룹 41B).
자가 수분: 꽃밥으로부터 동일한 식물체의 주두로의 화분의 전달.
단일 유전자좌 전환된 (전환) 식물체: 역교배 기술을 통해, 및/또는 유전자 형질전환에 의해 품종으로 전달된 단일 유전자좌의 특징에 더하여 브로콜리 품종의 본질적으로 모든 원하는 형태적 및 생리적 특성이 회수되는, 역교배라 불리는 식물 육종 기술에 의해 개발된 식물체.
실질적으로 등가임: 비교시에, 평균으로부터 통계적으로 유의한 차이 (예를 들어, p = 0.05)를 보이지 않는 특성.
조직 배양물: 동일하거나 상이한 유형의 단리된 세포 또는 식물체의 일부로 조직화된 이러한 세포의 집합을 포함하는 조성물.
트랜스진: 형질전환에 의해 브로콜리 식물체의 게놈으로 도입된 서열을 포함하는 유전자좌.
G. 기탁 정보
상기 개시되고 특허청구범위에서 언급되어 있는 브로콜리 잡종 RX 05900097 및 계통 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI의 기탁은 아메리칸 타입 컬쳐 콜렉션 (American Type Culture Collection; ATCC) (미국 20110-2209 버지니아주 마나싸스 유니버시티 불러바드 10801에 소재)에서 이루어졌다. 기탁일은 2012년 4월 3일, 2012년 2월 2일 및 2012년 2월 2일에 각각 이루어졌다. 브로콜리 잡종 RX 05900097, 및 근친교배체 양친 계통 BRM-53-3950CMS 및 BRM-53-3924SI의 기탁된 종자에 대한 수탁 번호는 각각 ATCC 수탁 번호 PTA-12817 및 ATCC 수탁 번호 PTA-12479 및 ATCC 수탁 번호 PTA-12485이다. 특허 허여시에, 기탁시의 모든 제한들이 해제될 것이고, 기탁은 37 C.F.R. §1.801-1.809의 모든 요건을 만족시키고자 한다. 기탁은 30년, 또는 가장 최근 요청 후 5년, 또는 특허 유효 기간 중 가장 긴 기간 동안 기탁 기관에 유지될 것이고, 필요한 경우 상기 기간 동안 대체될 것이다.
명료성 및 이해의 목적으로 예증 또는 예시의 방식에 의해 상기 발명을 어느 정도 상세하게 기술하였으나, 오직 첨부된 특허청구범위의 범위에 의해서만 제한되므로, 본 발명의 범위 내에서 특정 변화 및 변형을 실시할 수 있음이 명백할 것이다.
본원에서 인용된 모든 참조문헌은 본원에 명시적으로 참조로 포함된다.
ATCC PTA-12817 20120403 ATCC PTA-12479 20120202 ATCC PTA-12485 20120202

Claims (34)

  1. 종자의 샘플이 각각 ATCC 수탁 번호 PTA-12479 및 ATCC 수탁 번호 PTA-12485 하에 기탁된 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 또는 브로콜리 계통 BRM-53-3924SI의 적어도 제1 세트의 염색체를 포함하는 브로콜리 식물체.
  2. 종자의 샘플이 각각 ATCC 수탁 번호 PTA-12479 및 ATCC 수탁 번호 PTA-12485 하에 기탁된 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 또는 브로콜리 계통 BRM-53-3924SI의 적어도 제1 세트의 염색체를 포함하는 종자.
  3. 제1항에 있어서, 근친교배체인 식물체.
  4. 제1항에 있어서, 잡종인 식물체.
  5. 제2항에 있어서, 근친교배체인 종자.
  6. 제2항에 있어서, 잡종인 종자.
  7. 제4항에 있어서, 상기 잡종 식물체가, 종자의 샘플이 ATCC 수탁 번호 PTA-12817 하에 기탁된 브로콜리 잡종 RX 05900097인 식물체.
  8. 제6항에 있어서, 종자의 샘플이 ATCC 수탁 번호 PTA-12817 하에 기탁된 브로콜리 잡종 RX 05900097의 종자로서 정의되는 종자.
  9. 제2항에 있어서, 계통 BRM-53-3950CMS 또는 계통 BRM-53-3924SI의 종자로서 정의되는 종자.
  10. 제1항의 식물체의 식물체 일부.
  11. 제10항에 있어서, 추가로 잎, 밑씨, 낱꽃, 화분, 헤드 또는 세포로 정의되는 식물체 일부.
  12. 제7항의 브로콜리 식물체의 모든 생리적 및 형태적 특성을 갖는 브로콜리 식물체.
  13. 제1항의 식물체의 재생가능한 세포의 조직 배양물.
  14. 제13항에 있어서, 배, 분열 조직, 떡잎, 화분, 잎, 꽃밥, 뿌리, 뿌리 말단, 암술, 꽃, 종자 및 줄기로 이루어진 군으로부터 선택되는 식물체 일부로부터의 세포 또는 원형질체를 포함하는 조직 배양물.
  15. 제13항의 조직 배양물로부터 재생된 브로콜리 식물체.
  16. (a) 제1항에 따른 식물체로부터 번식될 수 있는 조직을 수집하는 단계;
    (b) 상기 조직을 재배하여 증식된 싹을 얻는 단계; 및
    (c) 상기 증식된 싹을 뿌리내리게 하여 뿌리내린 묘목을 얻는 단계
    를 포함하는, 제1항의 식물체의 영양 번식 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 뿌리내린 묘목으로부터 적어도 제1 식물체를 성장시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  18. (a) 종자의 샘플이 각각 ATCC 수탁 번호 PTA-12479 및 ATCC 수탁 번호 PTA-12485 하에 기탁된 계통 BRM-53-3950CMS 또는 BRM-53-3924SI의 식물체를 원하는 형질을 포함하는 제2 브로콜리 식물체와 교배시켜 F1 자손을 생성하는 단계;
    (b) 원하는 형질을 포함하는 F1 자손을 선별하는 단계;
    (c) 선별된 F1 자손을 계통 BRM-53-3950CMS 또는 BRM-53-3924SI의 식물체와 역교배시켜 역교배 자손을 생성하는 단계;
    (d) 브로콜리 계통 BRM-53-3950CMS 또는 BRM-53-3924SI의 생리적 및 형태적 특성, 및 원하는 형질을 포함하는 역교배 자손을 선별하는 단계; 및
    (e) 단계 (c) 및 (d)를 3회 이상 반복하여 원하는 형질을 포함하는 선별된 제4 또는 그 이상의 역교배 자손을 생성하는 단계
    를 포함하는, 브로콜리 계통에 원하는 형질을 도입하는 방법.
  19. 제18항의 방법에 의해 생성된 브로콜리 식물체.
  20. 종자의 샘플이 각각 ATCC 수탁 번호 PTA-12817, ATCC 수탁 번호 PTA-12479 및 ATCC 수탁 번호 PTA-12485 하에 기탁된 잡종 RX 05900097, 계통 BRM-53-3950CMS 또는 계통 BRM-53-3924SI의 식물체에 형질을 부여하는 트랜스진을 도입하는 단계를 포함하는, 추가된 형질을 포함하는 식물체를 생성하는 방법.
  21. 제20항의 방법에 의해 생성된 식물체.
  22. 제1항에 있어서, 트랜스진을 포함하는 식물체.
  23. 제22항에 있어서, 트랜스진이 웅성 제웅, 제초제 내인성, 곤충 저항성, 해충 저항성, 질병 저항성, 변형된 지방산 대사, 환경적 스트레스 내인성, 변형된 탄수화물 대사 및 변형된 단백질 대사로 이루어진 군으로부터 선택되는 형질을 부여하는 것인 식물체.
  24. 제1항에 있어서, 단일 유전자좌 전환을 포함하는 식물체.
  25. 제24항에 있어서, 단일 유전자좌 전환이 웅성 제웅, 제초제 내인성, 곤충 저항성, 해충 저항성, 질병 저항성, 변형된 지방산 대사, 환경적 스트레스 내인성, 변형된 탄수화물 대사 및 변형된 단백질 대사로 이루어진 군으로부터 선택되는 형질을 부여하는 것인 식물체.
  26. (a) 종자의 샘플이 각각 ATCC 수탁 번호 PTA-12817, ATCC 수탁 번호 PTA-12479 및 ATCC 수탁 번호 PTA-12485 하에 기탁된 잡종 RX 05900097, 계통 BRM-53-3950CMS 또는 계통 BRM-53-3924SI의 브로콜리 식물체를 그 자체 또는 제2 브로콜리 식물체와 교배시키는 단계; 및
    (b) 잡종 RX 05900097, 계통 BRM-53-3950CMS 또는 계통 BRM-53-3924SI-유래 브로콜리 식물체의 종자가 형성되도록 하는 단계
    를 포함하는, 잡종 RX 05900097, 계통 BRM-53-3950CMS 또는 계통 BRM-53-3924SI 중 적어도 하나로부터 유래한 식물체의 종자의 생성 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    (c) 상기 잡종 RX 05900097, BRM-53-3950CMS 또는 BRM-53-3924SI-유래 브로콜리 종자로부터 성장된 식물체를 자가 교배시켜 추가의 잡종 RX 05900097, 계통 BRM-53-3950CMS 또는 계통 BRM-53-3924SI-유래 브로콜리 종자를 수득하는 단계;
    (d) 상기 단계 (c)의 추가의 잡종 RX 05900097, 계통 BRM-53-3950CMS 또는 계통 BRM-53-3924SI-유래 브로콜리 종자를 성장시켜 추가의 잡종 RX 05900097, 계통 BRM-53-3950CMS 또는 계통 BRM-53-3924SI-유래 브로콜리 식물체를 수득하는 단계; 및
    (e) (c) 및 (d)의 교배 및 성장 단계를 반복하여 적어도 제1 추가의 잡종 RX 05900097, 계통 BRM-53-3950CMS 또는 계통 BRM-53-3924SI-유래 브로콜리 식물체를 생성하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  28. 제26항에 있어서, 상기 제2 브로콜리 식물체가 근친교배 브로콜리 계통인 방법.
  29. 제26항에 있어서, 종자의 샘플이 각각 ATCC 수탁 번호 PTA-12479 및 ATCC 수탁 번호 PTA-12485 하에 기탁된, 계통 BRM-53-3950CMS를 계통 BRM-53-3924SI와 교배시키는 단계를 포함하는 방법.
  30. 제27항에 있어서,
    (f) 추가의 잡종 RX 05900097, BRM-53-3950CMS 또는 BRM-53-3924SI-유래 브로콜리 식물체를 제2 브로콜리 식물체와 교배시켜 잡종 자손 식물체의 종자를 생성하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  31. 제7항의 식물체의 식물체 일부.
  32. 제31항에 있어서, 추가로 잎, 밑씨, 낱꽃, 화분, 헤드 또는 세포로 정의되는 식물체 일부.
  33. 제1항의 식물체를 그 자체 또는 제2 브로콜리 식물체와 교배시키고, 종자가 형성되도록 하는 단계를 포함하는, 브로콜리 종자의 생성 방법.
  34. (a) 성숙되도록 재배된 제1항에 따른 식물체를 얻는 단계; 및
    (b) 식물체로부터 브로콜리를 수집하는 단계
    를 포함하는 브로콜리의 생성 방법.
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