名为KI4537的万寿菊近交系制造技术

一种名为KI 4537的新的和独特的万寿菊近交植物，特征在于升高的叶黄素的水平和可育雄花。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】名为KI4537的万寿菊近交系本申请要求于2014年12月16日提交的美国专利申请系列号62/092,572的优先权，并通过引用整体并入本文。专利
本专利技术一般涉及万寿菊(marigold)(Tageteserecta)的纯合近交系，更具体地说，涉及产生大量叶黄质(xanthophylls)(特别是叶黄素(lutein)并且具有雄性可育花的称为KI4537的万寿菊品系。
技术介绍
叶黄质是黄色色素，其形成类胡萝卜素组的两个主要分支之一。它们的分子结构类似于形成另一种主要的类胡萝卜素组分支的胡萝卜素，但是叶黄质含有氧原子，而胡萝卜素是没有氧的纯烃。叶黄质含有它们的氧作为羟基和/或作为桥作用的被氧原子取代的氢原子对(环氧化物)。像其他类胡萝卜素一样，叶黄质在大多数绿色植物的叶和/或花中被发现含量最高，在那里它们起到调节光能的作用。在动物身体和膳食动物产品中发现的叶黄质最终源自于饮食中的植物来源。例如，鸡蛋黄、脂肪和皮肤的黄色来自摄入的叶黄质(主要是叶黄素，其通常为此目的被添加到鸡饲料中)。眼睛视网膜中的人黄斑(maculalutea)的黄色来自其包含的叶黄素和玉米黄质，两种叶黄质还是需要人类饮食中的来源以存在于眼睛中。它们吸收蓝光起到防止电离蓝光的功能。叶黄质组包括(在许多其他化合物中)叶黄素、玉米黄质、新黄质、紫黄质以及α-和β-隐黄质。有兴趣开发具有高水平叶黄质的产品。例如，已知叶黄质具有抗氧化性质并已被证明可预防年龄相关性黄斑变性(AMD)。万寿菊花是最有商业价值的叶黄质的重要来源。用于生产叶黄质的大多数万寿菊植物由通过雄性品系和雌性品系杂交的杂交种子生长而成。因此，具有高水平的叶黄质的万寿菊的雄性和/或雌性品系可被用于产生杂交种子，所述杂交种子可用于生长具有升高的叶黄质水平的杂交万寿菊植物，从而改善为商业市场生产叶黄质的经济，特别是当杂交植物具有能够可靠收获的大生物量的花时。专利技术概述本专利技术由一种名为KI4537的万寿菊(Tageteserecta)植物组成，其具有升高的叶黄质水平、可育的雄花、优秀的活力和整体的农艺稳健性。KI4537是独特的万寿菊近交系，其携带类胡萝卜素途径中的突变，该突变导致在花瓣组织中以干重为基础计大于40mg/g的叶黄素含量。所述突变是部分显性的，并且因此能使得通过仅一个基因剂量就使杂交种的所述叶黄素含量提高50％。如果所述突变被渐渗(introgressed)进相容的雌性近交亲本中，以干重为基础计，所得的杂交种预期相对于市售的杂交种具有叶黄素含量>40mg/g，市售的杂交种通常平均具有20mg/g的叶黄素。没有在所有可能的环境条件下观察KI4537品种的植物。表型可能随环境和培养中(例如温度、光强度、日长、水状态和/或肥料比率或类型)的变化而稍微变化，但不存在基因型的任何差异。本专利技术的一个目的是具有高水平叶黄素的万寿菊植物，用作人和动物食品、饮料和个体护理产品中的抗氧化剂。本专利技术的另一个目的是一种万寿菊近交系，其是新颖的、稳定的和一致的，并且具有良好的农学特性，其赋予其后代叶黄素过度积累的性状。附图简述图1是雄性近交系KI4537的开发过程方案。图2是M3至M6代KI4537中叶黄素含量分离的图表。专利技术详述本文使用的术语“M”代是暴露于诱变剂的种子(和所得的植物)，“M2”是自花授粉的M1植物的子代，“M3”是挑选的单一的自花授粉的M2植物的子代，并依此类推。术语“子代”是指来自上一代的自交植物产生的所有后代的植物和种子。实施例1-KI4537的开发从基于化学突变育种和研究计划中鉴定出KI4537。在2009年6月，以优化的剂量和持续时间，用EMS(SigmaChemicals，St.Louis)处理市售的开放授粉品种“Scarletade”的种子。命名为M1代的经处理的种子在专有的温室中生长。M1植物在隔离中自交以从每个M1植物产生M2种子。每个M2种子生长以产生M2开花植物。收集来自每个M2植物的花，冷冻干燥并用基于HPLC的工业标准AOAC方法定量类胡萝卜素水平。简言之，用30mLHEAT萃取溶剂(己烷、乙醇、丙酮和体积比为10:6:7:7的甲苯)和2mL40％甲醇氢氧化钾(w/v)在56℃水浴中，以120rpm摇动20分钟，提取并皂化0.5-1g经研磨的花瓣样品。萃取液在HPLC中用WatersSphersorbCN柱(50×4.6mm，3μm)分析。使用流动相为己烷(74.6％)、二氯甲烷(24.9％)、甲醇(0.4％)、n,n-二异丙基乙胺(0.1％)以1.000mL/min的流速进行等度洗脱。柱温保持在25℃，注入10μL样品，每次测定运行13分钟。二极管阵列检测器(DAD)设置在446nm。使用标准方法定量叶黄素和玉米黄质。KI4537作为具有深橙色花的M2植物被鉴定，与雄性品系Scarletade相比，其叶黄素含量显著增加。如图1所示，使用单籽传法(single-seeddescent)程序将KI4537从M2推进至M7期。简单地，作为单一M2植物鉴定的KI4537，在隔离中天然自花授粉以产生M3种子。从M3种子产生八十株M3植物，并使用AOAC方法定量花中的叶黄素和玉米黄质含量。基于类胡萝卜素谱(carotenoidprofile)，选择具有最高叶黄素含量的2-3株M3植物，并且在隔离中天然自花授粉以产生M4种子。使用相同的程序，KI4537从M2推进至M6代产生M7种子。M3到M6代中叶黄素的分离。KI4537的M3到M6代的分离模式如图2所示。在野生型Scarletade中观察到的平均叶黄素水平平均为25.5±3.7mg/g。在KI4537中连续5代单籽传法(从M2到M6)繁殖后，随后对每代的每个子代的花进行类胡萝卜素分析，观察到叶黄素含量稳定并显著的增加。从M4代之后，每代KI4537中的几个子代显示出更高的叶黄素含量(图2)。表现出更高叶黄素含量的子代的频率和数量随着每一代的自交而增加。平均叶黄素含量从M2代的28.6±3.3mg/g增加到M6代的39.4±2.8mg/g。与M6代(35-46mg/g)相比，M3(12.7-29mg/g)叶绿素含量的分离要宽得多(表1)。在高自交代中类胡萝卜素谱的分离模式是近交背景下性状稳定程度的指标。在M7阶段，KI4537是具有理论预期≤1％的残留杂合度的自交系。表1：与Scarletade相比，KI4537中的叶黄素含量根据本专利技术的一个方面，提供了名为KI4537的近交万寿菊种子及其植物。本专利技术进一步涉及用于生产近交万寿菊种子的方法，其包括但不限于以下步骤，将近交万寿菊KI4537的种子种植在其本身或来自相同家族或品系的不同种子的附近，生长所得万寿菊植物，对所得万寿菊植物交叉授粉，以及使用农业领域中的标准技术收获从这种近交植物获得的所得种子，例如将有必要积累大量(bulk-up)种子(例如用于生产杂交种)。本专利技术还涉及通过这种方法生产的近交种子。在近交万寿菊植物KI4537和另一近交万寿菊植物之间的任何杂交中，KI4537可能被指定为雄性(花粉亲本)或雌性(种子亲本)。本专利技术还涉及万寿菊植物，其表达近交万寿菊植物KI4537的基本上所有生理和形态特征，并且涉及具有近交万寿菊植物K本文档来自技高网...

【技术保护点】
名为KI4537的万寿菊近交系的种子，或其部分，所述品系的代表性种子以ATCC保藏号PTA‑121863保藏。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.16 US 62/092,5721.名为KI4537的万寿菊近交系的种子，或其部分，所述品系的代表性种子以ATCC保藏号PTA-121863保藏。2.权利要求1所述的万寿菊种子的基本均质的组合物。3.产生万寿菊种子的方法，所述方法包括以下步骤：(a)将权利要求1的种子种植在其本身或来自相同家族或品系的不同种子的附近；(b)从所述种子生长植物；(c)用来自其他家族或品系的花粉向权利要求1的种子产生的植物授粉，或者用来自权利要求1的种子产生的植物的花粉向来自其他家族或品系的种子产生的植物授粉，以及(d)收获所得种子。4.权利要求3所述的方法产生的万寿菊种子。5.通过生长权利要求1的种子产生的万寿菊植物。6.权利要求5所述的万寿菊植物的部分，其选自由以下组成的组：完整植物细胞、植物原生质体、胚、花粉、胚珠、花、种子、花、花瓣和叶。7.权利要求5所述的植物的花粉。8.权利要求5所述的植物的胚珠。9.万寿菊植物或其部分，具有权利要求5所述的万寿菊植物或其部分的所有生理和形态特征。10.权利要求5所述的万寿菊植物的基本均质的群体。11.产生万寿菊植物的方法，所述方法包括以下步骤：(a)将近交万寿菊植物KI4537与另一不同的万寿菊植物杂交以产生子代万寿菊种子，所述近交万寿菊植物KI4537品系的代表性种子以ATCC保藏号PTA-121863保藏。12.权利要求11所述的方法，其中所述另一不同的万寿菊植物是近交万寿菊植物。13.权利要求11所述的方法，还包括以下步骤：(b)在自花授粉或同胞授粉条件下生长来自步骤(a)的所述子代万寿菊种子5至7代；以及(c)收...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·纳拉辛汗摩尔蒂，J·考克斯，L·赵，X·刘，J·格里夫斯，
申请(专利权)人：凯敏工业公司，
类型：发明
国别省市：美国,US