单倍体油棕和双单倍体油棕的生产方法技术

本发明专利技术涉及单倍体油棕植物和纯合的双单倍体油棕植物。本发明专利技术还涉及产生和筛选单倍体植物和双单倍体植物的方法。更具体地，所述方法可以用于选择单倍体和双单倍体油棕植物，但不限于此。通过组合基于表型并使用分子方法的大规模筛选和用以鉴定单倍体和双单倍体植物的流式细胞术选择单倍体和双单倍体植物。更具体的，所述单倍体和双单倍体植物的选择方法包括：（ａ）使种子发芽；（ｂ）选出具有非典型表型的秧苗；（ｃ）利用标记物评估杂合性；（ｄ）从秧苗分离细胞并确定该细胞的ＤＮＡ含量；和（ｅ）分离并纯化所述ＤＮＡ，并利用所定义的分子标记表征所述植物的基因型。可以使用所述单倍体油棕植物来产生纯合的双单倍体油棕：双单倍体可以杂交从而产生特性更好的均一的Ｆ１杂种。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及单倍体棕榈植物和纯合的双单倍体棕榈植物。本专利技术还涉及生 产和选择单倍体植物和双单倍体植物的方法。更具体地，所述方法可以用于选择单倍体和纯合的双单倍体油棕和海枣(date palm)植物，但不限于此。
技术介绍
虽然世界性的植物育种项目已经在培育产量增大、抗害虫和疾病能力提高 并具有其它有用性状的新变种方面取得了显著进步，但是育种在整体上还依赖 于大量的植物筛选以鉴定出新的期望性状。通常，为了选择一株或少数几株具 有期望性状组合的植物，必须对通过杂交得到的数量非常巨大的子代进行数年 的培养和评价。在常规的植物育种过程中，使两株亲本植物杂交，对所产生的子代进行筛 选，并鉴定和选择具有期望表型性状组合的一株或多株植物。然后可以使具有 期望性状的植物自交或杂交以产生大量子代植物，其中必须对所述子代植物逐 个进行分析以确定哪株植物具有最初从第一代引入的期望表型性状组合。如果 期望的表型性状源自多个基团的组合作用(多数情况下都如此)，则必须进行筛 选的子代植物的数量取决于亲本植物间遗传差异的数量。因此，亲本间由遗传 控制的差异数量越多，必须进行培养和评价的子代数量就越多，获得具有所有 期望性状的子代的可能性就越小。当这些性状中的一些(例如产量)需要所述 植物成熟后才能进行评估时，这种问题就更加严重。对于筛选期望性状分离的大量子代这一难题， 一个可能解决方法依赖于产 生或鉴定源自亲本个体配子细胞的单倍体植物的能力。这些单倍体的染色体组 有时自发加倍产生二倍体植物，或者可以利用秋水仙碱或其它方法人工使其加 倍。具体地，可以通过在体外培养通常产生花粉粒的小孢子来产生双单倍体， 但不限于此。无论其来源如何，所产生的双单倍体植物即刻且完全为纯合的。 这意味着由此类植物自交产生的种子子代在遗传上与亲本克隆相同，因此可以通过种子快速繁殖。另外，当两个所述双单倍体进行有性杂交时，所产生的种 子子代在遗传上没有变化，并且在两个亲本间不同的所有基因座都是杂合的(即，它们是遗传上均一的F1子代)。体细胞的倍性水平定义为其包含染色体基因组的数量。染色体的基因组数量(也称作基数x)多被简单地描述为细胞核基因组中存在的异源染色体的数量，并等于二倍体生物的配子体中存在的异源染色体的数量。例如，人为二倍体生物，在其体细胞中具有2r^2x-46条染色体，在其配子(卵子和精子)中n^x-23。 当倍性水平大于1时，通过显性作用进行遗传分析较为困难；当基因存在多于 一个拷贝时，仅有一个拷贝(显性拷贝)可以影响表型，或者两个拷贝都作用 于所表达的表型(部分显性或无显性)。通过显性，基因的另一个拷贝(隐性等 位基因)由于其存在没有体现在表型水平上，而被表观"掩蔽"。单倍体生物 的体细胞中包含的染色体(n)数量与该物种的正常配子相同。术语"单倍体孢 子体"通常用于表示具有配子染色体数量的孢子体(Palmer和Keller， 2005a)， 并且在二倍体生物中，这个组(complement)与基数(x)相同。可以以多种方式区分高等植物的单倍体和其二倍体等同物。最明显地，从 表型的角度，它们通常外观较小，这部分是由于其细胞体积较小通常情况下， 植物细胞体积与倍性水平正相关。暂定植物单倍体状况的多个方法都使用了这 种关系。虽然没有绝对可信的单倍体表型预测方法，但这些表型方法中得到最 广泛使用的是计算气孔保卫细胞的长度以及这些细胞中的叶绿体含量(例如， Sari等，1999; Stanys等,2006)。直接测量基因组大小的方法所提供的单倍体状况 的判断的可信性大很多。这些方法包括利用常规染色体计数技术的染色体数量 直接测量法和利用微密度测定法的DNA含量测量法(例如Zhang等，1999)或更 具体的流式细胞术(CobadelaPena和Brown,2001; Bohanec， 2003; Eeckhaut等， 2005)。后一技术尽管不能检测单倍体植物或组织，但还可用于表征油棕材料各 组织中的细胞周期阶段(Srisawat和Kanchanapoom2005; Srisawat等，2005)。也 可以利用各种共显性遗传分子标记法，借助于单倍体和双单倍体中杂合性的绝 对存在检测所述植物(例如，Chani等，2000; Tang等，2006)。由于单倍体的体积整体比二倍体减小，单倍体可以具有其特有的价值。单 倍体的价值还在于允许突变的分离，这种突变在二倍体中被掩蔽，尤其当突变 的等位基因没有功能时。单倍体还在转化过程中具有价值。如果直接转化单倍体，则通过随后的染色体加倍就可以一步产生纯种系(true breeding)的二倍体 转基因植物。应该注意到，大量的染色体加倍技术(Kasha, 2005和并入其中的 参考文献)都是已知的，并且这些技术及其改进均可在本专利技术中应用并与本发 明的内容相关。已经报道了一些关于油棕染色体加倍技术开发的研究，并且如 果这些数据与二倍体材料的加倍(从而产生多倍体)相关，所阐述的方法也可 用于单倍体加倍(Madon等,2005a)。单倍体的一个主要应用是基于以下事实由于通过提供原种纯种系(纯合) 的多个后代可以显著提高选择和其它程序的效率，所以可以通过双单倍体的产 生实现植物育种经济性的显著提高(Nei, 1963; Choo， 1981; Melchers, 1972; Hermsen和Ramanna, 1981; Snape, 1984)。利用双单倍体产生系统， 一代就可以 获得纯合体。因此，育种人员可以避免在常规方法中为获得实用的纯合水平而 通常必须进行的多轮近交。事实上，通过常规育种方法不能获得所有性状的绝 对纯合体。因此，相对于常规育种方法，高效的双单倍体技术可以帮助育种人 员减少新变种培育所需的时间和资金。虽然频率较低，但多种植物都可以产生自发单倍体。对于有重要经济价值 的热带多年生作物种类，相关的总述如下油棕(没有任何来源的报道)，橡胶 (没有自发单倍体的报道，虽然Maluszynski等，2003b的表3-1中引用了Chen等， 1988和Jayasree等，1999关于花药和卵巢培养的两篇报道)，甘蔗(没有自生单倍 体，虽然Maluszynski等，2003b中引用了Liu等，1980以及Fitch和Moore 1996的两 篇报道)，咖啡(例如，Lashermes等，1994关于自发单倍体的报道)，棉花(许 多自生单倍体的实例)，可可(Dublin 1972关于自发单倍体的报道)。重要的是， 应注意在本专利技术中没有阐述自发单倍体可能随后累积显著数量的单倍体或双单 倍体从而可用于改良作物的情况，换句话说，极少发生这些情况。因此，重点 转变为产生单倍体和双单倍体的其它方法。虽然多年生作物(尤其是习惯于远 交的热带物种)的进展较少，但在多种实验室操作(包括单性生殖、雄性单性 生殖、染色体丢失和基于组织培养的方法)中也产生了多种其它物种的单倍体 植物。木本物种普遍缺乏在单倍体和双单倍体生产方面的进展(Stettler和Howe， 1966)，这主要是由于目前重点集中在涉及体外阶段的生产方法；而在这种条件 下存在与木本物种生长整体不协调相关的许多问题。纯合植物本身具有作为潜在新品种的价值，并且还可用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
适用于产生种子、繁殖和改良作物的单倍体或双单倍体油棕或海枣植物的选择方法，所述方法包括：　（ａ）提供棕榈植物群；　（ｂ）从所述群中选择非典型表型的个体植物的子集；　（ｃ）评估所述子集中植物的杂合性；　（ｄ）评估所述子集中植物的ＤＮＡ 含量；　（ｅ）舍弃所述子集中发现的杂合植物；　（ｆ）根据步骤（ｄ）的结果将所述子集中剩余的植物归类为单倍体或二倍体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得康纳纳尔逊，詹姆斯马丁邓瓦尔，迈克尔詹姆斯威尔金森，彼得道格拉斯萨瓦里亚卡尔加里，
申请(专利权)人：苏玛塔拉生物科学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SG[新加坡]