[发明专利]通过选择表观遗传学修饰种群改进作物产量

权利要求书

1.一种选择具有高能量使用效率的植物或种子的种群的方法，该方法包括以下步骤：

a.提供了由多株遗传上一致的个体植物组成的一个种群；

b.从所述种群的个体植物中分离出一个组织样本或外植体，其方式为允许所述取样的个体植物的进一步的培养；

c.可任选地，在激活所述植物中新陈代谢的条件下对所述组织样本或外植体进行培养；

d.通过分析所述植物的所述样本确定所述个体植物的细胞呼吸速率；

e.选择多株植物，其中所述样本与来自所述种群的这些样本的平均细胞呼吸作用相比展示了较低的细胞呼气作用、优选地是显著地更低；

f.生长所选择的这些植物并且从每个所选择的植物中繁殖出一个克隆的子代植物品系；

g.对克隆的子代植物的每个品系确定能量使用效率；

h.选择一个克隆植物的品系，其中所述能量使用效率是高于克隆的子代植物的所有品系的能量使用效率的平均值，优选地选择具有最高能量使用效率的克隆子代植物的品系；

i.从所述选择的克隆子代植物的品系生长个体植物的一个种群；并且

j.在所述随后的种群上将步骤b到步骤i重复至少一次。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述个体植物在遗传上是一致的。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述个体植物是双单倍体植物。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述个体植物通过营养繁殖进行生产。

5.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述植物是近交植物。

6.根据权利要求1至5中任何一项所述的方法，其中所述步骤j被重复至少两次。

7.根据权利要求1至5中任何一项所述的方法，其中所述步骤j被重复至少五次。

8.根据权利要求1至7中任何一项所述的方法，其中所述从每个选择的植物中繁殖克隆的子代植物的一个品系是通过所述植物的自花传粉并且收获种子而实现。

9.根据权利要求1至7中任何一项所述的方法，其中所述从每个选择的植物中繁殖克隆的子代植物的一个品系是通过营养繁殖而实现。

10.根据权利要求1至9中任何一项所述的方法，其中所述能量使用效率是通过以下来确定的：

a  在所述样本中确定细胞呼吸作用

b  在所述样本中确定NAD(P)H的含量；并且

c  让NAD(P)H的含量除以呼吸作用以确定该能量使用效率。

11.根据权利要求1至9中任何一项所述的方法，其中所述能量使用效率通过测量所述样本中的抗坏血酸盐含量来进行确定。

12.根据权利要求1至9中任何一项所述的方法，其中所述能量使用效率通过测量所述样本中的线粒体呼吸链的复合体I的活性来进行确定。

13.根据权利要求1至9中任何一项所述的方法，其中具有高能量使用效率的所述植物是通过以下来鉴定的：

a.确定所述样本中的细胞呼吸作用以及至少一个以下参数：

i.所述样本中的抗坏血酸盐含量；

ii.所述样本中的NAD(P)H含量；

iii.所述样本中的线粒体呼吸链的复合体I的活性；或

iv.所述样本中的光呼吸作用；

b.鉴定在所述样本中具有低细胞呼吸作用以及高抗坏血酸盐含量、或高呼吸链复合体I活性或低光呼吸作用的植物。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述细胞呼吸速率是在对照植物的细胞呼吸速率的85％与95％之间。

15.根据权利要求13所述的方法，其中所述NAD(P)H含量是在对照植物的NAD(P)H含量的95％与105％之间。

16.根据权利要求13所述的方法，其中线粒体呼吸链活性的所述复合体I的活性是在对照植物的活性的120％与140％之间。