[发明专利]具有部分或全部倍增的基因组的栽培的亚洲栽培稻植物及其用途

说明书

发明领域和背景

本发明，在其某些实施方案中，涉及具有部分或全部倍增的基因组的栽培的亚洲栽培稻植物及其用途。

水稻是单子叶植物亚洲栽培稻(Oryza sativa)(亚洲稻)或非洲栽培稻(Oryza glaberrima)(非洲稻)的种子。栽培的水稻是二倍体(2N=24)。有一些野生物种是四倍体，如以下文献所述：Li等人，2000 International Rice Research Notes 25:19-22。作为谷物，它是世界上大部分人群的最重要的主粮，尤其是在东亚、东南亚、南亚、中东和西印度群岛。根据2009年的数据，它是仅次于玉米和小麦的世界第三大最高产的谷物。

因为大部分玉米作物的种植目的并非为了人类消耗，所以水稻对于人类营养和热量摄取而言是最重要的谷物，提供了超过全球人口所消耗热量的五分之一。

水稻通常作为一年生植物来栽培，尽管在热带地区它可作为多年生植物存活并可产生截根苗作物长达30年。水稻植物可以长到1–1.8 m (3.3–5.9英尺)高，有时因变种和土壤肥力而长得更高。它具有细长叶片，长50–100 cm (20–39英寸)，宽2–2.5 cm (0.79–0.98英寸)。在弯曲的分支中产生细小的风媒花，下垂花序长30–50 cm (12–20英寸)。可食种子是谷粒(颖果)，长5–12 mm (0.20–0.47英寸)，厚2–3 mm (0.079–0.12英寸)。

水稻栽培充分适合于具有低劳动力成本和高降雨的国家和地区，因其耕作是劳动密集型的并需要足够的水。实际上水稻可在任何地方栽培，甚至在陡坡和山区。尽管它的祖先原产于南亚和非洲某些地方，但多个世纪的贸易和出口使它在全世界许多文化中变得司空见惯。

今天，所有水稻的大多数产自中国、印度、印尼、巴基斯坦、孟加拉国、越南、泰国、缅甸、菲律宾和日本。亚洲农民仍然占到世界水稻总产量的92%。

全世界水稻产量从1960年的大约200百万公吨稻谷(paddy rice)稳定上升到2009年的超过678百万公吨。然而，水稻生产依然落后。这一缺口在例如印度等国家源自不良的耕作制度技术和知识。此外，因为不良的道路、不适当的贮存技术、低效的供应链以及农民没有能力将农产品带到由小零售商所控制的零售市场，所以许多稻谷生产国在农场具有巨大的收获后损失。世界银行-FAO研究声称，因为收获后问题和不良基础设施，在发展中国家每年平均有8%至26%水稻损失。某些来源声称，收获后损失超过40%。不仅是这些损失降低了世界的食物安全，研究声称中国、印度和其它等发展中国家的农民在可阻止的收获后农场损失、不良运输、缺乏适当贮存和零售方面损失了大约US$890亿的收入。一项研究声称，如果用较好的基础设施和零售网络可消除这些收获后谷物损失，则仅在印度每年就可节省足够的食物以喂养7至10千万人达一年。

最近的研究发现，作为在20世纪晚期随着温度升高和太阳辐射减少的结果，在亚洲许多地方，与温度和太阳辐射趋势未发生时所观察的相比，水稻产量的增长率已经下降。产量增长率在某些地点已经下降10–20%。研究是根据在泰国、越南、尼泊尔、印度、中国、孟加拉国和巴基斯坦的227个农场的记录。这种下降产量的机制尚不清楚，但可能涉及在温暖的夜晚里呼吸增加，所以耗费能量，而不能光合作用。

因此，植物育种家的持续目标是开发稳定而高产的具有农艺学优势的水稻变种。

直到最近，通过传统植物育种方法和改进的培养管理实践，已进行水稻的农艺学和质量性状的遗传改进。在组织培养和转化技术上的进展已经导致包括水稻在内的所有主要谷物的转基因植物的生产。已经尝试多倍体的诱导，作为改进植物产量和质量的手段。

He等人，Planta 2010 232:1219-1228；和Cai等人，2007 Sci. China Ser C-Life Sci 50:3:356-366描述了具有PMeS遗传背景的四倍体水稻。

发明概述

依据本发明的某些实施方案的一方面，提供了具有部分或全部倍增的基因组的栽培的亚洲栽培稻植物，当在相同条件下生长时，繁殖力至少类似于与所述基因组倍增的亚洲栽培稻植物同基因的二倍体亚洲栽培稻植物。

依据本发明的某些实施方案，所述植物进一步表征为以下的至少一项：