[发明专利]去除植物中遗传连锁的方法

说明书

本公开涉及植物领域，尤其是植物育种和植物遗传学领域。更具体地，本公开涉及可用于改善植物属性的发明方法。尤其是，本发明可用于去除连锁累赘。还提供了采用此处公开的方法所获得的植物和植物部分。

技术领域

本公开涉及植物领域，尤其是植物育种和植物遗传学领域。更具体地，本公开涉及可用于改善植物属性的发明方法。

背景技术

重组通过各种机制，比如分类(assortment)和隔离、杂交、基因转换和转化，产生新的基因排列。植物中的重组可出现在植物发育的众多阶段。在植物细胞中有两个主要的不同重组类别，同源重组(HR)和非同源末端连接(NHEJ)。HR重组途径涉及在享有相同DNA序列的DNA分子之间的重排，而无论是否在相同或不同的染色体上。这与NHEJ途径不同，NHEJ途径能在任何DNA分子之间产生重排，而不论它们之间的任何DNA同源性。HR途径被认为在所有不同类型的植物细胞中有活性，例如HR通过促进姐妹染色单体之间的交叉，在配子形成中起着重要作用，以便于正确的染色体分离和不同亲本等位基因的重组(减数分裂HR)。HR途径在有丝分裂的细胞中也有活性，在其中使用同源未损伤基因座上存在的序列信息主要参与基因座上DNA损伤的修复(有丝分裂HR)。这可以存在于和损伤的基因座相同或不同的染色体上。NHEJ途径在减数分裂和有丝分裂细胞中也有活性，并且在将非同源DNA末端连接在一起当中是非常有效的。HR和NHEJ途径之间的主要差别之一是方法的保真度。然而，相关的DNA序列之间的HR导致这样的重组，即在其中两个分子/基因座的DNA序列被保留，NHEJ途径往往在发生重组的位置上产生小的突变，其本身可以是致突变的。

植物育种包括选择最佳亲本植物，然后将亲本植物杂交，选择具有改善的生长特性的从这种杂交所得子代。在过去的100年，在培养广泛的植物品种和显著改善植物产品的产量和质量当中，植物育种一直非常成功。

这通过选择提供了植物培养和消费性性状改善的等位基因变异，而得以实现。典型地，两个亲本植物之间进行杂交以产生杂种F1子代，然后杂种F1子代自交以产生纯合等位基因，筛选所得F2子代的兴趣表型。当植物杂交形成杂种(F1)时，减数分裂过程中不同的同源亲本植物染色体之间发生重组(交叉(crossover))，每个亲本所贡献的遗传信息被重排(shuffle)。

减数分裂期间的重组(减数分裂HR)是一个(半)随机同源性依赖性的过程，产生雄性和雌性配子，其各自携带来自亲本植物不同套的等位基因。如果期望子代中亲本基因座的的特定组合，那么必须筛选很多个体，以选择继承了所需亲本等位基因的那些。可仅基于表型进行筛选，或者更通常的情况是通过使用和兴趣等位基因紧密连锁的分子标记物。辅助育种(MAB)过程的这种标记物具有这样的优点，即可以在早期生长阶段筛选F2群体的植物，从而不需要保留大量成熟植物，并且还可以筛选它们是否存在和多等位基因连锁的很多标记物。因此很显然，减数分裂重组的过程是植物育种中的主要驱动力，而且影响此过程的过程可导致育种过程中的瓶颈。