[发明专利]杂交莴苣种子的生产

说明书

本申请是原申请的申请日为2008年3月5日，申请号为200880007108.6，发明名称为《杂交莴苣种子的生产》的中国专利申请的分案申请。

本发明涉及杂交莴苣(Lactuca sativa)的种子以及生产该种子的方法。本发明同样涉及杂交莴苣植株以及杂交莴苣植株的细胞。

在大规模生产植物杂交种子的几个原因中，人们特别考虑杂种优势(或者杂交活力)、内环境稳定(植物在不同环境中的稳定性)、将对昆虫、真菌、细菌或病毒的抗性基因组合的可能性、或者还有对非生物性逆境的适应性，诸如对极端温度、即5℃以下或30℃以上的温度的耐受性、或者还有对低照度的耐受性。

在莴苣(栽培莴苣)中，在纯合子谱系中使某些抗性基因组合被证实是不可能的或者非常困难的，尤其是当所考虑的基因处于同一基因座上(在每个等位基因上)或者在一些非常接近的基因座上时。

特别是F1杂交栽培莴苣的获得，使并合了由位于同一基因座或者非常接近的基因座上的不同等位基因所携带的在农业上有意义几个共显性或显性基因的杂种的商业规模生产成为可能，故具有巨大的效益。

莴苣属包括100多个种，其中有莴苣(Lactuca sativa)(栽培种)、Lactuca saligna(野生种)、毒莴苣(Lactuca serriola)(野生种)和毒莴苣(Lactuca virosa)(野生种)。

莴苣是二倍体物种(2n＝18)，一般自花受精，通过自花受粉的种子生产占98％。雄蕊(雄性器官)是成组的，形成雄蕊管，其中花药的花粉囊打开。雌蕊(雌性器官)包括子房、花柱和二裂的柱头。花开时，雄蕊管内部的长形花柱以及柱头被花粉覆盖，于是该植株自体受精。根据栽培条件，植株莴苣一般产生重0.5至6克，甚至10克的种子，每克一般有600至1000粒种子。

大规模生产杂交植物的传统技术包括,彼此相近地种植用作“亲本”的两个品种，并利用昆虫授粉，亲本之一具有雄性不育性，以避免自花传粉造成的污染。接着在该雄性不育的亲本上采集种子。

这种技术允许在每一个亲本中使以纯合子的形式出现的感兴趣的基因组合，但仍旧保留试验田的同质性，F1代在采集阶段上(花开之前)呈现100％的均一表型。

用这个技术大规模生产杂交栽培莴苣(Lactuca sativa)被证实是非常困难的。事实上，莴苣只在一天中的某个时刻(早晨一早)开花一次，开花持续仅仅几个小时，例如，1至4小时，这时传粉昆虫，诸如某些种的蜂(蜜蜂(Apis mellifera))或者熊蜂(Bombus spp.)尚未活动。

莴苣的授粉也不靠风来实现。

于是，鉴别可以用来生产杂交莴苣的传粉昆虫碰到许多困难，特别是：

-开花期既短又早，这使鉴别飞临这些花朵的昆虫变得困难；

-该花只开一次，因而，选定的传粉昆虫应该是一种整日都飞临这些花朵的昆虫，以便保证给最大数目的雄性不育花朵授粉。

另一方面，生产杂交F1需要设置“雄性”系和“雌性”系。“雌性”系可以通过对植物进行人工去雄的办法而获得。然而，在莴苣的情况下，每朵花只开一次，而且花期非常短(几小时)，由于需要的人工费非常高，这个方法难以以商业规模实施。

“雌性”系同样可以通过引入基因型不育(或者核型不育)或者细胞质型不育的办法而获得，表现为无花药、空花药或者花粉无活力。这种不育在核不育(或者基因不育)的情况下部分地传给子代，或者在细胞质不育的情况下完全传给子代。

Goubara和Takasaki(动物昆虫学应用(Appl.Entomo.Zool).38(4):571-581,2003[I])在其工作中进行了开放式和封闭式田间试验，目的在于鉴别可以用来生产杂交莴苣(Lactuca sativa)的有授粉潜力的昆虫。所观察的22种昆虫(21个种的蜂和一个种的用花蜜饲养的蝇，蚜蝇科长尾管蚜蝇(Syrphidae Eristalis tenax))中，发现蜂Lagioglossum villosulum trichopse(软毛隧蜂)是最佳的潜在授粉者。

Goubara和Takasaki(Appl.Entomo.Zool.39(1):163-169,2004[2])也在封闭介质中在蜂Lagioglossum villosulum trichopse存在的情况下进行了携带雄性不育基因的莴苣和雄性可育莴苣之间的小规模的杂交试验。作者披露，获得了F1杂交莴苣，但是产量非常低。

至今，尚未看到利用传粉昆虫生产杂交莴苣的任何其他试验。