[发明专利]ACO2基因的突变等位基因

说明书

本发明涉及突变ACO2基因等位基因，所述突变ACO2基因等位基因形成仅产生雄花的葫芦科植株，尤其是黄瓜植株。本发明还涉及包含突变ACO2基因等位基因的葫芦科植株，尤其是黄瓜植株。所述突变ACO2等位基因提供仅产生雄花的植株。本发明进一步涉及ACO2基因的突变等位基因用于鉴定和培育仅产生雄花的葫芦科植株(尤其是黄瓜植株)的用途。

技术领域

本发明涉及决定葫芦科(Cucurbitacea)，尤其是黄瓜(Cucumis sativus)的花的性别类型的ACO2基因的突变等位基因，具有所述突变等位基因的植株，以及鉴定和培育此类植株的方法。

背景技术

黄瓜种的黄瓜植物属于黄瓜属，其不仅包含重要的粮食作物黄瓜(Cucumissativus)，还包含多种多样的甜瓜类型(大部分包括在甜瓜(Cucumis melo)内)，以及几个其他的不太为人所知的黄瓜种。黄瓜是大葫芦科的一部分。

黄瓜植物被认为起源于亚洲，它们很早被驯化并在非洲和亚洲国家已经栽培了几千年。黄瓜目前在全世界以大量的类型栽培，这些类型一般在尺寸、颜色和果皮类型方面有所不同。黄瓜生产在相对温暖的气候下最为成功，因为它偏好的温度为约18–25℃。黄瓜是一年生草本二倍体植物物种，具有7对染色体。

在黄瓜植株上雄花和雌花的比率可以根据基因型而变化，并且基于该比率，分为5个不同类型；雌雄同株、雌株、雄全同株、雌雄同花和雄株。雌雄同株植株具有雌花和雄花两者，雌株植株仅有雌花，雄全同株植株具有雄花和两性花，雌雄同花植株仅具有两性花，雄株植株仅具有雄花。

黄瓜中花的性别表达在遗传上由本领域中已知的三个主要基因控制，这些基因命名为F(雌性)和M(雄全同株)和A(雄株)基因。F基因促进雌性特征，并且是部分显性的，M基因影响花的两性，“mm”(隐性等位基因m)植株具有两性花而非雌花。总之，F和M相互作用以产生雌株(F-M-)或雌雄同株(ffM-)或雌雄同花(FFmm)或雄全同株(ffmm)性别表型。另一基因A与F联合作用。当A和F作为隐性等位基因存在时，植株是雄株。

在现代园艺学中，大多数使用仅产生雌花的雌株黄瓜栽培品种，由此有助于最佳产量，因为仅雌花可以发育成具有适合销售的质量的果实。为了获得这些类型的黄瓜栽培品种，存在不同的可以用于生产黄瓜种子的系统，但使用纯雌系并将其与另一纯雌系杂交以产生黄瓜杂交品种是最常见的系统之一。优选这两个雌株自交系对F基因是纯合的，因为那样使得得到的杂交品种对F基因也是纯合的，由此对于雌株性别表达更为稳定(与由纯雌系x雌雄同株系得到的杂交品种相比)。为了维持黄瓜的纯雌系或将两个纯雌系杂交，通过利用GA或硝酸银喷雾来诱导雄花。

性别表达也可以通过激素因素(主要通过乙烯)和环境因素(氮水平、光强度、夜晚温度)来改变。已知植物激素乙烯有助于对瓜类的花性别表型的控制，并且它已经在园艺学中用于诱导雌花。乙烯的生物合成由下列步骤组成。蛋氨酸转化成S-腺苷蛋氨酸(SAM),SAM转化成1-氨基环丙烷-1-甲酸酯(ACC)，ACC氧化成乙烯。此最后一步，氧化为乙烯由1-氨基环丙烷-1-甲酸酯氧化酶(ACC氧化酶或ACO)执行。

发明内容

本发明的目的是提供仅产生雄花的葫芦科植株，尤其是黄瓜植株，以及鉴定和/或培育此类植株的方法和标志物。仅产生雄花的植株尤其适合作为育种计划和杂交种子生产中的传粉植株。

本发明人鉴定了黄瓜植株中ACO2基因的单个核苷酸缺失和仅产生雄花的能力(也称为雄性)之间的连锁。

ACO2基因包括两个结构域，即所谓的DIOX_N结构域和20G_Fell_Oxy结构域。本发明人发现的缺失位于DIOX_N结构域中。

包含纯合存在的所述缺失的黄瓜植株仅产生雄花(雄株植株)。包含纯合存在的所述突变的黄瓜植株可以产生雄花和雌花。