[發(fā)明專利]遠緣雜交技術創(chuàng)制番茄新種質的方法及其在番茄改良中應用

在審

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• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113424766A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設計）人: 趙凌俠;趙偉華;黎宇航;彭勇政;李文貞
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: A01H1/02
• 分類號: A01H1/02;A01H1/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發(fā)明公開了一種遠緣雜交技術創(chuàng)制番茄新種質的方法及其在番茄改良中應用；本發(fā)明用番茄野生種，通過遠緣雜交技術創(chuàng)制番茄新種質；用遺傳學、分子生物學、植物生理生化和數學方法對遠緣雜交番茄不同世代或遺傳背景(雙親和雜交后代)表型特征、進化、遺傳力和遺傳傾向進行分析和評估。同時，結合番茄中富含的一種重要功能組分類胡蘿卜素，通過分析所述功能組分合成及代謝途徑關鍵基因表達，解析遠緣雜交事件對所述功能組分生物合成調控分子機制。同時，創(chuàng)制了對環(huán)境逆境脅迫的應答不敏感的遠緣雜交番茄新種質。本發(fā)明提供了一種創(chuàng)制番茄新種質及科學評估新方法，將為番茄遺傳改良和新品種培育提供重要種質資源和理論基礎。

技術領域

本發(fā)明屬于園藝學、遺傳學和分子生物學領域；涉及一種遠緣雜交技術創(chuàng)制番茄新種質的方法及其在番茄改良中應用；特別是用數學方法對新種質進行了科學界定和評估。具體通過番茄野生種與栽培番茄有性雜交創(chuàng)制新種質，豐富了番茄種質資源和遺傳多樣性，并利用數學和統(tǒng)計學方法對所創(chuàng)制的新種質進行科學分析和界定。目的在于改觀當下番茄種質資源匱乏和育種材料缺乏的現狀，進而實現番茄的遺傳改良和新品種的培育。

背景技術

番茄(Solanumlycopersicum，2n＝24)是茄科(Solanaceae)茄屬(Solanum)番茄族(Lycopersicon)果、蔬兼用作物。在蔬菜供給、國民經濟發(fā)展、科學研究和人類健康方面均占有重要地位(Ford et al.,2012；Lin et al.,2014；Tieman et al.,2017；Zhu et al.,2018)。FAO(The Food and Agriculture Organization)最新統(tǒng)計，2018年全球番茄產量1.81億噸，產值477.18億US；我國番茄產量0.63億噸，產值292.33億US(http://www.fao.org/faostat/en/#data/QV)。番茄在果、蔬供給和全球經濟發(fā)展中占有重要地位，同時還是遺傳、發(fā)育和分子生物學等學科開展研究的模式植物。番茄作為有呼吸躍變高峰的漿果類植物，也是植物激素乙烯信號轉導和調控果實成熟發(fā)育研究具特色的模式植物(Tomato Genome Consortium,2012；Gao et al.,2016)。番茄富含營養(yǎng)，包括人體所必要礦質元素、Vc和氨基酸，人體所需番茄紅素85％源自番茄；是廚用、鮮食和加工重要原料。番茄紅素的抗氧化特性具有預防許多重大疾病如心腦血管、癌癥特別是前列腺癌的生物學功能(Cohen et al.,2002；Tan et al.,2017)。

種質資源匱乏和育種資源欠缺是番茄遺傳改良全球所面臨的共性難題。起源于南美的番茄，因受傳播(向歐洲)和現代育種定向篩選“瓶頸”效應影響，遺傳多樣性喪失。番茄育種先驅Charles M.Rick曾預言，僅靠歐洲資源對番茄進行遺傳改良是沒有希望的，也是導致近百年番茄遺傳改良進展緩慢主要原因。我國番茄是途經菲律賓從南美經西班牙傳入的，不同于經加勒比海從歐洲傳入北美(美國和加拿大)的番茄。遺傳多樣性不及馴化中心墨西哥和次起源中心歐美；嚴重地限制了我國番茄遺傳改良和育種進程。

與栽培番茄資源匱乏相比，番茄野生資源(包括16個野生種)具有豐富的遺傳多樣性，是番茄遺傳改良取之不竭的基因庫(https://tgrc.ucdavis.edu/；TanksleyMcCoch,1997；Spooner et al.,2005；Peralta et al.,2008)。不過，用野生資源對番茄進行遺傳改良存在種間生殖障礙、后代“顛狂”分離和連鎖累贅等缺陷(TanksleyLoaiza-Figueroa,1985；Foolad,1996)，使野生資源利用受限。