專利名稱：雜交種用馬鈴薯的育種的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，尤其涉及新型植株及獲得該植株的工藝。本發(fā)明還涉及改進(jìn)農(nóng)作物基因組成的方法，及由此獲得的植株。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種生產(chǎn)雜交苗種的方法及由此方法生產(chǎn)的雜交苗種，以及涉及利用本發(fā)明的雜交苗種生產(chǎn)作物的方法。
背景技術(shù)：
馬鈴薯(Solanum tuberosum L.)是全球糧食體系中必不可少的一部分。馬鈴薯是世界上頭號非谷物食品，其產(chǎn)量在2007年達(dá)到了 3. 25億噸的紀(jì)錄。與其他主要田地作物不同，馬鈴薯可由其他馬鈴薯無性繁殖而來。因此，每年根據(jù)所收獲塊莖的質(zhì)量留出作物的一部分(5% 15% )供下一種植季節(jié)使用。發(fā)展中國家的大多數(shù)農(nóng)民挑選并貯藏自己的種用塊莖。在發(fā)達(dá)國家，農(nóng)民更愿意從專門的供應(yīng)商處購買 無病的“合格苗種”。種用馬鈴薯比谷物或豆類的苗種更難生產(chǎn)和供應(yīng)。對馬鈴薯來說苗種收獲的比率為I : 20就認(rèn)為是良好的，而相比之下，對玉米來說種苗收獲的比率為I : 400，或?qū)ξ骷t柿來說種苗收獲的比率為I : 10000被認(rèn)為是良好的。因此在一公頃土地中，可能需要兩噸馬鈴薯種料以使可收獲產(chǎn)品的產(chǎn)量達(dá)到最高，而相比之下，對玉米來說僅需要18kg。為了打破休眠，種用馬鈴薯應(yīng)先貯藏幾周，然后才可以種植。貯藏過程中光強(qiáng)度、溫度及濕度等合適條件對確?！懊绶N”的良好質(zhì)量來說是至關(guān)重要的。除了苗種收獲的比率低外，種用馬鈴薯還可能引起和傳播害蟲和疾病。其中包括晚疫病、安第斯馬鈴薯象甲(Andean potato weevils)、線蟲、塊莖蛾及病毒。而疾病則在田間通過蚜蟲傳播，然后在苗種中代代相傳。這樣的病毒感染可使產(chǎn)量減少達(dá)20%。由于主要苗種產(chǎn)地與主要消費者產(chǎn)地之間距離非常遙遠(yuǎn)并且單個馬鈴薯苗種塊莖較重，因此馬鈴薯苗種的運(yùn)輸成本較高。為了供當(dāng)前和未來全球不斷增長的人口食用，馬鈴薯產(chǎn)業(yè)必須持續(xù)增長以滿足消費大眾的需求。在使種植、收獲作物和馬鈴薯加工現(xiàn)代化的方面，以及發(fā)展有經(jīng)濟(jì)效益的馬鈴薯品種方面，人們進(jìn)行了大量的研究和開發(fā)。通過雜交馬鈴薯，研究者希望獲得具有以下理想特性的馬鈴薯良好的加工特性以供鮮食以及工業(yè)使用，可溶性固形物含量高，產(chǎn)量高，抗病，抗蟲，能適應(yīng)不同種植區(qū)域和條件等優(yōu)點。對于結(jié)合上述優(yōu)點的馬鈴薯品種研究很大程度上是經(jīng)驗性研究。這種研究需要投入大量時間、人力及金錢。發(fā)展馬鈴薯栽培品系，需要在經(jīng)過至少五年的繁殖后，再花費長達(dá)八年甚至更長時間來獲得足夠數(shù)量以投入商業(yè)應(yīng)用。育種首先從仔細(xì)挑選優(yōu)良親本開始，以將最重要的特征并入后代。由于通常并不是所有所需性狀都表現(xiàn)在一個后代中，因此育種是一個挑選最佳重組體的連續(xù)過程，以將先代的有利性狀結(jié)合起來。在了解馬鈴薯的基因之后，才能很好理解生產(chǎn)馬鈴薯新品種的任務(wù)艱巨。商品化馬鈴薯具有四倍體基因組。對重要商業(yè)應(yīng)用來說二倍體塊莖通常太小。此外，四倍體基因組極具雜合性，經(jīng)常在每個位點隱藏有多個等位基因。人們認(rèn)為近交衰退以及主要在二倍體中表現(xiàn)的自交不親和性是在馬鈴薯中發(fā)現(xiàn)的高度遺傳變異性得以維持的原因，并且雜合性等位基因的超顯性(雜種優(yōu)勢)會使得植株有生長活力。在兩個不相關(guān)親本品系進(jìn)行雜交獲得的典型馬鈴薯后代中，有害等位基因可能會導(dǎo)致純合性適合度降低，或雜合性生長活力提高。很明顯，育種者需要增大種群來最大限度地提高發(fā)現(xiàn)這樣的個體的機(jī)會攜帶相對較高數(shù)量的雜合位點及較少數(shù)量的純合位點，同時還表現(xiàn)出農(nóng)藝優(yōu)良性狀的有益組合。現(xiàn)有的馬鈴薯育種技術(shù)依賴于親本無性系的人工雜交，親本無性系自身是廣泛的前育種開發(fā)的結(jié)果，在廣泛的前育種期間，應(yīng)用染色體加倍，胚胎拯救，及體細(xì)胞融合等特殊技術(shù)，以將例如野生原始的茄科(Solanum)植物的有益特性引入這些無性系。適合進(jìn)一步育種的親本材料在表型選擇程序后相互雜交，由此產(chǎn)生的非均一雜交苗種大量播種在溫室中。收獲成百上千的個體Fl幼苗塊莖并保留下來等待來年播種。次年，將來自每個所得幼苗的單個“種用”塊莖種植在田間。必須極為謹(jǐn)慎以免引入病毒和疾病，因為該材料僅進(jìn)行克隆性擴(kuò)增后在多年以后出售給個體客戶。第二年后，對塊莖樣品進(jìn)行密度測定及初步炸制試驗以確定塊莖是否適合于商品化。選擇過程中保留生存下來的大量植株塊莖在第三年進(jìn)行種植，以進(jìn)行一系列更全面的炸制試驗以及密度測定。在開發(fā)的第四年階段，數(shù)量減 少的成活選擇體以最大的擴(kuò)充數(shù)量進(jìn)行培育，并對植株分幾個階段進(jìn)行現(xiàn)場試驗以確定是否適應(yīng)不同生長條件。最后，將具有優(yōu)越農(nóng)藝性質(zhì)的品種轉(zhuǎn)移至其他農(nóng)場，而將“苗種”(塊莖形式)擴(kuò)產(chǎn)到商品化規(guī)模。由于一個“種用”塊莖可能會產(chǎn)生6-20個收獲塊莖，因此可能要花費數(shù)年時間以產(chǎn)生足夠的“馬鈴薯苗種”?？偟目磥淼酱藭r已投入了八年或更久的時間進(jìn)行種植，收獲及試驗，試圖開發(fā)一種新型的改良馬鈴薯栽培品系。為了減少近交衰退，育種者可從遺傳遠(yuǎn)親例如從倍性為二倍體至六倍體的野生原始物種引入新基因。然而，當(dāng)兩種遺傳上不相關(guān)的馬鈴薯植株雜交時，雜合性水平可能會增力口，但同時也引入了更多有害基因。因此，育種者通常要與更多的商品化種質(zhì)進(jìn)行更多的雜交以豐富種群進(jìn)而獲得優(yōu)越等位基因。這樣的多次雜交育種程序總共可能要花幾十年時間，因為挑選每代中的優(yōu)越等位基因就要花費五年時間。因此，馬鈴薯育種目前來說是以實證為主的操作，試驗和錯誤是其顯著特征。馬鈴薯及其相關(guān)野生物種(生塊莖的茄科物種)大多數(shù)都為遠(yuǎn)親繁殖，因為配子體自交不親和系統(tǒng)阻礙了自體受精。自交不親和性(Self-incompatibility, SI)是被子植物中幾種遺傳機(jī)制的總稱，其防止了自體受精及近親繁殖。在具有SI的植株中，當(dāng)植株產(chǎn)生的花粉粒到達(dá)同一植株或類似基因型的另一植株的柱頭時，在某一個階段中止花粉萌發(fā)，花粉管生長，胚珠受精及胚胎發(fā)育的過程，因此不會結(jié)出苗種。四倍體馬鈴薯中未發(fā)現(xiàn)自交不親和性。提供自交親和無性系可便于生成馬鈴薯的自交后代并產(chǎn)生(高度)純合馬鈴薯品系。這為開發(fā)馬鈴薯的純合優(yōu)良品系提供了絕好機(jī)會。然而，迄今為止，具有遺傳固定農(nóng)藝優(yōu)良性狀能的、且能夠產(chǎn)生遺傳上均一雜交馬鈴薯苗種的純合優(yōu)良品系還沒開發(fā)成功。由于不明原因使得提供純合優(yōu)良品系受到阻礙。偶爾出現(xiàn)的自交親和的無性系自交導(dǎo)致雜合性的降低要比理論上預(yù)計的要慢。雜合性緩慢降低可能是表現(xiàn)出更高生長活力，繁殖力及苗種萌發(fā)的雜合后代植株自交過程中非故意但卻不可避免選擇的結(jié)果。這是表示，當(dāng)自交使雜合性降低時，也降低了繁殖力及生長活力，植株可能會長得不好，甚至完全不育。建立有害隱性基因的純合構(gòu)型可能會使這種情況更糟。通常被稱為近交衰退的這種現(xiàn)象大大阻礙了純合馬鈴薯品系的開發(fā)，從而阻礙均一雜交馬鈴薯苗種的生產(chǎn)。由于近交衰退的緣故，對于馬鈴薯純合育種品系的生產(chǎn)人們?nèi)匀淮嬖跇O大偏見。Uijtewaal等(Euphytica 36 (1987) 745-753)表示由于不育問題,純合馬鈴薯無性系對實際育種來說并不重要。人們考慮開發(fā)純合近交系，但對馬鈴薯來說這不太可能(Umaerus，1987, Proceeding of the IOth Triennial Conference of the European Associationof Potato Research, Aalborg, Denmark, pp 72-103,引用于 Almekinders 等，2009PotatoResearch 52:275-293)。與單倍體加倍有關(guān)的路線一直以來都被認(rèn)為是有前途的。不管怎樣，到目前為止，最普遍的觀點是二倍體馬鈴薯近交衰退太嚴(yán)重而不會產(chǎn)生有生長活力的純合植株。Birhman 和 Hosaka (Genome 43 :495-502 (2000))提出可利用來源于查科茄(S. chacoense)的Sli基因來開發(fā)高純合實生馬鈴薯苗種(Ture Potato Seed, TPS)品系并對馬鈴薯進(jìn)行雜種優(yōu)勢育種。然而，到目前為止，提出研究的品系中尚未發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)良農(nóng)藝優(yōu)良性狀比如良好的塊莖產(chǎn)量的純合品系。相反，生產(chǎn)出來的純合子沒有表現(xiàn)出任何農(nóng) 藝相關(guān)塊莖產(chǎn)量。由于提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量的努力受到近交衰退的阻礙，Rommens于2010年(Genetic modification of Plants, Kempen&Jung, eds, In !Biotechnology inAgriculture and Forestry 64(1) :61-77(2010))提倡轉(zhuǎn)基因路線?？傊藗冋J(rèn)為生產(chǎn)馬鈴薯實生育種品系是不可能的。所以馬鈴薯育種不能脫離基于四倍體雜合子雜交的傳統(tǒng)方案。因此，在實現(xiàn)各種有用特征(與鮮食和加工用途有關(guān))、抗病原性抗蟲性、及許多其他有關(guān)的農(nóng)藝性狀的同時改善產(chǎn)量以得到一種商業(yè)上可接受的栽培品系，這被認(rèn)為是最艱巨的挑戰(zhàn)(Douches等，1999，Crop Science 36(6)1544-1552)。本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)優(yōu)良馬鈴薯育種品系的手段和方法，以及生產(chǎn)一種均一雜交馬鈴薯苗種的手段和方法，其中由所述均一雜交馬鈴薯苗種能夠培育得到具有農(nóng)藝相關(guān)塊莖產(chǎn)量的植株。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明人曾試圖通過多條路線實現(xiàn)馬鈴薯生殖繁殖的純合親本育種品系，但沒有一條路線成功。這些失敗路線包括雄核發(fā)育，雌核發(fā)育，單倍體加倍，連續(xù)自交。只有使含有來源于馬鈴薯的Sli基因的自交親和植株重復(fù)自交時，發(fā)明人才得到了本發(fā)明的產(chǎn)品。則本發(fā)明在第一方面提供一種二倍體、可育、自交親和且基本上純合的馬鈴薯品系，所述馬鈴薯品系包括平均塊莖產(chǎn)量為用克表示單株植株至少200克鮮重的植株。平均塊莖產(chǎn)量為用克表示單株植株至少200克鮮重的植株在此也被一般地稱為有生長活力的植株。在優(yōu)選實施例中，除了所述塊莖產(chǎn)量外，所述品系還包括至少一個，更優(yōu)選至少2、
3、4、5或6個(附加的)農(nóng)藝優(yōu)良性狀。優(yōu)選地，所述農(nóng)藝優(yōu)良性狀選自由抗蟲性、線蟲抗性、抗病性(包括但不限于抗鏈霉菌(Streptomyces spp)導(dǎo)致的瘡痂病(Scab)、粉痂病(Powdery scab)、絲核菌(Rhizoctonia)、銀腐病(Silver scurf)、致病疫霉(Phytophthorainf estans))、除草劑抗性、耐寒性、耐旱性、耐濕性、耐干腐和濕腐、耐鹽性及抗低溫糖化所組成的組。
在本發(fā)明所述馬鈴薯品系的另一優(yōu)選實施例中，所述品系的植株成熟時達(dá)到葉子和嫩枝的平均鮮重為單株植株至少500克。葉子和嫩枝的平均鮮重達(dá)到單株植株至少500克的植株在此也被一般地稱為有生長活力的植株。另一方面，本發(fā)明提供一種如上所述根據(jù)本發(fā)明品系的植株。優(yōu)選地，所述植株是二倍體、可育、自交親和且基本上純合的植株，平均塊莖產(chǎn)量為用克表示單株植株至少200克鮮重。另一方面，本發(fā)明提供一種如上所述的植株的苗種。所述苗種可以是純合的(即表示自交苗種)，對親本不同的等位基因來說也可以是雜合的。在一個實施例中，所述苗種優(yōu)選為均一雜交馬鈴薯苗種。此均一雜交馬鈴薯苗種是如上所述根據(jù)本發(fā)明的品系中的兩株純合、自交親和、可育且有生長活力的植株之間雜交的結(jié)果，其中所述品系根據(jù)分子標(biāo)記分析確定包含至少20%的相對純合位點(Contrasting homozygous loci)。另一方面，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)二倍體、可育、自交親和且基本上純合的馬鈴薯品 系的方法，所述馬鈴薯品系包括平均塊莖產(chǎn)量為用克表示單株植株至少200克鮮重的植株，所述方法包括(a)提供第一馬鈴薯植株，其中所述第一馬鈴薯植株是二倍體、可育、自交親和且基本上純合的第一馬鈴薯品系的植株；(b)提供第二馬鈴薯植株，其中所述第二馬鈴薯植株是具有任意純合性的二倍體或四倍體馬鈴薯品系的植株，所述第二馬鈴薯植株的所述品系包括平均塊莖產(chǎn)量為用克表示單株植株至少200克鮮重的植株；(C)使所述第一馬鈴薯植株和第二馬鈴薯植株進(jìn)行異花授粉以提供苗種并采集所述苗種，從而提供雜交后代苗種形式的后代；(d)將所述雜交后代苗種培育成為雜交后代馬鈴薯植株種群，并從所述種群植株中選擇塊莖產(chǎn)量為用克表示單株植株至少200克鮮重的植株；(e)使所述雜交后代馬鈴薯植株自交或使所述雜交后代馬鈴薯植株與所述第一馬鈴薯植株的所述品系的馬鈴薯植株回交、自交或回交I至8次，從而提供二倍體、自交親和且基本上純合的馬鈴薯育種品系，所述馬鈴薯育種品系包括平均塊莖產(chǎn)量為用克表示單株植株至少200克鮮重的植株。本文所述方法中的第一馬鈴薯植株優(yōu)選為二倍體、自交親和、可育且基本上純合的第一馬鈴薯品系的植株，其中所述自交親和性受到S位點(自交不親和位點)抑制基因(S-locus inhibitor gene, Sli)的顯性等位基因存在的控制,其中Sli基因與Hosaka和Hanneman 1998Euphytica,99 :191-197 中記載的 S 位點非等位基因。當(dāng)以足夠大的規(guī)模(至少多于10000株植株)且使用優(yōu)選為基本上不純合的二倍體馬鈴薯無性系的適當(dāng)?shù)诙R鈴薯植株實施上述方法時，會生產(chǎn)出基本上純合、可育、有生長活力且自交親和的育種品系，所述第二馬鈴薯植株的所述品系包括平均塊莖產(chǎn)量為用克表示單株植株至少200克鮮重的植株，優(yōu)選下文實例中所述的IVPAA-096-18 (D2)等品系，其中所述生長活力尤其以用克表示單株植株至少200克鮮重的平均塊莖產(chǎn)量表示。提供育種品系是提供遺傳上純合的實生馬鈴薯苗種(TPS)過程中的關(guān)鍵步驟。當(dāng)?shù)谝挥N品系和第二育種品系都包括農(nóng)藝優(yōu)良特征、具有良好的一般配合力(General Combining Ability)、且優(yōu)選根據(jù)分子標(biāo)記分析確定具有至少20%的相對純合位點時，第一育種品系和第二育種品系隨后可用于生產(chǎn)TPS。在根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)二倍體、可育、自交親和且基本上純合的馬鈴薯品系的所述方法的優(yōu)選實施例中，重復(fù)所述步驟a-e，其中步驟b包括提供第三(或進(jìn)一步的)馬鈴薯植株，其中所述第三馬鈴薯植株是具有任意純合性的二倍體或四倍體馬鈴薯品系的植株，其中所述第三馬鈴薯植株是附加農(nóng)藝優(yōu)良性狀的供體。優(yōu)選地，所述性狀選自由抗蟲性、線蟲抗性、抗病性(包括但不限于抗鏈霉菌導(dǎo)致的瘡痂病、粉痂病、絲核菌、銀腐病、致病疫霉)、除草劑抗性、耐寒性、耐旱性、耐濕性、耐干腐和濕腐、耐鹽性及抗低溫糖化，或本文所述的任何其他農(nóng)藝有益性狀或優(yōu)良特征所組成的組。上述第二或第三馬鈴薯植株適宜地是選自下列實例3的表6中所列的植株D1-D21的二倍體馬鈴薯無性系。本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，也可使用其他二倍體馬鈴薯無性系。非常優(yōu)選的是使用馬鈴薯無性系IVPAA-096-18(D2)，其可從荷蘭瓦赫寧根大學(xué)的植物育種實驗室(Laboratory of Plant Breeding(IVP), Wageningen University, Droevendaalsesteeg 1,6708PB ffageningen, The Netherlands) (Dr. Ir RonaldB. C. Hutten)獲取。四倍體栽培品系的適當(dāng)(商品化)來源是歐洲栽培馬鈴薯數(shù)據(jù)庫(EuropeanCultivated Potato Database, ECPD) (http://www. europotato. org/menu. php),和 / 或?qū)＜医M植物育種的馬鈴薯譜系數(shù)據(jù)庫(與荷蘭瓦赫寧根大學(xué)植物育種實驗室(Laboratoryof Plant breeding of ffageningen UR, the Netherlands)合作)，以及荷蘭瓦赫寧根國際植物研究所的生物多樣性及育種業(yè)務(wù)單位(http://www. plantbreedin. wur. nl/potatopediRree)。在所述方法的另一優(yōu)選實施例中，所述第一馬鈴薯植株是馬鈴薯品系NCIMB41663，NCIMB 41664，NCIMB 41665或NCMB 41765的植株，所述品系的代表性苗種保藏于英國蘇格蘭阿伯丁的英國食品工業(yè)與海洋細(xì)菌菌種保藏中心(National Collections ofIndustrial, Food and Marine Bacterial, NCIMB)。在所述方法的另一優(yōu)選實施例中，所述第二馬鈴薯植株是二倍體、可育、自交親和且基本上純合的第二馬鈴薯品系的植株。在所述方法的再一優(yōu)選實施例中，所述第二馬鈴薯植株是二倍體、可育且自交親和的第二馬鈴薯品系的植株。生產(chǎn)二倍體馬鈴薯育種品系的方法可進(jìn)一步包括通過互交、自交及回交提高二倍體馬鈴薯育種品系的育種價值并針對農(nóng)藝優(yōu)良性狀連續(xù)選擇的步驟。進(jìn)行試驗雜交以評估一般配合力(互交能力)。另一方面，本發(fā)明提供一種二倍體馬鈴薯育種品系，更優(yōu)選為優(yōu)良品系，其可采用上述的本發(fā)明方法獲得。另一方面，本發(fā)明提供一種雜交馬鈴薯苗種，所述雜交馬鈴薯苗種是由上述本發(fā)明的第一二倍體馬鈴薯育種品系的植株和第二二倍體馬鈴薯育種品系的植株雜交獲得，其中所述第一二倍體馬鈴薯育種品系和所述第二二倍體馬鈴薯育種品系的所述植株根據(jù)分子標(biāo)記分析確定包含至少20%的相對純合位點。另一方面，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)均一雜交馬鈴薯苗種的方法，包括(a)提供第一馬鈴薯植株，其中所述第一馬鈴薯植株是二倍體、可育、自交親和且基本上純合的第一馬鈴薯品系的植株，(b)提供第二馬鈴薯植株，其中所述第二馬鈴薯植株是二倍體、可育、自交親和且基本上純合的第二馬鈴薯品系的植株，其中所述第一植株和第二植株根據(jù)分子標(biāo)記分析確定包含至少20%的相對純合位點，(c)使所述第一馬鈴薯植株和第二馬鈴薯植株進(jìn)行異花授粉，允許所述親本植株中的一株結(jié)出帶苗種的果實，并從所述果實中采集所述苗種以提供雜交后代苗種形式的后代。 在生產(chǎn)雜交苗種的方法的優(yōu)選實施例中，所述第一馬鈴薯植株和第二馬鈴薯植株源自包括平均塊莖產(chǎn)量為用克表示單株植株至少200克鮮重的植株的馬鈴薯品系，優(yōu)選其中所述第一馬鈴薯植株和第二馬鈴薯植株的塊莖產(chǎn)量為單株植株至少200克鮮重。在生產(chǎn)雜交苗種的方法的另一優(yōu)選實施例中，所述第一馬鈴薯植株和第二馬鈴薯植株中的至少一個包括至少一種優(yōu)選的農(nóng)藝優(yōu)良性狀，所述農(nóng)藝優(yōu)良性狀選自由抗蟲性、線蟲抗性、抗病性(包括但不限于抗鏈霉菌導(dǎo)致的瘡痂病、粉痂病、絲核菌、銀腐病、致病疫霉)、除草劑抗性、耐寒性、耐旱性、耐濕性、耐干腐和濕腐、耐鹽性及抗低溫糖化組成的組。在根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)雜交苗種的方法的另一優(yōu)選實施例中，所述第一馬鈴薯品系是含有Sli基因的、二倍體、自交親和且基本上純合的后代馬鈴薯植株，優(yōu)選其中所述第一馬鈴薯植株是馬鈴薯品系NCMB 41663, NCIMB 41664，NCIMB 41665或NCMB 41765的植株，或是所述植株的、二倍體、自交親和且基本上純合的后代馬鈴薯植株，所述品系的代表性苗種保藏于英國蘇格蘭阿伯丁的NCMB。在根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)雜交苗種的方法的另一優(yōu)選實施例中，所述第二馬鈴薯植株是二倍體、自交親和且基本上純合的第二馬鈴薯品系的植株，所述第二馬鈴薯品系優(yōu)選包括至少兩個農(nóng)藝優(yōu)良性狀，所述農(nóng)藝優(yōu)良性狀選自由抗蟲性、線蟲抗性、抗病性(包括但不限于抗鏈霉菌導(dǎo)致的瘡痂病、粉痂病、絲核菌、銀腐病、致病疫霉)、除草劑抗性、耐寒性、耐旱性、耐濕性、耐干腐和濕腐、耐鹽性及抗低溫糖化所組成的組。另一方面，本發(fā)明提供一種馬鈴薯品系NCMB 41663，NCIMB 41664，NCIMB 41665或NCMB 41765的苗種，所述品系的代表性苗種保藏于英國蘇格蘭阿伯丁的NCMB。另一方面，本發(fā)明提供一種采用本文所公開的生產(chǎn)均一雜交馬鈴薯苗種的方法生產(chǎn)的苗種。另一方面，本發(fā)明提供一種通過培育本發(fā)明的苗種所生產(chǎn)的雜交馬鈴薯植株或所述雜交馬鈴薯植株的一部分。另一方面，本發(fā)明提供一種本發(fā)明的雜交馬鈴薯植株或其一部分的花粉或胚珠。另一方面，本發(fā)明提供一種來自本發(fā)明的雜交馬鈴薯植株的塊莖。另一方面，本發(fā)明提供一種具有通過培育本發(fā)明的苗種所生產(chǎn)的雜交馬鈴薯植株的所有生理和形態(tài)特征的馬鈴薯植株。另一方面，本發(fā)明提供一種本發(fā)明的雜交馬鈴薯植株的組織培養(yǎng)物。另一方面，本發(fā)明提供一種由本發(fā)明的組織培養(yǎng)繁殖得到的馬鈴薯植株，其中所述繁殖得到的馬鈴薯植株具有通過培育本發(fā)明的苗種生產(chǎn)的雜交馬鈴薯植株的所有生理和形態(tài)特征。另一方面，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)雜交馬鈴薯苗種的方法，其中所述方法包括使第一馬鈴薯植株與第二馬鈴薯植株雜交并收獲由此生成的雜交馬鈴薯苗種，其中所述第一親本馬鈴薯植株和/或第二親本馬鈴薯植株是一種根據(jù)本發(fā)明的二倍體、可育、自交親和且基本上純合的植株，所述植株的平均塊莖產(chǎn)量為用克表示單株植株至少200克鮮重。另一方面，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)雜交馬鈴薯植株的方法，所述方法包括根據(jù)本發(fā)明的方法生產(chǎn)苗種并將所述苗種培育成馬鈴薯植株。另一方面，本發(fā)明提供一種采用本發(fā)明的方法生產(chǎn)的馬鈴薯植株，或其塊莖。另一方面，本發(fā)明提供至少4種可雜交的、純 合的、二倍體、可育、自交親和且基本上純合的馬鈴薯品系的方法組，所述馬鈴薯品系包括根據(jù)本發(fā)明平均塊莖產(chǎn)量為用克表示單株植株至少200克鮮重的植株，其中所述組中的每個所述品系與另一個所述品系的不同之處在于根據(jù)分子遺傳標(biāo)記分析確定具有至少20%的相對純合位點。本發(fā)明還提供上述方法中的本發(fā)明方法的實施例，包括以下步驟(a)提供第一馬鈴薯植株，其中所述第一馬鈴薯植株是一種二倍體、可育、自交親和且基本上純合的第一馬鈴薯品系的植株，且所述第一馬鈴薯品系的植株攜帶具有等位基因的染色體，所述等位基因帶來需要在后代中表現(xiàn)出來的農(nóng)藝優(yōu)良性狀，(b)提供第二馬鈴薯植株，其中所述第二馬鈴薯植株是一種二倍體、可育、自交親和且基本上純合的第二馬鈴薯品系的植株，且所述第二馬鈴薯品系的植株攜帶具有等位基因的染色體，所述等位基因帶來需要在后代中表現(xiàn)出來、且與所述第一植株的性狀不同的農(nóng)藝優(yōu)良性狀，(C)使所述第一馬鈴薯植株和第二馬鈴薯植株進(jìn)行異花授粉，使得所述親本植株中的一株結(jié)出帶苗種的果實，并從所述果實中采集所述苗種以提供雜交后代苗種形式的、攜帶具有所述等位基因的染色體組合的后代。因此，在可替代的實施例中，第一馬鈴薯品系的植株可能攜帶具有等位基因的染色體，所述等位基因帶來需要在后代中表現(xiàn)出來的農(nóng)藝優(yōu)良性狀，在這種情況下，第二馬鈴薯品系的植株的農(nóng)藝優(yōu)良性狀不同于所述第一植株的性狀。另一方面，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)抗除草劑，抗線蟲，抗蟲和/或抗病的馬鈴薯植株的方法，所述方法包括根據(jù)上述的本發(fā)明方法通過使抗除草劑，抗線蟲，抗蟲和/或抗病的親本品系雜交從而生產(chǎn)苗種，并將所述苗種培育成馬鈴薯植株。另一方面，本發(fā)明提供一種采用上述的本發(fā)明方法所生產(chǎn)的抗除草劑，抗線蟲，抗蟲和/或抗病的馬鈴薯植株。另一方面，本發(fā)明提供一種防止病毒感染在馬鈴薯的代與代之間傳播的方法，包括(a)提供第一馬鈴薯植株，其中所述第一馬鈴薯植株是二倍體、自交親和且基本上純合的第一馬鈴薯品系的植株；(b)提供第二馬鈴薯植株，其中所述第二馬鈴薯植株是具有任意倍性和/或任意純合性的馬鈴薯品系的植株，所述第二馬鈴薯植株攜帶具有等位基因的染色體，所述等位基因帶來需要在后代中表現(xiàn)出來的農(nóng)藝優(yōu)良性狀；(C)使所述第一馬鈴薯植株和第二馬鈴薯植株進(jìn)行異花授粉，使得所述親本植株中的一株結(jié)出帶苗種的果實，并從所述果實中采集所述苗種以提供雜交后代苗種形式的攜帶具有所述等位基因的染色體的后代；
(d)將所述雜交后代苗種培育成攜帶具有所述等位基因的染色體的雜交后代馬鈴薯植株；(el)從所述雜交后代馬鈴薯植株收獲塊莖以提供表現(xiàn)出所述性狀的塊莖；(e2)使所述雜交后代馬鈴薯植株自交或使所述雜交后代馬鈴薯植株與所述第一馬鈴薯植株的所述品系的馬鈴薯植株回交，從而進(jìn)一步提供攜帶具有所述等位基因的染色體的后代植株，其中所述后代植株在每個回交或自交步驟之后不斷純合。另一方面，本發(fā)明提供一種二倍體、可育、自交親和且基本上純合的馬鈴薯品系，所述馬鈴薯品系包括平均塊莖產(chǎn)量為用克表示單株植株至少200克鮮重的植株，所述植株通過以下方式獲得(a)提供第一馬鈴薯植株，其中所述第一馬鈴薯植株是二倍體、可育、自交親和且基本上純合的第一馬鈴薯品系的植株， (b)提供第二馬鈴薯植株，其中所述第二馬鈴薯植株是二倍體馬鈴薯品系的、平均塊莖產(chǎn)量為用克表示單株植株至少200克鮮重的植株，(c)使所述第一馬鈴薯植株和第二馬鈴薯植株進(jìn)行異花授粉，允許所述親本植株中的一株結(jié)出帶苗種的果實，并從所述果實中采集所述苗種以提供雜交后代苗種形式的后代，(d)將所述雜交后代苗種培育成雜交后代馬鈴薯植株，(e)使所述雜交后代馬鈴薯植株與所述第一馬鈴薯植株的所述品系的馬鈴薯植株回交，從后代植株中選擇從而產(chǎn)生二倍體、自交親和且有生長活力的植株，該植株的塊莖產(chǎn)量為用克表示單株植株至少200克鮮重，(f)使所述二倍體、自交親和且有生長活力的植株自交I至8次，同時針對(e)中所述的自交親和和生長活力進(jìn)行選擇。另一方面，本發(fā)明提供一種雜交馬鈴薯苗種，播種時該馬鈴薯苗種產(chǎn)出平均塊莖產(chǎn)量為用克表示單株植株至少200克鮮重的、二倍體、可育、自交親和且基本上純合的馬鈴薯植株，所述植株通過以下方式獲得(a)提供二倍體、可育、自交親和且基本上純合的第一馬鈴薯品系，所述第一馬鈴薯品系包括平均塊莖產(chǎn)量為用克表示單株植株至少200克鮮重的植株，(b)提供二倍體、可育、自交親和且基本上純合的第二馬鈴薯品系，所述第二馬鈴薯品系包括平均塊莖產(chǎn)量為用克表示單株植株至少200克鮮重的植株，其中所述第一植株和第二植株根據(jù)分子標(biāo)記分析確定包含至少20%的相對純合位點，(c)使所述第一馬鈴薯植株和第二馬鈴薯植株進(jìn)行異花授粉，允許所述親本植株中的至少一株結(jié)出帶苗種的果實，并從所述果實中采集所述苗種以提供雜交后代苗種形式的后代。選擇或提供純合植株的步驟，或選擇或提供含有本文所定義的至少20%的相對位點的植株的步驟，可以包括利用本文提供的分子遺傳標(biāo)記進(jìn)行標(biāo)記輔助選擇。


圖I示出了利用本發(fā)明的方法和植株來開發(fā)雜交馬鈴薯栽培品系的開發(fā)方案的示意圖，其中示出了獲得商品化規(guī)模的馬鈴薯雜交種的各個步驟
0,馬鈴薯種質(zhì)原則上起源包括馬鈴薯栽培物種(馬鈴薯(Solanum tuberosum))及相關(guān)雜交物種中的所有馬鈴薯基因型；I,自交親和、二倍體的馬鈴薯栽培馬鈴薯(Solanum tuberosum)通常為自交不親和馬鈴薯。從相關(guān)物種引入自交親和性(例如參見Hermsen, J. G. Th. 1978, Euphytica27，1-11)；2,純合、可育、自交親和、二倍體的馬鈴薯可通過花藥培養(yǎng)(Jacobsen和Sopory,1977，Theor. Appl. Genet. 52，119-123)，胚珠培養(yǎng)或重復(fù)自交(Phumichai&Hosaka, 2006，Euphytica 149,251-258)使單倍體加倍(Uijtewaal 等，1987, Theor. Appl. Genet. 73，751-78)來獲得純合二倍體，本文闡述了重復(fù)自交的實例；3，有生長活力的、可育、純合、自交親和的二倍體馬鈴薯通過與其他二倍體馬鈴 薯雜交、自交及回交并選擇較高生長活力的個體，來提高生長活力；4，二倍體馬鈴薯育種品系通過與其他二倍體馬鈴薯雜交、自交及回交并選擇具有農(nóng)藝優(yōu)良性狀的個體，來引入這些性狀；5，優(yōu)良的二倍體馬鈴薯育種品系通過互交、自交及回交并連續(xù)選擇具有農(nóng)藝優(yōu)良性狀的個體，來提高育種價值。進(jìn)行試驗性雜交以評估一般配合力；6，馬鈴薯雜交栽培品系對良好的配合育種品系進(jìn)行雜交，獲得的苗種為均一的雜交實生馬鈴薯苗種。圖2示出了實例中所述種群，貯藏品及植株的系譜的示意圖，從二倍體、基本上純合且自交親和的馬鈴薯植株(“H”)與三種不同二倍體無性系(Dl，D2和D3)之間的雜交開始，其中所述二倍體無性系基本上非純合且自交不親和，且充當(dāng)一個或多個優(yōu)良農(nóng)藝性狀的供體品系。生產(chǎn)一系列回交品系至全自交無性系的基本上純合的品系，每個品系具有一個或多個源自供體品系的優(yōu)良性狀，提供一組用于生產(chǎn)一系列雜交苗種形式的雜交馬鈴薯栽培品系的優(yōu)良育種品系?！繁硎咀越?。如圖可看出，并如實例中詳細(xì)描述的，只有供體品系D2導(dǎo)致了表現(xiàn)如本文所述生長活力的自交親和植株的大量生產(chǎn)。有生長活力的植株可從其他雜交組合獲得，盡管頻率會很低(0. 1-1%) o圖3顯示了二倍體育種無性系RH89-039-16的基因組的超密遺傳連鎖圖譜(Ultra-Dense Genetic Linkage Map)。連鎖群左邊的數(shù)字是從頂部開始計算的重組事件的累積次數(shù)。每個箱中的AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism,隨機(jī)擴(kuò)增長度多態(tài)性)標(biāo)記的數(shù)量用根據(jù)圖例的灰色陰影表示。推定的著絲粒位置用染色體旁邊的“Cen”表示(van Os等，2006 Geneticsl73 (2) : 1075-1087)。連鎖群右邊的數(shù)字表示本文所用的對應(yīng)的PotSNP標(biāo)記的大體位置，其中參照下列實例3中的表5B獲取標(biāo)記注解。附圖清楚地顯示信息標(biāo)記在該無性系馬鈴薯基因組上的分布。利用本文所用的另一無性系SH83-92-488觀察這些標(biāo)記的類似分布。圖4示出了 100種標(biāo)記在20種不同二倍體馬鈴薯基因型上的標(biāo)記數(shù)據(jù)，表示二倍體馬鈴薯育種種質(zhì)(實例2)。圖5示出了對一組六個F3種群及各自的親本進(jìn)行實例3所述的SNP標(biāo)記分析的結(jié)果。
具體實施方式
定義本文使用術(shù)語“馬鈴薯”來指基本上屬Solanum tuberosum種的材料,但可包括其他生塊莖爺科(Solanum)物種比如Solanum chacoense (查科爺),Solanum phure ja (富利亞薯),Solanum andigena (印第安爺),Solanum demissum(矮爺)。本文中使用的術(shù)語“馬鈴薯植株”來指從細(xì)胞培養(yǎng)物或苗種發(fā)育而成的幼苗或成熟植株。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會認(rèn)識到，當(dāng)術(shù)語“馬鈴薯植株”在本發(fā)明的上下文中使用時，還包括具有例如本發(fā)明馬鈴薯品種的重要顯著特征的衍生品種，例如該品種的單基因轉(zhuǎn)化植株或具有一個或多個增值基因(比如除草劑抗性或抗蟲性)并入其中的轉(zhuǎn)基因衍生物。本發(fā)明中可以使用回交法以改善特征或?qū)⑻卣饕朐撈贩N。本文中所用的術(shù)語“雜交”是指利用雄株(或配子)使雌株(或配子)受精。術(shù)語“配子”是指由配子體有絲分裂在植株中產(chǎn)生的涉及有性生殖的單倍體生殖細(xì)胞(卵子或精子)，在有性生殖期間兩個異性配子融合形成二倍體合子。這個術(shù)語通常涉及花粉(包括精 細(xì)胞)和胚珠(包括卵細(xì)胞)。因此“雜交”通常是指用另一個體的花粉使某一個體的胚珠受精，而“自交”是指用相同個體的花粉使個體的胚珠受精。雜交廣泛用于植株育種，使得一個染色體來自母本、一個染色體來自父本的兩株雜交植株之間的基因組信息混合。這將產(chǎn)生基因遺傳性狀的新組合。通常，雜交后代記為“F1”。如果Fl不均一(分離)，則通常記為“F1種群”。純合植株的“自交”通常產(chǎn)生基因相同植株，因為不存在基因不同。Fl的“自交”產(chǎn)生具有Fl中的雜合位點的所有性狀發(fā)生分離的后代。這樣的后代記為“F2”或“F2種群”。當(dāng)在實現(xiàn)基因組區(qū)域或片段滲入的情況下提及“雜交”時，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，為了實現(xiàn)將一株植株的染色體的一部分滲入另一植株的染色體，由于在親本品系中產(chǎn)生配子的過程發(fā)生了互換事件，因此在雜交過程中兩種親本品系的基因組的隨機(jī)部分發(fā)生重組。因此，兩個親本的基因組一定會通過雜交在單個細(xì)胞中進(jìn)行組合，在所述細(xì)胞產(chǎn)生配子以及配子在受精過程中融合后，會發(fā)生滲入事件。本文所用的術(shù)語“可互交”是指親本植株之間進(jìn)行雜交后能夠產(chǎn)生后代植株。本文所用的術(shù)語“滲入的”，“滲入”及“被滲入”是指通過使個體、物種、種類或栽培品系雜交，從而單個基因或整個染色體從一個個體、物種、品種或栽培品系進(jìn)入另一個個體、物種、品種或栽培品系的基因組的天然和人工過程。在植株育種過程中，通常涉及自交或與輪回親本回交以提供除了滲入基因或性狀之外還具有輪回親本特征的更加純合的植株。術(shù)語“滲入”是指滲入事件的結(jié)果。術(shù)語“回交”是指“回交”過程的結(jié)果，其中兩個親本品系雜交產(chǎn)生的植株與其親本品系之一(重復(fù)地)雜交，其中用于回交的親本品系被稱為輪回親本。重復(fù)回交的結(jié)果是供體親本的基因組片段被輪回親本的基因組片段所替代?；亟坏暮蟠洖椤癇Cx”或“BCx種群”，其中“x”代表回交次數(shù)。本文所用的術(shù)語“回交”是指使雜交后代與輪回親本重復(fù)雜交。為貢獻(xiàn)所需特征基因的親本馬鈴薯植株稱為非輪回親本或供體親本。這個術(shù)語其實是指在非輪回親本在回交方案中僅使用一次而不會再次出現(xiàn)。非輪回親本的基因或多個基因轉(zhuǎn)移到親本馬鈴薯植株，該親本馬鈴薯植株被稱為輪回親本，因為該輪回親本在回交方案中使用了多個回合。在典型的回交方案中，使感興趣的原始品種(輪回親本)與攜帶要轉(zhuǎn)移的感興趣單一基因的第二品種(非輪回親本)雜交。然后使雜交產(chǎn)生的后代再次與輪回親本雜交并重復(fù)該過程直至獲得馬鈴薯植株，其中在轉(zhuǎn)化植株中轉(zhuǎn)移有來自輪回親本的單一基因或有限數(shù)量的基因，除此之外，輪回親本中的所有所需形態(tài)生理特征得以恢復(fù)。選擇適當(dāng)輪回親本是回交過程成功的重要步驟?；亟环桨傅哪康脑谟诟淖兓蛱娲计贩N的單一性狀或特征。為了實現(xiàn)這個目的，利用非輪回親本的優(yōu)良基因修改、替代或補(bǔ)充輪回品種的單個基因，同時保留剩余的所有目的基因從而保留原始品種的優(yōu)良生理形態(tài)構(gòu)造。特定的非輪回親本的選擇取決于回交的目的。主要目的之一在于為輪回親本添加一些的有商業(yè)價值的重要的農(nóng)藝優(yōu)良性狀。確切的回交方案將取決于經(jīng)改變或添加的特征或性狀，從而確定適用測試方案。雖然當(dāng)轉(zhuǎn)移特征為顯性等位基因時回交方法得以簡化，但同樣可以轉(zhuǎn)移隱性等位基因。在這種情況下，可能有必要引入后代試驗以確定優(yōu)良特征是否已成功轉(zhuǎn)移。優(yōu)選地，利用診斷分子標(biāo)記監(jiān)測這樣的基因。
同樣地，可利用各種已建立的本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的重組方法將轉(zhuǎn)基因引入植株。已經(jīng)確定了許多單一基因性狀，這些基因性狀不一定在開發(fā)新品種的過程中被選擇，但可通過回交和基因工程技術(shù)改善。單一基因性狀可以是或可以不是轉(zhuǎn)基因性狀，這些性狀的實例包括但不限于除草劑抗性；細(xì)菌、真菌或病毒疾病抗性；抗蟲性；淀粉和其他碳水化合物的濃度均勻或增加；營養(yǎng)質(zhì)量提高；塊莖損傷趨勢下降；淀粉轉(zhuǎn)化成糖的轉(zhuǎn)化率下降。術(shù)語“自交”是指自體受精的過程，其中用自身的花粉對個體進(jìn)行授粉或使個體受精。重復(fù)自交最終產(chǎn)生純合后代。本文所提及的“品系”是指單一雜交、回交或自交產(chǎn)生的植株種群。單株后代植株不一定彼此相同。由于自然變異的緣故，單株后代植株可能不是有生長活力、可育或自交親和的植株。然而，可以預(yù)見，合適的、有生長活力的、可育且自交親和的植株易于在品系中識別出來，以供以后的育種使用。本文所用的術(shù)語“等位基因”是指基因的一種或多種替代形式中的任何一種形式，所有這些等位基因與至少一個性狀或特征有關(guān)。在二倍體細(xì)胞或有機(jī)體中，基因的兩個拷貝占據(jù)一對同源染色體上的相應(yīng)位點。每個拷貝可以是獨特的等位基因?！盎颉痹诒疚闹斜欢x為在染色體中占據(jù)特定位置并包含對植株潛在的表型特征或性狀作出貢獻(xiàn)的遺傳指令的遺傳單位(通常用DNA序列表示)?！拔稽c”在本文中被定義為指定基因在指定植株物種的染色體中占據(jù)的位置。本文所用的術(shù)語“純合性”是指當(dāng)同源染色體上的相應(yīng)位點上有相同等位基因時存在的遺傳狀態(tài)。術(shù)語“基本上純合”是指在測試100個，優(yōu)選1000個，更優(yōu)選10000個位點時，存在至少25%，優(yōu)選至少50%，更優(yōu)選至少75%的純合性，更加優(yōu)選至少76%，77%，78%，79 %, 80 %, 81 %, 82 %, 83 %, 84 %, 85 %, 86 %, 87 %, 88 %, 89 %, 90 %, 91 %, 92 %, 93 %,94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%^； 100% 的純合性。 純合性水平是種群的平均值，優(yōu)選是指親本不同的那些位點。本文所用的術(shù)語“雜合性”是指當(dāng)同源染色體上的相應(yīng)位點上有不同等位基因時存在的遺傳狀態(tài)。術(shù)語“重組(recombination) ”或“重組(recombine) ”是指減數(shù)分裂過程中兩個同源染色體之間發(fā)生信息交換。在“重組(recombinant) ”植株中，原本存在于染色體內(nèi)的特定位置上的DNA (例如與基因/位點連接)與來自另一植株的DNA發(fā)生交換(即母本與父本交換或反之)。為了只交換所需的材料，并盡可能保持染色體上有價值的原始信息，通常要求進(jìn)行兩次側(cè)向交換或重組事件。在雙重組體中，交換發(fā)生在基因/位點的兩側(cè)。找出雙重組體的一種方法是篩選F2植株的種群。該種群必須為大種群，因為雙重組只發(fā)生的頻率有限?；蛘?，遺傳單位中的雙重組體可以是后續(xù)回交的結(jié)果。雙重組的頻率為單重組體頻率的乘積。(例如發(fā)現(xiàn)IOcM區(qū)域中的重組體的頻率為10%，發(fā)現(xiàn)雙重組體的頻率為10%xl0% = I % ) o本文所用的術(shù)語“子代”是指遺傳后代(Genetic descendant)或后代(Offspring)。
本文所用的術(shù)語“種群”是指擁有共同遺傳衍化的遺傳上異源的植株的集合?！爸亟M事件”是指有絲分裂或減數(shù)分裂中的交換事件，包括GMO事件。本文所用的術(shù)語“雜交種”是指遺傳上不相似的兩個個體之間的雜交后代，更優(yōu)選該術(shù)語是指兩種(優(yōu)良或近交的)育種品系之間的雜交，不會由苗種復(fù)制出親本。本文所用的術(shù)語“分離”是指減數(shù)分裂過程中配對的等位基因的分離，使得每對等位基因的成員出現(xiàn)在不同配子中。該術(shù)語包括該遺傳現(xiàn)象的結(jié)果，其中至少一個親本是等位基因雜合的雜交后代種群相對于所述基因賦予的表型性狀而言是非均一的。本文所用的術(shù)語“育種品系”是指具有商業(yè)價值或農(nóng)藝優(yōu)良特征的栽培馬鈴薯的品系，與野生品種或地方品種相反。該術(shù)語包括優(yōu)良育種品系或優(yōu)良品系，表示用于生產(chǎn)商品化Fl雜交種的基本上純合且通常為近交的品系的植株。通過育種并針對包括大量農(nóng)藝優(yōu)良性狀的優(yōu)異農(nóng)藝性狀特征進(jìn)行選擇來獲得優(yōu)良育種品系。優(yōu)良植株是優(yōu)良品系的任何植株。優(yōu)異農(nóng)藝性狀特征是指本文所定義的農(nóng)藝優(yōu)良性狀的理想組合，其中與不優(yōu)良育種品系相比，最好是改善了優(yōu)良育種品系的大多數(shù)、優(yōu)選所有農(nóng)藝優(yōu)良性狀。優(yōu)良育種品系基本上是純合的品系，優(yōu)選為近交品系。本文所用的術(shù)語“優(yōu)良品系”是指通過育種并選擇優(yōu)異農(nóng)藝性狀特征所得到的任何品系。優(yōu)良品系優(yōu)選為具有本文定義的多個、優(yōu)選至少3、4、5、6或多個優(yōu)良農(nóng)藝性狀(的基因)的品系。術(shù)語“栽培品系”和“品種”在本文中可互換使用，表示通過育種，cq雜交和選擇有意培育便于商品化的植株，農(nóng)民和種植者用cq來生產(chǎn)供自用或商品化(鮮食，加工，主食等)的農(nóng)產(chǎn)品。術(shù)語“育種種質(zhì)”表示具有不同于“野生”狀態(tài)的生物狀態(tài)的植株，“野生”狀態(tài)表示植株或入藏登記的原始未經(jīng)栽培的、或自然的狀態(tài)。術(shù)語“育種種質(zhì)”包括但不限于半天然半野生雜草性傳統(tǒng)的栽培品系、地方品種、育種材料、研究材料、育種品系、綜合種群、雜交種、創(chuàng)建株/基本種群、近交品系(雜交品種的親本)、分離種群、突變/遺傳株、市場等級及高級/改良栽培品系。品種的實例包括諸如Bint je、Russet Burbank、Eigenheimer 及 Nicola 等栽培品種。本文所用的術(shù)語“純種植株”，“純種近交植株”或“近交植株”可互換，是指通過重復(fù)自交和/或回交獲得的基本上純合的植株或植株品系。
本文所用的術(shù)語“分子遺傳標(biāo)記”或簡稱為“標(biāo)記”是指使核酸序列特征的差異形象化的方法中所使用的指示物。指示物的實例為限制性片段長度多態(tài)性(RestrictionFragment Length Polymorphism, RFLP)標(biāo)記，擴(kuò)增片段長度多態(tài)性(Amplified FragmentLength Polymorphism, AFLP)標(biāo)記，單核苷酸多態(tài)性(Single Nucleotide Polymorphism,SNP),插入 / 缺失(Insertion/deletion, INDEL)突變，微衛(wèi)星(Microsatellite, SSR)標(biāo)記，序列表征擴(kuò)增區(qū)域(Sequence-characterized Amplified Regions, S CAR),切割的擴(kuò)增產(chǎn)物多態(tài)性序列(Cleaved Amplified Polymorphic Sequence,CAPS)標(biāo)記或同工酶標(biāo)記或上述限定特定基因和染色體位置的標(biāo)記的組合。本文所用的術(shù)語“植株的一部分 ”表示馬鈴薯植株的一部分，包括細(xì)胞器、單個細(xì)胞及細(xì)胞組織比如植株體內(nèi)完整無缺的植株細(xì)胞，細(xì)胞團(tuán)以及可以繁殖出馬鈴薯植株的組織培養(yǎng)物。植株的一部分的實例包括但不限于花粉、胚珠、葉、胚胎、根、根尖、塊莖、花藥、花、果實、莖、嫩芽和種子的單個細(xì)胞和組織；以及花粉、胚珠、葉、胚胎、根、根尖、花藥、花、果實、莖、嫩芽、幼枝、主根、種子，塊莖，原生質(zhì)體，愈傷組織等。除非另有明確說明，否則整個說明書中所用的術(shù)語“苗種”是指發(fā)育成新植株的莖體(或有些植株中的核)，包括包裹在種皮內(nèi)的較小的胚生植物體，通常與一些食物儲藏在一起。稱為植物性或“實生”苗種的苗種是裸子植物和被子植物的成熟胚珠在受精后出現(xiàn)的產(chǎn)物，一部分在母體植株中生長。本文所用的術(shù)語“生長活力”和“有生長活力”是指植株的地上或地下組織的相對量，該相對量可能或多或少彼此獨立。地上組織的相對量表達(dá)成從以下方面目測葉子的數(shù)量順序尺度上的株高、莖數(shù)、葉數(shù)，和/或鮮重或干重。在植株生長周期的第一階段，該性狀與五月至八月的季節(jié)里在歐洲西北部盛行的正常生長條件下的100天栽培平均持續(xù)時間(75-130天)有相關(guān)性。在這些條件下，本發(fā)明植株的葉子和嫩枝(地上植株)達(dá)到用克表示的鮮重或干重為(基本上純合的)二倍體育種無性系RH89-039-16的至少50%，更優(yōu)選至少60%，70 %，80%，90 %或以上，經(jīng)歷長達(dá)九年試驗的四倍體馬鈴薯品種具有68% (44-86%)的塊莖產(chǎn)量。在Dr. IrRonald B. C. Hutten,荷蘭瓦赫寧根大學(xué)植物育種實驗室(Laboratory of Plant Breeding,ffageningen University,Droevendaalsesteeg I,6708PB ffageningen,The Netherlands),無性系RH89-039-16可用于參考用途。可替換地或額外地，術(shù)語活力可與最小塊莖產(chǎn)量結(jié)合使用。本文所用的術(shù)語“塊莖產(chǎn)量”通常是指用鮮重克數(shù)表示的塊莖產(chǎn)量，收獲根據(jù)本發(fā)明的植株時，該塊莖產(chǎn)量為(基本上雜合的)二倍體育種無性系RH89-039-16的至少30-50 %，更優(yōu)選至少60 %，70 %，80^,90%或以上，在五月至八月的季節(jié)里在歐洲西北部盛行的正常生長條件的100天栽培周期的條件下，經(jīng)歷長達(dá)九年田間試驗的四倍體馬鈴薯品種具有68% (44-86%)的塊莖產(chǎn)量。如上所述，在Dr. Ir Ronald B. C. Hutten,瓦赫寧根大學(xué)植物育種實驗室(Laboratoryof Plant Breeding, ffageningen University),無性系 RH89-039-16 可用于參考用途。除非另有明確說明，塊莖產(chǎn)量是基于幼苗植株形成的塊莖，與塊莖生長植株形成的塊莖相反，塊莖生長植株的產(chǎn)量可能比幼苗植株的產(chǎn)量高50-200 %。可替換地或額外地，術(shù)語活力可以指用鮮重或干重克數(shù)表示的塊莖產(chǎn)量，收獲時，為二倍體育種無性系RH89-039-16的至少30-50 %，更優(yōu)選至少60 %，70 %，80 %，90 %或以上。這就意味在正常歐洲西北部夏季的黏土土壤中培育苗種時，本發(fā)明的植株中用鮮重克數(shù)表示的單株植株塊莖產(chǎn)量可達(dá)到至少200，更優(yōu)選至少300，400或500克；而當(dāng)所述植株從塊莖長出來并在歐洲西北部夏季的黏土土壤中培育植株時，單株植株塊莖產(chǎn)量甚至可達(dá)到400，500，600，700，800或以上，例如900或1000克或以上。術(shù)語“包括植株的品系”，其中表明所述植株具有某一特征例如塊莖產(chǎn)量，“包括植株的品系”應(yīng)優(yōu)選被理解為是指基本上由具有所述性狀的植株組成的品系，同時允許一些生物變異。本文所用的術(shù)語“二倍體”是指在植株 中每個營養(yǎng)細(xì)胞包含兩組染色體(2x = 2n，其中n為染色體的數(shù)量)。一組染色體由兩個親本提供。本文所用的術(shù)語“四倍體”是指在植株中每個營養(yǎng)細(xì)胞包含四組染色體(2x =4n)。本文所用的術(shù)語“線蟲抗性”是指在植株中滲入了功能抗性基因，該功能抗性基因防止至少一個線蟲種群或隔離種群的增殖。本文所用的術(shù)語“抗病性”是指使患病葉片表面或塊莖體積的量減少50%以上、或使昆蟲或病原微生物的量減少50%以上的能力，其中病原微生物包括但不限于鏈霉菌、絲核菌、銀腐病、致病疫霉。本文所用的術(shù)語“除草劑抗性”是指與施加指定劑量除草劑后，植株中的葉片損傷比正常情況下的損傷低50%。本文所用的術(shù)語“耐寒性”是指植株中霜凍損傷的葉片表面的平均量，其中在_3°C的溫度下觀察時，在耐寒性植株中的所述損傷低于對低溫相對敏感的參考品種例如Caribe和/或Kennebec中的平均損傷。本文所用的術(shù)語“耐旱性”是指與對干旱相對敏感的參考品種例如Caribe和/或Carlton相比，“耐寒性”的植株在有限水分條件下?lián)p傷小于平均損傷。本文所用的術(shù)語“耐澇性”是指洪澇時受影響的塊莖(厭氧降解)的比例比表現(xiàn)出平均損傷的植株低50%。本文所用的術(shù)語“耐濕腐”是指植株具有最輕微歐文氏菌屬(Erwinia)(目前稱為果膠桿菌屬(Pectobacterium spp.))抗性。本文所用的術(shù)語“耐干腐”是指植株具有最輕微鐮刀菌(Fusarium)抗性。本文所用的術(shù)語“耐鹽性”是指植株在鹽度條件下表現(xiàn)出比平均損傷更小的損傷。本文所用的術(shù)語“生長速率”是指單位時間內(nèi)植物生物量的提高。本文所用的術(shù)語“塊莖發(fā)育缺陷(例如畸形塊莖或損壞塊莖)”是指植株在植株發(fā)育和/或塊莖收獲過程中塊莖出現(xiàn)可見的以及內(nèi)部的畸形。本文所用的術(shù)語“塊莖產(chǎn)量”是指通常用鮮重克數(shù)表示的植株或植株種群的塊莖
的總重量。本文所用的術(shù)語“塊莖大小”是指塊莖的絕對長寬高。有益的塊莖大小包括每個塊莖約80-160克的植株平均塊莖大小。有商業(yè)價值的植株的平均塊莖數(shù)為每株8-12個塊莖。本文所用的術(shù)語“塊莖皮色”是指收獲后由于花色素苷積累在塊莖表皮組織中引起的塊莖表皮的顏色。
本文所用的術(shù)語“芽眼深度”是指塊莖表皮表面與芽原基之間的相對距離。本文所用的術(shù)語“塊莖形狀”是指長度/寬度比，其表示塊莖從圓形、橢圓形向長形的連續(xù)變化；以及高度/寬度比，其表示塊莖從圓柱形向平坦?fàn)畹倪B續(xù)變化。本文所用的術(shù)語“塊莖肉色”是指收獲后塊莖肉內(nèi)部的顏色，造成顏色的原因中，不含有或含有類胡蘿卜素分別導(dǎo)致肉色為白色或黃色，不含有花青素導(dǎo)致肉色為紅色、藍(lán)色或紫色，上述與部分或全部的顏色呈現(xiàn)方式無關(guān)。本文所用的術(shù)語“塊莖的味道”是指吃完烹飪的馬鈴薯塊莖后消費者給出的評價。本文所用的術(shù)語“塊莖的保存期”以及“塊莖的貯藏性”同義，是指保存過程中塊莖的外觀不發(fā)生變化。
本文所用的術(shù)語“塊莖休眠期”是指正常條件下播種時塊莖播種和發(fā)芽之間的時間段。本文所用的術(shù)語“塊莖脫水抗性”是指在低濕度條件下(參見保存期)與平均值相比植株表現(xiàn)出塊莖脫水少的現(xiàn)象。本文所用的術(shù)語“塊莖淀粉含量”是指塊莖的淀粉重量與總鮮重之比。本文所用的術(shù)語“塊莖干物質(zhì)含量”是指馬鈴薯干組分的重量除以總鮮重的值。本文所用的術(shù)語“塊莖的烹煮品質(zhì)”是指烹飪后塊莖由硬變軟的連續(xù)變化。本文所用的術(shù)語“塊莖的炸制品質(zhì)”是指炸制后消費者對塊莖的評價。本文所用的術(shù)語“塊莖片加工品質(zhì)”是指制片后消費者對塊莖的評價。本文所用的術(shù)語“塊莖均勻度”是指塊莖性狀的標(biāo)準(zhǔn)偏差，其中標(biāo)準(zhǔn)差低表示均勻度高，反之則反。本文所用的術(shù)語“抗低溫糖化”是指保存在8°C以下的溫度時塊莖產(chǎn)生葡萄糖和/或果糖的抗性。本文所用的術(shù)語“四倍體”是指植株中每個營養(yǎng)細(xì)胞包含四組染色體(4n)。術(shù)語“可育的”以及“可育性”廣義上是指繁殖能力，即孕育并生產(chǎn)后代、優(yōu)選可育后代的能力。因此，術(shù)語可育性是指個體可雜交生產(chǎn)可育后代，其中花授粉后產(chǎn)生含有苗種的果實，苗種播種后會結(jié)出攜帶有可育花等的植株。術(shù)語“可育后代”或“可育苗種”在本文中被定義為能夠發(fā)育成可開出雄性可育或雌性可育花的馬鈴薯植株的苗種。因此，該術(shù)語優(yōu)選是指由于含有可育胚珠和可育花粉(即雄花和雌花都是可育的)因而發(fā)育成植株后能夠生產(chǎn)后代作為父本以及母本的植株或苗種。術(shù)語“可育植株”在本文中被定義為能夠生產(chǎn)攜帶可育苗種的果實的植株。優(yōu)選地，每個所述果實攜帶至少5粒、更優(yōu)選至少15-20粒、甚至更優(yōu)選至少50?？捎绶N，仍然更優(yōu)選50-500粒苗種?；蛘撸?dāng)每顆果實產(chǎn)生的苗種數(shù)量為二倍體育種無性系RH89-039-16果實中發(fā)現(xiàn)的數(shù)量的至少10%，優(yōu)選至少30%、40%、50%、60%、70%、80%、90 %、100 %、150 %、200 %或以上時，則稱所述植株是可育植株。該術(shù)語還指，或可選地指，具有25 %以上、優(yōu)選90 %可育植株的植株品系。術(shù)語“自交親和性”是指在通過自花授粉、自體受精產(chǎn)生且能長出可育后代的果實中發(fā)育出苗種的能力。術(shù)語“能夠回交/自交/雜交并產(chǎn)生(自交)可育以及自交可育后代”是指通過回交、自交或雜交產(chǎn)生一個或多個帶有苗種的果實的能力，其中所述一個或多個果實中的60%以上、優(yōu)選70^^80^^85^^90%或以上的所述苗種能夠發(fā)育成(自交)可育或自交可育的植株。對于本文所用的其他術(shù)語,可參考Allard, R. W. Principles of Plant Breeding,2nd Edition, Wiley New York, 1999,具體參考其中的術(shù)語表。優(yōu)選實施方式的說明發(fā)明人發(fā)現(xiàn)可成功生產(chǎn)用于馬鈴薯育種的優(yōu)良育種品系。兩種優(yōu)良育種品系雜交提供Fl雜交種，F(xiàn)l雜交種發(fā)育成植株時產(chǎn)生農(nóng)藝性狀表現(xiàn)優(yōu)異的植株。更重要的是，所有苗種的基因基本相同，意思是除了偶發(fā)交換或突變事件外，所述苗種都是相同的。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了一種提供優(yōu)良馬鈴薯育種品系的方法，其中，當(dāng)所述優(yōu)良馬鈴薯育種品系相互雜交時能提供的均一的Fl雜交馬鈴薯苗種，所述馬鈴薯苗種在發(fā)育成植株后產(chǎn)生農(nóng)藝性狀表現(xiàn)優(yōu)異的植株。優(yōu)良馬鈴薯育種品系可能具有互補(bǔ)性狀，由于其純合性，從 Fl雜交種發(fā)育成的Fl植株是均一的，但當(dāng)這些Fl植株隨后自花或異花授粉后，產(chǎn)生的F2植株在各種性狀方面都會發(fā)生分離。因此，目前可用的實生馬鈴薯苗種(TPS)以現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)方式產(chǎn)生并從每個單獨的苗種基因都不相同的果實中獲得，與這樣的實生馬鈴薯苗種相反，根據(jù)本發(fā)明通過雜交本發(fā)明的馬鈴薯品系以及優(yōu)良馬鈴薯育種品系所獲得的苗種其基因基本上是均一的?，F(xiàn)有技術(shù)的TPS品種由選定的雜合親本進(jìn)行雜交產(chǎn)生，因此變異性在植株和塊莖中是可預(yù)見的。本文提出的雜交馬鈴薯育種與TPS傳統(tǒng)生產(chǎn)的不同之處在于本發(fā)明的TPS是兩種純種育種品系雜交的結(jié)果，生成均一的栽培品系，而現(xiàn)有技術(shù)的TPS品種是兩種基因上非純合的通常為四倍體育種品系自由授粉或雜交的結(jié)果，生成不均一的雜交品系。本發(fā)明所提供植株的新穎之處在于植株不但將迄今為止從未一起獲得的多個特性一起結(jié)合在一個馬鈴薯品系中，還提供了新型的非常有利的育種方法。因此，本發(fā)明的植株是生產(chǎn)新穎馬鈴薯栽培品系過程中的中間體，該栽培品系可采用本文所公開的方法進(jìn)行生產(chǎn)。有利的育種方法消除了上述傳統(tǒng)馬鈴薯育種的多個弊端，包括消除了為了獲得新的馬鈴薯品種而進(jìn)行無性系選擇的時間消耗以，以及能夠提供均一雜交的馬鈴薯苗種。此外，所述新型植株及方法還消除了無性繁殖和生產(chǎn)相關(guān)的弊端，包括消除高運(yùn)輸成本以及消除病蟲害無性延續(xù)的可能性。新型馬鈴薯棺株親本育種品系本發(fā)明提供基本上純合的、二倍體、有生長活力、可育且自交親和的馬鈴薯植株。優(yōu)選地，本發(fā)明的植株在其基因組內(nèi)具有編碼賦予植株農(nóng)藝優(yōu)良性狀的基因的核酸序列。該核酸序列可以是來自具有農(nóng)藝優(yōu)良性狀的馬鈴薯種質(zhì)、優(yōu)選二倍體種質(zhì)的滲入基因或轉(zhuǎn)基因?；旧霞兒系脑谟N過程中，植株通過有性生殖來繁衍，一般通過雜交具有優(yōu)良性狀的選定親本來生產(chǎn)改良的后代。優(yōu)良性狀以及不良性狀的后代遺傳基因來自親本雙方。從每一代中重復(fù)選擇將要充當(dāng)下一代親本的的優(yōu)秀個體，從而保留優(yōu)良特征，消除不良特征。植株育種過程中的最終親本為高度純合的純種品系，該品系與其他純種雜交時會產(chǎn)生在一代內(nèi)以及相同親本其他雜交獲得的連續(xù)代之間表型和基因型都相同的后代。純種或純種近交系可通過幾代自交或近交(近親雜交，例如兄妹植株雜交或子母雜交(回交))獲得，繼代都表現(xiàn)出遺傳均一性或純合性程度提高。利用純合近交系作為育種親本，會產(chǎn)生在一代內(nèi)以及親本其他雜交獲得的連續(xù)代之間表型和基因型都相同的后代。因此，純種近交系可重復(fù)使用以生產(chǎn)相同的后代植株。對于馬鈴薯而言，自交和近交會導(dǎo)致嚴(yán)重的近交衰退，或表達(dá)出有害的隱性基因，表達(dá)有害隱性基因的表現(xiàn)是喪失活力，喪失可育性。因此，到目前為止還不可能對馬鈴薯生產(chǎn)純合的純種近交系，因為在本發(fā)明之前無法獲得具有足夠活力的馬鈴薯的高純合性水平。本發(fā)明現(xiàn)首次提供了具有25%以上、優(yōu)選75%以上純合性且結(jié)合了可育性、自交親和性以及植株活力的植株。- 二倍體本發(fā)明的植株為二倍體植株，與四倍體的商品化馬鈴薯品種不同。應(yīng)注意，在本發(fā)明的植株中，可以明確地設(shè)想較高倍性的植株，因為在培育育種品系的過程中主要采用 二倍體階段的植株。一旦形成純種，就可使該品系成為四倍體。因此，本發(fā)明的植株還可以是四倍體植株?？梢詮乃谋扼w細(xì)胞或組織培養(yǎng)生產(chǎn)四倍體植株，該四倍體植株可采用原本已知的方法,即通過復(fù)制二倍體細(xì)胞或組織培養(yǎng)物的染色體組,例如利用Barandalla等(Barandalla等，Potato Research (2006) 49 :143-154)描述的安磺靈。四倍體植株的優(yōu)點在于提供較高的產(chǎn)量。有生長活力的雖然商品化四倍體馬鈴薯品種是可育的、自交親和且有生長活力的，該品種生長良好，不會生產(chǎn)變形植株或果實，表現(xiàn)為具有高塊莖產(chǎn)量的健康植株，但其自交后代表現(xiàn)出嚴(yán)重的近交衰退，也就是說，會產(chǎn)生具有變形塊莖的生長微弱且低產(chǎn)的植株?，F(xiàn)有技術(shù)中二倍體且基本上純合的品系(例如本文引用的Phumichai等報告的品系)生長較差，表現(xiàn)為較差結(jié)實率的不良小植株。實際上，通過近交獲得的、等位基因達(dá)到至少25%或50%純合性的二倍體馬鈴薯植株總是衰弱生長的植株。本發(fā)明的植株不是不良且脆弱的，雖然不一定要和目前的商品化四倍體品種一樣有生長活力，但未表現(xiàn)出近交衰退。因此，在本發(fā)明的上下文中，該植株是有生長活力的。塊莖形成證明了本發(fā)明植株的活力。雖然所有商品化(四倍體及種用塊莖生成的)馬鈴薯品種產(chǎn)出大量塊莖，或至少產(chǎn)出足夠尺寸的塊莖，但現(xiàn)有技術(shù)的二倍體品系及基本上純合的植株只結(jié)出例如無法用于生產(chǎn)炸薯片或法式炸薯條的小塊莖?，F(xiàn)有技術(shù)的二倍體品系及基本上純合的植株也會產(chǎn)生很少的塊莖，使得單株植株塊莖的產(chǎn)量比雜合二倍體植株和商品化四倍體馬鈴薯品種的產(chǎn)量至少低10倍。相反，本發(fā)明的植株表現(xiàn)出有益的塊莖形成特征，包括有益大小的塊莖，以及與本文所述的實例(Dl，D2和/或D3)中用作供體的二倍體雜合植株相比至少50%的塊莖產(chǎn)量。本文發(fā)現(xiàn)，二倍體Fl的塊莖產(chǎn)量平均為單株植株443克，值可高達(dá)600和634克。與Fl :“IVP08-06”回交則產(chǎn)量平均為155和209克，而與Fl :“IVP08_07”回交則產(chǎn)量平均為209和259克?！凹貴2”的產(chǎn)量平均為單株植株172和332克，偶爾比二倍體Fl高。F2的產(chǎn)量平均為單株植株69和252克。有些植株的產(chǎn)量與二倍體Fl的產(chǎn)量值重疊。-可育的本發(fā)明的植株雖然基本上是純合的，但同樣是可育的。這意味著植株可用于育種程序是因為其后代也是可育的。-自交親和的
本發(fā)明的植株是自交親和植株。引入該特征以便允許植株自交并允許純合品系生產(chǎn)。自交親和性的較佳基礎(chǔ)是源于顯性S位點抑制基因(S locus inhibitor, Sli) (Hosaka和 Hanneman, 1998, Euphytica,99 191-197)。本發(fā)明的基本上純合的馬鈴薯植株的優(yōu)點在于該植株可以與其他基本上純合的馬鈴薯植株雜交，由此雜交產(chǎn)生的雜交后代的基因基本均一，不會出現(xiàn)分離現(xiàn)象。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，提供一種具有農(nóng)藝優(yōu)良性狀的基本上純合、二倍體、有生長活力、可育且自交親和的馬鈴薯植株。本發(fā)明的新型馬鈴薯植株能夠-與基本上純合的輪回親本回交，產(chǎn)生(自交)可育且自交親和的后代；-自交(I個后代個體自體受精)，產(chǎn)生(自交)可育且自交親和的后代；-相互雜交(在2個后代個體之間受精)，產(chǎn)生(自交)可育且自交親和的后代。根據(jù)本發(fā)明的植株包括育種編號為AGVDl的品系，所述品系的代表性苗種于2009年10月23日保藏于英國蘇格蘭阿伯丁的NCMB，保藏號為NCMB41663，育種編號為AGVD1，該植株代表通過以下方式獲得的F2 :使親本IVP07-1001/4的植株與具有親本Dl的植株雜交，并使所得到的Fl后代植株自交，其中親本IVP07-1001/4的植株是基本上純合的、二倍體、可育且自交親和的但缺少生長活力的馬鈴薯品系，具有親本Dl的植株是優(yōu)良二倍體育種無性系，該無性系基本上非純合，非自交親和，但具有肉色呈黃色的優(yōu)良農(nóng)藝性狀并表現(xiàn)出優(yōu)良烹煮品質(zhì)，因為薯肉烹煮后不發(fā)灰。據(jù)估計，AGVDl是大約50%純合的，意思是親本不同的位點中大約50 %是純合的。根據(jù)本發(fā)明的植株包括育種編號為AGVD2的品系，所述品系的代表性苗種于2009年10月23日保藏于英國蘇格蘭阿伯丁的NCMB，保藏號為NCMB41664，育種編號為AGVD2，該品系代表通過以下方式獲得的(FlxFl)品系(或假F2):使如上所述的親本IVP07-1001/4的植株與如上所述的親本Dl的植株雜交，并使共用IVP07-1001/4親本但具有Dl親本的不同個體的個體Fl后代植株相互雜交。據(jù)估計,就親本不同的位點而言,AGVD2是大約25%純合的，。根據(jù)本發(fā)明的植株包括育種編號為AGVD3的品系，所述品系的代表性苗種于2009年10月23日保藏于英國蘇格蘭阿伯丁的NCMB，保藏號為NCMB41665，育種編號為AGVD3，該品系代表由以下方式獲得的BCl種群使如上所述的親本IVP07-1001/4的植株與如上所述的親本Dl的植株雜交，并使由此生成的Fl后代植株與IVP07-1001/4親本回交。據(jù)估計，就親本不同的位點而言，AGVD3是大約75%純合的。根據(jù)本發(fā)明的植株包括育種編號為AGVD17的品系，所述品系的代表性苗種于2010年10月5日保藏于英國蘇格蘭阿伯丁的NCMB，保藏號為NCMB41765，育種編號為AGVD17，該品系代表由以下方式獲得的F3種群使如上所述的親本IVP07-1001/4的植株與如上所述的親本D2的植株雜交，并使由此生成的Fl后代植株與IVP07-1001/4親本回交，接著進(jìn)行兩個步驟的自交。據(jù)估計，就親本不同的位點而言，AGVD17是大約80%純合的。本發(fā)明的植株非常適合作為輪回親本，其中附加的農(nóng)藝優(yōu)良性狀通過雜交滲入或通過其他方式例如轉(zhuǎn)基因方式引入。一旦多個農(nóng)藝優(yōu)良性狀被納入根據(jù)本發(fā)明的基本上純合、有生長活力、二倍體、可育、且自交親和的植株，則該植株就可作為生產(chǎn)商品F1雜交馬鈴薯苗種的優(yōu)良育種品系。同樣地，可提供第二優(yōu)良育種品系來充當(dāng)相反性別的親本，使得兩株植株都可以雜交以生產(chǎn)新穎馬鈴薯品種的商品F1苗種。均一雜交苗種的育種取決于若干技術(shù)條件。獲得均一雜交苗種的先決條件為i)可以在基本上純合的、二倍體、可育且自交親和的植株以及農(nóng)藝優(yōu)良性狀供體的植株之間進(jìn)行初始漸滲雜交，ii)可以在初始雜交的后代以及基本上純合的、二倍體、可育且自交親和的植株之間進(jìn)行回交，iii)可以使其后代自交。馬鈴薯品系A(chǔ)GVD1，AGVD2及AGVD3表現(xiàn)出這些特征，這些品系的單個植株可用于額外的漸滲雜交、回交及自交以獲得適合作為商品Fl雜交苗種的親本的優(yōu)良育種品系，其中商品Fl雜交苗種可長成新穎馬鈴薯品種的雜交馬鈴薯植株。根據(jù)本發(fā)明的高度優(yōu)選的植株是品系A(chǔ)GVD2的植株或其具有品系A(chǔ)GVD2的植株的·所有生理和形態(tài)特征的后代植株。根據(jù)本發(fā)明實施方式的實例而保藏的另一品系為AGVD17(NCMB 41765，保藏于2010年10月5日)。AGVD17的優(yōu)點在于是一種結(jié)合了生長活力和可育性并且塊莖產(chǎn)量為單株植株平均300克(鮮重)的高度純合品系(> 80%的純合性)。相關(guān)種群的個體植株甚至表現(xiàn)出單株植株500克的塊莖產(chǎn)量。這些數(shù)據(jù)在從幼苗培育而來的田間種植植株中產(chǎn)生。無性系繁殖而來的馬鈴薯植株一般產(chǎn)出的塊莖重量比由幼苗培育而來的植株高50% -100%。因此，用本文所述的植株的鮮重克數(shù)表示的塊莖產(chǎn)量-當(dāng)在正常歐洲西北部夏季的條件下種植在黏土土壤中時，進(jìn)行無性繁殖且從塊莖培育而成-期望達(dá)到單株植株至少約1000克鮮重的水平。因此，品系A(chǔ)GVD17尤其顯示了使本發(fā)明的個體優(yōu)良品系(即自交親和、可育且基本上純合)互交以獲得本發(fā)明目的的雜交苗種的可能性。因此，根據(jù)本發(fā)明的另一高度優(yōu)選的植株是品系A(chǔ)GVD17的植株或其具有品系A(chǔ)GVD17的植株的所有生理和形態(tài)特征的后代植株。雜交種采用圖I示出的本發(fā)明的方法生產(chǎn)本發(fā)明的雜交植株。通過使兩種基本上純合的優(yōu)良馬鈴薯親本育種品系雜交生產(chǎn)本發(fā)明的雜交植株，該品系包括多個農(nóng)藝優(yōu)良性狀，所述農(nóng)藝優(yōu)良性狀選自由抗蟲性、線蟲抗性、抗病性(包括但不限于抗鏈霉菌導(dǎo)致的瘡痂病、粉痂病、絲核菌、銀腐病、致病疫霉)、除草劑抗性、耐寒性、耐旱性、耐濕性、耐干腐和濕腐、耐鹽性、抗低溫糖化及抗塊莖脫水所組成的組。除了這些農(nóng)藝優(yōu)良性狀之外，親本育種品系可表現(xiàn)出專用市場所需的特征，比如優(yōu)良塊莖皮色、優(yōu)良塊莖形狀、優(yōu)良塊莖肉色、優(yōu)良塊莖的味道、優(yōu)良塊莖淀粉含量、優(yōu)良塊莖干物質(zhì)含量、優(yōu)良塊莖烹煮品質(zhì)或優(yōu)良塊莖炸制品質(zhì)。除了市場專用特征之外，親本育種品系雜交時優(yōu)選生成雜交種，該雜交種表現(xiàn)出有益性狀，如有益生長速率、有益塊莖產(chǎn)量、有益塊莖大小、有益塊莖貯藏性、有益塊莖休眠期、有益塊莖保存期、有益塊莖片加工品質(zhì)及有益塊莖均一度。本發(fā)明現(xiàn)在提供一組馬鈴薯植株或一組馬鈴薯植株品系，該植株或植株品系為二倍體(2n);基本上純合(在所有等位基因上優(yōu)選大于60% );自交親和；可育；及有生長活力。目前已證明在單一馬鈴薯植株(品系)中提供所有這些特征的組合是不可能的。本發(fā)明的這組馬鈴薯植株可用于生產(chǎn)新型品種或栽培品種。本發(fā)明尤其涉及一組至少兩株二倍體(2n)、基本上純合(在所有等位基因上優(yōu)選大于60% )、自交親和、可育、有生長活力的植株，該植株可雜交生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的雜交品種。馬鈴薯苗種育種的新方法新型馬鈴薯植株的提供首次實現(xiàn)了本發(fā)明的方法。發(fā)明人生產(chǎn)出了基本上純合、二倍體、有生長活力、可育且自交親和的馬鈴薯植 株，該植株在其基因組內(nèi)具有賦予植株來自適宜二倍體供體品系的農(nóng)藝優(yōu)良性狀的編碼基因的核酸序列。所述核酸序列是具有農(nóng)藝優(yōu)良性狀的馬鈴薯種質(zhì)漸滲的結(jié)果。習(xí)慣上，至少在除了馬鈴薯的大多數(shù)物種中，原則上在僅僅兩代中就可通過采用被稱為加倍單倍體(Doubled Haploid, DH)技術(shù)的方法使未受精生殖細(xì)胞(比如卵細(xì)胞或花粉細(xì)胞)產(chǎn)生的單單倍體加倍，就可獲得純合植株。這對馬鈴薯來說是不可能的，因為迄今為止產(chǎn)生的植株由于隱性有害基因的表達(dá)而表現(xiàn)為不可育。發(fā)明人對DH法進(jìn)行了長期試驗，但發(fā)現(xiàn)不是成功的方法。發(fā)明人使用的策略是，重復(fù)自交、回交并雜交單個自交親和得馬鈴薯品系的馬鈴薯種質(zhì)以及一個或多個具有農(nóng)藝性狀的自交不親和的馬鈴薯品系的馬鈴薯種質(zhì)。本發(fā)明的純合植株是通過連續(xù)自交二倍體馬鈴薯植株并針對可育后代(自交親和性固有選擇除外)進(jìn)行選擇來獲得。這是一種全新的方法，如在現(xiàn)有技術(shù)方法中，通過針對農(nóng)藝性狀(比如后代植株的塊莖形成或一般生長特征)進(jìn)行選擇來獲得植株，而不是針對自交的可育后代進(jìn)行選擇來獲得植株。此外，與現(xiàn)有技術(shù)方法不同，利用二倍體植株品系代替四倍體植株進(jìn)行該程序。出乎意料地，該嶄新的方法被證明可成功獲得不斷純合的二倍體、自交親和、可育的后代植株。此外，當(dāng)與具有有益性狀(比如白色塊莖或抗性)的二倍體品系的植株(異交)雜交時,將這些性狀弓I入基本上純合的種質(zhì),而不會喪失自交親和性以及可育性。實質(zhì)上，獲得植株的方法如下起點為二倍體、自交親和的馬鈴薯品系(根據(jù)保藏編號AGVD1，AGDV2，AGDV3和AGVD17保藏的合適品系的實例)?？偟膩碚f，由于含有Sli基因而體現(xiàn)自交親和性的品系可用作起點。使二倍體自交親和品系的植株自交，對從攜帶苗種的果實獲得的苗種進(jìn)行播種，生長成后代植株。帶花的后代植株再次自交，再次對從攜帶苗種的果實獲得的苗種進(jìn)行播種，生長成后代植株。不關(guān)注或極少關(guān)注該階段植株的農(nóng)藝性狀。植株可能看起來枯萎而虛弱，只有少量的花。盡管如此，重復(fù)自交至少三次，優(yōu)選4或5或6-8次。如此，基本上通過自交并針對產(chǎn)生可育后代的植株進(jìn)行選擇，從而獲得基本上純合、可育、自交親和、二倍體的馬鈴薯植株的品系。接下來，使該品系的植株與不相關(guān)的基本上雜合的二倍體馬鈴薯品系、優(yōu)選包含農(nóng)藝優(yōu)良性狀的品系的植株雜交，從而在基本上純合的可育、自交親和的二倍體馬鈴薯基因型中添加農(nóng)藝優(yōu)良性狀?；旧想s合的品系(該術(shù)語只反映品系不是本文所用的基本上純合的品系)發(fā)揮農(nóng)藝優(yōu)良性狀供體的作用，在這種情況下為農(nóng)藝優(yōu)良性狀為生長活力。使由此生成的雜交種自交和/或與自交親和的品系回交，同時針對較高生長活力進(jìn)行選擇。這樣，提高了基本上純合的、可育、自交親和的二倍體馬鈴薯植株品系的生長活力，同時農(nóng)學(xué)上改良了該品系。因此這些步驟的結(jié)果是獲得有生長活力的、可育、純合、自交親和的二倍體馬鈴薯。生長活力可通過與其他基本上雜合的二倍體馬鈴薯品系雜交得到進(jìn)一步提高，其中額外的品系充當(dāng)附加農(nóng)藝優(yōu)良性狀的供體，接著進(jìn)行自交和/或與自交親和品系回交，同時針對這些附加性狀進(jìn)行選擇，這些附加步驟的結(jié)果是提供二倍體馬鈴薯育種品系。為了生產(chǎn)優(yōu)良二倍體馬鈴薯育種品系，通過互交、自交及回交同時針對提供給育種品系的農(nóng)藝優(yōu)良性狀進(jìn)行連續(xù)選擇，并建立表現(xiàn)出與其他品系有良好配合力的品系來進(jìn)一步提高育種品系的育種價值。利用試驗雜交對配合力進(jìn) 行評估。最后，可通過使表現(xiàn)出良好配合力的個體優(yōu)良二倍體馬鈴薯育種品系雜交來生產(chǎn)雜交馬鈴薯栽培品種。使純合親本雜交得到的苗種是均一的雜交實生馬鈴薯苗種。利用本發(fā)明的方法，一般來說，7-8次自交會導(dǎo)致獲得基本上純合的植株，但技術(shù)人員要理解也可使用更多代自交。同樣，較少的代，例如六代可用于提供本發(fā)明的基本上純合的植株?；亟淮臄?shù)量甚至可減到三代以便利用分子遺傳標(biāo)記時達(dá)到95%以上的純合性?；旧?，生產(chǎn)雜交馬鈴薯栽培品種的新方法提供了在大約5年內(nèi)生產(chǎn)新型馬鈴薯品種的可能性。實例5中提供了從AGVD17(F3品系)開始生產(chǎn)雜交馬鈴薯的具體過程。該品系的純合性> 80%，因而需要進(jìn)行極少數(shù)的自交以獲得純合性大約為95% -100%的植株。此外，AGVD17如本文所述已具有生長活力。本發(fā)明現(xiàn)在提供一種生產(chǎn)遺傳上同源或均一的實生馬鈴薯苗種(TPS)的方法。該方法尤其用于防止病毒感染在馬鈴薯代與代之間傳播的方法，還克服了與經(jīng)典馬鈴薯育種、“種用”馬鈴薯生產(chǎn)、運(yùn)輸及栽培相關(guān)的許多其他問題。此外，目前生產(chǎn)雜交苗種的親本材料可按苗種的形式保存，不按根據(jù)傳統(tǒng)TPS生產(chǎn)的要求的營養(yǎng)材料的形式保存。本發(fā)明在一方面提供一種生產(chǎn)雜交馬鈴薯品種的方法，包括利用本文提供的保存植物材料作為起始物料?；蛘?，可開發(fā)不同于本文參考的貯藏品的其他基本上純合、有生長活力、二倍體、可育且自交親和的植株品系，利用本文的說明，從早期階段開始進(jìn)行雜交馬鈴薯栽培品系的生產(chǎn)，因為發(fā)明人已證實這條路線是成功的，雖然有點費力。替代性育種材料同樣是有生長活力的、基本上純合的、二倍體、可育且具有自交親和性的材料。第一步,早期發(fā)育可包括提供第一馬鈴薯栽培品系(Solanum tuberosum)或相關(guān)可雜交物種(一般是生塊莖的爺屬(Solanum))。接下來，使所述植株發(fā)育成自交親和的二倍體馬鈴薯植株的品系，優(yōu)選馬鈴薯(Solanum tuberosum)。二倍體馬鈴薯通常是自交不親和的。可適當(dāng)從相關(guān)物種中引入自交親和性(例如參見 Hermsen, J. G. Th. 1978, Euphytica 27,1-11)。然后使由此產(chǎn)生的自交親和的二倍體馬鈴薯植株的品系發(fā)育成純合、可育、自交親和的二倍體馬鈴薯品系。純合二倍體可通過花藥培養(yǎng)物(Jacobsen和Sopory, 1977,Theor. Appl. Genet. 52,119-123)，胚珠培養(yǎng)物或重復(fù)自交(Phumichai&Hosaka, 2006,Euphytica 149,251-258)使單倍體加倍(Uijtewaal 等，1987, Theor. Appl. Genet. 73，751-78)來獲得。單倍體加倍的方法用于生產(chǎn)純合、可育、自交親和的二倍體馬鈴薯品系，構(gòu)成本文所述的有生長活力的植株的基礎(chǔ)。接下來，將純合、可育、自交親和的二倍體馬鈴薯品系培育成有生長活力的純合、可育、自交親和的二倍體馬鈴薯品系。通過與其他二倍體馬鈴薯植株雜交、自交并回交同時針對得到較高的生長活力進(jìn)行選擇可提高生長活力。必須注意的是，大種群是必需的，且即使對用作農(nóng)藝優(yōu)良性狀供體的某些不相關(guān)的、基本上雜合的二倍體馬鈴薯品系來說，在1000株植株的種群中只發(fā)現(xiàn)極少的自交親和植株。通常，此類嘗試被終止，只有當(dāng)10% -50%左右的后代植株為自交親和植株時(比如在下列實例2中D2的情況下)，供體品系才表現(xiàn)出優(yōu)良的一般配合力且可預(yù)見農(nóng)藝性狀成功引入到了自交親和系。接下來，將有生長活力的、純合、可育、自交親和的二倍體馬鈴薯品系培育成二倍體馬鈴薯育種品系。最優(yōu)選地，生產(chǎn)至少兩種獨立的、有生長活力的、可育、純合、自交親和的二倍體馬鈴薯品系，并培育至少兩種不同的二倍體馬鈴薯育種品系。育種品系具有大量的農(nóng)藝優(yōu)良性狀。通過與其他二倍體馬鈴薯植株雜交、自交并回交同時針對這些性狀進(jìn)行 選擇來引入農(nóng)藝優(yōu)良性狀。該育種程序可包括測試是否患病，例如嫩枝或塊莖是否無病，或是否抗病。接下來，將二倍體馬鈴薯育種品系培育成優(yōu)良二倍體馬鈴薯育種品系。這通過互交、自交并回交同時針對農(nóng)藝優(yōu)良性狀進(jìn)行連續(xù)選擇以提高育種價值來實現(xiàn)。在這個階段進(jìn)行試驗雜交以評估一般配合力。現(xiàn)在可以采用已知方法例如利用秋水仙素等進(jìn)行化學(xué)處理，或使用組織培養(yǎng)物使基因組自發(fā)加倍，從而將二倍體優(yōu)良品系培育成四倍體(4x)優(yōu)良品系。最后，使良好的配合育種品系雜交，從這些優(yōu)良二倍體或四倍體馬鈴薯育種品系生產(chǎn)馬鈴薯雜交栽培品系。獲得的苗種是均一的雜交實生馬鈴薯苗種。本發(fā)明的生產(chǎn)馬鈴薯雜交栽培品系的方法包括生產(chǎn)二倍體馬鈴薯育種品系的步驟。所述方法包括以下步驟(a)提供第一馬鈴薯植株，其中所述第一馬鈴薯植株是二倍體、自交親和且基本上純合的馬鈴薯品系的植株，優(yōu)選有生長活力的、可育、純合、自交親和的二倍體馬鈴薯品系的植株，更優(yōu)選二倍體馬鈴薯育種品系的植株；(b)提供馬鈴薯品系的第二馬鈴薯植株，其中所述第二馬鈴薯植株具有任意倍性、優(yōu)選二倍性、和/或任意純合性，其中所述第二馬鈴薯植株充當(dāng)農(nóng)藝優(yōu)良性狀的供體，該性狀滲入所述第一馬鈴薯植株的所述基本上純合的品系或至少滲入所述第一植株和第二植株雜交產(chǎn)生的后代植株,其中所述性狀選自由抗蟲性、線蟲抗性、抗病性(包括但不限于抗鏈霉菌導(dǎo)致的瘡痂病、粉痂病、絲核菌、銀腐病、致病疫霉)、除草劑抗性、生根能力、耐寒性、耐旱性、耐濕性、耐干腐和濕腐、耐鹽性、抗低溫糖化、生長速率、塊莖培育缺陷(例如畸形塊莖或損壞塊莖)，塊莖產(chǎn)量、塊莖大小、塊莖皮色、芽眼深度、塊莖形狀、塊莖肉色、塊莖的味道、塊莖貯藏性，塊莖脫水抗性、塊莖淀粉含量、塊莖干物質(zhì)含量、塊莖烹煮品質(zhì)、塊莖炸制品質(zhì)、塊莖片加工品質(zhì)、塊莖均一度及抗低溫糖化所組成的組。提供這兩個植株之后，該方法包括步驟(C)使所述第一馬鈴薯植株和第二馬鈴薯植株進(jìn)行異花授粉使得所述親本植株之一結(jié)出攜帶苗種的果實(果實)，從所述果實中采集所述苗種以提供雜交后代苗種。然后苗種生長成植株，針對包括供體植株農(nóng)藝優(yōu)良性狀的植株進(jìn)行直接選擇或在附加的自交和回交步驟之后進(jìn)行選擇，如植株育種領(lǐng)域所熟知的一樣。在這些方法中，使用標(biāo)記來協(xié)助育種過程。雜交后代苗種優(yōu)選生長成植株，并接著與輪回親本品系回交。以下步驟對上述方法的任何一種并不是必需的。然而，這些附加步驟可通過種植本發(fā)明的苗種生產(chǎn)消費塊莖，和/或可生產(chǎn)新的純合、自交親和的二倍體優(yōu)良育種品系，該優(yōu)良育種品系充當(dāng)親本將另外的性狀融入后代。本發(fā)明的植株是可育的且由生長活力的。通過以下進(jìn)一步的步驟獲得額外的好處(d)使所述苗種發(fā)育成雜交后代馬鈴薯植株，(el)從所述雜交后代馬鈴薯植株收獲塊莖以提供攜帶所述性狀的塊莖，(e2)使所述雜交后代馬鈴薯植株自交或使所述雜交后代馬鈴薯植株與所述第一 馬鈴薯植株的所述品系的馬鈴薯植株回交，從而進(jìn)一步提供攜帶所述性狀的其他后代植株，其中所述后代植株在每個回交或自交步驟之后不斷純合。優(yōu)選地，用于上述方法的所述第二馬鈴薯植株為上述步驟(d)中所述的且采用上述方法獲得的雜交后代馬鈴薯植株。最優(yōu)選地，用于上述方法的所述第二馬鈴薯植株為上述步驟(e2)中所述的且采用上述方法獲得的雜交后代馬鈴薯植株。優(yōu)選地，所述步驟(e2)包括在2至7次回交的過程中利用品系A(chǔ)GVD1，AGVD2，AGVD3或AGVD17的植株作輪回親本并測試后代植株是否存在性狀(例如控制性狀的等位基因純合或雜合)，然后進(jìn)行一次或二次(或多次)自交，以提供與種群AGVDl，AGVD2，AGVD3或AGVD17的植株基因相同的基本上純合的植株，但其中控制性狀的等位基因以雜合形式，優(yōu)選以純合形式存在。該植株具有至少一個種群AGVD1，AGVD2，AGVD3或AGVD17中不可獲得的額外等位基因。上述方法現(xiàn)在提供一種以種群AGVDl，AGVD2，AGVD3或AGVD17為背景生產(chǎn)純合育種品系或優(yōu)良育種品系的育種過程，將額外等位基因先后添加至該背景中，從而提供具有優(yōu)良性狀的優(yōu)良育種品系。本發(fā)明的方法現(xiàn)在首次提供一種防止病毒感染在馬鈴薯代與代之間傳播的方法，同時還解決了與馬鈴薯新品種育種和商品化生產(chǎn)食用馬鈴薯有關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)的許多其他問題。這通過提供實生馬鈴薯苗種，即植物苗種變得可能，該苗種可長成結(jié)出食用塊莖的馬鈴薯植株，且該苗種是由雜交得到，其親本的至少一個是二倍體、自交親和、基本上純合的馬鈴薯品系的植株，優(yōu)選所述苗種由雜交得到，其兩個親本都是二倍體、自交親和、基本上純合的馬鈴薯品系的植株。由此，新方法的主要優(yōu)勢在于，可有效防止不在配子和苗種之間傳播的病毒感染的傳播。發(fā)明人現(xiàn)在提供一種進(jìn)一步育種純合品系的方法，該方法容易操作，與現(xiàn)有技術(shù)近交系相比表現(xiàn)出提高可育性及植株生長活力同時維持自交親和性及高純合性。要理解，正如在蕃茄中一樣，并不總是需要100%的純合性來提供有效育種方案。只要維持自交親和性即可。現(xiàn)在首次成功展示了將農(nóng)藝優(yōu)良或有益性狀遺傳傳遞至純合馬鈴薯品系。根據(jù)本文提供的手段和方法，技術(shù)人員能夠根據(jù)自己的種質(zhì)成功生產(chǎn)純合馬鈴薯育種品系。此外，技術(shù)人員要理解利用已提供的手段和方法能夠?qū)⒏郊有誀罱Y(jié)合到目前提供的自交親和且基本上純合的品系以便建立富有農(nóng)藝優(yōu)良性狀且其本身可充當(dāng)商業(yè)育種的種質(zhì)的品系種群。實例實例I.育種程序及系譜概述多次嘗試生成純合、可育、自交親和的二倍體馬鈴薯基因型，但不成功。這些努力包括形成加倍單倍體，隨后篩選可育 花。采用了幾種方法如花藥培養(yǎng)來使復(fù)制單倍體并最終將單倍體純合植株加倍，采用重復(fù)自交不斷提高現(xiàn)有二倍體種質(zhì)的純合性，利用馬鈴薯(S. phure ja)作為花粉供體進(jìn)行皮刺授粉以誘導(dǎo)未受精卵細(xì)胞的胚胎形成。特別是，通過分析兩百萬以上的后代(但都未成功)大規(guī)模進(jìn)行后一種方法。這些測試的結(jié)果不會生成有生長活力的自交親和植株。通過公共種質(zhì)所生成的品系的植株進(jìn)行多代自交獲得基本上純合的馬鈴薯品系，其中該植株具有控制自交親和性的Sli基因(Phumichai等，Euphytica(2006) 148 227-234)。這些植株，在本文中記為“H”或IVP07-1001/4，生長狀態(tài)不佳，具有極少的花，每顆果實只有幾粒苗種。此外，植株非常小(最大60cm)。植株幾乎不生產(chǎn)塊莖，形成的塊莖也非常小(平均塊莖重量大約為5克/塊莖)?？傊?，植株不具有商品化馬鈴薯育種的價值，因為表現(xiàn)出的植株重量和塊莖產(chǎn)量是還不到二倍體育種品系RH89-039-16的20%。植株僅僅包含在基因組多個位點上的純合等位基因，是自交親和的二倍體植株。2008年的夏季，IVP07-1001/4系的植株與不同二倍體供體系(Dl，D2和D3，參見圖2獲得完整的系譜)雜交。Dl是早熟系，具有長橢圓形塊莖，淡黃色肉，優(yōu)良烹煮炸制品質(zhì)及優(yōu)良烹煮品質(zhì)，用作父本(表6)。由此產(chǎn)生的后代在該實例中記為Fl (Dl)。以相同方式使用供體D2作為母本獲得其他Fl后代植株。D2是基本上不純合的，非自交親和的，但具有優(yōu)良農(nóng)藝性狀如初期烹煮，橢圓塊莖，黃色薯肉，優(yōu)良烹煮片加工品質(zhì)等的優(yōu)良二倍體育種無性系。廣生了記為Fl (D2)的品系。上述Fl的(Dl)自交生產(chǎn)F2 (D2)。該品系按照育種編號AGVDl進(jìn)行保存。據(jù)估計，AGVDl大約具有50%的純合性，意思是大約50%的親本不同的位點是純合位點。Fl(Dl)與F1(D2)雜交生產(chǎn)假F2。該品系(F2 (D1/2))按照育種編號AGVD2進(jìn)行保存。據(jù)估計，AGVD2包含大約25%的源自IVP07-1001/4的純合等位基因。Fl 的(Dl)還與 IVP07-1001/4 回交生產(chǎn) BCl 品系。該品系(BCl (Dl)和 BCl (D2))按照育種編號AGVD3進(jìn)行保存。據(jù)估計，就親本不同的位點而言，AGVD3大約具有75%的純合性。以類似方式利用供體D3作為母本獲得其他Fl后代植株。D3是具有黃色薯肉和抗性基因R3、Hl、Gpa2、RXadg的二倍體育種無性系。產(chǎn)生了記為Fl (D3)的品系。與上述類似，F(xiàn)l (D3)自交生成F2(D3)并與Sli基因供體回交生成BCl (D3)后代。Fl(Dl)與F1(D2)雜交生產(chǎn)假F2。該品系(F2 (D1/2))按照育種編號AGVD2進(jìn)行保存。據(jù)估計，就親本不同的位點而言，AGVD2大約具有25%的純合性。Fl(Dl)與IVP07-1001/4回交生產(chǎn)BCl品系。該品系(BCl(Dl))按照育種編號AGVD3進(jìn)行保存。據(jù)估計，就親本不同的位點而言，AGVD3大約具有75%的純合性。BCl冬天在種苗場中自交，產(chǎn)生BClSl種群。次年夏季(2010)，將F2、假F2及BClSl播種在種苗場內(nèi)的苗床上，被移植到小型泥炭盆中。2010年6月，將幼苗移植到荷蘭的粘土性和沙土性的田里?？傆?5000株以上的植株由幼苗培育而來并針對自交親和性以及優(yōu)良塊莖品質(zhì)和產(chǎn)量進(jìn)行選擇。大多數(shù)F2和BClSl種群表現(xiàn)出自交親和性的特低頻率。選擇具有合理優(yōu)良果實和種苗的少數(shù)植物用于后代測定，不用進(jìn)一步進(jìn)行農(nóng)藝評價。只有源自D2x H雜交的兩個F2種群表現(xiàn)出25%的自交親和性。對大部分自交親和種群，最多在每個種群中選擇十五株具有優(yōu)異塊莖品質(zhì)和數(shù)量的植株進(jìn)行后代測定。假F2的植株比其他種群更具生長活力，或許是由于這些植株未包含任何具有供體親本的純合等位基因的位點。這些種群之一表現(xiàn)出50%以上的自交親和性。與上述類似地，也在大多數(shù)自交親和種群中最多選擇十五株植株進(jìn)行后代測定。此外，利用田間自交親和植株作為二至十二株供體D1-D19植株的花粉供體進(jìn)行雜交(實例3)。評估塊莖品質(zhì)和數(shù)量后，在缺少足夠雜交數(shù)量的情況下，只選擇具有選定的植物或其全同胞的雜交進(jìn)行后代測定。這樣，在每代中，針對植株的自交親和性及優(yōu)良農(nóng)藝性狀進(jìn)行選擇。采集這些被選 擇植株的自交果實的苗種進(jìn)行進(jìn)一步測定以便生成純合品系。此外，使被選擇的植株與其他二倍體供體或其他育種品系雜交以增加遺傳變異。這些Fl苗種是雜合的，需要進(jìn)行幾輪近交生成具有所需性狀的純合后代。這樣，每年都可進(jìn)行兩代的選擇、自交和雜交。利用特異性狀的診斷標(biāo)記以及隨機(jī)標(biāo)記來選擇輪回親本基因組，以利用標(biāo)記輔助育種進(jìn)一步加強(qiáng)所述過程。獲得優(yōu)良親本時，可通過兩代至三代回交及兩代自交制作這些品系的衍生物。實例2.自交親和的二倍體馬鈴薯育種I 簡介二倍體馬鈴薯的常見特征為自交不親和性(Self-incompatibility, SI);自體受精后，無重要后代生成。已對源自查科爺(Solanum chacoense)的S位點抑制基因(Sli)進(jìn)行了描述(Euphytica 99，191-197，1998)以抑制自交不親和性并使二倍體馬鈴薯表現(xiàn)自交親和(Self-compatible, SC)。重復(fù)自交后，生成了與純合、自交親和的二倍體馬鈴薯關(guān)系密切的無性系(Genome 48，977-984，2005)。這些無性系的農(nóng)業(yè)品質(zhì)極差，反映在發(fā)芽不良，植株生長不良，塊莖品質(zhì)差，塊莖產(chǎn)量不佳。2.實驗2. I 材料為了培育出具有較高水平農(nóng)藝性狀的自交親和馬鈴薯無性系，使Sli基因供體與記為IVP97-079-9，IVPAA-096-18和SH83-92-488的多種馬鈴薯無性系雜交。這些無性系可從荷蘭瓦格寧根大學(xué)植物育種實驗室的R. C. B. Hutten博士處獲得。本文所用的這些無性系分別被記為D1，D2和D3。后代(Fl)自交并與Sli基因供體回交分別生成F2和BCl種群。BCl自交生成BClSl種群。要進(jìn)行所有這些雜交和自體受精，植株除了具有自交親和性之外沒有任何其他選擇。2.2.評估冬季試驗中的后代進(jìn)行中間試驗時，幾個隨機(jī)BCl和F2子代在加熱溫室中用人工燈光培養(yǎng)16小時，此時外界溫度為零度以下持續(xù)幾乎三個月。根據(jù)人工授粉后帶果實的植株數(shù)量評估自交親和％，根據(jù)單株植株的塊莖重量評估產(chǎn)量(表2)。結(jié)果
Sli供體為自交親和(SC)供體，大部分Fl和BCl植株也是自交親和植株，而少數(shù)F2植株是自交親和植株。Sli供體表現(xiàn)出極低塊莖產(chǎn)量，而BCl和一個F2大約是Fl塊莖產(chǎn)量的50%。一些BCl植株的塊莖產(chǎn)量與Fl植株的塊莖產(chǎn)量接近，一些(未經(jīng)選擇的)F2植株比最弱的Fl植株要好。表2.引入Sli基因的二倍體馬鈴薯育種程序的冬季生長植株的一些特征
權(quán)利要求
1.一種二倍體、可育、自交親和且基本上純合的馬鈴薯品系，包括平均塊莖產(chǎn)量為用克表示單株植株至少200克鮮重的植株。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的馬鈴薯品系，其中除了所述塊莖產(chǎn)量外，所述品系還包括至少一個，更優(yōu)選至少2、3、4、5或6個農(nóng)藝優(yōu)良性狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的馬鈴薯品系，其中所述至少一個農(nóng)藝優(yōu)良性狀選自由抗蟲性、線蟲抗性、抗病性(包括但不限于抗鏈霉菌導(dǎo)致的瘡痂病、粉痂病、絲核菌、銀腐病、致病疫霉)、除草劑抗性、耐寒性、耐旱性、耐濕性、耐干腐和濕腐、耐鹽性及抗低溫糖化所組成的組。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的馬鈴薯品系，其中所述品系的植株成熟時葉子和嫩枝的平均鮮重達(dá)到單株植株至少500克。
5.一種權(quán)利要求I至4中任一項所述的品系的植株。
6.—種權(quán)利要求5所述的植株的苗種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的苗種，其中所述苗種是均一雜交馬鈴薯苗種。
8.—種生產(chǎn)二倍體、可育、自交親和且基本上純合的馬鈴薯品系的方法，所述馬鈴薯品系包括平均塊莖產(chǎn)量為用克表示單株植株至少200克鮮重的植株，所述方法包括 (a)提供第一馬鈴薯植株，其中所述第一馬鈴薯植株是二倍體、可育、自交親和且基本上純合的第一馬鈴薯品系的植株； (b)提供第二馬鈴薯植株，其中所述第二馬鈴薯植株是具有任意純合性的二倍體或四倍體馬鈴薯品系的植株，所述第二馬鈴薯植株的所述品系包括平均塊莖產(chǎn)量為用克表示單株植株至少200克鮮重的植株； (c)使所述第一馬鈴薯植株和第二馬鈴薯植株進(jìn)行異花授粉以提供苗種并采集所述苗種，從而提供雜交后代苗種形式的后代； (d)將所述雜交后代苗種培育成為雜交后代馬鈴薯植株種群，并從所述種群植株中選擇塊莖產(chǎn)量為用克表示單株植株至少200克鮮重的植株； (e)使所述雜交后代馬鈴薯植株自交或使所述雜交后代馬鈴薯植株與所述第一馬鈴薯植株的所述品系的馬鈴薯植株回交、自交或回交I至8次，從而提供二倍體、自交親和且基本上純合的馬鈴薯育種品系，所述馬鈴薯育種品系包括平均塊莖產(chǎn)量為用克表示單株植株至少200克鮮重的植株。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中重復(fù)所述步驟a-e，并且其中步驟b包括提供所述第二馬鈴薯植株，其中所述第二馬鈴薯植株是提供附加的農(nóng)藝優(yōu)良性狀的供體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述性狀選自由抗蟲性、線蟲抗性、抗病性(包括但不限于抗鏈霉菌導(dǎo)致的瘡痂病、粉痂病、絲核菌、銀腐病、致病疫霉)、除草劑抗性、耐寒性、耐旱性、耐濕性、耐干腐和濕腐、耐鹽性及抗低溫糖化所組成的組。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項所述的方法，其中所述第一馬鈴薯植株是馬鈴薯品系NCMB 41663, NCIMB 41664, NCIMB 41665或NCMB41765的植株，所述品系的代表性苗種保藏于英國蘇格蘭阿伯丁的NCMB，育種編號分別為AGVD1，AGVD2，AGVD3和AGVD17。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項所述的方法，其中所述第二馬鈴薯植株是二倍體、可育、自交親和且基本上純合的第二馬鈴薯品系的植株。
13.根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項所述的方法，其中所述第二馬鈴薯植株是二倍體、可育、自交親和的第二馬鈴薯品系的植株。
14.一種二倍體馬鈴薯育種品系，更優(yōu)選為優(yōu)良品系，其可采用權(quán)利要求8至13中任一項所述的方法獲得。
15.一種可由權(quán)利要求14所述的第一二倍體馬鈴薯育種品系的植株和第二二倍體馬鈴薯育種品系的植株雜交獲得的雜交馬鈴薯苗種，其中所述第一二倍體馬鈴薯育種品系的所述植株和第二二倍體馬鈴薯育種品系的所述植株根據(jù)分子標(biāo)記分析確定包含至少20%的相對純合位點。
16.一種生產(chǎn)均一雜交馬鈴薯苗種的方法，包括 (a)提供第一馬鈴薯植株，其中所述第一馬鈴薯植株是二倍體、可育、自交親和且基本上純合的第一馬鈴薯品系的植株， (b)提供第二馬鈴薯植株，其中所述第二馬鈴薯植株是二倍體、可育、自交親和且基本上純合的第二馬鈴薯品系的植株，其中所述第一植株和第二植株根據(jù)分子標(biāo)記分析確定包含至少20%的相對純合位點， (C)使所述第一馬鈴薯植株和第二馬鈴薯植株進(jìn)行異花授粉，允許所述親本植株中的一株結(jié)出帶苗種的果實，并從所述果實中采集所述苗種以提供雜交后代苗種形式的后代。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述第一馬鈴薯植株和第二馬鈴薯植株源自馬鈴薯品系，所述馬鈴薯品系包括平均塊莖產(chǎn)量為用克表示單株植株至少200克鮮重的植株，優(yōu)選地其中所述第一馬鈴薯植株和第二馬鈴薯植株為塊莖產(chǎn)量為單株植株至少200克鮮重的植株。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的方法，其中所述第一馬鈴薯植株和第二馬鈴薯植株中的至少一個包括至少一種農(nóng)藝優(yōu)良性狀，所述農(nóng)藝優(yōu)良性狀選自由抗蟲性、線蟲抗性、抗病性(包括但不限于抗鏈霉菌導(dǎo)致的瘡痂病、粉痂病、絲核菌、銀腐病、致病疫霉)、除草劑抗性、耐寒性、耐旱性、耐濕性、耐干腐和濕腐、耐鹽性及抗低溫糖化組成的組。
19.根據(jù)權(quán)利要求16至18所述的方法，其中所述第一馬鈴薯品系是包括Sli基因的、二倍體、自交親和且基本上純合的后代馬鈴薯植株，優(yōu)選其中所述第一馬鈴薯植株是馬鈴薯品系NCMB 41663, NCIMB 41664, NCIMB 41665或NCMB 41765的植株，或是所述植株的、二倍體、自交親和且基本上純合的后代馬鈴薯植株，所述品系的代表性苗種保藏于英國蘇格蘭阿伯丁的NCMB。
20.根據(jù)權(quán)利要求16至19中任一項所述的方法，其中所述第二馬鈴薯植株是二倍體、自交親和且基本上純合的馬鈴薯品系的第二植株，優(yōu)選所述品系包括附加的農(nóng)藝優(yōu)良性狀。
21.一種馬鈴薯品系 NCIMB 41663,NCIMB 41664,NCIMB 41665 或NCMB 41765 的苗種，所述品系的代表性苗種保藏于英國蘇格蘭阿伯丁的NCMB。
22.—種由權(quán)利要求16至20中任一項所述的方法生產(chǎn)的苗種。
23.一種通過培育權(quán)利要求16、21或22所述的苗種從而生產(chǎn)得到的雜交馬鈴薯植株或所述雜交馬鈴薯植株的一部分。
24.一種權(quán)利要求23所述的植株的花粉或胚珠。
25.—種權(quán)利要求23所述的植株的塊莖。
26.—種馬鈴薯植株，其具有權(quán)利要求23所述的植株的所有生理和形態(tài)特征。
27.一種權(quán)利要求23或26所述的植株的組織培養(yǎng)物。
28.一種由權(quán)利要求27所述的組織培養(yǎng)物繁殖得到的馬鈴薯植株，其中所述繁殖得到的馬鈴薯植株具有權(quán)利要求23所述的馬鈴薯植株的所有生理和形態(tài)特征。
29.—種生產(chǎn)雜交馬鈴薯苗種的方法，其中所述方法包括使第一馬鈴薯植株與第二馬鈴薯植株雜交，并收獲所生成的雜交馬鈴薯苗種，其中所述第一親本馬鈴薯植株和/或第二親本馬鈴薯植株是權(quán)利要求5所述的馬鈴薯植株，優(yōu)選其中所述第一親本馬鈴薯和第二親本馬鈴薯根據(jù)分子遺傳標(biāo)記分析確定具有至少20%的相對純合位點。
30.一種生產(chǎn)雜交馬鈴薯植株的方法，所述方法包括根據(jù)權(quán)利要求16至20或29中任一項所述的方法制造苗種并將所述苗種培育成馬鈴薯植株。
31.一種通過權(quán)利要求30所述的方法生產(chǎn)的馬鈴薯植株，或其塊莖。
32.一組至少兩種可互交純合二倍體、可育、自交親和且基本上純合的馬鈴薯品系，包括權(quán)利要求I至4中任一項所述的平均塊莖產(chǎn)量為用克表示單株植株至少200克鮮重的植株，其中所述組中的每個所述品系與另一個所述品系的不同之處在于根據(jù)分子遺傳標(biāo)記分析確定具有至少20%的相對純合位點。
33.一種二倍體、可育、自交親和且基本上純合的馬鈴薯品系，所述馬鈴薯品系包括平均塊莖產(chǎn)量為用克表示單株植株至少200克鮮重的植株，通過以下方式獲得 (a)提供第一馬鈴薯植株，其中所述第一馬鈴薯植株是二倍體、可育、自交親和且基本上純合的第一馬鈴薯品系的植株， (b)提供第二馬鈴薯植株，其中所述第二馬鈴薯植株是二倍體馬鈴薯品系的植株，所述品系的平均塊莖產(chǎn)量為用克表示單株植株至少200克鮮重， (c)使所述第一馬鈴薯植株和第二馬鈴薯植株進(jìn)行異花授粉，允許所述親本植株中的一株結(jié)出帶苗種的果實，并從所述果實中采集所述苗種以提供雜交后代苗種形式的后代， (d)將所述雜交后代苗種培育成為雜交后代馬鈴薯植株， (e)使所述雜交后代馬鈴薯植株與所述第一馬鈴薯植株的所述品系的馬鈴薯植株回交，從后代植株中選擇得到二倍體、自交親和且有生長活力的植株，所述植株塊莖產(chǎn)量為用克表示單株植株至少200克鮮重， (f)使所述二倍體且自交親和的有生長活力的植株自交I至8次，同時針對(e)中所述的自交親和和生長活力進(jìn)行選擇。
34.一種雜交馬鈴薯苗種，播種時所述馬鈴薯苗種產(chǎn)出二倍體、可育、自交親和且基本上純合的馬鈴薯植株，所述馬鈴薯植株平均塊莖產(chǎn)量為用克表示單株植株至少200克鮮重，所述植株通過以下方式獲得 (a)提供二倍體、可育、自交親和且基本上純合的第一馬鈴薯品系，所述第一馬鈴薯品系包括平均塊莖產(chǎn)量為用克表示單株植株至少200克鮮重的植株， (b)提供二倍體、可育、自交親和且基本上純合的第二馬鈴薯品系，所述第二馬鈴薯品系包括平均塊莖產(chǎn)量為用克表示單株植株至少200克鮮重的植株，其中所述第一植株和第二植株根據(jù)分子標(biāo)記分析確定包含至少20%的相對純合位點， (c)使所述第一馬鈴薯植株和第二馬鈴薯植株進(jìn)行異花授粉，允許所述親本植株中的至少一株產(chǎn)生帶苗種的果實，并從所述果實中采集所述苗種以提供雜交后代苗種形式的后代。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種二倍體、可育、自交親和且基本上純合的馬鈴薯品系，其中所述品系包括生長活力等農(nóng)藝優(yōu)良性狀。本發(fā)明還涉及一種生產(chǎn)這種植株的方法，一種使該純合馬鈴薯品系雜交獲得的雜交苗種，以及一種由所述苗種生長得到的馬鈴薯植株。
文檔編號A01H5/04GK102770017SQ201080059512
公開日2012年11月7日 申請日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月26日
發(fā)明者H·J·凡?？? R·C·B·胡特恩, T·P·斯豪特, W·H·林德豪特, 理查德·杰拉爾德斯·弗朗西斯庫斯·菲瑟 申請人:艾格文冊爾有限公司