采用什么方法，均需要在分子水平上知道靶標(biāo)基因。已經(jīng)描述了導(dǎo)致SDR-類 型的減數(shù)分裂的馬鈴薯的許多隱性突變體（pcpc、osos、fcfc) (Carputo，D.等人，（2003) Genetics 163,287-294)。此外，對于玉米，elongatel突變導(dǎo)致了第二次減數(shù)分裂的缺失 (Bareli, PJ和 Grossniklaus, U. (2005)Plant J. 43,309-320)〇
[0069] 盡管在這些特定實例中已經(jīng)突變的基因還沒有在分子水平上被鑒定，但是技術(shù)人 員將能夠這樣做，并因而這些基因和其他仍未知的基因是使用分子抑制技術(shù)在靶物種中獲 得SDR的極好的候選者。本發(fā)明涉及近反向育種的一般原理，并且不是所有可能的在起始 生物體中誘導(dǎo)SDR的實施方案已經(jīng)得以描述這一事實對于本發(fā)明來說是無關(guān)的。
[0070] 上面描述的基因的備選方案可以在基因如DUET (Venkata Reddy等人，（2003) Development 130,5975-5987)和 CYCl ;2(Wang 等人，（2004)Plant Physiology 136,4127-4135)中找到，所述基因已經(jīng)對于擬南芥（Arabidopsis thaliana)進(jìn)行了描述， 并且所述基因在突變后導(dǎo)致異常形式的減數(shù)分裂。
[0071] 在這些突變體中的二倍體減數(shù)分裂產(chǎn)物是SDR樣的，并因而DUET和CYCl ;2以及 它們在其他植物物種中的功能同系物是獲得SDR類型的減數(shù)分裂的候選靶基因。
[0072] 另外一個候選靶基因是 TETRASPORE/STUD (Yang 等人，（2003) Plant J. 34, 229-240)，其在敲除后導(dǎo)致減數(shù)分裂后細(xì)胞分裂的缺失。tetraspore/stud突變體的 小孢子的二倍體再生體可以是SDR樣的。
[0073] -旦已經(jīng)獲得SDR-O植物，可以進(jìn)一步在分子上進(jìn)一步對它們進(jìn)行表征。最初， 可以測定著絲粒區(qū)的單倍型，這提供了對于SDR-O植物之間同源染色體的互補(bǔ)性水平的了 解。依靠該應(yīng)用，可以選擇完全或部分互補(bǔ)的SDR-O植物。隨后，可將所述SDR-O植物用于 產(chǎn)生更密集的單倍型圖譜。這可以用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的分子分型技術(shù)來完成。實 例是 RFLP(限制性片段長度多態(tài)性（Beckmann, J.S.和 Soller, M(1983)Theor. and Appi. Genet. 67, 35-43))、RAPD(隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài) DNA(Welsh, J.和 McClelland, Μ· (1990)Nucleic Acids Res. 19, 961-866) )、AFLP (擴(kuò)增片段長度多態(tài)性）Vos, P.等人（1995) Nucleic Acids Res. 23, 4407-4414))或 SFP (單特征多態(tài)性（Borovitz，J.等人，（2003) Genome Research 13, 513-523)?？梢允褂眠@些技術(shù)而無需預(yù)先知道DNA多態(tài)性的性質(zhì)。
[0074] 如果將DNA多態(tài)性表征為例如SNP，則可以利用許多SNP檢測技術(shù)（Kwok, P. Y.和 Chen, X(2003)Curr. Issues Mol. Biol. 5, 43-60)。單倍型圖譜可用于選擇植物以用于DH生 產(chǎn)。關(guān)于在SDR-O起始植物中是雜合的區(qū)域，所獲得的DH可被鑒定為單倍型。這種分析提 供了可用于操控Fl雜種中雜合性/純合性比率的遺傳信息，并且其提供了選擇Fl雜種基 因組純合區(qū)的任一親本起源的這一可能性。
[0075] 發(fā)現(xiàn)兩個純合生物體的至少一種互補(bǔ)組合（雜交后可以'再合成'起始生物體的 組合）的概率是給定物種的單倍染色體數(shù)目X和從雜合起始生物體產(chǎn)生的純合生物體數(shù)目 k的函數(shù)。
[0076] 當(dāng)給定的作物物種的單倍染色體數(shù)目表示為X時，僅考慮接近交換點的染色體區(qū) 域并因而包括著絲粒區(qū)，從那種作物物種的植物獲得的SDR-O基因型的最大數(shù)目是2 X。從 該群體隨機(jī)選取的一對SDR-O植物或源于其的DH植物在雜交后，導(dǎo)致形成具有與產(chǎn)生所述 SDR-O事件的基因型（原始基因型）近乎相等的基因型的Fl雜種的概率是（2 X-1)/2X。如 果產(chǎn)生了總數(shù)為k的SDR-O植物，那么2個遺傳上截然不同的可以雜交的SDR-O植物或源 于其的DH植物存在l/2k(k-l)種組合。任意隨機(jī)選取的2個SDR-O植物或源于其的DH植 物的組合為互補(bǔ)的概率是1/2 X。因而，任何隨機(jī)選取的2個SDR-O植物或源于其的DH植物 的組合不是互補(bǔ)的概率是1_1/2X= (2X-1)/2X。如果有k個SDR-O或源于其的DH，則可以 得到l/2k(k-l)種組合，并因而在該SDR-O群體或源于其的DH內(nèi)不能發(fā)現(xiàn)互補(bǔ)的植物的概 率是該分析的結(jié)果顯示于下面表1中。
[0077] 表1 :使用近反向育種技術(shù)發(fā)現(xiàn)兩個互補(bǔ)的SDR-O或源于其的DH的至少一種組合 的概率，該概率作為單倍染色體數(shù)目X和可利用的隨機(jī)產(chǎn)生的SDR-O植物數(shù)目k的函數(shù)
[0078]
【主權(quán)項】
1. 用于產(chǎn)生雜種植物的方法，所述方法包括將兩個純合親本植物進(jìn)行雜交，其中所述 兩個純合親本植物中的至少一個是通過包括下述步驟的方法產(chǎn)生的： a) 提供雜合起始植物； b) 讓所述植物產(chǎn)生源于第二次分裂重建的SDR-O細(xì)胞； c) 從所述SDR-O細(xì)胞再生SDR-O植物；和 d) 通過雙單倍體技術(shù)或近交從如此獲得的SDR-O植物的孢子產(chǎn)生純合親本植物， 其中選擇待進(jìn)行雜交的純合親本植物使得： 所述純合親本植物之一的染色體與另一親本植物的染色體互補(bǔ)，從而在由雜交產(chǎn)生的 雜種中，雜合起始植物的基因型被重建；或 通過在親本植物之一或兩個親本植物中導(dǎo)入純合或雜合基因組區(qū)段而使雜種相對于 起始植物而言被優(yōu)化，其中通過選擇具有平均更多的遠(yuǎn)端交換的純合親本植物來導(dǎo)入雜合 性，通過選擇產(chǎn)生于在近端和遠(yuǎn)端交換點之間具有相對大距離的事件的純合親本植物來導(dǎo) 入純合性；或 所述純合親本植物之一的染色體的僅一個亞組與另一純合親本植物的對應(yīng)染色體是 互補(bǔ)的。
2. 權(quán)利要求1的方法，其中產(chǎn)生SDR-O細(xì)胞而不干擾起始植物。
3. 權(quán)利要求1的方法，其中產(chǎn)生所述SDR-O細(xì)胞的植物經(jīng)選擇而顯示出高于平均的第 二次分裂重建。
4. 權(quán)利要求1的方法，其中產(chǎn)生所述SDR-O細(xì)胞的植物經(jīng)遺傳修飾而顯示出高于平均 的第二次分裂重建。
5. 權(quán)利要求4的方法，其中所述遺傳修飾是暫時的。
6. 權(quán)利要求4的方法，其中所述遺傳修飾是通過將增加植物中第二次分裂重建事件數(shù) 目的遺傳元件穩(wěn)定地整合入基因組中。
7. 權(quán)利要求1的方法，其中產(chǎn)生所述SDR-O細(xì)胞的植物受到環(huán)境脅迫而顯示出高于平 均的第二次分裂重建。
8. 權(quán)利要求7的方法，其中所述環(huán)境脅迫選自溫度脅迫、NO2、一氧化二氮N2O或它們的 組合。
9. 權(quán)利要求1的方法，其中所述純合植物通過雙單倍體技術(shù)、近交、第二次分裂重建或 其組合來制備。
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于從雜合非人生物體產(chǎn)生純合非人生物體的方法，所述純合生物體可以進(jìn)行雜交而獲得雜種，所述方法包括提供雜合起始生物體；讓所述生物體通過減數(shù)分裂產(chǎn)生SDR-0細(xì)胞，所述細(xì)胞源于第二次分裂重建；從所述SDR-0細(xì)胞再生SDR-0生物體；以及從如此獲得的SDR-0生物體產(chǎn)生純合生物體。本發(fā)明進(jìn)一步涉及用于產(chǎn)生雜種的方法，所述方法包括將根據(jù)上面的方法產(chǎn)生的第一種純合生物體與第二種純合生物體雜交。此外，本發(fā)明提供了通過這些方法可獲得的純合非人生物體和雜種非人生物體。本發(fā)明特別涉及植物。
【IPC分類】A01H1-02
【公開號】CN104782475
【申請?zhí)枴緾N201510148144
【發(fā)明人】C·M·P·梵鄧恩, R·H·G·迪克斯
【申請人】瑞克斯旺種苗集團(tuán)公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2006年3月2日
【公告號】CA2599796A1, EP1853710A2, EP1853710B1, EP1853710B9, EP2301326A1, US20080098496, US20130298272, WO2006094773A2, WO2006094773A3