具有新風(fēng)味的辣椒的制作方法
【專利說明】具有新風(fēng)味的辣楓
[0001]本發(fā)明設(shè)及產(chǎn)生具有新風(fēng)味的果實(shí)的辣椒植物。另外，本發(fā)明設(shè)及來自該辣椒植 物的植株、種子和繁殖材料作為種質(zhì)在育種計(jì)劃中的用途，所述育種計(jì)劃旨在獲得產(chǎn)生具 有新風(fēng)味的果實(shí)的辣椒植物。
[0002]甜椒和朝天椒植物屬于作為茄科(So 1 anaceae)組成部分的辣椒屬(CapS iC皿）。辣 椒屬諸物種原產(chǎn)于南美洲、中美洲和北美洲部分，在那里已經(jīng)栽培它們數(shù)千年，并且現(xiàn)在全 球栽培。辣椒屬的幾個(gè)成員用作調(diào)味品、蔬菜和/或藥物。
[0003] 物種辣椒(Capsi州m annuum L.)在辣椒屬五個(gè)馴化物種(辣椒、風(fēng)鈴椒(Capsicum baccatum)、茸毛椒（Capsicum pubescens)、黃燈籠椒（Capsicum chinense)、小米椒 (Capsicum打Utescens))中最常見并且廣泛栽培。它包括幾種栽培品種，其中在北歐和美 國最常培育鈴狀椒(也稱為紅辣椒）。鈴狀椒果實(shí)生食、烹煮、不成熟和成熟并且可W加工成 粉末、醬汁和調(diào)味汁(salsa)。辣椒果實(shí)在不成熟期大多呈綠色，但在成熟期間，它們變成紅 色、黃色、澄色、紫色或棟色。甜椒包括具有輕微非辛辣果實(shí)的任何辣椒植物，如鈴狀椒植 物。辣椒植物可W在曠野、溫室、隧道或遮陽棚中類型廣泛的氣候條件下栽培，但是它們在 溫暖和干燥條件下表現(xiàn)最好。
[0004] 風(fēng)味是果實(shí)和蔬菜的重要品質(zhì)參數(shù)。外部品質(zhì)如顏色、質(zhì)地和形狀相對容易由生 產(chǎn)商和消費(fèi)二者評價(jià)。然而，風(fēng)味屬性的評價(jià)更復(fù)雜。風(fēng)味是物質(zhì)的感官印象。如消費(fèi)期間 感知的食物風(fēng)味可W定義為滋味、氣味(運(yùn)也可W表述為味道、風(fēng)味或香味）、口感、視感和 音感的相互作用所提供的總體感覺?？诟?、視感和音感是實(shí)體或間接感覺，它們影響味覺和 味道，并因此影響食物接受度。剩余的感官是化學(xué)感覺響應(yīng)并且可W大體上分成兩組，即負(fù) 責(zé)滋味的化合物和負(fù)責(zé)氣味的化合物。屬于第一組的化合物主要是室溫時(shí)非揮發(fā)物質(zhì)并且 與在口腔中和尤其舌上的味覺受體相互作用。屬于另一個(gè)組的化合物是揮發(fā)性物質(zhì)并由鼻 腔中嗅細(xì)胞上的氣味受體感知。食物的氣味可W在其處于口腔內(nèi)部和外部時(shí)被聞到。當(dāng)我 們在口腔中攝入食物時(shí)，氣味分子可W通過咽喉和鼻腔之間的連接從口腔輕易穿行至鼻腔 中的氣味受體。運(yùn)種類型風(fēng)味感知稱作氣味的鼻后感。
[0005] 盡管已經(jīng)廣泛研究了某些果實(shí)作物如番茄、草替、桃或甜瓜的風(fēng)味，僅對辣椒屬物 種的果實(shí)的風(fēng)味進(jìn)行有限數(shù)目的研究。對辣椒果實(shí)風(fēng)味的研究主要集中在表征栽培物種 和/或野生型物種中的揮發(fā)性組分和非揮發(fā)性組分變異。但是，風(fēng)味組分和滋味組或氣味組 的感官評價(jià)之間的相關(guān)性總體上缺失。
[0006] 辣椒果實(shí)常用于膳食中，原因是它們的典型顏色、辛辣、滋味和/或不尋常香味。作 為未成熟果實(shí)(綠色或白色)或成熟果實(shí)(例如紅色，黃色和澄），辣椒果實(shí)被鮮食或加工。在 辣椒育種中，生產(chǎn)和品質(zhì)因素(例如貨架期、堅(jiān)實(shí)度和抗病性)具有主要意義。但是，由于消 費(fèi)已經(jīng)變得更關(guān)鍵，如同番茄中那樣，辣椒中的關(guān)注點(diǎn)正在移向作為重要品質(zhì)參數(shù)的風(fēng)味。
[0007] 因此，本發(fā)明的目的是提供產(chǎn)生具有新穎和不同風(fēng)味的果實(shí)的新辣椒植物。
[000引在導(dǎo)致本發(fā)明的研究中，開發(fā)了新辣椒植物，其中發(fā)現(xiàn)所述的新辣椒植物產(chǎn)生具 有令人驚訝的新風(fēng)味的果實(shí)。發(fā)現(xiàn)運(yùn)種令人驚訝不同的風(fēng)味與辣椒基因組中存在來自風(fēng)鈴 椒的種質(zhì)滲入相關(guān)，所述種質(zhì)滲入在本文中被鑒定為數(shù)量性狀基因座(Q化）。引起新風(fēng)味的 Q化如在下述植物的基因組中那樣存在，所述植物從W登錄號NCIMB 42137在NCIMB保藏的 種子培育。運(yùn)種WL位于連鎖群3(LG3)上并且在從保藏物NCIMB42137的種子所培育的植物 的基因組中與選自沈Q ID No:l、沈Q ID No:3、SEQ ID No:5、SEQ ID No:7、SEQ ID No:9和 SEQ ID No:ll的至少一個(gè)標(biāo)記連鎖(表1)。優(yōu)選地，本發(fā)明的辣椒植物是甜椒。
[0009]實(shí)施例1中描述了具有新風(fēng)味的初始植物的開發(fā)。簡而言之，使用風(fēng)鈴椒下垂變種 種質(zhì)作為供體親本與兩個(gè)栽培型辣椒塊狀繁育系（SM和GNM)回交(BC)。作為運(yùn)種初始雜交 種的進(jìn)一步延伸，開發(fā)了進(jìn)一步測試其風(fēng)味的BCsSi系和近等基因系(NIL),并且在運(yùn)些株系 的某些中，鑒定了具有令人驚訝的新風(fēng)味的植物。
[0010]發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的辣椒植物在LG3上包含來自風(fēng)鈴椒的一種小種質(zhì)滲入，即本發(fā)明的 QTL。連鎖群的命名參考共有染色體編號，如Wu等人(Theor. Appl.Genet.(2009) 118，1279-1293)中那樣。LG3上的運(yùn)種小種質(zhì)滲入的風(fēng)味明顯并且是辣椒中風(fēng)味變異的集中體現(xiàn)。該 種質(zhì)滲入片段的大小〇.5cM是基于導(dǎo)致運(yùn)項(xiàng)發(fā)明的研究中所開發(fā)的遺傳圖（圖2)。與片段內(nèi) 標(biāo)記可用性和不存在連鎖累寶組合，運(yùn)種相對小的種質(zhì)滲入尺度促進(jìn)其用于育種中。
[0011] 發(fā)現(xiàn)在從該保藏物的種子所培育的植物的基因組中，每種標(biāo)記SEQ ID No:l、SEQ 10齡：3、569 10齡：5、569 10齡：7、569 10齡：9和沈9 10齡：11(全序列數(shù)據(jù)在表1中給 出）均與引起本發(fā)明新風(fēng)味的WL連鎖（圖1)。雖然運(yùn)些標(biāo)記的任一個(gè)或運(yùn)些標(biāo)記的任何組 合可W用于鑒定引起本發(fā)明新風(fēng)味性狀的QTL，但是標(biāo)記SEQ ID N0:3是優(yōu)選的，因?yàn)樗?統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)中具有最高LOD評分。可W使用標(biāo)記沈Q ID No:l、沈Q ID No:3、SEQ ID No:5、SEQ 10齡：7、569 10齡：9和569 10齡：11的組合、標(biāo)記569 10齡：1、569 10齡：3、沈9 10 No:5、SEQ ID No:7和沈Q ID No:9的組合、標(biāo)記沈Q ID No:l、SEQ ID No:3、SEQ ID No:5和 SEQ ID No :7 的組合、標(biāo)記沈 Q ID No: I、沈 Q ID No :3和SEQ ID No :5 的組合、標(biāo)記SEQ ID No:巧P沈Q ID No:3的組合、標(biāo)記沈Q ID No:3、SEQ ID No:5、SEQ ID No:7、SEQ ID No:9和 869 10齡：11的組合、標(biāo)記569 10齡：3、569 10齡：5、沈9 10齡：7和沈9 10齡：9的組 合、標(biāo)記沈Q ID No:3、SEQ ID No:5和沈Q ID No:7的組合、標(biāo)記沈Q ID No:3和沈Q ID No: 5的組合，鑒定引起本發(fā)明新風(fēng)味性狀的QTL。特別地，可W使用標(biāo)記SEQ ID No:3、SEQ ID 齡：5、沈9 10齡：7、569 10齡：9和569 10齡：11的組合、更具體地569 10齡：3、569 10 No :5和SEQ ID No :7的組合W及最具體地沈Q ID No :3和沈Q ID No :5的組合，鑒定引起本 發(fā)明新風(fēng)味性狀的QTL。
[0012] Q化因此在所保藏材料的基因組中存在并且運(yùn)種材料因此是可W用來將新風(fēng)味性 狀引入辣椒物種的其他辣椒植物中的QTL的來源。運(yùn)類植物可W作為起點(diǎn)用來進(jìn)一步開發(fā) 具有新風(fēng)味的其他變種。本發(fā)明QTL(LG3上的種質(zhì)滲入片段）的另一個(gè)可能來源是風(fēng)鈴椒。 風(fēng)鈴椒，尤其風(fēng)鈴椒下垂變種(Capsicum baccatum var. pendulum)，可W用作基因組片段 (本發(fā)明QTL)的來源，W將新風(fēng)味性狀引入辣椒植物。運(yùn)通過片段內(nèi)標(biāo)記的可用性來促進(jìn)。 包含本發(fā)明WL的任何辣椒植物，無論運(yùn)種WL的來源是什么，均是本發(fā)明的植物。包含本發(fā) 明QTL(其中運(yùn)種OTL從本發(fā)明的辣椒植物(例如從保藏物NCIMB 42137的種子所培育的植物 引入運(yùn)種辣椒植物)的辣椒植物因此與包含本發(fā)明QTL(其中運(yùn)種WL從風(fēng)鈴椒植物、尤其風(fēng) 鈴椒下垂變種植物引入運(yùn)種辣椒植物)的辣椒植物相同或等同。
[0013] 在保藏的種子中，該遺傳決定子與W下每種分子標(biāo)記連鎖:SEQ ID No: USEQ ID 齡：3、569 10齡：5、569 10齡：7、569 10齡：9和沈9 10齡：11。運(yùn)些標(biāo)記也可^與包含于 雜交中作為親本用來向其他植物轉(zhuǎn)移新風(fēng)味性狀的任一種或兩種辣椒植物中的QTL連鎖， 但是至少一種所提到標(biāo)記的存在不是必需的，只要引起該性狀的WL存在即可。新風(fēng)味表型 的存在是存在本發(fā)明Q化的直接指示物，因?yàn)榈?L是編碼新風(fēng)味性狀的遺傳信息。因此，作為 該表型基礎(chǔ)的WL存在于其中，但所述標(biāo)記不再存在于其中時(shí)，如本文所述具有新風(fēng)味性狀 的本發(fā)明植物仍然是本發(fā)明的植物。標(biāo)記有時(shí)是性狀的遺傳原因，但并非總是運(yùn)樣。標(biāo)記可 W位于引起性狀的基因中或與它遺傳連鎖。運(yùn)些標(biāo)記經(jīng)常用作追蹤性狀遺傳的工具。在育 種期間，與保藏種子中遺傳決定子連鎖的分子標(biāo)記可W因此用來輔助新風(fēng)味性狀轉(zhuǎn)移至其 他植物。熟練育種者將理解，可W通過使用感官分析和/或生物化學(xué)分析，或通過監(jiān)測如本 文所述的分子標(biāo)記的存在和對其育種（即標(biāo)記輔助選擇)或通過兩種方式監(jiān)測新風(fēng)味性狀 轉(zhuǎn)移入辣椒植物中。將運(yùn)類標(biāo)記定位至特定基因組區(qū)還允許在育種中利用相關(guān)的序列及允 許開發(fā)額外的連鎖遺傳標(biāo)記。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，與LG3上如本文中鑒定的種質(zhì)滲入片 段的染色體區(qū)域連鎖的其他標(biāo)記或探針可W用來鑒定包含本發(fā)明WL的植物。對本發(fā)明染 色體區(qū)域的認(rèn)識促進(jìn)本發(fā)明的新風(fēng)味性狀從包含本發(fā)明WL的植物（如從保藏的種子所培 育的植物或風(fēng)鈴椒植物，尤其風(fēng)鈴椒下垂變種植物)種質(zhì)滲入其他辣椒植物中。大小各異的 連鎖區(qū)域可W在本發(fā)明的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)移，只要染色體區(qū)域賦予本發(fā)明的新風(fēng)味。因此，強(qiáng)調(diào)本 發(fā)明可W使用W遺傳方式定位于所鑒定區(qū)域中的任何分子標(biāo)記實(shí)施，條件是運(yùn)些標(biāo)記在親 本之間呈多態(tài)性。
[0014] 本發(fā)明因此提供一種產(chǎn)生具有新風(fēng)味的果實(shí)的辣椒植物(辣椒），其中辣椒植物包 含當(dāng)存在時(shí)導(dǎo)致新風(fēng)味的WL并且其中WL如在風(fēng)鈴椒植物基因組或從W登錄號NCIMB 42137在NCIMB保藏的種子所培育的辣椒植物的基因組中那樣存在或從其中可獲得。該QTL 位于LG3上并且所述WL與存在于從保藏物NCIMB 42137的種子所培育的植物的基因組中發(fā) 現(xiàn)的 WL 相同并且在其中與選自 SEQ ID No:l、SEQ ID No:3、SEQ ID No:5、SEQ ID No:7、 沈Q ID No :9和沈Q ID No :11的至少一個(gè)標(biāo)記連鎖。
[0015] 如本文所用的辣椒植物是辣椒植物?？蒞理解，辣椒(辣椒)植物是表型上本身可 辨認(rèn)的，不過所述植物可W在其基因組中含有來自其他辣椒屬物種的種質(zhì)滲入。熟練辣椒 育種者或培育者知道如何區(qū)分辣椒植物和果實(shí)與來自其他辣椒屬物種的植物和果實(shí)。
[0016] 令人驚訝的新風(fēng)味由專業(yè)且獨(dú)立的品嘗組確立。對顯示新風(fēng)味的辣椒果實(shí)的描述 性分析在荷蘭布萊斯維克的赫寧根大學(xué)溫室園藝學(xué)的感官實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。13名組成員，作為 感官評價(jià)食品(包括辣椒)方面經(jīng)驗(yàn)豐富的訓(xùn)練有素小組的部分，參與該實(shí)驗(yàn)。
[0017] 進(jìn)行兩種不同的感官試驗(yàn)，一個(gè)試驗(yàn)用34個(gè)BCsSi株系進(jìn)行，一個(gè)試驗(yàn)用衍生自運(yùn) 些BCsSi株系中的3個(gè)的20個(gè)NIL進(jìn)行。由于其嚴(yán)重辛辣度，感官評價(jià)中不包括初始雜交種的 風(fēng)鈴椒下垂變種親本。不向小組提供基因型的信息。
[0018] 在使用可公開獲得的辣椒變種的果實(shí)的訓(xùn)練階段期間，BCsSi試驗(yàn)之前數(shù)周，組成 員就描述口腔中風(fēng)味感的十四種屬性達(dá)成一致，它們是質(zhì)地屬性酥脆度、皮黏附度、初度和 多汁度;基本滋味屬性甜度和酸度W及鼻后風(fēng)味屬性香味強(qiáng)度、青草味、嫩菜豆味、胡蘿h 味、果香/蘋果味、香水味、石油化學(xué)味和霉味。
[0019] 在BC2S續(xù)驗(yàn)中感官評價(jià)果實(shí)期間，顯然訓(xùn)練有素小組的詞匯（即預(yù)定屬性)不足W 涵蓋全部風(fēng)味變動。因此，在訓(xùn)練階段中NIL感官試驗(yàn)之前數(shù)周，用可公開獲得的辣椒變種 的果實(shí)和風(fēng)味更趨異的來自預(yù)選NIL的果實(shí)訓(xùn)練檢驗(yàn)小組。運(yùn)導(dǎo)致增加風(fēng)味屬性花味、非辛 辣香辛料味、旱芹味、細(xì)香蔥味和苦味，而屬性香水味不再用于NIL感官試驗(yàn)中。
[0020] 由LG3上具有本發(fā)明所述WL的植物產(chǎn)生的果實(shí)顯示顯著更高的W下風(fēng)味屬性評 分:香味、花味、香辛料味、旱芹味和細(xì)香蔥味，和更低的青草味屬性評分。在LG3上具有純合 態(tài)的WL的植物的果實(shí)中測定時(shí)，所述影響最強(qiáng)烈。在LG3上具有雜合態(tài)WL的植物的果實(shí) 中，所述風(fēng)味屬性的評分在沒有本發(fā)明所述QTL的植物的辣椒果實(shí)的那些評分和其中本發(fā) 明QTLW純合態(tài)存在的植物的果實(shí)的那些評分之間。
[0021] 對于BCsSi株系，評價(jià)感官屬性氣味強(qiáng)度(經(jīng)鼻子嗅聞，即鼻前)并且全部BCsSi株系 均由立位未受訓(xùn)人員按范圍從0至7的氣味強(qiáng)度量表評分，其中0表示無氣味，7表示與風(fēng)鈴 椒下垂變種親本系的果實(shí)中存在的氣味強(qiáng)度類似的氣味強(qiáng)度。
[0022] 與來自不攜帶本發(fā)明WL的同基因性辣椒植物的處于相似成熟期