[发明专利]向日葵(Helianthus annuus)低棕榈酸含量的分子标记及其使用方法

说明书

本公开涉及用于鉴定具有低棕榈酸含量表型的向日葵植物的方法和组合物。一些实施方案涉及用于鉴定、选择、和/或构建低棕榈酸含量的植物和种质(germplasm)的分子标记，或者用于鉴定和反选择(counter‑select)相对高棕榈酸含量的植物的分子标记。本公开还涉及通过利用至少一种本文所述标记的方法产生的具有低棕榈酸含量表型的向日葵植物。

优先权声明

本专利申请要求获得美国临时专利申请系列号61/613,383的利益，其于2012年3月20日提出申请。

技术领域

本公开涉及用于鉴定具有低棕榈酸含量的向日葵植物的组合物和方法，其中该方法是用分子遗传标记鉴定、选择和/或构建低棕榈酸含量植物。本公开还涉及通过本发明方法产生的显示低棕榈酸含量的向日葵植物。

背景

栽培向日葵(Helianthus annuus L.)是全世界植物油的一个主要来源。在美国，每年种植大约400万英亩向日葵，主要位于达科他州(Dakotas)和明尼苏达州(Minnesota)。

在过去十年里，美国种植的向日葵英亩数非常快速地扩大，这部分地是由于向日葵育种和品种改良领域中的数项重要进展，包括细胞质雄性不育和育性恢复基因的发现。这一发现允许产生杂交向日葵。如此产生的杂交体在20世纪70年代早期被引入。关于向日葵细胞质雄性不育(CMS)和遗传育性恢复的描述见Fick,“Breeding and Genetics”，《向日葵科学与技术》(Sunflower Science and Technology)第279-338页(J.F.Carter编辑.1978)。

葵花籽油主要包含棕榈酸(16:0)、硬脂酸(18:0)、油酸(18:1)、亚油酸(18:2)和亚麻酸(18:3)等脂肪酸。尽管植物中还存在其它的不常见脂肪酸，但是棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸占世界植物油产量中存在的脂肪酸的大约88％。J.L.Harwood,“PlantAcyl Lipids:Structure,Distribution and Analysis,”4Lipids:Structure andFunction,P.K.Stumpf和E.E.Conn编辑(1988)。棕榈酸和硬脂酸是饱和脂肪酸，在某些研究中已经证明了它们促成血浆胆固醇水平的增加，这种增加导致冠状动脉心脏病发展的一个因素。根据最近的研究，不饱和脂肪酸(如油酸和亚油酸)含量高的植物油可能具有降低血浆胆固醇的能力。

一般而言，饱和脂肪酸还具有比相同碳数目的不饱和脂肪酸更高的熔点，这促成食物的耐冷性(cold tolerance)问题，并会进一步促成摄入过程中食物在口中的蜡质感(waxy)或油腻感。也已经知道，用饱和脂肪酸低于大约3％的脂肪和油制成的食品通常每人份(serving)含有少于0.5克的饱和脂肪，因此在目前的标记监管制度(labelingregulation)下可以被标记为含有“零饱和脂肪”。

任何新的、理想的植物种质的开发都包含许多步骤。植物育种程序将来自两个或多个栽培种或来自广泛多样来源的期望性状组合成育种池(breeding pool)，通过自交和选择期望的表型从育种池开发栽培种。对新的栽培种进行评估，以确定哪些具有商业潜力。植物育种首先是分析和确定现存种质的问题和缺点，建立项目目标，和定义具体地育种目的。下一步是选择具有满足项目目标的性状的种质。目标是在单一品种中组成来自亲本种质的期望性状的改良组合。这些重要的性状可以包括更高的种子产量、对疾病和昆虫的抗性、更好的茎和根、对干旱和热的耐受性，和更好的农艺学品质。

育种或选择方法的选择取决于植物繁殖的模式、被改良性状的遗传性、和商业上使用的栽培种的类型(例如F₁杂交栽培种、纯系栽培种等)。对于高度可遗传的性状，选择在单一地点评估的优越植物个体可能是有效的，而对于遗传性低的性状，应当基于对近缘植物的家族的重复评估所得的平均值进行选择。流行的选择方法通常包括种系谱选择、改良系谱选择、混合选择(mass selection)和轮回选择(recurrent selection)。