新型芹菜形态学

摘要

本发明涉及具有遗传决定子的芹菜植物(旱芹菜)，所述遗传决定子导致与不具有遗传决定子的芹菜植物相比较更短的叶片和/或更均一的茎长度分布，其中所述决定子可通过基因渗入从从其代表性样品在登录号NCIMB41513下保藏在NCIMB的种子生长的植物获得。本发明还涉及植物的种子和其它繁殖材料及其后代，以及包含植物的可消费部分的食品。

说明书

本发明涉及一种新的类型的具有新型形态学的芹菜(Apium  graveolens L.dulce）。

芹菜（Apium graveolens）是伞形科的植物种，产生称为芹菜和块 根芹菜的两种重要蔬菜。在芹菜或stalk celery（西芹）(Apium  graveolens L.dulce)中，叶柄是被消费的部分。叶柄承载叶片，以及叶 柄及其叶片一起形成芹菜植物的叶。

芹菜是具有相对大量的不可用部分的蔬菜。平均30%的植物长度 未被出售并且作为废物被切掉。此外，加工芹菜在经济上不是非常有 效，因为叶柄长度变化极大，如图1和2中所显示的。为了在出售芹 菜前除去所有叶片，有时大部分的至少一些茎被切掉。

因此本发明的目的是提供一种新型芹菜，其具有新型形态学以便 其加工导致更少的浪费并且使其更适合于通过机器收获和包装。

因此本发明涉及具有遗传决定子的Apium graveolens L.dulce种 的芹菜植物，所述遗传决定子导致比现有芹菜更短的叶片和/或植物内 更均一的叶柄长度。其有利方面是由于叶片更短，从而在植物收获和 加工成杆或薄片时产生更少的浪费。已发现更短的叶片是更短的节间 导致的。

在一个实施方案中，本发明从而涉及具有导致相较于不具有遗传 决定子的芹菜植物而言更短的叶片和/或更均一的茎长度分布的遗传 决定子的芹菜植物(Apium graveolens L.dulce)，其中所述决定子可通 过基因渗入从从其代表性样品在登录号NCIMB41513下被保藏在 NCIMB的种子生长的植物获得。

在一个实施方案中，从从在登录号NCIMB41513下保藏在 NCIMB的种子生长的植物基因渗入所述决定子。

如本文中所用，“基因渗入”意欲表示通过杂交和在其中性状变得 可见的第一代中进行选择将性状引入不具有该性状的植物。对于显性 性状，这存在于具有性状的植物与不具有性状的植物之间杂交的F1 中。对于隐性性状，这适当地是F2。

本发明涉及具有如存在于以NCIMB41513保藏的种子的基因组 中的遗传决定子的芹菜植物，所述决定子可通过基因渗入从从种子生 长的植物获得，所述种子的代表性样品在登录号NCIMB41513下保 藏在NCIMB。

应当指出，如果选择标准已明确确定，那么本领域技术人员将能 够鉴定在任何更远的代中具有所述性状的后代。对于决定更短的叶片 的发育的本发明的决定子，可通过从由初始杂交和自交步骤产生的种 子生长F2代植物，以及选择显示期望的性状的植物来适当地在来自 不具有决定子的植物与确实具有所述决定子并且其代表性种子在登录 号NCIMB41513下保藏的植物之间杂交的后代中鉴定具有决定子的 植物。

在一个实施方案中，本发明涉及相较于不具有遗传决定子的芹菜 植物显示短叶片和/或更均一的茎长度分布的芹菜植物，所述植物可通 过如下步骤获得：

a)从在登录号NCIMB41513下保藏在NCIMB的种子生长植物;

b)将所述植物与不显示所述性状的植物杂交以获得F1代群体；

c)将来自F1代的植物自交以获得F2代群体；

d)选择具有短叶片和/或更均一的茎长度分布的植物，和

e)任选地重复步骤b)至d)。

因此还发现本发明的植物相较于不具有所述遗传决定子的芹菜植 物的成熟茎的长度，显示更均一的植物内成熟茎长度分布。此外，新 的芹菜类型具有比现有芹菜类型（其具有相当的商业的杆长度（stick  length））显著更短的完整植物长度。其有利方面是在除去叶片时更 少的有用部分被切掉，以及切掉的叶片更短，从而导致更少的浪费。

在其它实施方案中，本发明涉及具有长杆和短叶片的芹菜植物。 当芹菜植物达到一定长度时，单独的叶片倾向于散落。叶片倾向于使 植物上重下轻（top-heavy），从而植物不能保持其紧凑习性。由于该 原因，直至现在才可开发某些商业杆长度。在该方面具有长杆的植物 是其所有杆比至少40cm更长，优选比至少45cm更长，更优选比至 少50cm更长，更优选比至少55cm更长，最优选比至少60cm更长 的植物。

然而，由于本发明的植物特别地因短节间而导致具有极短的叶片 的茎，所以使用本发明的决定子开发每一个茎具有长得多的可消费的 或商业部分的植物。当达到本发明的植物的临界总植物长度时，由于 短叶片的原因，本发明的植物的杆比不具有本发明的遗传决定子的植 物的杆长得多。因此，本发明提供了解决开发长芹菜杆的不可能性的 方法。

芹菜的叶是由叶柄或叶茎和完全再分的叶片组成的复叶。叶片始 于叶柄上的第一接合处。叶片由数对小叶和具有末端小叶的末端组成。 叶柄及其叶片一起形成了芹菜植物的叶(图3)。

如本文中所用，“叶柄长度”和“茎长度”是叶基与第一接合处之间 的距离，如图3中利用数字16所指示的。“杆”和“茎”也指叶柄的长度， 如图3中利用数字16指示的；杆通常用于特指除去叶片后的产物。

总长度在图3中用参考数字8指示。总长度在本说明书中也用术 语“总的叶长度”、“包括叶片的茎”或“总植物”来表示。

叶片是除去叶柄外的叶的部分，该部分在图3中表示为(长度 8)-(长度16)。叶片在本说明书也表示为“细分的叶片”或“叶片”。节间 的长度是两对连续小叶之间的距离，例如如图3中利用数字9指示的。

成熟茎长度是在完全展叶期的茎长度（长度16）。本发明的芹菜 植物显示比不具有本发明的遗传决定子的芹菜植物更小的成熟茎长度 分布。更小的成熟茎长度分布意指个体茎长度之间的差异小。

根据本发明，芹菜植物内以cm表示的杆长度的标准差不超过2.4， 优选不超过2.2，更优选不超过1.8，更优选不超过1.5，最优选不超过 1.3。

本发明的芹菜植物可通过将第一芹菜亲本植物与第二芹菜亲本植 物杂交以及选择具有下列特征的一个或多个的植物来获得，其中亲本 之一是从从其代表性样品在保藏登录号NCIMB41513下保藏在 NCIMB的种子生长的植物或其后代植物：

a)比不具有所述遗传决定子的芹菜植物更短的叶片，特别地因短 节间而导致的;

b)相较于不具有所述遗传决定子的芹菜植物的茎长度更均一的植 物内茎长度分布；

c)比具有相当的叶柄长度但不具有所述遗传决定子的芹菜植物 更短的总植物长度。

在该方面，更短的叶片具体地是短于30cm，优选短于27cm，更 优选短于24cm，更优选短于21cm，最优选短于18cm的叶片。

在该方面，茎长度的更均一分布具体地表示为其植物内杆长度的 标准差不超2.4，优选不超过2.2，更优选不超过1.8，更优选不超过 1.5，最优选不超过1.3的分布。

本发明涉及所有发育阶段的植物，即使新类型的特征在所有阶段 是不可见的。然而植物确实在所有发育阶段包含在准备收获的阶段导 致新型芹菜形态学，从而导致新的芹菜类型的遗传信息。

本发明还涉及所要求保护的芹菜植物的细胞。这样的细胞可以以 分离的形式存在或可以为完整芹菜植物或其部分的部分，从而仍然构 成本发明的细胞，因为这样的细胞在其遗传组成中具有导致确定新的 芹菜类型的特征的遗传信息。本发明的芹菜植物的每一个细胞具有导 致所述性状的表型表达的遗传信息。本发明的这样的细胞还可以是可 用于再生本发明的芹菜植物的再生细胞。

本发明还涉及所要求保护的植物的组织。组织可以是未分化组织 或已分化组织。未分化组织是例如茎尖、花药、花瓣、花粉并且可在 微组织繁殖法中用于获得生长成本发明的新植物的新的小植株。组织 还可从本发明的细胞生长而来。

根据本发明的其它方面，本发明涉及所要求保护的植物的种子。 虽然种子不显示本发明的芹菜的特征，但它们具有当从种子生长植物 时使该植物成为本发明的植物的遗传信息。

本发明还涉及本发明的植物的后代、细胞、组织和种子。这样的 后代本身可以是植物、细胞、组织或种子。

如本文中所用，单词“后代”意指来自与本发明的植物杂交的第一 和所有更远的后代，所述后代相较于不具有本发明的遗传决定子的芹 菜植物显示短的叶片和/或更均交的茎长度分布。本发明的后代是与本 发明的植物的任何杂交的后代，所述本发明的植物具有导致因更短的 节间产生的更短的叶片和/或更均一的茎长度分布的决定子。在一个实 施方案中，后代植物具有所要求保护的植物（其代表性种子在NCIMB 登录号41513下保藏）的形态学和生理学特征的新型和创新组合。这 样的后代具有与本发明的植物所述的特征相同的特征，并且可对其一 个或多个其它特征进行修饰。此类额外修饰例如通过诱变或通过利用 转基因的转化来实现。

“后代”还包括具有本发明的决定子以及通过营养体繁殖或增殖从 其它植物或本发明的植物的后代获得的植物。

如本文中所用，术语‘遗传决定子’包括一个或多个基因或等位基 因。此类术语可互换使用。

‘遗传性状’是由遗传决定子赋予的性状或特征。遗传性状可通过 表型来鉴定。然而，对其不能进行表型观察的植物阶段也确实具有导 致遗传性状的遗传信息。‘性状’或‘表型性状’可用于替代‘遗传性状’。

如本文中所用，本发明的性状是指短叶片和/或更均一的茎长度分 布。该性状的提及总是意欲与参照相比较。因此，如本文中所用，这 与不具有本发明的遗传决定子的芹菜植物相比较更短的叶片和/或更 均一的茎长度分布。在优选方面，本发明的性状包括短叶片和更均一 的茎长度分布。

在分子标记不存在的情况下，遗传决定子的等同物可通过等位性 试验来确定。为了进行等位性试验，将对于已知的决定子是纯合的材 料与对于待测试的表型性状是纯合的材料杂交。当在杂交的F2代中 不存在待观察的性状的分离时，导致所述表型性状的遗传决定子已被 证明是相同的。

当超过一个基因负责某个性状时，进行等位性试验以确定等同性， 进行该试验的本领域技术人员必须确定所有相关基因纯合地存在以使 实验正确地进行。

本发明因而还涉及所要求保护的植物的种子和适合用于有性繁殖 的植物的部分。此类部分例如选自小孢子、花粉、子房、胚珠、胚囊 和卵细胞。此外，本发明还涉及适合用于营养体繁殖的植物的部分， 特别地插枝、根、茎、细胞、原生质体。

根据其其它方面，本发明提供了具有本发明的遗传决定子的植物 的组织培养物。组织培养物包括再生细胞。这样的组织培养物可来源 于叶、花粉、胚、子叶、下胚轴、分生细胞、根、根尖、花药、花、 种子和茎。可将组织培养物再生成具有本发明的遗传决定子的植物。 适当地，再生植物表达与不具有所述遗传决定子的芹菜植物相比较更 短的叶片和/或更均一的茎长度分布的表型。

根据本发明的另一个方面，提供了具有本发明的植物（在NCIMB 登录号41513下保藏其代表性种子）的所有形态学和生理学特征的植 物，该植物从本发明的植物的种子生长而来或从其部分或从组织培养 物再生而来。

根据本发明的其它方面，杆（sticks）是固体。

本发明还涉及杂交种子和产生杂交种子的方法，所述方法包括将 第一亲本植物与第二亲本植物杂交，以及收获所得的杂交种子，其中 所述第一亲本植物和/或第二亲本植物是所要求保护的植物。适当地， 杂交植物表达与不具有遗传决定子的芹菜植物相比较具有更短的叶片 和/或更均一的茎长度分布的表型。

本发明还涉及近亲交配植物（inbred）和加倍单倍体。

在一个实施方案中，本发明涉及包含本发明的性状的芹菜植物， 所述植物可通过如下步骤获得：

a)将其代表性种子在登录号NCIMB41513号保藏在NCIMB中的 植物与不显示所述性状的植物杂交以获得F1代群体;

b)将来自F1群体的植物自交以获得F2代群体;

c)在所述F2代中选择具有本发明的性状的植物；和

d)任选地进行额外的1轮或多轮自交或杂交，随后针对所述性状 进行选择。

在一个实施方案中，本发明涉及芹菜植物，所述植物具有本发明 的决定子并且已通过常规育种或遗传修饰（genetic modification）， 特别地通过同源转基因（cisgenesis）或异源转基因（transgenesis）从 适当的来源引入负责性状的遗传信息获得所述决定子。同源转基因是 利用来自农作物植物本身或来自性相容性供体植物的编码（农业）性 状的天然基因对植物进行的遗传修饰。异源转基因是利用来自非可杂 交（non-crossable）物种的基因或合成基因对植物进行的遗传修饰。

在一个实施方案中，通过从其代表性样品在登录号NCIMB41513 下保藏的种子生长的植物或从其保藏的种子或其有性或营养型后代形 成从其获得遗传信息的来源。

本发明还涉及本发明的植物的种质。种质由生物体的所有固有特 征组成并且根据本发明包括至少本发明的性状。

本发明还涉及由本发明的植物产生的芹菜茎或杆。此外，本发明 涉及叶的部分以及从叶产生的加工产品，以及涉及无根的完整可销售 的芹菜植物。具有本发明的性状的可销售的芹菜植物具有高得多的杆 长度均一度，从而导致更均一的产品和更少的浪费。此外，具有本发 明的表型性状的芹菜植物具有短得多的叶片，其通常是被弃去的植物 的部分。因此，本发明的芹菜植物的使用导致显著更少量的废弃材料。

当叶片因短节间而显著更短时，本发明的性状在芹菜植物中是可 识别的。显著更短的或短的叶片意指当与不具有本发明的遗传决定子 的芹菜植物相比较时，短至少20%，优选短至少30%，更优选短至少 40%，更优选短至少45%，最优选短至少50%。短节间是指至少第一 节间比不具有遗传决定子的芹菜植物的第一节间短至少30%，优选短 至少40%，更优选短至少50%，更优选短至少60%，最优选短至少 70%。

本发明的短叶片导致短于30cm，优选短于27cm，更优选短于 24cm，更优选短于21cm，最优选短于18cm的叶片。

在一个方面，本发明涉及用于产生包含短叶片和/或更均一的茎长 度分布的芹菜植物的方法，所述方法包括

a)将包含导致短叶片和/或更均一的茎长度分布表达的遗传决定 子的植物与另一种植物杂交;

b)将所得的F1代自交以获得F2代植物；

c)在F2代中选择包含短叶征和/或更均一的茎长度分布的植物；

d)任选地进行额外的1轮或多轮自交或杂交，随后选择包含短叶 片和/或更均一的茎长度分布的植物。

很清楚，提供本发明的性状的植物不一定是直接从保藏的种子生 长而来的植物。亲本还可以是来自种子的后代植物或来自经通过其它 方式鉴定具有本发明的性状的种子的后代植物。

在一个方面，本发明涉及用于产生包含短叶片和/或更均一的茎长 度分布的芹菜植物的方法，所述方法包括：

a)将包含导致短叶片和/或更均一的茎长度分布表达的遗传决定 子的植物与另一种植物杂交；

b)任选地将所得的F1与优选亲代回交;

c)在F2代中选择包含短叶片和/或更均一的茎长度分布的植物;

d)任选地进行额外的1轮或更多轮自交或杂交，随后选择包含短 叶片和/或更均一的茎长度分布的植物。

本发明额外地提供将期望的性状引入包含短叶片和/或更均一的 茎长度分布的芹菜植物的方法，所述方法包括

a)将其代表性种子在保藏号NCIMB41811下保藏在NCIMB的包 含短叶片和/或更均一的茎长度分布的芹菜植物与包含期望的性状的 第二芹菜植物杂交，以产生F1后代；

b)选择包含短叶片和/或更均一的茎长度分布以及期望的性状的 F1后代;

c)将选择的F1后代与任一亲本杂交，以产生回交后代;

d)选择包含期望的性状以及短叶片和/或更均一的茎长度分布的 回交后代；和

e)任选地连续重复步骤(c)和(d)一次或多次以产生选择的第四或 更高的回交后代，所述回交后代包含期望的性状以及短叶片和/或更均 一的茎长度分布。本发明包括通过该方法产生的芹菜植物。

在一个实施方案中，在F1代中进行包含短叶片和/或更均一的茎 长度分布的植物的选择。在另一个方面，在杂交或可选择地回交的F2 代中开始本发明的性状的选择。

在一个实施方案中，在F3或更晚的代中开始包含短叶片和/或更 均一的茎长度分布的植物的选择。

在一个实施方案中，包含遗传决定子的植物是近交系、杂种、加 倍单位体或分离群体的植物。

本发明还提供了通过使用加倍单倍体产生技术产生包含所述短叶 片和/或更均一的茎长度分布的加倍单倍体系来产生包含短叶片和/或 更均一的茎长度分布的芹菜植物的方法。

本发明还涉及杂交种子和用于产生杂交种子的方法，包括将第一 亲本植物与第二亲本植物杂交，以及收获所得的杂交种子，其中所述 第一亲本植物和/或所述第二亲本植物是所要求保护的植物。

在一个实施方案中，本发明涉及用于产生杂交芹菜植物的方法， 包括将第一亲本芹菜植物与第二亲本芹菜植物杂交，以及收获所得的 杂交芹菜种子，其中第一亲代芹菜植物和/或第二亲代芹菜植物包含短 叶片和/或更均一的茎长度分布。

本发明还涉及通过使用在其基因组中包含遗传决定子（所述遗传 决定子导致短叶片和/或更均一的茎长度分布）的种子生长所述芹菜植 物来产生包含短叶片和/或更均一的茎长度分布的芹菜植物的方法。种 子适当地是其代表性样品在保藏号NCIMB41811下保藏在NCIMB 的种子。

本发明还涉及用于种子产生的方法，包括从其代表性样品在保藏 号NCIMB41811下保藏在NCIMB的种子生长芹菜植物，使植物产生 种子，以及收获这类种子。通过杂交或自交适当地进行种子的产生。

在一个实施方案中，本发明涉及通过使用组织培养产生包含短叶 片和/或更均一的茎长度分布的芹菜植物的方法。本发明还涉及通过使 用营养体繁殖产生包含短叶片和/或更均一的茎长度分布的芹菜植物 的方法。

在另一个实施方案中，本发明涉及通过使用遗传修饰法将短叶片 和/或更均一的茎长度分布基因渗入至芹菜植物中来产生包含短叶片 和/或更均一的茎长度分布的芹菜植物的方法。遗传修饰包括转基因修 饰或异源转基因（使用来自非可杂交的物种或合成基因）以及同源基 因修饰（cisgenic modification）或同源转基因（使用来自农作物植物 本身或来自性相容性供体植物的编码（农业）性状的天然基因）。

本发明还涉及用于开发包含短叶片和/或更均一的茎长度分布的 芹菜植物的育种方法，其中使用包含短叶片和/或更均一的茎长度分布 的种质。包含遗传决定子并且代表种质的所述植物的代表性种子在保 藏号NCIMB41513下保藏在NCIMB。

在其它实施方案中，本发明涉及用于产生包含短叶片和/或更均一 的茎长度分布的芹菜植物的方法，其中包含赋予所述短叶片和/或更均 一的茎长度分布的遗传决定子的植物的后代或繁殖材料用作将短叶片 和/或更均一的茎长度分布基因渗入至另一种芹菜植物中的来源。包含 遗传决定子的所述植物的代表性种子在保藏号NCIMB41513下保藏 在NCIMB。

本发明优选提供了显示短叶片和更均一的茎长度分布的芹菜植 物，该植物可通过本文中描述的任何方法获得。

保藏

包含本发明的导致短叶片和/或更均一的茎长度分布的遗传决定 子的Apium graveolens07.8733的种子于2007年10月12日保藏在 NCIMB Ltd（Ferguson Building,Craibstone5Estate,Bucksburn, Aberdeen AB219YA Scotland,UK），保藏登录号是NCIMB41513。

还在随后的实施例中进一步对本发明进行了举例说明。在实施例 中，参考下列附图：

图1显示现有类型的完整芹菜植物。

图2显示图1的芹菜植物的不同茎和芯（heart）。

图3举例说明了根据UPOV TG/82/4的芹菜叶的描述。

图4在左边显示了两株常规芹菜植物以及在右边显示了两株本发 明的植物。

实施例

实施例1

本发明的芹菜植物的产生

在导致本发明的研究中，在来自来自Apium graveolens dulce(芹 菜或西芹)和Apium graveolens secalinum(鲜切西洋芹（cutting  celery）或叶芹（leaf celery）)的品系的2种能育植物之间进行杂交。 已用昆虫进行杂交。在该特定杂交的F2代中，发现具有预料之外的 不同习性的植物。

A.graveolens secalinum因其叶的用途而闻名，植物因而主要由长 叶片和细叶柄组成，与专门用于粗叶柄或杆的A.graveolens dulce相 反。A.graveolens dulce在叶柄的末端还包含具有长节间的长叶片。然 而，在dulce与secalinum之杂交的后代中，令人惊讶地鉴定了一些具 有不同形态学的植物。

此类植物已令人意外地导致与来自dulce的长且粗的叶柄组合的 因短节间而引起的更短的叶片。这与预期的对于leaf celery(叶芹)是 典型的以及也是stalk celery(西芹)的标准的更长且明显的叶片相矛 盾。因此，具有长叶片和长节间的两个亲本产生具有短叶片和短节间 的后代植物。

通过近交和半同胞选择进行进一步的开发。在数轮后，新的类型 在相同度上对于第一接合处（joint）变得更均一（图4)，这导致具有 低标准差的植物内叶柄长度分布。植物的个别叶柄长度的差异非常小。 这导致非常均一的可收获产物，因为存在大量具有几乎相同长度的杆。 其还导致更少量的浪费，因为只需切除更少的杆来获得相同长度的杆。

此外，叶尖在相同高度上也是均一的。此外，高于接合处的叶片 相较于常规芹菜在新类型中显著更短。由于芹菜的叶片通常不被使用 以及不需要被切掉和去除，因此短得多的叶片导致相当少量的浪费。

实施例2

本发明的芹菜植物的表征

将本发明的植物（在本文中鉴定为“newcel”)与已知的芹菜植物相 比较。表1显示该比较的结果。图5A显示具有分离的叶子的本发明 的植物。图5B显示常规芹菜植物。

表1

根据表1的结果可清楚看到，本发明的芹菜植物具有比具有相当 的杆长度但不具有本发明的遗传决定子的芹菜植物显著更短的叶片、 显著更短的总长度，此外植物内茎长度分布与常规芹菜相比较显著更 均一。

实施例3

新型性状至其它芹菜植物中的引入

将在NCIMB登录号41513下保藏的本发明的植物与常规芹菜植 物杂交。F2代植物针对显示与NCIMB登录号41513的亲本植物相同 的特征的植物发生分离。此类植物的进一步开发导致具有本发明的性 状（如在NCIMB登录号41513中发现的）的品系。