植物基因组的构建方法、新品种的选育方法及新品种.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200980126662.0

申请日:

2009.07.07

公开号:

CN102625835A

公开日:

2012.08.01

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C12N 15/09申请日:20090707|||公开

IPC分类号:

C12N15/09; A01H1/02; A01H5/00

主分类号:

C12N15/09

申请人:

本田技研工业株式会社

发明人:

林少扬

地址:

日本东京

优先权:

20080707 JP 2008-176934

专利代理机构:

北京路浩知识产权代理有限公司 11002

代理人:

张晶

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内容摘要

本发明的植物基因组构建方法,是对每一个靶区设定DNA标记M1~M5,使DNA标记M2位于靶区的上游侧末端或其上游、DNA标记M1位于所述DNA标记M2的上游、DNA标记M4位于所述靶区的下游侧末端或其下游、DNA标记M5位于所述DNA标记M4的下游、DNA标记M3位于所述靶区中;并使含有所述靶区且被源自所述外源品种的染色体片段所置换的所述原品种染色体中的置换区成为其上游侧末端位于所述DNA标记M1与所述DNA标记M2之间、所述置换区的下游侧末端位于所述DNA标记M4与所述DNA标记M5之间的方式构建基因组。

权利要求书

1: 一种植物基因组构建方法, 该方法使用仅将原品种染色体的一部分置换成源自外源 品种的染色体片段的染色体片段置换系, 将原品种染色体中的靶区以源自所述外源品种的 染色体片段置换从而构建植物基因组, 其特征在于 : 针对每一个所述靶区设定 DNA 标记 M1 ~ M5, 使得 DNA 标记 M2 位于所述靶区的上游侧 末端或其上游、 DNA 标记 M1 位于所述 DNA 标记 M2 的上游、 DNA 标记 M4 位于所述靶区的下游 侧末端或其下游、 DNA 标记 M5 位于所述 DNA 标记 M4 的下游、 DNA 标记 M3 位于所述靶区中 ; 构建基因组, 使得含有所述靶区且被源自所述外源品种的染色体片段所置换的所述原 品种染色体中的置换区, 其上游侧末端位于所述 DNA 标记 M1 与所述 DNA 标记 M2 之间、 所述 置换区的下游侧末端位于所述 DNA 标记 M4 与所述 DNA 标记 M5 之间。2: 一种新品种选育方法, 该方法使用仅将原品种染色体的一部分置换成源自外源品种 的染色体片段的染色体片段置换系选育新品种, 其特征在于, 该方法包括 : (1-1) 在所述原品种染色体的靶区的上游侧末端或其上游设定 DNA 标记 M2 的步骤、 在 所述 DNA 标记 M2 的上游设定 DNA 标记 M1 的步骤、 在所述靶区的下游侧末端或其下游设定 DNA 标记 M4 的步骤、 在所述 DNA 标记 M4 的下游设定 DNA 标记 M5 的步骤及在所述靶区中设 定 DNA 标记 M3 的步骤 ; (1-2) 使所述染色体片段置换系与所述原品种杂交, 得到后代个体的步骤, 所述后代个 体的所述 DNA 标记 M3 为源自所述原品种的等位基因与源自所述外源品种的等位基因的非 同源染色体区 ; (1-3) 将所述步骤 (1-2) 中得到的所述后代个体自交, 得到后代个体的步骤 ; (1-4) 从所述步骤 (1-3) 中得到的所述后代个体或从所述步骤 (1-3) 中得到的所述后 代个体回交得到的后代个体中, 筛选出所述 DNA 标记 M1 为源自所述原品种的等位基因的同 源染色体区、 所述 DNA 标记 M2 及所述 DNA 标记 M3 为源自所述原品种的等位基因与源自所 述外源品种的等位基因的非同源染色体区的后代个体的步骤 ; (1-5) 通过将所述步骤 (1-4) 中筛选出的所述后代个体自交, 从而得到后代个体的步 骤; 以及 (1-6) 从所述步骤 (1-5) 中得到的所述后代个体或从所述步骤 (1-5) 中得到的所述后 代个体自交得到的后代个体中, 筛选出所述 DNA 标记 M1 及所述 DNA 标记 M5 为源自所述原 品种的等位基因的同源染色体区、 所述 DNA 标记 M2、 所述 DNA 标记 M3 及所述 DNA 标记 M4 为 源自所述外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体的步骤 ; 并且, 针对所述原品种的所述染色体中的一个或多个所述靶区, 对每一个所述靶区实 施所述 (1-1) ~ (1-6) 的步骤。3: 一种新品种选育方法, 该方法使用仅将原品种染色体的一部分置换成源自外源品种 的染色体片段的染色体片段置换系选育新品种, 其特征在于, 该方法包括 : (2-1) 在所述原品种染色体的靶区的上游侧末端或其上游设定 DNA 标记 M2 的步骤、 在 所述 DNA 标记 M2 的上游设定 DNA 标记 M1 的步骤、 在所述靶区的下游侧末端或其下游设定 DNA 标记 M4 的步骤、 在所述 DNA 标记 M4 的下游设定 DNA 标记 M5 的步骤及在所述靶区中设 定 DNA 标记 M3 的步骤 ; (2-2) 使所述染色体片段置换系与所述原品种杂交, 得到后代个体的步骤, 所述后代个 体的所述 DNA 标记 M3 为源自所述原品种的等位基因与源自所述外源品种的等位基因的非 2 同源染色体区 ; (2-3) 将所述步骤 (2-2) 中得到的所述后代个体自交, 得到后代个体的步骤 ; (2-4) 从所述步骤 (2-3) 中得到的所述后代个体或从所述步骤 (2-3) 中得到的所述后代个体回交得到的后代个体中, 筛选出所述 DNA 标记 M5 为源自 所述原品种的等位基因的同源染色体区 ; 所述 DNA 标记 M3 及所述 DNA 标记 M4 为源自所述原 品种的等位基因与源自所述外源品种的等位基因的非同源染色体区的后代个体的步骤 ; (2-5) 通过将所述步骤 (2-4) 中筛选出的所述后代个体自交, 从而得到后代个体的步 骤; 以及 (2-6) 从所述步骤 (2-5) 中得到的所述后代个体或从所述步骤 (2-5) 中得到的所述后代个体自交得到的后代个体中, 筛选出所述 DNA 标记 M1 及所述 DNA 标记 M5 为源自所述原品种的等位基因的同源染色体区 ; 所述 DNA 标记 M2、 所述 DNA 标 记 M3 及所述 DNA 标记 M4 为源自所述外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体的步 骤; 并且, 针对所述原品种的所述染色体中的一个或多个所述靶区, 对每一个所述靶区实 施所述 (2-1) ~ (2-6) 的步骤。4: 一种新品种选育方法, 该方法使用仅将原品种染色体的一部分置换成源自外源品种 的染色体片段的染色体片段置换系选育新品种, 其特征在于, 该方法包括 : (3-1) 在所述原品种染色体的靶区的上游侧末端或其上游设定 DNA 标记 M2 的步骤、 在 所述 DNA 标记 M2 的上游设定 DNA 标记 M1 的步骤、 在所述靶区的下游侧末端或其下游设定 DNA 标记 M4 的步骤、 在所述 DNA 标记 M4 的下游设定 DNA 标记 M5 的步骤及在所述靶区中设 定 DNA 标记 M3 的步骤 ; (3-2) 使所述染色体片段置换系与所述原品种杂交, 得到后代个体的步骤, 所述后代个 体的所述 DNA 标记 M3 为源自所述原品种的等位基因与源自所述外源品种的等位基因的非 同源染色体区 ; (3-3) 将所述步骤 (3-2) 中得到的所述后代个体自交, 得到后代个体的步骤 ; (3-4) 从所述步骤 (3-3) 中得到的所述后代个体或从所述步骤 (3-3) 中得到的所述后 代个体回交得到的后代个体中, 筛选出 DNA 标记 M1 及所述 DNA 标记 M5 中的任意一个为源 自所述原品种的等位基因的同源染色体区、 另一个为源自所述原品种的等位基因与源自所 述外源品种的等位基因的非同源染色体区的后代个体的步骤 ; (3-5) 通过将所述步骤 (3-4) 中筛选出的所述后代个体自交, 从而得到后代个体的步 骤; 以及 (3-6) 从所述步骤 (3-5) 中得到的所述后代个体或从所述步骤 (3-5) 中得到的所述后 代个体自交得到的后代个体中, 筛选出所述 DNA 标记 M1 及所述 DNA 标记 M5 为源自所述原 品种的等位基因的同源染色体区、 所述 DNA 标记 M2、 所述 DNA 标记 M3 及所述 DNA 标记 M4 为 源自所述外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体的步骤 ; 并且, 针对所述原品种的所述染色体中的一个或多个所述靶区, 对每一个所述靶区实 施所述 (3-1) ~ (3-6) 的步骤。5: 如权利要求 4 所述的新品种选育方法, 其特征在于, 在所述步骤 (3-4) 之后、 所述步 骤 (3-5) 之前, 实施 (3-7-1) 及 (3-7-2) 的步骤 : 3 (3-7-1) 通过将所述步骤 (3-4) 中筛选出的所述后代个体自交, 从而得到后代个体的 步骤 ; (3-7-2) 从所述步骤 (3-7-1) 中得到的所述后代个体或从所述步骤 (3-7-1) 中得到的 所述后代个体回交得到的后代个体或从所述 步骤 (3-7-1) 中得到的所述后代个体自交得 到的后代个体再进行回交得到的后代个体中, 筛选出 (ii-1) 所述 DNA 标记 M1 为源自所述 原品种的等位基因的同源染色体区、 且所述 DNA 标记 M2 及所述 DNA 标记 M3 为源自所述原 品种的等位基因与源自所述外源品种的等位基因的非同源染色体区的后代个体 ; 或者筛选 出 (ii-2) 所述 DNA 标记 M5 为源自所述原品种的等位基因的同源染色体区、 且所述 DNA 标 记 M3 及 DNA 标记 M4 为源自所述原品种的等位基因与源自所述外源品种的等位基因的非同 源染色体区的后代个体的步骤 ; 所述步骤 (3-5) 为, (3-5’ ) 通过将所述步骤 (3-7-2) 中筛选出的所述后代个体自交, 从而得到后代个体的步骤 ; 所述步骤 (3-6) 为, (3-6’ ) 从所述步骤 (3-5’ ) 中得到的所述后代个体或从所述步骤 (3-5’ ) 中得到的所述后代个体自交得到的后代个体中, 筛选出所述 DNA 标记 M1 及所述 DNA 标记 M5 为源自所述原品种的等位基因的同源染色体区 ; 所述 DNA 标记 M2、 DNA 标记 M3 及 DNA 标记 M4 为源自所述外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体的步骤。6: 如权利要求 2-4 之任一所述的新品种选育方法, 其特征在于 : 所述 DNA 标记 M2 为所述靶区的上游侧末端或其附近的 DNA 标记 ; 所述 DNA 标记 M1 为所述 DNA 标记 M2 附近的 DNA 标记 ; 所述 DNA 标记 M4 为所述靶区的下游侧末端或其附近的 DNA 标记 ; 所述 DNA 标记 M5 为所述 DNA 标记 M4 附近的 DNA 标记。7: 如权利要求 2-4 之任一所述的新品种选育方法, 其特征在于 : 所述靶区为一个基因 区。8: 如权利要求 2-4 之任一所述的新品种选育方法, 其特征在于 : 所述靶区为两个以上 的基因区。9: 如权利要求 2-4 之任一所述的新品种选育方法, 其特征在于 : 所述原品种为自花授 粉植物或常异花授粉植物。10: 如权利要求 2-4 之任一所述的新品种选育方法, 其特征在于 : 所述原品种为禾本科 植物品种。11: 如权利要求 2-4 之任一所述的新品种选育方法, 其特征在于 : 所述原品种为水稻品 种。12: 如权利要求 11 所述的新品种选育方法, 其特征在于 : 所述水稻品种为越光。13: 一种品种, 该品种是使用权利要求 2-4 之任一所述的新品种选育方法选育得到的, 其特征在于 : 所述原品种染色体中的靶区被源自所述外源品种的同源染色体片段置换。14: 一种后代个体, 该后代个体是由权利要求 13 所述品种的个体与权利要求 13 所述品 种的个体之后代个体所组成的群体中选择两个个体, 使其杂交得到的。15: 如权利要求 14 所述的后代个体, 其特征在于 : 所述原品种染色体中的多个所述靶 区被源自所述外源品种的所述同源染色体片段置换。16: 如权利要求 14 所述的后代个体, 其特征在于 : 所述两个个体各自的靶区不同。 417: 一种后代个体, 其特征在于 : 该后代个体是将由权利要求 13 所述品种的个体与权 利要求 13 所述品种的个体之后代个体所组成的群体中选择的个体, 作为母本或父本使用, 通过所述母本或所述父本的杂交得到的。18: 一种新品种选育方法, 其特征在于, 该方法包括 : (4-1) 以权利要求 13 所述品种或权利要求 15 所述后代个体为母本 ; 以所述靶区与所 述母本不同的权利要求 13 所述品种或权利要 求 15 所述后代个体为父本, 将所述母本与所 述父本杂交, 得到后代个体的步骤 ; (4-2) 通过将所述步骤 (4-1) 中得到的所述后代个体自交, 从而得到后代个体的步骤 ; 以及 (4-3) 从所述步骤 (4-2) 中得到的所述后代个体中, 筛选出所述原品种染色体中、 所述 母本所具有的所述靶区及所述父本所具有的所述靶区均被源自所述外源品种的所述同源 染色体片段置换的后代个体的步骤。19: 如权利要求 18 所述的新品种选育方法, 其特征在于, 在所述步骤 (4-3) 之后还包 括: (4-4) 从权利要求 13 所述品种或权利要求 15 所述后代个体与所述步骤 (4-3) 中筛选 出的个体所组成的群体中, 选择所述靶区相互不同的两个个体作为母本及父本, 使其杂交 得到后代个体的步骤 ; (4-5) 通过将所述步骤 (4-4) 中得到的所述后代个体自交, 从而得到后代个体的步骤 ; (4-6) 从所述步骤 (4-5) 中得到的所述后代个体中, 筛选出所述原品种染色体中、 所述 母本所具有的所述靶区及所述父本所具有的所述靶区均被源自所述外源品种的所述同源 染色体片段置换的后代个体的步骤 ; 以及 (4-7) 将所述步骤 (4-4) ~ (4-6) 重复一次以上的步骤。20: 一种植物品种鉴别方法, 该方法用于鉴别某种植物个体是否为使用权利要求 2-4 之任一所述的新品种选育方法选育得到的特定品种, 其特征在于 : 通过所述植物个体的基 因组分析, 将选自所述 DNA 标记 M1 ~ M5 中的一种以上的所述 DNA 标记进行分型 ; 当得到的分型结果与所述特定品种的结果一致时, 鉴定所述植物个体为所述特定品 种。21: 一种新品种, 该新品种是染色体的一部分被源自外源品种的染色体片段置换的染 色体片段置换系的后代品种, 其特征在于 : 染色体区的一个或多个靶区被源自所述外源品 种的所述染色体片段置换 ; 所述染色体片段的长度通过设定在所述靶区上游的 DNA 标记与 设定在所述靶区下游的 DNA 标记进行控制。22: 水稻品种 (Oryza sativa L.cultivar) 越光籽 4 号 (Koshihikari kazusa 4go), 其国际保藏保藏号为 FERM BP-11140。23: 一种后代个体, 该后代个体是由权利要求 22 所述品种的个体与权利要求 17 所述后 代个体所组成的群体中选择的两个个体杂交得到的。24: 一种植物品种鉴别方法, 该方法用于鉴别某种植物个体是否为特定品种, 其特征在 于: 将 SP-4009 作为 DNA 标记 M1、 将 G2003 作为 DNA 标记 M2、 将 G2002 作为 DNA 标记 M3、 将 SP-462 作为 DNA 标记 M4、 将 SP-1259 作为 DNA 标记 M5 ; 通过所述植物个体的基因组分析, 将选自所述 DNA 标记 M1 ~ M5 中的一种以上的所述 DNA 标记进行分型 ; 5 当得到的分型结果与水稻品种越光 H 4 号 (Koshihikari eichi 4go) 或水稻品种越光 籽 4 号的结果一致时, 鉴定所述植物个体为水稻品种越光 H 4 号或水稻品种越光籽 4 号。25: 一种植物品种鉴别方法, 该方法用于鉴别某种植物个体是否为特定品种, 其特征在 于: 将 SP-2032 作为 DNA 标记 M1、 将 SP-170 作为 DNA 标记 M2、 将 SP-4028 作为 DNA 标记 M3、 将 SP-4038 作为 DNA 标记 M4、 将 SP-4030 作为 DNA 标记 M5, 通过所述植物个体的基因组分 析, 将选自所述 DNA 标记 M1 ~ M5 中的一种以上的所述 DNA 标记进行分型 ;26: 一种植物品种的鉴别方法, 该方法用于鉴别某种植物个体是否为特定品种, 其特征 在于 : 将 SP-2513 作为 DNA 标记 M1、 将 SP-586 作为 DNA 标记 M2、 将 SP-2254 作为 DNA 标记 M3、 将 SP-1603 作为 DNA 标记 M4、 将 SP-604 作为 DNA 标记 M5, 通过所述植物个体的基因组 分析, 将选自所述 DNA 标记 M1 ~ M5 中的一种以上的所述 DNA 标记进行分型 ; 当得到的分型结果与水稻品种越光 H 3 号 (Koshihikari eichi 3go) 或水稻品种越光 籽 4 号的结果一致时, 鉴定所述植物个体为水稻品种越光 H 3 号或水稻品种越光籽 4 号。

说明书


植物基因组的构建方法、 新品种的选育方法及新品种

    技术领域 本发明涉及一种适合于植物品种改良的、 基于非基因重组法的植物基因组构建方 法, 本发明还涉及使用该基因组构建方法的植物新品种的选育方法、 通过该选育方法选育 的植物个体及新品种、 以及植物品种的鉴别方法。
     本申请基于 2008 年 7 月 7 日在日本提出申请的特愿 2008-176934 号日本专利申 请主张优先权, 在此引用其内容。
     背景技术 将属于同一种, 但因遗传结构不同而在某种性状上具有与其他群体不同性状的群 体称为品种。 也就是说, 即使是同种的植物, 但由于品种的不同, 其栽培的难易性、 对病虫害 的抵抗性、 产量和品质等也有所不同。 因此, 对于农作物, 特别是水稻和麦类等主要作物中, 为了得到更优良的品种自古以来在不断进行品种改良。 近年来, 不只是种苗公司等, 国家和 县等官方机构也在积极地进行着这种品种改良。此外, 为了适应近年来消费者喜好的多样
     性, 除食用作物外, 在花草等园艺作物等中也很盛行开发具有多种颜色、 形态的新品种。
     并且, 近年来, 作为生物乙醇等的原料, 植物类资源备受关注, 人们期待着开发出 资源效率更高的新品种。
     随着近年来核酸分析技术等的进步, 拟南芥、 水稻、 小麦等各种植物的基因已被破 译, 并公开了由该破译得到的基因信息。 利用这些公开了的基因信息, 人们广泛进行了基于 基因重组法的、 将外源种的基因导入于原品种中的品种改良。例如已公开有 Hd1 基因及导 入该 Hd1 基因的转基因植物的选育方法等, 所述 Hd1 基因编码有具有提高植物感光性功能 的源自植物的蛋白质 ( 例如参考专利文献 1)。但 是, 基于基因重组法的品种改良, 虽然通 常具有能够导入不能杂交的远缘种所具有的性状的优点, 但存在对其安全性的验证尚不够 充分的问题。
     另一方面, 作为基于非基因重组法的植物品种改良方法, 有基于杂交的育种法和 突变法等。在常规的基于杂交的育种法中, 有系统育种法、 群体育种法及回交育种法等。此 外, 广泛使用的还有将回交育种法与 MAS(Marker Assisted Selection) 法相结合, 将靶基 因导入原品种的品种改良。 这里所谓的 MAS 法是指, 使用与编码目的性状的基因连锁的 DNA 标记, 从由自古进行的自然杂交或人工杂交所得到的杂交后代的群体中, 筛选具有目的性 状的个体的方法。通过使用该 DNA 标记进行个体筛选, 能够在苗阶段等早期阶段筛选出具 有目的性状的个体, 能够谋求省力化和高效化。作为这种使用 DNA 标记筛选具有特定性状 个体的筛选方法, 例如公开有 : 使用存在于水稻半矮生性基因 sd-1 基因周边区的 DNA 标记, 判别植物基因型的方法 ; 以及使用该方法的植物半矮生性性状的检测方法等 ( 例如, 参考 专利文献 2)。
     现有技术文献
     专利文献 1 : 日本国特许第 3660967 号公报
     专利文献 2 : 国际公开第 2003/070934 号发明内容 但是, 在使用 MAS 法的品种改良方法中, 存在使用 DNA 标记筛选出的后代个体不只 是具有目的性状的个体、 DNA 标记的作用仅为辅助筛选的问题。这可能是由于 DNA 标记通 常并不是存在于所导入的性状基因上, 该性状基因与 DNA 标记之间存在长度、 方向不明确 的距离。因此, 在 MAS 法中, 虽然能够缩小用于评价性状的后代个体的群体规模, 但是对于 使用 DNA 标记筛选出的后代个体, 仍然需要进一步进行性状评价。
     此外, 在采用 MAS 法的品种改良方法中, 还存在虽然目的性状被改良, 但其他性状 变差的情况很多的问题。这可能是因为, 如上所述, 导入的性状基因与 DNA 标记之间存在长 度和方向不明确的距离, 无法控制被导入的染色体片段的区, 许多靶基因以外的其他基因 也被导入到该植物中而引起的。
     本发明的目的之一在于提供一种基因组构建方法及新品种选育方法, 其用来在通 过非基因重组法进行植物品种改良时, 对由导入的源自外源品种染色体片段所构成的置换 区进行控制, 不改变原品种所具有的优良性状地选育具有目的性状的新品种。
     本发明人为了解决上述问题进行了深入研究, 结果发现 : 在对使用染色体片段置 换系将原品种染色体中的靶区置换成了源自外源品种的同源染色体 (homo-chromosome) 片段的新品种进行选育时, 通过满足下述条件 (I)、 (II) 而能够控制被该同源染色体片段 置换的原品种的染色体区, 从而完成了本发明。
     (I) 在靶区的上游侧末端或其上游设定 DNA 标记 M2、 在 DNA 标记 M2 的上游设定 DNA 标记 M1 ; 在靶区的下游侧末端或其下游设定 DNA 标记 M4、 在 DNA 标记 M4 的下游设定 DNA 标 记 M5 ; 在靶区中设定 DNA 标记 M3。
     (II) 筛选如下的后代个体 : 用导入的源自外源品种的染色体片段进行置换的、 原 品种染色体区的上游侧末端位于 DNA 标记 M1 与 M2 之间, 该区的下游侧末端位于 DNA 标记 M4 与 M5 之间。
     (1) 本发明的植物基因组构建方法, 该方法使用仅将原品种染色体的一部分置换 成源自外源品种的染色体片段的染色体片段置换系, 将原品种染色体中的靶区以源自所述 外源品种的染色体片段置换从而构建植物基因组, 其针对每一个所述靶区设定 DNA 标记 M1 ~ M5, 使得 DNA 标记 M2 位于所述靶区的上游侧末端或其上游、 DNA 标记 M1 位于所述 DNA 标记 M2 的上游、 DNA 标记 M4 位于 所述靶区的下游侧末端或其下游、 DNA 标记 M5 位于所述 DNA 标记 M4 的下游、 DNA 标记 M3 位于所述靶区中 ; 构建基因组, 使得含有所述靶区且被源自 所述外源品种的染色体片段所置换的所述原品种染色体中的置换区, 其上游侧末端位于所 述 DNA 标记 M1 与所述 DNA 标记 M2 之间、 所述置换区的下游侧末端位于所述 DNA 标记 M4 与 所述 DNA 标记 M5 之间。
     (2) 本发明的新品种选育方法, 该方法使用仅将原品种染色体的一部分置换成源 自外源品种的染色体片段的染色体片段置换系选育新品种, 该方法包括 : (1-1) 在所述原 品种染色体的靶区的上游侧末端或其上游设定 DNA 标记 M2 的步骤、 在所述 DNA 标记 M2 的上 游设定 DNA 标记 M1 的步骤、 在所述靶区的下游侧末端或其下游设定 DNA 标记 M4 的步骤、 在 所述 DNA 标记 M4 的下游设定 DNA 标记 M5 的步骤及在所述靶区中设定 DNA 标记 M3 的步骤 ; (1-2) 使所述染色体片段置换系与所述原品种杂交, 得到后代个体的步骤, 所述后代个体的
     所述 DNA 标记 M3 为源自所述原品种的等位基因与源自所述外源品种的等位基因的非同源 (hetero-chromosome) 染色体区 ; (1-3) 将所述步骤 (1-2) 中得到的所述后代个体自交, 得 到后代个体的步骤 ; (1-4) 从所述步骤 (1-3) 中得到的所述后代个体或从所述步骤 (1-3) 中得到的所述后代个体回交得到的后代个体中, 筛选出所述 DNA 标记 M1 为源自所述原品种 的等位基因的同源染色体区、 所述 DNA 标记 M2 及所述 DNA 标记 M3 为源自所述原品种的等 位基因与源自所述外源品种的等位基因的非同源染色体区的后代个体的步骤 ; (1-5) 通过 将所述步骤 (1-4) 中筛选出的所述后代个体自交, 从而得到后代个体的步骤 ; 以及 (1-6) 从 所述步骤 (1-5) 中得到的所述后代个体或从所述步骤 (1-5) 中得到的所述后代个体自交得 到的后代个体中, 筛选出所述 DNA 标记 M1 及所述 DNA 标记 M5 为源自所述原品种的等位基 因的同源染色体区、 所述 DNA 标记 M2、 所述 DNA 标记 M3 及所述 DNA 标记 M4 为源自所述外 源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体的步骤 ; 并且, 针对所述原品种的所述染色 体中的一个或多个所述靶区, 对每一个所述靶区实施所述 (1-1) ~ (1-6) 的步骤。
     (3) 本发明的新品种选育方法, 该方法使用仅将原品种染色体的一部分置换成源 自外源品种的染色体片段的染色体片段置换系选育新品种, 该方法包括 : (2-1) 在所述原 品种染色体的靶区的上游侧末端或其上游设定 DNA 标记 M2 的步骤、 在所述 DNA 标记 M2 的上 游设定 DNA 标记 M1 的步骤、 在所述靶区的下游侧末端或其下游设定 DNA 标记 M4 的步骤、 在 所述 DNA 标记 M4 的下游设定 DNA 标记 M5 的步骤及在所述靶区中设定 DNA 标记 M3 的步骤 ; (2-2) 使所述染色体片段置换系与所述原品种杂交, 得到后代个体的步骤, 所述后代个体 的所述 DNA 标记 M3 为源自所述原品种的等位基因与源自所述外源品种的等位基因的非同 源染色体区 ; (2-3) 将所述步骤 (2-2) 中得到的所述后代个体自交, 得到后代个体的步骤 ; (2-4) 从所述步骤 (2-3) 中得到的所述后代个体或从所述步骤 (2-3) 中得到的所述后代个 体回交得到的后代个体中, 筛选出所述 DNA 标记 M5 为源自所述原品种的等位基因的同源染 色体区、 所述 DNA 标记 M3 及所述 DNA 标记 M4 为源自所述原品种的等位基因与源自所述外 源品种的等位基因的非同源染色体区的后代个体的步骤 ; (2-5) 通过将所述步骤 (2-4) 中 筛选出的所述后代个体自交, 从而得到后代个体的步骤 ; 以及 (2-6) 从所述步骤 (2-5) 中得 到的所述后代个体或从所述步骤 (2-5) 中得到的所述后代个体自交得到的后代个体中, 筛 选出所述 DNA 标记 M1 及所述 DNA 标记 M5 为源自所述原品种的等位基因的同源染色体区、 所述 DNA 标记 M2、 所述 DNA 标记 M3 及所述 DNA 标记 M4 为源自所述外源品种的等位基因的 同源染色体区的后代个体的步骤 ; 并且, 针对 所述原品种的所述染色体中的一个或多个所 述靶区, 对每一个所述靶区实施所述 (2-1) ~ (2-6) 的步骤。
     (4) 本发明的新品种选育方法, 该方法使用仅将原品种染色体的一部分置换成源 自外源品种的染色体片段的染色体片段置换系选育新品种, 该方法包括 : (3-1) 在所述原 品种染色体的靶区的上游侧末端或其上游设定 DNA 标记 M2 的步骤、 在所述 DNA 标记 M2 的上 游设定 DNA 标记 M1 的步骤、 在所述靶区的下游侧末端或其下游设定 DNA 标记 M4 的步骤、 在 所述 DNA 标记 M4 的下游设定 DNA 标记 M5 的步骤及在所述靶区中设定 DNA 标记 M3 的步骤 ; (3-2) 使所述染色体片段置换系与所述原品种杂交, 得到后代个体的步骤, 所述后代个体 的所述 DNA 标记 M3 为源自所述原品种的等位基因与源自所述外源品种的等位基因的非同 源染色体区 ; (3-3) 将所述步骤 (3-2) 中得到的所述后代个体自交, 得到后代个体的步骤 ; (3-4) 从所述步骤 (3-3) 中得到的所述后代个体或从所述步骤 (3-3) 中得到的所述后代个体回交得到的后代个体中, 筛选出 DNA 标记 M1 及所述 DNA 标记 M5 中的任意一个为源自所 述原品种的等位基因的同源染色体区、 另一个为源自所述原品种的等位基因与源自所述外 源品种的等位基因的非同源染色体区的后代个体的步骤 ; (3-5) 通过将所述步骤 (3-4) 中 筛选出的所述后代个体自交, 从而得到后代个体的步骤 ; 以及 (3-6) 从所述步骤 (3-5) 中得 到的所述后代个体或从所述步骤 (3-5) 中得到的所述后代个体自交得到的后代个体中, 筛 选出所述 DNA 标记 M1 及所述 DNA 标记 M5 为源自所述原品种的等位基因的同源染色体区、 所述 DNA 标记 M2、 所述 DNA 标记 M3 及所述 DNA 标记 M4 为源自所述外源品种的等位基因的 同源染色体区的后代个体的步骤 ; 并且, 针对所述原品种的所述染色体中的一个或多个所 述靶区, 对每一个所述靶区实施所述 (3-1) ~ (3-6) 的步骤。
     (5) 上述 (4) 所述的新品种选育方法, 还可以在所述步骤 (3-4) 之后、 所述步骤 (3-5) 之前, 实施 (3-7-1) 及 (3-7-2) 步骤 : (3-7-1) 通过将所述步骤 (3-4) 中筛选出的所 述后代个体自交, 从而得到后代个体的步骤 ; (3-7-2) 从所述步骤 (3-7-1) 中得到的所述后 代个体或从所述步骤 (3-7-1) 中得到的所述后代个体回交得到的后代个体或从所述步骤 (3-7-1) 中得到的所述后代个体自交得到的后代个体再进行回交得到的后代个体中, 筛选 出 (ii-1) 所述 DNA 标记 M1 为源自所述原品种的等位基因的同源染色体区、 且所述 DNA 标 记 M2 及所述 DNA 标记 M3 为源自所述原品种的等位基因与源自所述外源品种的等位基因 的非同源染色体区的后代个体 ; 或者筛选出 (ii-2) 所述 DNA 标记 M5 为源自所述原品种的 等位基因的同源染色体区、 且所述 DNA 标记 M3 及 DNA 标记 M4 为源自所述原品种的等位基 因与源自所述外源品种的等位基因的非同源染色体区的后代个体的步骤 ; 所述步骤 (3-5) 为 (3-5’ ) 通过将所述步骤 (3-7-2) 中筛选出的所述后代个体自交, 从而得到后代个体的 步骤 ; 所述步骤 (3-6) 为 (3-6’ ) 从所述步骤 (3-5’ ) 中得到的所述后代个体或从所述步 骤 (3-5’ ) 中得到的所述后代个体自交得到的后代个体中, 筛选出所述 DNA 标记 M1 及所述 DNA 标记 M5 为源自所述原品种的等位基因的同源染色体区 ; 所述 DNA 标记 M2、 DNA 标记 M3 及 DNA 标记 M4 为源自所述外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体的步骤。
     (6) 上述 (2) ~ (4) 所述的新品种选育方法, 还可以是所述 DNA 标记 M2 为所述靶 区的上游侧末端或其附近的 DNA 标记 ; 所述 DNA 标记 M1 为所述 DNA 标记 M2 附近的 DNA 标 记; 所述 DNA 标记 M4 为所述靶区的下游侧末端或其附近的 DNA 标记 ; 所述 DNA 标记 M5 为所 述 DNA 标记 M4 附近的 DNA 标记。
     (7) 上述 (2) ~ (4) 所述的新品种选育方法, 所述靶区可以为一个基因区。
     (8) 上述 (2) ~ (4) 所述的新品种选育方法, 所述靶区可以为两个以上的基因区。
     (9) 上述 (2) ~ (4) 所述的新品种选育方法, 所述原品种可以为自花授粉植物或常 异花授粉植物。
     (10) 上述 (2) ~ (4) 所述的新品种选育方法, 所述原品种可以为禾本科植物品种。
     (11) 上述 (2) ~ (4) 所述的新品种选育方法, 所述原品种可以为水稻品种。
     (12) 上述 (11) 所述的新品种选育方法, 所述水稻品种可以为越光。
     (13) 本发明的品种, 其为使用上述 (2) ~ (4) 中之任一所述的新品种选育方法选 育得到的品种, 所述原品种染色体中的靶区被源自所述外源品种的同源染色体片段置换。
     (14) 本发明的后代固体, 其为由上述 (13) 所述品种的个体与上述 (13) 所述品种 个体的后代个体所组成的群体中选择两个个体, 使其杂交得到的。(15) 上述 (14) 所述的后代个体, 所述原品种染色体中的多个所述靶区可以被源 自所述外源品种的所述同源染色体片段置换。
     (16) 上述 (14) 所述的后代个体, 所述两个个体各自的靶区可以不同。
     (17) 本发明的后代固体, 其为将由上述 (13) 所述品种的个体和上述 (13) 所述品 种的个体之后代个体所组成的群体中选择的个体, 作为母本或父本使用, 通过所述母本或 所述父本的杂交得到的。
     (18) 本发明的新品种选育方法, 其包括 : (4-1) 以上述 (13) 所述品种或上述 (15) 所述后代个体为母本, 以所述靶区与所述母本不同的上述 (13) 所述品种或上述 (15) 所述 后代个体为父本, 将所述母本与所述父本杂交, 得到后代个体的步骤 ; (4-2) 通过将所述步 骤 (4-1) 中得到的所述后代个体自交, 从而得到后代个体的步骤 ; 以及 (4-3) 从所述步骤 (4-2) 中得到的所述后代个体中, 筛选出所述原品种染色体中、 所述母本所具有的所述靶区 及所述父本所具有的所述靶区均被源自所述外源品种的所述同源染色体片段置换的后代 个体的步骤。
     (19) 上述 (18) 所述的新品种选育方法, 在所述步骤 (4-3) 之后还可以包括 : (4-4) 从上述 (13) 所述品种或上述 (15) 所述后代个体及所述步骤 (4-3) 中筛选出的个体 所组成的群体中, 选择所述靶区相互不同的两个个体作为母本及父本, 使其杂交得到后代 个体的步骤 ; (4-5) 通过将所述步骤 (4-4) 中得到的所述后代个体自交, 从而得到后代个体 的步骤 ; (4-6) 从所述步骤 (4-5) 中得到的所述后代个体中, 筛选出所述原品种染色体中、 所述母本所具有的所述靶区及所述父本所具有的所述靶区均被源自所述外源品种的所述 同源染色体片段置换的后代个体的步骤 ; 以及 (4-7) 将所述步骤 (4-4) ~ (4-6) 重复一次 以上的步骤。 (20) 本发明的植物品种鉴别方法, 其用于鉴别某种植物个体是否为使用上述 (2) ~ (4) 中之任一所述的新品种选育方法选育得到的特定品种, 通过所述植物个体的基 因组分析, 将选自所述 DNA 标记 M1 ~ M5 中的一种以上的所述 DNA 标记进行分型 ; 当得到的 分型结果与所述特定品种的结果一致时, 鉴定所述植物个体为所述特定品种。
     (21) 本发明的新品种, 其为染色体的一部分被源自外源品种的染色体片段置换的 染色体片段置换系的后代品种 ; 染色体区的一个或多个靶区被源自所述外源品种的所述染 色体片段置换 ; 所述染色体片段的长度通过设定在所述靶区上游的 DNA 标记与设定在所述 靶区下游的 DNA 标记进行控制。
     (22) 本 发 明 的 越 光 为 国 际 保 藏 保 藏 号 为 FERM BP-11140 的 水 稻 品 种 (Oryza sativa L.cultivar) 越光籽 4 号 ( 水稻品种越光籽 4 号 (Koshihikari kazusa 4go))。
     (23) 本发明的后代固体, 其为由上述 (22) 所述品种的个体及上述 (17) 所述后代 个体所组成的群体中选择的两个个体杂交得到的。
     (24) 本发明的植物品种鉴别方法, 其用于鉴别某种植物个体是否为特定品种 ; 将 SP-4009 作为 DNA 标记 M1、 将 G2003 作为 DNA 标记 M2、 将 G2002 作为 DNA 标记 M3、 将 SP-462 作为 DNA 标记 M4、 将 SP-1259 作为 DNA 标记 M5 ; 通过所述植物个体的基因组分析, 将选自所 述 DNA 标记 M1 ~ M5 中的一种以上的所述 DNA 标记进行分型 ; 当得到的分型结果与水稻品 种越光 H 4 号 (Koshihikari eichi4go) 或水稻品种越光籽 4 号的结果一致时, 鉴定所述植 物个体为水稻品种越光 H4 号或水稻品种越光籽 4 号。
     (25) 本发明的植物品种鉴别方法, 其用于鉴别某种植物个体是否为特定品种 ; 将 SP-2032 作为 DNA 标记 M1、 将 SP-170 作为 DNA 标记 M2、 将 SP-4028 作为 DNA 标记 M3、 将 SP-4038 作为 DNA 标记 M4、 将 SP-4030 作为 DNA 标记 M5, 通过所述植物个体的基因组分析, 将选自所述 DNA 标记 M1 ~ M5 中的一种以上的所述 DNA 标记进行分型 ; 当得到的分型结果 与水稻品种越光 H 2 号 (Koshihikari eichi2go) 或水稻品种越光籽 4 号的结果一致时, 鉴 定所述植物个体为水稻品种越光 H 2 号或水稻品种越光籽 4 号。
     (26) 本发明的植物品种鉴别方法, 其用于鉴别某种植物个体是否为特定品种 ; 将 SP-2513 作为 DNA 标记 M1、 将 SP-586 作为 DNA 标记 M2、 将 SP-2254 作为 DNA 标记 M3、 将 SP-1603 作为 DNA 标记 M4、 将 SP-604 作为 DNA 标记 M5 ; 通过所述植物个体的基因组分析, 将选自所述 DNA 标记 M1 ~ M5 中的一种以上的所述 DNA 标记进行分型 ; 当得到的分型结果 与水稻品种越光 H 3 号 (Koshihikari eichi 3go) 或水稻品种越光籽 4 号的结果一致时, 鉴定所述植物个体为水稻品种越光 H 3 号或水稻品种越光籽 4 号。
     发明效果
     通过使用本发明的植物基因组构建方法、 以及使用该植物基因组构建方法的本发 明的新品种选育方法, 能够控制被源自外源品种的同源染色体片段置换的原品种染色体 区。因此, 能够将性状基因以外的功能不明的其他基因大量被导入原品种染色体的问题以 及损害原品种所具有的优良性状的问题抑制在最小限度, 同时将目的性状导入原品种中。
     此外, 用本发明的新品种选育方法选育新品种或以其后代个体为亲本选育新品 种, 能够得到完全遗传了母本和父本所分别具有的、 源自外源品种的同源染色体片段的后 代个体。其结果能够将损害原品种所具有的优良性状的问题抑制在最小限度, 同时能够简 便且安全地改良原品种的多种性状。附图说明
     图 1 为表示原品种染色体 G 上的靶区 T、 导入至该染色体 G 的源自外源品种的染色 体片段 L 及 DNA 标记 M1 ~ M5 的示意图。
     图 2A 为表示在本发明第一新品种选育方法的步骤 (1-3) 中得到的后代个体中, 步 骤 (1-4) 中优选的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等 位基因, 涂黑的粗线表示源自外源品种的等位基因。
     图 2B 为表示在该选育方法的步骤 (1-3) 中得到的后代个体中, 步骤 (1-4) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗 线表示源自外源品种的等位基因。
     图 2C 为表示在该选育方法的步骤 (1-3) 中得到的后代个体中, 步骤 (1-4) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的 粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的 粗线表示源自外源品种的等位基因。
     图 2D 为表示在该选育方法的步骤 (1-5) 中得到的后代个体中, 步骤 (1-6) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗 线表示源自外源品种的等位基因。
     图 2E 为表示在该选育方法的步骤 (1-5) 中得到的后代个体中, 步骤 (1-6) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示源自外源品种的等位基因。
     图 2F 为表示在该选育方法的步骤 (1-5) 中得到的后代个体中, 步骤 (1-6) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗 线表示源自外源品种的等位基因。
     图 3A 为表示在本发明第二新品种选育方法的步骤 (2-3) 中得到的后代个体中, 步 骤 (2-4) 中优选的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等 位基因, 涂黑的粗线表示源自外源品种的等位基因。
     图 3B 为表示在该选育方法的步骤 (2-3) 中得到的后代个体中, 步骤 (2-4) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗 线表示源自外源品种的等位基因。
     图 3C 为表示在该选育方法的步骤 (2-3) 中得到的后代个体中, 步骤 (2-4) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗 线表示源自外源品种的等位基因。
     图 3D 为表示在该选育方法的步骤 (2-5) 中得到的后代个体中, 步骤 (2-6) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗 线表示源自外源品种的等位基因。 图 3E 为表示在该选育方法的步骤 (2-5) 中得到的后代个体中, 步骤 (2-6) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗 线表示源自外源品种的等位基因。
     图 3F 为表示在该选育方法的步骤 (2-5) 中得到的后代个体中, 步骤 (2-6) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗 线表示源自外源品种的等位基因。
     图 4A 为表示在本发明第三新品种选育方法的步骤 (3-3) 中得到的后代个体中, 步 骤 (3-4) 中优选的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等 位基因, 涂黑的粗线表示源自外源品种的等位基因。
     图 4B 为表示在该选育方法的步骤 (3-3) 中得到的后代个体中, 在步骤 (3-4) 中优 选的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的 粗线表示源自外源品种的等位基因。
     图 4C 为表示在该选育方法的步骤 (3-3) 中得到的后代个体中, 步骤 (3-4) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗 线表示源自外源品种的等位基因。
     图 4D 为表示在该选育方法的步骤 (3-3) 中得到的后代个体中, 步骤 (3-4) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的 粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的 粗线表示源自外源品种的等位基因。
     图 4E 为表示在该选育方法的步骤 (3-3) 中得到的后代个体中, 步骤 (3-4) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗 线表示源自外源品种的等位基因。
     图 4F 为表示在该选育方法的步骤 (3-3) 中得到的后代个体中, 步骤 (3-4) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗
     线表示源自外源品种的等位基因。
     图 5A 为表示在本发明第三新品种选育方法的步骤 (3-5) 中得到的后代个体中, 步 骤 (3-6) 中优选的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等 位基因, 涂黑的粗线表示源自外源品种的等位基因。
     图 5B 为表示在该选育方法的步骤 (3-5) 中得到的后代个体中, 步骤 (3-6) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗 线表示源自外源品种的等位基因。
     图 5C 为表示在该选育方法的步骤 (3-5) 中得到的后代个体中, 步骤 (3-6) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗 线表示源自外源品种的等位基因。
     图 5D 为表示在该选育方法的步骤 (3-5) 中得到的后代个体中, 步骤 (3-6) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗 线表示源自外源品种的等位基因。
     图 5E 为表示在该选育方法的步骤 (3-5) 中得到的后代个体中, 步骤 (3-6) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗 线表示源自外源品种的等位基因。
     图 5F 为表示在该选育方法的步骤 (3-5) 中得到的后代个体中, 步骤 (3-6) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗 线表示源自外源品种的等位基因。
     图 6A 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 6B 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 6C 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 6D 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 7A 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 7B 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 7C 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示源自外源品种的等位基因。
     图 7D 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 7E 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 7F 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 7G 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 8A 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 8B 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 8C 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 8D 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 9A 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 9B 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 9C 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 9D 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 9E 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示源自外源品种的等位基因。
     图 9F 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 9G 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 10A 为表示将原品种染色体中的三个靶区 ( 靶区 A、 B、 C) 置换成源自外源品种 的染色体片段的品种选育方法的模式图。
     图 10B 为表示将原品种染色体中的三个靶区 ( 靶区 A、 B、 C) 置换成源自外源品种 的染色体片段的品种选育方法的模式图。
     图 11A 为表示将原品种染色体中的四个靶区 ( 靶区 A、 B、 C、 D) 置换成源自外源品 种的染色体片段的品种选育方法的模式图。
     图 11B 为表示将原品种染色体中的四个靶区 ( 靶区 A、 B、 C、 D) 置换成源自外源品 种的染色体片段的品种选育方法的模式图。 图 11C 为表示将原品种染色体中的四个靶区 ( 靶区 A、 B、 C、 D) 置换成源自外源品 种的染色体片段的品种选育方法的模式图。
     图 12A 为表示将原品种染色体中的五个靶区 ( 靶区 A、 B、 C、 D、 E) 置换成源自外源 品种的染色体片段的品种选育方法的模式图。
     图 12B 为表示将原品种染色体中的五个靶区 ( 靶区 A、 B、 C、 D、 E) 置换成源自外源 品种的染色体片段的品种选育方法的模式图。
     图 12C 为表示将原品种染色体中的五个靶区 ( 靶区 A、 B、 C、 D、 E) 置换成源自外源 品种的染色体片段的品种选育方法的模式图。
     图 12D 为表示将原品种染色体中的五个靶区 ( 靶区 A、 B、 C、 D、 E) 置换成源自外源 品种的染色体片段的品种选育方法的模式图。
     图 13A 为表示将原品种染色体中的六个靶区 ( 靶区 A、 B、 C、 D、 E、 F) 置换成源自外 源品种的染色体片段的品种选育方法的模式图。
     图 13B 为表示将原品种染色体中的六个靶区 ( 靶区 A、 B、 C、 D、 E、 F) 置换成源自外 源品种的染色体片段的品种选育方法的模式图。
     图 13C 为表示将原品种染色体中的六个靶区 ( 靶区 A、 B、 C、 D、 E、 F) 置换成源自外 源品种的染色体片段的品种选育方法的模式图。
     图 13D 为表示将原品种染色体中的六个靶区 ( 靶区 A、 B、 C、 D、 E、 F) 置换成源自外 源品种的染色体片段的品种选育方法的模式图。
     图 13E 为表示将原品种染色体中的六个靶区 ( 靶区 A、 B、 C、 D、 E、 F) 置换成源自外 源品种的染色体片段的品种选育方法的模式图。
     图 14A 为表示将一次筛选群体中的目的后代个体的存在概率设为 1/64 ~ 1/16 而 选育品种 P6(ABCDEF) 的方法的模式图。
     图 14B 为表示将一次筛选群体中的目的后代个体的存在概率设为 1/64 ~ 1/16 而 选育品种 P6(ABCDEF) 的方法的模式图。
     图 14C 为表示将一次筛选群体中的目的后代个体的存在概率设为 1/64 ~ 1/16 而 选育品种 P6(ABCDEF) 的方法的模式图。
     图 15 为表示用于制成越光 H 4 号的 DNA 标记的示意图。
     图 16 为模拟表示越光 H 4 号基因组的示意图。
     图 17 为越光 H 4 号与越光的抗倒伏性的比较图 ; 前面的田地为越光, 里面的田地 为越光 H 4 号。
     图 18 为表示用于制成越光 H 2 号的 DNA 标记的示意图。
     图 19 为模拟表示越光 H 2 号基因组的示意图。
     图 20 为表示用于制成越光 H 3 号的 DNA 标记的示意图。
     图 21 为模拟表示越光 H 3 号基因组的示意图。
     图 22 为模拟表示越光籽 4 号基因组的示意图。 具体实施方式
     本发明中, 所谓染色体片段置换系是指仅将原品种染色体的一部分置换成源自外 源品种的染色体片段的体系。 外源品种为原品种以外的品种即可, 没有特别限定, 可以是与原品种同种的植物 品种, 也可以是与原品种不同种的植物品种, 还可以是动物等除植物以外的品种。
     本发明中所谓品种是指, 属于同种植物, 但由于基因结构不同而在某种性状上明 显区别于同种内的其他品种的群体。
     本发明中, 所谓靶区是指属于原品种染色体中的区且与源自外源品种的染色体片 段进行置换的目标区。 例如, 在水稻、 小麦、 拟南芥等基因信息已被充分破译的植物品种中, 通过将含有目的性状基因的特定的染色体区, 与源自外源品种的染色体片段进行置换, 从 而能够选育出改良了原品种性状的新品种。在此, 原品种的靶区只要是与在用作亲本的染 色体片段置换系的染色体中被源自外源品种的染色体片段置换的部分区相对应的区即可, 没有特别限定, 可以是一个基因区, 也可以是含有两个以上基因的区。例如, 在外源品种是 与原品种 不同种的品种的情况等时, 靶区优选为一个基因区。此外, 外源品种为与原品种 同种的其他品种的情况等的、 外源品种为原品种的近缘种时, 靶区可以是一个基因区, 也可 以是含有两个以上基因的区。
     该基因区, 可以只是翻译区, 也可以在翻译区之上还包括内含子等非翻译区、 启动 子区或终止子区等控制区等的区。
     在本发明中, DNA 标记只要能识别源自原品种的染色体与源自外源品种的染 色体, 即, 能检测出原品种与外源品种染色体上的 DNA 序列差异即可, 没有特别限制, 可以使用在基因分析领域中常用的 DNA 标记。作为该 DNA 标记, 例如可以是能检测出 SNP(SingleNucleotide Polymorphism, 单核苷酸多态性 )、 SSR(Simple SequenceRepeats, 简 单 重 复 序 列 ) 的 不 同 重 复 数 等 的 基 因 多 态 性 的 标 记, 也 可 以 是 RFLP(Restriction Fragment Length Polymorphism, 限制酶片段长度多态性 ) 标记。
     使用这些 DNA 标记对源自原品种的等位基因与源自外源品种的等位基因进行识 别时, 可以通过常规方法进行。 例如, 以从各个体中提取的 DNA 为模型, 使用能与特定的 SNP 或 SSR 进行特异性杂交的引物等进行 PCR。然后, 使用电泳方法等检测是否有 PCR 产物, 从
     而能够在原品种和外源品种中识别 SNP 或 SSR 的各多态性。 并且, 将从各个体中提取的 DNA 经限制酶处理后, 用电泳方法等检测是否有 PCR 产物, 同样能够识别各多态性。能与特定的 SNP 或 SSR 进行特异性杂交的引物等可以根据 SNP 或 SSR 的碱基序列, 采用通用的引物设计 工具等, 以常规方法来设计。 此外, 可以使用在本技术领域中已知的任意方法合成设计出的 引物等。
     这些 DNA 标记可以适当使用公知的 DNA 标记。此外, 也可以为新制备的 DNA 标 记。例如, 使用关于水稻的公知 DNA 标记时, 可以使用专利文献 2 等中公开的 SNP 标记、 由 Rice Genome Research Program(http://rgp.dna.affrc.go.jp/publicdata.html) 公 开的 DNA 标 记。使用关于大麦的公知 DNA 标记时, 可以使用由 GrainGenes : ADatabase for Triticeae and Avena(http://wheat.pw.usda.gov/GG2/index.shtml)、 CR-EST : The IPK Crop EST Database(http://pgrc.ipk-gatersleben.de/est/index.php) 等 公 开 的 DNA 标记。使用关于高粱的公知 DNA 标记时, 可以使用由 GRAMENE(http://www.gramene. org/db/markers/marker view) 等公开的 DNA 标记。使用关于小麦的公知 DNA 标记时, 可 以 使 用 由 GrainGenes : A Database for Triticeae andAvena、 WHEAT CAP(http:// maswheat.ucdavis.edu/) 等公开的 DNA 标记。使用关于玉米的公知 DNA 标记时, 可以使用 MaizaGDB(http://www.maizegdb.org/) 等公开的 DNA 标记。此外, GRAMENE 中也公开了其 他谷物的 DNA 标记, 还可以使用这些标记。
     首先, 对本发明的植物基因组构建方法进行说明。
     本发明的植物基因组构建方法, 其使用仅将原品种染色体的一部分置换成源自外 源品种的染色体片段的染色体片段置换系, 构建将原品种染色体中的一个或多个靶区以源 自所述外源品种的染色体片段置换的植物基因组。 该方法针对每一个所述靶区设定满足下 述必要条件 (i) 的 DNA 标记 M1 ~ M5。此时, 使含该靶区且被源自外源品种的染色体片段置 换的原品种染色体中的置换区, 其上游侧末端位于 DNA 标记 M1 与 M2 之间、 其下游侧末端位 于 DNA 标记 M4 与 M5 之间, 如此构建基因组。
     (i)DNA 标记 M2 位于靶区的上游侧末端或其上游 ; DNA 标记 M1 位于 DNA 标记 M2 的 上游 ; DNA 标记 M4 位于靶区的下游侧末端或其下游 ; DNA 标记 M5 位于 DNA 标记 M4 的下游 ; DNA 标记 M3 位于靶区中。
     本发明中, 上游侧是指染色体的短臂侧 ; 下游侧是指染色体的长臂侧。
     通过以满足上述必要条件 (i) 的方式设定各 DNA 标记 M1 ~ M5, 能够控制导入到原 品种染色体中的源自外源品种的染色体片段的长度, 即能够控制被该染色体片段置换的原 品种染色体中的置换区。 因此, 通过使用本发明的植物基因组构建方法, 能够使除靶基因以 外的多个其他基因大量被导入原品种染色体的问题以及存在于靶区附近的除靶基因以外 的基因被源自外源品种的原品种的染色体所置换的问题抑制在最小限度的, 同时使源自外 源品种的靶基因导入到原品种染色体中, 如此构建基因组。
     DNA 标记 M1 ~ M5 可根据各品种所属植物的种的公知基因信息等进行设定。 各 品 种 的 基 因 信 息 等, 例 如 可 以 在 国 际 碱 基 序 列 数 据 库 NCBI(National center for Biotechnology Information) 和 DDBJ(DNAData Bank ofJapan) 等 中 获 得。 尤 其 是 水 稻 各 品 种 的 基 因 信 息, 可 以 在 KOME(Knowledge-based Oryza Molecular biological Encyclopedia、 http://cdna01.dna.affrc.go.jp/cDNA/) 等中获得。图 1 为原品种染色体 G 上的靶区 T、 置换的源自外源品种的染色体片段 L 及 DNA 标 记 M1 ~ M5 的示意图。源自外源品种的染色体片段 L 的上游侧末端, 即, 被源自外源品种的 染色体片段 L 置换的原品种染色体中的置换区的上游侧末端, 位于 DNA 标记 M1 与 DNA 标记 M2 之间。另一方面, 源自外源品种的染色体片段 L 的下游侧末端, 即, 被源自外源品种的染 色体片段 L 置换的原品种染色体中的置换区的下游侧末端, 位于 DNA 标记 M4 与 M5 之间。 因 此, 若以 DNA 标记 M1 与 M2 之间的距离为 d1、 DNA 标记 M2 与 M4 之间的距离为 d2、 DNA 标记 M4 与 M5 之间的距离为 d3, 则源自外源品种的染色体片段 L 的长度 ( 置换区的长度 ) 如下 述式 (1) 所示。
     式 (1)d2 ≤源自外源品种染色体片段 L 的长度≤ d1+d2+d3
     通过将 DNA 标记 M2 设定在原品种染色体 G 的上游侧 ( 远离靶区 T 的方向 ), 使源 自外源品种的染色体片段 L 的长度延长。另一 方面, 通过将 DNA 标记 M2 设定在原品种染 色体 G 的下游侧 ( 靠近靶区 T 的方向 ), 使源自外源品种的染色体片段 L 的长度缩短。同 样地, 通过将 DNA 标记 M4 设定在原品种染色体 G 的下游侧, 使源自外源品种的染色体片段 L 的长度延长 ; 通过将其设定在原品种染色体 G 的上游侧, 使源自外源品种的染色体片段 L 的长度缩短。
     此外, 若 DNA 标记 M1 与 M2 之间的距离 d1 延长, 则源自外源品种的染色体片段 L 的上游侧末端能够存在的范围扩大。因此, 被导入的源自外源品种的染色体片段 L 的长度 难以确定。另一方面, 若该距离 d1 缩短, 则源自外源品种的染色体片段 L 的上游侧末端能 够存在的范围缩小。因此, 被导入的源自外源品种的染色体片段 L 的长度变得容易确定。
     同样地, 若 DNA 标记 M4 与 M5 之间的距离 d3 延长, 则源自外源品种的染色体片段 L 的下游侧末端能够存在的范围扩大, 难以确定被导入的源自外源品种的染色体片段 L 的 长度。若该距离 d3 缩短, 则源自外源品种的染色体片段 L 的下游侧末端能够存在的范围缩 小, 容易确定被导入的源自外源品种的染色体片段 L 的长度。
     源自外源品种的染色体片段 L 的长度越长, 则存在于靶区 T 两侧的基因与存在于 靶区 T 的靶基因一同被导入原品种的可能性越高。除靶基因以外的基因也被导入到原品种 染色体, 这将导致存在于原品种的除靶基因以外的基因也被源自外源品种的染色体片段 L 所置换。其结果可能会导致无意中损害原品种所具有的优异性状。被导入原品种染色体的 除靶基因以外的基因越少, 即源自外源品种的染色体片段 L 的长度越接近靶区 T 的长度, 越 能够抑制原品种的优良性状被置换的可能性, 因此优选。
     DNA 标记 M2 及 M1 越接近靶区 T 的上游侧末端, 并且 DNA 标记 M4 及 M5 越接近靶 区 T 的下游侧末端, 则源自外源品种的染色体片段 L 的长度越短。其结果能够缩短被导入 到原品种染色体中的、 源 自外源品种的染色体片段 L 的除靶区 T 以外的染色体区。因此, DNA 标记 M2 优选为靶区 T 上游侧末端附近的 DNA 标记, 更优选为与靶区 T 的上游侧末端同 一部位。并且, DNA 标记 M1 优选为 DNA 标记 M2 的上游侧附近的 DNA 标记。另一方面, DNA 标记 M4 优选为靶区 T 下游侧末端附近的 DNA 标记, 更优选为与靶区 T 的下游侧末端同一部 位。并且, DNA 标记 M5 优选为 DNA 标记 M4 的下游侧附近的 DNA 标记。
     但是, 若 DNA 标记 M1 与 M2 之间的距离 d1、 DNA 标记 M2 与 M4 之间的距离 d2、 及 DNA 标记 M4 与 M5 之间的距离 d3 各自过短的话, 染色体的重组频率将会减小。因此, 若不扩大 筛选后代个体的群体规模, 就难以获得目的后代个体 ( 发生了染色体重组的后代个体 )。外源品种为原品种的近缘种时, 两品种染色体的 DNA 序列的同源性高。因此, 即使 是源自外源品种的染色体片段 L 的长度长, 与靶基因 ( 靶区 T) 一起, 其附近的基因一同被 源自外源品种的基因所置换的情况, 也存在不损害原品种优良性状的可能性。
     据此, 上述 DNA 标记 M1、 M2、 M4、 M5 的设定, 优选为从靶区 T 的长度、 原品种与外源 品种为近缘种还是远缘种、 筛选群体规模等方面考虑, 做出适当的决定。
     现在, 大量存在基因序列信息已经确定但其功能尚不明确的基因。 此外, 即使是功 能已知的基因, 也有不少因在后的分析而发现未知新功能的情况。 理论上, 通过将编码上述 功能未知的基因的染色体片段, 导入原本不具有该基因的原品种染色体中, 对得到的品种 所具有的生理活性等生物学性状与原品种进行比较研究, 能够阐明该基因的功能。 但是, 在 使用 MAS 法等现有方法的品种改良方法中, 难以严密控制被导入原品种的源自外源品种的 染色体片段。因此, 在被导入的染色体片段中, 除靶基因以外还有何种基因被编码, 或者在 被该 染色体片段置换而缺失的原品种的染色体区中曾编码何种基因等信息不明确的情况 很多。 因此, 在具有按现有方法构建成导入源自外源品种染色体片段的基因组的品种中, 对 与原品种不同的生物学性质是否是由导入靶基因而呈现出的功能, 极难进行正确地评价。 此外, 即使是在能够导入目的性状的情况下, 当其他性状也发生改变时, 也难以判断这种改 变是由导入的靶基因的未知功能引起的、 还是由与该基因不同的其他基因引起的。
     与此相对, 根据本发明的植物基因组构建方法构建出的基因组, 对源自外源品种 的染色体片段 L 的长度、 与该源自外源品种染色体片段 L 进行置换的原品种染色体 G 的置 换区, 能够进行以往所没有的更为严格的规定。 因此, 在具有使用本发明的植物基因组构建 方法构建成导入源自外源品种的染色体片段 L 的基因组的品种中, 能够对被该源自外源品 种的染色体片段 L 导入到原品种中的性状, 进行以往所没有的高精度的评价。因此, 本发明 的植物基因组构建方法, 也能够很好地适用于基因的功能分析等中。
     接下来对本发明的新品种选育方法进行说明。 本发明的新品种选育方法利用本发 明的植物基因组构建方法选育新品种。具体地说, 有以下 4 种 ( 第一~第四 ) 选育方法。
     在本发明的新品种选育方法中, 原品种只要是植物品种即可, 没有特别限制, 但 优选为禾本科、 豆科、 十字花科、 芸香科、 锦葵科、 菊科、 苋科、 大戟科、 旋花科、 百合科等品 种。禾本科植物例如优选有水稻、 玉米、 高粱、 小麦、 大麦、 裸麦、 稗子、 甜高粱 (Sorghum bicolor) 等。此外, 豆科植物, 例如优选有花生、 鹰嘴豆、 大豆、 菜豆、 百脉根、 南苜蓿等。十 字花科植物, 例如优选有拟南芥、 油菜、 荠菜、 萝卜、 结球甘蓝、 山葵等。芸香科植物, 例如优 选有柑桔等。 锦葵科植物, 例如优选有棉等。 菊科植物, 例如优选有向日葵、 莴苣、 百日草、 番 茄、 马铃薯、 辣椒、 烟草等。苋科植物, 例如优选有甜菜等。大戟 科植物, 例如优选有大戟、 木薯等。旋花科植物, 例如优选有牵牛等。百合科植物, 例如优选有洋葱等。
     在本发明的新品种选育方法中, 作为染色体片段置换系, 尤其优选为自花授粉植 物或常异花授粉植物的体系。这是由于其能减少在基因组构建中的不确定因素。在此, 所 谓自花授粉是指以自己本身作为配偶进行交配。 具体地说, 当为雌雄同株的植物时, 通过自 花授粉使胚珠受精并发育成种子, 即自交。
     特别地, 本发明的新品种选育方法, 不使用基因重组法, 能够较安全且稳定地选育 新品种。因此, 本发明中所使用的染色体片段置换系, 优选以食用植物为原品种, 更优选以 水稻、 小麦、 玉米、 大豆等为原品种, 进一步优选水稻。 作为水稻品种, 优选有越光、 哈巴达克(Habataki)、 IR64 等, 尤其优选越光。
     本发明中所使用的染色体片段置换系, 可以是用常规方法选育得到的体系, 也可 以是能够从独立行政法人农业生物资源研究所水稻基因组资源中心等机构获得的体系。
     本发明的第一新品种选育方法, 使用仅将原品种染色体的一部分置换成源自外源 品种的染色体片段的染色体片段置换系, 对于原品种染色体中的一个或多个靶区, 针对每 一个靶区进行下述步骤 (1-1) ~ (1-6)。
     (1-1) 在靶区的上游侧末端或其上游设定 DNA 标记 M2 的步骤 ; 在 DNA 标记 M2 的上 游设定 DNA 标记 M1 的步骤 ; 在靶区的下游侧末端或其下游设定 DNA 标记 M4 的步骤 ; 在 DNA 标记 M4 的下游设定 DNA 标记 M5 的步骤 ; 及在靶区中设定 DNA 标记 M3 的步骤。
     (1-2) 使染色体片段置换系与原品种杂交, 得到后代个体的步骤, 所述后代个体的 DNA 标记 M3 为源自原品种的等位基因与源自外源品种的等位基因的非同源染色体区。
     (1-3) 将步骤 (1-2) 中得到的后代个体自交, 得到后代个体的步骤。
     (1-4) 从步骤 (1-3) 中得到的后代个体或从步骤 (1-3) 中得到的后代个体回交得 到的后代个体中, 筛选出 DNA 标记 M1 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2 及 M3 为源自原品种的等位基因与源自外源品种的等位基因的非同源染色体区的后代个 体的步骤。
     (1-5) 通过将步骤 (1-4) 中筛选出的后代个体自交, 从而得到后代个体的步骤。
     (1-6) 从步骤 (1-5) 中得到的所述后代个体或从步骤 (1-5) 中得到的后代个体自 交得到的后代个体中, 筛选出 DNA 标记 M1 及 M5 为源自所述原品种的等位基因的同源染色 体区 ; DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体的步 骤。
     以下, 对每个步骤进行说明。
     首先, 作为步骤 (1-1), 在原品种染色体中的靶区的上游侧末端或其上游设定 DNA 标记 M2、 在 DNA 标记 M2 的上游设定 DNA 标记 M1。另一方面, 在该靶区的下游侧末端或其下 游设定 DNA 标记 M4、 在 DNA 标记 M4 的下游设定 DNA 标记 M5。并且在该靶区中设定 DNA 标 记 M3。即, 设定 DNA 标记 M1、 M2、 M4、 M5, 使得通过置换而被导入到原品种染色体区 ( 含有 靶区的区 ) 中的源自外源品种的染色体片段, 其上游侧末端在 DNA 标记 M1 与 M2 之间, 其下 游侧末端在 DNA 标记 M4 与 M5 之间。
     具体地说, 各 DNA 标记 M1 ~ M5 的设定, 与本发明的植物基因组构建方法相同。
     如此设定 DNA 标记 M1 ~ M5, 能够在新品种的选育中, 控制导入原品种染色体的源 自外源品种的染色体片段的长度。 结果能够有效地抑制除靶基因以外的基因被导入到原品 种染色体中。进而, 能够有效地抑制存在于靶区附近的、 除靶基因以外的基因, 被源自外源 品种的原品种的染色体置换。
     其次, 作为步骤 (1-2), 将染色体片段置换系与原品种进行杂交, 得到 DNA 标记 M3 为源自原品种的等位基因与源自外源品种的等位基因的非同源染色体区的后代个体。 可以 将染色体片段置换系作为母本、 将原品种作为父本进行杂交 ; 也可以将原品种作为母本、 将 染色体置换系作为父本进行杂交。
     一般来说, 在杂交中, 亲本个体所具有的基因被随机分配到配子上。因此, 尽管通 过 DNA 标记筛选出的后代个体具有编码目的性状的基因, 但其他基因区从亲本个体中会发生怎样地变化却不明确。因此, 对获得的后代个体的表现性状, 难以判定其是由与 DNA 标记 连锁的染色体区引起的、 还是由存在于其他染色体区的基因的影响引起的。
     在本发明中, 使用染色体片段置换系与该染色体片段置换系的原品种作为亲本。 该染色体片段置换系的、 除源自外源品种的染色体片段以外的其他染色体区, 全部具有与 原品种相同的基因。 因此, 获得的后代个体的染色体区, 除源自外源品种的染色体片段以外 的染色体区, 全部为与原品种相同的基因。 因此, 能够容易地判定该后代个体中由源自外源 品种的染色体片段带来的影响。
     在本发明的新品种选育方法中, 杂交可以是自然杂交, 但由于人工杂交能够确切 地指定母本和父本, 因此优选人工杂交。 在此, 人工杂交方法只要是能够用从父本上采集的 花粉给母本的雌蕊授粉使其受精的方法即可, 没有特别限定, 可以通过常规方法进行。
     作为步骤 (1-3), 将步骤 (1-2) 中得到的后代个体自交, 得到后代个体。 然后, 作为 步骤 (1-4), 从步骤 (1-3) 中得到的后代个体或从步骤 (1-3) 中得到的后代个体回交得到的 后代个体中, 筛选出 DNA 标记 M1 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2 及 M3 为源自原品种的等位基因与源自外源品种的等位基因的非同源染色体区的后代个体。
     图 2A ~图 2C 为表示在步骤 (1-3) 中得到的后代个体中, 步骤 (1-4) 中优选的后代 个体的染色体区的示意图。 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。 首先, 从步骤 (1-3) 中得到的后代个体中, 分别筛选 DNA 标记 M1 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2 及 M3 为非同源染色体区的后代个体 (1a) ; 以及 DNA 标记 M1 为源自非同源染色体区、 DNA 标记 M2 及 M3 为源自外源品种的等位 基因的同源染色体区的后代个体 (1b) ; 以及 DNA 标记 M1 为源自原品种的等位基因的同源 染色体区、 DNA 标记 M2 及 M3 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (1c)。 在此, 后代个体 (1a) 为步骤 (1-4) 中最终筛选出的后代个体。还可以将后代个体 (1b) 及 后代个体 (1c) 分别与原品种个体回交, 从所得到的后代个体中, 筛选后代个体 (1a)。
     其次, 作为步骤 (1-5), 通过将上述步骤 (1-4) 中筛选出的后代个体自交, 从而得 到后代个体。然后, 作为步骤 (1-6), 从所述步骤 (1-5) 中得到的所述后代个体或从步骤 (1-5) 中得到的后代个体自交得到的后代个体中, 筛选出 DNA 标记 M1 及 M5 为源自所述原品 种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为源自外源品种的等位基因的同源染 色体区的后代个体。
     图 2D ~图 2F 为表示在步骤 (1-5) 中得到的后代个体中, 步骤 (1-6) 中优选的后 代个体的染色体区的示意图。 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表 示源自外源品种的等位基因。首先, 从步骤 (1-5) 中得到的后代个体中, 分别筛选 DNA 标记 M1 及 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为非同源染色体 区的后代个体 (1d) ; 以及 DNA 标记 M1 及 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (1e) ;以及 DNA 标记 M1 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为源自外源品种 的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M5 为非同源染色体区的后代个体 (1f)。在此, 后代 个体 (1e) 为通过本发明的第一新品种选育方法选育得到的目的新品种, 其源自外源品种 的染色体片段 L 的上游侧末端在 DNA 标记 M1 与 M2 之间、 下游侧末端在 DNA 标记 M4 与 M5 之间。还可以将后代个体 (1d) 及后代个体 (1f) 分别进行自交, 从得到的后代个体中, 筛选后代个体 (1e)。
     此外, 对靶区两端的确定, 可以像本发明的第一新品种选育方法这样, 在确定导入 的源自外源品种的染色体片段的上游侧末端之后, 再确定下游侧末端 ; 也可以像下述本发 明的第二新品种选育方法那样, 在确定下游侧末端之后, 再确定上游侧末端。
     本发明的第二新品种选育方法, 使用仅将原品种染色体的一部分置换成源自外源 品种的染色体片段的染色体片段置换系, 对于原品种染色体中的一个或多个靶区, 针对每 一个靶区进行下述步骤 (2-1) ~ (2-6)。
     (2-1) 在靶区的上游侧末端或其上游设定 DNA 标记 M2 的步骤 ; 在 DNA 标记 M2 的上 游设定 DNA 标记 M1 的步骤 ; 在靶区的下游侧末端或其下游设定 DNA 标记 M4 的步骤 ; 在 DNA 标记 M4 的下游设定 DNA 标记 M5 的步骤 ; 及在靶区中设定 DNA 标记 M3 的步骤。
     (2-2) 使染色体片段置换系与原品种杂交, 得到后代个体的步骤, 所述后代个体的 DNA 标记 M3 为源自原品种的等位基因与源自外源品种的等位基因的非同源染色体区。
     (2-3) 将步骤 (2-2) 中得到的后代个体自交, 得到后代个体的步骤。
     (2-4) 从步骤 (2-3) 中得到的后代个体或从步骤 (2-3) 中得到的后代个体回交得 到的后代个体中, 筛选出 DNA 标记 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M3 及 M4 为源自原品 种的等位基因与源自外源品种的等位基因的非同源染色体区的后代 个体的步骤。
     (2-5) 通过将步骤 (2-4) 中筛选出的所述后代个体自交, 从而得到后代个体的步骤。 (2-6) 从步骤 (2-5) 中得到的后代个体或从步骤 (2-5) 中得到的后代个体自交得 到的后代个体中, 筛选出 DNA 标记 M1 及 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区 ; DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体的步骤。
     步骤 (2-1) ~ (2-3) 分别与本发明的第一新品种选育方法的步骤 (1-1) ~ (1-3) 相同。
     图 3A ~图 3C 为表示在步骤 (2-3) 中得到的后代个体中, 步骤 (2-4) 中优选的后 代个体的染色体区的示意图。 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表 示源自外源品种的等位基因。首先, 从步骤 (2-3) 中得到的后代个体中, 分别筛选 DNA 标记 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M4 及 M3 为非同源染色体区的后代 个体 (2a) ; 以及 DNA 标记 M5 为非同源染色体区、 DNA 标记 M4 及 M3 为源自外源品种的等位 基因的同源染色体区的后代个体 (2b) ; 以及 DNA 标记 M5 为源自原品种的等位基因的同源 染色体区、 DNA 标记 M4 及 M3 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (2c)。 在此, 后代个体 (2a) 为步骤 (2-4) 中最终筛选出的后代个体。还可以将后代个体 (2b) 及 后代个体 (2c) 分别与原品种个体回交, 从所得到的后代个体中, 筛选后代个体 (2a)。
     图 3D ~图 3F 为表示在步骤 (2-5) 中得到的后代个体中, 步骤 (2-6) 中优选的后 代个体的染色体区的示意图。 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表 示源自外源品种的等位基因。首先, 从步骤 (2-5) 中得到的后代个体中, 分别筛选 DNA 标记 M1 及 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为非同源染色体 区的后代个体 (2d) ; 以及 DNA 标记 M1 及 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (2e) ; 以及 DNA 标
     记 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为源自外源品种的 等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M1 为非同源染色体区的后代个体 (2f)。在此, 后代个 体 (2e) 为通过本发明的第二新品种选育方法选育得到的目的新品种, 其源自外源品种的 染色体片段 L 的上游侧末端在 DNA 标记 M1 与 M2 之间、 下游侧末端在 DNA 标记 M4 与 M5 之 间。还可以从后代个体 (2d) 及后代个体 (2f) 分别自交得到的后代个体中, 筛选后代个体 (2e)。
     此外, 对靶区两端的确定, 可以像本发明的第一或第二新品种选育方法这样, 在确 定导入的源自外源品种的染色体片段的单侧末端之后, 再确定另一侧末端 ; 也可以像下述 本发明的第三新品种选育方法那样, 首先确定两侧末端。
     本发明的第三新品种选育方法, 使用仅将原品种染色体的一部分置换成源自外源 品种的染色体片段的染色体片段置换系, 对于原品种染色体中的一个或多个靶区, 针对每 一个靶区进行下述步骤 (3-1) ~ (3-6)。
     (3-1) 在靶区的上游侧末端或其上游设定 DNA 标记 M2 的步骤 ; 在 DNA 标记 M2 的上 游设定 DNA 标记 M1 的步骤 ; 在靶区的下游侧末端或其下游设定 DNA 标记 M4 的步骤 ; 在 DNA 标记 M4 的下游设定 DNA 标记 M5 的步骤 ; 及在靶区中设定 DNA 标记 M3 的步骤。
     (3-2) 使染色体片段置换系与原品种杂交, 得到后代个体的步骤, 所述后代个体的 DNA 标记 M3 为源自原品种的等位基因与源自外源品种的等位基因的非同源染色体区。
     (3-3) 将步骤 (3-2) 中得到的后代个体自交, 得到后代个体的步骤。
     (3-4) 从步骤 (3-3) 中得到的后代个体或从步骤 (3-3) 中得到的后代个体回交得 到的后代个体中, 筛选出 DNA 标记 M1 及 M5 中的任意一个为源自原品种的等位基因的同源 染色体区、 另一个为源自原品种的等位基因与源自外源品种的等位基因的非同源染色体区 的后代个体的步骤。
     (3-5) 通过将步骤 (3-4) 中筛选出的后代个体自交, 从而得到后代个体的步骤。
     (3-6) 从步骤 (3-5) 中得到的后代个体或从步骤 (3-5) 中得到的后代个体自交得 到的后代个体中, 筛选出 DNA 标记 M1 及 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区 ; DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体的步骤。
     步骤 (3-1) ~ (3-3) 分别与本发明的第一新品种选育方法的步骤 (1-1) ~ (1-3) 相同。
     作为步骤 (3-4), 从步骤 (3-3) 中得到的后代个体中、 或从步骤 (3-3) 中得到的后 代个体回交得到的后代个体中, 筛选出 DNA 标记 M1 及 M5 的任意一个为源自原品种的等位 基因的同源染色体区、 另一个为源自原品种的等位基因与源自外源品种的等位基因的非同 源染色体区的后代个体。即, 可以从步骤 (3-3) 中得到的后代个体中, 筛选目的后代个体 ; 此外, 还可以从步骤 (3-3) 中得到的后代个体中, 筛选出在至少任意一个等位基因中, 源自 原品种的等位基因区与源自外源品种的等位基因区进行重组的位点存在于 DNA 标记 M1 及 M5 之间的后代个体, 然后使该后代个体回交得到后代个体, 从该后代个体中筛选目的后代 个体。
     图 4A ~图 4F 为表示步骤 (3-3) 中得到的后代个体中, 在步骤 (3-4) 中优选的后 代个体的染色体区的示意图。 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表 示源自外源品种的等位基因。首先, 从步骤 (3-3) 中得到的后代个体中, 分别筛选 DNA 标记 M1 为源自 原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M5 为非同源染色体区的后代个 体 (3a) ; 以及 DNA 标记 M1 为非同源染色体区、 DNA 标记 M5 为源自外源品种的等位基因的 同源染色体区的后代个体 (3b) ; 以及 DNA 标记 M1 为源自原品种的等位基因的同源染色体 区、 DNA 标记 M5 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (3c) ; 以及 DNA 标 记 M1 为非同源染色体区、 DNA 标记 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区的后代个 体 (3d) ; 以及 DNA 标记 M1 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M5 为非同 源染色体区的后代个体 (3e) ; 以及 DNA 标记 M1 为源自外源品种的等位基因的同源染色体 区、 DNA 标记 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (3f)。在此, 后代个 体 (3a) 或 (3d) 为步骤 (3-4) 中最终筛选出的后代个体。还可以将后代个体 (3b)、 (3c)、 (3e) 或 (3f) 分别与原品种个体回交, 从所得到的后代个体中筛选后代个体 (3a) 或 (3d)。
     其次, 作为步骤 (3-5), 通过将上述步骤 (3-4) 中筛选出的后代个体 (3a) 或 (3d) 自交, 从而得到后代个体。然后, 作为步骤 (3-6), 从步骤 (3-5) 中得到的后代个体或从步 骤 (3-5) 中得到的后代个体自交而得到的后代个体中, 筛选出 DNA 标记 M1 及 M5 为源自原 品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为源自外源品种的等位基因的同源 染色体区的后代个体。
     图 5A ~图 5C 为表示在步骤 (3-4) 中得到的后代个体为 (3a) 时, 步骤 (3-6) 中优 选的后代个体的染色体区的示意图。 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的 粗线表示源自外源品种的等位基因。首先, 从步骤 (3-5) 中得到的后代个体中, 分别筛选 DNA 标记 M1 及 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为非同 源染色体区的后代个体 (3g) ; 以及 DNA 标记 M1 及 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色 体区、 DNA 标 记 M2、 M3 及 M4 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (3h) ; 以及 DNA 标记 M1 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为源自 外源品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M5 为非同源染色体区的后代个体 (3i)。在 此, 后代个体 (3h) 为通过本发明的第三新品种选育方法选育得到的目的新品种, 其源自外 源品种的染色体片段 L 的上游侧末端在 DNA 标记 M1 与 M2 之间、 下游侧末端在 DNA 标记 M4 与 M5 之间。还可以从后代个体 (3g) 及后代个体 (3i) 分别自交得到的后代个体中, 筛选后 代个体 (3h)。
     图 5D ~图 5F 为表示在步骤 (3-4) 中得到的后代个体为 (3d) 时, 步骤 (3-6) 中优 选的后代个体的染色体区的示意图。 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的 粗线表示源自外源品种的等位基因。首先, 从步骤 (3-5) 中得到的后代个体中, 分别筛选 DNA 标记 M1 及 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为非同 源染色体区的后代个体 (3j) ; 以及 DNA 标记 M1 及 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色 体区、 DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (3k) ; 以及 DNA 标记 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为源自 外源品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M1 为非同源染色体区的后代个体 (31)。在 此, 后代个体 (3k) 为通过本发明的第三新品种选育方法选育得到的目的新品种, 其源自外 源品种的染色体片段 L 的上游侧末端在 DNA 标记 M1 与 M2 之间、 下游侧末端在 DNA 标记 M4 与 M5 之间。还可以从后代个体 (3j) 及后代个体 (31) 分别自交得到的后代个体中, 筛选后 代个体 (3k)。本发明的第三新品种选育方法, 在步骤 (3-4) 中, 即使在筛选出了图 4A ~图 4F 所 表示的后代个体 (3a) ~ (3f) 的所有个体的情况 下, 也能够通过在步骤 (3-5) 之前进行下 述步骤 (3-7-1) 及 (3-7-2), 得到 DNA 标记 M1 及 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体 区且 DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区的目的后代个体。
     (3-7-1) 通过将步骤 (3-4) 中筛选出的后代个体自交, 从而得到后代个体的步骤 ;
     (3-7-2) 从步骤 (3-7-1) 中得到的后代个体或从步骤 (3-7-1) 中得到的后代个体 回交得到的后代个体或从步骤 (3-7-1) 中得到的后代个体自交得到的后代个体再进行回 交而得到的后代个体中, 筛选出 (ii-1)DNA 标记 M1 为源自原品种的等位基因的同源染色体 区、 DNA 标记 M2 及 M3 为源自原品种的等位基因与源自外源品种的等位基因的非同源染色 体区的后代个体 ; 或者, 筛选出 (ii-2)DNA 标记 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体 区、 DNA 标记 M3 及 M4 为源自原品种的等位基因与源自外源品种的等位基因的非同源染色 体区的后代个体的步骤。
     在步骤 (3-7-2) 中筛选出的个体中, (ii-1)DNA 标记 M1 为源自原品种的等位基因 的同源染色体区且 DNA 标记 M2 及 M3 为源自原品种的等位基因与源自外源品种的等位基因 的非同源染色体区的后代个体, 其相当于本发明的第一新品种选育方法的步骤 (1-4) 中所 最终筛选出的后代个体 (1a)。另一方面, 在步骤 (3-7-2) 中筛选出的个体中, (ii-2)DNA 标 记 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区且 DNA 标记 M3 及 M4 为源自原品种的等位 基因与源自外源品种的等位基因的非同源的后代个体, 其相当于本发明第二新品种选育方 法的步骤 (2-4) 中所最终筛选出的后代个体 (2a)。因此, 步骤 (3-7-2) 中筛选出的个体, 通 过进行与本发明的第一新品种选育方法 (1-5) 及 (1-6) 相同的、 或与本发明的第二新品种 选育方法的步骤 (2-5) 及 (2-6) 相同的步骤 (3-5’ ) 及 (3-6’ ), 从而使其为源 自外源品种 的染色体片段 L 的上游侧末端在 DNA 标记 M1 与 M2 之间、 下游侧末端在 DNA 标记 M4 与 M5 之间的后代个体。即, 通过步骤 (3-7-2) 中的筛选, 能够得到用本发明的第三新品种选育方 法选育得到的目的新品种。
     图 6A ~图 9G 为表示步骤 (3-7-1) 中得到的后代个体中, 较为优选的后代个体的 染色体区的示意图。 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示源自外 源品种的等位基因。DNA 标记 M1 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2 ~ M5 为非同源染色体区的后代个体 (3a-a) ; 以及 DNA 标记 M1 及 M2 为源自原品种的等位基因 的同源染色体区、 DNA 标记 M3 ~ M5 为非同源染色体区的后代个体 (3a-b), 均为由后代个体 (3a) 自交得到的后代个体 ( 参见图 6A 及图 6B)。
     DNA 标记 M1 及 M2 为非同源染色体区、 DNA 标记 M3 ~ M5 为源自外源品种的等位基 因的同源染色体区的后代个体 (3b-a) ; 以及 DNA 标记 M1 为非同源染色体区、 DNA 标记 M2 ~ M5 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (3b-b), 均为由后代个体 (3b) 自交得到的后代个体 ( 参见图 6C 及图 6D)。
     DNA 标记 M1 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2 ~ M4 为非同 源染色体区、 DNA 标记 M5 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (3c-a) ; 以及 DNA 标记 M1 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2 ~ M5 为源自外源 品种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (3c-b) ; 以及 DNA 标记 M1 为源自原品种的等 位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2 为非同源染色体区、 DNA 标记 M4 及 M5 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (3c-c) ; 以及 DNA 标记 M1 为源自原品种的等位基 因的同源染色体区、 DNA 标记 M2 及 M3 为非同源染色体区、 DNA 标记 M4 及 M5 为源自外源品 种的等位基因的同源 染色体区的后代个体 (3c-d) ; 以及 DNA 标记 M1 为源自原品种的等位 基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2 ~ M4 为非同源染色体区、 DNA 标记 M5 为源自外源品种的 等位基因的同源染色体区的后代个体 (3c-e) ; 以及 DNA 标记 M1 及 M2 为源自原品种的等位 基因的同源染色体区、 DNA 标记 M3 为非同源染色体区、 DNA 标记 M4 及 M5 为源自外源品种的 等位基因的同源染色体区的后代个体 (3c-f) ; 以及 DNA 标记 M1 及 M2 为源自原品种的等位 基因的同源染色体区、 DNA 标记 M3 及 M4 为非同源染色体区、 DNA 标记 M5 为源自外源品种的 等位基因的同源染色体区的后代个体 (3c-g), 均为由后代个体 (3c) 自交得到的后代个体 ( 参见图 7A ~图 7G)。
     DNA 标记 M1 ~ M4 为非同源染色体区、 DNA 标记 M5 为源自原品种的等位基因的同 源染色体区的后代个体 (3d-a) ; 以及 DNA 标记 M1 ~ M3 为非同源染色体区、 DNA 标记 M4 及 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (3d-b), 均为由后代个体 (3d) 自 交得到的后代个体 ( 参见图 8A 及图 8B)。
     DNA 标记 M1 ~ M4 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M5 为非 同源染色体区的后代个体 (3e-a) ; 以及 DNA 标记 M1 ~ M3 为源自外源品种的等位基因的同 源染色体区、 DNA 标记 M4 及 M5 为非同源染色体区的后代个体 (3e-b), 均为由后代个体 (3e) 自交得到的后代个体 ( 参见图 8C 及图 8D)。
     DNA 标记 M1 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2 ~ M4 为非同 源染色体区、 DNA 标记 M5 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (3f-a) ; 以及 DNA 标记 M1 ~ M4 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M5 为源自原 品种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (3f-b) ; 以及 DNA 标记 M1 及 M2 为源自外源品 种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M4 为非同源染色体区、 DNA 标记 M5 为源自原品种 的等位基 因的同源染色体区的后代个体 (3f-c) ; 以及 DNA 标记 M1 及 M2 为源自外源品种 的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M3 及 M4 为非同源染色体区、 DNA 标记 M5 为源自原品 种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (3f-d) ; 以及 DNA 标记 M1 为源自外源品种的等 位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2 ~ M4 为非同源染色体区、 DNA 标记 M5 为源自原品种的 等位基因的同源染色体区的后代个体 (3f-e) ; 以及 DNA 标记 M1 及 M2 为源自外源品种的等 位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M3 为非同源染色体区、 DNA 标记 M4 及 M5 为源自原品种的 等位基因的同源染色体区的后代个体 (3f-f) ; 以及 DNA 标记 M1 为源自外源品种的等位基 因的同源染色体区、 DNA 标记 M2 及 M3 为非同源染色体区、 DNA 标记 M4 及 M5 为源自原品种 的等位基因的同源染色体区的后代个体 (3f-g), 均为由后代个体 (3f) 自交得到的后代个 体 ( 参见图 9A ~图 9G)。
     在步骤 (3-7-1) 中得到的上述后代个体中, 后代个体 (3a-a) 相当于图 2A 所示的 后代个体 (1a) ; 后代个体 (3d-a) 相当于图 3A 所示的后代个体 (2a)。因此, 可以筛选出这 些后代个体, 进入下一步骤 (3-5’ )。
     此外, 若使后代个体 (3b-b)、 (3c-a)、 (3c-b)、 (3c-c)、 (3c-d) 及 (3c-e) 分别自交, 则在该自交所得的后代个体中, 将包括染色体区相当于后代个体 (1a) 的个体。同样地, 若 使后代个体 (3e-a)、 (3f-a)、 (3f-b)、 (3f-c)、 (3f-d) 及 (3f-e) 分别自交, 则在该自交所得的后代个体中, 将包括染色体区相当于后代个体 (2a) 的个体。因此, 可以筛选出这些后代 个体, 进入下一步骤 (3-5’ )。
     另一方面, 若使后代个体 (3b-a) 自交, 则在该自交所得的后代个体中, 可含有染 色体区相当于后代个体 (3b-b) 的个体。同样地, 若使后代个体 (3e-b) 自交, 则在该自交所 得到后代个体中, 将包括染色体区相当于后代个体 (3e-a) 的个体。因此, 可以筛选出这些 后代个体, 使其进一步自交, 从该自交得到的后代个体中, 筛选出染色体区相当于后代个 体 (1a) 或后代个体 (2a) 的个体, 进入下一步骤 (3-5’ )。
     在步骤 (3-4) 中筛选出的后代个体中, 包括源自原品种的等位基因的区与源自外 源品种的等位基因的区进行重组的位点位置不明确, 靶区没有被源自外源品种的染色体片 段置换的后代个体、 以及只有部分靶区被源自外源品种的染色体片段置换的后代个体。因 此, 可以从步骤 (3-4) 中筛选出的后代个体中, 筛选出靶区被源自外源品种的等位基因的 染色体片段置换的后代个体, 将其用于步骤 (3-5)。
     在此, 对靶区被源自外源品种的染色体片段置换的后代个体的筛选, 可以使用 DNA 标记进行筛选, 也可以通过性状检测进行筛选。在使用 DNA 标记进行筛选时, 筛选 DNA 标记 M3 为源自原品种的等位基因与源自外源品种的等位基因的非同源染色体区的后代个体。 在 通过性状检测进行筛选时, 筛选具有因置换了源自外源品种的染色体片段而被导入的目的 性状的后代个体。在步骤 (3-3) 中得到的后代个体数少的时候, 可以通过性状检测进行筛 选。 优选对步骤 (1-6)、 (2-6) 或 (3-6) 中筛选出的后代个体, 即通过本发明的第一~ 第三新品种选育方法选育得到的新品种, 确认其是否具有目的性状。 例如, 从新品种个体上 采集自花授粉的种子, 对每个种子分别栽培成为群体。通过对该栽培群体进行恰当的观察 或分析等, 确认其是否具有目的性状以及群体整体没有分离。
     此外, 在本发明的第一~第三新品种的选育方法中, 靶区可以是一个, 也可以是多 个。 在为多个的情况下, 对每个靶区重复进行上述步骤, 能够得到所有靶区都被源自外源品 种的同源染色体置换的后代个体。
     通过本发明的第一~第三新品种选育方法, 能够控制导入原品种染色体的源自外 源品种染色体片段的区, 能够有效地抑制除靶基因区以外的其他基因被导入原品种染色体 中。因而能够选育出不改变原品 种所具有的优良性状、 且具有目的性状的新品种。因此, 通过本发明的第一~第三新品种选育方法选育得到的品种, 能够判定由导入该染色体中的 染色体片段引起的、 对原品种性状的改良效果, 具有非常高的可靠性。
     本发明的第一~第三新品种选育方法, 通过进行步骤 (1-1) ~ (1-6) 等特定步骤, 能够选育出以编码靶基因的区作为靶区、 仅将不含有除该靶基因外的其他基因的较短的区 置换成源自外源品种的染色体片段的品种。
     以水稻基因组为例, 理论上, 染色体的交叉若不是因交叉干涉而平均为 12Mbp 以 上的区, 则两点同时发生交叉, 不能得到将该区进行重组的重组体。因而, 仅将较短的特定 区进行置换的后代个体的存在概率非常小。因此, 在进行仅对所希望的区设定 DNA 标记、 以 该 DNA 标记作为指标进行筛选的现有 MAS 法时, 需要有大规模的筛选群体。因此, 筛选时所 需的劳动力和成本过大。 而且, 从一个水稻中能够收获的种子量也有限, 因而即使多次反复 进行筛选也无法得到所希望的后代个体的可能性很高。
     与此相对, 本发明的第一~第三新品种选育方法, 通过进行特定步骤, 能够从一般 规模的筛选群体中, 选育出仅置换构建好的染色体片段区的后代个体。
     此外, 本发明的第一~第三新品种选育方法中, 针对靶区设定的各 DNA 标记 M1 ~ M5 为, 根据该方法选育得到的品种中所特有的基因组信息。 因此, 能够使用这些 DNA 标记鉴 定通过本发明的第一~第三新品种选育方法选育得到的新品种。
     具体地说, 本发明的植物品种鉴别方法, 其用于鉴别某种植物个体是否为使用本 发明的第一~第三新品种选育方法选育得到的特定品种, 通过该植物个体的基因组分析, 将选自 DNA 标记 M1 ~ M5 中的 一种以上的 DNA 标记进行分型, 当得到的分型结果与特定品 种的结果一致时, 鉴定该植物个体为特定品种。
     在此, 对每一个靶区设定 5 个 DNA 标记 M1 ~ M5 ; 但在品种鉴定中, 可以使用所有 上述 DNA 标记 M1 ~ M5, 也可以使用上述 DNA 标记中的几个。例如, 可以仅使用作为靶区上 游侧重组位点的 DNA 标记 M1 和 M2 ; 也可以仅使用作为靶区下游侧重组位点的 DNA 标记 M4 和 M5 ; 还可以仅使用将靶区包含在其间的 DNA 标记 M2 和 M4。此外, 当有多个靶区的时候, 还可以将各靶区的 DNA 标记进行适当组合。通过将多个 DNA 标记进行适当组合, 能够更严 格地鉴定品种。
     通过本发明的第一~第三新品种选育方法选育得到的品种 ( 以下, 有时称为本发 明的第一品种 ) 的个体, 与用于选育该个体的原品种的个体相同, 能够杂交并获得后代个 体。 尤其优选为从本发明第一品种个体和该第一品种个体的后代个体中选择两个个体进行 杂交, 并获得后代个体。在本发明中, 作为上述 2 个个体, 优选为至少一个靶区互不相同的 两个个体。 此外, 杂交得到的后代个体, 优选为原品种染色体中的多个靶区被源自外源品种 的同源染色体片段置换的个体。
     下面, 对本发明的第四新品种选育方法进行说明。 本发明的第四新品种选育方法, 其是在通过本发明的第一~第三新品种选育方法选育得到的本发明第一品种的个体中, 以 至少一个靶区互不相同的两个个体为亲本进行杂交。据此, 能够选育出具有下述基因组的 新品种, 所述基因组完全遗传了亲本所分别具有的、 被源自外源品种的同源染色体片段所 置换的区。
     即, 本发明的第四新品种选育方法, 其包括 : (4-1) 以本发明第一品种的个体为母 本, 以至少一个靶区与该母本不同的本发明第一品种的个体为父本, 将母本与父本杂交, 得 到后代个体的步骤 ; (4-2) 通过将步骤 (4-1) 中得到的后代个体自交, 从而得到后代个体的 步 骤; 以及 (4-3) 从步骤 (4-2) 中得到的后代个体中, 筛选出原品种染色体中、 母本所具有 的靶区及父本所具有的靶区均被源自外源品种的同源染色体片段置换的后代个体的步骤。
     此外, 本发明的第四新品种选育方法, 还可以在步骤 (4-3) 之后进一步包括 : (4-4) 从本发明第一品种的个体和在步骤 (4-3) 中筛选出的个体所组成的群体中, 选择至 少一个靶区互不相同的两个个体作为母本及父本, 使其杂交得到后代个体的步骤 ; (4-5) 通过将步骤 (4-4) 中得到的后代个体自交, 从而得到后代个体的步骤 ; (4-6) 从步骤 (4-5) 中得到的后代个体中, 筛选出原品种染色体中、 母本所具有的靶区及父本所具有的靶区 均被源自外源品种的同源染色体片段置换的后代个体的步骤 ; 和 (4-7) 将步骤 (4-4) ~ (4-6) 重复一次以上的步骤。
     并且, 对于由本发明第四新品种选育方法得到的各后代个体, 各靶区是否为源自外源品种的纯合体片段, 可以用本发明第一新品种选育方法中所使用的 DNA 标记 M1 ~ M5 进行识别。
     如前所述, 在基于回交和 MAS 法的现有品种改良方法不能控制导入到原品种染色 体中的染色体片段的长度。因此, 除靶基因之外的很多功能不明的基因也被一同导入到原 品种染色体中。导入的染色体片段的数量越多, 随之导入的功能不明的基因数量也相应增 加。因此, 想要通过杂交改良多个性状, 就会产生除改良的目的性状以外的性状变差等问 题。并且, 如上所述, 由于导入大量不明基因的可能性很高, 因此不一定能通过有意导入的 染色体片段 ( 含有靶区的染色体片段 ) 改良目的性状。因而, 即使是具有靶区的染色体片 段的后代个体, 也会得到大量目的性状没有被改良的个体。进一步地, 用于筛选的 DNA 标记 只不过是与原品种中靶区染色体片段进行连锁。因此, 由于植物个体的多次杂交使染色体 被随机分配, 结果会出现 DNA 标记没有与靶区的染色体片段连锁的情况。因此, 也有很多使 用该 DNA 标记不 能筛选出具有靶区染色体片段的后代个体的情况。
     例如, 将通过现有杂交方法使源自外源品种的靶区 A 的同源染色体片段导入到原 品种染色体中的个体 P1(A), 与通过现有杂交方法使源自外源品种靶区 B 的同源染色体片 段导入到原品种染色体中的个体 P1(B) 杂交, 将得到的后代个体自交。由此得到在原品种 染色体中、 源自外源品种的靶区 A 和 B 均为源自外源品种的纯合体的个体 P2(AB)。 此时, 在 靶区 A 与 B 相互独立、 且遵循孟德尔遗传定律的情况下, 理论上能够以 1/16 的概率, 从自交 得到的后代个体中筛选出个体 P2(AB)。 但是, 筛选出的个体 P2(AB) 大多存在不一定是两个 目标性状被改良, 或就算目标性状被改良但其它性状变差的情况。 导入靶区的数量越多, 上 述问题越严重 ; 实际上, 改良三个以上性状是非常困难的。
     与此相对, 用本发明的第一~第三新品种选育方法选育得到的品种个体及其后代 个体, 能够尽可能地抑制导入靶区以外的染色体区。因此, 与原品种不同的性状极为可能 是由被导入的源自外源品种的靶区的染色体片段所引起的效果。因此, 如同本发明的第四 新品种选育方法, 例如, 将用本发明的第一~第三新品种选育方法使源自外源品种的靶区 A 的同源染色体被导入到原品种染色体中的个体 P1(A), 与用同样方法导入了源自外源品种 的靶区 B 的同源染色体片段的个体 P1(B) 杂交, 得到源自外源品种的靶区 A 与 B 均为源自 外源品种的纯合体的个体 P2(AB) 的情况下, 能够充分期待在该个体 P2(AB) 中不改变原品 种所具有的优良性状就使改良个体 P1(A) 后所具有的性状 A 和改良个体 P1(B) 后所具有的 性状 B 这两种性状均被改良。由此, 通过使用本发明的第四新品种选育方法, 能够将改良的 性状通过杂交依次遗传, 能够简便且高精度地改良三个以上性状。
     并且, 用于筛选的 DNA 标记 M1 ~ M5 为靶区内或接近该靶区的 DNA 标记。因此, 就 像使用本发明的第四新品种选育方法那样, 即 使反复进行多次杂交, 也能够用上述 DNA 标 记 M1 ~ M5, 充分筛选出具有靶区染色体片段的后代个体。
     例如, 以本发明第一品种个体、 即将源自外源品种的靶区 A 的同源染色体片段导 入到原品种染色体中的个体 P1(A) 为父本, 以本发明第一品种个体、 即将源自外源品种靶 区 B 的同源染色体片段导入到原品种染色体中的个体 P1(B) 为母本。然后, 将 P1(A) 与 P1(B) 杂交, 将得到的后代个体自交, 从而得到后代个体 ; 然后, 从该自交得到的后代个体 中, 筛选出在原品种的染色体中、 靶区 A 与 B 均被源自外源品种的同源染色体片段置换的个 体 P2(AB)。 据此, 能够选育出新品种。 在此, 在靶区 A 与 B 没有相互连锁而各自独立、 且遵循孟德尔定律的情况下, 能够以 1/16 的概率、 从自交得到的后代个体中筛选出个体 P2(AB)。
     并且, 由上述过程得到的后代个体 P2(AB), 与将源自外源品种的靶区 C 的同源染 色体片段导入到原品种染色体中的个体 P1(C) 杂交, 得到后代个体。然后, 将其得到的后代 个体自交, 从该自交得到的后代个体中, 筛选出在原品种染色体中、 靶区 A、 B、 C 均被源自外 源品种的同源染色体片段置换的个体 P3(ABC)。据此, 能够选育出新品种。在此, 在靶区 A、 B、 C 没有相互连锁而是各自独立、 且在遵循孟德尔定律的情况下, 能够以 1/64 的概率、 从自 交得到的后代个体中筛选出个体 P3(ABC)。
     靶区 A、 B、 C 均被源自外源品种的同源染色体片段置换的个体 P3(ABC), 例如还可 以通过以下方法选育得到。首先、 将 P1(B) 与 P1(C) 杂交得到后代个体, 然后将得到的后代 个体自交。从通过该自交得到的后代个体中, 筛选出在原品种的染色体中、 靶区 B 及 C 被源 自外源品种的同源染色体片段置换的个体 P2(BC)。 在此, 在靶区 B 和 C 没有相互连锁而各自 独立、 且在遵循孟德尔定律的情况下, 能够以 1/16 的概率, 从自交得到的后代个体中筛选 出个体 P2(BC)。 然后, 将 P2(AB) 与 P2(BC) 杂交得到后代个体, 然后从该后代个体自交得 到的后代个体中筛选出 P3(ABC), 从而能够选育得到 P3(ABC)。P2(AB) 与 P2(BC) 均为靶区 B 是源自外源品种的纯合体。因此, 在靶区 A、 B、 C 没有相互连锁而各自独立、 且在遵循孟德 尔定律的情况下, 能够以 1/16 的概率、 从通过自交得到的后代个体中筛选出个体 P3(ABC)。
     图 10A 及图 10B 为表示将原品种染色体中的三个靶区 ( 靶区 A、 B、 C) 置换成源自 外源品种的染色体片段的品种选育方法的模式图。 图中, 方形表示各个个体、 方形中的字母 表示各靶区被置换成源自外源品种的染色体片段。在方形堆积成的金字塔中, 一个方形被 堆积在两个方形的上层。这表明下层的两个方形表示亲本、 上层的一个方形表示通过杂交 得到的后代个体。并且, 方形堆积成的金字塔的左侧的数值表示在各靶区没有相互连锁而 各自独立、 且在遵循孟德尔定律的情况下, 得到各后代个体的概率。
     图 10A 表示将上述 P2(AB) 与 P1(C) 杂交, 选育 P3(ABC) 的方法。 图 10B 表示将上述 P2(AB) 与 P2(BC) 杂交, 选育 P3(ABC) 的方法。这样, 通过将用本发明的第一~第三新品种 选育方法选育得到的品种及其后代个体中、 至少一个靶区互不相同的个体之间依次杂交, 从而在后代个体中, 将多个用源自外源品种的染色体片段置换了的靶区遗传下去。 因此, 也 能够选育出原品种染色体中四个以上靶区被源自外源品种的染色体片段置换的品种。
     在此, 记述了选育原品种染色体中 4 个靶区 ( 靶区 A、 B、 C、 D) 被源自外源品种的 染色体片段置换的品种 P4(ABCD) 的情况。首先, 例如将靶区 A 及 B 被置换成源自外源品种 的同源染色体片段的个体 P2(AB)、 与靶区 C 及 D 被置换成源自外源品种的同源染色体片段 的个体 P2(CD) 杂交, 得到后代个体。然后, 从通过该后代个体自交得到的后代个体中, 筛 选出 P4(ABCD), 从而能够选育得到 P4 (ABCD)。此时, 在靶区 A、 B、 C、 D 没有相互连锁而各 自独立、 且在遵循孟德尔定律的情况下, 能够以 1/256 的概率、 从自交得到的后代个体中筛 选出个体 P4(ABCD)。同样地, 在选育 5 个靶区 ( 靶区 A、 B、 C、 D、 E) 被置换成源自外源品种 的染色体片段的品种 P5(ABCDE) 时, 首先, 例如将靶区 A、 B、 C 被置换成源自外源品种的同 源染色体片段的个体 P3(ABC)、 与靶区 D 及 E 被置换成源自外源品种的同源染色体片段的 个体 P2(DE) 杂交, 得到后代个体。然后, 从通过该后代个体自交得到的后代个体中筛选出 P5(ABCDE), 从而能够选育得到 P5(ABCDE)。此时, 在靶区 A、 B、 C、 D、 E 没有相互连锁而各自 独立、 且在遵循孟德尔定律的情况下, 能够以 1/1024 的概率、 从自交得到的后代个体中筛选出个体 P5(ABCDE)。
     但是, 在得到常规目的后代个体时, 按目的后代个体存在概率的几倍~ 10 倍左 右, 设定筛选群体 ( 自交得到的后代个体群 ) 的规模。如果筛选群体的规模不够充足, 则得 不到目的后代个体的可能性高。 另一方面, 通常情况下, 从一个个体上采集得到的种子数是 有限的。例如, 水稻中, 从一个个体上只能确保 1000 粒左右的种子。并且, 水稻植物体本身 就很脆弱, 有时也有一个植物体只得到几十粒种子的情况。并且, 筛选群体的规模越大, 所 需的时间、 劳动力及成本等越大。因此, 可以认为目的后代个体的存在概率在 1/1024 以上 的选育方法, 在现实中是非常难以实施的。
     本发明的第四新品种选育方法中, 通过将筛选出的后代个体依次杂交, 能够在其 后代个体中, 遗传被源自外来染色体片段置换的靶区。 因此, 能够以一次筛选群体中的目的 后代个体的存在概率为 1/256 ~ 1/16 选育新品种。
     对例如在靶区 A、 B、 C、 D 没有相互连锁而各自独立、 且在遵循孟德尔遗传定律的情 况下, 选育 P4(ABCD) 的方法 ( 参考图 11A ~图 11C) 进行说明。首先, 用与上述 P2(AB) 的 选育方法相同的方 法选育得到 P2(AB) 和 P2(CD)。然后, 将 P2(AB) 与 P2(CD) 杂交, 得到后 代个体。然后, 从通过该后代个体自交得到的后代个体中, 筛选出 P4(ABCD), 从而能够选育 得到 P4(ABCD)( 参考图 11A)。这种情况下, 理论上能够从筛选群体以 1/256 的概率筛选出 P4(ABCD)。
     并且, 也可以将 P2(AB) 与用上述 P3(ABC) 的选育方法相同的方法选育得到的 P3(BCD) 杂交, 得到后代个体 ; 然后, 将上述后代个体自交 ; 从该自交得到的后代个体中, 筛 选出 P4(ABCD)( 参考图 11B)。P2(AB) 与 P3(BCD) 均为靶区 B 为源自外源品种的纯合体。因 此, 理论上能够从筛选群体中以 1/64 的概率筛选出 P4(ABCD)。
     还可以用与选育 P3(BCD) 相同的方法选育得到 P3(ABC) 和 P3(BCD), 将其杂交得 到后代个体 ; 然后, 从通过该后代个体自交得到的后代个体中, 筛选出 P4(ABCD)( 参考图 11C)。P3(ABC) 与 P3(BCD) 均为靶区 B 及 C 为源自外源品种的纯合体。因此, 理论上能够从 筛选群体中以 1/16 的概率筛选出 P4(ABCD)。
     即根据本发明的新品种选育方法, 即使是靶区为 4 个的情况下, 也能够以比现有 技术更高的概率筛选出目的新品种。
     并且, 对例如在靶区 A、 B、 C、 D、 E 没有相互连锁而各自独立、 且在遵循孟德尔遗传 定律的情况下, 选育 P5(ABCDE) 的方法 ( 参考图 12A ~图 12D) 进行说明。首先, 将 P2(AB) 与 P3(CDE) 杂交, 得到后代个体。然后, 从通过该后代个体自交得到的后代个体中, 筛选出 P5(ABCDE), 从而能够选育得到 P5(ABCDE)( 参考图 12A)。 这种情况下, 理论上能够从筛选群 体中筛选出 P5(ABCDE) 的概率为 1/1024。
     对此, 下述情况会提高筛选出 P5(ABCDE) 的概率。
     用与上述 P3(ABC) 的选育方法相同的方法, 分别选育得到 P3(ABC) 和 P3(CDE)。 然 后, 使上述 P3(ABC) 与 P3(CDE) 杂交, 得到后代个体。进而, 从通过该后代个体自交得到的 后代个体中, 筛选出 P5 (ABCED), 从而能够选育得到 P5(ABCED)( 参考图 12B)。P3(ABC) 与 P3(CDE) 均为靶区 C 为源自外源品种的纯合体。因此, 这种情况下, 理论上能够从筛选群体 中以 1/256 的概率筛选出 P5(ABCDE)。
     并且, 也可以用与上述 P3(ABC) 的选育方法相同的方法, 选育 P3(ABC)、 用与上述P4(ABCD) 的选育方法相同的方法, 选育 P4(BCDE) ; 然后, 将上述 P3(ABC) 与 P4(BCDE) 杂 交, 得到后代个体 ; 从通过该后代个体自交得到的后代个体中, 筛选出 P5(ABCDE)( 参考图 12C)。P3(ABC) 和 P4(BCDE) 均为靶区 B 及 C 为源自外源品种的纯合体。因此, 理论上能够 从筛选群体中以 1/64 的概率筛选出 P5(ABCDE)。
     此外, 还可以用与上述 P4(ABCD) 的选育方法相同方法, 分别选育得到 P4(ABCD) 和 P4(BCDE) ; 然后将上述 P4(ABCD) 与 P4(BCDE) 杂交, 得到后代个体 ; 从通过该后代个体自交 得到的后代个体中, 筛选出 P5(ABCED)( 参考图 12D)。P4(ABCD) 与 P4(BCDE) 均为靶区 B、 C、 D 为源自外源品种的纯合体。因此, 在这种情况下, 理论上能够从筛选群体以 1/16 的概 率筛选出 P5(ABCDE)。
     即, 根据本发明的新品种选育方法, 即使是靶区为 5 个的情况下, 也能够以比现有 技术更高的概率筛选出目的新品种。
     并且, 还记述了例如在靶区 A、 B、 C、 D、 E、 F 没有相互连锁而各自独立、 且在遵循孟 德尔遗传定律的情况下, 选育 P6(ABCDEF) 的方法 ( 参考图 13A ~图 13E)。 例如, 将 P3(ABC) 与 P3(DEF) 杂交, 得到后代个体 ; 然后将该后代个体自交。从该自交得到的后代个体中, 筛 选出 P6(ABCDEF), 从而能够选育得到 P6(ABCDEF)( 参考图 13A)。这种情况下, 理论上能够 从筛选群体中筛选出 P6(ABCDEF) 的概率为 1/4096。 此外, 也可以使 P3(ABC) 与 P4(CDEF) 杂交, 得到后代个体 ; 然后, 从通过该后代个 体自交得到的后代个体中, 筛选出 P6(ABCDEF), 从而能够选育得到 P6(ABCDEF)( 参考图 13B)。这种情况下, 理论上能够从筛选群体中筛选出 P6(ABCDEF) 的概率为 1/1024。
     对此, 下述情况会提高筛选出 P(ABCDEF) 的概率。
     首 先, 用 与 上 述 P4(ABCD) 的 选 育 方 法 相 同 的 方 法, 分 别 选 育 出 P4(ABCD) 和 P4(CDEF)。然后, 将这些 P4(ABCD) 与 P4(CDEF) 杂交, 得到后代个体。进而, 从通过该后 代个体自交得到的后代个体中, 筛选出 P6(ABCDEF), 从而能够选育得到 P6(ABCDEF)( 参考 图 13C)。这时, 理论上能够从筛选群体中以 1/256 的概率筛选出 P6(ABCDEF)。这是因为 P4(ABCD) 与 P4(CDEF) 均为靶区 C 及 D 为源自外源品种的纯合体。
     此外, 也可以用与上述 P4(ABCD) 的选育方法相同的方法选育得到 P4(ABCD) ; 用 与上述 P5(ABCDE) 的选育方法相同的方法选育得到 P5(BCDEF) ; 然后将上述 P4(ABCD) 与 P5(BCDEF) 杂交, 得到后代个体 ; 然后将该后代个体自交 ; 从该自交得到的后代个体中, 筛 选出 P6(ABCDEF), 从而能够选育得到 P6(ABCDEF)( 参考图 13D)。P4(ABCD) 与 P5(BCDEF) 均 为靶区 B、 C、 D 为源自外源品种的纯合体。因此, 在这种情况下, 理论上能够从筛选群体中以 1/64 的概率筛选出 P5(ABCDE)。
     此 外, 还 可 以 用 与 上 述 P5(ABCDE) 的 选 育 方 法 相 同 的 方 法, 分别选育得到 P5(ABCDE) 和 P5(BCDEF) ; 然 后 将 上 述 P5(ABCDE) 与 P5(BCDEF) 杂 交, 得到后代个体 ; 然 后, 从通过该后代个体自交得到的后代个体中, 筛选出 P6(ABCDEF), 从而能够选育得到 P6(ABCDEF)( 参考图 13E)。P5(ABCDE) 与 P5(BCDEF) 均为靶区 B、 C、 D、 E 为源自外源品种的 纯合体。 因此, 在这种情况下, 理论上能够从筛选群体中以 1/16 的概率筛选出 P6(ABCDEF)。
     即根据本发明的新品种选育方法, 即使是靶区为 6 个的情况下, 也能够以比现有 技术更高的概率筛选出目的新品种。
     如上所述, 在像水稻等由一次杂交所得到的后代个体数比较少的植物时, 优选使
     一次筛选群体中的目的后代个体的存在概率为 1/64 ~ 1/16, 选育新品种。即, 通过将染色 体中不同靶区之和为三个以下的个体进行组合, 使其彼此之间依次杂交, 从而能够稳定地 选育出原品种染色体中的、 多个靶区被置换成源自外源品种的染色体片段的品种。
     图 14A ~ 14C 为表示将一次筛选群体中的目的后代个体的存在概率设为 1/64 ~ 1/16, 选育品种 P6(ABCDEF) 的选育方法的模式图。图 14A 为将所有筛选群体中的概率设 为 1/16 时的选育方法的示意图。图 14B 及图 14C 为将所有筛选群体中的概率设为 1/16 或 1/64 时的选育方法的示意图。即使是靶区数在 7 个以上时, 同样能够选育得到一次筛选群 体中的目的后代的存在概率为 1/64 ~ 1/16 的品种, 。
     在各靶区没有相互连锁而各自独立、 且在遵循孟德尔遗传定律的情况下, 如何规 定目的后代个体在一个筛选群体中存在的概率, 可以对通过一次杂交得到的后代个体数、 直至最终得到目的品种个体的时间等方面进行考虑, 做出适当决定。当通过杂交得到的后 代个体数充足时, 可以将存在目的后代个体的概率设定为像 1/64 等这种低的值。此时, 一 次筛选群体的规模比较大, 一次筛选所需的时间、 劳动力及成本提高, 但能够通过较少的筛 选次数, 得到目的数量的靶区被源自外源品种的染色体片段置换的品种。 另一方面, 当通过 一次杂交得到的后代个体数比较少时, 不得不缩小一次筛选群体的规模。此时, 会抑制一 次筛选所需的时间及成本等, 但筛选次数增多, 延长直至最终得到目的品种个体的时间。 例 如, 图 11A ~图 11C 所示, 当选育 P4(ABCD) 时, 图 11A 的方法中, 通过如下三次筛选选育得到 P4(ABCD), 将 P1(A) 与 P1(B) 杂交, 筛选出 P2(AB) ; 将 P1(C) 与 P1(D) 杂交, 筛选出 P2(CD) ; 以及将 P2(AB) 与 P2(CD) 杂交, 筛选出 P4(ABCD)。另一方面, 在图 11C 的方法中, 通过至 少 如下 5 次筛选出 P4(ABCD), 例如将 P1(A) 与 P1(B) 杂交, 筛选出 P2(AB) ; 将 P1(C) 与 P1(D) 杂交, 筛选出 P2(CD) ; 将 P2(AB) 与 P1(C) 杂交, 筛选出 P3(ABC) ; 将 P1(B) 与 P2(CD) 筛选出 P3(BCD) ; 将 P3(ABC) 与 P3(BCD) 杂交, 筛选出 P4(ABCD)。 在图 11A 的方法中, 杂交的亲本所 具有的、 被源自外源品种染色体片段置换的靶区在各自的亲本上不同。因此, 与图 11C 的方 法相比, 还需要扩大一次筛选群体的规模, 但能够用更少的筛选次数选育得到 P4(ABCD)。
     如上所述, 本发明所选育得到的新品种, 其为染色体的一部分被源自外源品种的 染色体片段置换的染色体片段置换系的后代品种。 该新品种的一个或多个靶区被置换成源 自外源品种的染色体片段, 染色体片段的长度通过设定在靶区上游的 DNA 标记和设定在靶 区下游的 DNA 标记进行控制。在本发明中, 通过适当设定靶区, 能够得到后述实施例中记载 的新品种, 特别是能够得到水稻品种越光籽 4 号 (Oryza sativa L.cultivar Koshihikari kazusa 4go) 等有用的新品种。
     此外, 能够选育出在亲本所具有的、 被源自外源品种的染色体片段置换的多个区 中, 至少一个区被置换成源自原品种的染色体片段的新品种。 首先, 对用本发明的第一~第 四新品种选育方法选育得到的品种、 且原品种染色体中的两个以上靶区被置换成源自外源 品种的染色体片段的品种, 将其个体或该个体的后代个体、 与原品种个体杂交。 然后将该杂 交得到的后代个体自交, 从该自交得到的后代个体中筛选出至少一个区被源自原品种的染 色体片段置换的个体。 例如, 以下描述用本发明的第一~第四新品种选育方法, 选育出在原品种的染色 体中、 靶区 A、 B、 C 均被置换成源自外源品种的同源染色体片段的个体 P3(ABC) 的情况。首 先, 将该 P3(ABC) 与原品种个体杂交。然后, 通过将该杂交得到的后代个体自交, 筛选出仅
     使靶区 A 及 B 被源自外源品种的同源染色体片段置换、 靶区 C 被 源自原品种的染色体片段 置换的个体 P2(AB) ; 和仅将靶区 B 被源自外源品种的同源染色体片段置换、 靶区 A 及 C 被 源自原品种的染色体片段置换的个体 P2(B) 等。如上所述, 能够选育得到亲本所具有的、 被 源自外源品种的染色体片段置换的多个区中, 至少一个区被置换成源自原品种的染色体片 段的新品种个体。
     下面通过实施例对本发明进行更详细地说明, 但本发明并不限于以下实施例。
     实施例 1
     使用本发明选育改良了水稻品种越光的抗倒伏性的新品种。
     首先, 将半矮秆的水稻品种哈巴达克和水稻品种越光杂交, 在分离群体中进行了 QTL(Quantitative Trait Locus) 分析。结果表明 : 在第一染色体的 Sd1 区, 存在多个 QTL。 推测出若将越光的该区改为源自哈巴达克的基因区, 会使越光的植株 ( 杆长 ) 变矮、 抗倒伏 性增强。因此, 针对哈巴达克, 用越光进行回交, 选育得到越光的 Sd1 区被源自哈巴达克的 基因片段置换的染色体片段置换系。
     然后, 按照本发明的植物基因组构建方法, 对制得的染色体片段置换系中源自哈 巴达克的染色体片段区的长度进行调整, 构建基因组。具体地说, 将位于 Sd1 区的 DNA 标记 SP-4009 作为 DNA 标记 M1(Sd1)、 将 DNA 标记 G2003 作为 DNA 标记 M2(Sd1)、 将 DNA 标记 G2002 作为 DNA 标记 M3(Sd1)、 将 DNA 标记 SP-462 作为 DNA 标记 M4(Sd1), 将 DNA 标记 SP-1259 作 为 DNA 标记 M5(Sd1)。上述 DNA 标记如图 15 及表 1 所示。DNA 标记 M1(Sd1) 与 M2(Sd1) 之 间的距离 d1 约为 1.6kbp、 DNA 标记 M2(Sd1) 与 M4(Sd1) 之间的距离 d2 约为 90kbp、 DNA 标 记 M4(Sd1) 与 M5(Sd1) 之间的距离 d3 约为 750kbp。据此, 在越光的染色体中, 源自哈巴达 克的染色体片段 L1 的长度为 90kbp < L1 < 842kbp。
     表1
     然后将得到的染色体片段置换系与越光杂交, 收获 10 个 DNA 标记 M3(Sd1) 为源自 越光的等位基因与源自哈巴达克的等位基因的非同源染色体区的后代个体 ( 种子 )。栽种 所有得到的种子, 使其自花授粉 ( 自交 ), 收获作为后代个体的种子。栽种上述收获的种子。等苗长至能够移植到田地的程度后, 从各栽种个体的叶子 中提取 DNA, 筛选出 DNA 标记 M1(Sd1) 为源自越光的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2(Sd1) 及 M3(Sd1) 为源自越光的等位基因与源自哈巴达克的等位基因的非同源染色体区 的栽种个体。
     使上述筛选出的栽种个体自花授粉 ( 自交 ), 收获作为后代个体的种子。继续栽 种该收获的种子, 等苗长至可以移植到田地的程度后, 从各栽种个体的叶子中提取 DNA, 筛 选出 DNA 标记 M1(Sd1) 及 M5(Sd1) 为源自越光的等位基因的同源染色体区、 所述 DNA 标记 M2(Sd1)、 M3(Sd1) 及 M4(Sd1) 为源自哈巴达克的同源染色体区的一个栽种个体。该筛选出 的栽种个体为新品种, 该新品种的越光 Sd1 区的 DNA 标记 M1(Sd1) 与 DNA 标记 M5(Sd1) 之 间的区被源自哈巴达克染色体片段置换。本发明人将该新品种命名为 “越光 H4 号” 。
     图 16 为模拟表示越光 H 4 号基因组的示意图。
     将越光 H4 号与越光、 日本晴的性状进行比较研究 (2005 年~ 2006 年在爱知县实 施 )。性状研究是以根据种苗法 ( 平成 10 年 (1998 年 ) 法律第 38 号 ) 第 5 条第 1 款的用 于品种权申请的特性审查为标准进行的。研究结果如表 2 ~ 4 所示。作为对照品种的越光 和日本晴的杆长分别为 99.0cm、 86.8cm, 与此相对, 越光 H4 号的杆长缩短到 83.3cm。另一 方面, 越光 H4 号除杆长缩短之外, 基本与越光相同, 且还具有越光所具有的稻穗发芽难的 优良性状。进而, 如图 17 所示, 由于杆长缩短, 使抗倒伏性提高。
     因此, 从上述结果可以得出 : 用本发明的植物基因组构建方法构建基因组、 用本发 明的新品种选育方法进行选育, 不改变原品种所具有的优良性状就能够选育得到具有目的 性状的新品种。
     表2
     表3
     表4实施例 2
     用本发明选育出提高了水稻品种越光的着粒密度的新品种。
     首先, 将水稻品种哈巴达克与越光杂交, 在分离群体中进行 QTL 分析。结果表明, 在第一染色体的约 5Mb 的区, 存在比越光的着粒 密度高的 QTL。即可知存在于该区的 Gn1 基因为控制着粒密度的控制基因。由此推测出若将越光的 Gn1 基因改为源自哈巴达克的基 因区, 会使越光的着粒密度增大。因此, 针对哈巴达克, 用越光进行回交, 制得将越光的含 Gn1 基因的区置换成源自哈巴达克的基因片段的染色体片段置换系。
     然后, 按照本发明的植物基因组构建方法, 对制得的染色体片段置换系的源自哈 巴达克染色体片段区的长度进行调整, 构建基因组。具体地说, 将位于 Gn1 基因区的 DNA 标 记 SP-2032 作为 DNA 标记 M1(Gn1)、 将 DNA 标记 SP-170 作为 DNA 标记 M2(Gn1)、 将 DNA 标 记 SP-4028 作为 DNA 标记 M3(Gn1)、 将 DNA 标记 SP-4038 作为 DNA 标记 M4(Gn1)、 将 DNA 标 记 SP-4030 作为 DNA 标记 M5(Gn1)。上述 DNA 标记如图 18 及表 5 所示。DNA 标记 M1(Gn1) 与 M2(Gn1) 之间的距离 d1 约为 201kbp、 DNA 标记 M2(Gn1) 与 M4(Gn1) 之间的距离 d2 约为 37kbp、 DNA 标记 M4(Gn1) 与 M5(Gn1) 之间的距离 d3 约为 7kbp。由此, 在越光染色体中, 源 自哈巴达克染色体片段 L2 的长度为 37kbp < L2 < 246kbp。
     表5
     然后将得到的染色体片段置换系与越光杂交, 与实施例 1 相同, 反复进行杂交和 筛选, 筛选出新品种个体, 该新品种为越光的 Gn1 基因区的 DNA 标记 M1(Gn1) 与 DNA 标记 M5(Gn1) 之间的区被源自哈巴达克的染色体片段置换。本发明人将该新品种命名为 “越光 H2 号” 。图 19 为模拟表示越光 H2 号基因组的示意图。
     与实施例 1 相同, 将越光 H2 号与越光、 日本晴的性状进行比较研究 (2005 ~ 2006 年在爱知县实施 )。研究结果如表 6 ~ 8 所示。表中 “(2005)” 和 “(2006)” 分别表示 2005 年测定的值和 2006 年测定的值。作为对照品种的越光的着粒密度, 在 2005 年为 7.01 粒 / cm、 2006 年的着粒密度为 8.89 粒 /cm。同样作为对照品种的日本晴, 2006 年的着粒密度为 5.99 粒。与此相对, 越光 H2 号的着粒密度, 在 2005 年为 10.7 粒 /cm、 在 2006 年为 10.0 粒 /cm。因此, 越光 H2 号的着粒密度比越光、 日本晴更高且更优良。另一方面, 越光 H2 号除着 粒密度高之外, 没有检侧出与越光的显著差异。并且, 以越光和钝浓为对照品种, 2005 年在 新泻县实施时, 也得到了与表 6 ~ 8 基本相同的结果。
     因此, 从上述结果可以得出 : 用本发明的植物基因组构建方法构建基因组、 用本发 明的新品种选育方法进行选育, 不改变原品种所具有的优良性状就能够选育得到具有目的
     性状的新品种。
     表6
     表7
     表8
     实施例 3 若将越光在北海道进行栽种, 从种子到出穗的时间需要约 144 天之久。即, 若从 5月中旬开始播种, 直到 9 月中旬以后才出穗。但是, 一旦到了 9 月中旬以后, 北海道的气温 会变低, 越光不能正常成熟。 因此, 为了在北海道等北方地区栽种越光, 需要使其早熟化。 因 此, 使用本发明方法选育得到水稻品种越光的新品种。
     首先, 将水稻品种哈巴达克与越光杂交, 在分离群体中进行 QTL 分析。结果明确了 在热带地区使越光早熟化的 QTL。 即, 可知存在于该区的 Hd1 基因为控制早熟的基因的可能 性很大。因此, 针对哈巴达克, 用越光进行回交, 制得将越光的含有 Hd1 基因的区置换成源 自哈巴达克的基因片段的染色体片段置换系。
     然后, 按照本发明的植物基因构建方法, 对制得的染色体片段置换系的源自哈巴 达克的染色体片段区的长度进行调整, 构建了基因组。具体地说, 将位于 Hd1 基因区的 DNA 标记 SP-2513 作为 DNA 标记 M1(Hd1)、 将 DNA 标记 SP-586 作为 DNA 标记 M2(Hd1)、 将 DNA 标 记 SP-2254 作为 DNA 标记 M3(Hd1)、 将 DNA 标记 SP-1603 作为 DNA 标记 M4(Hd1)、 将 DNA 标 记 SP-604 作为 DNA 标记 M5(Hd1)。上述 DNA 标记如图 20 及表 9 所示。DNA 标记 M1(Hd1) 与 M2(Hd1) 之间的距离 d1 约为 344kbp、 DNA 标记 M2(Hd1) 与 M4(Hd1) 之间的距离 d2 约为 1508kbp、 DNA 标记 M4(Hd1) 与 M5(Hd1) 之间的距离 d3 约为 1279kbp。由此, 在越光染色体 中, 源自哈巴达克染色体片段 L2 的长度为 1507kbp < L2 < 3131kbp。
     表9
     然后将得到的染色体片段置换系与越光杂交, 收获 DNA 标记 M3 为源自越光的等位 基因与源自哈巴达克的等位基因的非同源染色体区的三个后代个体 ( 种子 )。栽种所有得 到的种子, 使其自花授粉 ( 自交 ), 进而收获作为后代个体的种子
     继续栽种收获的种子。等苗长至可以移植到田地的程度后, 从各栽种个体的叶 子中提取 DNA, 筛选出 DNA 标记 1(Hd1) 为源自越光的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2(Hd1) 及 M3(Hd1) 为源自越光的等位基因与源自哈巴达克的等位基因的非同源染色体区 的栽种个体。
     使上述筛选出的栽种个体自花授粉 ( 自交 ), 收获作为后代个体的种子。继续栽 种该收获的种子, 等苗长至可以移植到田地的程度后, 从各栽种个体的叶子中提取 DNA, 筛 选出 DNA 标记 M1(Hd1) 及 M5(Hd1) 为源自越光的等位基因的同源染色体区、 所述 DNA 标记 M2(Hd1)、 M3(Hd1) 及 M4(Hd1) 为源自哈巴达克的等位基因的同源染色体区的一个栽种个 体。 该筛选出的栽种个体为新品种, 该新品种为越光的 Hd1 区的 DNA 标记 M1(Hd1) 与 DNA 标 记 M5(Hd1) 之间的区被源自哈巴达克的染色体片段置换。本发明人将该新品种命名为 “越 光 H3 号” 。
     图 21 为模拟表示越光 H3 号基因组的示意图。
     与实施例 1 相同, 将越光 H3 号与越光、 日本晴的性状进行比较研究 (2005 年~ 2006 年在爱知县实施 )。研究结果如表 10 ~ 12 所示。表中 “(2005)” 和 “(2006)” 分别表 示 2005 年测定的值和 2006 年测定的值。 作为对照品种的越光和日本晴的出穗期, 分别为 8 月 7 日和 8 月 17 日, 与此相对, 越光 H3 号的出穗期为 7 月 27 日, 提前了 10 天以上。并且, 越光和日本晴的成熟期分别为 9 月 18 日和 9 月 28 日, 与此相对, 越光 H3 号的成熟期为 9 月 7 日, 表明因出穗期提前, 成熟期也提前。除此之外, 由于出穗期提前, 杆长也缩短了。另 一方面, 除此之外的性状, 越光 H3 号基本与越光相同, 并且还具有越光所具有的稻穗发芽 难的优良性状。
     表 10
     表 11
     表 12在北海道实际栽种越光 H3 号的结果, 比越光早熟了 24 天。并且, 越光 H3 号与越 光不同, 基本能够正常熟成。 从上述结果可以得出 : 用本发明的植物基因组构建方法构建基 因组、 用本发明的新品种 选育方法进行选育, 不改变原品种所具有的优良性状就能够选育 得到具有目的性状的新品种。
     其后还发现含有哈巴达克的 Hd1 基因的区, 对于越光具有有趣的调节功能。即含 有哈巴达克的 Hd1 基因的区, 在名古屋以北的地区, 具有使越光早熟化的功能 ; 但在冲绳以 南的地区, 具有使越光晚熟的功能。 例如, 将越光 H3 号在名古屋进行栽种, 约比越光早熟 10
     天。 另一方面, 将越光 H3 号在热带气候的越南胡志明市的南部区域进行栽种, 结果比 越光晚熟 11 天。即明确了越光 H3 号无论是在北部地区、 还是在南部地区都可以很好地生 长。
     越光味道优良, 是优秀的品种, 但因为在北方从播种到出穗的时间过长, 不能安全 地出穗、 成熟。 相反, 在南方由于越光的出穗期过短, 不能确保产量, 因此对栽种地域有所限 制。例如, 将越光在热带地区栽种, 只需要 35 天左右就可以出穗, 但得不到足够产量的情况 很多。与此相对, 使用本发明的新品种选育方法选育得到的越光 H3 号, 在保持了诸如味道 好等越光的优良性状的同时, 具有可栽种地域非常广的优异的繁殖特性。
     实施例 4
     为了改善实施例 3 选育得到的越光 H3 号的产量及抗倒伏性, 使用本发明的第四选 育方法选育出新品种越光籽 4 号, 该新品种具有全部的越光 H2 号、 越光 H3 号及越光 H4 号 所分别具有的、 源自哈巴达克的染色体区。
     具体地说, 将越光 H3 号与越光 H2 号杂交, 将得到的后代个体 ( 种子 ) 中的两个进 行栽种, 使其自花授粉 ( 自交 )。从该自花授粉所得到的后代个体中, 进一步得到 100 个作 为后代个体的种子。将这 100 个种子全部栽种, 调查各后代个体的 DNA 标记, 筛选出 DNA 标 记 M3(Hd1) 和 DNA 标记 M3(Gn1) 均为源自哈巴达克的等位基因的非同源染色体区的一个栽 种个体。将该固体作为 P2(HG)。
     各后代个体的 DNA 标记是将各个体育成苗, 从苗中抽样得到的叶子中提取 DNA, 对 该 DNA 进行分析。
     另一方面, 将越光 H4 号与越光 H2 号杂交, 从得到的后代个体 ( 种子 ) 中选出五个 进行栽种, 使其自花授粉 ( 自交 )。从该自花授粉得到的后代个体中, 进一步得到 150 个作 为后代个体的种子。将该 150 个种子全部栽种, 检测各后代个体的 DNA 标记, 筛选出 DNA 标 记 M3(Sd1) 和 DNA 标记 M3(Gn1) 均为源自哈巴达克的等位基因的同源染色体区的一个栽种 个体。将该固体作为 P2(SG)。
     然后, 将 P2(HG) 和 P2(SG) 杂交, 从得到的后代个体 ( 种子 ) 中选出两个进行栽 种, 使其自花授粉 ( 自交 )。从该自花授粉得到的后代个体中, 进一步得到 100 个作为后代 个体的种子。将该 100 个种子全部进行栽种, 检测各后代个体的 DNA 标记, 筛选出 DNA 标记 M3(Hd1) 和 DNA 标记 M3(Sd1) 均为源自哈巴达克的等位基因的同源染色体区的一个栽种个 体。本发明人将该新品种命名为
     “越光籽 4 号” 。图 22 为模拟表示越光籽 4 号基因组的示意图。越光籽 4 号的染 色体的 Hd1 基因区、 Sd1 区及 Gn1 基因区均被置换成源自哈巴达克的同源染色体片段。
     与实施例 1 相同, 将越光籽 4 号与越光、 日本晴的性状进行比较研究。研究结果如 表 13 ~ 16 所示。越光籽 4 号与越光 H4 号相同, 与作为对照品种的越光和日本晴相比, 杆 长缩短、 抗倒伏性提高。此外, 与越光 H3 号相同, 与越光和日本晴相比, 出穗期提前 9 天以 上、 成熟期也提前。并且, 与越光 H2 号相同, 与越光和日本晴相比, 着粒密度也提高、 且主茎 粒数也增多。即, 相对于穗的长度, 其着粒密度提高。并且, 与作为原品种的越光相比, 其每 1000 粒稻谷 ( 成熟 ) 的重量提高。特别是越光籽 4 号的穗收获系数也比越光和日本晴高得 多, 表明其产量极为优异。另一方面, 对于除此之外的性状, 越光籽 4 号与越光基本相同。
     表 13
     表 14
     表 15
     表 16即通过将越光籽 4 号与越光、 日本晴的性状进行比较, 能够确认越光籽 4 号在不影 响作为原品种的越光所具有的其他性状的同时, 具有将 Sd1 基因、 Hd1 基因、 Gn1 基因置换成 源自哈巴达克的基因的、 在构建基因组时所期望得到的性状。
     因此, 从上述结果可以得出 : 将采用本发明的新品种选育方法选育得到的新品种 之间杂交, 能够得到遗传了全部父本和母本所分别具有的、 源自外源品种的同源染色体片 段的后代个体, 不改变原品种所具有的优良性状就能够选育得到具有多种目的性状的新品 种。
     下面表示关于实施例中选育出的越光籽 4 号、 越光 H2 ~ 4 号的各品种的越光基因 组置换率 ( 作为原品种的越光基因组占全部基因组的比例 )。
     首先, 在实施例 1 ~ 3 中选育得到的越光 H2 ~ 4 号中的源自哈巴达克的染色体片 段的长度如表 17 所示。 源自哈巴达克的染色体片段可能具有的最小长度为 d2、 最大长度为 d1+d2+d3。
     表 17
     根据表 17 的源自哈巴达克的染色体片段长度, 能够计算出外来基因组置换率 ( 源 自哈巴达克的染色体片段长 / 基因组全长 ×100(% )) 及越光基因组置换率 (100% - 外来 基因组置换率 )。结果如表 18 所示。基因组全长为 430Mbp。
     表 18
     如表 18 所示, 通过本发明选育方法所选育得到的新品种均具有足够高的越光基 因组置换率 ( 因外来基因引起的置换率足够小 ), 因此, 除由重组的靶基因引起的性状以 外, 其他性状与越光 ( 原品种 ) 相同, 为越光的同质基因系。
     越光籽 4 号是使用本发明的新品种选育方法选育得到的新品种, 是一种非常优异 的品种, 该新品种在保持了越光所具有的美味等优良性状的同时, 抗倒伏性优异、 产量多且 栽种地域广。因此, 申请人将越光籽 4 号作为新植物在独立行政法人产业技术综合研究所 专利生物保藏中心 ( 日本国茨城县筑波市东 1-1-1 筑波中心中央第 6( 邮政编码 305-8566) 进行了保藏 ( 保藏日 : 2008 年 7 月 1 日 ), 在同所移转到国际保藏 ( 保藏日 : 2008 年 7 月 1 日 ), 国际保藏的保藏号为 : FERM BP-11140。
     工业实用性
     利用本发明的新品种选育方法, 能够控制被导入的源自外源品种的染色体片段的 区, 不改变原品种所具有的优良性状就能选育出具有一个或多个目的性状的新品种, 因此 尤其能够适用于植物育种领域。
     本申请基于 2008 年 7 月 7 日在日本提出申请的特愿 2008-176934 号日本专利申 请主张优先权, 在此引用其内容。
    背景技术 将属于同一种, 但因遗传结构不同而在某种性状上具有与其他群体不同性状的群 体称为品种。 也就是说, 即使是同种的植物, 但由于品种的不同, 其栽培的难易性、 对病虫害 的抵抗性、 产量和品质等也有所不同。 因此, 对于农作物, 特别是水稻和麦类等主要作物中, 为了得到更优良的品种自古以来在不断进行品种改良。 近年来, 不只是种苗公司等, 国家和 县等官方机构也在积极地进行着这种品种改良。此外, 为了适应近年来消费者喜好的多样
     性, 除食用作物外, 在花草等园艺作物等中也很盛行开发具有多种颜色、 形态的新品种。
     并且, 近年来, 作为生物乙醇等的原料, 植物类资源备受关注, 人们期待着开发出 资源效率更高的新品种。
     随着近年来核酸分析技术等的进步, 拟南芥、 水稻、 小麦等各种植物的基因已被破 译, 并公开了由该破译得到的基因信息。 利用这些公开了的基因信息, 人们广泛进行了基于 基因重组法的、 将外源种的基因导入于原品种中的品种改良。例如已公开有 Hd1 基因及导 入该 Hd1 基因的转基因植物的选育方法等, 所述 Hd1 基因编码有具有提高植物感光性功能 的源自植物的蛋白质 ( 例如参考专利文献 1)。但 是, 基于基因重组法的品种改良, 虽然通 常具有能够导入不能杂交的远缘种所具有的性状的优点, 但存在对其安全性的验证尚不够 充分的问题。
     另一方面, 作为基于非基因重组法的植物品种改良方法, 有基于杂交的育种法和 突变法等。在常规的基于杂交的育种法中, 有系统育种法、 群体育种法及回交育种法等。此 外, 广泛使用的还有将回交育种法与 MAS(Marker Assisted Selection) 法相结合, 将靶基 因导入原品种的品种改良。 这里所谓的 MAS 法是指, 使用与编码目的性状的基因连锁的 DNA 标记, 从由自古进行的自然杂交或人工杂交所得到的杂交后代的群体中, 筛选具有目的性 状的个体的方法。通过使用该 DNA 标记进行个体筛选, 能够在苗阶段等早期阶段筛选出具 有目的性状的个体, 能够谋求省力化和高效化。作为这种使用 DNA 标记筛选具有特定性状 个体的筛选方法, 例如公开有 : 使用存在于水稻半矮生性基因 sd-1 基因周边区的 DNA 标记, 判别植物基因型的方法 ; 以及使用该方法的植物半矮生性性状的检测方法等 ( 例如, 参考 专利文献 2)。
     现有技术文献
     专利文献 1 : 日本国特许第 3660967 号公报
     专利文献 2 : 国际公开第 2003/070934 号发明内容 但是, 在使用 MAS 法的品种改良方法中, 存在使用 DNA 标记筛选出的后代个体不只 是具有目的性状的个体、 DNA 标记的作用仅为辅助筛选的问题。这可能是由于 DNA 标记通 常并不是存在于所导入的性状基因上, 该性状基因与 DNA 标记之间存在长度、 方向不明确 的距离。因此, 在 MAS 法中, 虽然能够缩小用于评价性状的后代个体的群体规模, 但是对于 使用 DNA 标记筛选出的后代个体, 仍然需要进一步进行性状评价。
     此外, 在采用 MAS 法的品种改良方法中, 还存在虽然目的性状被改良, 但其他性状 变差的情况很多的问题。这可能是因为, 如上所述, 导入的性状基因与 DNA 标记之间存在长 度和方向不明确的距离, 无法控制被导入的染色体片段的区, 许多靶基因以外的其他基因 也被导入到该植物中而引起的。
     本发明的目的之一在于提供一种基因组构建方法及新品种选育方法, 其用来在通 过非基因重组法进行植物品种改良时, 对由导入的源自外源品种染色体片段所构成的置换 区进行控制, 不改变原品种所具有的优良性状地选育具有目的性状的新品种。
     本发明人为了解决上述问题进行了深入研究, 结果发现 : 在对使用染色体片段置 换系将原品种染色体中的靶区置换成了源自外源品种的同源染色体 (homo-chromosome) 片段的新品种进行选育时, 通过满足下述条件 (I)、 (II) 而能够控制被该同源染色体片段 置换的原品种的染色体区, 从而完成了本发明。
    (I) 在靶区的上游侧末端或其上游设定 DNA 标记 M2、 在 DNA 标记 M2 的上游设定 DNA 标记 M1 ; 在靶区的下游侧末端或其下游设定 DNA 标记 M4、 在 DNA 标记 M4 的下游设定 DNA 标 记 M5 ; 在靶区中设定 DNA 标记 M3。
     (II) 筛选如下的后代个体 : 用导入的源自外源品种的染色体片段进行置换的、 原 品种染色体区的上游侧末端位于 DNA 标记 M1 与 M2 之间, 该区的下游侧末端位于 DNA 标记 M4 与 M5 之间。
     (1) 本发明的植物基因组构建方法, 该方法使用仅将原品种染色体的一部分置换 成源自外源品种的染色体片段的染色体片段置换系, 将原品种染色体中的靶区以源自所述 外源品种的染色体片段置换从而构建植物基因组, 其针对每一个所述靶区设定 DNA 标记 M1 ~ M5, 使得 DNA 标记 M2 位于所述靶区的上游侧末端或其上游、 DNA 标记 M1 位于所述 DNA 标记 M2 的上游、 DNA 标记 M4 位于 所述靶区的下游侧末端或其下游、 DNA 标记 M5 位于所述 DNA 标记 M4 的下游、 DNA 标记 M3 位于所述靶区中 ; 构建基因组, 使得含有所述靶区且被源自 所述外源品种的染色体片段所置换的所述原品种染色体中的置换区, 其上游侧末端位于所 述 DNA 标记 M1 与所述 DNA 标记 M2 之间、 所述置换区的下游侧末端位于所述 DNA 标记 M4 与 所述 DNA 标记 M5 之间。
     (2) 本发明的新品种选育方法, 该方法使用仅将原品种染色体的一部分置换成源 自外源品种的染色体片段的染色体片段置换系选育新品种, 该方法包括 : (1-1) 在所述原 品种染色体的靶区的上游侧末端或其上游设定 DNA 标记 M2 的步骤、 在所述 DNA 标记 M2 的上 游设定 DNA 标记 M1 的步骤、 在所述靶区的下游侧末端或其下游设定 DNA 标记 M4 的步骤、 在 所述 DNA 标记 M4 的下游设定 DNA 标记 M5 的步骤及在所述靶区中设定 DNA 标记 M3 的步骤 ; (1-2) 使所述染色体片段置换系与所述原品种杂交, 得到后代个体的步骤, 所述后代个体的
     所述 DNA 标记 M3 为源自所述原品种的等位基因与源自所述外源品种的等位基因的非同源 (hetero-chromosome) 染色体区 ; (1-3) 将所述步骤 (1-2) 中得到的所述后代个体自交, 得 到后代个体的步骤 ; (1-4) 从所述步骤 (1-3) 中得到的所述后代个体或从所述步骤 (1-3) 中得到的所述后代个体回交得到的后代个体中, 筛选出所述 DNA 标记 M1 为源自所述原品种 的等位基因的同源染色体区、 所述 DNA 标记 M2 及所述 DNA 标记 M3 为源自所述原品种的等 位基因与源自所述外源品种的等位基因的非同源染色体区的后代个体的步骤 ; (1-5) 通过 将所述步骤 (1-4) 中筛选出的所述后代个体自交, 从而得到后代个体的步骤 ; 以及 (1-6) 从 所述步骤 (1-5) 中得到的所述后代个体或从所述步骤 (1-5) 中得到的所述后代个体自交得 到的后代个体中, 筛选出所述 DNA 标记 M1 及所述 DNA 标记 M5 为源自所述原品种的等位基 因的同源染色体区、 所述 DNA 标记 M2、 所述 DNA 标记 M3 及所述 DNA 标记 M4 为源自所述外 源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体的步骤 ; 并且, 针对所述原品种的所述染色 体中的一个或多个所述靶区, 对每一个所述靶区实施所述 (1-1) ~ (1-6) 的步骤。
     (3) 本发明的新品种选育方法, 该方法使用仅将原品种染色体的一部分置换成源 自外源品种的染色体片段的染色体片段置换系选育新品种, 该方法包括 : (2-1) 在所述原 品种染色体的靶区的上游侧末端或其上游设定 DNA 标记 M2 的步骤、 在所述 DNA 标记 M2 的上 游设定 DNA 标记 M1 的步骤、 在所述靶区的下游侧末端或其下游设定 DNA 标记 M4 的步骤、 在 所述 DNA 标记 M4 的下游设定 DNA 标记 M5 的步骤及在所述靶区中设定 DNA 标记 M3 的步骤 ; (2-2) 使所述染色体片段置换系与所述原品种杂交, 得到后代个体的步骤, 所述后代个体 的所述 DNA 标记 M3 为源自所述原品种的等位基因与源自所述外源品种的等位基因的非同 源染色体区 ; (2-3) 将所述步骤 (2-2) 中得到的所述后代个体自交, 得到后代个体的步骤 ; (2-4) 从所述步骤 (2-3) 中得到的所述后代个体或从所述步骤 (2-3) 中得到的所述后代个 体回交得到的后代个体中, 筛选出所述 DNA 标记 M5 为源自所述原品种的等位基因的同源染 色体区、 所述 DNA 标记 M3 及所述 DNA 标记 M4 为源自所述原品种的等位基因与源自所述外 源品种的等位基因的非同源染色体区的后代个体的步骤 ; (2-5) 通过将所述步骤 (2-4) 中 筛选出的所述后代个体自交, 从而得到后代个体的步骤 ; 以及 (2-6) 从所述步骤 (2-5) 中得 到的所述后代个体或从所述步骤 (2-5) 中得到的所述后代个体自交得到的后代个体中, 筛 选出所述 DNA 标记 M1 及所述 DNA 标记 M5 为源自所述原品种的等位基因的同源染色体区、 所述 DNA 标记 M2、 所述 DNA 标记 M3 及所述 DNA 标记 M4 为源自所述外源品种的等位基因的 同源染色体区的后代个体的步骤 ; 并且, 针对 所述原品种的所述染色体中的一个或多个所 述靶区, 对每一个所述靶区实施所述 (2-1) ~ (2-6) 的步骤。
     (4) 本发明的新品种选育方法, 该方法使用仅将原品种染色体的一部分置换成源 自外源品种的染色体片段的染色体片段置换系选育新品种, 该方法包括 : (3-1) 在所述原 品种染色体的靶区的上游侧末端或其上游设定 DNA 标记 M2 的步骤、 在所述 DNA 标记 M2 的上 游设定 DNA 标记 M1 的步骤、 在所述靶区的下游侧末端或其下游设定 DNA 标记 M4 的步骤、 在 所述 DNA 标记 M4 的下游设定 DNA 标记 M5 的步骤及在所述靶区中设定 DNA 标记 M3 的步骤 ; (3-2) 使所述染色体片段置换系与所述原品种杂交, 得到后代个体的步骤, 所述后代个体 的所述 DNA 标记 M3 为源自所述原品种的等位基因与源自所述外源品种的等位基因的非同 源染色体区 ; (3-3) 将所述步骤 (3-2) 中得到的所述后代个体自交, 得到后代个体的步骤 ; (3-4) 从所述步骤 (3-3) 中得到的所述后代个体或从所述步骤 (3-3) 中得到的所述后代个体回交得到的后代个体中, 筛选出 DNA 标记 M1 及所述 DNA 标记 M5 中的任意一个为源自所 述原品种的等位基因的同源染色体区、 另一个为源自所述原品种的等位基因与源自所述外 源品种的等位基因的非同源染色体区的后代个体的步骤 ; (3-5) 通过将所述步骤 (3-4) 中 筛选出的所述后代个体自交, 从而得到后代个体的步骤 ; 以及 (3-6) 从所述步骤 (3-5) 中得 到的所述后代个体或从所述步骤 (3-5) 中得到的所述后代个体自交得到的后代个体中, 筛 选出所述 DNA 标记 M1 及所述 DNA 标记 M5 为源自所述原品种的等位基因的同源染色体区、 所述 DNA 标记 M2、 所述 DNA 标记 M3 及所述 DNA 标记 M4 为源自所述外源品种的等位基因的 同源染色体区的后代个体的步骤 ; 并且, 针对所述原品种的所述染色体中的一个或多个所 述靶区, 对每一个所述靶区实施所述 (3-1) ~ (3-6) 的步骤。
     (5) 上述 (4) 所述的新品种选育方法, 还可以在所述步骤 (3-4) 之后、 所述步骤 (3-5) 之前, 实施 (3-7-1) 及 (3-7-2) 步骤 : (3-7-1) 通过将所述步骤 (3-4) 中筛选出的所 述后代个体自交, 从而得到后代个体的步骤 ; (3-7-2) 从所述步骤 (3-7-1) 中得到的所述后 代个体或从所述步骤 (3-7-1) 中得到的所述后代个体回交得到的后代个体或从所述步骤 (3-7-1) 中得到的所述后代个体自交得到的后代个体再进行回交得到的后代个体中, 筛选 出 (ii-1) 所述 DNA 标记 M1 为源自所述原品种的等位基因的同源染色体区、 且所述 DNA 标 记 M2 及所述 DNA 标记 M3 为源自所述原品种的等位基因与源自所述外源品种的等位基因 的非同源染色体区的后代个体 ; 或者筛选出 (ii-2) 所述 DNA 标记 M5 为源自所述原品种的 等位基因的同源染色体区、 且所述 DNA 标记 M3 及 DNA 标记 M4 为源自所述原品种的等位基 因与源自所述外源品种的等位基因的非同源染色体区的后代个体的步骤 ; 所述步骤 (3-5) 为 (3-5’ ) 通过将所述步骤 (3-7-2) 中筛选出的所述后代个体自交, 从而得到后代个体的 步骤 ; 所述步骤 (3-6) 为 (3-6’ ) 从所述步骤 (3-5’ ) 中得到的所述后代个体或从所述步 骤 (3-5’ ) 中得到的所述后代个体自交得到的后代个体中, 筛选出所述 DNA 标记 M1 及所述 DNA 标记 M5 为源自所述原品种的等位基因的同源染色体区 ; 所述 DNA 标记 M2、 DNA 标记 M3 及 DNA 标记 M4 为源自所述外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体的步骤。
     (6) 上述 (2) ~ (4) 所述的新品种选育方法, 还可以是所述 DNA 标记 M2 为所述靶 区的上游侧末端或其附近的 DNA 标记 ; 所述 DNA 标记 M1 为所述 DNA 标记 M2 附近的 DNA 标 记; 所述 DNA 标记 M4 为所述靶区的下游侧末端或其附近的 DNA 标记 ; 所述 DNA 标记 M5 为所 述 DNA 标记 M4 附近的 DNA 标记。
     (7) 上述 (2) ~ (4) 所述的新品种选育方法, 所述靶区可以为一个基因区。
     (8) 上述 (2) ~ (4) 所述的新品种选育方法, 所述靶区可以为两个以上的基因区。
     (9) 上述 (2) ~ (4) 所述的新品种选育方法, 所述原品种可以为自花授粉植物或常 异花授粉植物。
     (10) 上述 (2) ~ (4) 所述的新品种选育方法, 所述原品种可以为禾本科植物品种。
     (11) 上述 (2) ~ (4) 所述的新品种选育方法, 所述原品种可以为水稻品种。
     (12) 上述 (11) 所述的新品种选育方法, 所述水稻品种可以为越光。
     (13) 本发明的品种, 其为使用上述 (2) ~ (4) 中之任一所述的新品种选育方法选 育得到的品种, 所述原品种染色体中的靶区被源自所述外源品种的同源染色体片段置换。
     (14) 本发明的后代固体, 其为由上述 (13) 所述品种的个体与上述 (13) 所述品种 个体的后代个体所组成的群体中选择两个个体, 使其杂交得到的。(15) 上述 (14) 所述的后代个体, 所述原品种染色体中的多个所述靶区可以被源 自所述外源品种的所述同源染色体片段置换。
     (16) 上述 (14) 所述的后代个体, 所述两个个体各自的靶区可以不同。
     (17) 本发明的后代固体, 其为将由上述 (13) 所述品种的个体和上述 (13) 所述品 种的个体之后代个体所组成的群体中选择的个体, 作为母本或父本使用, 通过所述母本或 所述父本的杂交得到的。
     (18) 本发明的新品种选育方法, 其包括 : (4-1) 以上述 (13) 所述品种或上述 (15) 所述后代个体为母本, 以所述靶区与所述母本不同的上述 (13) 所述品种或上述 (15) 所述 后代个体为父本, 将所述母本与所述父本杂交, 得到后代个体的步骤 ; (4-2) 通过将所述步 骤 (4-1) 中得到的所述后代个体自交, 从而得到后代个体的步骤 ; 以及 (4-3) 从所述步骤 (4-2) 中得到的所述后代个体中, 筛选出所述原品种染色体中、 所述母本所具有的所述靶区 及所述父本所具有的所述靶区均被源自所述外源品种的所述同源染色体片段置换的后代 个体的步骤。
     (19) 上述 (18) 所述的新品种选育方法, 在所述步骤 (4-3) 之后还可以包括 : (4-4) 从上述 (13) 所述品种或上述 (15) 所述后代个体及所述步骤 (4-3) 中筛选出的个体 所组成的群体中, 选择所述靶区相互不同的两个个体作为母本及父本, 使其杂交得到后代 个体的步骤 ; (4-5) 通过将所述步骤 (4-4) 中得到的所述后代个体自交, 从而得到后代个体 的步骤 ; (4-6) 从所述步骤 (4-5) 中得到的所述后代个体中, 筛选出所述原品种染色体中、 所述母本所具有的所述靶区及所述父本所具有的所述靶区均被源自所述外源品种的所述 同源染色体片段置换的后代个体的步骤 ; 以及 (4-7) 将所述步骤 (4-4) ~ (4-6) 重复一次 以上的步骤。 (20) 本发明的植物品种鉴别方法, 其用于鉴别某种植物个体是否为使用上述 (2) ~ (4) 中之任一所述的新品种选育方法选育得到的特定品种, 通过所述植物个体的基 因组分析, 将选自所述 DNA 标记 M1 ~ M5 中的一种以上的所述 DNA 标记进行分型 ; 当得到的 分型结果与所述特定品种的结果一致时, 鉴定所述植物个体为所述特定品种。
     (21) 本发明的新品种, 其为染色体的一部分被源自外源品种的染色体片段置换的 染色体片段置换系的后代品种 ; 染色体区的一个或多个靶区被源自所述外源品种的所述染 色体片段置换 ; 所述染色体片段的长度通过设定在所述靶区上游的 DNA 标记与设定在所述 靶区下游的 DNA 标记进行控制。
     (22) 本 发 明 的 越 光 为 国 际 保 藏 保 藏 号 为 FERM BP-11140 的 水 稻 品 种 (Oryza sativa L.cultivar) 越光籽 4 号 ( 水稻品种越光籽 4 号 (Koshihikari kazusa 4go))。
     (23) 本发明的后代固体, 其为由上述 (22) 所述品种的个体及上述 (17) 所述后代 个体所组成的群体中选择的两个个体杂交得到的。
     (24) 本发明的植物品种鉴别方法, 其用于鉴别某种植物个体是否为特定品种 ; 将 SP-4009 作为 DNA 标记 M1、 将 G2003 作为 DNA 标记 M2、 将 G2002 作为 DNA 标记 M3、 将 SP-462 作为 DNA 标记 M4、 将 SP-1259 作为 DNA 标记 M5 ; 通过所述植物个体的基因组分析, 将选自所 述 DNA 标记 M1 ~ M5 中的一种以上的所述 DNA 标记进行分型 ; 当得到的分型结果与水稻品 种越光 H 4 号 (Koshihikari eichi4go) 或水稻品种越光籽 4 号的结果一致时, 鉴定所述植 物个体为水稻品种越光 H4 号或水稻品种越光籽 4 号。
     (25) 本发明的植物品种鉴别方法, 其用于鉴别某种植物个体是否为特定品种 ; 将 SP-2032 作为 DNA 标记 M1、 将 SP-170 作为 DNA 标记 M2、 将 SP-4028 作为 DNA 标记 M3、 将 SP-4038 作为 DNA 标记 M4、 将 SP-4030 作为 DNA 标记 M5, 通过所述植物个体的基因组分析, 将选自所述 DNA 标记 M1 ~ M5 中的一种以上的所述 DNA 标记进行分型 ; 当得到的分型结果 与水稻品种越光 H 2 号 (Koshihikari eichi2go) 或水稻品种越光籽 4 号的结果一致时, 鉴 定所述植物个体为水稻品种越光 H 2 号或水稻品种越光籽 4 号。
     (26) 本发明的植物品种鉴别方法, 其用于鉴别某种植物个体是否为特定品种 ; 将 SP-2513 作为 DNA 标记 M1、 将 SP-586 作为 DNA 标记 M2、 将 SP-2254 作为 DNA 标记 M3、 将 SP-1603 作为 DNA 标记 M4、 将 SP-604 作为 DNA 标记 M5 ; 通过所述植物个体的基因组分析, 将选自所述 DNA 标记 M1 ~ M5 中的一种以上的所述 DNA 标记进行分型 ; 当得到的分型结果 与水稻品种越光 H 3 号 (Koshihikari eichi 3go) 或水稻品种越光籽 4 号的结果一致时, 鉴定所述植物个体为水稻品种越光 H 3 号或水稻品种越光籽 4 号。
     发明效果
     通过使用本发明的植物基因组构建方法、 以及使用该植物基因组构建方法的本发 明的新品种选育方法, 能够控制被源自外源品种的同源染色体片段置换的原品种染色体 区。因此, 能够将性状基因以外的功能不明的其他基因大量被导入原品种染色体的问题以 及损害原品种所具有的优良性状的问题抑制在最小限度, 同时将目的性状导入原品种中。
    此外, 用本发明的新品种选育方法选育新品种或以其后代个体为亲本选育新品 种, 能够得到完全遗传了母本和父本所分别具有的、 源自外源品种的同源染色体片段的后 代个体。其结果能够将损害原品种所具有的优良性状的问题抑制在最小限度, 同时能够简 便且安全地改良原品种的多种性状。附图说明
     图 1 为表示原品种染色体 G 上的靶区 T、 导入至该染色体 G 的源自外源品种的染色 体片段 L 及 DNA 标记 M1 ~ M5 的示意图。
     图 2A 为表示在本发明第一新品种选育方法的步骤 (1-3) 中得到的后代个体中, 步 骤 (1-4) 中优选的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等 位基因, 涂黑的粗线表示源自外源品种的等位基因。
     图 2B 为表示在该选育方法的步骤 (1-3) 中得到的后代个体中, 步骤 (1-4) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗 线表示源自外源品种的等位基因。
     图 2C 为表示在该选育方法的步骤 (1-3) 中得到的后代个体中, 步骤 (1-4) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的 粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的 粗线表示源自外源品种的等位基因。
     图 2D 为表示在该选育方法的步骤 (1-5) 中得到的后代个体中, 步骤 (1-6) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗 线表示源自外源品种的等位基因。
     图 2E 为表示在该选育方法的步骤 (1-5) 中得到的后代个体中, 步骤 (1-6) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示源自外源品种的等位基因。
     图 2F 为表示在该选育方法的步骤 (1-5) 中得到的后代个体中, 步骤 (1-6) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗 线表示源自外源品种的等位基因。
     图 3A 为表示在本发明第二新品种选育方法的步骤 (2-3) 中得到的后代个体中, 步 骤 (2-4) 中优选的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等 位基因, 涂黑的粗线表示源自外源品种的等位基因。
     图 3B 为表示在该选育方法的步骤 (2-3) 中得到的后代个体中, 步骤 (2-4) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗 线表示源自外源品种的等位基因。
     图 3C 为表示在该选育方法的步骤 (2-3) 中得到的后代个体中, 步骤 (2-4) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗 线表示源自外源品种的等位基因。
     图 3D 为表示在该选育方法的步骤 (2-5) 中得到的后代个体中, 步骤 (2-6) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗 线表示源自外源品种的等位基因。 图 3E 为表示在该选育方法的步骤 (2-5) 中得到的后代个体中, 步骤 (2-6) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗 线表示源自外源品种的等位基因。
     图 3F 为表示在该选育方法的步骤 (2-5) 中得到的后代个体中, 步骤 (2-6) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗 线表示源自外源品种的等位基因。
     图 4A 为表示在本发明第三新品种选育方法的步骤 (3-3) 中得到的后代个体中, 步 骤 (3-4) 中优选的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等 位基因, 涂黑的粗线表示源自外源品种的等位基因。
     图 4B 为表示在该选育方法的步骤 (3-3) 中得到的后代个体中, 在步骤 (3-4) 中优 选的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的 粗线表示源自外源品种的等位基因。
     图 4C 为表示在该选育方法的步骤 (3-3) 中得到的后代个体中, 步骤 (3-4) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗 线表示源自外源品种的等位基因。
     图 4D 为表示在该选育方法的步骤 (3-3) 中得到的后代个体中, 步骤 (3-4) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的 粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的 粗线表示源自外源品种的等位基因。
     图 4E 为表示在该选育方法的步骤 (3-3) 中得到的后代个体中, 步骤 (3-4) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗 线表示源自外源品种的等位基因。
     图 4F 为表示在该选育方法的步骤 (3-3) 中得到的后代个体中, 步骤 (3-4) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗
     线表示源自外源品种的等位基因。
     图 5A 为表示在本发明第三新品种选育方法的步骤 (3-5) 中得到的后代个体中, 步 骤 (3-6) 中优选的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等 位基因, 涂黑的粗线表示源自外源品种的等位基因。
     图 5B 为表示在该选育方法的步骤 (3-5) 中得到的后代个体中, 步骤 (3-6) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗 线表示源自外源品种的等位基因。
     图 5C 为表示在该选育方法的步骤 (3-5) 中得到的后代个体中, 步骤 (3-6) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗 线表示源自外源品种的等位基因。
     图 5D 为表示在该选育方法的步骤 (3-5) 中得到的后代个体中, 步骤 (3-6) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗 线表示源自外源品种的等位基因。
     图 5E 为表示在该选育方法的步骤 (3-5) 中得到的后代个体中, 步骤 (3-6) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗 线表示源自外源品种的等位基因。
     图 5F 为表示在该选育方法的步骤 (3-5) 中得到的后代个体中, 步骤 (3-6) 中优选 的后代个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗 线表示源自外源品种的等位基因。
     图 6A 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 6B 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 6C 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 6D 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 7A 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 7B 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 7C 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示源自外源品种的等位基因。
     图 7D 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 7E 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 7F 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 7G 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 8A 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 8B 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 8C 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 8D 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 9A 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 9B 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 9C 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 9D 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 9E 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示源自外源品种的等位基因。
     图 9F 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 9G 为表示在步骤 (3-7-1) 得到的后代个体中, 步骤 (3-7-2) 中较为优选的后代 个体的染色体区的示意图 ; 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。
     图 10A 为表示将原品种染色体中的三个靶区 ( 靶区 A、 B、 C) 置换成源自外源品种 的染色体片段的品种选育方法的模式图。
     图 10B 为表示将原品种染色体中的三个靶区 ( 靶区 A、 B、 C) 置换成源自外源品种 的染色体片段的品种选育方法的模式图。
     图 11A 为表示将原品种染色体中的四个靶区 ( 靶区 A、 B、 C、 D) 置换成源自外源品 种的染色体片段的品种选育方法的模式图。
     图 11B 为表示将原品种染色体中的四个靶区 ( 靶区 A、 B、 C、 D) 置换成源自外源品 种的染色体片段的品种选育方法的模式图。 图 11C 为表示将原品种染色体中的四个靶区 ( 靶区 A、 B、 C、 D) 置换成源自外源品 种的染色体片段的品种选育方法的模式图。
     图 12A 为表示将原品种染色体中的五个靶区 ( 靶区 A、 B、 C、 D、 E) 置换成源自外源 品种的染色体片段的品种选育方法的模式图。
     图 12B 为表示将原品种染色体中的五个靶区 ( 靶区 A、 B、 C、 D、 E) 置换成源自外源 品种的染色体片段的品种选育方法的模式图。
     图 12C 为表示将原品种染色体中的五个靶区 ( 靶区 A、 B、 C、 D、 E) 置换成源自外源 品种的染色体片段的品种选育方法的模式图。
     图 12D 为表示将原品种染色体中的五个靶区 ( 靶区 A、 B、 C、 D、 E) 置换成源自外源 品种的染色体片段的品种选育方法的模式图。
     图 13A 为表示将原品种染色体中的六个靶区 ( 靶区 A、 B、 C、 D、 E、 F) 置换成源自外 源品种的染色体片段的品种选育方法的模式图。
     图 13B 为表示将原品种染色体中的六个靶区 ( 靶区 A、 B、 C、 D、 E、 F) 置换成源自外 源品种的染色体片段的品种选育方法的模式图。
     图 13C 为表示将原品种染色体中的六个靶区 ( 靶区 A、 B、 C、 D、 E、 F) 置换成源自外 源品种的染色体片段的品种选育方法的模式图。
     图 13D 为表示将原品种染色体中的六个靶区 ( 靶区 A、 B、 C、 D、 E、 F) 置换成源自外 源品种的染色体片段的品种选育方法的模式图。
     图 13E 为表示将原品种染色体中的六个靶区 ( 靶区 A、 B、 C、 D、 E、 F) 置换成源自外 源品种的染色体片段的品种选育方法的模式图。
     图 14A 为表示将一次筛选群体中的目的后代个体的存在概率设为 1/64 ~ 1/16 而 选育品种 P6(ABCDEF) 的方法的模式图。
     图 14B 为表示将一次筛选群体中的目的后代个体的存在概率设为 1/64 ~ 1/16 而 选育品种 P6(ABCDEF) 的方法的模式图。
     图 14C 为表示将一次筛选群体中的目的后代个体的存在概率设为 1/64 ~ 1/16 而 选育品种 P6(ABCDEF) 的方法的模式图。
     图 15 为表示用于制成越光 H 4 号的 DNA 标记的示意图。
     图 16 为模拟表示越光 H 4 号基因组的示意图。
     图 17 为越光 H 4 号与越光的抗倒伏性的比较图 ; 前面的田地为越光, 里面的田地 为越光 H 4 号。
     图 18 为表示用于制成越光 H 2 号的 DNA 标记的示意图。
     图 19 为模拟表示越光 H 2 号基因组的示意图。
     图 20 为表示用于制成越光 H 3 号的 DNA 标记的示意图。
     图 21 为模拟表示越光 H 3 号基因组的示意图。
     图 22 为模拟表示越光籽 4 号基因组的示意图。 具体实施方式
     本发明中, 所谓染色体片段置换系是指仅将原品种染色体的一部分置换成源自外 源品种的染色体片段的体系。 外源品种为原品种以外的品种即可, 没有特别限定, 可以是与原品种同种的植物 品种, 也可以是与原品种不同种的植物品种, 还可以是动物等除植物以外的品种。
     本发明中所谓品种是指, 属于同种植物, 但由于基因结构不同而在某种性状上明 显区别于同种内的其他品种的群体。
     本发明中, 所谓靶区是指属于原品种染色体中的区且与源自外源品种的染色体片 段进行置换的目标区。 例如, 在水稻、 小麦、 拟南芥等基因信息已被充分破译的植物品种中, 通过将含有目的性状基因的特定的染色体区, 与源自外源品种的染色体片段进行置换, 从 而能够选育出改良了原品种性状的新品种。在此, 原品种的靶区只要是与在用作亲本的染 色体片段置换系的染色体中被源自外源品种的染色体片段置换的部分区相对应的区即可, 没有特别限定, 可以是一个基因区, 也可以是含有两个以上基因的区。例如, 在外源品种是 与原品种 不同种的品种的情况等时, 靶区优选为一个基因区。此外, 外源品种为与原品种 同种的其他品种的情况等的、 外源品种为原品种的近缘种时, 靶区可以是一个基因区, 也可 以是含有两个以上基因的区。
     该基因区, 可以只是翻译区, 也可以在翻译区之上还包括内含子等非翻译区、 启动 子区或终止子区等控制区等的区。
     在本发明中, DNA 标记只要能识别源自原品种的染色体与源自外源品种的染 色体, 即, 能检测出原品种与外源品种染色体上的 DNA 序列差异即可, 没有特别限制, 可以使用在基因分析领域中常用的 DNA 标记。作为该 DNA 标记, 例如可以是能检测出 SNP(SingleNucleotide Polymorphism, 单核苷酸多态性 )、 SSR(Simple SequenceRepeats, 简 单 重 复 序 列 ) 的 不 同 重 复 数 等 的 基 因 多 态 性 的 标 记, 也 可 以 是 RFLP(Restriction Fragment Length Polymorphism, 限制酶片段长度多态性 ) 标记。
     使用这些 DNA 标记对源自原品种的等位基因与源自外源品种的等位基因进行识 别时, 可以通过常规方法进行。 例如, 以从各个体中提取的 DNA 为模型, 使用能与特定的 SNP 或 SSR 进行特异性杂交的引物等进行 PCR。然后, 使用电泳方法等检测是否有 PCR 产物, 从
     而能够在原品种和外源品种中识别 SNP 或 SSR 的各多态性。 并且, 将从各个体中提取的 DNA 经限制酶处理后, 用电泳方法等检测是否有 PCR 产物, 同样能够识别各多态性。能与特定的 SNP 或 SSR 进行特异性杂交的引物等可以根据 SNP 或 SSR 的碱基序列, 采用通用的引物设计 工具等, 以常规方法来设计。 此外, 可以使用在本技术领域中已知的任意方法合成设计出的 引物等。
     这些 DNA 标记可以适当使用公知的 DNA 标记。此外, 也可以为新制备的 DNA 标 记。例如, 使用关于水稻的公知 DNA 标记时, 可以使用专利文献 2 等中公开的 SNP 标记、 由 Rice Genome Research Program(http://rgp.dna.affrc.go.jp/publicdata.html) 公 开的 DNA 标 记。使用关于大麦的公知 DNA 标记时, 可以使用由 GrainGenes : ADatabase for Triticeae and Avena(http://wheat.pw.usda.gov/GG2/index.shtml)、 CR-EST : The IPK Crop EST Database(http://pgrc.ipk-gatersleben.de/est/index.php) 等 公 开 的 DNA 标记。使用关于高粱的公知 DNA 标记时, 可以使用由 GRAMENE(http://www.gramene. org/db/markers/marker view) 等公开的 DNA 标记。使用关于小麦的公知 DNA 标记时, 可 以 使 用 由 GrainGenes : A Database for Triticeae andAvena、 WHEAT CAP(http:// maswheat.ucdavis.edu/) 等公开的 DNA 标记。使用关于玉米的公知 DNA 标记时, 可以使用 MaizaGDB(http://www.maizegdb.org/) 等公开的 DNA 标记。此外, GRAMENE 中也公开了其 他谷物的 DNA 标记, 还可以使用这些标记。
     首先, 对本发明的植物基因组构建方法进行说明。
     本发明的植物基因组构建方法, 其使用仅将原品种染色体的一部分置换成源自外 源品种的染色体片段的染色体片段置换系, 构建将原品种染色体中的一个或多个靶区以源 自所述外源品种的染色体片段置换的植物基因组。 该方法针对每一个所述靶区设定满足下 述必要条件 (i) 的 DNA 标记 M1 ~ M5。此时, 使含该靶区且被源自外源品种的染色体片段置 换的原品种染色体中的置换区, 其上游侧末端位于 DNA 标记 M1 与 M2 之间、 其下游侧末端位 于 DNA 标记 M4 与 M5 之间, 如此构建基因组。
     (i)DNA 标记 M2 位于靶区的上游侧末端或其上游 ; DNA 标记 M1 位于 DNA 标记 M2 的 上游 ; DNA 标记 M4 位于靶区的下游侧末端或其下游 ; DNA 标记 M5 位于 DNA 标记 M4 的下游 ; DNA 标记 M3 位于靶区中。
     本发明中, 上游侧是指染色体的短臂侧 ; 下游侧是指染色体的长臂侧。
     通过以满足上述必要条件 (i) 的方式设定各 DNA 标记 M1 ~ M5, 能够控制导入到原 品种染色体中的源自外源品种的染色体片段的长度, 即能够控制被该染色体片段置换的原 品种染色体中的置换区。 因此, 通过使用本发明的植物基因组构建方法, 能够使除靶基因以 外的多个其他基因大量被导入原品种染色体的问题以及存在于靶区附近的除靶基因以外 的基因被源自外源品种的原品种的染色体所置换的问题抑制在最小限度的, 同时使源自外 源品种的靶基因导入到原品种染色体中, 如此构建基因组。
     DNA 标记 M1 ~ M5 可根据各品种所属植物的种的公知基因信息等进行设定。 各 品 种 的 基 因 信 息 等, 例 如 可 以 在 国 际 碱 基 序 列 数 据 库 NCBI(National center for Biotechnology Information) 和 DDBJ(DNAData Bank ofJapan) 等 中 获 得。 尤 其 是 水 稻 各 品 种 的 基 因 信 息, 可 以 在 KOME(Knowledge-based Oryza Molecular biological Encyclopedia、 http://cdna01.dna.affrc.go.jp/cDNA/) 等中获得。图 1 为原品种染色体 G 上的靶区 T、 置换的源自外源品种的染色体片段 L 及 DNA 标 记 M1 ~ M5 的示意图。源自外源品种的染色体片段 L 的上游侧末端, 即, 被源自外源品种的 染色体片段 L 置换的原品种染色体中的置换区的上游侧末端, 位于 DNA 标记 M1 与 DNA 标记 M2 之间。另一方面, 源自外源品种的染色体片段 L 的下游侧末端, 即, 被源自外源品种的染 色体片段 L 置换的原品种染色体中的置换区的下游侧末端, 位于 DNA 标记 M4 与 M5 之间。 因 此, 若以 DNA 标记 M1 与 M2 之间的距离为 d1、 DNA 标记 M2 与 M4 之间的距离为 d2、 DNA 标记 M4 与 M5 之间的距离为 d3, 则源自外源品种的染色体片段 L 的长度 ( 置换区的长度 ) 如下 述式 (1) 所示。
     式 (1)d2 ≤源自外源品种染色体片段 L 的长度≤ d1+d2+d3
     通过将 DNA 标记 M2 设定在原品种染色体 G 的上游侧 ( 远离靶区 T 的方向 ), 使源 自外源品种的染色体片段 L 的长度延长。另一 方面, 通过将 DNA 标记 M2 设定在原品种染 色体 G 的下游侧 ( 靠近靶区 T 的方向 ), 使源自外源品种的染色体片段 L 的长度缩短。同 样地, 通过将 DNA 标记 M4 设定在原品种染色体 G 的下游侧, 使源自外源品种的染色体片段 L 的长度延长 ; 通过将其设定在原品种染色体 G 的上游侧, 使源自外源品种的染色体片段 L 的长度缩短。
     此外, 若 DNA 标记 M1 与 M2 之间的距离 d1 延长, 则源自外源品种的染色体片段 L 的上游侧末端能够存在的范围扩大。因此, 被导入的源自外源品种的染色体片段 L 的长度 难以确定。另一方面, 若该距离 d1 缩短, 则源自外源品种的染色体片段 L 的上游侧末端能 够存在的范围缩小。因此, 被导入的源自外源品种的染色体片段 L 的长度变得容易确定。
     同样地, 若 DNA 标记 M4 与 M5 之间的距离 d3 延长, 则源自外源品种的染色体片段 L 的下游侧末端能够存在的范围扩大, 难以确定被导入的源自外源品种的染色体片段 L 的 长度。若该距离 d3 缩短, 则源自外源品种的染色体片段 L 的下游侧末端能够存在的范围缩 小, 容易确定被导入的源自外源品种的染色体片段 L 的长度。
     源自外源品种的染色体片段 L 的长度越长, 则存在于靶区 T 两侧的基因与存在于 靶区 T 的靶基因一同被导入原品种的可能性越高。除靶基因以外的基因也被导入到原品种 染色体, 这将导致存在于原品种的除靶基因以外的基因也被源自外源品种的染色体片段 L 所置换。其结果可能会导致无意中损害原品种所具有的优异性状。被导入原品种染色体的 除靶基因以外的基因越少, 即源自外源品种的染色体片段 L 的长度越接近靶区 T 的长度, 越 能够抑制原品种的优良性状被置换的可能性, 因此优选。
     DNA 标记 M2 及 M1 越接近靶区 T 的上游侧末端, 并且 DNA 标记 M4 及 M5 越接近靶 区 T 的下游侧末端, 则源自外源品种的染色体片段 L 的长度越短。其结果能够缩短被导入 到原品种染色体中的、 源 自外源品种的染色体片段 L 的除靶区 T 以外的染色体区。因此, DNA 标记 M2 优选为靶区 T 上游侧末端附近的 DNA 标记, 更优选为与靶区 T 的上游侧末端同 一部位。并且, DNA 标记 M1 优选为 DNA 标记 M2 的上游侧附近的 DNA 标记。另一方面, DNA 标记 M4 优选为靶区 T 下游侧末端附近的 DNA 标记, 更优选为与靶区 T 的下游侧末端同一部 位。并且, DNA 标记 M5 优选为 DNA 标记 M4 的下游侧附近的 DNA 标记。
     但是, 若 DNA 标记 M1 与 M2 之间的距离 d1、 DNA 标记 M2 与 M4 之间的距离 d2、 及 DNA 标记 M4 与 M5 之间的距离 d3 各自过短的话, 染色体的重组频率将会减小。因此, 若不扩大 筛选后代个体的群体规模, 就难以获得目的后代个体 ( 发生了染色体重组的后代个体 )。外源品种为原品种的近缘种时, 两品种染色体的 DNA 序列的同源性高。因此, 即使 是源自外源品种的染色体片段 L 的长度长, 与靶基因 ( 靶区 T) 一起, 其附近的基因一同被 源自外源品种的基因所置换的情况, 也存在不损害原品种优良性状的可能性。
     据此, 上述 DNA 标记 M1、 M2、 M4、 M5 的设定, 优选为从靶区 T 的长度、 原品种与外源 品种为近缘种还是远缘种、 筛选群体规模等方面考虑, 做出适当的决定。
     现在, 大量存在基因序列信息已经确定但其功能尚不明确的基因。 此外, 即使是功 能已知的基因, 也有不少因在后的分析而发现未知新功能的情况。 理论上, 通过将编码上述 功能未知的基因的染色体片段, 导入原本不具有该基因的原品种染色体中, 对得到的品种 所具有的生理活性等生物学性状与原品种进行比较研究, 能够阐明该基因的功能。 但是, 在 使用 MAS 法等现有方法的品种改良方法中, 难以严密控制被导入原品种的源自外源品种的 染色体片段。因此, 在被导入的染色体片段中, 除靶基因以外还有何种基因被编码, 或者在 被该 染色体片段置换而缺失的原品种的染色体区中曾编码何种基因等信息不明确的情况 很多。 因此, 在具有按现有方法构建成导入源自外源品种染色体片段的基因组的品种中, 对 与原品种不同的生物学性质是否是由导入靶基因而呈现出的功能, 极难进行正确地评价。 此外, 即使是在能够导入目的性状的情况下, 当其他性状也发生改变时, 也难以判断这种改 变是由导入的靶基因的未知功能引起的、 还是由与该基因不同的其他基因引起的。
     与此相对, 根据本发明的植物基因组构建方法构建出的基因组, 对源自外源品种 的染色体片段 L 的长度、 与该源自外源品种染色体片段 L 进行置换的原品种染色体 G 的置 换区, 能够进行以往所没有的更为严格的规定。 因此, 在具有使用本发明的植物基因组构建 方法构建成导入源自外源品种的染色体片段 L 的基因组的品种中, 能够对被该源自外源品 种的染色体片段 L 导入到原品种中的性状, 进行以往所没有的高精度的评价。因此, 本发明 的植物基因组构建方法, 也能够很好地适用于基因的功能分析等中。
     接下来对本发明的新品种选育方法进行说明。 本发明的新品种选育方法利用本发 明的植物基因组构建方法选育新品种。具体地说, 有以下 4 种 ( 第一~第四 ) 选育方法。
     在本发明的新品种选育方法中, 原品种只要是植物品种即可, 没有特别限制, 但 优选为禾本科、 豆科、 十字花科、 芸香科、 锦葵科、 菊科、 苋科、 大戟科、 旋花科、 百合科等品 种。禾本科植物例如优选有水稻、 玉米、 高粱、 小麦、 大麦、 裸麦、 稗子、 甜高粱 (Sorghum bicolor) 等。此外, 豆科植物, 例如优选有花生、 鹰嘴豆、 大豆、 菜豆、 百脉根、 南苜蓿等。十 字花科植物, 例如优选有拟南芥、 油菜、 荠菜、 萝卜、 结球甘蓝、 山葵等。芸香科植物, 例如优 选有柑桔等。 锦葵科植物, 例如优选有棉等。 菊科植物, 例如优选有向日葵、 莴苣、 百日草、 番 茄、 马铃薯、 辣椒、 烟草等。苋科植物, 例如优选有甜菜等。大戟 科植物, 例如优选有大戟、 木薯等。旋花科植物, 例如优选有牵牛等。百合科植物, 例如优选有洋葱等。
     在本发明的新品种选育方法中, 作为染色体片段置换系, 尤其优选为自花授粉植 物或常异花授粉植物的体系。这是由于其能减少在基因组构建中的不确定因素。在此, 所 谓自花授粉是指以自己本身作为配偶进行交配。 具体地说, 当为雌雄同株的植物时, 通过自 花授粉使胚珠受精并发育成种子, 即自交。
     特别地, 本发明的新品种选育方法, 不使用基因重组法, 能够较安全且稳定地选育 新品种。因此, 本发明中所使用的染色体片段置换系, 优选以食用植物为原品种, 更优选以 水稻、 小麦、 玉米、 大豆等为原品种, 进一步优选水稻。 作为水稻品种, 优选有越光、 哈巴达克(Habataki)、 IR64 等, 尤其优选越光。
     本发明中所使用的染色体片段置换系, 可以是用常规方法选育得到的体系, 也可 以是能够从独立行政法人农业生物资源研究所水稻基因组资源中心等机构获得的体系。
     本发明的第一新品种选育方法, 使用仅将原品种染色体的一部分置换成源自外源 品种的染色体片段的染色体片段置换系, 对于原品种染色体中的一个或多个靶区, 针对每 一个靶区进行下述步骤 (1-1) ~ (1-6)。
     (1-1) 在靶区的上游侧末端或其上游设定 DNA 标记 M2 的步骤 ; 在 DNA 标记 M2 的上 游设定 DNA 标记 M1 的步骤 ; 在靶区的下游侧末端或其下游设定 DNA 标记 M4 的步骤 ; 在 DNA 标记 M4 的下游设定 DNA 标记 M5 的步骤 ; 及在靶区中设定 DNA 标记 M3 的步骤。
     (1-2) 使染色体片段置换系与原品种杂交, 得到后代个体的步骤, 所述后代个体的 DNA 标记 M3 为源自原品种的等位基因与源自外源品种的等位基因的非同源染色体区。
     (1-3) 将步骤 (1-2) 中得到的后代个体自交, 得到后代个体的步骤。
     (1-4) 从步骤 (1-3) 中得到的后代个体或从步骤 (1-3) 中得到的后代个体回交得 到的后代个体中, 筛选出 DNA 标记 M1 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2 及 M3 为源自原品种的等位基因与源自外源品种的等位基因的非同源染色体区的后代个 体的步骤。
     (1-5) 通过将步骤 (1-4) 中筛选出的后代个体自交, 从而得到后代个体的步骤。
     (1-6) 从步骤 (1-5) 中得到的所述后代个体或从步骤 (1-5) 中得到的后代个体自 交得到的后代个体中, 筛选出 DNA 标记 M1 及 M5 为源自所述原品种的等位基因的同源染色 体区 ; DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体的步 骤。
     以下, 对每个步骤进行说明。
     首先, 作为步骤 (1-1), 在原品种染色体中的靶区的上游侧末端或其上游设定 DNA 标记 M2、 在 DNA 标记 M2 的上游设定 DNA 标记 M1。另一方面, 在该靶区的下游侧末端或其下 游设定 DNA 标记 M4、 在 DNA 标记 M4 的下游设定 DNA 标记 M5。并且在该靶区中设定 DNA 标 记 M3。即, 设定 DNA 标记 M1、 M2、 M4、 M5, 使得通过置换而被导入到原品种染色体区 ( 含有 靶区的区 ) 中的源自外源品种的染色体片段, 其上游侧末端在 DNA 标记 M1 与 M2 之间, 其下 游侧末端在 DNA 标记 M4 与 M5 之间。
     具体地说, 各 DNA 标记 M1 ~ M5 的设定, 与本发明的植物基因组构建方法相同。
     如此设定 DNA 标记 M1 ~ M5, 能够在新品种的选育中, 控制导入原品种染色体的源 自外源品种的染色体片段的长度。 结果能够有效地抑制除靶基因以外的基因被导入到原品 种染色体中。进而, 能够有效地抑制存在于靶区附近的、 除靶基因以外的基因, 被源自外源 品种的原品种的染色体置换。
     其次, 作为步骤 (1-2), 将染色体片段置换系与原品种进行杂交, 得到 DNA 标记 M3 为源自原品种的等位基因与源自外源品种的等位基因的非同源染色体区的后代个体。 可以 将染色体片段置换系作为母本、 将原品种作为父本进行杂交 ; 也可以将原品种作为母本、 将 染色体置换系作为父本进行杂交。
     一般来说, 在杂交中, 亲本个体所具有的基因被随机分配到配子上。因此, 尽管通 过 DNA 标记筛选出的后代个体具有编码目的性状的基因, 但其他基因区从亲本个体中会发生怎样地变化却不明确。因此, 对获得的后代个体的表现性状, 难以判定其是由与 DNA 标记 连锁的染色体区引起的、 还是由存在于其他染色体区的基因的影响引起的。
     在本发明中, 使用染色体片段置换系与该染色体片段置换系的原品种作为亲本。 该染色体片段置换系的、 除源自外源品种的染色体片段以外的其他染色体区, 全部具有与 原品种相同的基因。 因此, 获得的后代个体的染色体区, 除源自外源品种的染色体片段以外 的染色体区, 全部为与原品种相同的基因。 因此, 能够容易地判定该后代个体中由源自外源 品种的染色体片段带来的影响。
     在本发明的新品种选育方法中, 杂交可以是自然杂交, 但由于人工杂交能够确切 地指定母本和父本, 因此优选人工杂交。 在此, 人工杂交方法只要是能够用从父本上采集的 花粉给母本的雌蕊授粉使其受精的方法即可, 没有特别限定, 可以通过常规方法进行。
     作为步骤 (1-3), 将步骤 (1-2) 中得到的后代个体自交, 得到后代个体。 然后, 作为 步骤 (1-4), 从步骤 (1-3) 中得到的后代个体或从步骤 (1-3) 中得到的后代个体回交得到的 后代个体中, 筛选出 DNA 标记 M1 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2 及 M3 为源自原品种的等位基因与源自外源品种的等位基因的非同源染色体区的后代个体。
     图 2A ~图 2C 为表示在步骤 (1-3) 中得到的后代个体中, 步骤 (1-4) 中优选的后代 个体的染色体区的示意图。 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示 源自外源品种的等位基因。 首先, 从步骤 (1-3) 中得到的后代个体中, 分别筛选 DNA 标记 M1 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2 及 M3 为非同源染色体区的后代个体 (1a) ; 以及 DNA 标记 M1 为源自非同源染色体区、 DNA 标记 M2 及 M3 为源自外源品种的等位 基因的同源染色体区的后代个体 (1b) ; 以及 DNA 标记 M1 为源自原品种的等位基因的同源 染色体区、 DNA 标记 M2 及 M3 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (1c)。 在此, 后代个体 (1a) 为步骤 (1-4) 中最终筛选出的后代个体。还可以将后代个体 (1b) 及 后代个体 (1c) 分别与原品种个体回交, 从所得到的后代个体中, 筛选后代个体 (1a)。
     其次, 作为步骤 (1-5), 通过将上述步骤 (1-4) 中筛选出的后代个体自交, 从而得 到后代个体。然后, 作为步骤 (1-6), 从所述步骤 (1-5) 中得到的所述后代个体或从步骤 (1-5) 中得到的后代个体自交得到的后代个体中, 筛选出 DNA 标记 M1 及 M5 为源自所述原品 种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为源自外源品种的等位基因的同源染 色体区的后代个体。
     图 2D ~图 2F 为表示在步骤 (1-5) 中得到的后代个体中, 步骤 (1-6) 中优选的后 代个体的染色体区的示意图。 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表 示源自外源品种的等位基因。首先, 从步骤 (1-5) 中得到的后代个体中, 分别筛选 DNA 标记 M1 及 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为非同源染色体 区的后代个体 (1d) ; 以及 DNA 标记 M1 及 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (1e) ;以及 DNA 标记 M1 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为源自外源品种 的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M5 为非同源染色体区的后代个体 (1f)。在此, 后代 个体 (1e) 为通过本发明的第一新品种选育方法选育得到的目的新品种, 其源自外源品种 的染色体片段 L 的上游侧末端在 DNA 标记 M1 与 M2 之间、 下游侧末端在 DNA 标记 M4 与 M5 之间。还可以将后代个体 (1d) 及后代个体 (1f) 分别进行自交, 从得到的后代个体中, 筛选后代个体 (1e)。
     此外, 对靶区两端的确定, 可以像本发明的第一新品种选育方法这样, 在确定导入 的源自外源品种的染色体片段的上游侧末端之后, 再确定下游侧末端 ; 也可以像下述本发 明的第二新品种选育方法那样, 在确定下游侧末端之后, 再确定上游侧末端。
     本发明的第二新品种选育方法, 使用仅将原品种染色体的一部分置换成源自外源 品种的染色体片段的染色体片段置换系, 对于原品种染色体中的一个或多个靶区, 针对每 一个靶区进行下述步骤 (2-1) ~ (2-6)。
     (2-1) 在靶区的上游侧末端或其上游设定 DNA 标记 M2 的步骤 ; 在 DNA 标记 M2 的上 游设定 DNA 标记 M1 的步骤 ; 在靶区的下游侧末端或其下游设定 DNA 标记 M4 的步骤 ; 在 DNA 标记 M4 的下游设定 DNA 标记 M5 的步骤 ; 及在靶区中设定 DNA 标记 M3 的步骤。
     (2-2) 使染色体片段置换系与原品种杂交, 得到后代个体的步骤, 所述后代个体的 DNA 标记 M3 为源自原品种的等位基因与源自外源品种的等位基因的非同源染色体区。
     (2-3) 将步骤 (2-2) 中得到的后代个体自交, 得到后代个体的步骤。
     (2-4) 从步骤 (2-3) 中得到的后代个体或从步骤 (2-3) 中得到的后代个体回交得 到的后代个体中, 筛选出 DNA 标记 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M3 及 M4 为源自原品 种的等位基因与源自外源品种的等位基因的非同源染色体区的后代 个体的步骤。
    (2-5) 通过将步骤 (2-4) 中筛选出的所述后代个体自交, 从而得到后代个体的步骤。 (2-6) 从步骤 (2-5) 中得到的后代个体或从步骤 (2-5) 中得到的后代个体自交得 到的后代个体中, 筛选出 DNA 标记 M1 及 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区 ; DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体的步骤。
     步骤 (2-1) ~ (2-3) 分别与本发明的第一新品种选育方法的步骤 (1-1) ~ (1-3) 相同。
     图 3A ~图 3C 为表示在步骤 (2-3) 中得到的后代个体中, 步骤 (2-4) 中优选的后 代个体的染色体区的示意图。 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表 示源自外源品种的等位基因。首先, 从步骤 (2-3) 中得到的后代个体中, 分别筛选 DNA 标记 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M4 及 M3 为非同源染色体区的后代 个体 (2a) ; 以及 DNA 标记 M5 为非同源染色体区、 DNA 标记 M4 及 M3 为源自外源品种的等位 基因的同源染色体区的后代个体 (2b) ; 以及 DNA 标记 M5 为源自原品种的等位基因的同源 染色体区、 DNA 标记 M4 及 M3 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (2c)。 在此, 后代个体 (2a) 为步骤 (2-4) 中最终筛选出的后代个体。还可以将后代个体 (2b) 及 后代个体 (2c) 分别与原品种个体回交, 从所得到的后代个体中, 筛选后代个体 (2a)。
     图 3D ~图 3F 为表示在步骤 (2-5) 中得到的后代个体中, 步骤 (2-6) 中优选的后 代个体的染色体区的示意图。 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表 示源自外源品种的等位基因。首先, 从步骤 (2-5) 中得到的后代个体中, 分别筛选 DNA 标记 M1 及 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为非同源染色体 区的后代个体 (2d) ; 以及 DNA 标记 M1 及 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (2e) ; 以及 DNA 标
     记 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为源自外源品种的 等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M1 为非同源染色体区的后代个体 (2f)。在此, 后代个 体 (2e) 为通过本发明的第二新品种选育方法选育得到的目的新品种, 其源自外源品种的 染色体片段 L 的上游侧末端在 DNA 标记 M1 与 M2 之间、 下游侧末端在 DNA 标记 M4 与 M5 之 间。还可以从后代个体 (2d) 及后代个体 (2f) 分别自交得到的后代个体中, 筛选后代个体 (2e)。
     此外, 对靶区两端的确定, 可以像本发明的第一或第二新品种选育方法这样, 在确 定导入的源自外源品种的染色体片段的单侧末端之后, 再确定另一侧末端 ; 也可以像下述 本发明的第三新品种选育方法那样, 首先确定两侧末端。
     本发明的第三新品种选育方法, 使用仅将原品种染色体的一部分置换成源自外源 品种的染色体片段的染色体片段置换系, 对于原品种染色体中的一个或多个靶区, 针对每 一个靶区进行下述步骤 (3-1) ~ (3-6)。
     (3-1) 在靶区的上游侧末端或其上游设定 DNA 标记 M2 的步骤 ; 在 DNA 标记 M2 的上 游设定 DNA 标记 M1 的步骤 ; 在靶区的下游侧末端或其下游设定 DNA 标记 M4 的步骤 ; 在 DNA 标记 M4 的下游设定 DNA 标记 M5 的步骤 ; 及在靶区中设定 DNA 标记 M3 的步骤。
     (3-2) 使染色体片段置换系与原品种杂交, 得到后代个体的步骤, 所述后代个体的 DNA 标记 M3 为源自原品种的等位基因与源自外源品种的等位基因的非同源染色体区。
     (3-3) 将步骤 (3-2) 中得到的后代个体自交, 得到后代个体的步骤。
     (3-4) 从步骤 (3-3) 中得到的后代个体或从步骤 (3-3) 中得到的后代个体回交得 到的后代个体中, 筛选出 DNA 标记 M1 及 M5 中的任意一个为源自原品种的等位基因的同源 染色体区、 另一个为源自原品种的等位基因与源自外源品种的等位基因的非同源染色体区 的后代个体的步骤。
     (3-5) 通过将步骤 (3-4) 中筛选出的后代个体自交, 从而得到后代个体的步骤。
     (3-6) 从步骤 (3-5) 中得到的后代个体或从步骤 (3-5) 中得到的后代个体自交得 到的后代个体中, 筛选出 DNA 标记 M1 及 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区 ; DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体的步骤。
     步骤 (3-1) ~ (3-3) 分别与本发明的第一新品种选育方法的步骤 (1-1) ~ (1-3) 相同。
     作为步骤 (3-4), 从步骤 (3-3) 中得到的后代个体中、 或从步骤 (3-3) 中得到的后 代个体回交得到的后代个体中, 筛选出 DNA 标记 M1 及 M5 的任意一个为源自原品种的等位 基因的同源染色体区、 另一个为源自原品种的等位基因与源自外源品种的等位基因的非同 源染色体区的后代个体。即, 可以从步骤 (3-3) 中得到的后代个体中, 筛选目的后代个体 ; 此外, 还可以从步骤 (3-3) 中得到的后代个体中, 筛选出在至少任意一个等位基因中, 源自 原品种的等位基因区与源自外源品种的等位基因区进行重组的位点存在于 DNA 标记 M1 及 M5 之间的后代个体, 然后使该后代个体回交得到后代个体, 从该后代个体中筛选目的后代 个体。
     图 4A ~图 4F 为表示步骤 (3-3) 中得到的后代个体中, 在步骤 (3-4) 中优选的后 代个体的染色体区的示意图。 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表 示源自外源品种的等位基因。首先, 从步骤 (3-3) 中得到的后代个体中, 分别筛选 DNA 标记 M1 为源自 原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M5 为非同源染色体区的后代个 体 (3a) ; 以及 DNA 标记 M1 为非同源染色体区、 DNA 标记 M5 为源自外源品种的等位基因的 同源染色体区的后代个体 (3b) ; 以及 DNA 标记 M1 为源自原品种的等位基因的同源染色体 区、 DNA 标记 M5 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (3c) ; 以及 DNA 标 记 M1 为非同源染色体区、 DNA 标记 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区的后代个 体 (3d) ; 以及 DNA 标记 M1 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M5 为非同 源染色体区的后代个体 (3e) ; 以及 DNA 标记 M1 为源自外源品种的等位基因的同源染色体 区、 DNA 标记 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (3f)。在此, 后代个 体 (3a) 或 (3d) 为步骤 (3-4) 中最终筛选出的后代个体。还可以将后代个体 (3b)、 (3c)、 (3e) 或 (3f) 分别与原品种个体回交, 从所得到的后代个体中筛选后代个体 (3a) 或 (3d)。
     其次, 作为步骤 (3-5), 通过将上述步骤 (3-4) 中筛选出的后代个体 (3a) 或 (3d) 自交, 从而得到后代个体。然后, 作为步骤 (3-6), 从步骤 (3-5) 中得到的后代个体或从步 骤 (3-5) 中得到的后代个体自交而得到的后代个体中, 筛选出 DNA 标记 M1 及 M5 为源自原 品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为源自外源品种的等位基因的同源 染色体区的后代个体。
     图 5A ~图 5C 为表示在步骤 (3-4) 中得到的后代个体为 (3a) 时, 步骤 (3-6) 中优 选的后代个体的染色体区的示意图。 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的 粗线表示源自外源品种的等位基因。首先, 从步骤 (3-5) 中得到的后代个体中, 分别筛选 DNA 标记 M1 及 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为非同 源染色体区的后代个体 (3g) ; 以及 DNA 标记 M1 及 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色 体区、 DNA 标 记 M2、 M3 及 M4 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (3h) ; 以及 DNA 标记 M1 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为源自 外源品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M5 为非同源染色体区的后代个体 (3i)。在 此, 后代个体 (3h) 为通过本发明的第三新品种选育方法选育得到的目的新品种, 其源自外 源品种的染色体片段 L 的上游侧末端在 DNA 标记 M1 与 M2 之间、 下游侧末端在 DNA 标记 M4 与 M5 之间。还可以从后代个体 (3g) 及后代个体 (3i) 分别自交得到的后代个体中, 筛选后 代个体 (3h)。
     图 5D ~图 5F 为表示在步骤 (3-4) 中得到的后代个体为 (3d) 时, 步骤 (3-6) 中优 选的后代个体的染色体区的示意图。 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的 粗线表示源自外源品种的等位基因。首先, 从步骤 (3-5) 中得到的后代个体中, 分别筛选 DNA 标记 M1 及 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为非同 源染色体区的后代个体 (3j) ; 以及 DNA 标记 M1 及 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色 体区、 DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (3k) ; 以及 DNA 标记 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为源自 外源品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M1 为非同源染色体区的后代个体 (31)。在 此, 后代个体 (3k) 为通过本发明的第三新品种选育方法选育得到的目的新品种, 其源自外 源品种的染色体片段 L 的上游侧末端在 DNA 标记 M1 与 M2 之间、 下游侧末端在 DNA 标记 M4 与 M5 之间。还可以从后代个体 (3j) 及后代个体 (31) 分别自交得到的后代个体中, 筛选后 代个体 (3k)。本发明的第三新品种选育方法, 在步骤 (3-4) 中, 即使在筛选出了图 4A ~图 4F 所 表示的后代个体 (3a) ~ (3f) 的所有个体的情况 下, 也能够通过在步骤 (3-5) 之前进行下 述步骤 (3-7-1) 及 (3-7-2), 得到 DNA 标记 M1 及 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体 区且 DNA 标记 M2、 M3 及 M4 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区的目的后代个体。
     (3-7-1) 通过将步骤 (3-4) 中筛选出的后代个体自交, 从而得到后代个体的步骤 ;
     (3-7-2) 从步骤 (3-7-1) 中得到的后代个体或从步骤 (3-7-1) 中得到的后代个体 回交得到的后代个体或从步骤 (3-7-1) 中得到的后代个体自交得到的后代个体再进行回 交而得到的后代个体中, 筛选出 (ii-1)DNA 标记 M1 为源自原品种的等位基因的同源染色体 区、 DNA 标记 M2 及 M3 为源自原品种的等位基因与源自外源品种的等位基因的非同源染色 体区的后代个体 ; 或者, 筛选出 (ii-2)DNA 标记 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体 区、 DNA 标记 M3 及 M4 为源自原品种的等位基因与源自外源品种的等位基因的非同源染色 体区的后代个体的步骤。
     在步骤 (3-7-2) 中筛选出的个体中, (ii-1)DNA 标记 M1 为源自原品种的等位基因 的同源染色体区且 DNA 标记 M2 及 M3 为源自原品种的等位基因与源自外源品种的等位基因 的非同源染色体区的后代个体, 其相当于本发明的第一新品种选育方法的步骤 (1-4) 中所 最终筛选出的后代个体 (1a)。另一方面, 在步骤 (3-7-2) 中筛选出的个体中, (ii-2)DNA 标 记 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区且 DNA 标记 M3 及 M4 为源自原品种的等位 基因与源自外源品种的等位基因的非同源的后代个体, 其相当于本发明第二新品种选育方 法的步骤 (2-4) 中所最终筛选出的后代个体 (2a)。因此, 步骤 (3-7-2) 中筛选出的个体, 通 过进行与本发明的第一新品种选育方法 (1-5) 及 (1-6) 相同的、 或与本发明的第二新品种 选育方法的步骤 (2-5) 及 (2-6) 相同的步骤 (3-5’ ) 及 (3-6’ ), 从而使其为源 自外源品种 的染色体片段 L 的上游侧末端在 DNA 标记 M1 与 M2 之间、 下游侧末端在 DNA 标记 M4 与 M5 之间的后代个体。即, 通过步骤 (3-7-2) 中的筛选, 能够得到用本发明的第三新品种选育方 法选育得到的目的新品种。
     图 6A ~图 9G 为表示步骤 (3-7-1) 中得到的后代个体中, 较为优选的后代个体的 染色体区的示意图。 图中, 反白的粗线表示源自原品种的等位基因, 涂黑的粗线表示源自外 源品种的等位基因。DNA 标记 M1 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2 ~ M5 为非同源染色体区的后代个体 (3a-a) ; 以及 DNA 标记 M1 及 M2 为源自原品种的等位基因 的同源染色体区、 DNA 标记 M3 ~ M5 为非同源染色体区的后代个体 (3a-b), 均为由后代个体 (3a) 自交得到的后代个体 ( 参见图 6A 及图 6B)。
     DNA 标记 M1 及 M2 为非同源染色体区、 DNA 标记 M3 ~ M5 为源自外源品种的等位基 因的同源染色体区的后代个体 (3b-a) ; 以及 DNA 标记 M1 为非同源染色体区、 DNA 标记 M2 ~ M5 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (3b-b), 均为由后代个体 (3b) 自交得到的后代个体 ( 参见图 6C 及图 6D)。
     DNA 标记 M1 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2 ~ M4 为非同 源染色体区、 DNA 标记 M5 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (3c-a) ; 以及 DNA 标记 M1 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2 ~ M5 为源自外源 品种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (3c-b) ; 以及 DNA 标记 M1 为源自原品种的等 位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2 为非同源染色体区、 DNA 标记 M4 及 M5 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (3c-c) ; 以及 DNA 标记 M1 为源自原品种的等位基 因的同源染色体区、 DNA 标记 M2 及 M3 为非同源染色体区、 DNA 标记 M4 及 M5 为源自外源品 种的等位基因的同源 染色体区的后代个体 (3c-d) ; 以及 DNA 标记 M1 为源自原品种的等位 基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2 ~ M4 为非同源染色体区、 DNA 标记 M5 为源自外源品种的 等位基因的同源染色体区的后代个体 (3c-e) ; 以及 DNA 标记 M1 及 M2 为源自原品种的等位 基因的同源染色体区、 DNA 标记 M3 为非同源染色体区、 DNA 标记 M4 及 M5 为源自外源品种的 等位基因的同源染色体区的后代个体 (3c-f) ; 以及 DNA 标记 M1 及 M2 为源自原品种的等位 基因的同源染色体区、 DNA 标记 M3 及 M4 为非同源染色体区、 DNA 标记 M5 为源自外源品种的 等位基因的同源染色体区的后代个体 (3c-g), 均为由后代个体 (3c) 自交得到的后代个体 ( 参见图 7A ~图 7G)。
     DNA 标记 M1 ~ M4 为非同源染色体区、 DNA 标记 M5 为源自原品种的等位基因的同 源染色体区的后代个体 (3d-a) ; 以及 DNA 标记 M1 ~ M3 为非同源染色体区、 DNA 标记 M4 及 M5 为源自原品种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (3d-b), 均为由后代个体 (3d) 自 交得到的后代个体 ( 参见图 8A 及图 8B)。
     DNA 标记 M1 ~ M4 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M5 为非 同源染色体区的后代个体 (3e-a) ; 以及 DNA 标记 M1 ~ M3 为源自外源品种的等位基因的同 源染色体区、 DNA 标记 M4 及 M5 为非同源染色体区的后代个体 (3e-b), 均为由后代个体 (3e) 自交得到的后代个体 ( 参见图 8C 及图 8D)。
     DNA 标记 M1 为源自原品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2 ~ M4 为非同 源染色体区、 DNA 标记 M5 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (3f-a) ; 以及 DNA 标记 M1 ~ M4 为源自外源品种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M5 为源自原 品种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (3f-b) ; 以及 DNA 标记 M1 及 M2 为源自外源品 种的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M4 为非同源染色体区、 DNA 标记 M5 为源自原品种 的等位基 因的同源染色体区的后代个体 (3f-c) ; 以及 DNA 标记 M1 及 M2 为源自外源品种 的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M3 及 M4 为非同源染色体区、 DNA 标记 M5 为源自原品 种的等位基因的同源染色体区的后代个体 (3f-d) ; 以及 DNA 标记 M1 为源自外源品种的等 位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2 ~ M4 为非同源染色体区、 DNA 标记 M5 为源自原品种的 等位基因的同源染色体区的后代个体 (3f-e) ; 以及 DNA 标记 M1 及 M2 为源自外源品种的等 位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M3 为非同源染色体区、 DNA 标记 M4 及 M5 为源自原品种的 等位基因的同源染色体区的后代个体 (3f-f) ; 以及 DNA 标记 M1 为源自外源品种的等位基 因的同源染色体区、 DNA 标记 M2 及 M3 为非同源染色体区、 DNA 标记 M4 及 M5 为源自原品种 的等位基因的同源染色体区的后代个体 (3f-g), 均为由后代个体 (3f) 自交得到的后代个 体 ( 参见图 9A ~图 9G)。
     在步骤 (3-7-1) 中得到的上述后代个体中, 后代个体 (3a-a) 相当于图 2A 所示的 后代个体 (1a) ; 后代个体 (3d-a) 相当于图 3A 所示的后代个体 (2a)。因此, 可以筛选出这 些后代个体, 进入下一步骤 (3-5’ )。
     此外, 若使后代个体 (3b-b)、 (3c-a)、 (3c-b)、 (3c-c)、 (3c-d) 及 (3c-e) 分别自交, 则在该自交所得的后代个体中, 将包括染色体区相当于后代个体 (1a) 的个体。同样地, 若 使后代个体 (3e-a)、 (3f-a)、 (3f-b)、 (3f-c)、 (3f-d) 及 (3f-e) 分别自交, 则在该自交所得的后代个体中, 将包括染色体区相当于后代个体 (2a) 的个体。因此, 可以筛选出这些后代 个体, 进入下一步骤 (3-5’ )。
     另一方面, 若使后代个体 (3b-a) 自交, 则在该自交所得的后代个体中, 可含有染 色体区相当于后代个体 (3b-b) 的个体。同样地, 若使后代个体 (3e-b) 自交, 则在该自交所 得到后代个体中, 将包括染色体区相当于后代个体 (3e-a) 的个体。因此, 可以筛选出这些 后代个体, 使其进一步自交, 从该自交得到的后代个体中, 筛选出染色体区相当于后代个 体 (1a) 或后代个体 (2a) 的个体, 进入下一步骤 (3-5’ )。
     在步骤 (3-4) 中筛选出的后代个体中, 包括源自原品种的等位基因的区与源自外 源品种的等位基因的区进行重组的位点位置不明确, 靶区没有被源自外源品种的染色体片 段置换的后代个体、 以及只有部分靶区被源自外源品种的染色体片段置换的后代个体。因 此, 可以从步骤 (3-4) 中筛选出的后代个体中, 筛选出靶区被源自外源品种的等位基因的 染色体片段置换的后代个体, 将其用于步骤 (3-5)。
     在此, 对靶区被源自外源品种的染色体片段置换的后代个体的筛选, 可以使用 DNA 标记进行筛选, 也可以通过性状检测进行筛选。在使用 DNA 标记进行筛选时, 筛选 DNA 标记 M3 为源自原品种的等位基因与源自外源品种的等位基因的非同源染色体区的后代个体。 在 通过性状检测进行筛选时, 筛选具有因置换了源自外源品种的染色体片段而被导入的目的 性状的后代个体。在步骤 (3-3) 中得到的后代个体数少的时候, 可以通过性状检测进行筛 选。 优选对步骤 (1-6)、 (2-6) 或 (3-6) 中筛选出的后代个体, 即通过本发明的第一~ 第三新品种选育方法选育得到的新品种, 确认其是否具有目的性状。 例如, 从新品种个体上 采集自花授粉的种子, 对每个种子分别栽培成为群体。通过对该栽培群体进行恰当的观察 或分析等, 确认其是否具有目的性状以及群体整体没有分离。
     此外, 在本发明的第一~第三新品种的选育方法中, 靶区可以是一个, 也可以是多 个。 在为多个的情况下, 对每个靶区重复进行上述步骤, 能够得到所有靶区都被源自外源品 种的同源染色体置换的后代个体。
     通过本发明的第一~第三新品种选育方法, 能够控制导入原品种染色体的源自外 源品种染色体片段的区, 能够有效地抑制除靶基因区以外的其他基因被导入原品种染色体 中。因而能够选育出不改变原品 种所具有的优良性状、 且具有目的性状的新品种。因此, 通过本发明的第一~第三新品种选育方法选育得到的品种, 能够判定由导入该染色体中的 染色体片段引起的、 对原品种性状的改良效果, 具有非常高的可靠性。
     本发明的第一~第三新品种选育方法, 通过进行步骤 (1-1) ~ (1-6) 等特定步骤, 能够选育出以编码靶基因的区作为靶区、 仅将不含有除该靶基因外的其他基因的较短的区 置换成源自外源品种的染色体片段的品种。
     以水稻基因组为例, 理论上, 染色体的交叉若不是因交叉干涉而平均为 12Mbp 以 上的区, 则两点同时发生交叉, 不能得到将该区进行重组的重组体。因而, 仅将较短的特定 区进行置换的后代个体的存在概率非常小。因此, 在进行仅对所希望的区设定 DNA 标记、 以 该 DNA 标记作为指标进行筛选的现有 MAS 法时, 需要有大规模的筛选群体。因此, 筛选时所 需的劳动力和成本过大。 而且, 从一个水稻中能够收获的种子量也有限, 因而即使多次反复 进行筛选也无法得到所希望的后代个体的可能性很高。
     与此相对, 本发明的第一~第三新品种选育方法, 通过进行特定步骤, 能够从一般 规模的筛选群体中, 选育出仅置换构建好的染色体片段区的后代个体。
     此外, 本发明的第一~第三新品种选育方法中, 针对靶区设定的各 DNA 标记 M1 ~ M5 为, 根据该方法选育得到的品种中所特有的基因组信息。 因此, 能够使用这些 DNA 标记鉴 定通过本发明的第一~第三新品种选育方法选育得到的新品种。
     具体地说, 本发明的植物品种鉴别方法, 其用于鉴别某种植物个体是否为使用本 发明的第一~第三新品种选育方法选育得到的特定品种, 通过该植物个体的基因组分析, 将选自 DNA 标记 M1 ~ M5 中的 一种以上的 DNA 标记进行分型, 当得到的分型结果与特定品 种的结果一致时, 鉴定该植物个体为特定品种。
     在此, 对每一个靶区设定 5 个 DNA 标记 M1 ~ M5 ; 但在品种鉴定中, 可以使用所有 上述 DNA 标记 M1 ~ M5, 也可以使用上述 DNA 标记中的几个。例如, 可以仅使用作为靶区上 游侧重组位点的 DNA 标记 M1 和 M2 ; 也可以仅使用作为靶区下游侧重组位点的 DNA 标记 M4 和 M5 ; 还可以仅使用将靶区包含在其间的 DNA 标记 M2 和 M4。此外, 当有多个靶区的时候, 还可以将各靶区的 DNA 标记进行适当组合。通过将多个 DNA 标记进行适当组合, 能够更严 格地鉴定品种。
     通过本发明的第一~第三新品种选育方法选育得到的品种 ( 以下, 有时称为本发 明的第一品种 ) 的个体, 与用于选育该个体的原品种的个体相同, 能够杂交并获得后代个 体。 尤其优选为从本发明第一品种个体和该第一品种个体的后代个体中选择两个个体进行 杂交, 并获得后代个体。在本发明中, 作为上述 2 个个体, 优选为至少一个靶区互不相同的 两个个体。 此外, 杂交得到的后代个体, 优选为原品种染色体中的多个靶区被源自外源品种 的同源染色体片段置换的个体。
     下面, 对本发明的第四新品种选育方法进行说明。 本发明的第四新品种选育方法, 其是在通过本发明的第一~第三新品种选育方法选育得到的本发明第一品种的个体中, 以 至少一个靶区互不相同的两个个体为亲本进行杂交。据此, 能够选育出具有下述基因组的 新品种, 所述基因组完全遗传了亲本所分别具有的、 被源自外源品种的同源染色体片段所 置换的区。
     即, 本发明的第四新品种选育方法, 其包括 : (4-1) 以本发明第一品种的个体为母 本, 以至少一个靶区与该母本不同的本发明第一品种的个体为父本, 将母本与父本杂交, 得 到后代个体的步骤 ; (4-2) 通过将步骤 (4-1) 中得到的后代个体自交, 从而得到后代个体的 步 骤; 以及 (4-3) 从步骤 (4-2) 中得到的后代个体中, 筛选出原品种染色体中、 母本所具有 的靶区及父本所具有的靶区均被源自外源品种的同源染色体片段置换的后代个体的步骤。
     此外, 本发明的第四新品种选育方法, 还可以在步骤 (4-3) 之后进一步包括 : (4-4) 从本发明第一品种的个体和在步骤 (4-3) 中筛选出的个体所组成的群体中, 选择至 少一个靶区互不相同的两个个体作为母本及父本, 使其杂交得到后代个体的步骤 ; (4-5) 通过将步骤 (4-4) 中得到的后代个体自交, 从而得到后代个体的步骤 ; (4-6) 从步骤 (4-5) 中得到的后代个体中, 筛选出原品种染色体中、 母本所具有的靶区及父本所具有的靶区 均被源自外源品种的同源染色体片段置换的后代个体的步骤 ; 和 (4-7) 将步骤 (4-4) ~ (4-6) 重复一次以上的步骤。
     并且, 对于由本发明第四新品种选育方法得到的各后代个体, 各靶区是否为源自外源品种的纯合体片段, 可以用本发明第一新品种选育方法中所使用的 DNA 标记 M1 ~ M5 进行识别。
     如前所述, 在基于回交和 MAS 法的现有品种改良方法不能控制导入到原品种染色 体中的染色体片段的长度。因此, 除靶基因之外的很多功能不明的基因也被一同导入到原 品种染色体中。导入的染色体片段的数量越多, 随之导入的功能不明的基因数量也相应增 加。因此, 想要通过杂交改良多个性状, 就会产生除改良的目的性状以外的性状变差等问 题。并且, 如上所述, 由于导入大量不明基因的可能性很高, 因此不一定能通过有意导入的 染色体片段 ( 含有靶区的染色体片段 ) 改良目的性状。因而, 即使是具有靶区的染色体片 段的后代个体, 也会得到大量目的性状没有被改良的个体。进一步地, 用于筛选的 DNA 标记 只不过是与原品种中靶区染色体片段进行连锁。因此, 由于植物个体的多次杂交使染色体 被随机分配, 结果会出现 DNA 标记没有与靶区的染色体片段连锁的情况。因此, 也有很多使 用该 DNA 标记不 能筛选出具有靶区染色体片段的后代个体的情况。
     例如, 将通过现有杂交方法使源自外源品种的靶区 A 的同源染色体片段导入到原 品种染色体中的个体 P1(A), 与通过现有杂交方法使源自外源品种靶区 B 的同源染色体片 段导入到原品种染色体中的个体 P1(B) 杂交, 将得到的后代个体自交。由此得到在原品种 染色体中、 源自外源品种的靶区 A 和 B 均为源自外源品种的纯合体的个体 P2(AB)。 此时, 在 靶区 A 与 B 相互独立、 且遵循孟德尔遗传定律的情况下, 理论上能够以 1/16 的概率, 从自交 得到的后代个体中筛选出个体 P2(AB)。 但是, 筛选出的个体 P2(AB) 大多存在不一定是两个 目标性状被改良, 或就算目标性状被改良但其它性状变差的情况。 导入靶区的数量越多, 上 述问题越严重 ; 实际上, 改良三个以上性状是非常困难的。
     与此相对, 用本发明的第一~第三新品种选育方法选育得到的品种个体及其后代 个体, 能够尽可能地抑制导入靶区以外的染色体区。因此, 与原品种不同的性状极为可能 是由被导入的源自外源品种的靶区的染色体片段所引起的效果。因此, 如同本发明的第四 新品种选育方法, 例如, 将用本发明的第一~第三新品种选育方法使源自外源品种的靶区 A 的同源染色体被导入到原品种染色体中的个体 P1(A), 与用同样方法导入了源自外源品种 的靶区 B 的同源染色体片段的个体 P1(B) 杂交, 得到源自外源品种的靶区 A 与 B 均为源自 外源品种的纯合体的个体 P2(AB) 的情况下, 能够充分期待在该个体 P2(AB) 中不改变原品 种所具有的优良性状就使改良个体 P1(A) 后所具有的性状 A 和改良个体 P1(B) 后所具有的 性状 B 这两种性状均被改良。由此, 通过使用本发明的第四新品种选育方法, 能够将改良的 性状通过杂交依次遗传, 能够简便且高精度地改良三个以上性状。
     并且, 用于筛选的 DNA 标记 M1 ~ M5 为靶区内或接近该靶区的 DNA 标记。因此, 就 像使用本发明的第四新品种选育方法那样, 即 使反复进行多次杂交, 也能够用上述 DNA 标 记 M1 ~ M5, 充分筛选出具有靶区染色体片段的后代个体。
     例如, 以本发明第一品种个体、 即将源自外源品种的靶区 A 的同源染色体片段导 入到原品种染色体中的个体 P1(A) 为父本, 以本发明第一品种个体、 即将源自外源品种靶 区 B 的同源染色体片段导入到原品种染色体中的个体 P1(B) 为母本。然后, 将 P1(A) 与 P1(B) 杂交, 将得到的后代个体自交, 从而得到后代个体 ; 然后, 从该自交得到的后代个体 中, 筛选出在原品种的染色体中、 靶区 A 与 B 均被源自外源品种的同源染色体片段置换的个 体 P2(AB)。 据此, 能够选育出新品种。 在此, 在靶区 A 与 B 没有相互连锁而各自独立、 且遵循孟德尔定律的情况下, 能够以 1/16 的概率、 从自交得到的后代个体中筛选出个体 P2(AB)。
     并且, 由上述过程得到的后代个体 P2(AB), 与将源自外源品种的靶区 C 的同源染 色体片段导入到原品种染色体中的个体 P1(C) 杂交, 得到后代个体。然后, 将其得到的后代 个体自交, 从该自交得到的后代个体中, 筛选出在原品种染色体中、 靶区 A、 B、 C 均被源自外 源品种的同源染色体片段置换的个体 P3(ABC)。据此, 能够选育出新品种。在此, 在靶区 A、 B、 C 没有相互连锁而是各自独立、 且在遵循孟德尔定律的情况下, 能够以 1/64 的概率、 从自 交得到的后代个体中筛选出个体 P3(ABC)。
     靶区 A、 B、 C 均被源自外源品种的同源染色体片段置换的个体 P3(ABC), 例如还可 以通过以下方法选育得到。首先、 将 P1(B) 与 P1(C) 杂交得到后代个体, 然后将得到的后代 个体自交。从通过该自交得到的后代个体中, 筛选出在原品种的染色体中、 靶区 B 及 C 被源 自外源品种的同源染色体片段置换的个体 P2(BC)。 在此, 在靶区 B 和 C 没有相互连锁而各自 独立、 且在遵循孟德尔定律的情况下, 能够以 1/16 的概率, 从自交得到的后代个体中筛选 出个体 P2(BC)。 然后, 将 P2(AB) 与 P2(BC) 杂交得到后代个体, 然后从该后代个体自交得 到的后代个体中筛选出 P3(ABC), 从而能够选育得到 P3(ABC)。P2(AB) 与 P2(BC) 均为靶区 B 是源自外源品种的纯合体。因此, 在靶区 A、 B、 C 没有相互连锁而各自独立、 且在遵循孟德 尔定律的情况下, 能够以 1/16 的概率、 从通过自交得到的后代个体中筛选出个体 P3(ABC)。
     图 10A 及图 10B 为表示将原品种染色体中的三个靶区 ( 靶区 A、 B、 C) 置换成源自 外源品种的染色体片段的品种选育方法的模式图。 图中, 方形表示各个个体、 方形中的字母 表示各靶区被置换成源自外源品种的染色体片段。在方形堆积成的金字塔中, 一个方形被 堆积在两个方形的上层。这表明下层的两个方形表示亲本、 上层的一个方形表示通过杂交 得到的后代个体。并且, 方形堆积成的金字塔的左侧的数值表示在各靶区没有相互连锁而 各自独立、 且在遵循孟德尔定律的情况下, 得到各后代个体的概率。
     图 10A 表示将上述 P2(AB) 与 P1(C) 杂交, 选育 P3(ABC) 的方法。 图 10B 表示将上述 P2(AB) 与 P2(BC) 杂交, 选育 P3(ABC) 的方法。这样, 通过将用本发明的第一~第三新品种 选育方法选育得到的品种及其后代个体中、 至少一个靶区互不相同的个体之间依次杂交, 从而在后代个体中, 将多个用源自外源品种的染色体片段置换了的靶区遗传下去。 因此, 也 能够选育出原品种染色体中四个以上靶区被源自外源品种的染色体片段置换的品种。
     在此, 记述了选育原品种染色体中 4 个靶区 ( 靶区 A、 B、 C、 D) 被源自外源品种的 染色体片段置换的品种 P4(ABCD) 的情况。首先, 例如将靶区 A 及 B 被置换成源自外源品种 的同源染色体片段的个体 P2(AB)、 与靶区 C 及 D 被置换成源自外源品种的同源染色体片段 的个体 P2(CD) 杂交, 得到后代个体。然后, 从通过该后代个体自交得到的后代个体中, 筛 选出 P4(ABCD), 从而能够选育得到 P4 (ABCD)。此时, 在靶区 A、 B、 C、 D 没有相互连锁而各 自独立、 且在遵循孟德尔定律的情况下, 能够以 1/256 的概率、 从自交得到的后代个体中筛 选出个体 P4(ABCD)。同样地, 在选育 5 个靶区 ( 靶区 A、 B、 C、 D、 E) 被置换成源自外源品种 的染色体片段的品种 P5(ABCDE) 时, 首先, 例如将靶区 A、 B、 C 被置换成源自外源品种的同 源染色体片段的个体 P3(ABC)、 与靶区 D 及 E 被置换成源自外源品种的同源染色体片段的 个体 P2(DE) 杂交, 得到后代个体。然后, 从通过该后代个体自交得到的后代个体中筛选出 P5(ABCDE), 从而能够选育得到 P5(ABCDE)。此时, 在靶区 A、 B、 C、 D、 E 没有相互连锁而各自 独立、 且在遵循孟德尔定律的情况下, 能够以 1/1024 的概率、 从自交得到的后代个体中筛选出个体 P5(ABCDE)。
     但是, 在得到常规目的后代个体时, 按目的后代个体存在概率的几倍~ 10 倍左 右, 设定筛选群体 ( 自交得到的后代个体群 ) 的规模。如果筛选群体的规模不够充足, 则得 不到目的后代个体的可能性高。 另一方面, 通常情况下, 从一个个体上采集得到的种子数是 有限的。例如, 水稻中, 从一个个体上只能确保 1000 粒左右的种子。并且, 水稻植物体本身 就很脆弱, 有时也有一个植物体只得到几十粒种子的情况。并且, 筛选群体的规模越大, 所 需的时间、 劳动力及成本等越大。因此, 可以认为目的后代个体的存在概率在 1/1024 以上 的选育方法, 在现实中是非常难以实施的。
     本发明的第四新品种选育方法中, 通过将筛选出的后代个体依次杂交, 能够在其 后代个体中, 遗传被源自外来染色体片段置换的靶区。 因此, 能够以一次筛选群体中的目的 后代个体的存在概率为 1/256 ~ 1/16 选育新品种。
     对例如在靶区 A、 B、 C、 D 没有相互连锁而各自独立、 且在遵循孟德尔遗传定律的情 况下, 选育 P4(ABCD) 的方法 ( 参考图 11A ~图 11C) 进行说明。首先, 用与上述 P2(AB) 的 选育方法相同的方 法选育得到 P2(AB) 和 P2(CD)。然后, 将 P2(AB) 与 P2(CD) 杂交, 得到后 代个体。然后, 从通过该后代个体自交得到的后代个体中, 筛选出 P4(ABCD), 从而能够选育 得到 P4(ABCD)( 参考图 11A)。这种情况下, 理论上能够从筛选群体以 1/256 的概率筛选出 P4(ABCD)。
     并且, 也可以将 P2(AB) 与用上述 P3(ABC) 的选育方法相同的方法选育得到的 P3(BCD) 杂交, 得到后代个体 ; 然后, 将上述后代个体自交 ; 从该自交得到的后代个体中, 筛 选出 P4(ABCD)( 参考图 11B)。P2(AB) 与 P3(BCD) 均为靶区 B 为源自外源品种的纯合体。因 此, 理论上能够从筛选群体中以 1/64 的概率筛选出 P4(ABCD)。
     还可以用与选育 P3(BCD) 相同的方法选育得到 P3(ABC) 和 P3(BCD), 将其杂交得 到后代个体 ; 然后, 从通过该后代个体自交得到的后代个体中, 筛选出 P4(ABCD)( 参考图 11C)。P3(ABC) 与 P3(BCD) 均为靶区 B 及 C 为源自外源品种的纯合体。因此, 理论上能够从 筛选群体中以 1/16 的概率筛选出 P4(ABCD)。
     即根据本发明的新品种选育方法, 即使是靶区为 4 个的情况下, 也能够以比现有 技术更高的概率筛选出目的新品种。
     并且, 对例如在靶区 A、 B、 C、 D、 E 没有相互连锁而各自独立、 且在遵循孟德尔遗传 定律的情况下, 选育 P5(ABCDE) 的方法 ( 参考图 12A ~图 12D) 进行说明。首先, 将 P2(AB) 与 P3(CDE) 杂交, 得到后代个体。然后, 从通过该后代个体自交得到的后代个体中, 筛选出 P5(ABCDE), 从而能够选育得到 P5(ABCDE)( 参考图 12A)。 这种情况下, 理论上能够从筛选群 体中筛选出 P5(ABCDE) 的概率为 1/1024。
     对此, 下述情况会提高筛选出 P5(ABCDE) 的概率。
     用与上述 P3(ABC) 的选育方法相同的方法, 分别选育得到 P3(ABC) 和 P3(CDE)。 然 后, 使上述 P3(ABC) 与 P3(CDE) 杂交, 得到后代个体。进而, 从通过该后代个体自交得到的 后代个体中, 筛选出 P5 (ABCED), 从而能够选育得到 P5(ABCED)( 参考图 12B)。P3(ABC) 与 P3(CDE) 均为靶区 C 为源自外源品种的纯合体。因此, 这种情况下, 理论上能够从筛选群体 中以 1/256 的概率筛选出 P5(ABCDE)。
     并且, 也可以用与上述 P3(ABC) 的选育方法相同的方法, 选育 P3(ABC)、 用与上述P4(ABCD) 的选育方法相同的方法, 选育 P4(BCDE) ; 然后, 将上述 P3(ABC) 与 P4(BCDE) 杂 交, 得到后代个体 ; 从通过该后代个体自交得到的后代个体中, 筛选出 P5(ABCDE)( 参考图 12C)。P3(ABC) 和 P4(BCDE) 均为靶区 B 及 C 为源自外源品种的纯合体。因此, 理论上能够 从筛选群体中以 1/64 的概率筛选出 P5(ABCDE)。
     此外, 还可以用与上述 P4(ABCD) 的选育方法相同方法, 分别选育得到 P4(ABCD) 和 P4(BCDE) ; 然后将上述 P4(ABCD) 与 P4(BCDE) 杂交, 得到后代个体 ; 从通过该后代个体自交 得到的后代个体中, 筛选出 P5(ABCED)( 参考图 12D)。P4(ABCD) 与 P4(BCDE) 均为靶区 B、 C、 D 为源自外源品种的纯合体。因此, 在这种情况下, 理论上能够从筛选群体以 1/16 的概 率筛选出 P5(ABCDE)。
     即, 根据本发明的新品种选育方法, 即使是靶区为 5 个的情况下, 也能够以比现有 技术更高的概率筛选出目的新品种。
     并且, 还记述了例如在靶区 A、 B、 C、 D、 E、 F 没有相互连锁而各自独立、 且在遵循孟 德尔遗传定律的情况下, 选育 P6(ABCDEF) 的方法 ( 参考图 13A ~图 13E)。 例如, 将 P3(ABC) 与 P3(DEF) 杂交, 得到后代个体 ; 然后将该后代个体自交。从该自交得到的后代个体中, 筛 选出 P6(ABCDEF), 从而能够选育得到 P6(ABCDEF)( 参考图 13A)。这种情况下, 理论上能够 从筛选群体中筛选出 P6(ABCDEF) 的概率为 1/4096。 此外, 也可以使 P3(ABC) 与 P4(CDEF) 杂交, 得到后代个体 ; 然后, 从通过该后代个 体自交得到的后代个体中, 筛选出 P6(ABCDEF), 从而能够选育得到 P6(ABCDEF)( 参考图 13B)。这种情况下, 理论上能够从筛选群体中筛选出 P6(ABCDEF) 的概率为 1/1024。
     对此, 下述情况会提高筛选出 P(ABCDEF) 的概率。
     首 先, 用 与 上 述 P4(ABCD) 的 选 育 方 法 相 同 的 方 法, 分 别 选 育 出 P4(ABCD) 和 P4(CDEF)。然后, 将这些 P4(ABCD) 与 P4(CDEF) 杂交, 得到后代个体。进而, 从通过该后 代个体自交得到的后代个体中, 筛选出 P6(ABCDEF), 从而能够选育得到 P6(ABCDEF)( 参考 图 13C)。这时, 理论上能够从筛选群体中以 1/256 的概率筛选出 P6(ABCDEF)。这是因为 P4(ABCD) 与 P4(CDEF) 均为靶区 C 及 D 为源自外源品种的纯合体。
     此外, 也可以用与上述 P4(ABCD) 的选育方法相同的方法选育得到 P4(ABCD) ; 用 与上述 P5(ABCDE) 的选育方法相同的方法选育得到 P5(BCDEF) ; 然后将上述 P4(ABCD) 与 P5(BCDEF) 杂交, 得到后代个体 ; 然后将该后代个体自交 ; 从该自交得到的后代个体中, 筛 选出 P6(ABCDEF), 从而能够选育得到 P6(ABCDEF)( 参考图 13D)。P4(ABCD) 与 P5(BCDEF) 均 为靶区 B、 C、 D 为源自外源品种的纯合体。因此, 在这种情况下, 理论上能够从筛选群体中以 1/64 的概率筛选出 P5(ABCDE)。
     此 外, 还 可 以 用 与 上 述 P5(ABCDE) 的 选 育 方 法 相 同 的 方 法, 分别选育得到 P5(ABCDE) 和 P5(BCDEF) ; 然 后 将 上 述 P5(ABCDE) 与 P5(BCDEF) 杂 交, 得到后代个体 ; 然 后, 从通过该后代个体自交得到的后代个体中, 筛选出 P6(ABCDEF), 从而能够选育得到 P6(ABCDEF)( 参考图 13E)。P5(ABCDE) 与 P5(BCDEF) 均为靶区 B、 C、 D、 E 为源自外源品种的 纯合体。 因此, 在这种情况下, 理论上能够从筛选群体中以 1/16 的概率筛选出 P6(ABCDEF)。
     即根据本发明的新品种选育方法, 即使是靶区为 6 个的情况下, 也能够以比现有 技术更高的概率筛选出目的新品种。
     如上所述, 在像水稻等由一次杂交所得到的后代个体数比较少的植物时, 优选使
     一次筛选群体中的目的后代个体的存在概率为 1/64 ~ 1/16, 选育新品种。即, 通过将染色 体中不同靶区之和为三个以下的个体进行组合, 使其彼此之间依次杂交, 从而能够稳定地 选育出原品种染色体中的、 多个靶区被置换成源自外源品种的染色体片段的品种。
     图 14A ~ 14C 为表示将一次筛选群体中的目的后代个体的存在概率设为 1/64 ~ 1/16, 选育品种 P6(ABCDEF) 的选育方法的模式图。图 14A 为将所有筛选群体中的概率设 为 1/16 时的选育方法的示意图。图 14B 及图 14C 为将所有筛选群体中的概率设为 1/16 或 1/64 时的选育方法的示意图。即使是靶区数在 7 个以上时, 同样能够选育得到一次筛选群 体中的目的后代的存在概率为 1/64 ~ 1/16 的品种, 。
     在各靶区没有相互连锁而各自独立、 且在遵循孟德尔遗传定律的情况下, 如何规 定目的后代个体在一个筛选群体中存在的概率, 可以对通过一次杂交得到的后代个体数、 直至最终得到目的品种个体的时间等方面进行考虑, 做出适当决定。当通过杂交得到的后 代个体数充足时, 可以将存在目的后代个体的概率设定为像 1/64 等这种低的值。此时, 一 次筛选群体的规模比较大, 一次筛选所需的时间、 劳动力及成本提高, 但能够通过较少的筛 选次数, 得到目的数量的靶区被源自外源品种的染色体片段置换的品种。 另一方面, 当通过 一次杂交得到的后代个体数比较少时, 不得不缩小一次筛选群体的规模。此时, 会抑制一 次筛选所需的时间及成本等, 但筛选次数增多, 延长直至最终得到目的品种个体的时间。 例 如, 图 11A ~图 11C 所示, 当选育 P4(ABCD) 时, 图 11A 的方法中, 通过如下三次筛选选育得到 P4(ABCD), 将 P1(A) 与 P1(B) 杂交, 筛选出 P2(AB) ; 将 P1(C) 与 P1(D) 杂交, 筛选出 P2(CD) ; 以及将 P2(AB) 与 P2(CD) 杂交, 筛选出 P4(ABCD)。另一方面, 在图 11C 的方法中, 通过至 少 如下 5 次筛选出 P4(ABCD), 例如将 P1(A) 与 P1(B) 杂交, 筛选出 P2(AB) ; 将 P1(C) 与 P1(D) 杂交, 筛选出 P2(CD) ; 将 P2(AB) 与 P1(C) 杂交, 筛选出 P3(ABC) ; 将 P1(B) 与 P2(CD) 筛选出 P3(BCD) ; 将 P3(ABC) 与 P3(BCD) 杂交, 筛选出 P4(ABCD)。 在图 11A 的方法中, 杂交的亲本所 具有的、 被源自外源品种染色体片段置换的靶区在各自的亲本上不同。因此, 与图 11C 的方 法相比, 还需要扩大一次筛选群体的规模, 但能够用更少的筛选次数选育得到 P4(ABCD)。
     如上所述, 本发明所选育得到的新品种, 其为染色体的一部分被源自外源品种的 染色体片段置换的染色体片段置换系的后代品种。 该新品种的一个或多个靶区被置换成源 自外源品种的染色体片段, 染色体片段的长度通过设定在靶区上游的 DNA 标记和设定在靶 区下游的 DNA 标记进行控制。在本发明中, 通过适当设定靶区, 能够得到后述实施例中记载 的新品种, 特别是能够得到水稻品种越光籽 4 号 (Oryza sativa L.cultivar Koshihikari kazusa 4go) 等有用的新品种。
     此外, 能够选育出在亲本所具有的、 被源自外源品种的染色体片段置换的多个区 中, 至少一个区被置换成源自原品种的染色体片段的新品种。 首先, 对用本发明的第一~第 四新品种选育方法选育得到的品种、 且原品种染色体中的两个以上靶区被置换成源自外源 品种的染色体片段的品种, 将其个体或该个体的后代个体、 与原品种个体杂交。 然后将该杂 交得到的后代个体自交, 从该自交得到的后代个体中筛选出至少一个区被源自原品种的染 色体片段置换的个体。 例如, 以下描述用本发明的第一~第四新品种选育方法, 选育出在原品种的染色 体中、 靶区 A、 B、 C 均被置换成源自外源品种的同源染色体片段的个体 P3(ABC) 的情况。首 先, 将该 P3(ABC) 与原品种个体杂交。然后, 通过将该杂交得到的后代个体自交, 筛选出仅
     使靶区 A 及 B 被源自外源品种的同源染色体片段置换、 靶区 C 被 源自原品种的染色体片段 置换的个体 P2(AB) ; 和仅将靶区 B 被源自外源品种的同源染色体片段置换、 靶区 A 及 C 被 源自原品种的染色体片段置换的个体 P2(B) 等。如上所述, 能够选育得到亲本所具有的、 被 源自外源品种的染色体片段置换的多个区中, 至少一个区被置换成源自原品种的染色体片 段的新品种个体。
     下面通过实施例对本发明进行更详细地说明, 但本发明并不限于以下实施例。
     实施例 1
     使用本发明选育改良了水稻品种越光的抗倒伏性的新品种。
     首先, 将半矮秆的水稻品种哈巴达克和水稻品种越光杂交, 在分离群体中进行了 QTL(Quantitative Trait Locus) 分析。结果表明 : 在第一染色体的 Sd1 区, 存在多个 QTL。 推测出若将越光的该区改为源自哈巴达克的基因区, 会使越光的植株 ( 杆长 ) 变矮、 抗倒伏 性增强。因此, 针对哈巴达克, 用越光进行回交, 选育得到越光的 Sd1 区被源自哈巴达克的 基因片段置换的染色体片段置换系。
     然后, 按照本发明的植物基因组构建方法, 对制得的染色体片段置换系中源自哈 巴达克的染色体片段区的长度进行调整, 构建基因组。具体地说, 将位于 Sd1 区的 DNA 标记 SP-4009 作为 DNA 标记 M1(Sd1)、 将 DNA 标记 G2003 作为 DNA 标记 M2(Sd1)、 将 DNA 标记 G2002 作为 DNA 标记 M3(Sd1)、 将 DNA 标记 SP-462 作为 DNA 标记 M4(Sd1), 将 DNA 标记 SP-1259 作 为 DNA 标记 M5(Sd1)。上述 DNA 标记如图 15 及表 1 所示。DNA 标记 M1(Sd1) 与 M2(Sd1) 之 间的距离 d1 约为 1.6kbp、 DNA 标记 M2(Sd1) 与 M4(Sd1) 之间的距离 d2 约为 90kbp、 DNA 标 记 M4(Sd1) 与 M5(Sd1) 之间的距离 d3 约为 750kbp。据此, 在越光的染色体中, 源自哈巴达 克的染色体片段 L1 的长度为 90kbp < L1 < 842kbp。
     表1
    然后将得到的染色体片段置换系与越光杂交, 收获 10 个 DNA 标记 M3(Sd1) 为源自 越光的等位基因与源自哈巴达克的等位基因的非同源染色体区的后代个体 ( 种子 )。栽种 所有得到的种子, 使其自花授粉 ( 自交 ), 收获作为后代个体的种子。栽种上述收获的种子。等苗长至能够移植到田地的程度后, 从各栽种个体的叶子 中提取 DNA, 筛选出 DNA 标记 M1(Sd1) 为源自越光的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2(Sd1) 及 M3(Sd1) 为源自越光的等位基因与源自哈巴达克的等位基因的非同源染色体区 的栽种个体。
     使上述筛选出的栽种个体自花授粉 ( 自交 ), 收获作为后代个体的种子。继续栽 种该收获的种子, 等苗长至可以移植到田地的程度后, 从各栽种个体的叶子中提取 DNA, 筛 选出 DNA 标记 M1(Sd1) 及 M5(Sd1) 为源自越光的等位基因的同源染色体区、 所述 DNA 标记 M2(Sd1)、 M3(Sd1) 及 M4(Sd1) 为源自哈巴达克的同源染色体区的一个栽种个体。该筛选出 的栽种个体为新品种, 该新品种的越光 Sd1 区的 DNA 标记 M1(Sd1) 与 DNA 标记 M5(Sd1) 之 间的区被源自哈巴达克染色体片段置换。本发明人将该新品种命名为 “越光 H4 号” 。
     图 16 为模拟表示越光 H 4 号基因组的示意图。
     将越光 H4 号与越光、 日本晴的性状进行比较研究 (2005 年~ 2006 年在爱知县实 施 )。性状研究是以根据种苗法 ( 平成 10 年 (1998 年 ) 法律第 38 号 ) 第 5 条第 1 款的用 于品种权申请的特性审查为标准进行的。研究结果如表 2 ~ 4 所示。作为对照品种的越光 和日本晴的杆长分别为 99.0cm、 86.8cm, 与此相对, 越光 H4 号的杆长缩短到 83.3cm。另一 方面, 越光 H4 号除杆长缩短之外, 基本与越光相同, 且还具有越光所具有的稻穗发芽难的 优良性状。进而, 如图 17 所示, 由于杆长缩短, 使抗倒伏性提高。
     因此, 从上述结果可以得出 : 用本发明的植物基因组构建方法构建基因组、 用本发 明的新品种选育方法进行选育, 不改变原品种所具有的优良性状就能够选育得到具有目的 性状的新品种。
     表2
    
    表3
    
    表4实施例 2
     用本发明选育出提高了水稻品种越光的着粒密度的新品种。
     首先, 将水稻品种哈巴达克与越光杂交, 在分离群体中进行 QTL 分析。结果表明, 在第一染色体的约 5Mb 的区, 存在比越光的着粒 密度高的 QTL。即可知存在于该区的 Gn1 基因为控制着粒密度的控制基因。由此推测出若将越光的 Gn1 基因改为源自哈巴达克的基 因区, 会使越光的着粒密度增大。因此, 针对哈巴达克, 用越光进行回交, 制得将越光的含 Gn1 基因的区置换成源自哈巴达克的基因片段的染色体片段置换系。
     然后, 按照本发明的植物基因组构建方法, 对制得的染色体片段置换系的源自哈 巴达克染色体片段区的长度进行调整, 构建基因组。具体地说, 将位于 Gn1 基因区的 DNA 标 记 SP-2032 作为 DNA 标记 M1(Gn1)、 将 DNA 标记 SP-170 作为 DNA 标记 M2(Gn1)、 将 DNA 标 记 SP-4028 作为 DNA 标记 M3(Gn1)、 将 DNA 标记 SP-4038 作为 DNA 标记 M4(Gn1)、 将 DNA 标 记 SP-4030 作为 DNA 标记 M5(Gn1)。上述 DNA 标记如图 18 及表 5 所示。DNA 标记 M1(Gn1) 与 M2(Gn1) 之间的距离 d1 约为 201kbp、 DNA 标记 M2(Gn1) 与 M4(Gn1) 之间的距离 d2 约为 37kbp、 DNA 标记 M4(Gn1) 与 M5(Gn1) 之间的距离 d3 约为 7kbp。由此, 在越光染色体中, 源 自哈巴达克染色体片段 L2 的长度为 37kbp < L2 < 246kbp。
     表5
    然后将得到的染色体片段置换系与越光杂交, 与实施例 1 相同, 反复进行杂交和 筛选, 筛选出新品种个体, 该新品种为越光的 Gn1 基因区的 DNA 标记 M1(Gn1) 与 DNA 标记 M5(Gn1) 之间的区被源自哈巴达克的染色体片段置换。本发明人将该新品种命名为 “越光 H2 号” 。图 19 为模拟表示越光 H2 号基因组的示意图。
     与实施例 1 相同, 将越光 H2 号与越光、 日本晴的性状进行比较研究 (2005 ~ 2006 年在爱知县实施 )。研究结果如表 6 ~ 8 所示。表中 “(2005)” 和 “(2006)” 分别表示 2005 年测定的值和 2006 年测定的值。作为对照品种的越光的着粒密度, 在 2005 年为 7.01 粒 / cm、 2006 年的着粒密度为 8.89 粒 /cm。同样作为对照品种的日本晴, 2006 年的着粒密度为 5.99 粒。与此相对, 越光 H2 号的着粒密度, 在 2005 年为 10.7 粒 /cm、 在 2006 年为 10.0 粒 /cm。因此, 越光 H2 号的着粒密度比越光、 日本晴更高且更优良。另一方面, 越光 H2 号除着 粒密度高之外, 没有检侧出与越光的显著差异。并且, 以越光和钝浓为对照品种, 2005 年在 新泻县实施时, 也得到了与表 6 ~ 8 基本相同的结果。
     因此, 从上述结果可以得出 : 用本发明的植物基因组构建方法构建基因组、 用本发 明的新品种选育方法进行选育, 不改变原品种所具有的优良性状就能够选育得到具有目的
     性状的新品种。
     表6
    
    
    表7
    
    表8
    
    实施例 3 若将越光在北海道进行栽种, 从种子到出穗的时间需要约 144 天之久。即, 若从 5月中旬开始播种, 直到 9 月中旬以后才出穗。但是, 一旦到了 9 月中旬以后, 北海道的气温 会变低, 越光不能正常成熟。 因此, 为了在北海道等北方地区栽种越光, 需要使其早熟化。 因 此, 使用本发明方法选育得到水稻品种越光的新品种。
     首先, 将水稻品种哈巴达克与越光杂交, 在分离群体中进行 QTL 分析。结果明确了 在热带地区使越光早熟化的 QTL。 即, 可知存在于该区的 Hd1 基因为控制早熟的基因的可能 性很大。因此, 针对哈巴达克, 用越光进行回交, 制得将越光的含有 Hd1 基因的区置换成源 自哈巴达克的基因片段的染色体片段置换系。
     然后, 按照本发明的植物基因构建方法, 对制得的染色体片段置换系的源自哈巴 达克的染色体片段区的长度进行调整, 构建了基因组。具体地说, 将位于 Hd1 基因区的 DNA 标记 SP-2513 作为 DNA 标记 M1(Hd1)、 将 DNA 标记 SP-586 作为 DNA 标记 M2(Hd1)、 将 DNA 标 记 SP-2254 作为 DNA 标记 M3(Hd1)、 将 DNA 标记 SP-1603 作为 DNA 标记 M4(Hd1)、 将 DNA 标 记 SP-604 作为 DNA 标记 M5(Hd1)。上述 DNA 标记如图 20 及表 9 所示。DNA 标记 M1(Hd1) 与 M2(Hd1) 之间的距离 d1 约为 344kbp、 DNA 标记 M2(Hd1) 与 M4(Hd1) 之间的距离 d2 约为 1508kbp、 DNA 标记 M4(Hd1) 与 M5(Hd1) 之间的距离 d3 约为 1279kbp。由此, 在越光染色体 中, 源自哈巴达克染色体片段 L2 的长度为 1507kbp < L2 < 3131kbp。
     表9
    然后将得到的染色体片段置换系与越光杂交, 收获 DNA 标记 M3 为源自越光的等位 基因与源自哈巴达克的等位基因的非同源染色体区的三个后代个体 ( 种子 )。栽种所有得 到的种子, 使其自花授粉 ( 自交 ), 进而收获作为后代个体的种子
     继续栽种收获的种子。等苗长至可以移植到田地的程度后, 从各栽种个体的叶 子中提取 DNA, 筛选出 DNA 标记 1(Hd1) 为源自越光的等位基因的同源染色体区、 DNA 标记 M2(Hd1) 及 M3(Hd1) 为源自越光的等位基因与源自哈巴达克的等位基因的非同源染色体区 的栽种个体。
     使上述筛选出的栽种个体自花授粉 ( 自交 ), 收获作为后代个体的种子。继续栽 种该收获的种子, 等苗长至可以移植到田地的程度后, 从各栽种个体的叶子中提取 DNA, 筛 选出 DNA 标记 M1(Hd1) 及 M5(Hd1) 为源自越光的等位基因的同源染色体区、 所述 DNA 标记 M2(Hd1)、 M3(Hd1) 及 M4(Hd1) 为源自哈巴达克的等位基因的同源染色体区的一个栽种个 体。 该筛选出的栽种个体为新品种, 该新品种为越光的 Hd1 区的 DNA 标记 M1(Hd1) 与 DNA 标 记 M5(Hd1) 之间的区被源自哈巴达克的染色体片段置换。本发明人将该新品种命名为 “越 光 H3 号” 。
     图 21 为模拟表示越光 H3 号基因组的示意图。
     与实施例 1 相同, 将越光 H3 号与越光、 日本晴的性状进行比较研究 (2005 年~ 2006 年在爱知县实施 )。研究结果如表 10 ~ 12 所示。表中 “(2005)” 和 “(2006)” 分别表 示 2005 年测定的值和 2006 年测定的值。 作为对照品种的越光和日本晴的出穗期, 分别为 8 月 7 日和 8 月 17 日, 与此相对, 越光 H3 号的出穗期为 7 月 27 日, 提前了 10 天以上。并且, 越光和日本晴的成熟期分别为 9 月 18 日和 9 月 28 日, 与此相对, 越光 H3 号的成熟期为 9 月 7 日, 表明因出穗期提前, 成熟期也提前。除此之外, 由于出穗期提前, 杆长也缩短了。另 一方面, 除此之外的性状, 越光 H3 号基本与越光相同, 并且还具有越光所具有的稻穗发芽 难的优良性状。
     表 10
    
    表 11
    
    表 12在北海道实际栽种越光 H3 号的结果, 比越光早熟了 24 天。并且, 越光 H3 号与越 光不同, 基本能够正常熟成。 从上述结果可以得出 : 用本发明的植物基因组构建方法构建基 因组、 用本发明的新品种 选育方法进行选育, 不改变原品种所具有的优良性状就能够选育 得到具有目的性状的新品种。
     其后还发现含有哈巴达克的 Hd1 基因的区, 对于越光具有有趣的调节功能。即含 有哈巴达克的 Hd1 基因的区, 在名古屋以北的地区, 具有使越光早熟化的功能 ; 但在冲绳以 南的地区, 具有使越光晚熟的功能。 例如, 将越光 H3 号在名古屋进行栽种, 约比越光早熟 10
     天。 另一方面, 将越光 H3 号在热带气候的越南胡志明市的南部区域进行栽种, 结果比 越光晚熟 11 天。即明确了越光 H3 号无论是在北部地区、 还是在南部地区都可以很好地生 长。
     越光味道优良, 是优秀的品种, 但因为在北方从播种到出穗的时间过长, 不能安全 地出穗、 成熟。 相反, 在南方由于越光的出穗期过短, 不能确保产量, 因此对栽种地域有所限 制。例如, 将越光在热带地区栽种, 只需要 35 天左右就可以出穗, 但得不到足够产量的情况 很多。与此相对, 使用本发明的新品种选育方法选育得到的越光 H3 号, 在保持了诸如味道 好等越光的优良性状的同时, 具有可栽种地域非常广的优异的繁殖特性。
     实施例 4
     为了改善实施例 3 选育得到的越光 H3 号的产量及抗倒伏性, 使用本发明的第四选 育方法选育出新品种越光籽 4 号, 该新品种具有全部的越光 H2 号、 越光 H3 号及越光 H4 号 所分别具有的、 源自哈巴达克的染色体区。
     具体地说, 将越光 H3 号与越光 H2 号杂交, 将得到的后代个体 ( 种子 ) 中的两个进 行栽种, 使其自花授粉 ( 自交 )。从该自花授粉所得到的后代个体中, 进一步得到 100 个作 为后代个体的种子。将这 100 个种子全部栽种, 调查各后代个体的 DNA 标记, 筛选出 DNA 标 记 M3(Hd1) 和 DNA 标记 M3(Gn1) 均为源自哈巴达克的等位基因的非同源染色体区的一个栽 种个体。将该固体作为 P2(HG)。
     各后代个体的 DNA 标记是将各个体育成苗, 从苗中抽样得到的叶子中提取 DNA, 对 该 DNA 进行分析。
     另一方面, 将越光 H4 号与越光 H2 号杂交, 从得到的后代个体 ( 种子 ) 中选出五个 进行栽种, 使其自花授粉 ( 自交 )。从该自花授粉得到的后代个体中, 进一步得到 150 个作 为后代个体的种子。将该 150 个种子全部栽种, 检测各后代个体的 DNA 标记, 筛选出 DNA 标 记 M3(Sd1) 和 DNA 标记 M3(Gn1) 均为源自哈巴达克的等位基因的同源染色体区的一个栽种 个体。将该固体作为 P2(SG)。
     然后, 将 P2(HG) 和 P2(SG) 杂交, 从得到的后代个体 ( 种子 ) 中选出两个进行栽 种, 使其自花授粉 ( 自交 )。从该自花授粉得到的后代个体中, 进一步得到 100 个作为后代 个体的种子。将该 100 个种子全部进行栽种, 检测各后代个体的 DNA 标记, 筛选出 DNA 标记 M3(Hd1) 和 DNA 标记 M3(Sd1) 均为源自哈巴达克的等位基因的同源染色体区的一个栽种个 体。本发明人将该新品种命名为
     “越光籽 4 号” 。图 22 为模拟表示越光籽 4 号基因组的示意图。越光籽 4 号的染 色体的 Hd1 基因区、 Sd1 区及 Gn1 基因区均被置换成源自哈巴达克的同源染色体片段。
     与实施例 1 相同, 将越光籽 4 号与越光、 日本晴的性状进行比较研究。研究结果如 表 13 ~ 16 所示。越光籽 4 号与越光 H4 号相同, 与作为对照品种的越光和日本晴相比, 杆 长缩短、 抗倒伏性提高。此外, 与越光 H3 号相同, 与越光和日本晴相比, 出穗期提前 9 天以 上、 成熟期也提前。并且, 与越光 H2 号相同, 与越光和日本晴相比, 着粒密度也提高、 且主茎 粒数也增多。即, 相对于穗的长度, 其着粒密度提高。并且, 与作为原品种的越光相比, 其每 1000 粒稻谷 ( 成熟 ) 的重量提高。特别是越光籽 4 号的穗收获系数也比越光和日本晴高得 多, 表明其产量极为优异。另一方面, 对于除此之外的性状, 越光籽 4 号与越光基本相同。
     表 13
    
    表 14
    
    表 15
    
    表 16即通过将越光籽 4 号与越光、 日本晴的性状进行比较, 能够确认越光籽 4 号在不影 响作为原品种的越光所具有的其他性状的同时, 具有将 Sd1 基因、 Hd1 基因、 Gn1 基因置换成 源自哈巴达克的基因的、 在构建基因组时所期望得到的性状。
     因此, 从上述结果可以得出 : 将采用本发明的新品种选育方法选育得到的新品种 之间杂交, 能够得到遗传了全部父本和母本所分别具有的、 源自外源品种的同源染色体片 段的后代个体, 不改变原品种所具有的优良性状就能够选育得到具有多种目的性状的新品 种。
     下面表示关于实施例中选育出的越光籽 4 号、 越光 H2 ~ 4 号的各品种的越光基因 组置换率 ( 作为原品种的越光基因组占全部基因组的比例 )。
     首先, 在实施例 1 ~ 3 中选育得到的越光 H2 ~ 4 号中的源自哈巴达克的染色体片 段的长度如表 17 所示。 源自哈巴达克的染色体片段可能具有的最小长度为 d2、 最大长度为 d1+d2+d3。
     表 17
    
    根据表 17 的源自哈巴达克的染色体片段长度, 能够计算出外来基因组置换率 ( 源 自哈巴达克的染色体片段长 / 基因组全长 ×100(% )) 及越光基因组置换率 (100% - 外来 基因组置换率 )。结果如表 18 所示。基因组全长为 430Mbp。
     表 18
    
    如表 18 所示, 通过本发明选育方法所选育得到的新品种均具有足够高的越光基 因组置换率 ( 因外来基因引起的置换率足够小 ), 因此, 除由重组的靶基因引起的性状以 外, 其他性状与越光 ( 原品种 ) 相同, 为越光的同质基因系。
     越光籽 4 号是使用本发明的新品种选育方法选育得到的新品种, 是一种非常优异 的品种, 该新品种在保持了越光所具有的美味等优良性状的同时, 抗倒伏性优异、 产量多且 栽种地域广。因此, 申请人将越光籽 4 号作为新植物在独立行政法人产业技术综合研究所 专利生物保藏中心 ( 日本国茨城县筑波市东 1-1-1 筑波中心中央第 6( 邮政编码 305-8566) 进行了保藏 ( 保藏日 : 2008 年 7 月 1 日 ), 在同所移转到国际保藏 ( 保藏日 : 2008 年 7 月 1 日 ), 国际保藏的保藏号为 : FERM BP-11140。
     工业实用性
     利用本发明的新品种选育方法, 能够控制被导入的源自外源品种的染色体片段的 区, 不改变原品种所具有的优良性状就能选育出具有一个或多个目的性状的新品种, 因此 尤其能够适用于植物育种领域。
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1、(10)申请公布号 CN 102625835 A (43)申请公布日 2012.08.01 C N 1 0 2 6 2 5 8 3 5 A *CN102625835A* (21)申请号 200980126662.0 (22)申请日 2009.07.07 FERM BP-11140 2008.07.01 2008-176934 2008.07.07 JP C12N 15/09(2006.01) A01H 1/02(2006.01) A01H 5/00(2006.01) (71)申请人本田技研工业株式会社 地址日本东京 (72)发明人林少扬 (74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限 公司 11。

2、002 代理人张晶 (54) 发明名称 植物基因组的构建方法、新品种的选育方法 及新品种 (57) 摘要 本发明的植物基因组构建方法,是对每一个 靶区设定DNA标记M1M5,使DNA标记M2位于 靶区的上游侧末端或其上游、DNA标记M1位于所 述DNA标记M2的上游、DNA标记M4位于所述靶 区的下游侧末端或其下游、DNA标记M5位于所述 DNA标记M4的下游、DNA标记M3位于所述靶区中; 并使含有所述靶区且被源自所述外源品种的染色 体片段所置换的所述原品种染色体中的置换区成 为其上游侧末端位于所述DNA标记M1与所述DNA 标记M2之间、所述置换区的下游侧末端位于所述 DNA标记M4与所述。

3、DNA标记M5之间的方式构建 基因组。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2011.01.07 (86)PCT申请的申请数据 PCT/JP2009/062392 2009.07.07 (87)PCT申请的公布数据 WO2010/005005 JA 2010.01.14 (83)生物保藏信息 (51)Int.Cl. 权利要求书5页 说明书50页 PCT/RO/134表1页 附图21页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 5 页 说明书 50 页 PCT/RO/134表 1 页 附图 21 页 1/5页 2 1.一种植物基因组构建方法,该方法。

4、使用仅将原品种染色体的一部分置换成源自外源 品种的染色体片段的染色体片段置换系,将原品种染色体中的靶区以源自所述外源品种的 染色体片段置换从而构建植物基因组,其特征在于: 针对每一个所述靶区设定DNA标记M1M5,使得DNA标记M2位于所述靶区的上游侧 末端或其上游、DNA标记M1位于所述DNA标记M2的上游、DNA标记M4位于所述靶区的下游 侧末端或其下游、DNA标记M5位于所述DNA标记M4的下游、DNA标记M3位于所述靶区中; 构建基因组,使得含有所述靶区且被源自所述外源品种的染色体片段所置换的所述原 品种染色体中的置换区,其上游侧末端位于所述DNA标记M1与所述DNA标记M2之间、所述。

5、 置换区的下游侧末端位于所述DNA标记M4与所述DNA标记M5之间。 2.一种新品种选育方法,该方法使用仅将原品种染色体的一部分置换成源自外源品种 的染色体片段的染色体片段置换系选育新品种,其特征在于,该方法包括: (1-1)在所述原品种染色体的靶区的上游侧末端或其上游设定DNA标记M2的步骤、在 所述DNA标记M2的上游设定DNA标记M1的步骤、在所述靶区的下游侧末端或其下游设定 DNA标记M4的步骤、在所述DNA标记M4的下游设定DNA标记M5的步骤及在所述靶区中设 定DNA标记M3的步骤; (1-2)使所述染色体片段置换系与所述原品种杂交,得到后代个体的步骤,所述后代个 体的所述DNA标。

6、记M3为源自所述原品种的等位基因与源自所述外源品种的等位基因的非 同源染色体区; (1-3)将所述步骤(1-2)中得到的所述后代个体自交,得到后代个体的步骤; (1-4)从所述步骤(1-3)中得到的所述后代个体或从所述步骤(1-3)中得到的所述后 代个体回交得到的后代个体中,筛选出所述DNA标记M1为源自所述原品种的等位基因的同 源染色体区、所述DNA标记M2及所述DNA标记M3为源自所述原品种的等位基因与源自所 述外源品种的等位基因的非同源染色体区的后代个体的步骤; (1-5)通过将所述步骤(1-4)中筛选出的所述后代个体自交,从而得到后代个体的步 骤;以及 (1-6)从所述步骤(1-5)中。

7、得到的所述后代个体或从所述步骤(1-5)中得到的所述后 代个体自交得到的后代个体中,筛选出所述DNA标记M1及所述DNA标记M5为源自所述原 品种的等位基因的同源染色体区、所述DNA标记M2、所述DNA标记M3及所述DNA标记M4为 源自所述外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体的步骤; 并且,针对所述原品种的所述染色体中的一个或多个所述靶区,对每一个所述靶区实 施所述(1-1)(1-6)的步骤。 3.一种新品种选育方法,该方法使用仅将原品种染色体的一部分置换成源自外源品种 的染色体片段的染色体片段置换系选育新品种,其特征在于,该方法包括: (2-1)在所述原品种染色体的靶区的上游侧末端或。

8、其上游设定DNA标记M2的步骤、在 所述DNA标记M2的上游设定DNA标记M1的步骤、在所述靶区的下游侧末端或其下游设定 DNA标记M4的步骤、在所述DNA标记M4的下游设定DNA标记M5的步骤及在所述靶区中设 定DNA标记M3的步骤; (2-2)使所述染色体片段置换系与所述原品种杂交,得到后代个体的步骤,所述后代个 体的所述DNA标记M3为源自所述原品种的等位基因与源自所述外源品种的等位基因的非 权 利 要 求 书CN 102625835 A 2/5页 3 同源染色体区; (2-3)将所述步骤(2-2)中得到的所述后代个体自交,得到后代个体的步骤; (2-4)从所述步骤(2-3)中得到的所述。

9、后代个体或从所述步骤 (2-3)中得到的所述后代个体回交得到的后代个体中,筛选出所述DNA标记M5为源自 所述原品种的等位基因的同源染色体区;所述DNA标记M3及所述DNA标记M4为源自所述原 品种的等位基因与源自所述外源品种的等位基因的非同源染色体区的后代个体的步骤; (2-5)通过将所述步骤(2-4)中筛选出的所述后代个体自交,从而得到后代个体的步 骤;以及 (2-6)从所述步骤(2-5)中得到的所述后代个体或从所述步骤 (2-5)中得到的所述后代个体自交得到的后代个体中,筛选出所述DNA标记M1及所述 DNA标记M5为源自所述原品种的等位基因的同源染色体区;所述DNA标记M2、所述DNA。

10、标 记M3及所述DNA标记M4为源自所述外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体的步 骤; 并且,针对所述原品种的所述染色体中的一个或多个所述靶区,对每一个所述靶区实 施所述(2-1)(2-6)的步骤。 4.一种新品种选育方法,该方法使用仅将原品种染色体的一部分置换成源自外源品种 的染色体片段的染色体片段置换系选育新品种,其特征在于,该方法包括: (3-1)在所述原品种染色体的靶区的上游侧末端或其上游设定DNA标记M2的步骤、在 所述DNA标记M2的上游设定DNA标记M1的步骤、在所述靶区的下游侧末端或其下游设定 DNA标记M4的步骤、在所述DNA标记M4的下游设定DNA标记M5的步骤及在所。

11、述靶区中设 定DNA标记M3的步骤; (3-2)使所述染色体片段置换系与所述原品种杂交,得到后代个体的步骤,所述后代个 体的所述DNA标记M3为源自所述原品种的等位基因与源自所述外源品种的等位基因的非 同源染色体区; (3-3)将所述步骤(3-2)中得到的所述后代个体自交,得到后代个体的步骤; (3-4)从所述步骤(3-3)中得到的所述后代个体或从所述步骤(3-3)中得到的所述后 代个体回交得到的后代个体中,筛选出DNA标记M1及所述DNA标记M5中的任意一个为源 自所述原品种的等位基因的同源染色体区、另一个为源自所述原品种的等位基因与源自所 述外源品种的等位基因的非同源染色体区的后代个体的步。

12、骤; (3-5)通过将所述步骤(3-4)中筛选出的所述后代个体自交,从而得到后代个体的步 骤;以及 (3-6)从所述步骤(3-5)中得到的所述后代个体或从所述步骤(3-5)中得到的所述后 代个体自交得到的后代个体中,筛选出所述DNA标记M1及所述DNA标记M5为源自所述原 品种的等位基因的同源染色体区、所述DNA标记M2、所述DNA标记M3及所述DNA标记M4为 源自所述外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体的步骤; 并且,针对所述原品种的所述染色体中的一个或多个所述靶区,对每一个所述靶区实 施所述(3-1)(3-6)的步骤。 5.如权利要求4所述的新品种选育方法,其特征在于,在所述步骤(。

13、3-4)之后、所述步 骤(3-5)之前,实施(3-7-1)及(3-7-2)的步骤: 权 利 要 求 书CN 102625835 A 3/5页 4 (3-7-1)通过将所述步骤(3-4)中筛选出的所述后代个体自交,从而得到后代个体的 步骤; (3-7-2)从所述步骤(3-7-1)中得到的所述后代个体或从所述步骤(3-7-1)中得到的 所述后代个体回交得到的后代个体或从所述 步骤(3-7-1)中得到的所述后代个体自交得 到的后代个体再进行回交得到的后代个体中,筛选出(ii-1)所述DNA标记M1为源自所述 原品种的等位基因的同源染色体区、且所述DNA标记M2及所述DNA标记M3为源自所述原 品种的。

14、等位基因与源自所述外源品种的等位基因的非同源染色体区的后代个体;或者筛选 出(ii-2)所述DNA标记M5为源自所述原品种的等位基因的同源染色体区、且所述DNA标 记M3及DNA标记M4为源自所述原品种的等位基因与源自所述外源品种的等位基因的非同 源染色体区的后代个体的步骤; 所述步骤(3-5)为,(3-5)通过将所述步骤(3-7-2)中筛选出的所述后代个体自交, 从而得到后代个体的步骤; 所述步骤(3-6)为,(3-6)从所述步骤(3-5)中得到的所述后代个体或从所述步骤 (3-5)中得到的所述后代个体自交得到的后代个体中,筛选出所述DNA标记M1及所述DNA 标记M5为源自所述原品种的等位。

15、基因的同源染色体区;所述DNA标记M2、DNA标记M3及 DNA标记M4为源自所述外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体的步骤。 6.如权利要求2-4之任一所述的新品种选育方法,其特征在于: 所述DNA标记M2为所述靶区的上游侧末端或其附近的DNA标记; 所述DNA标记M1为所述DNA标记M2附近的DNA标记; 所述DNA标记M4为所述靶区的下游侧末端或其附近的DNA标记; 所述DNA标记M5为所述DNA标记M4附近的DNA标记。 7.如权利要求2-4之任一所述的新品种选育方法,其特征在于:所述靶区为一个基因 区。 8.如权利要求2-4之任一所述的新品种选育方法,其特征在于:所述靶区为两个。

16、以上 的基因区。 9.如权利要求2-4之任一所述的新品种选育方法,其特征在于:所述原品种为自花授 粉植物或常异花授粉植物。 10.如权利要求2-4之任一所述的新品种选育方法,其特征在于:所述原品种为禾本科 植物品种。 11.如权利要求2-4之任一所述的新品种选育方法,其特征在于:所述原品种为水稻品 种。 12.如权利要求11所述的新品种选育方法,其特征在于:所述水稻品种为越光。 13.一种品种,该品种是使用权利要求2-4之任一所述的新品种选育方法选育得到的, 其特征在于:所述原品种染色体中的靶区被源自所述外源品种的同源染色体片段置换。 14.一种后代个体,该后代个体是由权利要求13所述品种的个。

17、体与权利要求13所述品 种的个体之后代个体所组成的群体中选择两个个体,使其杂交得到的。 15.如权利要求14所述的后代个体,其特征在于:所述原品种染色体中的多个所述靶 区被源自所述外源品种的所述同源染色体片段置换。 16.如权利要求14所述的后代个体,其特征在于:所述两个个体各自的靶区不同。 权 利 要 求 书CN 102625835 A 4/5页 5 17.一种后代个体,其特征在于:该后代个体是将由权利要求13所述品种的个体与权 利要求13所述品种的个体之后代个体所组成的群体中选择的个体,作为母本或父本使用, 通过所述母本或所述父本的杂交得到的。 18.一种新品种选育方法,其特征在于,该方法。

18、包括: (4-1)以权利要求13所述品种或权利要求15所述后代个体为母本;以所述靶区与所 述母本不同的权利要求13所述品种或权利要 求15所述后代个体为父本,将所述母本与所 述父本杂交,得到后代个体的步骤; (4-2)通过将所述步骤(4-1)中得到的所述后代个体自交,从而得到后代个体的步骤; 以及 (4-3)从所述步骤(4-2)中得到的所述后代个体中,筛选出所述原品种染色体中、所述 母本所具有的所述靶区及所述父本所具有的所述靶区均被源自所述外源品种的所述同源 染色体片段置换的后代个体的步骤。 19.如权利要求18所述的新品种选育方法,其特征在于,在所述步骤(4-3)之后还包 括: (4-4)从。

19、权利要求13所述品种或权利要求15所述后代个体与所述步骤(4-3)中筛选 出的个体所组成的群体中,选择所述靶区相互不同的两个个体作为母本及父本,使其杂交 得到后代个体的步骤; (4-5)通过将所述步骤(4-4)中得到的所述后代个体自交,从而得到后代个体的步骤; (4-6)从所述步骤(4-5)中得到的所述后代个体中,筛选出所述原品种染色体中、所述 母本所具有的所述靶区及所述父本所具有的所述靶区均被源自所述外源品种的所述同源 染色体片段置换的后代个体的步骤;以及 (4-7)将所述步骤(4-4)(4-6)重复一次以上的步骤。 20.一种植物品种鉴别方法,该方法用于鉴别某种植物个体是否为使用权利要求2。

20、-4 之任一所述的新品种选育方法选育得到的特定品种,其特征在于:通过所述植物个体的基 因组分析,将选自所述DNA标记M1M5中的一种以上的所述DNA标记进行分型; 当得到的分型结果与所述特定品种的结果一致时,鉴定所述植物个体为所述特定品 种。 21.一种新品种,该新品种是染色体的一部分被源自外源品种的染色体片段置换的染 色体片段置换系的后代品种,其特征在于:染色体区的一个或多个靶区被源自所述外源品 种的所述染色体片段置换;所述染色体片段的长度通过设定在所述靶区上游的DNA标记与 设定在所述靶区下游的DNA标记进行控制。 22.水稻品种(Oryza sativa L.cultivar)越光籽4号。

21、(Koshihikari kazusa 4go), 其国际保藏保藏号为FERM BP-11140。 23.一种后代个体,该后代个体是由权利要求22所述品种的个体与权利要求17所述后 代个体所组成的群体中选择的两个个体杂交得到的。 24.一种植物品种鉴别方法,该方法用于鉴别某种植物个体是否为特定品种,其特征在 于:将SP-4009作为DNA标记M1、将G2003作为DNA标记M2、将G2002作为DNA标记M3、将 SP-462作为DNA标记M4、将SP-1259作为DNA标记M5;通过所述植物个体的基因组分析, 将选自所述DNA标记M1M5中的一种以上的所述DNA标记进行分型; 权 利 要 求。

22、 书CN 102625835 A 5/5页 6 当得到的分型结果与水稻品种越光H 4号(Koshihikari eichi 4go)或水稻品种越光 籽4号的结果一致时,鉴定所述植物个体为水稻品种越光H 4号或水稻品种越光籽4号。 25.一种植物品种鉴别方法,该方法用于鉴别某种植物个体是否为特定品种,其特征在 于:将SP-2032作为DNA标记M1、将SP-170作为DNA标记M2、将SP-4028作为DNA标记M3、 将SP-4038作为DNA标记M4、将SP-4030作为DNA标记M5,通过所述植物个体的基因组分 析,将选自所述DNA标记M1M5中的一种以上的所述DNA标记进行分型; 26.。

23、一种植物品种的鉴别方法,该方法用于鉴别某种植物个体是否为特定品种,其特征 在于:将SP-2513作为DNA标记M1、将SP-586作为DNA标记M2、将SP-2254作为DNA标记 M3、将SP-1603作为DNA标记M4、将SP-604作为DNA标记M5,通过所述植物个体的基因组 分析,将选自所述DNA标记M1M5中的一种以上的所述DNA标记进行分型; 当得到的分型结果与水稻品种越光H 3号(Koshihikari eichi 3go)或水稻品种越光 籽4号的结果一致时,鉴定所述植物个体为水稻品种越光H 3号或水稻品种越光籽4号。 权 利 要 求 书CN 102625835 A 1/50页 。

24、7 植物基因组的构建方法、 新品种的选育方法及新品种 技术领域 0001 本发明涉及一种适合于植物品种改良的、基于非基因重组法的植物基因组构建方 法,本发明还涉及使用该基因组构建方法的植物新品种的选育方法、通过该选育方法选育 的植物个体及新品种、以及植物品种的鉴别方法。 0002 本申请基于2008年7月7日在日本提出申请的特愿2008-176934号日本专利申 请主张优先权,在此引用其内容。 背景技术 0003 将属于同一种,但因遗传结构不同而在某种性状上具有与其他群体不同性状的群 体称为品种。也就是说,即使是同种的植物,但由于品种的不同,其栽培的难易性、对病虫害 的抵抗性、产量和品质等也有。

25、所不同。因此,对于农作物,特别是水稻和麦类等主要作物中, 为了得到更优良的品种自古以来在不断进行品种改良。近年来,不只是种苗公司等,国家和 县等官方机构也在积极地进行着这种品种改良。此外,为了适应近年来消费者喜好的多样 性,除食用作物外,在花草等园艺作物等中也很盛行开发具有多种颜色、形态的新品种。 0004 并且,近年来,作为生物乙醇等的原料,植物类资源备受关注,人们期待着开发出 资源效率更高的新品种。 0005 随着近年来核酸分析技术等的进步,拟南芥、水稻、小麦等各种植物的基因已被破 译,并公开了由该破译得到的基因信息。利用这些公开了的基因信息,人们广泛进行了基于 基因重组法的、将外源种的基。

26、因导入于原品种中的品种改良。例如已公开有Hd1基因及导 入该Hd1基因的转基因植物的选育方法等,所述Hd1基因编码有具有提高植物感光性功能 的源自植物的蛋白质(例如参考专利文献1)。但 是,基于基因重组法的品种改良,虽然通 常具有能够导入不能杂交的远缘种所具有的性状的优点,但存在对其安全性的验证尚不够 充分的问题。 0006 另一方面,作为基于非基因重组法的植物品种改良方法,有基于杂交的育种法和 突变法等。在常规的基于杂交的育种法中,有系统育种法、群体育种法及回交育种法等。此 外,广泛使用的还有将回交育种法与MAS(Marker Assisted Selection)法相结合,将靶基 因导入原。

27、品种的品种改良。这里所谓的MAS法是指,使用与编码目的性状的基因连锁的DNA 标记,从由自古进行的自然杂交或人工杂交所得到的杂交后代的群体中,筛选具有目的性 状的个体的方法。通过使用该DNA标记进行个体筛选,能够在苗阶段等早期阶段筛选出具 有目的性状的个体,能够谋求省力化和高效化。作为这种使用DNA标记筛选具有特定性状 个体的筛选方法,例如公开有:使用存在于水稻半矮生性基因sd-1基因周边区的DNA标记, 判别植物基因型的方法;以及使用该方法的植物半矮生性性状的检测方法等(例如,参考 专利文献2)。 0007 现有技术文献 0008 专利文献1:日本国特许第3660967号公报 0009 专利。

28、文献2:国际公开第2003/070934号 说 明 书CN 102625835 A 2/50页 8 发明内容 0010 但是,在使用MAS法的品种改良方法中,存在使用DNA标记筛选出的后代个体不只 是具有目的性状的个体、DNA标记的作用仅为辅助筛选的问题。这可能是由于DNA标记通 常并不是存在于所导入的性状基因上,该性状基因与DNA标记之间存在长度、方向不明确 的距离。因此,在MAS法中,虽然能够缩小用于评价性状的后代个体的群体规模,但是对于 使用DNA标记筛选出的后代个体,仍然需要进一步进行性状评价。 0011 此外,在采用MAS法的品种改良方法中,还存在虽然目的性状被改良,但其他性状 变差。

29、的情况很多的问题。这可能是因为,如上所述,导入的性状基因与DNA标记之间存在长 度和方向不明确的距离,无法控制被导入的染色体片段的区,许多靶基因以外的其他基因 也被导入到该植物中而引起的。 0012 本发明的目的之一在于提供一种基因组构建方法及新品种选育方法,其用来在通 过非基因重组法进行植物品种改良时,对由导入的源自外源品种染色体片段所构成的置换 区进行控制,不改变原品种所具有的优良性状地选育具有目的性状的新品种。 0013 本发明人为了解决上述问题进行了深入研究,结果发现:在对使用染色体片段置 换系将原品种染色体中的靶区置换成了源自外源品种的同源染色体(homo-chromosome) 片。

30、段的新品种进行选育时,通过满足下述条件(I)、(II)而能够控制被该同源染色体片段 置换的原品种的染色体区,从而完成了本发明。 0014 (I)在靶区的上游侧末端或其上游设定DNA标记M2、在DNA标记M2的上游设定DNA 标记M1;在靶区的下游侧末端或其下游设定DNA标记M4、在DNA标记M4的下游设定DNA标 记M5;在靶区中设定DNA标记M3。 0015 (II)筛选如下的后代个体:用导入的源自外源品种的染色体片段进行置换的、原 品种染色体区的上游侧末端位于DNA标记M1与M2之间,该区的下游侧末端位于DNA标记 M4与M5之间。 0016 (1)本发明的植物基因组构建方法,该方法使用仅。

31、将原品种染色体的一部分置换 成源自外源品种的染色体片段的染色体片段置换系,将原品种染色体中的靶区以源自所述 外源品种的染色体片段置换从而构建植物基因组,其针对每一个所述靶区设定DNA标记 M1M5,使得DNA标记M2位于所述靶区的上游侧末端或其上游、DNA标记M1位于所述DNA 标记M2的上游、DNA标记M4位于 所述靶区的下游侧末端或其下游、DNA标记M5位于所述 DNA标记M4的下游、DNA标记M3位于所述靶区中;构建基因组,使得含有所述靶区且被源自 所述外源品种的染色体片段所置换的所述原品种染色体中的置换区,其上游侧末端位于所 述DNA标记M1与所述DNA标记M2之间、所述置换区的下游侧。

32、末端位于所述DNA标记M4与 所述DNA标记M5之间。 0017 (2)本发明的新品种选育方法,该方法使用仅将原品种染色体的一部分置换成源 自外源品种的染色体片段的染色体片段置换系选育新品种,该方法包括:(1-1)在所述原 品种染色体的靶区的上游侧末端或其上游设定DNA标记M2的步骤、在所述DNA标记M2的上 游设定DNA标记M1的步骤、在所述靶区的下游侧末端或其下游设定DNA标记M4的步骤、在 所述DNA标记M4的下游设定DNA标记M5的步骤及在所述靶区中设定DNA标记M3的步骤; (1-2)使所述染色体片段置换系与所述原品种杂交,得到后代个体的步骤,所述后代个体的 说 明 书CN 1026。

33、25835 A 3/50页 9 所述DNA标记M3为源自所述原品种的等位基因与源自所述外源品种的等位基因的非同源 (hetero-chromosome)染色体区;(1-3)将所述步骤(1-2)中得到的所述后代个体自交,得 到后代个体的步骤;(1-4)从所述步骤(1-3)中得到的所述后代个体或从所述步骤(1-3) 中得到的所述后代个体回交得到的后代个体中,筛选出所述DNA标记M1为源自所述原品种 的等位基因的同源染色体区、所述DNA标记M2及所述DNA标记M3为源自所述原品种的等 位基因与源自所述外源品种的等位基因的非同源染色体区的后代个体的步骤;(1-5)通过 将所述步骤(1-4)中筛选出的所。

34、述后代个体自交,从而得到后代个体的步骤;以及(1-6)从 所述步骤(1-5)中得到的所述后代个体或从所述步骤(1-5)中得到的所述后代个体自交得 到的后代个体中,筛选出所述DNA标记M1及所述DNA标记M5为源自所述原品种的等位基 因的同源染色体区、所述DNA标记M2、所述DNA 标记M3及所述DNA标记M4为源自所述外 源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体的步骤;并且,针对所述原品种的所述染色 体中的一个或多个所述靶区,对每一个所述靶区实施所述(1-1)(1-6)的步骤。 0018 (3)本发明的新品种选育方法,该方法使用仅将原品种染色体的一部分置换成源 自外源品种的染色体片段的染色体片。

35、段置换系选育新品种,该方法包括:(2-1)在所述原 品种染色体的靶区的上游侧末端或其上游设定DNA标记M2的步骤、在所述DNA标记M2的上 游设定DNA标记M1的步骤、在所述靶区的下游侧末端或其下游设定DNA标记M4的步骤、在 所述DNA标记M4的下游设定DNA标记M5的步骤及在所述靶区中设定DNA标记M3的步骤; (2-2)使所述染色体片段置换系与所述原品种杂交,得到后代个体的步骤,所述后代个体 的所述DNA标记M3为源自所述原品种的等位基因与源自所述外源品种的等位基因的非同 源染色体区;(2-3)将所述步骤(2-2)中得到的所述后代个体自交,得到后代个体的步骤; (2-4)从所述步骤(2-。

36、3)中得到的所述后代个体或从所述步骤(2-3)中得到的所述后代个 体回交得到的后代个体中,筛选出所述DNA标记M5为源自所述原品种的等位基因的同源染 色体区、所述DNA标记M3及所述DNA标记M4为源自所述原品种的等位基因与源自所述外 源品种的等位基因的非同源染色体区的后代个体的步骤;(2-5)通过将所述步骤(2-4)中 筛选出的所述后代个体自交,从而得到后代个体的步骤;以及(2-6)从所述步骤(2-5)中得 到的所述后代个体或从所述步骤(2-5)中得到的所述后代个体自交得到的后代个体中,筛 选出所述DNA标记M1及所述DNA标记M5为源自所述原品种的等位基因的同源染色体区、 所述DNA标记M。

37、2、所述DNA标记M3及所述DNA标记M4为源自所述外源品种的等位基因的 同源染色体区的后代个体的步骤;并且,针对 所述原品种的所述染色体中的一个或多个所 述靶区,对每一个所述靶区实施所述(2-1)(2-6)的步骤。 0019 (4)本发明的新品种选育方法,该方法使用仅将原品种染色体的一部分置换成源 自外源品种的染色体片段的染色体片段置换系选育新品种,该方法包括:(3-1)在所述原 品种染色体的靶区的上游侧末端或其上游设定DNA标记M2的步骤、在所述DNA标记M2的上 游设定DNA标记M1的步骤、在所述靶区的下游侧末端或其下游设定DNA标记M4的步骤、在 所述DNA标记M4的下游设定DNA标记。

38、M5的步骤及在所述靶区中设定DNA标记M3的步骤; (3-2)使所述染色体片段置换系与所述原品种杂交,得到后代个体的步骤,所述后代个体 的所述DNA标记M3为源自所述原品种的等位基因与源自所述外源品种的等位基因的非同 源染色体区;(3-3)将所述步骤(3-2)中得到的所述后代个体自交,得到后代个体的步骤; (3-4)从所述步骤(3-3)中得到的所述后代个体或从所述步骤(3-3)中得到的所述后代个 说 明 书CN 102625835 A 4/50页 10 体回交得到的后代个体中,筛选出DNA标记M1及所述DNA标记M5中的任意一个为源自所 述原品种的等位基因的同源染色体区、另一个为源自所述原品种。

39、的等位基因与源自所述外 源品种的等位基因的非同源染色体区的后代个体的步骤;(3-5)通过将所述步骤(3-4)中 筛选出的所述后代个体自交,从而得到后代个体的步骤;以及(3-6)从所述步骤(3-5)中得 到的所述后代个体或从所述步骤(3-5)中得到的所述后代个体自交得到的后代个体中,筛 选出所述DNA标记M1及所述DNA标记M5为源自所述原品种的等位基因的同源染色体区、 所述DNA标记M2、所述DNA标记M3及所述DNA标记M4为源自所述外源品种的等位基因的 同源染色体区的后代个体的步骤;并且,针对所述原品种的所述染色体中的一个或多个所 述靶区,对每一个所述靶区实施所述(3-1)(3-6)的步骤。

40、。 0020 (5)上述(4)所述的新品种选育方法,还可以在所述步骤(3-4)之后、所述步骤 (3-5)之前,实施(3-7-1)及(3-7-2)步骤:(3-7-1)通过将所述步骤(3-4)中筛选出的所 述后代个体自交,从而得到后代个体的步骤;(3-7-2)从所述步骤(3-7-1)中得到的所述后 代个体或从所述步骤(3-7-1)中得到的所述后代个体回交得到的后代个体或从所述步骤 (3-7-1)中得到的所述后代个体自交得到的后代个体再进行回交得到的后代个体中,筛选 出(ii-1)所述DNA标记M1为源自所述原品种的等位基因的同源染色体区、且所述DNA标 记M2及所述DNA标记M3为源自所述原品种的。

41、等位基因与源自所述外源品种的等位基因 的非同源染色体区的后代个体;或者筛选出(ii-2)所述DNA标记M5为源自所述原品种的 等位基因的同源染色体区、且所述DNA标记M3及DNA标记M4为源自所述原品种的等位基 因与源自所述外源品种的等位基因的非同源染色体区的后代个体的步骤;所述步骤(3-5) 为(3-5)通过将所述步骤(3-7-2)中筛选出的所述后代个体自交,从而得到后代个体的 步骤;所述步骤(3-6)为(3-6)从所述步骤(3-5)中得到的所述后代个体或从所述步 骤(3-5)中得到的所述后代个体自交得到的后代个体中,筛选出所述DNA标记M1及所述 DNA标记M5为源自所述原品种的等位基因的。

42、同源染色体区;所述DNA标记M2、DNA标记M3 及DNA标记M4为源自所述外源品种的等位基因的同源染色体区的后代个体的步骤。 0021 (6)上述(2)(4)所述的新品种选育方法,还可以是所述DNA标记M2为所述靶 区的上游侧末端或其附近的DNA标记;所述DNA标记M1为所述DNA标记M2附近的DNA标 记;所述DNA标记M4为所述靶区的下游侧末端或其附近的DNA标记;所述DNA标记M5为所 述DNA标记M4附近的DNA标记。 0022 (7)上述(2)(4)所述的新品种选育方法,所述靶区可以为一个基因区。 0023 (8)上述(2)(4)所述的新品种选育方法,所述靶区可以为两个以上的基因区。

43、。 0024 (9)上述(2)(4)所述的新品种选育方法,所述原品种可以为自花授粉植物或常 异花授粉植物。 0025 (10)上述(2)(4)所述的新品种选育方法,所述原品种可以为禾本科植物品种。 0026 (11)上述(2)(4)所述的新品种选育方法,所述原品种可以为水稻品种。 0027 (12)上述(11)所述的新品种选育方法,所述水稻品种可以为越光。 0028 (13)本发明的品种,其为使用上述(2)(4)中之任一所述的新品种选育方法选 育得到的品种,所述原品种染色体中的靶区被源自所述外源品种的同源染色体片段置换。 0029 (14)本发明的后代固体,其为由上述(13)所述品种的个体与上。

44、述(13)所述品种 个体的后代个体所组成的群体中选择两个个体,使其杂交得到的。 说 明 书CN 102625835 A 10 5/50页 11 0030 (15)上述(14)所述的后代个体,所述原品种染色体中的多个所述靶区可以被源 自所述外源品种的所述同源染色体片段置换。 0031 (16)上述(14)所述的后代个体,所述两个个体各自的靶区可以不同。 0032 (17)本发明的后代固体,其为将由上述(13)所述品种的个体和上述(13)所述品 种的个体之后代个体所组成的群体中选择的个体,作为母本或父本使用,通过所述母本或 所述父本的杂交得到的。 0033 (18)本发明的新品种选育方法,其包括:。

45、(4-1)以上述(13)所述品种或上述(15) 所述后代个体为母本,以所述靶区与所述母本不同的上述(13)所述品种或上述(15)所述 后代个体为父本,将所述母本与所述父本杂交,得到后代个体的步骤;(4-2)通过将所述步 骤(4-1)中得到的所述后代个体自交,从而得到后代个体的步骤;以及(4-3)从所述步骤 (4-2)中得到的所述后代个体中,筛选出所述原品种染色体中、所述母本所具有的所述靶区 及所述父本所具有的所述靶区均被源自所述外源品种的所述同源染色体片段置换的后代 个体的步骤。 0034 (19)上述(18)所述的新品种选育方法,在所述步骤(4-3)之后还可以包括: (4-4)从上述(13)。

46、所述品种或上述(15)所述后代个体及所述步骤(4-3)中筛选出的个体 所组成的群体中,选择所述靶区相互不同的两个个体作为母本及父本,使其杂交得到后代 个体的步骤;(4-5)通过将所述步骤(4-4)中得到的所述后代个体自交,从而得到后代个体 的步骤;(4-6)从所述步骤(4-5)中得到的所述后代个体中,筛选出所述原品种染色体中、 所述母本所具有的所述靶区及所述父本所具有的所述靶区均被源自所述外源品种的所述 同源染色体片段置换的后代个体的步骤;以及(4-7)将所述步骤(4-4)(4-6)重复一次 以上的步骤。 0035 (20)本发明的植物品种鉴别方法,其用于鉴别某种植物个体是否为使用上述 (2)。

47、(4)中之任一所述的新品种选育方法选育得到的特定品种,通过所述植物个体的基 因组分析,将选自所述DNA标记M1M5中的一种以上的所述DNA标记进行分型;当得到的 分型结果与所述特定品种的结果一致时,鉴定所述植物个体为所述特定品种。 0036 (21)本发明的新品种,其为染色体的一部分被源自外源品种的染色体片段置换的 染色体片段置换系的后代品种;染色体区的一个或多个靶区被源自所述外源品种的所述染 色体片段置换;所述染色体片段的长度通过设定在所述靶区上游的DNA标记与设定在所述 靶区下游的DNA标记进行控制。 0037 (22)本发明的越光为国际保藏保藏号为FERM BP-11140的水稻品种(O。

48、ryza sativa L.cultivar)越光籽4号(水稻品种越光籽4号(Koshihikari kazusa 4go)。 0038 (23)本发明的后代固体,其为由上述(22)所述品种的个体及上述(17)所述后代 个体所组成的群体中选择的两个个体杂交得到的。 0039 (24)本发明的植物品种鉴别方法,其用于鉴别某种植物个体是否为特定品种;将 SP-4009作为DNA标记M1、将G2003作为DNA标记M2、将G2002作为DNA标记M3、将SP-462 作为DNA标记M4、将SP-1259作为DNA标记M5;通过所述植物个体的基因组分析,将选自所 述DNA标记M1M5中的一种以上的所述。

49、DNA标记进行分型;当得到的分型结果与水稻品 种越光H 4号(Koshihikari eichi4go)或水稻品种越光籽4号的结果一致时,鉴定所述植 物个体为水稻品种越光H4号或水稻品种越光籽4号。 说 明 书CN 102625835 A 11 6/50页 12 0040 (25)本发明的植物品种鉴别方法,其用于鉴别某种植物个体是否为特定品种;将 SP-2032作为DNA标记M1、将SP-170作为DNA标记M2、将SP-4028作为DNA标记M3、将 SP-4038作为DNA标记M4、将SP-4030作为DNA标记M5,通过所述植物个体的基因组分析, 将选自所述DNA标记M1M5中的一种以上的所述DNA标记进行分型;当得到的分型结果 与水稻品种越光H 2号(Koshihikari eichi2go)或水稻品种越光籽4号的结果一致时,鉴 定所述植物个体为水稻品种越光H 2号或水稻品种越光籽4号。 0041 (26)本发明的植物品种鉴别方法,其用于鉴别某种植物个体是否为特定品种;将 SP-2513作为DNA标记M1、将SP-586作为DNA标记M2、将S。

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