与相关申请的交叉引用
本申请要求享有2004年7月2日提交的第60/584,964号 临时申请和2004年10月22日提交的第10/972,190号实用申请(utility application)的权利，这两份申请都引入本文作为参考。
发明背景
发明领域
本发明领域是西瓜育种和西瓜的遗传改良。更具体地讲， 本申请涉及生产西瓜果实所用的二倍体、四倍体和三倍体西瓜种子和 植物，该西瓜果实(i)具有异常坚实的果肉和/或液体保持型果肉，和 (ii)成熟时是甜的。
相关技术介绍
西瓜(Citrullus lanatus)是葫芦科(Cucurbitaceae)的一个 重要的商业成员，其包括许多不同的品种。这些品种的果实在着色、 甜度和其他性状上不同。例如，不同品种的西瓜果实在外层果皮上呈 现广泛范围的着色。另外，可食用组织的颜色变化从不同深浅的红色 到黄色。西瓜果实的甜度也不一样，这可通过使用折光计测量总可溶 性固体或白利糖度来评价。因为甜度对消费者尤其重要，所以美国农 业部(U.S.Department of Agriculture)根据白利糖度水平建立了果 实品质标准(西瓜等级的美国标准，美国农业部(1978))。根据这些 标准，果实的可食用部分不低于8白利糖度被认为是“好的”，而认 为果实的可食用部分不低于10白利糖度是“非常好的”。
消费者也可以选择有籽或无籽的西瓜品种。与果实的着色 是由不同的遗传基因座造成的不同，有籽和无籽品种间的区别一般是 由人为进行杂交干涉改变倍性水平造成的。与人类相似，西瓜是天然 的二倍体，其染色体成对排列。许多植物，包括西瓜，会经过其全套 染色体的重复而以四倍体存在。尽管对西瓜而言，自发形成四倍体并 不常见，但该过程能够在实验室利用细胞生物学技术常规地形成。然 后将四倍体亲本与二倍体亲本进行杂交来产生三倍体种子，所述种子 反过来生成结无籽果实的植物。具体来讲，三倍体植物的果实中的种 子形成因为倍性水平的不同而异常中断，从而导致了无籽果实。许多 商业品种都是三倍体并且是无籽的。
不同倍性的植物果实在果肉坚实度上也不同。二倍体系通 常具有最低的果实果肉坚实度水平。由于尚不清楚的原因，将二倍体 系改变为四倍体系的方法与较坚实的果实果肉相关。换句话说，四倍 体系通常比二倍体具有更坚实的果实果肉。三倍体，作为四倍体和二 倍体的杂交，通常具有中间水平的果肉坚实度。
除了消费者对着色、甜度和籽的偏好之外，在果肉加工行 业对组合了品质和方便性的产品有日益增加的消费者需求。符合这些 标准的产品实例有袋装嫩胡萝卜，嫩茎花椰菜和花椰菜以及袋装多叶 农作物，如莴苣和菠菜。类似地，对成熟的果实切块，像西瓜、瓜、 菠萝、番木瓜和猕猴桃也有要求。西瓜零售的越来越大的部分是果实 切块，所述果实切块要么呈现为带果皮的大块，要么被切成无果皮的 更小块，并盛在塑料的食物容器中供给消费者。这些产品的行业术语 叫做“最小加工的”。到1998年为止，Perkins-Veazie等人((1998) Hortscience 33：605)估计有10％的西瓜零售市场是最小加工的。
这种果实切块展示的优点是：消费者能够用视觉检查果实 的品质，并且尤其是判断果实是否成熟，且由此决定是否准备消费。 一般情况是未成熟果实的色素形成不均匀，而过分成熟的果实将展现 腐烂的迹象，此外，这些产品还给消费者提供方便。
对产品零售商而言，提供最小加工的西瓜产品的缺点是果 实切块的保存期限短。研究显示，最小加工的产品只有最长为2至3 天的保存期限(同前；Wehner等人in：Watermelons：Characteristics， Production and Marketing.Maynard，editor.ASHS Press，Alexandria VA 2001)。
目前供应的西瓜果实通常在切开后会经历品质快速恶 化。切开果实导致腐烂，可看作是果实质地的软化。恶化也可表现为 液体渗漏；在一些品种中，刚切开的西瓜果实的果肉会迅速失去对消 费者的吸引力。西瓜果实切块的快速恶化使零售商既受时间又受空间 的限制。由于果实切块保存期限短，所以零售商一般在零售地点进行 加工。另外，零售商不得不经常监控产品以确保丢弃恶化的产品。
与美国农业部确立的甜度标准不同，并没有行业标准来描 述西瓜果实可食用部分的坚实度。所以，现用的描述有着很宽的范 围，从“坚实”和“脆的”(Erma Zaden catalog descriptors for varieties Gil 104 and Erma 12)到“非常坚实的果肉”(Zhang等人in USPTO申 请号20040060085和20030217394以及Seminis watermelon catalog for the variety Cooperstown)。Seminis已把栽培品种 Fenway、Royal Star和Sentinel分别描述成“脆性极佳”、“坚实果 肉”和“脆而多汁果肉”。另外，Rogers Seed Company把Tri-X Brand 626宣传为“格外坚实”，而把Tri-X Brand 313宣传为具有“坚实 的质地”和“脆性”。
尽管用于描述西瓜果实果肉坚实度的宣传术语相当多 变，然而采用定量测量的科学报告显示，一般的商业种质的果肉坚实 度比本发明的西瓜果实低得多。例如，Roberts等人(2004 Report from：Watermelon Research and Development Working Group.24thAnnual Meeting，Tulsa，OK)测量了很大范围种质的果肉坚实度， 其中使用针入度计测量抵抗的力的量。数据以牛顿(一种国际测量体 系(International System of Measurements)术语)报告。为了与申请人 的针入度计测量结果相比较，申请人将Roberts的数据转换成磅力 (pounds force)(lbf)，其采用如下公式1lbf＝4.448牛顿。Roberts报 告了西瓜果肉坚实度的范围为约1.4～3.4lbf。所分析的系之一是 Roberts Seed Company的Tri-X Brand 313系，如上所述，Rogers Seed Company把该系宣传为果肉“坚实”。Roberts等人测量出Tri-X Brand 313的果肉坚实度为10.84牛顿，其转换为约2.4lbf。申请人也测试 了Tri-X Brand 313的果肉坚实度，其中使用了来自Norfolk，Virginia 的QA Supplies的针入度计(型号为FT011)，所述针入度有直径8mm 的探针。使用该方法，Tri-X Brand 313果肉坚实度的读数为1.4lbf(表 1)。因为Roberts没有报告所用针入度计探针的尺寸，所以申请人不 能直接将他们的数据和Roberts的数据进行比较。至少对于Tri-X Brand 313而言，与此处所描述的方案相比，Roberts等人测量的约 高出77％的读数可能是不同方法的结果，且特别是使用了不同大小 的针入度计探针。虽然本发明的申请人使用了8mm探针，但另一种 常用的针入度计有11mm直径，这就解释了不同读数的原因，因为 11mm探针与8mm探针相比，其针入度计面积约大了73％。
Schultheis和Thompson(2004 Report from：Watermelon Research and Development Working Group.24th Annual meeting. Tulsa，OK)也研究了西瓜果实果肉的坚实度。虽然这些作者使用了型 号不同于本申请人所用的针入度计，但他们使用了大小非常相似的探 针，直径为5/16”或约8mm。Schuitheis和Thompson报告了Tri-X313 系的果肉坚实度的读数为1.4至1.7，这与本申请人的测量结果相似， 如表1所示。然而在该报告中，作者以磅/平方英寸为单位，描述了 这些坚实度数据。可是令人怀疑的是Schultheis和Thompson报告中 提供的单位应该是磅力，因为用5/16”探针得到的1.4磅/平方英寸的 读数仅为0.15磅力。
Maynard和Sidoti(2003 GCREC Research Report BRA- 2003；Univ.Florida，Gulf Coast Research and Education Center， Bradenton，FL)报告了对商业西瓜系的果实果肉坚实度的另外的研 究。在该研究中，作者使用了型号不同于本申请人在本文所述方法中 所用的针入度计，其上面有更大的探针，直径为7/16”或约11mm。 他们的坚实度数据范围为1.8至3.0磅/平方英寸。就像Schultheis和 Thompson的报告一样，本申请人相信，这些作者对他们的坚实度读 数使用了不正确的单位。假设这些数据实际上是以磅力为单位的，其 就与用本文所述方法得到的结果相当好地相比较。例如，Maynard 和Sidoti的Tri-X 313系的坚实度测量结果为2.6。如果人们调整该数 字以作探针面积的约2倍的差异的校正，则新数字为1.35，这就几乎 与本申请人对相同系的测量结果相同(表1)。另一方面，如果人们 假设数据是以磅/平方英寸正确地报告的，则基于7/16”探针的2.6磅/ 平方英寸的数字将为0.39lbf的读数。Tri-X 313系应该具有比0.39lbf 高得多的坚实度读数，从而提供了现有技术中已如何报告这些单位的 不一致的进一步的证据。
Leskovar等人((2004)J.Horticultural Science and Biotechnology 79：75-81)也报告了西瓜果实的坚实度。尽管该文件使 用了不同的测量方案，但作者详细地介绍了他们的方法，从而使得数 据可以进行转换以用于与本文所述的数据相比较。转换成相同的单位 之后，所分析的种质范围具有0.9lbf至1.5lbf的果实坚实度。
尽管现有技术的测量可能是混乱的，但很明确的是本发明 以前生产的商业西瓜系具有大大低于3lbf的果实坚实度。另外，如 实施例4中所示，这类商业西瓜系的果实一旦切开，就会发生明显的 液体渗漏。所以，本发明致力于市场对产生如下果实的西瓜系的需 求，所述果实被加工时具有较长的保存期限。具体来讲，本发明的西 瓜具有(i)异常坚实的果肉，这可避免果实切块变得过软的问题，和/ 或(ii)液体保持型果肉，这可延迟由液体渗漏造成果实切块的恶化。 另外，这些果实还具有消费者想要的品质特性，如甜度和诱人性，并 可向零售商提供关于在哪里加工果实的灵活性和果实一旦被加工后 增加的保存期限。
发明概述
本发明涉及生产在成熟时具有异常坚实的可食用果肉的 果实的独特西瓜自交系和杂交品种，该果肉可抵抗至少3.0磅力 (lbf)(本文所定义的测量技术)。除了异常坚实的果肉新表型外，这些 果实满足对甜度的市场要求，其可食用组织的甜度不低于6白利糖度 (本文所定义的测量技术)。
本发明的西瓜优选二倍体和四倍体的自交系，该自交系生 产在成熟时甜味的、异常坚实的、抵抗至少3.5lbf的果肉，然而生 产在成熟时甜味的、异常坚实的、抵抗至少4、5、6以及甚至8lbf 的系也在本发明预期之中。本发明也提供田间生长的大多数西瓜植 物。
根据本发明教导产生的具有异常坚实的果肉的任意二倍 体或四倍体自交系都能将这种异常坚实的果肉表型传递给杂种。除了 在成熟时具有异常坚实的果肉外，本发明的西瓜还可能发育出色素均 匀的果实果肉(红色、黄色或橙色)。另外，这些自交系和杂种的果实 在成熟时在甜度上可满足或胜过行业标准，至少为好(不低于约8白 利糖度)和优选为非常好(不低于约10白利糖度)。
本发明还提供了生产杂种西瓜种子的方法，所述方法包 括：将一株自交西瓜植物和第二种西瓜植物杂交，并收获所结的杂种 西瓜种子，以及提供了由该所结杂种西瓜种子生长产生的杂种西瓜植 物。
本发明还提供生产异常坚实的西瓜植物的方法，其包括步 骤：将甜度水平至少符合行业标准的西瓜品种与具有异常坚实的果肉 的低甜度西瓜品种杂交，用甜度水平至少符合行业标准的品种回交至 少一次，并将回交(或轮回回交(recurrent backcross))的产物进 行一轮或多轮的自体受粉，所述回交的产物具有异常坚实的果肉和至 少满足行业标准的甜度的组合性状。此方法可利用USDA保藏号为 PI 296341的西瓜植物作为果肉异常坚实的西瓜。
来自异常坚实的西瓜的西瓜果实和西瓜果肉也在考虑之 内。优选结出重至少约1.5kg果实的西瓜植物，更优选结出重至少约 3.0kg果实的西瓜植物。在进一步优选的实施方案中，西瓜植物结出 重至少约4.5kg的果实，且在更进一步优选的方案中，植物结出至少 约6.0kg的果实。
本发明也提供了具有某种植物的可溶性固体和果肉坚实 度性状的西瓜植物，以及从该植物得到的种子、花粉、胚珠和其它营 养组织，或从所述组织再生的西瓜植物，该某种植物由2004年7月1 日以保藏号NCIMB 41230保藏的种子产生。
本发明也提供具有液体保持型果肉的西瓜植物。如下文所 详述的，这种液体保持性状与西瓜果实果肉切块随时间推移丧失的重 量对应。优选这些西瓜植物，其中该西瓜果实的果肉切块在4℃保存 三天后，其重量损失小于约3.5％。更优选这类西瓜植物，其中果肉 切块在4℃保存三天后重量损失小于约3％。提供了更优选的西瓜植 物，其中果肉切块在4℃保存三天后重量损失小于约2％。在另一个 优选的实施方案中，西瓜植物具有在4℃保存三天后重量损失小于约 1.5％的果肉切块。这种液体保持性状延长了被加工的西瓜果实的保 存期限。
一个优选的实施方案是生产有甜味的、成熟果实的好的果 肉异常坚实的西瓜二倍体自交系。另一个优选的实施方案是三倍体杂 种，其利用至少一个亲本系产生，所述亲本系是果肉异常坚实的二倍 体自交系或果肉异常坚实的四倍体自交系，所述自交系能结出具有异 常坚实果肉的、良好标准甜味的成熟果实。在另一个优选实施方案 中，本发明的二倍体、四倍体或三倍体植物所结的成熟西瓜果实发展 完全红的果肉颜色，并且有甜味，具有好的白利糖度水平。
在又一个优选实施方案中，本发明的成熟西瓜果实发展完 全黄的果肉颜色和良好甜度，其与异常坚实的果肉结合。在再一个优 选实施方案中，本发明的成熟西瓜果实发展完全橙的果肉颜色和良好 甜度，其与异常坚实的果肉结合。在另一个优选实施方案中，本发明 果实的西瓜果肉被最小加工(新鲜的果实切块)后保持异常坚实。这 种异常坚实的质地延长了加工的果实的保存期限。
本发明还涉及产生可结出有甜味的果肉异常坚实(抵抗至 少4.0lbf的压力，不低于8白利糖度)的成熟果实的二倍体和四倍体 西瓜系，以及三倍体西瓜杂种的新方法。
该方法其中一步包括将已知西瓜品种或系与本发明的成 熟时果肉异常坚实的西瓜系杂交。所述杂交的产物然后进行自体受 粉，以产生分离群体。在连续的世代中，对关于异常坚实的果肉性状 分离的群体的个体进行连续几轮选择和育种，且最终结果即为新的西 瓜系，其能结出具有异常坚实的果肉的有甜味的成熟果实。
根据下面的详细叙述，本发明的其它目的、特点和优点就 会一目了然。应当理解，尽管描述了本发明的优选实施方案，但详述 和实施例仅仅是为了解释之用，因为本发明范围内的改动和变化对本 领域技术人员来说都是显而易见的。
附图简述
图1为柱形图，其描述了本发明自体受粉的自交西瓜植物 第三代的果实果肉的坚实度。箭标指示了轮回亲本系的成熟果实的平 均坚实度。柱形图的阴影部分显示，43％的这些果实具有读数等于或 大于4lbf的坚实度。
图2的图显示了标准商业西瓜品种的加工果实和本发明 西瓜的加工果实在4℃保存后重量的损失。重量损失非常接近于加工 果实的液体渗漏。
发明详述
本发明提供了产生果实的西瓜植物，所述果实具有(i) 异常坚实的果肉和/或液体保持型果肉，以及(ii)至少6白利糖度的 甜度。所以本发明果实的加工品质提高了，因为果实一旦切开，仍保 持坚实和/或比现有技术的商业西瓜系显著更长地保持其汁。
定义
如本文所用，术语“植物”包括植物细胞、植物原生质体、 能再生西瓜植物的组织培养的植物细胞、植物愈伤组织、植物块和植 物整体或植物部分如花粉、花、种子、叶、茎等的植物细胞。
如本文所用，“二倍体植物”意思是来自种植的二倍体种 子或来自微繁殖(micropropagation)的植物或移植体，其体细胞中 有两套染色体或二倍于单倍体数目。
“三倍体植物”是指来自种植的三倍体种子或来自微繁殖 的植物或移植体，其体细胞中有三套染色体或三倍于单倍体数目。
“四倍体植物”是来自种植的四倍体种子或来自微繁殖的 植物或移植体，其体细胞中有四套染色体或四倍于单倍体数目。
术语“坚实的果肉”是指按实施例2所述方法用针入度计 测得的，果实坚实度大于约1.5lbf压力，但却小于或等于约2.0lbf 的西瓜的可食用果肉。在植物学中，西瓜果实的可食用果肉是胎座组 织。
描述语“异常坚实度果肉”是指按实施例2所述方法用针 入度计测得的，果实坚实度测量值不低于3.0lbf压力，或比标准已 知栽培品种所结果实的坚实度更高的西瓜的可食用果肉。果肉异常坚 实西瓜优选具有约3.5lbf的果实坚实度。
术语“非常坚实的果肉”是指按实施例2所述方法用针入 度计测得的，坚实度大于约2.0磅力压力但小于3.0的西瓜的可食用 果肉。
术语“液体保持型果肉”是指一旦切开，在4℃保存三天 后重量损失小于约4％，或随时间推移，比已知标准栽培品种所结果 实保留了更多液体的西瓜的可食用果肉。据估计西瓜果实切块所损失 的约95％～98％重量是由于液体渗漏。其余的重量损失的大多数是来 自可溶性固体，如糖和酸。因此，一旦切开，液体损失就可以通过测 量西瓜果实的重量损失百分比来约计。
“针入度计”是为了测量力而设计的一种设备，并在本文 中用于测量果实坚实度。它为测量果实的果肉和皮坚实度提供了快 速、容易和准确的方法。申请人利用手持式针入度计搜集了本文报告 的数据，以得到成熟果实的3-5压力读数。具体地说，申请人使用了 具有8毫米或约5/16英寸探针的FT011型针入度计(QA Supplies， Norfolk，VA)。
“磅力”或“lbf”为FT011型针入度计的读数单位，且除 非另有说明，在本文中排他地用于表示8mm探针产生的读数。
西瓜果皮的着色，也称为“果皮图案”，可以从浅绿色(常 称为灰色)到中绿、到非常深的绿色(几乎呈现为黑色)而变化。另 外，果皮可以有各种花样的条纹，该条纹是品种或类型所特有的。因 此，术语“虎条纹”、“斑点条纹”、“深斑点条纹”等等用于鉴别 各种图案。
如本文所用，“长宽比(L/W比)”意思是在任一可能 的组合中，用西瓜果实的平均长度除以平均宽度所得的比率。该比率 可以从1∶1.2到2.2∶1变化。
术语“群体”是指拥有共同的亲本来源的遗传异质的植物 集合。
如本文所用，术语“品种”或“栽培品种”是指一群相似 的植物，通过其遗传系谱和性能，可以与相同物种中的其它品种鉴别 开来。
“回交”是指育种者将植物与它的一个亲本系杂交的过程。
“轮回回交”是所设计的一种育种策略，其通过将植物与 亲本系之一进行连续杂交来恢复系的遗传组成。
术语“可溶性固体”是指可食用果实中存在的固体材料的 百分比。如本文所用，可溶性固体用折光计定量测量为百分比白利糖 度。折光仪常包括蔗糖标度，因为白利糖度被正式定义为重量百分比 蔗糖。如果水溶液中存在的唯一可溶性固体是蔗糖，则蔗糖标度就会 给出实际的百分比蔗糖。但是，如果存在其它可溶性固体，正如事实 几乎总是这样，读数就不等于百分比蔗糖，却接近样品中的总百分比 可溶性固体。简言之，尽管白利糖度被技术上定义为重量百分比蔗 糖，但本领域技术人员知道用折光计得到的重量百分比可溶性固体近 似等于重量百分比蔗糖，而且准确地指示了甜度。所以，百分比可溶 性固体越高，就像白利糖度水平所指示的，果实的感觉的甜度就越 高。
美国农业部根据白利糖度水平确立了西瓜果实的品质标 准(西瓜等级的美国标准，美国农业部(1978))。根据这些标准和 如本文所用，认为果实的可食用部分不低于8白利糖度是“好的”， 而认为果实的可食用部分不低于10白利糖度是“非常好的”。
“甜度”，如本文所用，可使用折光计按照上面所述定量 测量，或凭借味觉定性测量。
“数量性状基因座”或“QTL”是编码影响连续分布的表 型表现度的等位基因的染色体位置。
“成熟”是指果实发育的成熟，并指示了收获的最佳时间。 一般而言，本领域的种植技术人员在最大甜度和风味强度时或基本上 接近最大甜度和风味强度时收获果实。关于西瓜，成熟伴随着果皮外 观、果肉颜色和糖含量的变化。
术语“纯合的”和“纯合性”是遗传学术语。当同源染色 体上对应的基因座上等位基因相同时，该基因座称为纯合的。纯合性 一般指一个群体在一个或多个基因座上被固定的程度。
“杂种”是两个遗传上不同的个体杂交的后代。
“自交”或“自交系”是基本上纯合的个体或品种。
“渐渗”是育种者为了导入新的性状，通常是从非栽培类 型导入到栽培类型中而实施的方法。
商业西瓜果实的一般特征
成功的西瓜生产取决于对各种栽培实践的注意。这些实践 包括土壤管理，特别注重正确的施肥；农作物定居，其具有合适的间 距；除草；传粉蜜蜂的引入，和如果要从三倍体植物上结果实，还要 有能结出无籽(三倍体)西瓜的合适花粉源；灌溉；和害虫管理。西 瓜果实的大小和形状，果皮的颜色、厚度和韧度，种子的大小、颜色 和数目，果肉的颜色、质地、糖含量以及果实没有瑕疵，都是在选择 西瓜品种时要考虑的重要特性。商业的种子公司一般给种植者提供到 他们的品种示范地块去察看这些特性的机会，而且一些农业大学还向 当地的种植者作出栽培品种的分析数据(Roberts等人(2004)， Maynard和Sidoti(2003)，Schultheis和Thompson(2004)和Leskovar 等人(2004))。
西瓜农作物可以从种子或移植体进行确立。移植变得更常 见，因为与从直接播种产生农作物相比，移植可使收获提前。当种植 者想提高无籽果实的产量时，优选移植。移植有助于快速获得完整植 物群丛，尤其当更高的种子成本，就像三倍体种子，使直接播种充满 风险时。
西瓜是唯一有羽状半裂(浅裂的)叶的经济上重要的葫 芦，且所有其它的物种都具有完全(无裂的)叶。西瓜的生长习性是 蔓性藤本植物。茎细、具毛、具棱、具沟，并且在每一节处生有分支 的卷须。茎是高度分支的且最长达30英尺(Wehner等人In： Watermelons：Characteristics，Production and Marketing，Maynard， editor.ASHS Press，Alexandria VA 2001)。
西瓜育种者们受到预测生长条件的变化、新的病原体压力 和变化着的消费者偏好的挑战。根据这些预测，育种者力图产生新的 栽培品种，所述新栽培品种将符合种植者、运输者、零售商和消费者 的发展着的需要。由此要求育种者将尽可能多的有利属性组合到一种 基因型中，以达到好种植、好发送和好食用。对育种者来说一个重要 的特性就是果实大小。果实大小成为一个重要的考虑因素，是因为对 具体的运输者和消费者组有着不同的市场要求。大致的种类是：冰箱 (＜12lb)、小的(12～18lb)、中间(18～24lb)、大的(24～32lb)以及巨 大的(＞32lb)。果实大小以多基因方式遗传，据估计可涉及25个基因。 果实经过运输者从种植者发送到零售商手中，所述运输者侧重于特定 重量的类型，如有籽的为18～24lb，无籽的为14～18lb。虽然对大小的 这些一般种类一直基于历史的消费，但市场上新类型的小果实西瓜杂 种(果实重量为3～9lb)有增长的趋势。
果实果肉坚实度和液体保持是其他重要的特性。消费者对 西瓜果实质地有着不同的偏好，且果肉坚实度成了质地的决定因素。 另外，果肉坚实度也是决定果实切块在零售商的货架上放多久的重要 参数。液体保持对于消费者品味最小加工的西瓜来说也是至关重要 的。果实切块保存期限的研究通常是定性的，其中评价果实何时变为 “糊状的(slimy)”(Perkins-Veazie等人1998 HortScience 33：605)。 果实切块保存期限的定量评价包括用针入度计直接测量果肉坚实 度，或者按实施例4所述测量果实切块随时间推移损失的重量百分 比，以约计液体渗漏。
本申请人还能通过食用各种果实简单地确定它们的坚实 度。事实上，这就是本申请人最初确定本发明的西瓜与现有技术的西 瓜相比有异常坚实的果肉的方式。在味道测试中，申请人也确定了现 有技术的标准栽培品种(如Seminis的二倍体Royal Star系)有坚实 的果肉，而下面的系则有坚实的到非常坚实的果肉：Tri-X Brand 626 (Syngenta/Rogers-三倍体)、Extazy(Hazera-三倍体)和Solitaire (Golden Valley-三倍体)。
另一个重要的果实特性是品质，其包括甜度和果实以及果 皮颜色的诱人性。Wehner等人((2001)in：Watermelons： Characteristics，Production and Marketing.Maynard，editor.ASHS Press.Alexandria，VA)描述了这些特性。这些特性当中最重要的是甜 度，没有苦味，其按白利糖度或通过品尝味道测得。味道组(panel) 数据证实了好的风味分值与较高的白利糖度水平直接相关(Nip等人 (1968)Proc.Amer.Soc.Hort.Sci.93：547)。白利糖度水平随着果实在 藤本植物上的发育和成熟而增加。因此，对消费者而言，未成熟果实 会有无法接受的低甜度，如果过早地摘下来，可食用组织的颜色也不 均匀。已经公开了西瓜果实的定量建议。虽然Wehner等人建议白利 糖度水平应为10％至14％白利糖度，但美国农业部已经确定了标 准，如在“定义”部分详细介绍的，其中至少8白利糖度的甜度为好 的，而至少10白利糖度的甜度为非常好的。尽管在建议和标准上有 些差异，但对于果实甜度是西瓜果实的重要特性没有争论。
本发明的西瓜果实的特性
果实坚实度
本发明西瓜植物果实的果肉比现有技术西瓜栽培品种的 果实果肉更坚实且更好地保持了液体。在现有技术的西瓜果实中，二 倍体基因型的成熟可食用果肉比三倍体和四倍体基因型的都软。如果 不考虑倍性水平，品系内的果实坚实度差异是不重要的。一般来说， 标准的二倍体栽培品种结出具有软到最坚实的果肉的果实(即成熟时 果肉坚实度从小于1.0lbf至约1.5lbf)。标准的四倍体系一般结出果 肉坚实的或非常坚实的(即成熟时果肉坚实度为1.5lbf到少于约3.0 lbf)的果实。标准的三倍体杂种结出在成熟时果肉坚实度处于中间 水平(范围从约1.3lbf到2.5lbf)的无籽果实。表1显示了来自现有 技术商业杂种和自交西瓜系的果肉坚实度数据。
本文全部的坚实度测量都是使用Norfolk，Virginia的QA Supplies的带有8mm直径探针的FT011型针入度计进行的。以磅力 来产生和报告读数，所述磅力是压力的英国工程学(British Engineering)量度，其简写为lbf，并可根据以下公式转换成牛顿： 1lbf＝4.448牛顿。将主题果实沿赤道方向切开，即每一个果实的花 和茎末端之间的中间。申请人为每个果实测三个到五个读数，其中从 每个果实切块的中央取样。所报告的坚实度数据是这3～5个读数的 平均值。 表1.一般的西瓜栽培品种和自交系的坚实度研究。 坚实度的平均读数按本文所述方法以磅力表示。 系 来源 倍性 坚实度 Tri-X 313 Syngenta/Rogers 三倍体 1.4 Millionaire Harris Moran 三倍体 1.8 Revolution SunSeeds 三倍体 1.7 Majestic Seminis 三倍体 1.7 Olympia Seminis 三倍体 1.6 Omega Seminis 三倍体 1.5 PS110-5288-9 Seminis 三倍体 2.3 4082 Seminis 四倍体 2.0 系 来源 倍性 坚实度 4084 Seminis 四倍体 1.5 系 来源 倍性 坚实度 4090 Seminis 四倍体 1.6 4133 Seminis 四倍体 2.2 4134 Seminis 四倍体 2.4 4135 Seminis 四倍体 2.2 4137 Seminis 四倍体 2.7 4138 Seminis 四倍体 2.2 47602A Seminis 二倍体 1.5 4203 Seminis 二倍体 1.4 Cooperstown Seminis 三倍体 1.5 Fenway Seminis 三倍体 2.1 Sentinel Seminis 二倍体 1.4 W-1128 Seminis 二倍体 1.4 W-1119 Seminis 二倍体 1.6 BSI2532 Seminis 二倍体 1.7 BSI2527 Seminis 二倍体 1.3 W-2068 Seminis 二倍体 1.1 W-2741 Seminis 二倍体 1.3 W-1488 Seminis 二倍体 1.7 BSI2543 Seminis 二倍体 1.2
与现有技术的西瓜系相比较，本发明的果实既有异常坚实 的果肉又是甜的。表2显示了PI296341西瓜系的果肉坚实度和糖含 量，该西瓜系被用作本发明的新坚实果肉果实的来源，以及按照本文 所述方法产生的杂种系的果肉坚实度和糖含量。使用折光计(Leica Microsystems Model AR200，Reichert Inc.，Depew，NY)按照厂商说明 书定量测定甜度。从在赤道方向切开的果实的每一半各得到一个测量 结果。数据以平均值报告。
正如通过比较表2和表1中的坚实度读数所表明的，本发 明的西瓜果实果肉要比现有技术的西瓜果实果肉坚实得相当多。具体 为，本发明的西瓜果实可抵抗至少约3.0lbf的压力，优选至少约3.5 lbf，更优选至少约4lbf，且最优选至少约5lbf。
另外，如表2所示，本发明的西瓜果实是甜的。具体为， 西瓜果实呈现至少约6白利糖度的甜度，更优选至少约8白利糖度， 且最优选至少约10白利糖度。 表2.由本文所述发明开发的自交系和杂交系以及PI296341源的坚 实度和糖含量。坚实度数据以磅力表示，且糖含量按％白利糖度报 告。本文阐述了这两种测量方法。 系 来源 倍性 坚实度 糖含量 PI296341 USDA 保藏 二倍体 13.5 1.6 7132 本发明 三倍体 4.7 10.2 7133 本发明 三倍体 6.2 11.7 4201 本发明 二倍体 8.0 9.7 4203 本发明 二倍体 7.8 10.8 4204 本发明 二倍体 6.5 9.7 4207 本发明 二倍体 6.5 10
液体保持
本发明果实也比现有技术果实更好地保持了液体。实施例 4阐述了证实该液体保持性状的研究。该研究比较了本发明和现有技 术的西瓜果实切块在4℃保存时的液体渗漏率。该研究结果在图2中 阐释。该研究测量了果实切块随时间推移损失的重量百分比。该测量 近似于液体损失，因为95～98％的重量损失是由于液体渗漏。其余的 重量损失是由于其它果实成分，如可溶性固体以及酸的渗漏。这些数 据的主要结论是本发明加工的西瓜果实随时间推移损失的液体少于 标准已知栽培品种的加工的果实。
本发明的西瓜果实在4℃保存三天后损失了小于约4％的 重量。优选地，本发明的果实在4℃保存三天后损失了小于约3.5％ 的重量，更优选为小于约3％的重量，甚至更优选为小于约2％的重 量，且最优选为小于约1.5％的重量。本发明的西瓜果实在4℃保存 一周后也会损失小于约5％的重量。优选地，本发明的果实在4℃保 存一周后损失小于约4％的重量，更优选为小于约3％的重量，甚至 更优选为小于约2.5％的重量。
除了拥有液体保持型果肉外，本发明的果实是甜的。具体 地讲，这些西瓜果实表现为甜度至少约6白利糖度，更优选至少约8 白利糖度，且最优选至少约10白利糖度。
其它性状
本发明的西瓜植物可以是有籽的或无籽的。获得二倍体、 三倍体和四倍体植物的方法是本领域所熟知的。具体地讲，获得二倍 体和三倍体西瓜植物以及本发明的种子的方法在下文中详细阐述。本 领域的普通技术人员使用已知的细胞生物学技术和下文所述的二倍 体植物很容易得到本发明的四倍体植物。
利用标准的杂交技术，本领域技术人员可以得到具有除上 述性状之外的所需性状的本发明西瓜果实，因为异常致坚实的肉和液 体保持型果肉性状都是显性遗传的。例如，育种者可以容易地得到具 有特定大小或特定果肉颜色或果皮图案的本发明西瓜。
育种技术-自交和杂交系
从2000年开始在美国(Georgia、Florida和California)、 墨西哥和危地马拉开发了本发明的西瓜系。另外，从2003年开始在 Florida、Georgia和California生长西瓜系以考察田间性能和进行适 应性评价。还有，2003年和2004年在Florida、California和墨西哥 的田间条件下，评价由生产成熟时具有异常坚实的果肉和/或液体保 持型果肉西瓜的系制备的二倍体和三倍体西瓜杂种。在“实施例”部 分详细阐述了所得果实的具体杂交和坚实度以及品质的评价。
为了实现最多的育种目标，商业育种者们从常称为‘栽培 类型’的种质入手。该种质较容易用来育种，因为对其进行园艺性能 评估时，它总体上性能良好。栽培类型提供的性状性能优势有时会被 缺乏等位基因的多样性抵销。这是育种者在用栽培的种质(具有较好 的总体性能，但缺乏等位基因多样性)育种时，应接受的折衷。育种 者通常接受这个折衷，因为用栽培的材料育种比用遗传多样性的来源 育种进展更快。
相反，当育种者进行广泛的种内杂交或种间杂交时，就会 出现相反的拆衷。在这些实例中，育种者一般用栽培的种质与非栽培 的类型杂交。从这些杂交中，育种者能够接近非栽培类型的新等位基 因，但必须克服与供体亲本相关的遗传障碍。由于这种育种策略有难 度，所以此方法经常因为生育力问题或生殖力问题而遭遇失败。此育 种方法的困难性延及许多农作物，而且由一个重要的抗病表型做了例 证，所述表型于1944年在西红柿上首次描述(Smith，Proc.Am.Soc. Hort.Sci.44：413-416)。在这个杂交中，将对线虫疾病的抗性从秘鲁 番茄(L.peruvianum)(PI128657)转移到栽培的西红柿中。尽管进行 了透彻的育种，还是直到二十世纪七十年代中期育种者们才克服遗传 障碍，并得到携带该性状的成功系。实际上，即使到了现在，西红柿 的育种者们还只能从一个亲本传递该抗病基因给杂种品种。这使得剩 余的遗传障碍被掩盖了。USPTO已认识到了这种育种方法中成功的 创造性(美国专利6,414,226、6,096,944、5,866,764和6,639,132)。
在西瓜中，植物引入(plant introduction)(PI)编号一 般是产生具有白色坚实果肉和味道非常差(甚至是苦的)的小果实的 系。尽管这些系拥有如此差的园艺学性质，一些西瓜育种者(像其它 农作物的有些育种者一样)还是力图用这些PI系育种，因为它们很 可能含有新的等位基因。到目前为止，利用该PI系系列的最常尝试 的育种目标是渐渗新的抗病基因。把新抗性基因从PI系渐渗到可接 受的商业类型中的过程是漫长的，而且经常是费力的过程。该过程可 能是困难的，因为性状也许是多基因的、遗传力是低的、有连锁障碍 的或组合了这三者。
该育种项目开始于栽培西瓜和PI No.296341之间的广泛 杂交，PI No.296341来自Griffin，Georgia的Regional Plant Introduction Station的USDA保藏中心。该编号从1964年其保藏到 美国植物引入系统时起就供西瓜育种者利用了。
然而，该项目的最初意图并不是制备具有坚实果肉和/或 液体保持型果肉的西瓜果实。相反，该项目的最初意图是渐渗对镰刀 菌萎蔫的抗性，尤其是对尖孢镰孢西瓜专化型(Fusarium oxysporum f. sp.niveum)品种2，本文称为FON品种2的抗性。尽管目前尚无任何 商业西瓜含有对FON品种2的抗性，但用PI296341作为抗性来源的 可能性已被认识很多年了(Netzer(1989)Plant Disease 73：518； Martyn和Netzer(1991)HortScience 26：429-432；Wehner等人 (2001)in：Watermelons：Characteristics，Production and Marketing， Maynard，editor.ASHS Press，Alexandria VA)。尽管这些报告在长 达15年之前，就强调了从广泛的杂交中渐渗性状和生成成功的商业 自交系和杂种的困难，但现在仍然没有携带着从PI296341渐渗了 FON品种2抗性的西瓜商业系可供销售。
除了抗FON品种2之外，PI296341还有以下特征：结非 常小的圆形果实，其直径为4～6英寸，且重量为1～2.6磅。果实果 肉为白色而且非常坚实，可溶性固体的含量低(表2)。这些果实的 器官感觉评价从尝不出甜味到有苦味变化。如下面“实施例”部分所 述，通过将具有异常坚实果肉性状和/或液体保持型果肉性状的西瓜 (异常坚实亲本)与具有其它理想品质特性(包括甜度)的非异常坚 实果肉的西瓜(轮回亲本)杂交可得到本发明的自交西瓜植物。异常坚 实亲本可以是植物引入编号296341。
本领域技术人员能够通过进行各种轮回回交，将异常坚实 果肉性状和/或液体保持型性状渐渗到轮回亲本中，从而选择(i)异常 坚实果肉和/或液体保持型果肉性状，和(ii)甜度性状，且最后对所选 的轮回回交植物进行自体受粉，以生成具有以上性状的自交西瓜系。 完成这种渐渗的一个可能方法在后面“实施例”部分中阐述。
利用上面和“实施例”部分所述的方法，本申请人产生了 3347自交系，其生成根据本发明的、甜的、异常坚实的果实。具体 参见实施例5。自交系3347已被NCIMB保藏并给予编号NCIMB 41230。保藏细节附在“实施例”部分之后。
采用已知的方法，育种者可以获得西瓜的二倍体、三倍体 和四倍体自交系，这些自交系的果实具有(i)异常坚实的果肉和/或液 体保持型果肉性状，和(ii)甜度性状。
另外，因为本发明的异常坚实的果肉和液体保持果肉性状 是显性遗传的，所以育种者利用本发明的西瓜即可获得杂种。杂种既 可以是二倍体，又可以是三倍体。具体为，育种者将具有上述所需果 肉性状和甜度性状的西瓜自交系植物与二倍体或四倍体的非异常坚 实的果肉栽培品种杂交，以分别生成果实具有异常坚实的果肉和/或 液体保持型果肉性状以及甜度性状的二倍体和三倍体西瓜植物。用来 生成杂种的非异常坚实的果肉亲本也可以用于获得具有其它的所需 性状(如特定大小和/或颜色)的甜的、异常坚实的果肉和/或液体保 持型果肉西瓜。
本领域的技术人员知道，有几种育种方法可用于新性状向 商业种质中的渐渗，包括混合选择、谱系选择、轮回选择和回交。借 助实施例，且非限制性的，以下阐述了成熟时具有高白利糖度水平的 异常坚实的果肉的西瓜果实的渐渗。 实施例 实施例1-F1系的产生和回交
2000年夏天，用4个Seminis自交系作为雌性与PI296341 杂交生产了4个杂交第一代(F1)系。所用的4个二倍体自交系为 W-2388、W-1128、W-1119和W-1488。W-2388系形状拉长，长宽比 (L/W)为1.8～2.2∶1。果皮的颜色和图案是中绿的背景并长有更深颜色 的宽条纹。这种形状和果皮图案表型被本领域技术人员称为“拉长形 深斑点条纹”西瓜果实。W-1128系的果实形状是圆卵形，L/W比为 1.0～1.2∶1，且果皮颜色为浅绿至中绿的背景加深绿窄条纹。本领域技 术人员称这种表型为“圆卵形窄(或虎)条纹”西瓜果实。W-1119 系的果实形状为卵形至高度圆形，L/W比为1.1～1.3∶1。果皮颜色为 中绿背景加深绿宽条纹。本领域技术人员称这种表型为“圆卵形深斑 点条纹”西瓜果实。W-1488系的果实为圆形，L/W比为1.0～1.1∶1。 果皮颜色为浅绿加一些微弱的斑点/网状图案在背景上。本领域技术 人员称这种表型为“圆灰(或浅绿)”西瓜果实。这4个系提供了栽 培类型中的一组表型多样性。
2000年秋天，分别用各自的F1作雌性与上述4个自交系 回交，从而产生回交1代(BC1)。
BC1代植物在2001年春天生长，且根据总体活力进行选 择。把PI系的等位基因转入栽培类型是困难的，因为许多BC1且甚 至BC2植物都死掉了。观察发现了与存活力相关的藤本植物活力的 变异。认为藤本植物活力与总活力相关，且或许也与病原体抗性有 关。
源于4个原始自交系的各自BC1系作为雌性进行如下杂 交： 1.[[W-1128x PI296341]F1x W-1128](即W-1128 BC1)XW-1128 2.[[W-1119x PI296341]F1x W-1119](即W-1119 BC1)XW-1119 3.[[W-1488x PI296341]F1x W-1488](即W-1488 BC1)XW-1488 4.[[W-2388x PI296341]F1x W-2388](即W-2388 BC1)XW-2068 5.[[W-2388x PI296341]F1x W-2388](即W-2388 BC1)XBSI-2543 6.[[W-2388x PI296341]F1x W-2388](即W-2388 BC1)XBSI-2527
在这6组杂交中，头三组是轮回亲本回交。第4组是与 W-2068系杂交，W-2068与原始亲本W-2388非常相近。第5组和第 6组是与新的自交系杂交。轮回回交程序旨在添加供体亲本(这里为 PI296431)的一个或多个新性状，而保留轮回亲本的表型。然而西瓜 育种是动态的过程，所以在同时开发了更新的自交系时改变轮回亲本 并不少见。所以从技术上讲，4～6组的杂交并没有产生BC2代。为了 清楚叙述这几个后代，这些杂交都被称为BC2＊代。 BC2代和BC2＊代在2001年夏天生长。与对于BC1代一样，进 行藤本植物活力的选择。由此选出的雌性用于生成BC3和BC3＊代。 1.W-1128 BC2 XW-1128＝BC3 2.W-1119 BC2 XW-2741＝BC3*3.W-1488 BC2 XW-1488＝BC3 4.W-2068 BC2* XW-2068＝BC3*5.BSI-2543 BC2*X BSI-2543＝BC3*6.BSI-2527 BC2*X BSI-2527＝BC3* 2001年秋天，生长BC3和BC3＊系，且再次进行藤本植物活力的 选择。选出的植物接着杂交，以分别产生BC4和BC4＊代。 7.W-1128 BC3 XW-1128＝BC4 8.W-2741 BC3* XW-2741＝BC4*9.W-1488 BC3 XW-1488＝BC4 10.W-2068 BC3* XW-2068＝BC4*11.BSI-2543 BC3* X BSI-2543＝BC4*12.BSI-2527 BC3* X BSI-2527＝BC4*
除选择藤本植物活力之外，对BC3和BC3＊果实(其包含 了BC4和BC4＊代种子)的检查有了意想不到的发现。尽管在用当前 的园艺学特性评价BC3代时，BC3代仍旧性能差，但是检查了果实 的品质特性。虽然大多数果实品质差，但育种者对少量果实的观察包 括如下：“果实颜色好，有甜味，及果肉异常坚实----像苹果。”这 个意想不到的发现就是产生出了既异常坚实又有甜味的果肉。为果实 切块的市场部分生产有甜味的果肉，其还组合了异常坚实果肉的可能 性导致了育种目标的分支。本申请人发起了以生产有甜味的异常坚实 果肉西瓜果实为目标的新项目。 实施例2：具有异常坚实果肉果实的植物的自体受粉和早期果肉坚实 度数据
2002年春天，生长BC4/BC4＊代，并定性评价甜味、果实 果肉坚实度和园艺学特性。基于这些评价标准，选择植物以产生下一 代。不过，是对这些平行开发的系的每一个选择进行自体受粉，而不 是去生成另一回交世代。杂交产生了BC4S1/BC4＊S1代。
2002年夏天，生长BC4S1/BC4＊S1代，并定性评价甜味、 果实果肉坚实度和园艺学特性。基于这些评价标准，选择植物以产生 下一代。所选植物自体受粉产生了BC4S2/BC4＊S2代。
2002年秋天，生长BC4S2/BC4S＊2代，并定性评价甜味、 果实果肉坚实度和园艺学特性。基于这些评价标准，选择植物以产生 下一代。所选植物自体受粉产生了BC4S3/BC4S＊3代。
2003年春天，生长BC4S3/BC4S＊3代，并定性评价甜味、 果实果肉坚实度和园艺学特性。基于这些评价标准，选择植物以产生 下一代。所选植物自体受粉产生了BC4S4/BC4S＊4代。
对于BC4S3果实，其果肉坚实度的定性和定量数据都得 到了。具体地讲，用针入度计(FT011型，带有8mm的探针，QA supplies，Norfolk，VA)评价了个体BC4S3植物的93个果实的坚实 度。FT011型针入度计有读取PF的量表，所述PF是磅力的不正确 的简写。磅力是关于压力的英国工程学测量等级，且正确简写为lbf。 英国测量体系向国际单位制(International System of Units)(SI)的转 化是1lbf＝4.448牛顿。为了用针入度计测量所有果肉坚实度，把成 熟果实从植物上摘下来并沿赤道方向切开。果实上的茎末端和花末端 可用于定向。赤道切割意思是把果实分成两半，以便使每一半的花末 端或茎末端距离切开部位最远。从果实切块的中央取样。对于二倍体 果实，取样发生在种子环内。尽管三倍体果实籽很少乃至无籽，取样 仍发生切开果实的相同核心区域。用针入度计对每一半取样，每个果 实总共记录三到五个读数。坚实度以这三到五个读数的平均值报告。
即使在试图固定坚实果肉表型组合可接受的园艺学特性 (包括甜度)的几代后，图1表明在这些样品中仍然存在明显的果实 果肉坚实度变异。虽然图1中的数据反映了明显的变异，但很清楚的 是果实坚实度已经有了改善。箭标指示了轮回亲本的平均坚实度等 级。即使在产物开发的早期世代，也有约43％的果实具有不低于4lbf 的坚实度测量值。
有些表型是由一个基因座上的基因型决定的。这些简单性 状，像Mendel研究的那些性状，属于不连续的类型，如绿色或黄色 种子。然而，自然界中观察到的大多数变异都是连续的，像田间玉米 的产量或人的血压。图1显示了坚实果肉变异的连续型模式，类似于 正态分布。与简单遗传性状不同，连续变异可能是多基因遗传的结 果。影响连续变异的基因座称为数量性状基因座或QTL。数量性状 的表型变异是QTL上的等位基因组成加上环境影响的结果。本申请 人鉴定了变异的几个可能原因：(1)果实坚实度性状可以受到几个 至许多QTL的控制；(2)果实坚实度性状可能是一个或少数基因造 成的，但遗传力低；和(3)该性状可能既是多基因的又是低遗传力 的。本领域技术人员知道，市场要求产品的一致性。因此，对那些受 环境影响不大的，具高遗传力的性状来说，本发明的实用性更强。性 状的遗传力是由遗传变异引起的表型变异的比例。该比值介于0和1 之间。因此遗传力接近1.0的性状几乎不受环境的影响。由于图1所 示的果实坚实度变异解释不了变异的原因，因此还要做进一步的实验 来确定变异的原因，实验如下面的实施例所述。 实施例3：产生具有异常坚实果肉性状的二倍体杂种
2002年秋天，除了自体受粉外，还将所选的BC4S2/BC4S＊2 代植物与其它不含异常坚实果肉表型的商业自交系杂交。进行这些杂 交是为了测试在杂种组合中异常坚实果肉性状被显传遗传到什么程 度。本领域技术人员将认识到，确定自交系中发展的性状在杂种组合 中可发挥多大作用的重要性。
2003年春天，在Florida和California评价这些测试杂 种。虽然在这些试验中测试了许多杂种组合，但大多数数据并未显 示。相反，来自两个试验地点的4个性能最好的杂种数据在表3和4 中示出。按许多标准(包括果皮颜色图案)评价杂种。对于这些杂种， 全部都有斑点条纹图案，称为MS。还评价了果实的长和宽、果皮厚 度、果肉颜色、坚实度和甜度水平。
在定量测定甜度水平时，本申请人使用折光计测量白利 糖度水平。具体而言，用手持式数码折光计(Leica Microsystems model AR200，Reichert Inc.，Depew，NY)按照厂商说明书测量白利糖度水 平。通过挤压被取样的果实直到液滴落入折光计的孔内，在获取针入 度计坚实度读数后测定白利糖度水平。从每一半果实切块各获取一个 白利糖度水平，且按平均值记录数据。
表3和表4显示，测试杂种确实呈现出测试地点间的细 小变异。不过，综合看来，数据显示出这些性能最好的杂种组合在两 个地点性能一致。具体地讲，这些杂种一致地有异常坚实的果肉(如 通过压力的磅力测得的)和非常好的可溶性固体(如通过白利糖度百 分比测得的)。
跨两个地点的果实果肉坚实度数据提供了对性状遗传的 深入了解，从而回答了由图1所示数据引出的关于遗传力的问题。首 先，这些数据表明，异常坚实的果肉性状能够从一个亲本传递给F1 杂种。换言之，本文所述方法中选出的遗传基因座以显性方式影响果 实坚实度。这对设计育种策略而言是重要事实。此外，两个地点的几 个杂种间坚实度测量值的一致表明，本文所述方法中选出的异常坚实 的果肉等位基因具有高遗传力。本领域技术人员认识到，产生具有高 度可遗传的园艺性状的商业系的重要性。具体地，这类栽培品种允许 种植者生产出具有统一市场规格的农作物。 表3 表4 实施例4：评价异常坚实的果肉杂种的液体保持型果肉特性
如本文所述，研究认同最小加工的产品只有最多2～3天 的短保存期限(Perkins-Veazie等人(1998)Hortscience 33：605； Wehner等人in：Watermelons：Characteristics，Production and Marketing.Maynard，editor.ASHS Press，Alexandria VA 2001)。尽管 西瓜果实切块的最大保存期限只有少数几天，但产品品质却在加工后 就开始迅速恶化。对于放在塑料食物容器中的产品切块，消费者能够 看到这种迅速恶化，因为液体从产品切块里渗出并汇积在容器底部。
利用本文所述的液体保持测验评价了来自2003年 California杂种试验的成熟果实(实施例3，表4)的渗漏(见图2)。 该测验在4℃进行。测试杂种4201、4204和4207的果实与标准的二 倍体和三倍体杂种对照一起进行测验。测试杂种具有异常坚实的果肉 性状，坚实度读数分别为8.0lbf、7.0lbf和6.0lbf(表4)。对照的 果肉坚实度读数分别为＜2.0lbf和＜2.5lbf。为了测量液体损失，把果 实的可食用部分切成约1″立方体并称重。选择1英寸立方体的大小是 因为这个尺寸最接近零售商店里的加工产品的大小。在16天时间段 当中，对样品再称重，并通过计算重量损失的百分比来估计液体损 失。
图2图解展示了这些样品在16天时间段当中的重量损失 百分比。每系有多个样品被测验；三角形、圆形和正方形代表在每一 时间点的平均值，且样品标准差以条显示。图2的数据显示了具有较 软果实果肉的对照与具有异常坚实的果肉性状的果实之间重量损失 的大差异。对照和具有异常坚实的果肉表型的测试杂种之间的差异在 第一时间点时就很清晰了，第一时间点为样品被切开后的约6.5小 时。所以，虽然标准栽培品种的产品切块有最多2～3天的保存期限， 但被切开后几乎立刻就开始产品恶化。这些数据表明利用本文所述方 法开发的异常坚实果肉系可抵抗西瓜果实切块现在常见的快速液体 渗漏。因为这些异常坚实果肉果实一经切开将保持住液体，所以它们 在最小加工的西瓜市场中将持续更长的时间。 实施例5：最后的自体受粉以及三倍体杂种的产生和评价
2003年夏天，生长前面实施例2中所述的BC4S4/BC4S＊4 代，并定性评价甜味、果实果肉坚实度和园艺学特性。根据这些评价 标准选择植物以产生下一代。自体受粉产生BC4S5/BC4S＊5代。
2003年秋天，生长BC4S5/BC4S＊5代，并定性评价甜味、 果实果肉坚实度和园艺学特性。根据这些评价标准选择植物以产生下 一代。自体受粉产生BC4S6/BC4S＊6代。
另外，还收集了定性为甜的系的BC4S5代中的定量坚实 度数据。具体为，测验了26个系，且结果显示在下表5中。这些系 中的14个测验了一个果实，而剩余的12个系每个系测验了2个或3 个果实。这26个系的坚实度范围从低的4.0lbf到高的8.0lbf变化。 对于测验了多个样品的系，12个系中的11个在针入度计测量上显示 不出差异。一个系表现出针入度计测量的1lbf差异。这些数据对图1 引出的问题提供了进一步的深入理解，所述图1显示在BC4S3代发 生了异常坚实的果肉性状的变异。具体地讲，BC4S3代的异常坚实的 果肉性状表现低遗传力还是高遗传力尚不清楚。平行开发的许多品系 都给出了提高的、但不同的果实坚实度读数，从而表明异常坚实的果 肉实质上是多基因的。表5中所示的非常低的系内变异，加上表3和 表4中所示的测试杂种数据证明，异常坚实的果肉性状具有高遗传 力。本领域技术人员认识到生成具有高的可遗传园艺性状的商业系的 重要性，因为这类栽培品种允许种植者生产出具有统一市场规格的农 作物。 表5显示了来自BC4S5/BC4S＊5代的自交系评价。 系-重复编号 坚实度 3333-1 7.0lbf 3333-2 8.0lbf 3334-1 5.0lbf 3334-2 5.0lbf 3335-1 8.0lbf 3335-2 8.0lbf 3336-1 5.0lbf 3336-2 5.0lbf 3337-1 5.0lbf 系-重复编号 坚实度 3339-1 4.0lbf 3340-1 4.5lbf 3340-2 4.5lbf 3340-3 4.5lbf 3341-1 5.0lbf 3346-1 5.0lbf 3346-2 5.0lbf 3347-1 6.0lbf 3347-2 6.0lbf 3347-3 6.0lbf 3348-1 6.0lbf 3348-2 6.0lbf 3348-3 6.0lbf 3349-1 5.0lbf 3350-1 5.0lbf 3350-2 5.0lbf 3350-3 5.0lbf 3352-1 5.5lbf 3353-1 6.0lbf 3355-1 8.0lbf 3355-2 8.0lbf 3357-1 5.0lbf 3357-2 5.0lbf 3358-1 5.0lbf 3358-2 5.0lbf 3359-1 6.0lbf 3378-1 7.0lbf 3380-1 7.0lbf 3384-1 7.0lbf 3386-1 7.0lbf 3387-1 8.0lbf 3388-1 7.0lbf 3390-1 6.0lbf 3390-2 6.0lbf 3392-1 8.0lbf 系-重复编号 坚实度 3392-2 8.0lbf 3394-1 5.5lbf 3394-2 5.5lbf 3396-1 7.0lbf 3396-2 7.0lbf 3397-1 7.0lbf 3397-2 7.0lbf 3398-1 7.5lbf 3399-1 7.5lbf 3399-2 7.5lbf 3400-1 7.5lbf 3401-1 7.5lbf 3401-2 7.5lbf 1577-1 8.0lbf 1577-2 8.0lbf 1577-3 8.0lbf 1577-4 8.0lbf 1577-5 8.0lbf 1577-6 8.0lbf 1577-7 8.0lbf
除了上述的自体受粉之外，将选出的BC4S4/BC4S＊4代 植物与其他不含异常坚实度表型的商业四倍体自交系杂交。进行这些 四倍体×二倍体的杂交是为了测验在三倍体杂种组合中异常坚实的 果肉性状被显性遗传到什么程度。如下表6所示，异常坚实的果肉性 状是由三倍体无籽果实遗传的。 表6.成熟果实的果肉坚实度和甜度分值。坚实度按本文所述用针入 度计测得。 杂种 果皮 长 (cm) 宽 (cm) 果皮 厚度(cm) 果肉 颜色 坚实度 (lbf) TSS (白利 糖度) SVR8034-7131 TS 28 24 1.2 红色 5.0 10.2 SVR8034-7132 MS 26 25 1.0 红色 4.0 9.7 SVR8034-7133 MS 28 26 1.0 红色 5.0 10.5 SVR8034-7134 MS 26 24 1.1 红色 4.5 10.0
本文引用的全部参考文献都在此专门并入本文作为参 考。
保藏信息
上面公开的并在所附权利要求书中陈述的Seminise Vegetable Seeds专有的西瓜自交和杂交系3347已经由BCIMB Ltd， 23St，Machar Drive，Aberdeen AB24 3RY保藏。保藏日期为2004年7 月1日。自本申请提交日期之前以来，从Seminis Vegetable Seeds维 持的相同保藏中取出了该品种的2500粒种子的保藏。专利颁布后， 对该保藏的所有限制都将撤除，且保藏将符合37C.F.R.§1.801-1.809 的全部要求。自交系3347的NCIMB编号为按编号NCIMB41230保 藏。
尽管为了达到清楚和理解的目的，本发明已在前面通过 图释和实施例进行了颇为详细地阐述，但很明显的是在本发明范围内 仍可以做某些变化和改动，其只受所附权利要求书限定的范围限制。