Planta híbrida citoplasmática perteneciente al género Lactuca y método para la producción de la misma.

Planta cíbrida del género Lactuca, progenie de la misma, o parte de la misma,

que comprende, en el citoplasma de la misma, un gen derivado de las mitocondrias de una planta del género Helianthus y que tiene esterilidad masculina citoplasmática,

en la que la planta cíbrida se produce mediante un método caracterizado porque comprende: fusionar protoplastos de una planta del género Helianthus con protoplastos de una planta del género Lactuca; cultivar una o más de las células fusionadas; y en la que la etapa de cultivo de las células fusionadas comprende cultivar las células fusionadas en un medio líquido; y luego añadir goma gelán al medio y continuar con el cultivo, en la que la goma gelán se añade a los de 3 a 7 días tras el inicio del cultivo y regenerar una planta del género Lactuca a partir de células cultivadas de una o más de las células fusionadas.

Planta híbrida citoplasmática perteneciente al género Lactuca y método para la producción de la misma Campo técnico

La presente invención se refiere a una planta cíbrida del género Lactuca y a un método para producir la misma. Antecedentes de la técnica

De manera convencional, se han generado variedades genéticamente puras y de primera generación filial (denominadas a continuación en el presente documento F1) como variedades vegetales. Entre ellas, las variedades F1 se han vuelto populares para cultivos básicos. Las variedades F1 tienen importantes ventajas, incluyendo altas tasas de crecimiento, altos rendimientos, etc., como resultado de un alto vigor de crecimiento debido a vigor híbrido (heterosis). Adicionalmente, puede esperarse que tengan mejoras en la resistencia a enfermedades e insectos plaga, y/o en la capacidad de adaptación al entorno, tal como resistencia al frío y al calor. Además, las plantas de una variedad F1 tienen el mismo genotipo, aunque sean heterocigotas, y muestran una uniformidad muy alta en sus fenotipos, aumentando la capacidad de comercialización de productos procedentes de las mismas. Además, las variedades F1 tienen una probabilidad aumentada de acumular rasgos favorables que están gobernados por un(os) gen(es) dominante(s), permitiendo su rápida reproducción. Además, proporcionan una importante ventaja de protección de los derechos del obtentor al elevar la necesidad de producir semillas F1 cada año para la producción de semillas, ya que su progenie perderá la uniformidad en cuanto a la calidad a partir de la siguiente generación como resultado de la segregación de los rasgos.

Las variedades F1 se han convertido en variedades cultivadas dominantes para cultivos básicos por los motivos mencionados anteriormente. Sin embargo, para la producción a gran escala de semillas F1 para propósitos comerciales, se requiere un método económico y poco laborioso para la emasculación. Para plantas que permiten la producción de muchas semillas con un único cruzamiento, incluyendo hortalizas tales como tomate, melón, pepino y calabaza, y plantas con flores tales como petunia y Eustoma, puede lograrse la producción económica de semillas F1 mediante emasculación y cruzamiento manuales. Sin embargo, existen todavía muchos cultivos que son muy difíciles de emascular eficazmente por la estructuras de sus flores. Es difícil que los cultivos que producen sólo una pequeña cantidad de semillas tras un único cruzamiento produzcan semillas híbridas en grandes cantidades mediante cruzamiento manual, lo que hace que la producción de semillas F1 sea poco económica. Para la producción de semillas de tales cultivos, es crucial desarrollar un método que use la esterilidad masculina para la producción de semillas, porque puede omitirse el proceso de emasculación laborioso y caro mediante el empleo de una planta con esterilidad masculina como planta semillera parental, aprovechando por tanto las características genéticas de esterilidad masculina.

La esterilidad masculina se ha encontrado en muchas especies de plantas. Y se han establecido métodos para producir plantas con esterilidad masculina usando técnicas de fusión de protoplastos en muchos cultivos útiles (documentos de patente 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 y 19). Existen diversos mecanismos para la esterilidad masculina, que pueden clasificarse en dos categorías, la esterilidad masculina genética y la esterilidad masculina citoplasmática. La esterilidad masculina genética está provocada por un(os) gen(es) nucleares). Por otra parte, la esterilidad masculina citoplasmática implica la interacción entre un(os) factores) genético(s) citoplasmático(s) y un(os) gen(es) nuclear(es).

Se producen lechugas en todos los países del mundo. Es una hortaliza de un tamaño de mercado muy grande, y se desea enormemente la creación de sus variedades F1. Los documentos no de patente 1 y 2 describen la expresión de heterosis en la lechuga. Se investiga la expresión de heterosis comparando plantas F1 producidas mediante el uso de una lechuga con esterilidad masculina genética con variedades genéticamente puras convencionales. Como conclusión de la investigación, los investigadores notificaron que las plantas F1 presentaban heterosis destacada. Por consiguiente, se ha producido una fuerte demanda para establecer una técnica de producción de semillas usando la esterilidad masculina de la lechuga para producir semillas F1 eficazmente. Aún no se ha establecido tal técnica. Por ejemplo, aunque el documento no de patente 3 reveló el modo de herencia de la esterilidad masculina genética en la lechuga, la aplicación práctica de la esterilidad masculina genética ha seguido siendo problemática ya que es inestable en cuanto a la esterilidad masculina e incluso la fertilidad femenina parece ser defectuosa (documento no de patente 7). El autor del documento no de patente 3 también notificó resultados similares en los documentos no de patente 4 y 5. Realmente, aunque se ha puesto en el mercado una variedad F1 creada mediante el uso de esterilidad masculina genética, es inestable en cuanto a la esterilidad masculina y sigue siendo incapaz de sustituir a la variedad genéticamente pura convencional (documento no de patente 6).

Más recientemente, se ha encontrado un tipo novedoso de líneas con esterilidad masculina genética. Por ejemplo, se encontró la línea "MS1024" descrita en el documento de patente 1 y el documento no de patente 1 entre la progenie de plantas seleccionadas por la resistencia a enfermedades. La línea es superior a las plantas con esterilidad masculina genética descritas en el documento no de patente 3 y similares porque no produce granos de polen en absoluto en su esterilidad masculina y porque proporciona un mayor rendimiento de semillas.

Sin embargo, la producción comercial de semillas F1 usando plantas con esterilidad masculina genética todavía presenta un problema en el coste de producción. En la lechuga, la esterilidad masculina genética resulta de homocigosis para un gen recesivo en los casos observados hasta la fecha (documento no de patente 7). Debido a que las plantas con esterilidad masculina que resultaron de homocigosis para un gen recesivo no son capaces de reproducirse por sí mismas, con el fin de mantener y reproducir una línea con esterilidad masculina, es necesario cruzarlas con Individuos que son heteroclgotos para el gen de esterilidad masculina, y examinar su progenie para detectar los Individuos que son homoclgotos para el gen de esterilidad masculina. Debido a que el cruzamiento dará como resultado una segregación fenotíplca 1:1 en Individuos de planta fértil e individuos de planta estéril, aproximadamente el 50% de a progenie híbrida serán Individuos de planta con esterilidad masculina. Por tanto, para la producción comercial de semillas F1, debe examinarse las plantas en centros de producción de semillas para encontrar y retirar los individuos de planta fértil de alguna manera. En el caso de la lechuga, este proceso de retirada es especialmente problemático porque tiene pequeños órganos florales, lo que hace difícil distinguir individuos de planta estéril e Individuos de planta fértil, y produce muchas flores en pedúnculos delgados.

Además, la fase de floración es diferente para cada Individuo de modo que es muy laborioso retirar individuos fértiles basándose completamente en el aspecto de las flores, y la pureza de las semillas F1 puede reducirse por errores en el proceso de retirada, lo que puede provocar un problema al reducir la calidad de las semillas.

Adicionalmente, la reproducción de plantas con esterilidad masculina genética es ineficaz y requiere un largo periodo de tiempo porque los individuos con el gen de esterilidad masculina son visualmente indistinguibles de otros excepto en la fase de floración. Para facilitar la distinción entre plantas fértiles y plantas estériles, es necesario desarrollar un método para seleccionar sólo las plantas con esterilidad masculina o bien encontrando y haciendo uso de un gen que está relacionado con la morfología de las semillas en una fase temprana de crecimiento, o bien desarrollando un marcador de ADN que esté relacionado con el gen de esterilidad masculina. Aún no se ha establecido una técnica de este tipo para la lechuga, aunque todavía hay estudios en curso para ello.

Aunque ha pasado mucho tiempo desde que se reveló el modo de herencia de la esterilidad masculina genética en la lechuga, todavía quedan por resolver muchos problemas en el desarrollo de variedades F1 usando una lechuga con esterilidad masculina genética tal como se describió anteriormente, y todavía es difícil la creación de variedades F1 con alta capacidad de comercialización.

Por otra parte, la... [Seguir leyendo]

Planta cíbrida del género Lactuca, progenie de la misma, o parte de la misma, que comprende, en el citoplasma de la misma, un gen derivado de las mitocondrias de una planta del género Helianthus y que tiene esterilidad masculina citoplasmática,

en la que la planta cíbrida se produce mediante un método caracterizado porque comprende: fusionar protoplastos de una planta del género Helianthus con protoplastos de una planta del género Lactuca', cultivar una o más de las células fusionadas; y en la que la etapa de cultivo de las células fusionadas comprende cultivar las células fusionadas en un medio líquido; y luego añadir goma gelán al medio y continuar con el cultivo, en la que la goma gelán se añade a los de 3 a 7 días tras el inicio del cultivo y regenerar una planta del género Lactuca a partir de células cultivadas de una o más de las células fusionadas.

Planta cíbrida del género Lactuca, o progenie de la misma, o parte de la misma según la reivindicación 1, en la que la planta del género Helianthus es H. annuus L. o una línea de sustitución citoplasmática de H. annuus L. con citoplasma de H. petiolaris, H. argophyllus, H. debilis, H. decapetalus, H. giganteus, H. rigidus, H. salicifolius, H. anomalus, H. bolanderi, H. exilis, H. maximiliani, H. neglectus, H. praecox o H. tuberosus.

Planta cíbrida del género Lactuca, o progenie de la misma, o parte de la misma según la reivindicación 1 ó 2, en la que la planta cíbrida del género Lactuca se deriva de Lactuca sativa L., L. sémola, L. aculeate, L. scarioloides, L. azerbaijanica, L. geórgica, L. dregeana, L. altaica, L. saligna, L. virosa, L. tatarica, L. indica o L. debilis o la planta híbrida interespecífica de las mismas.

Planta cíbrida del género Lactuca, o progenie de la misma, o parte de la misma según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el gen derivado de las mitocondrias de una planta del género Helianthus es un gen de esterilidad masculina.

Microcallo que comprende células de la planta cíbrida del género Lactuca según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.

Parte de una planta cíbrida del género Lactuca hecha crecer a partir de una semilla de la planta cíbrida del género Lactuca que se ha depositado con el n.° de registro FERM BP-10421, o la progenie de la misma, en la que la parte es el citoplasma del/de los órgano(s) o tejido(s) de la planta cíbrida.

Parte de una planta cíbrida del género Lactuca hecha crecer a partir de una semilla de la planta cíbrida del género Lactuca que se ha depositado con el n.° de registro FERM BP-10647, o la progenie de la misma, en la que la parte es el citoplasma del/de los órgano(s) o tejido(s) de la planta cíbrida.

Parte de la planta cíbrida del género Lactuca o progenie de la misma según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que la parte es el citoplasma del/de los órgano(s) o tejido(s) de la planta cíbrida.

Parte de la planta cíbrida del género Lactuca o progenie de la misma según una cualquiera de las

reivindicaciones 1 a 4, en la que la parte comprende una célula o un citoplasma de la planta.

Método para producir una planta cíbrida del género Lactuca que comprende, en el citoplasma de la misma, un gen derivado de las mitocondrias de una planta del género Helianthus y que tiene esterilidad masculina citoplasmática, caracterizado porque comprende: fusionar protoplastos de una planta del género Helianthus con protoplastos de una planta del género Lactuca', cultivar una o más de las células fusionadas; y regenerar una planta del género Lactuca a partir de células cultivadas de una o más de las células fusionadas, y en el que la etapa de cultivo de las células fusionadas comprende cultivar las células fusionadas en un medio líquido; y luego añadir goma gelán al medio y continuar con el cultivo, en el que la goma gelán se añade a los de 3 a 7 días tras el inicio del cultivo.

Método según la reivindicación 10, en el que los protoplastos de una planta del género Helianthus son

protoplastos de una planta de H. annuus L., o protoplastos de una línea de sustitución citoplasmática de H. annuus L. con citoplasma de H. petiolaris, H. argophyllus, H. debilis, H. decapetalus, H. giganteus, H. rigidus, H. salicifolius, H. anomalus, H. bolanderi, H. exilis, H. maximiliani, H. neglectus, X. praecox o H. tuberosus.

Método según una cualquiera de las reivindicaciones 10 u 11, en el que los protoplastos de una planta del género Lactuca son protoplastos de Lactuca sativa L., L. serriola, L. aculeate, L. scarioloides, L. azerbaijanica, L. geórgica, L. dregeana, L. altaica, L. saligna, L. virosa, L. tatarica, L. indica o L. debilis, o una planta híbrida interespecífica de las mismas.

13. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, en el que la planta del género Helianthus tiene esterilidad masculina citoplasmática.

5 14. Método según la reivindicación 13, en el que la planta del género Helianthus tiene un gen de esterilidad

masculina en las mitocondrias de la misma, y el gen se incorpora en el citoplasma de la planta cíbrlda del género Lactuca.

Método según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, que comprende además seleccionar, de las plantas regeneradas del género Lactuca, un individuo en el que el gen mitocondrial de la planta del género Helianthus se ha Introducido con el uso de PCR o PCR-RFLP.

16. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 15, que comprende además seleccionar, de las plantas regeneradas del género Lactuca, un individuo que tiene un gen de cloroplasto derivado de la planta 15 del género Lactuca con el uso de PCR-RFLP.