具有改進的加工質量的西瓜的制作方法

專利名稱：具有改進的加工質量的西瓜的制作方法
技術領域：
本發明領域是西瓜育種和西瓜的遺傳改良。更具體地講，本申請涉及生產西瓜果實所用的二倍體、四倍體和三倍體西瓜種子和植物，該西瓜果實(i)具有異常堅實的果肉和/或液體保持型果肉，和(ii)成熟時是甜的。相關技術介紹西瓜(Citrullus Ianatus)是葫蘆科(Cucurbitaceae)的一個重要的商業成員，其包括許多不同的品種。這些品種的果實在著色、甜度和其他性狀上不同。例如，不同品種的西瓜果實在外層果皮上呈現廣泛范圍的著色。另外，可食用組織的顏色變化從不同深淺的紅色到黃色。西瓜果實的甜度也不一樣，這可通過使用折光計測量總可溶性固體或白利糖度來評價。因為甜度對消費者尤其重要，所以美國農業部(U.S.Department ofAgriculture)根據白利糖度水平建立了果實品質標準(西瓜等級的美國標準，美國農業部(1978))。根據這些標準，果 實的可食用部分不低于8白利糖度被認為是“好的”，而認為果實的可食用部分不低于10白利糖度是“非常好的”。消費者也可以選擇有籽或無籽的西瓜品種。與果實的著色是由不同的遺傳基因座造成的不同，有籽和無籽品種間的區別一般是由人為進行雜交干涉改變倍性水平造成的。與人類相似，西瓜是天然的二倍體，其染色體成對排列。許多植物，包括西瓜，會經過其全套染色體的重復而以四倍體存在。盡管對西瓜而言，自發形成四倍體并不常見，但該過程能夠在實驗室利用細胞生物學技術常規地形成。然后將四倍體親本與二倍體親本進行雜交來產生三倍體種子，所述種子反過來生成結無籽果實的植物。具體來講，三倍體植物的果實中的種子形成因為倍性水平的不同而異常中斷，從而導致了無籽果實。許多商業品種都是三倍體并且是無籽的。不同倍性的植物果實在果肉堅實度上也不同。二倍體系通常具有最低的果實果肉堅實度水平。由于尚不清楚的原因，將二倍體系改變為四倍體系的方法與較堅實的果實果肉相關。換句話說，四倍體系通常比二倍體具有更堅實的果實果肉。三倍體，作為四倍體和二倍體的雜交，通常具有中間水平的果肉堅實度。除了消費者對著色、甜度和籽的偏好之外，在果肉加工行業對組合了品質和方便性的產品有日益增加的消費者需求。符合這些標準的產品實例有袋裝嫩胡蘿卜，嫩莖花椰菜和花椰菜以及袋裝多葉農作物，如萵苣和菠菜。類似地，對成熟的果實切塊，像西瓜、瓜、菠蘿、番木瓜和獼猴桃也有要求。西瓜零售的越來越大的部分是果實切塊，所述果實切塊要么呈現為帶果皮的大塊，要么被切成無果皮的更小塊，并盛在塑料的食物容器中供給消費者。這些產品的行業術語叫做“最小加工的”。到1998年為止，Perkins-Veazie等人((1998)Hortscience33:605)估計有10%的西瓜零售市場是最小加工的。這種果實切塊展示的優點是:消費者能夠用視覺檢查果實的品質，并且尤其是判斷果實是否成熟，且由此決定是否準備消費。一般情況是未成熟果實的色素形成不均勻，而過分成熟的果實將展現腐爛的跡象，此外，這些產品還給消費者提供方便。對產品零售商而言，提供最小加工的西瓜產品的缺點是果實切塊的保存期限短。研究顯示，最小加工的產品只有最長為2至3天的保存期限(同前；Wehner等人in:Watermelons -Characteristics，Production and Marketing.Maynard, editor.ASHSPress, Alexandria VA2001)。目前供應的西瓜果實通常在切開后會經歷品質快速惡化。切開果實導致腐爛，可看作是果實質地的軟化。惡化也可表現為液體滲漏；在一些品種中，剛切開的西瓜果實的果肉會迅速失去對消費者的吸引力。西瓜果實切塊的快速惡化使零售商既受時間又受空間的限制。由于果實切塊保存期限短，所以零售商一般在零售地點進行加工。另外，零售商不得不經常監控產品以確保丟棄惡化的產品。與美國農業部確立的甜度標準不同，并沒有行業標準來描述西瓜果實可食用部分的堅實度。所以，現用的描述有著很寬的范圍，從“堅實”和“脆的”(Erma Zaden catalogdescriptors for varieties Gill04and Erma 12)到“非常堅實的果肉 ”(Zhang 等人 inUSPTO 申請號 20040060085 和 20030217394 以及 Seminis watermelon catalog for thevariety Cooperstown)。Seminis 已把栽培品種 Fenway、Royal Star 和 Sentinel 分別描述成“脆性極佳”、“堅實果肉”和“脆而多汁果肉”。另外，Rogers Seed Company把Tr1-XBrand626宣傳為“格外堅實”，而把Tr1-X Brand313宣傳為具有“堅實的質地”和“脆性”。盡管用于描 述西瓜果實果肉堅實度的宣傳術語相當多變，然而采用定量測量的科學報告顯示，一般的商業種質的果肉堅實度比本發明的西瓜果實低得多。例如，Roberts等人(2004Report from:ffatermelon Research and Development Working Group.24thAnnual Meeting,Tulsa,OK)測量了很大范圍種質的果肉堅實度，其中使用針入度計測量抵抗的力的量。數據以牛頓(一種國際測量體系(International System of Measurements)術語)報告。為了與申請人的針入度計測量結果相比較，申請人將Roberts的數據轉換成磅力(pounds force) (Ibf),其采用如下公式Ilbf = 4.448牛頓。Roberts報告了西瓜果肉堅實度的范圍為約1.4 3.41bf ο所分析的系之一是Roberts Seed Company的Tr1-XBrand313系，如上所述,Rogers Seed Company把該系宣傳為果肉“堅實”。Roberts等人測量出Tr1-X 8以11(1313的果肉堅實度為10.84牛頓，其轉換為約2.4化€。申請人也測試了Tr1-X Brand313的果肉堅實度,其中使用了來自Norfolk, Virginia的QA Supplies的針入度計(型號為FT011)，所述針入度有直徑8_的探針。使用該方法，Tr1-X Brand313果肉堅實度的讀數為1.41bf (表I)。因為Roberts沒有報告所用針入度計探針的尺寸，所以申請人不能直接將他們的數據和Roberts的數據進行比較。至少對于Tr1-X Brand313而言，與此處所描述的方案相比，Roberts等人測量的約高出77%的讀數可能是不同方法的結果，且特別是使用了不同大小的針入度計探針。雖然本發明的申請人使用了 8mm探針，但另一種常用的針入度計有Ilmm直徑，這就解釋了不同讀數的原因，因為Ilmm探針與8mm探針相比，其針入度計面積約大了 73%。Schultheis 和 Thompson(2004Report from:Waterme1n Research andDevelopment Working Group.24thAnnual meeting.Tulsa,OK)也研究了西瓜果實果肉的堅實度。雖然這些作者使用了型號不同于本申請人所用的針入度計，但他們使用了大小非常相似的探針，直徑為5/16”或約8mm。Schultheis和Thompson報告了 Tri_X313系的果肉堅實度的讀數為1.4至1.7，這與本申請人的測量結果相似，如表I所示。然而在該報告中，作者以磅/平方英寸為單位，描述了這些堅實度數據。可是令人懷疑的是Schultheis和Thompson報告中提供的單位應該是磅力，因為用5/16”探針得到的1.4磅/平方英寸的讀數僅為0.15磅力。Maynard和 Sidoti(2003GCREC Research Report BRA-2003 ；Univ.Florida, GulfCoast Research and Education Center,Bradenton,FL)報告了對商業西瓜系的果實果肉堅實度的另外的研究。在該研究中，作者使用了型號不同于本申請人在本文所述方法中所用的針入度計，其上面有更大的探針，直徑為7/16”或約11mm。他們的堅實度數據范圍為1.8至3.0磅/平方英寸。就像Schultheis和Thompson的報告一樣,本申請人相信,這些作者對他們的堅實度讀數使用了不正確的單位。假設這些數據實際上是以磅力為單位的，其就與用本文所述方法得到的結果相當好地相比較。例如,Maynard和Sidoti的Tri_X313系的堅實度測量結果為2.6。如果人們 調整該數字以作探針面積的約2倍的差異的校正，則新數字為1.35，這就幾乎與本申請人對相同系的測量結果相同(表I)。另一方面，如果人們假設數據是以磅/平方英寸正確地報告的，則基于7/16”探針的2.6磅/平方英寸的數字將為0.391bf的讀數。Tr1-X313系應該具有比0.391bf高得多的堅實度讀數，從而提供了現有技術中已如何報告這些單位的不一致的進一步的證據。Leskovar 等人((2004) J.Horticultural Science and Biotechnology79:75-81)也報告了西瓜果實的堅實度。盡管該文件使用了不同的測量方案，但作者詳細地介紹了他們的方法，從而使得數據可以進行轉換以用于與本文所述的數據相比較。轉換成相同的單位之后，所分析的種質范圍具有0.91bf至1.51bf的果實堅實度。盡管現有技術的測量可能是混亂的，但很明確的是本發明以前生產的商業西瓜系具有大大低于31bf的果實堅實度。另外，如實施例4中所示，這類商業西瓜系的果實一旦切開，就會發生明顯的液體滲漏。所以，本發明致力于市場對產生如下果實的西瓜系的需求，所述果實被加工時具有較長的保存期限。具體來講，本發明的西瓜具有(i)異常堅實的果肉，這可避免果實切塊變得過軟的問題，和/或(ii)液體保持型果肉，這可延遲由液體滲漏造成果實切塊的惡化。另外，這些果實還具有消費者想要的品質特性，如甜度和誘人性，并可向零售商提供關于在哪里加工果實的靈活性和果實一旦被加工后增加的保存期限。發明概述本發明涉及生產在成熟時具有異常堅實的可食用果肉的果實的獨特西瓜自交系和雜交品種，該果肉可抵抗至少3.0磅力(Ibf)(本文所定義的測量技術)。除了異常堅實的果肉新表型外，這些果實滿足對甜度的市場要求，其可食用組織的甜度不低于6白利糖度(本文所定義的測量技術)。本發明的西瓜優選二倍體和四倍體的自交系，該自交系生產在成熟時甜味的、異常堅實的、抵抗至少3.51bf的果肉，然而生產在成熟時甜味的、異常堅實的、抵抗至少4、5、6以及甚至Slbf的系也在本發明預期之中。本發明也提供田間生長的大多數西瓜植物。根據本發明教導產生的具有異常堅實的果肉的任意二倍體或四倍體自交系都能將這種異常堅實的果肉表型傳遞給雜種。除了在成熟時具有異常堅實的果肉外，本發明的西瓜還可能發育出色素均勻的果實果肉(紅色、黃色或橙色)。另外，這些自交系和雜種的果實在成熟時在甜度上可滿足或勝過行業標準，至少為好(不低于約8白利糖度)和優選為非常好(不低于約10白利糖度)。本發明還提供了生產雜種西瓜種子的方法，所述方法包括:將一株自交西瓜植物和第二種西瓜植物雜交，并收獲所結的雜種西瓜種子，以及提供了由該所結雜種西瓜種子生長產生的雜種西瓜植物。本發明還提供生產異常堅實的西瓜植物的方法，其包括步驟:將甜度水平至少符合行業標準的西瓜品種與具有異常堅實的果肉的低甜度西瓜品種雜交，用甜度水平至少符合行業標準的品種回交至少一次，并將回交(或輪回回交(recurrent backcross))的產物進行一輪或多輪的自體受粉，所述回交的產物具有異常堅實的果肉和至少滿足行業標準的甜度的組合性狀。此方法可利用USDA保藏號為PI296341的西瓜植物作為果肉異常堅實的西瓜。來自異常堅實的西瓜的西瓜果實和西瓜果肉也在考慮之內。優選結出重至少約1.5kg果實的西瓜植物,更優選結出重至少約3.0kg果實的西瓜植物。在進一步優選的實施方案中，西瓜植物結出重至少約4.5kg的果實，且在更進一步優選的方案中，植物結出至少約6.0kg的果實。本發明也提供了具有某種植物的可溶性固體和果肉堅實度性狀的西瓜植物，以及從該植物得到的種子、花粉、胚珠和其它營養組織，或從所述組織再生的西瓜植物，該某種植物由2004年7月I日以保藏號NCMB41230保藏的種子產生。本發明也提供具有液體保持型果肉的西瓜植物。如下文所詳述的，這種液體保持性狀與西瓜果實果肉切塊隨時間推移喪失的重量對應。優選這些西瓜植物，其中該西瓜果實的果肉切塊在4°C保存三天后，其重量損失小于約3.5%。更優選這類西瓜植物，其中果肉切塊在4°C保存三天后重量損失小于約3%。提供了更優選的西瓜植物，其中果肉切塊在4°C保存三天后重量損失小于約2%。在另一個優選的實施方案中，西瓜植物具有在4°C保存三天后重量損失小于約1.5%的果肉切塊。這種液體保持性狀延長了被加工的西瓜果實的保存期限。一個優選的實施方案是生產有甜味的、成熟果實的好的果肉異常堅實的西瓜二倍體自交系。另一個優選的實施方案是三倍體雜種，其利用至少一個親本系產生，所述親本系是果肉異常堅實的二倍體自交系或果肉異常堅實的四倍體自交系，所述自交系能結出具有異常堅實果肉的、良好標準甜味的成熟果實。在另一個優選實施方案中，本發明的二倍體、四倍體或三倍體植物所結的成熟西瓜果實發展完全紅的果肉顏色，并且有甜味，具有好的白利糖度水平。

在又一個優選實施方案中，本發明的成熟西瓜果實發展完全黃的果肉顏色和良好甜度，其與異常堅實的果肉結合。在再一個優選實施方案中，本發明的成熟西瓜果實發展完全橙的果肉顏色和良好甜度，其與異常堅實的果肉結合。在另一個優選實施方案中，本發明果實的西瓜果肉被最小加工(新鮮的果實切塊)后保持異常堅實。這種異常堅實的質地延長了加工的果實的保存期限。本發明還涉及產生可結出有甜味的果肉異常堅實(抵抗至少4.0lbf的壓力，不低于8白利糖度)的成熟果實的二倍體和四倍體西瓜系，以及三倍體西瓜雜種的新方法。該方法其中一步包括將已知西瓜品種或系與本發明的成熟時果肉異常堅實的西瓜系雜交。所述雜交的產物然后進行自體受粉，以產生分離群體。在連續的世代中，對關于異常堅實的果肉性狀分離的群體的個體進行連續幾輪選擇和育種，且最終結果即為新的西瓜系，其能結出具有異常堅實的果肉的有甜味的成熟果實。根據下面的詳細敘述，本發明的其它目的、特點和優點就會一目了然。應當理解，盡管描述了本發明的優選實施方案，但詳述和實施例僅僅是為了解釋之用，因為本發明范圍內的改動和變化對本領域技術人員來說都是顯而易見的。特別地，本發明涉及以下各項:1、一種西瓜植物，其產生具有異常堅實的果肉和至少約6白利糖度的可溶性固體的果實。2、第I項的西瓜植物，其中所述異常堅實的果肉抵抗至少約3.51bf的壓力。3、第2項的西瓜植物，其中所述異常堅實的果肉抵抗至少約4.0lbf的壓力。4、第3項的西瓜植物，其中所述異常堅實的果肉抵抗至少約5.0lbf的壓力。

5、第4項的西瓜植物，其中所述異常堅實的果肉抵抗至少約6.0lbf的壓力。6、第5項的西瓜植物，其中所述異常堅實的果肉抵抗至少約8.0lbf的壓力。7、第I項的果實，其具有良好的可溶性固體。8、第7項的果實，其具有非常好的可溶性固體。9、第I項的西瓜植物，其中該植物產生重至少約1.5kg的果實。10、第9項的西瓜植物，其中該植物產生重至少約3.0kg的果實。11、第10項的西瓜植物，其中該植物產生重至少約4.5kg的果實。12、第11項的西瓜植物，其中該植物產生重至少約6.0kg的果實。13、第I項的西瓜植物，其中該植物產生具有紅色果肉的果實。14、第I項的西瓜植物，其中該植物產生具有黃色果肉的果實。15、第I項的西瓜植物，其中該植物產生具有橙色果肉的果實。16、第I項的西瓜植物，其中該植物為二倍體。17、第I項的西瓜植物，其中該植物為四倍體。18、第I項的西瓜植物，其中該植物為三倍體。19、第I項的西瓜植物，其具有由以編號NCMB41230保藏的種子產生的植物的可溶性固體和異常堅實的果肉特性。20、種子，其來自于第19項的植物。21、花粉，其來自于第19項的植物。22、胚株，其來自于第19項的植物。23、植物組織，其源自于第19項的植物。24、西瓜植物，其再生于第23項的組織。25、一種生產雜種西瓜種子的方法，其包括將第I項的自交西瓜植物與第二種西瓜植物雜交，并收獲所得的雜種西瓜種子。
26、通過生長第25項的所得雜種西瓜種子產生的雜種西瓜植物。
27、一種生產第I項的西瓜植物的方法，其包括以下步驟:
a.將具有良好可溶性固體的西瓜品種與具有異常堅實的果肉的西瓜品種雜交，
b.用具有良好可溶性固體的西瓜品種進行至少一次回交，和
c.將步驟(b)的回交產物進行一輪或多輪自體受粉，其中產物具有異常堅實的果肉和至少6白利糖度的可溶性固體。
28、第27項的方法，其中具有異常堅實的果肉的西瓜品種來自USDA保藏號PI296341。
29、從第I項的植物上收獲的西瓜果實。
30、從第29項的西瓜果實中得到的西瓜果肉。
31、生長在田間的許多第I項的西瓜植物。
32、產生具有液體保持型果肉和至少約6白利糖度的可溶性固體的果實的西瓜植物。
33、第32項的西瓜植物，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存3天后損失約3.5%重量。
34、第33項的西瓜植物，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存3天后損失約3%重量。
35、第34項 的西瓜植物，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存3天后損失約2%重量。
36、第35項的西瓜植物，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存3天后損失約1.5%重量。
37、第32項的西瓜植物，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存一周后損失約5%重量。
38、第37項的西瓜植物，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存一周后損失約4%重量。
39、第38項的西瓜植物，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存一周后損失約3%重量。
40、第39項的西瓜植物，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存一周后損失約2.5%重量。
41、第32項的果實，其還具有異常堅實的果肉。
42、第41項的果實，其中所述異常堅實的果肉抵抗至少約3.51bf的壓力。
43、第42項的果實，其中所述異常堅實的果肉抵抗至少約4.0lbf的壓力。
44、第43項的西瓜植物，其中所述異常堅實的果肉抵抗至少約5.0lbf的壓力。
45、第44項的西瓜植物，其中所述異常堅實的果肉抵抗至少約6.0lbf的壓力。
46、第45項的西瓜植物，其中所述異常堅實的果肉抵抗至少約8.0lbf的壓力。
47、第32項的西瓜植物，其具有至少約8白利糖度的可溶性固體。
48、第47項的西瓜植物，其具有至少約10白利糖度的可溶性固體。
49、第48項的西瓜植物，其具有至少約11.5白利糖度的可溶性固體。
附圖簡述


圖1為柱形圖，其描述了本發明自體受粉的自交西瓜植物第三代的果實果肉的堅實度。箭標指示了輪回親本系的成熟果實的平均堅實度。柱形圖的陰影部分顯示，43%的這些果實具有讀數等于或大于41bf的堅實度。
圖2的圖顯示了標準商業西瓜品種的加工果實和本發明西瓜的加工果實在4°C保存后重量的損失。重量損失非常接近于加工果實的液體滲漏。
發明詳述
本發明提供了產生果實的西瓜植物，所述果實具有(i)異常堅實的果肉和/或液體保持型果肉，以及(ii)至少6白利糖度的甜度。所以本發明果實的加工品質提高了，因為果實一旦切開，仍保持堅實和/或比現有技術的商業西瓜系顯著更長地保持其汁。
定義
如本文所用，術語“植物”包括植物細胞、植物原生質體、能再生西瓜植物的組織培養的植物細胞、植物愈傷組織、植物塊和植物整體或植物部分如花粉、花、種子、葉、莖等的植物細胞。
如本文所用，“二倍體植物”意思是來自種植的二倍體種子或來自微繁殖(micropropagation)的植物或移植體,其體細胞中有兩套染色體或二倍于單倍體數目。
“三倍體植物”是指來自種植的三倍體種子或來自微繁殖的植物或移植體，其體細胞中有三套染色體或三倍于單倍體數目。
“四倍體植物”是來自種植的四倍體種子或來自微繁殖的植物或移植體，其體細胞中有四套染色體或四倍于單倍體數目。
術語“堅實的果肉”是指按實施例2所述方法用針入度計測得的，果實堅實度大于約1.51bf壓力，但卻小于或等于約2.0lbf的西瓜的可食用果肉。在植物學中，西瓜果實的可食用果肉是胎座組織。
描述語“異常堅實度果肉”是指按實施例2所述方法用針入度計測得的，果實堅實度測量值不低于3.0lbf壓力，或比標準已知栽培品種所結果實的堅實度更高的西瓜的可食用果肉。果肉異常堅實西瓜優選具有約3.51bf的果實堅實度。
術語“非常堅實的果肉”是指按實施例2所述方法用針入度計測得的，堅實度大于約2.0磅力壓力但小于3.0的西瓜的可食用果肉。
術語“液體保持型果肉”是指一旦切開，在4°C保存三天后重量損失小于約4%，或隨時間推移，比已知標準栽培品種所結果實保留了更多液體的西瓜的可食用果肉。據估計西瓜果實切塊所損失的約95% 98%重量是由于液體滲漏。其余的重量損失的大多數是來自可溶性固體，如糖和酸。因此，一旦切開，液體損失就可以通過測量西瓜果實的重量損失百分比來約計。
“針入度計”是為了測量力而設計的一種設備，并在本文中用于測量果實堅實度。它為測量果實的果肉和皮堅實度提供了快速、容易和準確的方法。申請人利用手持式針入度計搜集了本文報告的數據，以得到成熟果實的3-5壓力讀數。具體地說，申請人使用了具有8毫米或約5/16英寸探針的FTOll型針 入度計(QA Supplies, Norfolk, VA)。
“磅力”或“lbf”為FT011型針入度計的讀數單位，且除非另有說明，在本文中排他地用于表示8mm探針產生的讀數。
西瓜果皮的著色，也稱為“果皮圖案”，可以從淺綠色(常稱為灰色)到中綠、到非常深的綠色(幾乎呈現為黑色)而變化。另外，果皮可以有各種花樣的條紋，該條紋是品種或類型所特有的。因此，術語“虎條紋”、“斑點條紋”、“深斑點條紋”等等用于鑒別各種圖案。
如本文所用，“長寬比(L/W比)”意思是在任一可能的組合中，用西瓜果實的平均長度除以平均寬度所得的比率。該比率可以從1: 1.2到2.2: I變化。
術語“群體”是指擁有共同的親本來源的遺傳異質的植物集合。
如本文所用，術語“品種”或“栽培品種”是指一群相似的植物，通過其遺傳系譜和性能，可以與相同物種中的其它品種鑒別開來。
“回交”是指育種者將植物與它的一個親本系雜交的過程。
“輪回回交”是所設計的一種育種策略，其通過將植物與親本系之一進行連續雜交來恢復系的遺傳組成。
術語“可溶性固體”是指可食用果實中存在的固體材料的百分比。如本文所用，可溶性固體用折光計定量測量為百分比白利糖度。折光儀常包括蔗糖標度，因為白利糖度被正式定義為重量百分比蔗糖。如果水溶液中存在的唯一可溶性固體是蔗糖，則蔗糖標度就會給出實際的百分比蔗糖。但是，如果存在其它可溶性固體，正如事實幾乎總是這樣，讀數就不等于百分比蔗糖，卻接近樣品中的總百分比可溶性固體。簡言之，盡管白利糖度被技術上定義為重量百分比蔗糖，但本領域技術人員知道用折光計得到的重量百分比可溶性固體近似等于重量百分比蔗糖，而且準確地指示了甜度。所以，百分比可溶性固體越高，就像白利糖度水平所指示的，果實的感覺的甜度就越高。
美國農業部根據白利糖度水平確立了西瓜果實的品質標準(西瓜等級的美國標準，美國農業部(1978))。根據這些標準和如本文所用，認為果實的可食用部分不低于8白利糖度是“好的”，而認為果實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，可使用折光計按照上面所述定量測量，或憑借味覺定性測量。
“數量性狀基因座”或“QTL”是編碼影響連續分布的表型表現度的等位基因的染色體位置。
“成熟”是指果實發育的成熟，并指示了收獲的最佳時間。一般而言，本領域的種植技術人員在最大甜度和風味強度時或基本上接近最大甜度和風味強度時收獲果實。關于西瓜，成熟伴隨著果皮外觀、果肉顏色和`糖含量的變化。
術語“純合的”和“純合性”是遺傳學術語。當同源染色體上對應的基因座上等位基因相同時，該基因座稱為純合的。純合性一般指一個群體在一個或多個基因座上被固定的程度。
“雜種”是兩個遺傳上不同的個體雜交的后代。
“自交”或“自交系”是基本上純合的個體或品種。
“漸滲”是育種者為了導入新的性狀，通常是從非栽培類型導入到栽培類型中而實施的方法。
商業西瓜果實的一般特征
成功的西瓜生產取決于對各種栽培實踐的注意。這些實踐包括土壤管理，特別注重正確的施肥；農作物定居，其具有合適的間距；除草；傳粉蜜蜂的引入，和如果要從三倍體植物上結果實，還要有能結出無籽(三倍體)西瓜的合適花粉源；灌溉；和害蟲管理。西瓜果實的大小和形狀，果皮的顏色、厚度和韌度，種子的大小、顏色和數目，果肉的顏色、質地、糖含量以及果實沒有瑕疵，都是在選擇西瓜品種時要考慮的重要特性。商業的種子公司一般給種植者提供到他們的品種示范地塊去察看這些特性的機會，而且一些農業大學還向當地的種植者作出栽培品種的分析數據(Roberts等人(2004) ,Maynard和Sidoti (2003),Schultheis 和 Thompson (2004)和 Leskovar 等人(2004))。
西瓜農作物可以從種子或移植體進行確立。移植變得更常見，因為與從直接播種產生農作物相比，移植可使收獲提前。當種植者想提高無籽果實的產量時，優選移植。移植有助于快速獲得完整植物群叢，尤其當更高的種子成本，就像三倍體種子，使直接播種充滿風險時。
西瓜是唯一有羽狀半裂(淺裂的)葉的經濟上重要的葫蘆，且所有其它的物種都具有完全(無裂的)葉。西瓜的生長習性是蔓性藤本植物。莖細、具毛、具棱、具溝，并且在每一節處生有分支的卷須。莖是高度分支的且最長達30英尺(Wehner等人In Watermelons:Characteristics,Production and Marketing, Maynard,editor.ASHS Press,AlexandriaVA2001)。
西瓜育種者們受到預測生長條件的變化、新的病原體壓力和變化著的消費者偏好的挑戰。根據這些預測，育種者力圖產生新的栽培品種，所述新栽培品種將符合種植者、運輸者、零售商和消費者的發展著的需要。由此要求育種者將盡可能多的有利屬性組合到一種基因型中，以達到好種植、好發送和好食用。對育種者來說一個重要的特性就是果實大小。果實大小成為一個重要的考慮因素，是因為對具體的運輸者和消費者組有著不同的市場要求。大致的種類是:冰箱(< 121b)、小的(12 181b)、中間(18 241b)、大的(24 321b)以及巨大的(>321b)。果實大小以多基因方式遺傳，據估計可涉及25個基因。果實經過運輸者從種植者發送到零售商手中，所述運輸者側重于特定重量的類型，如有籽的為18 241b，無籽的為14 181b。雖然對大小的這些一般種類一直基于歷史的消費，但市場上新類型的小果實西瓜雜種(果實重量為3 91b)有增長的趨勢。
果實果肉堅實度和液體保持是其他重要的特性。消費者對西瓜果實質地有著不同的偏好，且果肉堅實度成了質地的決定因素。另外，果肉堅實度也是決定果實切塊在零售商的貨架上放多久的重要參數。液體保持對于消費者品味最小加工的西瓜來說也是至關重要的。果實切塊保存期限的研究通常是定性的，其中評價果實何時變為“糊狀的(slimy) ” (Perkins-V·eazie 等人 1998HortScience33:605)。果實切塊保存期限的定量評價包括用針入度計直接測量果肉堅實度，或者按實施例4所述測量果實切塊隨時間推移損失的重量百分比，以約計液體滲漏。
本申請人還能通過食用各種果實簡單地確定它們的堅實度。事實上，這就是本申請人最初確定本發明的西瓜與現有技術的西瓜相比有異常堅實的果肉的方式。在味道測試中，申請人也確定了現有技術的標準栽培品種(如Seminis的二倍體Royal Star系)有堅實的果肉，而下面的系則有堅實的到非常堅實的果肉=Tr1-X Brand626 (Syngenta/Rogers-三倍體)、Extazy (Hazera-三倍體)和 Solitaire (Golden Valley-三倍體)。
另一個重要的果實特性是品質，其包括甜度和果實以及果皮顏色的誘人性。Wehner 等人((2001) in:ffatermelons !Characteristics, Production and Marketing.Maynard, editor.ASHS Press.Alexandria, VA)描述了這些特性。這些特性當中最重要的是甜度，沒有苦味，其按白利糖度或通過品嘗味道測得。味道組(panel)數據證實了好的風味分值與較高的白利糖度水平直接相關(Nip等人(1968) Proc.Amer.Soc.Hort.Sc1.93:547)。白利糖度水平隨著果實在藤本植物上的發育和成熟而增加。因此，對消費者而言，未成熟果實會有無法接受的低甜度，如果過早地摘下來，可食用組織的顏色也不均勻。已經公開了西瓜果實的定量建議。雖然Wehner等人建議白利糖度水平應為10%至14%白利糖度，但美國農業部已經確定了標準，如在“定義”部分詳細介紹的，其中至少8白利糖度的甜度為好的，而至少10白利糖度的甜度為非常好的。盡管在建議和標準上有些差異，但對于果實甜度是西瓜果實的重要特性沒有爭論。
本發明的西瓜果實的特性
果實堅實度
本發明西瓜植物果實的果肉比現有技術西瓜栽培品種的果實果肉更堅實且更好地保持了液體。在現有技術的西瓜果實中，二倍體基因型的成熟可食用果肉比三倍體和四倍體基因型的都軟。如果不考慮倍性水平，品系內的果實堅實度差異是不重要的。一般來說，標準的二倍體栽培品種結出具有軟到最堅實的果肉的果實(即成熟時果肉堅實度從小于1.0lbf至約1.51bf)。標準的四倍體系一般結出果肉堅實的或非常堅實的(即成熟時果肉堅實度為1.5化€到少于約3.0化0的果實。標準的三倍體雜種結出在成熟時果肉堅實度處于中間水平(范圍從約1.31bf到2.51bf)的無籽果實。表I顯示了來自現有技術商業雜種和自交西瓜系的果肉堅實度數據。
本文全部的堅實度測量都是使用Norfolk, Virginia的QA Supplies的帶有8mm直徑探針的FTOll型針入度計進行的。以磅力來產生和報告讀數，所述磅力是壓力的英國工程學(British Engineering)量度,其簡寫為lbf,并可根據以下公式轉換成牛頓:Ilbf=4.448牛頓。將主題果實沿赤道方向切開，即每一個果實的花和莖末端之間的中間。申請人為每個果實測三個到五個讀數，其中從每個果實切塊的中央取樣。所報告的堅實度數據是這3 5個讀數的平均值。
表1.一般的西瓜栽培品種和自交系的堅實度研究。
堅實度的平均讀數按本文所述方法以磅力表示。
權利要求
1.一種產生成熟果實的西瓜植物的細胞，所述成熟果實具有含至少6白利糖度的可溶性固體和平均堅實度為至少3. 5磅力(Ibf)的果肉，其中所述堅實度在切開的果實的中心用具有8mm直徑探針的來自QA Supplies,Norfolk, VA的FTOll型針入度計測量，且所述細胞不是繁殖細胞。
2.權利要求I的細胞，其中所述果肉抵抗至少4.Olbf的壓力。
3.權利要求2的細胞，其中所述果肉抵抗至少5.Olbf的壓力。
4.權利要求3的細胞，其中所述果肉抵抗至少6.Olbf的壓力。
5.權利要求4的細胞，其中所述果肉抵抗至少8.Olbf的壓力。
6.權利要求I的細胞，其中所述果肉含有至少8白利糖度的可溶性固體。
7.權利要求6的細胞，其中所述果肉含有至少10白利糖度的可溶性固體。
8.權利要求7的細胞，其中所述果肉含有至少11.5白利糖度的可溶性固體。
9.權利要求I的細胞，其中所述成熟果實重至少I.5kg。
10.權利要求9的細胞，其中所述成熟果實重至少3.Okgo
11.權利要求10的細胞，其中所述成熟果實重至少4.5kg。
12.權利要求11的細胞，其中所述成熟果實重至少6.Okgo
13.權利要求I的細胞，其中所述成熟果實具有紅色果肉。
14.權利要求I的細胞，其中所述成熟果實具有橙色果肉。
15.權利要求I的細胞，其中所述成熟果實具有黃色果肉。
16.權利要求I的細胞，其中所述細胞為二倍體。
17.權利要求I的細胞，其中所述細胞為三倍體。
18.權利要求I的細胞,其中所述細胞為四倍體。
19.權利要求I的細胞，其中所述果肉是液體保持型果肉。
20.權利要求19的細胞，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存3天后損失少于3. 5%的重量。
21.權利要求20的細胞，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存3天后損失少于3%的重量。
22.權利要求21的細胞，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存3天后損失少于2%的重量。
23.權利要求22的細胞，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存3天后損失少于I. 5%的重量。
24.權利要求19的細胞，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存一周后損失少于5%的重量。
25.權利要求24的細胞，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存一周后損失少于4%的重量。
26.權利要求25的細胞，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存一周后損失少于3%的重量。
27.權利要求26的細胞，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存一周后損失少于2. 5%的重量。
28.權利要求2-18任一項的細胞，其中所述抵抗壓力的果肉被切開時，在4°C保存3天后損失少于3. 5%的重量，在4°C保存3天后損失少于3%的重量，在4°C保存3天后損失少于2%的重量，在4°C保存3天后損失少于I. 5%的重量，在4°C保存一周后損失少于5%的重量，在4°C保存一周后損失少于4%的重量，在4°C保存一周后損失少于3%的重量，或者在4°C保存一周后損失少于2. 5%的重量。
29.—種產生成熟果實的西瓜植物的細胞，所述成熟果實具有液體保持型果肉和至少6白利糖度的可溶性固體，其中所述細胞不是繁殖細胞。
30.權利要求29的細胞，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存3天后損失少于3. 5%的重量。
31.權利要求30的細胞，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存3天后損失少于3%的重量。
32.權利要求31的細胞，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存3天后損失少于2%的重量。
33.權利要求32的細胞，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存3天后損失少于I. 5%的重量。
34.權利要求29的細胞，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存一周后損失少于5%的重量。
35.權利要求34的細胞，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存一周后損失少于4%的重量。
36.權利要求35的細胞，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存一周后損失少于3%的重量。
37.權利要求36的細胞，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存一周后損失少于2. 5%的重量。
38.權利要求29的細胞，其中所述果肉含有至少8白利糖度的可溶性固體。
39.權利要求38的細胞，其中所述果肉含有至少10白利糖度的可溶性固體。
40.權利要求39的細胞，其中所述果肉含有至少11.5白利糖度的可溶性固體。
41.權利要求29的細胞，其中所述成熟果實重至少I.5kg。
42.權利要求41的細胞，其中所述成熟果實重至少3.Okgo
43.權利要求42的細胞，其中所述成熟果實重至少4.5kg。
44.權利要求43的細胞，其中所述成熟果實重至少6.Okgo
45.權利要求29的細胞，其中所述成熟果實具有紅色果肉。
46.權利要求29的細胞，其中所述成熟果實具有橙色果肉。
47.權利要求29的細胞，其中所述成熟果實具有黃色果肉。
48.權利要求29的細胞，其中所述細胞為二倍體。
49.權利要求29的細胞，其中所述細胞為三倍體。
50.權利要求29的細胞，其中所述細胞為四倍體。
51.能夠從西瓜自交系3347獲得的西瓜植物的細胞，所述自交系3347的代表性種子樣品已經以保藏號NCMB41230保藏于NCMB，所述西瓜植物包含成熟果實，所述成熟果實具有含至少6白利糖度的可溶性固體和平均堅實度為至少3. 5磅力(Ibf)的果肉，其中所述堅實度在切開的果實的中心用具有8mm直徑探針的來自QA Supp I i e s，Nor f ο I k，VA的FTO11型針入度計測量，且所述細胞不是繁殖細胞。
52.權利要求51的細胞，其中所述果肉抵抗至少4.Olbf、至少5. Olbf、至少6. Olbf或至少8. Olbf的壓力。
53.權利要求51的細胞，其中所述果肉含有至少8白利糖度、至少10白利糖度或至少11.5白利糖度的可溶性固體。
54.權利要求51的細胞,其中所述成熟果實重至少I.5kg、至少3. 0kg、至少4. 5kg或至少 6. Okg0
55.權利要求51的細胞，其中所述成熟果實具有紅色果肉、橙色果肉或黃色果肉。
56.權利要求51的細胞，其中所述細胞為二倍體、三倍體或四倍體。
57.權利要求51的細胞，其中所述果肉是液體保持型果肉。
58.權利要求51的細胞，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存3天后損失少于3. 5%的重量。
59.權利要求58的細胞，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存3天后損失少于3%的重量。
60.權利要求59的細胞，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存3天后損失少于2%的重量。
61.權利要求60的細胞，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存3天后損失少于I. 5%的重量。
62.權利要求51的細胞，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存一周后損失少于5%的重量。
63.權利要求62的細胞，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存一周后損失少于4%的重量。
64.權利要求63的細胞，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存一周后損失少于3%的重量。
65.權利要求64的細胞，其中所述液體保持型果肉被切開時，在4°C保存一周后損失少于2. 5%的重量。
66.權利要求52-56中任一項的細胞，其中所述抵抗壓力的果肉被切開時，在4°C保存3天后損失少于3. 5%的重量，在4°C保存3天后損失少于3%的重量，在4°C保存3天后損失少于2%的重量，在4°C保存3天后損失少于I. 5%的重量，在4°C保存一周后損失少于5%的重量，在4°C保存一周后損失少于4%的重量，在4°C保存一周后損失少于3 %的重量，或者在4°C保存一周后損失少于2. 5%的重量。
67.權利要求1-27和29-65中任一項的細胞，其中所述細胞與PI296341具有共同的遺傳來源。
68.權利要求1-27和29-65中任一項的細胞，其中所述西瓜植物是雜種植物。
69.權利要求1-27和29-65中任一項的細胞，其中所述西瓜植物是自交植物。
全文摘要
一種產生果實的西瓜植物，所述果實具有(i)異常堅實的果肉和/或液體保持型果肉，以及(ii)可溶性固體。
文檔編號A01H5/08GK103250648SQ20131014331
公開日2013年8月21日 申請日期2005年7月1日 優先權日2004年7月2日
發明者G·托拉, B·胡亞雷斯, F·麥奎斯蒂安 申請人:塞米尼斯蔬菜種子公司