JP2002537840A - Novel plant genes and their uses - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】 組織的に獲得した耐性(SAR)を導くシグナルトランスダクション・カスケードに関与するArabidopsis NIM 1遺伝子の相同物は、Nicotiana tabacum(タバコ)、Lycopersicon esculentum (トマト)、Brassica napus (脂肪種子)、Arabidopsis thaliana、Beta vulgaris (テンサイ)、Helianthus annuus (ヒマワリ)または Solanum tuberosum (ポット) から単離される。本発明は、さらに、形質転換ベクターおよびSAR遺伝子発現を増加させ、広範囲の疾病耐性を増強させる形質転換植物におけるNIM1相同物を発現するための方法に関する。 (57) [Summary] Homologs of the Arabidopsis NIM 1 gene involved in the signal transduction cascade leading to systematic acquired resistance (SAR) include Nicotiana tabacum (tobacco), Lycopersicon esculentum (tomato), Brassica napus (fat seed), Arabidopsis thaliana, It is isolated from Beta vulgaris (sugar beet), Helianthus annuus (sunflower) or Solanum tuberosum (pot). The present invention further relates to transformation vectors and methods for expressing NIM1 homologs in transformed plants that increase SAR gene expression and enhance broad spectrum disease resistance.
Description
【0001】 (技術分野) 本発明は、組織的に獲得した耐性(SAR)に関する現象を含む植物における広範
囲の疾病耐性に関する。より特別には、本発明は、植物における組織的に獲得し
た耐性を導くシグナルトランスダクション・カスケードを含む、アラビドプシス
(Arabidopsis)NIM1 遺伝子相同物の同定、単離および特性分析に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a wide range of disease resistance in plants, including the phenomenon of systematically acquired resistance (SAR). More particularly, the present invention relates to the identification, isolation and characterization of Arabidopsis NIM1 gene homologs, including a signal transduction cascade leading to systemically acquired resistance in plants.
【0002】 植物は、ウイルス、 バクテリア、菌類および線虫を含む広範囲の多種の病原
性生物体または生物によって絶え間なく攻撃にさらされている。穀類植物は、遺
伝的に同一の単式農法として栽培するため、特に傷つき易く、疾病が攻撃すると
、損失は深刻となり得る。しかし、ほとんどの植物は、それ自身の病原性生物体
に対して内在的な防御機構を有する。植物病原性への耐性に対する自然の変異体
は、植物品種改良家および病原学者によって同定されており、多くの穀類植物に
おいて生育されている。これらの自然疾病耐性遺伝子は、頻繁に病原体に対する
高レベルの耐性もしくは免疫性を示す。[0002] Plants are constantly challenged by a wide variety of pathogenic organisms or organisms, including viruses, bacteria, fungi and nematodes. Because cereal plants are grown as genetically identical single farms, they are particularly vulnerable and can be severely damaged by disease. However, most plants have intrinsic defense mechanisms against their own pathogenic organisms. Natural variants for resistance to phytopathogenicity have been identified by plant breeders and pathologists and are grown in many cereal plants. These natural disease resistance genes frequently exhibit high levels of resistance or immunity to pathogens.
【0003】 組織的に獲得した耐性(SAR)は、植物体が病原体から自分自身を防御するため
に使用する複合システムの1つの成分(配列)である(HuntおよびRyals,1996;
Ryals et al.,1996)。米国特許第5,614,395号を参照。 特に、SARは、ウイルス
、 バクテリアおよび菌類を含む広い範囲の感染物に対する病原体誘導性の組織
的耐性であるが故に、植物病原体応答に関する重要な局面である。該SARシグナ
ルトランスダクション経路が遮断される場合、 植物は、疾病を普通に引き起こ
す病原体に対して感染されやすくなり、普通は疾病を引き起こさないであろうあ
る種の病原体に対してもまた感染されやすくもなる(Gaffney et al., 1993; Del
aney et al., 1994; Delaney et al.,1995; Delaney,1997; Bi et al., 1995; M
auch-ManiおよびSlusarenko, 1996)。これらの知見は、SARシグナルトランスダ
クション経路が植物の健康を維持するために必須であることを示す。[0003] Systematic acquired resistance (SAR) is one component (sequence) of a complex system that plants use to protect themselves from pathogens (Hunt and Ryals, 1996;
Ryals et al., 1996). See U.S. Patent No. 5,614,395. In particular, SAR is an important aspect of the plant pathogen response because of its pathogen-induced systemic resistance to a wide range of infectious agents, including viruses, bacteria and fungi. If the SAR signal transduction pathway is blocked, the plant is susceptible to pathogens that normally cause disease, and also to certain pathogens that would not normally cause disease. (Gaffney et al., 1993; Del.
aney et al., 1994; Delaney et al., 1995; Delaney, 1997; Bi et al., 1995; M
auch-Mani and Slusarenko, 1996). These findings indicate that the SAR signal transduction pathway is essential for maintaining plant health.
【0004】 概念的には、該SAR応答は、二段階に分けることができる。初期段階では、病
原体感染が認識され、師部(皮部)を通って離れた細胞へ送達(移動)するシグ
ナルが発っせられる。該組織的シグナルは、SAR遺伝子および疾病耐性の双方の
発現に反応する標的細胞によって認識される。SARの維持段階は、数週間から植
物の全生存期間に及び、その間、植物は見かけ上定常状態であり、疾病耐性が維
持される(Ryals et al.,1996)。[0004] Conceptually, the SAR response can be divided into two stages. At an early stage, a pathogen infection is recognized and signals are delivered (migrated) through the phloem (skin) to distant cells. The systemic signal is recognized by target cells that respond to the expression of both the SAR gene and disease resistance. The maintenance phase of SAR extends from several weeks to the overall life of the plant, during which the plant is apparently in a steady state and disease resistance is maintained (Ryals et al., 1996).
【0005】 サリチル酸 (SA)の蓄積は、SAR シグナルトランスダクションのために必要で
あるように見える。特異的な阻害剤、フェニルアラニンのアンモニア分解酵素の
後生的な抑圧または特異的にSAを分解するサリチレートヒドロキシラーゼの形質
転換発現の処理によってSAを蓄積し得ない植物は、SAR遺伝子発現または疾病耐
性をもまた誘導し得ない(Gaffney et al., 1993; Delaney et al.,1994; Mauch-
ManiおよびSlusarenko, 1996; Maher et al., 1994; Pallas et al., 1996)。SA
が組織的シグナルとして機能するのではないかと示唆されてきたが、最近、これ
は論議がおこっており、確実であると知られていること全ては、SAが蓄積しない
場合には、SARシグナルトランスダクションが遮断されるということである (Pal
las et al., 1996; Shulaev et al., 1995; Vernooij et al., 1994)。[0005] The accumulation of salicylic acid (SA) appears to be necessary for SAR signal transduction. Plants that are unable to accumulate SA by treatment of the specific inhibitor, the epigenetic repression of the amylase of phenylalanine or the transformation expression of salicylate hydroxylase, which specifically degrades SA, are associated with SAR gene expression or disease. Tolerance cannot also be induced (Gaffney et al., 1993; Delaney et al., 1994; Mauch-
Mani and Slusarenko, 1996; Maher et al., 1994; Pallas et al., 1996). SA
Has been suggested to function as an organizational signal, but recently this has been debated, and all that is known to be certain is that if SA does not accumulate, the SAR signal Means that the production is cut off (Pal
las et al., 1996; Shulaev et al., 1995; Vernooij et al., 1994).
【0006】 近年、アラビドプシスは、SARの研究に関するモデル系として浮かび上がった(
Uknes et al., 1992; Uknes et al., 1993; Cameron et al., 1994; Mauch-Mani
およびSlusarenko, 1994; DempseyおよびKlessig, 1995)。 SARは、病原体およ
び化学物質、例えばSA、2,6-ジクロロイソニコチン酸(INA)およびベンゾ(1,2,3)
チアジアゾール-7-カルボチオン酸 S-メチルエステル(BTH)の両方によって活性
化されることが示された(Uknes et al., 1992; Vernooij et al., 1995; Lawton
et al., 1996)。INAまたはBTHまたは病原体感染による処理のあと、少なくとも
3つの病原性関連(PR)タンパク質遺伝子、即ち、PR-1、PR-2およびPR-5は、耐性
の発現と同時に互いに調和しあって、誘導される (Uknes et al., 1992,1993)。
最もよく特性分析された種であるタバコにおいて、病原体または免疫化化合物に
よる処理により、少なくとも9セットの遺伝子の発現が誘導される(Ward et al.
, 1991)。形質転換疾病耐性植物は、植物を多様なSAR遺伝子で形質転換すること
によって作られてきた(米国特許第5,614,395号)。In recent years, Arabidopsis has emerged as a model system for SAR research (
Uknes et al., 1992; Uknes et al., 1993; Cameron et al., 1994; Mauch-Mani
And Slusarenko, 1994; Dempsey and Klessig, 1995). SARs are pathogens and chemicals such as SA, 2,6-dichloroisonicotinic acid (INA) and benzo (1,2,3)
It has been shown to be activated by both thiadiazole-7-carbothioic acid S-methyl ester (BTH) (Uknes et al., 1992; Vernooij et al., 1995; Lawton
et al., 1996). After treatment with INA or BTH or pathogen infection, at least three pathogenicity-related (PR) protein genes, namely PR-1, PR-2 and PR-5, are coordinated with each other simultaneously with the development of resistance and induced. (Uknes et al., 1992, 1993).
In tobacco, the best characterized species, treatment with a pathogen or immunizing compound induces the expression of at least nine sets of genes (Ward et al.
, 1991). Transformed disease resistant plants have been created by transforming plants with various SAR genes (US Pat. No. 5,614,395).
【0007】 修飾されたSARシグナルトランスダクション示す多くのアラビドプシス変異株
が単離された(Delaney,1997)。最初のこれらの変異株は、いわゆる、Isd (lesio
ns simulating disease)変異株およびacd2 (accelerated cell death)である(Di
etrich et al.,1994; Greenberg et al., 1994)。これら全ての変異株は、それ
らの葉にある程度の自発性ネクローシス損傷形成、SAレベルの上昇、SAR 遺伝子
のためのMARNA蓄積および顕著な疾病耐性の上昇を示す。少なくとも7つの異な
るIsd 変異株が単離され、特性分析された(Dietrich et al., 1994; Weymann et
al., 1995)。他の注目される変異株のクラスは、cim(constitutive immunity)
変異株である(Lawton et al., 1993)。米国特許第5,792,904号および国際PCT出
願 WO 94/16077も参照。Isd変異株類およびacd2のように、cim変異株は、SAおよ
びSAR遺伝子発現および耐性のレベルが上昇しているが、しかしIsdまたはacd2と
は対照的に、それらの葉には検出し得る損傷を示さなかった。cpr1(constitutiv
e expresser of PR genes)は、cim変異株の一つのタイプの可能性がある;しか
し、顕微鏡でないと見えないcprlの葉上にある損傷の存在は除去されているので
、cprlはIsd変異体の一つのタイプであろう(Bowling et al., 1994)。[0007] A number of Arabidopsis mutants exhibiting modified SAR signal transduction have been isolated (Delaney, 1997). The first of these mutant strains of, so-called, Isd (l esio
ns s imulating d isease) a mutant strain and acd2 (a ccelerated c ell d eath ) (Di
etrich et al., 1994; Greenberg et al., 1994). All these mutants show some spontaneous necrotic lesion formation in their leaves, increased SA levels, accumulation of MARNA for the SAR gene and markedly increased disease resistance. At least seven different Isd variants were isolated and characterized (Dietrich et al., 1994; Weymann et.
al., 1995). Classes of mutant strains other interest, cim (c onstitutive i mmunity)
It is a mutant (Lawton et al., 1993). See also U.S. Patent No. 5,792,904 and International PCT Application WO 94/16077. Like the Isd mutants and acd2, the cim mutants have elevated levels of SA and SAR gene expression and resistance, but in contrast to Isd or acd2, detectable damage to their leaves Did not show. cpr1 ( c onstitutiv
e expresser of PR genes) may be one type of cim mutant; however, the presence of damage on cprl leaves that is not visible under the microscope has been eliminated, so cprl is a variant of the Isd mutant. It would be one type (Bowling et al., 1994).
【0008】 SARシグナル化において遮断されている変異株もまた単離されている。ndrl(no
n-race-specific disease resistance)は、多様な無毒性遺伝子を含むPseudomon
as syringeおよび通常無毒性遺伝子を含むPeronospora parasiticaの両方を生育
させる変異体である (Century et al.,1995)。明らかに、この変異体は、SARシ
グナル化において初期に遮断される。nprl (nonexpresser of PRgenes)は、INA
処理のあと、SARシグナル化経路の発現を誘導することができない変異体である(
Cao et al., 1994)。eds (enhanced disease susceptibility) 変異株は、低バ
クテリア濃度の接種のあと、バクテリア感染を保持する能力を基にして単離した
(Glazebrook et al., 1996; Parker et al., 1996)。あるeds変異株は、表現
型的にnprlに類似しており、近年、eds5およびeds53がnprlの対立遺伝子である
ことが示された(Glazebrook et al., 1996)。niml(noninducible immunity)は
、INA処理後の P. parasitica (即ち、綿花ウドンコ病の原因となるもの)増殖を
保持する (Delaney et al., 1995; 米国特許第5,792,904) 変異体である。nim 1
は、病原体感染の後、SAを蓄積し得るが、SAR遺伝子発現または疾病耐性を誘導
することができない。この変異体がSA経路下流を遮断することを示唆している。
nim 1は、INAまたはBTH応答に対する能力に障害があり、このことはこれら化学
物質の作用の下流に上記の遮断が存在することを示唆するものであった(Delaney
et aI., 1995; Lawton et al., 1996)。[0008] Mutants that are blocked in SAR signaling have also been isolated. ndrl (n o
n-race-specific d isease r esistance) is, Pseudomon include various non-toxic genes
It is a mutant that grows both as syringe and Peronospora parasitica containing normally non-toxic genes (Century et al., 1995). Clearly, this mutant is blocked early on SAR signaling. nprl (nonexpresser of PR genes) is INA
A mutant that cannot induce expression of the SAR signaling pathway after treatment (
Cao et al., 1994). eds (e nhanced d isease s usceptibility ) mutants after inoculation of low bacterial concentrations were isolated based on the ability to retain the bacterial infection
(Glazebrook et al., 1996; Parker et al., 1996). Certain eds mutants are phenotypically similar to nprl, and recently eds5 and eds53 have been shown to be alleles of nprl (Glazebrook et al., 1996). niml (n oninducible im munity) are, P. parasitica after INA treatment (i.e., those causing cotton powdery mildew) holds proliferation (Delaney et al, 1995;. US Patent No. 5,792,904) is a variant. nim 1
Can accumulate SA after pathogen infection, but cannot induce SAR gene expression or disease resistance. This mutant suggests that it blocks the SA pathway downstream.
nim 1 was impaired in its ability to respond to INA or BTH, suggesting that the above-described block exists downstream of the action of these chemicals (Delaney
et al., 1995; Lawton et al., 1996).
【0009】 アラビドプシス対立性遺伝子は単離され、特性分析が行われ、その変異株は、
nim 1およびnprlの各々の表現型の原因であった(Ryals et al, 1997; Cao et al
., 1997)。野生型NIM1 遺伝子産物は、SARおよびアラビドプシスにおける遺伝子
-対-遺伝子疾病耐性の両方を導くシグナルトランスダクション・カスケードに関
与する(Ryals et al., 1997)。Ryalsら(1997)はまたnim 1のさらに5つの対立
遺伝子の単離を報告している。これらの対立遺伝子は、化学的に誘導されたPR-1
遺伝子発現および菌類耐性において、弱く障害された表現型と非常に強く遮断
された表現型を示す。野生型NPR1遺伝子のnprl変異株への形質導入は、PR遺伝子
発現および疾病耐性に関するSAR誘導の応答を修復する変異を相補するだけでは
なく、形質転換植物をSAR誘導がない場合において、P. siringeによる感染に対
してさらに耐性にする(Cao et al.,1997)。WO 98/06748では、アラビドプシス由
来のNPR1単離およびNicotiana glutinosa由来の相同物を記載している。WO 97/4
9822、 WO 98/26082およびWO 98/29537を参照。[0009] The Arabidopsis allele has been isolated and characterized, and the mutant has
It was responsible for each of the phenotypes of nim 1 and nprl (Ryals et al, 1997; Cao et al
., 1997). The wild-type NIM1 gene product is a gene in SAR and Arabidopsis
Involved in signal transduction cascades that lead to both vs. genetic disease resistance (Ryals et al., 1997). Ryals et al. (1997) also report the isolation of five more alleles of nim1. These alleles are chemically induced PR-1
It shows a weakly impaired phenotype and a very strongly blocked phenotype in gene expression and fungal resistance. Transduction of the wild-type NPR1 gene into nprl mutants not only complements the mutation that restores the response of SAR induction for PR gene expression and disease resistance, but also results in P. siringe To make them more resistant to infection by C. et al. (Cao et al., 1997). WO 98/06748 describes NPR1 isolation from Arabidopsis and homologs from Nicotiana glutinosa. WO 97/4
9822, WO 98/26082 and WO 98/29537.
【0010】 植物の遺伝子的形質転換を含む精巧かつ強力な穀物防御方法の多くの研究と使
用にもかかわらず、疾病による損失は、年間数十億ドルになる。そのため、植物
における疾病耐性のための遺伝的機序に関する現在までに蓄積してきた理解を基
にして新規穀物保護方法を開発する必要がある。特に、追加の植物の種からアラ
ビドプシスNIM1 遺伝子相同物の同定、単離および特性分析の必要がある。[0010] Despite the many studies and uses of sophisticated and powerful cereal defense methods, including genetic transformation of plants, disease losses amount to billions of dollars annually. Therefore, there is a need to develop new grain protection methods based on the accumulated understanding of the genetic mechanisms for disease resistance in plants. In particular, there is a need for the identification, isolation and characterization of Arabidopsis NIM1 gene homologs from additional plant species.
【0011】 本発明を説明する場合、次の用語を用い、下記に示したような定義を意図する
ものである。In describing the present invention, the following terms will be used, with the definitions as set forth below.
【0012】 関連する/機能的に結合した: 2つのDNA配列が物理的または機能的に関連する
こと。例えば、もし2つの配列が機能的に結合されるかまたは調節DNA配列がコ
ードするもしくは構造DNA配列の発現レベルに影響するように位置しているなら
、プロモーターまたは調節DNA 配列はRNAまたはタンパク質をコードするDNA配列
「と関連」していると云える。Relevant / functionally linked: The two DNA sequences are physically or functionally related. For example, a promoter or regulatory DNA sequence may encode an RNA or protein if the two sequences are operably linked or are located such that the regulatory DNA sequence affects the level of expression of the encoded or structural DNA sequence. DNA sequence that is "related to"
【0013】 キメラ遺伝子:プロモーターまたは調節DNA 配列が、mRNAをコードするまたは
タンパク質として発現するDNA配列と機能的に結合するまたは関連する組換DNA配
列。例えば、調節DNA配列は関連したDNA 配列の転写または発現を調節し得る。
キメラ遺伝子の調節DNA配列は、天然で見出された関連DNA配列に機能的に結合し
ないのが普通である。Chimeric gene: A recombinant DNA sequence in which a promoter or regulatory DNA sequence is operably linked to or associated with a DNA sequence encoding mRNA or expressed as a protein. For example, a regulatory DNA sequence can regulate the transcription or expression of a related DNA sequence.
The regulatory DNA sequence of the chimeric gene usually does not operably bind to related DNA sequences found in nature.
【0014】 コード配列: RNAに転写される核酸配列、例えば、mRNA、rRNA、tRNA、snRNA
、センスRNAまたはアンチセンスRNAである。次いで、好ましくは、該RNAはタン
パク質を産生するために生物体で翻訳される。[0014] Coding sequence: a nucleic acid sequence that is transcribed into RNA, such as mRNA, rRNA, tRNA, snRNA
, Sense RNA or antisense RNA. Then, preferably, the RNA is translated in the organism to produce the protein.
【0015】 相補性:逆平行の核酸配列における相補的な塩基間の水素結合の形成に対して
互いに対を成し得る逆平行の核酸配列を含む2つの核酸配列を意味する。Complementarity: Refers to two nucleic acid sequences, including antiparallel nucleic acid sequences, that can pair with each other for the formation of hydrogen bonds between complementary bases in the antiparallel nucleic acid sequences.
【0016】 発現: 植物における外来遺伝子またはトランスジーンの転写および/または翻
訳を意味する。アンチセンス構築物の場合、例えば、発現は、アンチセンスDNA
のみの翻訳を意味し得る。Expression: Refers to the transcription and / or translation of a foreign gene or transgene in a plant. In the case of an antisense construct, for example, the expression is
Could only mean translation.
【0017】 発現カセット:適当な宿主細胞で特定のヌクレオチド配列の発現を導き得る核
酸配列であって、停止シグナルに機能的に結合する注目するヌクレオチド配列に
機能的に結合するプロモーターを含む。通常、これは、ヌクレオチド配列の適切
な翻訳のために必要とされる配列を含む。注目のヌクレオチド配列を含む発現カ
セットはキメラであってもよく、その成分の少なくとも1つは、その別の成分の
少なくとも1つに関して異種構造であることを意味する。発現カセットもその1
つであって、これは、天然に存在するが、異種構造的発現のために有用な組換体
で得られる。しかし、通常は、発現カセットは、宿主に関して異種構造であり、
即ち発現カセットの特定の核酸配列は、宿主細胞では天然には存在せず、形質転
換の発生により宿主細胞または宿主細胞の祖先中で導入されたに違いない。発現
カセット中でヌクレオチド配列の発現は、宿主細胞がある特別な外因性刺激に曝
露された場合にのみ転写を開始する構成的プロモーターまたは誘導性プロモータ
ーの制御下に存在することができる。多細胞生物体、例えば植物の場合、そのプ
ロモーターは、特定組織または器官または成長段階に対しての特異的である可能
性がある。Expression cassette: A nucleic acid sequence capable of directing the expression of a particular nucleotide sequence in a suitable host cell, comprising a promoter operably linked to the nucleotide sequence of interest operably linked to a stop signal. Usually, this will include the sequences required for proper translation of the nucleotide sequence. The expression cassette comprising the nucleotide sequence of interest may be chimeric, meaning that at least one of its components is heterologous with respect to at least one of its other components. Expression cassette is one of them
It is obtained in a naturally occurring but useful recombinant for heterologous expression. Usually, however, the expression cassette is heterologous with respect to the host,
That is, the particular nucleic acid sequence of the expression cassette is not naturally present in the host cell and must have been introduced into the host cell or ancestor of the host cell upon transformation. Expression of the nucleotide sequence in the expression cassette can be under the control of a constitutive or inducible promoter that initiates transcription only when the host cell is exposed to a particular exogenous stimulus. In the case of a multicellular organism, such as a plant, the promoter may be specific for a particular tissue or organ or growth stage.
【0018】 遺伝子: ゲノム内に位置する規定領域であり、前記のコードする核酸配列に加
えて別の、発現の制御を担う、本来調節的である核酸配列を含む規定領域、いわ
ゆる、コードする部分の転写および翻訳領域をいう。一つの遺伝子は、別の5'お
よび 3'非翻訳配列および停止配列を含んでもよい。存在し得るさらなる配列(
要素)は、例えばイントロンである。Gene: a defined region located in the genome, in addition to the above-described encoding nucleic acid sequence, another defined region containing an inherently regulated nucleic acid sequence responsible for controlling expression, a so-called encoding portion. Transcription and translation regions. One gene may contain additional 5 'and 3' untranslated sequences and termination sequences. Additional sequences that may be present (
Element) is, for example, an intron.
【0019】 異種構造DNA配列:本明細書中で使用する、「異種構造DNA配列」、「外来性DNA
セグメント」もしくは「異種構造核酸」なる用語は、特定の宿主細胞にとって外
来起源から生ずる配列、もしくは、同じ起源からの場合は元の能力で修飾されて
いる配列をそれぞれ意味する。即ち、宿主細胞中の異種構造遺伝子は、特定の宿
主細胞にとっては内在性であるが、例えばDNAシャッフリングの使用によって修
飾される遺伝子を含む。この用語は、天然に存在するDNA配列の非天然性の複合
体コピーをも含む。従って、該用語は、細胞に対して外来性または異種構造性の
または該細胞にとって相同性であるが通常見出されない宿主細胞核酸内に位置す
るDNAセグメントを意味する。外来性DNAセグメントが発現して、外来性のポリペ
プチドが得られる。Heterologous DNA sequence: As used herein, “heterologous DNA sequence”, “exogenous DNA”
The term "segment" or "heterologous nucleic acid" refers to a sequence that originates from a foreign source to a particular host cell, or, if from the same source, has been modified with its original ability, respectively. That is, heterologous genes in a host cell include genes that are endogenous to the particular host cell, but are modified, for example, by the use of DNA shuffling. The term also includes non-naturally occurring complex copies of the naturally occurring DNA sequence. Thus, the term refers to a DNA segment located within a host cell nucleic acid that is foreign or heterologous to the cell or that is homologous to the cell but not normally found. The exogenous DNA segment is expressed, resulting in the exogenous polypeptide.
【0020】 相同性DNA配列:導入される宿主細胞に自然に関連するDNA配列。Homologous DNA sequence: A DNA sequence naturally related to the host cell into which it is introduced.
【0021】 アイソコード(isocording): ある核酸配列が、参照核酸配列によってコード
されたポリプチドと同じアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードする場合、
その核酸配列は参照核酸配列とアイソコードしている。Isocording: When a nucleic acid sequence encodes a polypeptide having the same amino acid sequence as the polypeptide encoded by the reference nucleic acid sequence,
The nucleic acid sequence is isocoded with the reference nucleic acid sequence.
【0022】 単離された(した):本発明において、単離された核酸分子または単離された
酵素は、人の手による、本来の環境から放れて存在し、従って天然の生成物でな
い核酸分子または酵素である。単離された核酸分子または酵素は、精製形態で存
在してもよく、または非自然環境、例えば組換え体の宿主細胞で存在してもよい
。Isolated: In the context of the present invention, an isolated nucleic acid molecule or an isolated enzyme is a nucleic acid that exists free of its natural environment by the human hand and is therefore not a natural product. A molecule or an enzyme. An isolated nucleic acid molecule or enzyme may exist in a purified form, or may exist in a non-native environment, eg, a recombinant host cell.
【0023】 最小プロモーター: 不活性であるか、または上流活性化の非存在下にプロモー
ター活性が大きく低下しているプロモーター配列、特にTATA配列である。Minimal promoter: A promoter sequence, particularly a TATA sequence, which is inactive or has a greatly reduced promoter activity in the absence of upstream activation.
【0024】 本来的な:非形質転換細胞のゲノム中に存在する形質遺伝子を意味する。Native: means a trait gene present in the genome of a non-transformed cell.
【0025】 自然発祥物(天然に存在する): 「自然発祥物(天然に存在する)」なる用語
は、人によって人工的に生成されるものとは区別して自然界で見出され得る物質
を説明するのに使用する。例えば、自然発祥物から単離することができかつ研究
室でヒトによって作為的に修飾していない生物体(ウイルスも含む)に存在する
タンパク質またはヌクレオチド配列が、自然発祥物である。Natural Origin (naturally occurring): The term “natural origin (naturally occurring)” describes a substance that can be found in nature as distinct from being artificially produced by humans. Used to do. For example, a protein or nucleotide sequence that can be isolated from a natural source and that is present in an organism (including viruses) that has not been artificially modified by humans in the laboratory is a natural source.
【0026】 NIM1: Ryals et al.,(1997)によって発表された遺伝子であって、これは、S
AR シグナルトランスダクション・カスケードに関与する。NIM1: a gene published by Ryals et al., (1997), which
Participates in the AR signal transduction cascade.
【0027】 NIM1: NIM1遺伝子によってコードされたタンパク質。NIM1: a protein encoded by the NIM1 gene.
【0028】 核酸: 「核酸」なる用語は、一重もしくは二重らせんのいずれかの形をした、
デオキシヌクレオチドまたはリボヌクレオチドおよびその重合体を示す。特別に
制限しないかぎり、該用語は、参照核酸と類似の結合特性を有し、および天然に
存在するヌクレオチドに類似した方法で代謝される天然のヌクレオチドの既知の
アナログを含む核酸を包含する。そうでないように指示していなければ、特定の
核酸配列は、保存的に修飾されたその変異体(例えば、縮重コドンの置換)および
相補的配列さらに明確に示した配列を内在的に含む。具体的には、縮重コドンの
置換は、1以上の選択されたコドンの第三番目の位置が、混合された残基および
/またはデオキシイノシン残基で置換される配列をつくることによって達成され
得る(Batzer et al., 核酸 Res. 19: 5081 (1991); Ohtsuka et al., J. Biol.
Chem. 260: 2605-2608 (1985);Rossolini et al., Mol. Cell. Probes 8: 91-98
(1994))。「核酸」または「核酸配列」なる用語は、遺伝子、遺伝子によってコ
ードされたcDNAおよびmRNAを用いて互換的に使用してもよい。本明細書において
、核酸分子は、好ましくはDNAのセグメントである。ヌクレオチドは、以下の標
準的な略語により、その塩基によって示す: アデニン(A)、シトシン(C)、チミン
(T)およびグアニン(G)。Nucleic acid: The term “nucleic acid” is in either a single or double helix,
1 shows deoxynucleotides or ribonucleotides and polymers thereof. Unless specifically limited, the term includes nucleic acids that have similar binding properties to a reference nucleic acid, and that include known analogs of naturally occurring nucleotides that are metabolized in a manner similar to the naturally occurring nucleotides. Unless otherwise indicated, a particular nucleic acid sequence inherently includes conservatively modified variants thereof (eg, degenerate codon substitutions) and complementary sequences, as well as the sequences explicitly set forth. Specifically, substitution of degenerate codons is achieved by creating a sequence in which the third position of one or more selected codons is replaced with mixed residues and / or deoxyinosine residues. (Batzer et al., Nucleic Acid Res. 19: 5081 (1991); Ohtsuka et al., J. Biol.
Chem. 260: 2605-2608 (1985); Rossolini et al., Mol. Cell. Probes 8: 91-98.
(1994)). The terms “nucleic acid” or “nucleic acid sequence” may be used interchangeably with gene, cDNA and mRNA encoded by the gene. As used herein, a nucleic acid molecule is preferably a segment of DNA. Nucleotides are indicated by their bases by the following standard abbreviations: adenine (A), cytosine (C), thymine
(T) and guanine (G).
【0029】 ORF: 読み取り枠 植物: 丸ごとの植物体ORF: reading frame Plant: whole plant
【0030】 植物細胞: プロトプラストおよび細胞壁からなる植物の構造的および生理学的
単位。 植物細胞は、単離された単細胞または培養細胞の形態または高度に組織
化された単位、例えば植物組織、植物器官または丸ごとの植物体の単位としての
形態であり得る。Plant cell: The structural and physiological unit of a plant consisting of protoplasts and cell walls. Plant cells can be in the form of isolated single cells or cultured cells or in the form of highly organized units, such as plant tissues, plant organs or whole plant units.
【0031】 植物細胞培養: 植物単位、例えば、様々な成長段階での、プロトプラスト、細
胞培養細胞、 植物組織中の細胞、花粉、 花粉管、 胚珠、胚嚢、接合子および
胚の培養。Plant cell culture: The culture of plant units, such as protoplasts, cell culture cells, cells in plant tissue, pollen, pollen tubes, ovules, embryo sac, zygotes and embryos at various stages of development.
【0032】 植物試料: 葉、茎、根、花または花の一部、 果実、 花粉、卵細胞、接合子、
種子、さし木、細胞または組織培養物または植物のその他の部分または産物。Plant sample: leaf, stem, root, flower or part of flower, fruit, pollen, egg cell, zygote,
Seed, cutting, cell or tissue culture or other part or product of a plant.
【0033】 植物器官: 植物の明確で、視覚的に構築され、分化した部分、例えば根、茎、
葉、蕾または胚。Plant Organs: Clear, visually constructed and differentiated parts of plants, such as roots, stems,
Leaves, buds or embryos.
【0034】 植物組織:構造的および機能的単位に組織された植物細胞の一群。植物におい
て、または培養中の任意の植物組織が含まれる。この用語は、限定するものであ
はないが、丸ごとの植物体、 植物器官、植物種子、組織培養および構造的およ
び/または機能的単位で組織された植物細胞の全ての群を含む。この用語の使用
は、上記植物組織の全ての特異的な型、と接合するかまたは非存在下で、または
この定義によって含まれる以外のその他の植物組織型を排除することを意図する
ものではない。Plant tissue: A group of plant cells organized into structural and functional units. Includes any plant tissue in a plant or in culture. The term includes, but is not limited to, whole plants, plant organs, plant seeds, tissue cultures and all groups of plant cells organized in structural and / or functional units. Use of this term is not intended to exclude all specific types of the above plant tissue, or to exclude other plant tissue types other than those encompassed by this definition, or in the absence of this definition. .
【0035】 プロモーター: RNAポリメラーゼIIに対する結合部位を含み、DNAの転写を開始
するコード領域の上流の非翻訳DNA配列部位。プロモーター領域は、遺伝子発現
の調節配列として作用する別の配列を含んでもよい。Promoter: An untranslated DNA sequence site upstream of the coding region that contains the binding site for RNA polymerase II and initiates transcription of DNA. The promoter region may include additional sequences that act as regulatory sequences for gene expression.
【0036】 プロトプラスト: 細胞壁がないか細胞壁の一部しかない単離された植物細胞Protoplasts: an isolated plant cell that has no or only part of the cell wall
【0037】 精製した(された):「精製した(された)」なる用語は、核酸またはタンパ
ク質に適用された場合に、核酸またはタンパク質は自然状態で関連のある別の細
胞成分を本質的に含まないことを示す。それは、乾燥または水溶液のいずれの形
態でも存在し得るが、均質状態であるのが好ましい。純度および均質度は、通常
、分析化学技術、例えばポリアクリルアミドゲルもしくは高速クロマトグラフィ
ーを用いて測定する。調製物中に存在する主要な種類であるタンパク質は、実質
的に精製されている。タンパク質は、ゲル電気泳動において主要バンドの発生に
よって示す。特に、核酸またはタンパク質は、少なくとも約50%の純度、より好
ましくは少なくとも約85%の純度、最も好ましいのは少なくとも約99%の純度で
あることを意味する。Purified: The term “purified”, when applied to a nucleic acid or protein, causes the nucleic acid or protein to essentially separate another cellular component that is naturally related. Indicates that it is not included. It can be in either dry or aqueous form, but is preferably in a homogeneous state. Purity and homogeneity are usually measured using analytical chemistry techniques, such as polyacrylamide gels or high performance chromatography. The major type of protein present in the preparation is substantially purified. Protein is indicated by the occurrence of a major band in gel electrophoresis. In particular, it means that the nucleic acid or protein is at least about 50% pure, more preferably at least about 85% pure, and most preferably at least about 99% pure.
【0038】 組換えDNA分子:組換えDNA技術を用いて、一緒に結合したDNA分子の組合せ。Recombinant DNA molecule: A combination of DNA molecules linked together using recombinant DNA technology.
【0039】 調節配列:ヌクレオチド配列の発現を制御することに関与する配列。プロモー
ターを含む調節配列は、注目されるヌクレオチド配列および停止シグナルに機能
的に結合する。通常、それらは、ヌクレオチド配列の適切な翻訳に必要な配列も
包含する。Regulatory sequence: A sequence involved in controlling the expression of a nucleotide sequence. Regulatory sequences, including promoters, are operably linked to the nucleotide sequence of interest and the stop signal. Usually, they also include sequences necessary for proper translation of the nucleotide sequence.
【0040】 選択し得るマーカー遺伝子:植物細胞において発現する遺伝子は、細胞に選択
的な利点を与える。選択し得るマーカー遺伝子を用いて形質転換した細胞に保持
された選択的利点は、形質転換していない細胞の増殖と比べて、負の選択薬物、
例えば抗生物質または除草薬の存在下で成長し得るために存在しうる。形質転換
された細胞に保持された選択的利点は、形質転換していない細胞の増殖と比べて
、栄養、増殖要因もしくはエネルギー源としての添加化合物を利用する増強され
たもしくは新規の許容力によるものであろう。選択マーカー遺伝子は、植物細胞
での発現が負および陽性両方の選択的利点を細胞に与える遺伝子または遺伝子の
組合せを意味する。Selectable marker genes: Genes expressed in plant cells confer selective advantages on the cells. The selective advantage retained in cells transformed with a selectable marker gene is a negative selection drug, compared to the growth of untransformed cells,
For example, it may be present because it can grow in the presence of antibiotics or herbicides. The selective advantage retained by the transformed cells is due to enhanced or novel permissiveness utilizing added compounds as nutrients, growth factors or energy sources, compared to the growth of untransformed cells. Will. Selectable marker gene refers to a gene or combination of genes whose expression in a plant cell confers on the cell both selective and positive advantages.
【0041】 顕著な増加: 測定技術における本来的な誤差の限界以上の酵素活性における増
加、好ましくは、増加または阻害剤存在下での野生型の酵素活性よりも約2倍以
上高い、より好ましくは約5倍またはそれ以上、最も好ましくは、約10倍または
それ以上の増加。Significant increase: An increase in enzyme activity above the inherent error limit in the assay technique, preferably about twice or more than the increase or the wild-type enzyme activity in the presence of the inhibitor, more preferably About a 5-fold or more, most preferably about a 10-fold or more increase.
【0042】 2以上の核酸またはタンパク質配列の関係において、「同一」、または「同一
性」パーセントなる用語は、同一かまたは下記配列の比較アルゴリズムまたは可
視検定の1つを用いて測定して、最大一致とみなされるときに、特定パーセント
の同一のアミノ酸または核酸を持つ2つ以上の配列または部分配列を意味する。In the context of two or more nucleic acid or protein sequences, the term “identical” or “percent identity” is the same or greater than the maximum as determined using one of the following sequence comparison algorithms or visual assays. When considered a match, it refers to two or more sequences or subsequences having a particular percentage of identical amino acids or nucleic acids.
【0043】 実質的に同一の: 2つの核酸またはタンパク質配列において、「実質的に同一
」なる用語は、下記配列の比較アルゴリズムまたは視覚検定の1つを用いて測定
して比較し、最大一致について比較および整列した場合、少なくとも60%、好ま
しく80%、より好ましくは90−95%、最も好ましくは少なくとも99%の核酸もし
くはアミノ酸残基の同一性を有する2以上の配列または下位配列を示す。好まし
くは、実質的な同一性は、長さにおいて、少なくとも約50残基、より好ましくは
少なくとも100個以上の残基の領域、最も好ましくは少なくとも約100残基以上の
領域が存在する配列の領域にわたって存在し、最も好ましい配列は約150残基以
上の実質的に同一なものである。最も好ましい態様において、該配列はコード配
列の完全長にわたって実質的に同一である。さらに、実質的に同一の核酸または
タンパク質配列は、実質的に同じ機能を持つ。Substantially identical: In two nucleic acid or protein sequences, the term “substantially identical” is measured and compared using one of the following sequence comparison algorithms or visual assays to determine a maximum match. When compared and aligned, it indicates two or more sequences or subsequences that have at least 60%, preferably 80%, more preferably 90-95%, and most preferably at least 99%, nucleic acid or amino acid residue identity. Preferably, the substantial identity is at least about 50 residues in length, more preferably at least 100 or more residues, most preferably at least about 100 or more residues of the sequence. And the most preferred sequences are substantially identical, of about 150 residues or more. In a most preferred embodiment, the sequences are substantially identical over the full length of the coding sequence. Further, substantially identical nucleic acid or protein sequences have substantially the same function.
【0044】 配列比較について、通常1つの配列は、試験配列を比較するための参照配列と
して機能する。配列の比較アルゴリズムを用いる場合、試験および参照配列は、
コンピューターに入力される。必要であれば下位配列座標軸を表し、配列のアル
ゴリズムプログラムパラメーターを示す。次いで、その配列の比較アルゴリズム
は、提示したプログラムパラメーターに基づいて参照配列と比較した試験配列の
配列同一性%を計算する。For sequence comparison, usually one sequence acts as a reference sequence, to which test sequences are compared. When using a sequence comparison algorithm, the test and reference sequences are:
Entered into the computer. Represents the lower array coordinate axis, if necessary, and indicates the algorithm program parameters of the array. The sequence comparison algorithm then calculates the percent sequence identity of the test sequence relative to the reference sequence, based on the program parameters provided.
【0045】 比較のための配列に関する至適整合は、例えばSmith & Waterman, Adv. Appl
Math. 2: 482 (1981)の局部的相同性アルゴリズム、またはNeedleman & Wunsch,
J. Mol. Biol. 48: 443 (1970)の相同性配列アルゴリズム、Pearson & Lipman,
Proc. Nat'l. Acad. Sci. USA 85: 2444 (1988)の類似の方法を検索して、これ
らアルゴリズム(GAP、BESTFIT、FASTAおよびTFASTA in the Wisconsin Genetic
s Software Package, Genetics Computer Group, 575 Science Dr., Madison, W
I)のコンピューター化した手段によって、または視覚検査によって行い得る(一
般的にはAusubel et al., infra参照)。[0045] Optimal matches for sequences for comparison can be found, for example, in Smith & Waterman, Adv. Appl.
Math. 2: 482 (1981), the local homology algorithm, or Needleman & Wunsch,
J. Mol. Biol. 48: 443 (1970), by the search for similarity algorithm in Pearson & Lipman,
Nat'l. Acad. Sci. USA 85: 2444 (1988). Searching for similar methods, these algorithms (GAP, BESTFIT, FASTA and TFASTA in the Wisconsin Genetic
s Software Package, Genetics Computer Group, 575 Science Dr., Madison, W
This can be done by computerized means of I) or by visual inspection (see generally Ausubel et al., Infra).
【0046】 配列同一性%および配列相同性を測定するのに適当なアルゴリズムの1つの例
は、BLASTアルゴリズムであり、これは、Altschul et al., J. Mol. Biol. 215:
403-410 (1990)に、記載されている。 BLAST分析を行うためのソフトウェアは
、National Center for Biotechnology Information (http://www.ncbi.nim.nih
.gov/)から入手し得る。One example of an algorithm that is suitable for determining% sequence identity and sequence homology is the BLAST algorithm, which is described in Altschul et al., J. Mol. Biol. 215:
403-410 (1990). Software for performing BLAST analysis is available at the National Center for Biotechnology Information (http: //www.ncbi.nim.nih
.gov /).
【0047】 このアルゴリズムは、データ・ベース配列中で、同一の長さの単語と並べる場
合、幾つかの陽性値の限界スコアTを一致させるかまたは満足させる、疑いのあ
る配列中の長さWの短い単語を同定することによって、最初に同定するハイ・ス
コア・シークエンス・ペア (HSPs)を包含する。Tは、近傍の単語スコア限界とし
て示す(Altschul et al., 1990)。これらの開始の近傍単語のヒットは、それら
を含むより長いHSPを見出すための検索を開始するための種として作用する。
続いて、この単語のヒットは、累積配列ヒットが累積配列スコアが増え得る限り
、両方の検索に従って各配列において伸長する。 累積スコアは、ヌクレオチド
配列を用いて計算され、該パラメータM(一組の一致する残基に対するリワード
・スコアー;いつも0以上)およびN(不一致の残基に対するペナルチィー・ス
コア;いつも0以下)を用いて計算した。アミノ酸配列に対しては、スコア化す
るマトリックスを用いて、累積スコアを計算した。各方向での単語のヒットの伸
長が停止するのは、累積配列スコアが、その最高の達成値からの数量Xまで低下
し、累積スコアが1以上の負のスコア残基配列により0または0以下になり、もし
くは何れかの配列の末端に達するする場合である。BLATアルゴリズムパラメータ
W、TおよびXは、配列の感受性およびスピードを測定する。BLASTNプログラム(
ヌクレオチド配列)は、単語の長さ(W)、10の期待値(E)、100のカットオフ
、 M=5、N=-4、および両ストランドの比較をデフォルトとして使用する。アミノ
酸配列のために、BLASTPプログラムは、単語の長さ(W)3、期待値(E)10、BLO
SUM62スコアマトリックスを(Henikoff & Henikoff, Proc. Natl. Acad. Sci. U
SA 89: 10915 (1989)を参照)デフォルトとして使用する。The algorithm uses a length W in the suspected sequence that matches or satisfies the threshold score T for some positive values when aligned with words of the same length in the database sequence. By identifying the short words of, the first identified high score sequence pairs (HSPs) are included. T is shown as the neighborhood word score limit (Altschul et al., 1990). These starting word hits act as seeds for initiating searches to find longer HSPs containing them.
Subsequently, this word hit expands in each sequence according to both searches, as long as the cumulative sequence hit can increase the cumulative sequence score. The cumulative score is calculated using the nucleotide sequence and using the parameters M (reward score for a set of matching residues; always greater than or equal to 0) and N (penalty score for mismatching residues; always less than or equal to 0). Calculated. For amino acid sequences, a cumulative score was calculated using a matrix to be scored. The stoppage of word hit growth in each direction is due to the cumulative sequence score decreasing to the quantity X from its highest achieved value, with a cumulative score of 0 or less due to a negative score residue sequence of 1 or more. Or reaches the end of any sequence. The BLAT algorithm parameters W, T and X measure the sensitivity and speed of the sequence. BLASTN program (
Nucleotide sequence) uses the word length (W), expected value (E) of 10, cutoff of 100, M = 5, N = -4, and a comparison of both strands as default. For amino acid sequences, the BLASTP program calculates the word length (W) 3, expected value (E) 10, BLO
SUM62 score matrix (Henikoff & Henikoff, Proc. Natl. Acad. Sci. U
SA 89: 10915 (1989)) used as default.
【0048】 配列相同性%を計測することに加えて、BLASTアルゴリズムは、2つの配列の
間に類似の統計学的分析を行った(例えば、Karlin & Altschul, Proc. Nat'l. A
cad. Sci. USA 90: 5873-5787 (1993))。BLASTアルゴリズムによって提供された
類似性を1つの測定法は、最小合計の確率(P(N))であって、これは、2つの
核酸またはアミノ酸配列間の一致が偶然生じる確率の指標を示す。例えば、試験
核酸は、試験核酸配列と参照核酸配列との比較において、最小合計確率がする約
0.1以下、好ましくは約0.01以下、最も好ましくは約0.001以下である場合、参照
配列に類似していると考える。In addition to measuring% sequence homology, the BLAST algorithm performed a similar statistical analysis between the two sequences (eg, Karlin & Altschul, Proc. Nat'l. A
cad. Sci. USA 90: 5873-5787 (1993)). One measure of similarity provided by the BLAST algorithm is the probability of least sum (P (N)), which is an indicator of the probability that a match between two nucleic acid or amino acid sequences will occur by chance. For example, a test nucleic acid may have a minimum total probability of about a comparison between a test nucleic acid sequence and a reference nucleic acid sequence.
If it is less than 0.1, preferably less than about 0.01, and most preferably less than about 0.001, it is considered similar to the reference sequence.
【0049】 2つの核酸配列が実質的に同一であるという別の表示は、2つの分子が緊縮性
条件下で互いにハイブリダイズすることである。「に特異的にハイブリダイズす
る」なる文言は、配列が複合体混合物(例えば全細胞性)DNAまたはRNAに存在す
る場合、該配列が緊縮性条件下で分子を特定の核酸配列にのみ、結合、重複もし
くはハイブリダイズすることを示す。 「実質的な結合」は、プローブ核酸およ
び標的核酸との間の相補的ハイブリダイゼーションを示し、所望の標的核酸配列
の検出を達成するためのハイブリダイゼーション媒体の緊縮性を低下させて順応
し得る少しの不一致を包含する。Another indication that two nucleic acid sequences are substantially identical is that the two molecules hybridize to each other under stringent conditions. The phrase "hybridizes specifically to" refers to a sequence that, when present in a complex mixture (eg, whole cell) DNA or RNA, binds the molecule to only a particular nucleic acid sequence under stringent conditions. , Indicates duplication or hybridization. "Substantial binding" refers to complementary hybridization between a probe nucleic acid and a target nucleic acid, which can reduce the stringency of the hybridization medium to achieve the detection of the desired target nucleic acid sequence and can accommodate a small amount. Inconsistencies.
【0050】 核酸ハイブリダイゼーション実験、例えばサザンおよびノーザン・ハイブリダ
イゼーションにおいて、「緊縮性ハイブリダイゼーション条件」および「緊縮性
ハイブリダイゼーション洗浄条件」は、異なる環境パラメーターで異なる。長い
配列は、高温で特異的にハイブリダイズする。核酸ハイブリダイゼーションに対
する詳細な指針は、Tijssen(1993) Laboratory Techniques in Biochemistry an
d Molecular Biology-hybridization with nucleic acid Probes Part1 chapter
2"Overview of principles of hybridization and the strategy of nucleic a
cid probe assays" Elsevier, New York. で見出された。一般的には、高緊縮性
ハイブリダイゼーションおよび洗浄条件は、規定したイオン強度およびpHで特
定配列に対して熱融解点(Tm)以下の約5℃が選択される。通常、「緊縮性条
件」下では、プローブは、その標的配列にハイブリダイズするが別の配列にはハ
イブリダイズしない。In nucleic acid hybridization experiments, such as Southern and Northern hybridizations, “stringent hybridization conditions” and “stringent hybridization wash conditions” are different for different environmental parameters. Long sequences hybridize specifically at elevated temperatures. Detailed guidelines for nucleic acid hybridization can be found in Tijssen (1993) Laboratory Techniques in Biochemistry an.
d Molecular Biology-hybridization with nucleic acid Probes Part1 chapter
2 "Overview of principles of hybridization and the strategy of nucleic acid a
cid probe assays "in Elsevier, New York. Generally, high stringency hybridization and washing conditions are below the thermal melting point (Tm) for a particular sequence at a defined ionic strength and pH. A choice of about 5 ° C. Usually, under “stringent conditions,” a probe will hybridize to its target sequence but not to another sequence.
【0051】 Tmは、標的配列の50%が完全一致のプローブにハイブリダイズする温度(規
定したイオン強度およびpHの下)である。非常に緊縮性な条件は、特定のプロー
ブに対するTmに等しく選択される。サザンもしくはノーザンブロットでのフィ
ルター上の100以上の相補的な残基を有する相補的な核酸のハイブリダイゼーシ
ョンのための緊縮性ハイブリダイゼーション条件の例は、42℃、1mgのヘパリ
ンを有する50%ホルムアミドで、一晩ハイブリダイゼーションを行う。高い緊縮
性洗浄条件の例は、72℃で約15分間、0.15M NaClである。緊縮性性洗浄条件の
例は、65℃で15分間、0.2×SSC洗浄である(SSC緩衝液の説明についてはSambroo
k,infra 参照)。高い緊縮性洗浄は、バックグラウンドのプローブシグナルを除
去するために低い緊縮性洗浄で行うことがよくある。例えば、100個以上のヌク
レオチドの重複のための実施例の媒質の高い緊縮性洗浄は、1×SSCで45℃で15
分間である。例えば100個以上のヌクレオチドの重複のための実施例の媒質の低
い緊縮性洗浄は、4−6×SSCで40℃で15分間である。短いプローブ(例えば、約1
0〜50個のヌクレオチド)に関して、緊縮条件は、約1.0M Naイオン以下の塩濃
度を包含するのが一般的であり、通常、pH 7.0〜8.3で約0.01〜1.0MNaイオン濃
度(もしくは別の塩)であり、温度は通常少なくとも約30℃である。緊縮条件は
、不安定化剤、例えばホルムアミドの添加によっても達成し得る。一般的には、
特別なハイブリダイゼーションアッセイにおける非関連プローブに対して観察さ
れる2倍以上に(もしくはそれ以上)のノイズ比のシグナルは、特異的なハイブ
リダイゼーションの検出を表す。それらをコードするタンパク質が実質的に同一
であるなら、緊縮条件下で互いにハイブリダイズしない核酸でも、実質的に同一
のものである。これは、例えば、核酸のコピーが遺伝子コードによって許容され
た最大コドン縮重を用いて創造(構築)される場合に生じる。Tm is the temperature (under defined ionic strength and pH) at which 50% of the target sequence hybridizes to a perfectly matched probe. Very stringent conditions are chosen equal to Tm for a particular probe. An example of stringent hybridization conditions for hybridization of complementary nucleic acids with more than 100 complementary residues on a filter in a Southern or Northern blot is at 42 ° C., 50% formamide with 1 mg of heparin. Hybridization is performed overnight. An example of high stringency wash conditions is 0.15 M NaCl at 72 ° C. for about 15 minutes. An example of a stringent wash condition is a 0.2 × SSC wash at 65 ° C. for 15 minutes (see Sambroo for a description of SSC buffer).
k, infra). High stringency washes are often performed with low stringency washes to remove background probe signals. For example, highly stringent washes of the example medium for duplication of 100 or more nucleotides at 45 ° C. with 1 × SSC
Minutes. A low stringency wash of the example medium for an overlap of, for example, 100 or more nucleotides is 4-6 × SSC at 40 ° C. for 15 minutes. Short probes (for example, about 1
For 0 to 50 nucleotides), stringent conditions generally include a salt concentration of about 1.0 M Na ion or less, usually at a pH of 7.0 to 8.3 and about 0.01 to 1.0 M Na ion concentration (or another Salt) and the temperature is usually at least about 30 ° C. Stringent conditions may also be achieved with the addition of destabilizing agents such as formamide. In general,
A signal with a noise ratio of more than two-fold (or more) observed for an unrelated probe in a particular hybridization assay indicates detection of specific hybridization. Nucleic acids that do not hybridize to each other under stringent conditions are substantially identical if the proteins that encode them are substantially identical. This occurs, for example, when a copy of a nucleic acid is created (constructed) using the maximum codon degeneracy permitted by the genetic code.
【0052】 以下のものは、本発明の参照ヌクレオチド配列と実質的に同一な相同性ヌクレ
オチド配列をクローンするために使用することができる一組のハイブリダイゼー
ション/洗浄条件の例である。参照ヌクレオチド配列は、1 mM EDTA 2X SSCで洗
浄しながら、50℃で、7% 硫酸ドデシルナトリウム (SDS)、0.5 M NaP04中で、よ
り望ましくは7% 硫酸ドデシルナトリウム (SDS)、0.5 M NaP04、1 mM EDTAで、
参照核酸配列にハイブリダイズするのが好ましい。0.5×SSCで洗浄しながら0.1
% SDS、50℃で洗浄し、より好ましくは7% 硫酸ドデシルナトリウム (SDS)、 0.5
M NaP04、1 mM EDTAで、50℃で、0.5X SSCで洗浄しながら、好ましくは、50℃
で0.1 X SSCで洗浄しながら、7% 硫酸ドデシルナトリウム(SDS)、 0.5 M NaP04
、 1 mM EDTAである。50℃で0.1 % SDS、より好ましくは、50℃で、7% 硫酸ドデ
シルナトリウム (SDS)、0.5 M NaP04、1 mM EDTA、65℃で0.1 X SSC、0.1 % SDS
で洗浄する。The following is an example of a set of hybridization / wash conditions that can be used to clone homologous nucleotide sequences that are substantially identical to a reference nucleotide sequence of the present invention. Reference nucleotide sequence, washing with 1 mM EDTA 2X SSC, at 50 ° C., 7% sodium dodecyl sulfate (SDS), in 0.5 M NaP0 4, more preferably 7% sodium dodecyl sulfate (SDS), 0.5 M NaP0 4 , 1 mM EDTA,
Preferably, it hybridizes to a reference nucleic acid sequence. 0.1 while washing with 0.5 × SSC
% SDS, washed at 50 ° C, more preferably 7% sodium dodecyl sulfate (SDS), 0.5%
In M NaP0 4, 1 mM EDTA, at 50 ° C., washing with 0.5X SSC, preferably, 50 ° C.
In washing with 0.1 X SSC, 7% sodium dodecyl sulfate (SDS), 0.5 M NaP0 4
, 1 mM EDTA. 0.1% by 50 ° C. SDS, more preferably, at 50 ° C., 7% sodium dodecyl sulfate (SDS), 0.5 M NaP0 4 , 1 mM EDTA, 65 0.1 X SSC at ° C., 0.1% SDS
Wash with.
【0053】 2つの核酸配列またはタンパク質が実質的に同一であるという別の示唆は、最
初の核酸によってコードされたタンパク質が、第2の核酸によってコードするタ
ンパク質と免疫学的に交叉反応もしくは特異的結合するものである。即ち、タン
パク質が、通常、第2のタンパク質と実質的に同一であるのは、例えば、2つの
タンパク質は保存性のある置換によってのみ異なる場合である。Another indication that two nucleic acid sequences or proteins are substantially identical is that the protein encoded by the first nucleic acid may immunologically cross-react or specifically react with the protein encoded by the second nucleic acid. It is what combines. That is, a protein is usually substantially identical to a second protein, for example, when the two proteins differ only by conservative substitutions.
【0054】 「抗体への特異的な(または選択的に)結合」または「と特異的に(または選択
的に)免疫反応性のある」なる用語は、タンパク質もしくはペプチドに述べる場
合、タンパク質および他の生物製剤の異種構造集団の存在下、タンパク質の存在
のを決定づける結合反応を意味する。即ち、構築した免疫アッセイ条件下、 特
定抗体は、特定のタンパク質に結合し、試料中の別のタンパク質には顕著な量で
は結合しない。そのような条件下で、抗体への特異的な結合は、特定タンパク質
に対してその特異的に選択された抗体を必要としてもよい。例えば、任意の本発
明の核酸配列によってコードされたアミノ酸配列を有するタンパク質から生じる
抗体は、タンパク質と特異的に免疫反応し、多型性変異体を除く別のタンパク質
と特異的に免疫反応しない抗体を得るために選択され得る。 多様な免疫アッセ
イの形式は、特定のタンパク質と特異的に免疫反応性のある抗体を選択するため
に使用することができる。例えば、固体相ELISAイムノアッセイ、ウエスタン・
ブロットまたは免疫組織化学は、タンパク質と特異的に反応するモノクローナル
抗体を選択するために普通に使用される。特異的な免疫活性を測定するために使
用し得る免疫アッセイの形式および条件の説明については、以下を参照されたい
(HarlowおよびLane(1988) Antibodies, A Laboratory Manual, Cold Spring Ha
rbor Publications, New York "HarlowおよびLane"を参照)。通常、特異的また
は選択的反応は、少なくとも2倍のバックグラウンドシグナルまたはノイズおよ
び、より普通には10〜100倍以上のバックグラウンドである。The terms “specifically (or selectively) binds to an antibody” or “specifically (or selectively) immunoreactive” when referring to a protein or peptide, refer to protein and other A binding reaction that determines the presence of a protein in the presence of a heterogeneous population of biologics. That is, under established immunoassay conditions, a particular antibody binds to a particular protein and does not bind to other proteins in the sample in significant amounts. Under such conditions, specific binding to the antibody may require the specifically selected antibody for a particular protein. For example, an antibody raised from a protein having an amino acid sequence encoded by any of the nucleic acid sequences of the present invention may be an antibody that specifically immunoreacts with a protein and does not specifically immunoreact with another protein except for a polymorphic variant. May be selected to obtain A variety of immunoassay formats can be used to select antibodies specifically immunoreactive with a particular protein. For example, solid phase ELISA immunoassays, Western
Blots or immunohistochemistry are commonly used to select monoclonal antibodies that react specifically with the protein. For a description of immunoassay formats and conditions that can be used to measure specific immune activity, see (Harlow and Lane (1988) Antibodies, A Laboratory Manual, Cold Spring Ha
rbor Publications, New York "Harlow and Lane"). Usually, a specific or selective reaction is at least two times background signal or noise and more usually more than 10 to 100 times background.
【0055】 特定の核酸配列の「保存的に修飾された変異」は、実質的に同一配列に対して
、同一のまたは実質的に同一アミノ酸配列をコードする核酸配列、またはアミノ
酸配列をコードしない核酸配列を示す。遺伝子コードの縮重のために、多数の機
能的に同一の核酸は、得られるポリペプチドの全てをコードする。例えば、コド
ンCGT、CGC、CGA、CGG、AGAおよびAGGは、全てアミノ酸のアルギニンをコードす
る。従って、アルギニンがコドンによって明記される全ての位置で、このコドン
は、コードされたタンパク質を変えないで、記述された対応コドンのいずれにも
変えることができる。そのような核酸の変異は、「保存的に修飾された変異」の
1種である「サイレント変異(サイレント突然変異)」である。タンパク質をコ
ードする明細書中に記載されたあらゆる核酸配列は、特に記載しなければ、全て
の起こり得るサイレント変異を記載する。当業者には認識されているであろうが
、核酸中の各コドン(通常、メチオニンに対する唯一のコドンであるATGを除く
)を修飾して、標準的技術によって機能的に同一分子を産生することができる。
従って、タンパク質をコードする核酸の「サイレント変異」の各々は、各記載配
列に内在する。A “conservatively modified mutation” of a particular nucleic acid sequence is a nucleic acid sequence that encodes an identical or substantially identical amino acid sequence, or a nucleic acid that does not encode an amino acid sequence, for a substantially identical sequence. Shows the sequence. Because of the degeneracy of the genetic code, many functionally identical nucleic acids encode all of the resulting polypeptides. For example, the codons CGT, CGC, CGA, CGG, AGA and AGG all encode the amino acid arginine. Thus, at every position where arginine is specified by a codon, this codon can be changed to any of the corresponding codons described without changing the encoded protein. Such a nucleic acid mutation is a “silent mutation”, which is a type of “conservatively modified mutation”. Every nucleic acid sequence described in the specification which encodes a protein describes all possible silent variations, unless otherwise specified. As will be appreciated by those skilled in the art, modifying each codon in a nucleic acid (except for ATG, which is usually the only codon for methionine) to produce functionally identical molecules by standard techniques. Can be.
Thus, each "silent mutation" of a nucleic acid which encodes a protein is implicit in each described sequence.
【0056】 さらに、1つの技術は、コード配列中の1つのアミノ酸または低い割合のアミ
ノ酸を(通常、5%以下、より典型的には1 %以下)、変えるか、添加するか、削除
することである各置換基の削除または添加は、その変化が化学的に類似したアミ
ノ酸によるアミノ酸の置換がおこる場合に「保存的に修飾された変異」であると
認識されるであろう。機能的に類似するアミノ酸を示す保存的置換表は、当業者
には既知である。以下の5つの群は、互いに保存的置換がある各アミノ酸;脂肪
族;グリシン(G)、アラニン(A)、バリン(V)、ロイシン(L)、イソロイシ
ン(I);芳香族;フェニルアラニン(F)、チロシン(T)、トリプトファン(W
);硫黄含有;メチオニン(M)、システイン(S);塩基性;アルギニン(A)
、ロイシン(K)、ヒスチジン(H);酸性;アスパラギン酸(D)、グルタミン
酸(E)、アスパラギン(N)、グルタミン(Q)を含む。Creighton (1984) Prot
ein、W. H. Freeman and Companyを参照。さらに、コード配列中の1つのアミノ
酸または低い割合のアミノ酸を変えるか、添加するか、削除する各置換、削除ま
たは添加もまた「サイレント変異」である。In addition, one technique involves changing, adding, or deleting one amino acid or a low percentage of amino acids in a coding sequence (usually less than 5%, more typically less than 1%). The deletion or addition of each substituent that is will be recognized as a "conservatively modified mutation" if the change results in a substitution of the amino acid by a chemically similar amino acid. Conservative substitution tables indicating functionally similar amino acids are known to those skilled in the art. The following five groups include amino acids having conservative substitutions with each other: aliphatic; glycine (G), alanine (A), valine (V), leucine (L), isoleucine (I); aromatic; phenylalanine (F ), Tyrosine (T), tryptophan (W
); Sulfur-containing; methionine (M), cysteine (S); basic; arginine (A)
, Leucine (K), histidine (H); acidic; including aspartic acid (D), glutamic acid (E), asparagine (N), and glutamine (Q). Creighton (1984) Prot
See ein, WH Freeman and Company. In addition, each substitution, deletion or addition that changes, adds or deletes one amino acid or a low percentage of amino acids in a coding sequence is also a "silent mutation."
【0057】 「下位配列」とは、各々、核酸またはアミノ酸(例えばタンパク質)さらに長
い配列の一部を含む核酸またはアミノ酸の配列を示す。A “subsequence” refers to a nucleic acid or amino acid sequence that includes a portion of a longer nucleic acid or amino acid (eg, protein) sequence, respectively.
【0058】 核酸は、追加のヌクレオチド(別の類似分子)が核酸中に組み込まれる場合、
「伸長」する。最も一般的に、これは、ポリメラーゼ(例えば、DNAポリメラー
ゼ)例えば、核酸の3’末端で配列を添加するポリメラーゼによって行われる。[0058] A nucleic acid is used when additional nucleotides (another similar molecule) are incorporated into the nucleic acid.
"Extend". Most commonly, this is done by a polymerase (eg, a DNA polymerase), for example, a polymerase that adds a sequence at the 3 ′ end of a nucleic acid.
【0059】 2つの核酸は、各2つの核酸由来の配列が後代の核酸において組合される場合
、「再結合」する。2つの配列は、両方の核酸が再結合のための基質である場合
には「直接的に」再結合する。2つの配列は、該配列が交叉オリゴヌクレオチド
のような介在物を用いて再結合する場合には「間接的再結合」である。間接的再
結合に対して、1つの配列が、再結合のための実際の基質であり、いくつかの例
では配列は再結合のための基質ではない。[0059] Two nucleic acids "rejoin" when sequences from each two nucleic acids are combined in a progeny nucleic acid. Two sequences recombine "directly" if both nucleic acids are substrates for recombination. Two sequences are "indirect recombination" if the sequences recombine with an intermediary such as a cross-over oligonucleotide. For indirect recombination, one sequence is the actual substrate for recombination, and in some cases, the sequence is not a substrate for recombination.
【0060】 2つの分子間、例えばリガンドとレセプターの「特異的な結合親和性」は、分
子混合物中のもう一方の1分子に関する優先的結合を意味する。分子の結合は、
結合親和性が約1×104M−1〜約1×104M−1もしくはそれ以上である場合、
特異的と考え得る。A “specific binding affinity” between two molecules, eg, a ligand and a receptor, refers to preferential binding of another molecule in a mixture of molecules. The binding of molecules is
When the binding affinity is about 1 × 10 4 M −1 to about 1 × 10 4 M −1 or more,
Can be considered specific.
【0061】 形質転換;宿主細胞もしくは生物体に異種構造DNAを導入するための方法。Transformation; a method for introducing heterologous DNA into a host cell or organism.
【0062】 「形質転換する(される)」「形質転換」および「組換え」なる用語は、異種
構造DNAが導入された宿主生物体、例えばバクテリアまたは植物を示す。核酸
分子は、宿主ゲノムに安定に導入、もしくは核酸分子が染色体外分子として存在
し得る。 そのような染色体外分子は自己複製である可能性がある。形質転換し
た細胞、組織または植物は、形質転換過程の最終産物だけでなく、それらの形質
転換した後代を含むと解される。「非形質転換した」、「非形質転換」または「
非組換え」宿主は、異種構造核酸分子を含まない野生型生物体、例えばバクテリ
アまたは植物を示す。The terms “transform”, “transformation” and “recombinant” refer to a host organism, such as a bacterium or a plant, into which the heterologous DNA has been introduced. The nucleic acid molecule can be stably introduced into the host genome, or the nucleic acid molecule can be present as an extrachromosomal molecule. Such extrachromosomal molecules may be self-replicating. Transformed cells, tissues or plants are understood to include not only the end products of the transformation process, but also their transformed progeny. "Untransformed", "untransformed" or "
A “non-recombinant” host refers to a wild-type organism that does not contain a heterologous nucleic acid molecule, such as a bacterium or a plant.
【0063】 本発明は、植物の追加の種からアラビドプシスNIM 1遺伝子相同物を提供する
ことにより、前記の必要性を解決するものである。特に、本発明は、植物中の組
織的に獲得した耐性を導く生物学的および化学的な誘導物質に応答するシグナル
・トランスダクション・カスケードに関与すると考えられるタンパク質をコード
するNIM1 遺伝子のNicotiana tabacum (タバコ)、Lycopersicon esculentum (ト
マト)、 Brassica napus (脂肪種子)、 Arabidopsis thaliana、Beta vulgaris
(シュガー・ビート(テンサイ))、 Helianthus annuus (ヒマワリ)およびSolan
um tuberosum (ポト) 相同物の単離に関する。The present invention solves the above need by providing Arabidopsis NIM1 gene homologs from additional species of plants. In particular, the present invention relates to Nicotiana tabacum (NIM1 gene encoding a protein believed to be involved in a signal transduction cascade that responds to biological and chemical inducers that lead to systemically acquired resistance in plants). Tobacco), Lycopersicon esculentum (tomato), Brassica napus (fat seed), Arabidopsis thaliana, Beta vulgaris
(Sugar beet), Helianthus annuus (sunflower) and Solan
um tuberosum (Poto)
【0064】 そのために、本発明は、配列番号: 2、4、6、8、16、18、20、30、32、34、36
、38、 40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、62、64、66、68、70、72ま
たは74をコードするヌクレオチド配列を含む単離した核酸分子を指向する。To that end, the present invention provides SEQ ID NOs: 2, 4, 6, 8, 16, 18, 20, 30, 32, 34, 36
, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 62, 64, 66, 68, 70, 72 or 74 directed to an isolated nucleic acid molecule. I do.
【0065】 別の態様において、本発明は、配列番号: 1、3、5、7、15、17、19、29、31、
33、35、37、39、41、43、45、 47、49、51、53、55、57、61、63、65、67、69
、71または73を含む単離した核酸分子である。In another embodiment, the present invention provides a method of SEQ ID NOS: 1, 3, 5, 7, 15, 17, 19, 29, 31,
33, 35, 37, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 61, 63, 65, 67, 69
, 71 or 73 is an isolated nucleic acid molecule.
【0066】 さらなる態様において、本発明は、配列番号: 1、3、5、7、15、 17、19、29
、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、61、63、65、67
、69、71または73の連続する少なくとも20、25、 30、35、40、45または50(好ま
しくは20)個の塩基対部分と、配列において同一の少なくとも20、25、30、35、4
0、45または50 (好ましくは20)の連続した塩基対部分を含むヌクレオチド配列を
含有する単離した核酸分子を指向している。In a further embodiment, the present invention provides SEQ ID NOs: 1, 3, 5, 7, 15, 17, 19, 29
, 31, 33, 35, 37, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 61, 63, 65, 67
, 69, 71 or 73 consecutive at least 20, 25, 30, 35, 40, 45 or 50 (preferably 20) base pair portions and at least 20, 25, 30, 35, 4
It is directed to an isolated nucleic acid molecule containing a nucleotide sequence comprising 0, 45 or 50 (preferably 20) contiguous base pair portions.
【0067】 また別の態様において、本発明は、配列番号:9および10、配列番号: 21および
24、配列番号: 22および24、配列番号:25および28、配列番号:26および28または
配列番号:59および60に記載の一組のプライマーによるポリメラーゼ連鎖反応を
用いてLycopersicon esculentum DNAライブラリィーから増幅し得るヌクレオチ
ド配列を含む単離した核酸分子を指向する。In another embodiment, the present invention provides a method comprising:
24, SEQ ID NOs: 22 and 24, SEQ ID NOs: 25 and 28, SEQ ID NOs: 26 and 28 or amplified from a Lycopersicon esculentum DNA library using the polymerase chain reaction with a set of primers as set forth in SEQ ID NOs: 59 and 60 Directed to an isolated nucleic acid molecule comprising a possible nucleotide sequence.
【0068】 さらに別の態様において、本発明は、配列番号: 22および24または配列番号:
26および28のに記載の一組のプライマーによるポリメラーゼ連鎖反応を用いてBe
ta vulgaris DNA ライブラリィーから増幅し得るヌクレオチド配列を含む単離し
た核酸分子を指向する。In yet another embodiment, the present invention provides a method comprising SEQ ID NO: 22 and 24 or SEQ ID NO:
Be using the polymerase chain reaction with a set of primers described in 26 and 28.
directed to an isolated nucleic acid molecule comprising a nucleotide sequence that can be amplified from a T. vulgaris DNA library.
【0069】 さらなる態様において、本発明は、配列番号:26および28の一組のプライマー
によりポリメラーゼ連鎖反応を用いてHelianthus annuus DNAから増幅し得るヌ
クレオチド配列を含む単離した核酸分子を指向する。In a further embodiment, the present invention is directed to an isolated nucleic acid molecule comprising a nucleotide sequence that can be amplified from Helianthus annuus DNA using the polymerase chain reaction with a set of primers of SEQ ID NOs: 26 and 28.
【0070】 別の態様において、本発明は、配列番号: 21および24、配列番号: 21および23
、 配列番号: 22および24、 配列番号: 25および28、または配列番号: 26および
28の一組のプライマーによるポリメラーゼ連鎖反応を用いてSolanum tuberosum
DNAライブラリィから増幅し得るヌクレオチド配列を含む単離した核酸分子を指
向する。In another embodiment, the invention relates to SEQ ID NOs: 21 and 24, SEQ ID NOs: 21 and 23
, SEQ ID NOs: 22 and 24, SEQ ID NOs: 25 and 28, or SEQ ID NOs: 26 and
Solanum tuberosum using polymerase chain reaction with 28 sets of primers
It is directed to an isolated nucleic acid molecule containing a nucleotide sequence that can be amplified from a DNA library.
【0071】 さらなる態様において、本発明は、配列番号:9および10または配列番号: 26
および28の一組のプライマーによるポリメラーゼ連鎖反応を用いてBrassica nap
us DNAライブラリィから増幅し得るヌクレオチド配列を含む単離した核酸分子を
指向する。In a further embodiment, the invention relates to SEQ ID NOS: 9 and 10 or SEQ ID NO: 26
Brassica nap using polymerase chain reaction with a set of primers and 28
directed to an isolated nucleic acid molecule containing a nucleotide sequence that can be amplified from a us DNA library.
【0072】 別の態様において、本発明は、記載の配列番号: 13および14、 配列番号: 21
および24、または配列番号: 22および24の一組のプライマーによりポリメラーゼ
連鎖反応を用いてArabidopsis thaliana DNAライブラリィから増幅し得るヌクレ
オチド配列を含む単離した核酸分子を指向する。In another embodiment, the present invention relates to the described SEQ ID NOs: 13 and 14, SEQ ID NO: 21
And 24, or SEQ ID NOs: 22 and 24, directed to an isolated nucleic acid molecule comprising a nucleotide sequence that can be amplified from an Arabidopsis thaliana DNA library using the polymerase chain reaction.
【0073】 さらなる態様において、本発明は、配列番号: 9および10、 配列番号: 11およ
び12、 配列番号: 21および24、配列番号:22および24、 配列番号: 25および28
、または配列番号: 26および28に記載した一組のプライマーによるポリメラーゼ
連鎖反応を用いるNicotiana tabacum DNAライブラリィから増幅し得るヌクレオ
チド配列を含む単離した核酸分子を指向する。In a further embodiment, the invention relates to SEQ ID NOS: 9 and 10, SEQ ID NOS: 11 and 12, SEQ ID NOs: 21 and 24, SEQ ID NOs: 22 and 24, SEQ ID NOs: 25 and 28
, Or an isolated nucleic acid molecule comprising a nucleotide sequence that can be amplified from a Nicotiana tabacum DNA library using the polymerase chain reaction with the set of primers set forth in SEQ ID NOs: 26 and 28.
【0074】 さらなる態様において、配列番号: 1、3、5、7、15、17、19、29、31、33、35
、37、39、41、43、45、47、49、51、53、 55、57、61、63、65、67、69、71ま
たは73のコード配列(CDS)の最初の20個のヌクレオチドと終りの20個のヌクレオ
チドの逆の相補物を含む一組のプライマーによるポリメラーゼ連鎖反応を用いて
植物DNAライブラリィから増幅し得るヌクレオチド配列を含む単離した核酸分子
を指向する。In a further embodiment, SEQ ID NOs: 1, 3, 5, 7, 15, 17, 19, 29, 31, 33, 35
, 37, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 61, 63, 65, 67, 69, 71 or 73 with the first 20 nucleotides of the coding sequence (CDS) A polymerase chain reaction with a set of primers containing the reverse complement of the last 20 nucleotides is used to direct an isolated nucleic acid molecule containing a nucleotide sequence that can be amplified from a plant DNA library.
【0075】 本発明は、本発明のNIM1相同物のコード配列に機能的に結合した植物中におい
て活性なプロモーターを含むキメラ遺伝子、そのようなキメラ遺伝子を含む組換
えベクター、その中で宿主細胞中に安定に導入され得るベクター、さらにそのよ
うなベクターで形質転換した安定な宿主を包含する。 好ましくは、宿主は、下
記の農業的に重要な穀類植物の中の1つ;コメ、小麦、大麦、ライ麦、キャノー
ラ、シュガーコーン、コーン、ポテト、ニンジン、サツマイモ、シュガー・ビー
ト(テンサイ)、インゲンマメ、エンドウ、チコリ、レタス、キャベツ、カリフ
ラワー、ブロッコリー、カブ、ラディッシュ、ホウレンソウ、アスパラガス、オ
ニオン、ニンニク、ナス、コショウ、セロリー、カボチャ、ペポカボチャ、キュ
ウリ、リンゴ、洋ナシ、マルメロ、スモモ、チェリー、ピーチ、ネクタリン、ア
プリコット、イチゴ、ブドウ、キイチゴ、ブラックベリー、パイナップル、アボ
ガド、パパイア、マンゴ、バナナ、ダイズ、タバコ、トマト、モロコシ属類およ
びサトウキビのような植物を包含する。本発明は、本発明の植物由来の種も包含
する。The present invention relates to a chimeric gene comprising a promoter active in plants operably linked to the coding sequence of the NIM1 homologue of the present invention, a recombinant vector comprising such a chimeric gene, and a host cell. And a stable host transformed with such a vector. Preferably, the host is one of the following agriculturally important cereal plants: rice, wheat, barley, rye, canola, sugar corn, corn, potato, carrot, sweet potato, sugar beet, sugar bean , Peas, chicory, lettuce, cabbage, cauliflower, broccoli, turnip, radish, spinach, asparagus, onion, garlic, eggplant, pepper, celery, pumpkin, pepo pumpkin, cucumber, apple, pear, quince, plum, cherry, peach , Nectarines, apricots, strawberries, grapes, raspberries, blackberries, pineapples, avocados, papayas, mangos, bananas, soybeans, tobacco, tomatoes, sorghum and sugarcane. The present invention also includes species derived from the plant of the present invention.
【0076】 さらに、本発明は、本発明のNIM 1相同物のコード配列に機能的に結合する、
植物においてそれ自身プロモーター活性を含むキメラ遺伝子を発現することによ
って、植物におけるSAR遺伝子発現を増加する方法を指向する。コードされたタ
ンパク質を野生型の植物以上に高いレベルで形質転換植物中で発現する。Further, the present invention provides a method for binding functionally to the coding sequence of a NIM 1 homolog of the invention.
A method for increasing SAR gene expression in plants by expressing a chimeric gene containing the promoter activity itself in the plant is directed. The encoded protein is expressed at higher levels in transformed plants than in wild-type plants.
【0077】 さらに、本発明は、本発明のNIM 1相同物のコード配列に機能的に結合する、
植物においてそれ自身プロモーター活性を含むキメラ遺伝子を発現することによ
って、植物における疾病耐性を保持する方法を指向する。コードされたタンパク
質は野生型の植物以上に高いレベルで形質転換された植物中で発現する。Further, the present invention provides a method for binding functionally to the coding sequence of a NIM 1 homologue of the present invention.
The present invention is directed to a method for maintaining disease resistance in plants by expressing a chimeric gene containing a promoter activity in the plant itself. The encoded protein is expressed at higher levels in transformed plants than in wild-type plants.
【0078】 さらに、本発明は、配列番号: 9-14、21-28、59および60からなる群から選択
されたPCRプライマーを指向する。Further, the present invention is directed to a PCR primer selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 9-14, 21-28, 59 and 60.
【0079】 本発明は、配列番号: 1、3、5、7、15、17、19、29、31、33、35、37、39、41
、43、45、47、49、51、53、55、57、61、63、 65、67、69、71または73のコー
ド配列(CDS)の最初の20つのヌクレオチドおよび終りの20つのヌクレオ
チドの逆相補物に対応する一組のプライマー、もしくは下記の配列番号: 9およ
び10、 配列番号: 11および12、 配列番号: 13および14、 配列番号: 21および2
4、 配列番号: 22および24、配列番号: 21および23、 配列番号: 25および28、
配列番号: 26および28、または配列番号: 59および60として記載した一組のプラ
イマーによるポリメラーゼ連鎖反応を用いるNicotiana tabacum DNAライブラリ
ィから増幅することからなる、植物における組織的耐性を導き得るシグナル・ト
ランス・ダクション・カスケードに関するNIM1相同物を単離するための方法。
好ましい態様において、植物DNAライブラリィは、Nicotiana tabacum (タバコ)
、Lycopersicon esculentum (トマト)、 Brassica napus (脂肪種子)、Arabidop
sis thaliana、Beta vulgaris (サトウキビ)、 Helianthus annuus (ヒマワリ)
またはSolanum tuberosum (ポット)である。The present invention provides SEQ ID NOS: 1, 3, 5, 7, 15, 17, 19, 29, 31, 33, 35, 37, 39, 41
, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 61, 63, 65, 67, 69, 71 or 73 the first 20 nucleotides and the reverse of the last 20 nucleotides of the coding sequence (CDS) A set of primers corresponding to the complement, or SEQ ID NOS: 9 and 10, SEQ ID NOS: 11 and 12, SEQ ID NOs: 13 and 14, SEQ ID NOs: 21 and 2
4, SEQ ID NOS: 22 and 24, SEQ ID NOs: 21 and 23, SEQ ID NOs: 25 and 28,
A signal transducer that can lead to tissue resistance in plants, comprising amplifying from a Nicotiana tabacum DNA library using the polymerase chain reaction with a set of primers set forth as SEQ ID NOs: 26 and 28, or SEQ ID NOs: 59 and 60 -A method for isolating NIM1 homologues for the duplication cascade.
In a preferred embodiment, the plant DNA library is Nicotiana tabacum (tobacco)
, Lycopersicon esculentum (tomato), Brassica napus (oilseed), Arabidop
sis thaliana, Beta vulgaris (sugar cane), Helianthus annuus (sunflower)
Or Solanum tuberosum (pot).
【0080】 本明細書に記載のNIM1相同物の幾つかのノーザンのデータから、構成的発現ま
たはBTH誘導性が示された。明細書中に記載のNIM1 遺伝子の相同物は、生物学的
および化学的誘導物質に応答するシグナルトランスダクション・カスケードに関
与するタンパク質をコードすることを示唆し、これは植物において組織的に獲得
した耐性を示す。また、本発明は、SAR 遺伝子発現を増強するおよび疾病耐性を
強めるために、植物においてそのようなNIM1 相同物の形質転換性発現に関する
。[0080] Northern data for some of the NIM1 homologs described herein showed constitutive expression or BTH inducibility. Homologs of the described NIM1 gene suggest that it encodes a protein involved in a signal transduction cascade in response to biological and chemical inducers, which was systematically acquired in plants. Shows resistance. The present invention also relates to the transformable expression of such NIM1 homologues in plants to enhance SAR gene expression and enhance disease resistance.
【0081】 本発明のDNA 配列は、以下の実施例に記載された技術を用いて、またはPCRプ
ライマーを構築するための塩基として挙げた配列に示した配列を用いるPCRによ
って単離し得る。例えば、最初および最後の約20-25個の配列番号: 7の連続した
ヌクレオチド (例えば、ヌクレオチド1-20、配列番号: 7の1742-1761)配列を有
するオリゴヌクレオチドは、供給植物(Arabidopsis thaliana)からのcDNA ライ
ブラリィから直接的にcDNA 配列 (配列番号: 7)を増幅するためのPCRプライ
マーとして使用し得る。本発明の別のDNA 配列は、同様に、PCRプライマーのた
めの塩基として挙げた配列に記載したDNAの末端を用いる各植物のcDNAまたはゲ
ノムDNAライブラリィから、PCRによって増幅することが可能である。The DNA sequences of the present invention may be isolated using the techniques described in the Examples below, or by PCR using the sequences set forth as bases for constructing PCR primers. For example, an oligonucleotide having the first and last about 20-25 contiguous nucleotides of SEQ ID NO: 7 (e.g., nucleotides 1-20, 1742-1761 of SEQ ID NO: 7) is a source plant (Arabidopsis thaliana) Can be used as PCR primers to amplify a cDNA sequence (SEQ ID NO: 7) directly from a cDNA library from S.I. Another DNA sequence of the present invention can also be amplified by PCR from a cDNA or genomic DNA library of each plant using the ends of the DNA listed in the sequences listed as bases for PCR primers. .
【0082】 植物において本発明の NIM1 相同物の形質転換発現は、植物病原体に対する広
範な免疫性をもたらすと考える。この病原体にはウイルスまたは病原体に限定す
るものではないが、例えばタバコまたはキュウリモザイクウイルス、リングスポ
ットウイルスまたはネクローシスウイルス(necrosis virus)、ペラゴニウム葉巻
ウイルス、アカクローバーまだらウイルス、トマトブッシースタントウイルス、
その他のウイルス;菌類、例えばoomycetes、例えばPhythophthora parasitica
およびPeronospora tabacina;バクテリア、例えばPseudomonas syringeおよびPs
eudomonas tabac;aphidsのような昆虫、例えば Myzus persicae;および鱗翅類
、例えば、Heliothus spp;および線虫、例えば、Meloidogyne incognitaが含ま
れる。本発明のベクターおよび方法は、綿毛ウドンコ病に限定しないが、マメ植
物、例えばScleropthora macrospora、 Sclerophthora rayissiae、 Sclerospor
a graminicola、Peronosclerospora sorghi、 Peronosclerospora philippinens
is、 Peronosclerospora sacchariおよびPeronosclerospora maydis; rusts suc
h as Puccinia sorphi、Puccinia polysoraおよびPhysopella zeae; 他の菌類、
例えばCercospora zeae-maydis、Colletotrichum graminicola、 Fusarium mono
liforme、 Gibberella zeae、 Exserohilum turcicum、 Kabatiellu zeae、 Ery
siphe graminis、 SeptoriaおよびBipolaris maydis;およびバクテリア例えばEr
winia stewartaiを包含する多くの植物体の疾病に対して有用である。It is believed that the transformed expression of the NIM1 homologs of the present invention in plants results in broad immunity to plant pathogens. This pathogen is not limited to a virus or pathogen, for example, tobacco or cucumber mosaic virus, ring spot virus or necrosis virus, pelagonium cigar virus, red clover mottle virus, tomato bushy stunt virus,
Other viruses; fungi, such as oomycetes, such as Phythophthora parasitica
And Peronospora tabacina; bacteria such as Pseudomonas syringe and Ps
Insects such as eudomonas tabac; aphids, such as Myzus persicae; and lepidoptera, such as Heliothus spp; and nematodes, such as Meloidogyne incognita. The vectors and methods of the present invention are not limited to fluffy powdery mildew, but include legume plants such as Scleropthora macrospora, Sclerophthora rayissiae, Sclerospor
a graminicola, Peronosclerospora sorghi, Peronosclerospora philippinens
is, Peronosclerospora sacchari and Peronosclerospora maydis; rusts suc
h as Puccinia sorphi, Puccinia polysora and Physopella zeae; other fungi,
For example, Cercospora zeae-maydis, Colletotrichum graminicola, Fusarium mono
liforme, Gibberella zeae, Exserohilum turcicum, Kabatiellu zeae, Ery
siphe graminis, Septoria and Bipolaris maydis; and bacteria such as Er
Useful for many plant diseases, including winia stewartai.
【0083】 本発明の方法は、裸子植物、単子葉植物および双子葉植物を含む多種の植物に
疾病耐性を与えるのに使用することができる。しかし、疾病耐性は、これら広い
分類の中に含まれる全ての植物に与えることができるが、特に農業的に重要な穀
類植物、例えば、コメ、小麦、 大麦、ライ麦、 コメ、小麦、大麦、ライ麦、脂
肪種子、コーン、ポテト、ニンジン、サツマイモ、シュガー・ビート(テンサイ
)、インゲンマメ、エンドウ、チコリ、レタス、キャベツ、カリフラワー、ブロ
ッコリー、カブラ、ラディッシュ、ホウレンソウ、アスパラガス、タマネギ、ニ
ンニク、ナス、コショウ、セロリー、ニンジン、カボチャ、ペポカボチャ、ズッ
キーニ、キュウリ、リンゴ、洋ナシ、マルメロ、メロン、プラム、チェリー、ピ
ーチ、ネクタリン、アプリコット、イチゴ、ブドウ、キイチゴ、ブラックベリー
、パイナップル、アボガド、パパイア、マンゴ、バナナ、ダイズ、タバコ、トマ
ト、モロコシ属類およびサトウキビのような植物において有用である。The methods of the present invention can be used to confer disease resistance on a variety of plants, including gymnosperms, monocots and dicots. However, disease resistance can be conferred on all plants within these broad classes, but especially on agriculturally important cereal plants such as rice, wheat, barley, rye, rice, wheat, barley, rye. , Oilseed, corn, potato, carrot, sweet potato, sugar beet, sugar beet, haricot bean, peas, chicory, lettuce, cabbage, cauliflower, broccoli, cabbage, radish, spinach, asparagus, onion, garlic, eggplant, pepper, Celery, carrot, pumpkin, pepo pumpkin, zucchini, cucumber, apple, pear, quince, melon, plum, cherry, peach, nectarine, apricot, strawberry, grape, raspberry, blackberry, pineapple, avocado, papaya, mango, banana, Soybean, Baco useful tomato, in plants such as sorghum acids and sugar cane.
【0084】 本発明の配列をコードするNIM1相同物を、標準的な遺伝子工学技術を用いて本
発明に関するキメラ遺伝子を作るために植物用に設計した発現カセットに導入す
ることも可能である。特異的な調節配列、例えばプロモーター、シグナル配列、
5'および3'非翻訳配列および選択した植物宿主における所望のパターンおよび発
現レベルに達するために適当なエンハンサーの選択は、当業者の技術範囲内であ
る。適当な読み枠に結合した個々の配列を含む得られた分子を、宿主植物細胞中
で形質転換し得るベクターに導入してもよい。A NIM1 homologue encoding a sequence of the present invention can be introduced into an expression cassette designed for plants using standard genetic engineering techniques to create a chimeric gene of the present invention. Specific regulatory sequences, such as promoters, signal sequences,
The choice of 5 'and 3' untranslated sequences and appropriate enhancers to achieve the desired pattern and expression level in the chosen plant host is within the skill of the art. The resulting molecule containing the individual sequences linked in the appropriate reading frame may be introduced into a vector that can be transformed in a host plant cell.
【0085】 植物または植物細胞において機能し得るプロモーターの例(即ち、関連するコ
ード配列の発現を起動し得る、例えば植物細胞におけるNIM1 相同物に対してコ
ードするもの)は、アラビドプシスおよびトウモロコシ・ユビキチンプロモータ
ー;カリフラワー・モザイク・ウイルス (CaMV)19Sまたは35S プロモーターおよ
びCaMVダブル・プロモーター; 米・アクチンプロモーター; タバコ、アラビドプ
シス、またはトウモロコシ由来のPR-1 プロモーター; オパリンシンターゼ・プ
ロモーター; リブロースビスホスフェートカルボキシラーゼ(ssuRUBISCO)のスモ
ールサブユニットのプロモーターおよびその他のプロモーターを包含する。特に
好ましいのは、アラビドプシス・ユビキチンプロモーターである。該プロモータ
ー、それ自身は、技術承認された方法に関連する関連コード配列の発現を増加す
るために、プロモーター強度を操作するために修飾することも可能である。本発
明で使用するための好ましいプロモーターは、高いレベルの構成的発現を与える
ものである。Examples of promoters that can function in plants or plant cells (ie, those that can drive expression of the relevant coding sequence, eg, encode for NIM1 homologs in plant cells) are the Arabidopsis and corn ubiquitin promoters ; Cauliflower mosaic virus (CaMV) 19S or 35S promoter and CaMV double promoter; rice actin promoter; tobacco, arabidopsis, or maize-derived PR-1 promoter; opaline synthase promoter; ribulose bisphosphate carboxylase (ssuRUBISCO) And other promoters. Particularly preferred is the Arabidopsis ubiquitin promoter. The promoter, itself, can be modified to manipulate promoter strength, to increase expression of the relevant coding sequence associated with art-recognized methods. Preferred promoters for use in the present invention are those that confer high levels of constitutive expression.
【0086】 シグナルペプチドまたはトランジットペプチドを、所望の作用部位に発現タン
パク質の移送を指向するために本発明のキメラDNA構築物中のNIM1相同物コード
配列に融合してもよい。シグナルペプチドの例は、植物病原遺伝子関連タンパク
質、例えばPR-1、PR-2および同様のものに、本来的に結合したものを包含する(
例えば、Payne et al., 1988を参照)。トランジットペプチドは、クロロプラス
ト・トランジットペプチド、例えば、Von Heijne et aL (1991)、Mazur et al.(
1987)およびVorst et al.(1988) に記載されたようなもの;およびミトコンドリ
ア・トランジットペプチド、例えばBoutry et al.(1987)に記載されたようなも
のを包含する。また、様々な細胞性区画、例えば液胞へのコードされたタンパク
質の局在化を生じるような配列も包含する。例えば、Neuhaus et al. (1991)お
よびChrispeels (1991)を参照。A signal peptide or transit peptide may be fused to a NIM1 homolog coding sequence in a chimeric DNA construct of the present invention to direct the transfer of an expressed protein to a desired site of action. Examples of signal peptides include those naturally associated with plant pathogenic gene-related proteins such as PR-1, PR-2 and the like (
See, for example, Payne et al., 1988). Transit peptides are chloroplast transit peptides, e.g., Von Heijne et al (1991), Mazur et al.
1987) and Vorst et al. (1988); and mitochondrial transit peptides, such as those described in Boutry et al. (1987). Also included are sequences that effect localization of the encoded protein to various cellular compartments, such as the vacuole. See, for example, Neuhaus et al. (1991) and Chrispeels (1991).
【0087】 本発明のキメラDNA構築物は、多数のプロモーターの複製または多数の本発明
のNIM1相同物コード配列の複製を包含してもよい。さらに、構築物は、マーカー
に対するコード配列、およびDNA分子において別の機能的配列を有する適当な読
み取り枠において各々の、シグナルペプチドまたはトランジットペプチドのよう
な他のペプチドに対するコード配列を包含することができる。そのような構築物
の調製は、当業者の通常の技術範囲内である。The chimeric DNA constructs of the present invention may include multiple promoter copies or multiple NIM1 homolog coding sequences of the present invention. In addition, the constructs can include the coding sequence for the marker, and the coding sequence for each other peptide, such as a signal peptide or transit peptide, in the appropriate reading frame with another functional sequence in the DNA molecule. Preparation of such constructs is within the ordinary skill in the art.
【0088】 有用なマーカーは、除草剤、抗生物質または薬物の耐性を提供するペプチドを
包含する。例えば、プロトポルフィリノーゲンオキシダーゼ(protoporphyrinog
en)阻害剤、ヒグロマイシン、 カナマイシン、 G418、ゲンタマイシン、リノコ
マイシン、メトトレキサート、 グリホセート、ホスフィノスリシン(phosphino
thricin)またはその類似物に対する耐性である。これらのマーカーは、 非形質
転換細胞からの本発明のキメラDNA構築物で形質転換した細胞を選択するのに使
用し得る。他の有用なマーカーは、視覚的な反応、例えば、顕色反応、例えばル
シフェラーゼ、β-グルクロニダーゼまたはβ-ガラクトシダーゼによって簡単に
検出できるペプチド性酵素である。Useful markers include peptides that provide resistance to herbicides, antibiotics or drugs. For example, protoporphyrinogen oxidase (protoporphyrinog)
en) Inhibitors, hygromycin, kanamycin, G418, gentamicin, linocomycin, methotrexate, glyphosate, phosphinothricin (phosphino
thricin) or analogs thereof. These markers can be used to select cells transformed with the chimeric DNA constructs of the present invention from untransformed cells. Other useful markers are peptidic enzymes that can be easily detected by a visual reaction, such as a color reaction, such as luciferase, β-glucuronidase or β-galactosidase.
【0089】 明細書中に記載されたような植物の発現に対して構築したキメラ遺伝子は、多
くの技術的に承認された方法で植物細胞に導入することができる。当業者は承知
しているように、その方法の選択は、形質転換を標的とした植物の型 (即ち、単
子葉植物または双子葉植物) および/または器官(即ち、細胞核、クロロプラスト
、ミトコンドリア)に依存する。A chimeric gene constructed for expression in a plant as described herein can be introduced into plant cells in a number of art-recognized ways. As those skilled in the art are aware, the choice of method depends on the type of plant targeted for transformation (i.e., monocotyledonous or dicotyledonous) and / or organ (i.e., cell nucleus, chloroplast, mitochondria). Depends on.
【0090】 植物細胞を形質転換する適当な方法は、マイクロインジェクション(Crossway
et al., 1986)、エレクトロポーレーション(Riggs et al., 1986)、アグロバク
テリウム媒介性形質転換(Hinchee et al., 1988; Ishida et al., 1996)、直接
遺伝子形質転換(Paszkowski et al., 1984; Hayashimoto et al., 1990)および
アグラセタス社(Agracetus Inc., Maison、Wisconsin)およびデュポン社(Dup
ont、Inc., Wilmington、Delaware)販売の装置を用いるバリスティック・パー
ティクル・アクセレーション(ballistic particle acceleration)(参照、例え
ば、U. S. Patent 4,945,050;およびMcCabe et al., 1988)である。また、Weiss
inger et al.(1988); Sanford et al. (1987)(タマネギ); Christou et au (198
8) (大豆); McCabe et al., (1988)(大豆);Datt et al. (1990) (米); Klein
et al., (1988) (トウモロコシ); Klein et au (1988) (トウモロコシ); Klein
et al.,(1988) (トウモロコシ); Fromm et al. (1990);およびGordon-Kamm et
al. (1990) (トウモロコシ); Svab et al) (1990) (タバコクロロプラスト); Go
rdon-Kamm et au (1993) (トウモロコシ); Shimamoto et al. (1989) (米);Chri
stou et al. (1991) (米); Datta et al. (1990) (米); European Patent Appli
cation EP 0 332 581 (orchardgrassおよびother Pooideae); Vasil et al. (19
93) (小麦); Weeks et al. (1993) (小麦); Wan et al. (1994) (大麦); Jahne
et al. (1994) (大麦); Umbeck et al. (1987) (綿花); Casas et al. (1993) (
モロコシ類); Somers et al. (1992) (カラスムギ); Torbert et al. (1995) (
カラスムギ); Weeks et al., (1993) (小麦); WO 94/13822 (小麦);およびNehr
a et al) (1994) (小麦)を参照。マイクロインジェクション・ボンバードによる
トウモロコシへの組換体DNA分子を導入するための特に好ましい一組の態様は、K
oziel et al.(1993);Hill et al. (1995)およびKoziel et al. (1996)に記載さ
れている。追加の好ましい態様は、EP 0 292 435に記載のトウモロコシのための
プロトプラスト形質転換方法である。A suitable method for transforming plant cells is microinjection (Crossway
et al., 1986), electroporation (Riggs et al., 1986), Agrobacterium-mediated transformation (Hinchee et al., 1988; Ishida et al., 1996), direct gene transformation (Paszkowski et al. ., 1984; Hayashimoto et al., 1990) and Agracetus Inc., Maison, Wisconsin, and Dupont.
ont, Inc., Wilmington, Delaware) ballistic particle acceleration (see, eg, US Patent 4,945,050; and McCabe et al., 1988). Also, Weiss
inger et al. (1988); Sanford et al. (1987) (onion); Christou et au (198
8) (soy); McCabe et al., (1988) (soy); Datt et al. (1990) (rice); Klein
et al., (1988) (maize); Klein et au (1988) (maize); Klein
et al., (1988) (maize); Fromm et al. (1990); and Gordon-Kamm et.
al. (1990) (maize); Svab et al) (1990) (tobacco chloroplast); Go
rdon-Kamm et au (1993) (maize); Shimamoto et al. (1989) (US); Chri
stou et al. (1991) (US); Datta et al. (1990) (US); European Patent Appli
cation EP 0 332 581 (orchardgrass and other Pooideae); Vasil et al. (19
93) (wheat); Weeks et al. (1993) (wheat); Wan et al. (1994) (barley); Jahne
et al. (1994) (barley); Umbeck et al. (1987) (cotton); Casas et al. (1993) (
(Sorghum); Somers et al. (1992) (oats); Torbert et al. (1995) (
Oats); Weeks et al., (1993) (wheat); WO 94/13822 (wheat); and Nehr
a et al) (1994) (wheat). One particularly preferred set of embodiments for introducing recombinant DNA molecules into corn by microinjection bombardment is K
oziel et al. (1993); Hill et al. (1995) and Koziel et al. (1996). An additional preferred embodiment is a method for transforming protoplasts for maize as described in EP 0 292 435.
【0091】 NIM1相同物のコード配列を含むキメラ遺伝子は、特定の植物種へ形質転換され
、通常の生育技術を用いて、同種において遺伝されるか、同種の変異体、特に市
販の変異体に伝播され得る。本発明の特に好ましい植物は、上記の農業的に重要
な穀物植物を包含する。上記記載の形質転換種子および植物中に執り込まれたの
遺伝特性は、有性生殖によって受け継がれ、後代植物に維持および伝播され得る
。A chimeric gene containing a coding sequence for a NIM1 homolog can be transformed into a particular plant species and inherited in the same species using conventional growth techniques, or transformed into a homologous mutant, especially a commercially available mutant. Can be propagated. Particularly preferred plants of the present invention include the agriculturally important cereal plants described above. The genetic characteristics of the above-described transformed seeds and those entrapped in plants can be inherited by sexual reproduction and maintained and transmitted to progeny plants.
【0092】 実施例 本発明は、以下の詳細な方法、調製物および実施例によってさらに詳細に説明
するものである。実施例は、説明のためにのみ存在し、本発明の範囲を制限する
ために構成するものではない。本明細書で使用した標準的な組換えDNAおよび分
子クローニング技術は、当業者には既知であり、Sambrook、et al., 1989;T.J.S
ilhavy、M. L. BermanおよびL. W. Enquis 1984;およびAusubel, F. M. et al.,
1987らによって開示されている。EXAMPLES The present invention is further described by the following detailed methods, preparations and examples. The examples are provided for illustrative purposes only and are not configured to limit the scope of the invention. Standard recombinant DNA and molecular cloning techniques used herein are known to those of skill in the art and are described in Sambrook, et al., 1989; TJS.
ilhavy, ML Berman and LW Enquis 1984; and Ausubel, FM et al.,
1987 et al.
【0093】 I. アラビドプシスNIM1 遺伝子の相同物の単離 実施例 1: Nicotiana tabacum由来のNIM1相同物の単離 タバコのcDNAライブラリィ由来のファージの大量の摘出物からプラスミドDNA
を、以下のプライマーの組を用いてPCR用の鋳型として使用する: 5'-AGATTATTGT
CAAGTCTAATG-3' (配列番号:9) + 5'-TTCCATGTACCTTTGCTTC-3'(配列番号:10)、
および5'-GCGGATCCATGGATAATAGTAGG-3'(配列番号:11)+5'-GCGGATCCTATTTCCTA
AAAGGG-3'(配列番号:12)。 サイクル条件は、94 ℃で1分間、40℃で1分間およ
び1.5分間で72℃であり、反応は40サイクル実施するのが好ましい。PCR産物を、
アガロースゲルに流し、切取り、pCRII-TOPO (Invitrogen)でクローン化した。I. Isolation of homologues of the Arabidopsis NIM1 gene Example 1: Isolation of NIM1 homologues from Nicotiana tabacum Plasmid DNA from large excisions of phage from a tobacco cDNA library
Is used as a template for PCR using the following primer set: 5'-AGATTATTGT
CAAGTCTAATG-3 '(SEQ ID NO: 9) + 5'-TTCCATGTACCTTTGCTTC-3' (SEQ ID NO: 10),
And 5'-GCGGATCCATGGATAATAGTAGG-3 '(SEQ ID NO: 11) + 5'-GCGGATCCTATTTCCTA
AAAGGG-3 '(SEQ ID NO: 12). The cycling conditions are 94 ° C. for 1 minute, 40 ° C. for 1 minute and 1.5 minutes at 72 ° C., and the reaction is preferably carried out for 40 cycles. PCR products
It was run on an agarose gel, excised and cloned with pCRII-TOPO (Invitrogen).
【0094】 タバコ NIM1相同物の完全長cDNA配列は、配列番号:1に示した。このcDNA 配列
によってコードされるタンパク質は、配列番号:2に示した。配列番号:1を含むタ
バコ NIM1相同物は、NRRL (Agricultural Research Service、 Patent Culture
Collection、 Northern Regional Research Center、 1815 North University S
treet、 Peoria、 Illinois 61604、U. S. A)によって、1998年8月17日にpNOV12
06として寄託され、受託番号がNRRL B-30051である。The full length cDNA sequence of the tobacco NIM1 homolog is shown in SEQ ID NO: 1. The protein encoded by this cDNA sequence is shown in SEQ ID NO: 2. Tobacco NIM1 homologues comprising SEQ ID NO: 1 were obtained from NRRL (Agricultural Research Service, Patent Culture
Collection, Northern Regional Research Center, 1815 North University S
treet, Peoria, Illinois 61604, US A), pNOV12 on August 17, 1998.
Deposited as 06 and having accession number NRRL B-30051.
【0095】 実施例 2: Lycopersicon esculentum 由来のNIM1相同物の単離 ファージミドを、Stratageneのプロトコールを用いて、トマトのλZAPIIcDNAラ
イブラリィから切り出した。ファージミド(プラスミド)を、約80,000クローンの
各々の10プールでE coli XL1-Blueにマス形質転換し、DNAをこれらのプールから
抽出した。このプールは、以下のプライマー: 5'-AGATTATTGTCAAGTCTAATG-3'(
配列番号: 9)および5'-TTCCATGTACCTTTGCTTC-3'(配列番号: 10)を用いるPCRによ
ってNIM1 相同物の存在のためにPCRによってスクリーンした。Example 2: Isolation of NIM1 homologue from Lycopersicon esculentum A phagemid was excised from the tomato λZAPII cDNA library using the Stratagene protocol. Phagemids (plasmids) were mass transformed into E. coli XL1-Blue in 10 pools of each of approximately 80,000 clones, and DNA was extracted from these pools. This pool contains the following primers: 5'-AGATTATTGTCAAGTCTAATG-3 '(
Screened by PCR for the presence of NIM1 homologs by PCR with SEQ ID NO: 9) and 5'-TTCCATGTACCTTTGCTTC-3 '(SEQ ID NO: 10).
【0096】 プールから増幅した配列は、PCR増幅したDNA断片をクローニングし、配列決定
することによってNIM1相同物を含有することが確認された。相同物を含む単一ク
ローンが得られるまで、プールを逐次小さくし、NIM1 相同物の存在のために上
記した同じプライマーを用いるPCRによってスクリーンした。最後に、5'末端を
欠失した部分的遺伝子を含むcDNAクローンは、5'RACE (Rapid Amplification fo
cDNA Ends)を使用して、遺伝子の完全長配列を得た。The sequences amplified from the pool were confirmed to contain NIM1 homologs by cloning and sequencing PCR amplified DNA fragments. The pool was progressively reduced until a single clone containing the homolog was obtained and screened by PCR using the same primers described above for the presence of the NIM1 homolog. Finally, a cDNA clone containing the partial gene with the 5 ′ end deleted was 5′RACE (Rapid Amplification fo
cDNA Ends) was used to obtain the full-length sequence of the gene.
【0097】 トマトNIM1相同物の完全長cDNA配列は、配列番号:3に示し、このcDNA配列に
よってコードされたタンパク質は、配列番号:4に示した。配列番号: 3を含有す
るトマトのNIM1相同物は、pNOV1204として、NRRL (Agricultural Research Serv
ice、 Patent Culture Collection、 Northern Regional Research Center、181
5 North University Street、Peoria、Illinois 61604、U.S.A)によって、1998
年、8月17日の寄託されており、受託番号がNRRL B-30050である。The full length cDNA sequence of the tomato NIM1 homolog is shown in SEQ ID NO: 3, and the protein encoded by this cDNA sequence is shown in SEQ ID NO: 4. The NIM1 homolog of tomato containing SEQ ID NO: 3 was designated as pNOV1204 by NRRL (Agricultural Research Serv.
ice, Patent Culture Collection, Northern Regional Research Center, 181
5 North University Street, Peoria, Illinois 61604, USA), 1998
The deposit was deposited on August 17, 2008, and the deposit number is NRRL B-30050.
【0098】 実施例 3: Brassica napus由来のNIM1相同物の単離 ファージミドを、Stratageneのプロトコールを用いて、Brassica napusのX ZA
PllcDNAライブラリィから切り出した。ファージミド(プラスミド)を、約80,000
クローンの各々の10プールでE coli XL1-Blueにマス形質転換し、DNAをこれらの
プールから抽出した。該プールを、以下のプライマー: 5'-AGATTATTGTCAAGTCTAA
TG-3' (配列番号:9)および5'−TTCCATGTACCTTTGCTTC-3' (配列番号:10) を用い
るPCRによってNIM1相同物の存在のためにPCRによってスクリーンした。Example 3 Isolation of NIM1 Homologues from Brassica napus Phagemids were purified from Brassica napus XZA using the Stratagene protocol.
It was excised from the PllcDNA library. About 80,000 phagemids (plasmids)
E. coli XL1-Blue was mass transformed with 10 pools of each of the clones, and DNA was extracted from these pools. The pool was prepared using the following primers: 5'-AGATTATTGTCAAGTCTAA
Screened by PCR for the presence of NIM1 homologs by PCR with TG-3 ′ (SEQ ID NO: 9) and 5′-TTCCATGTACCTTTGCTTC-3 ′ (SEQ ID NO: 10).
【0099】 プールから増幅した配列は、PCR増幅したDNA断片をクローニングし、配列決定
することによってNIM1相同物を含有することが確認された。相同物を含む単一ク
ローンが得られるまで、プールを逐次小さくし、NIM1 相同物の存在のために上
記した同じプライマーを用いるPCRによってスクリーンした。最後に、5'末端を
欠失した部分的遺伝子を含むcDNAクローンにおいて、5'RACE (Rapid Amplificat
ion fo cDNA Ends)を使用して遺伝子の完全長配列を得た。The sequences amplified from the pool were confirmed to contain NIM1 homologs by cloning and sequencing PCR amplified DNA fragments. The pool was progressively reduced until a single clone containing the homolog was obtained and screened by PCR using the same primers described above for the presence of the NIM1 homolog. Finally, in the cDNA clone containing the partial gene with the 5 'end deleted, 5' RACE (Rapid Amplificat
ion fo cDNA Ends) was used to obtain the full-length sequence of the gene.
【0100】 Brassica napusのNIM1相同物の部分遺伝子は、配列番号: 5に示し、このcDNA
配列によってコードされたタンパク質は、配列番号: 6に示した。配列番号: 5を
含有するBrassica napus NIM1相同物は、pNOV1203として、NRRL (Agricultural
Research Service、 Patent Culture Collection、Northern Regional Research
Center、1815 North University Street、Peoria、Illinois 61604、U.S.A) よ
って、1998年、8月17日の寄託されており、受託番号がNRRL B-30049である。The partial gene of the NIM1 homologue of Brassica napus is shown in SEQ ID NO: 5,
The protein encoded by the sequence is shown in SEQ ID NO: 6. A Brassica napus NIM1 homolog containing SEQ ID NO: 5 was designated as pNOV1203 by NRRL (Agricultural
Research Service, Patent Culture Collection, Northern Regional Research
Center, 1815 North University Street, Peoria, Illinois 61604, USA) and deposited on August 17, 1998, accession number NRRL B-30049.
【0101】 実施例 4: Arabidopsis thalianaNIM1相同物の単離 アラビドプシスまたはトマトNIM1アミノ酸配列を用いるBLASTの検査から、バ
クテリア人工クロモソーム (BAC) F18D8由来のアラビドプシスゲノム配列を含む
GenBank登録B26306を検出した。 BAC 配列の部分が、NIM1に顕著に類似したタン
パク質(47% アミノ酸同一性)をコードすると予測される。以下のプライマーを、
F18D8 配列の領域に対して設計する: 5'−TCAAGGCCTTGGATTCAGATG-3' (配列番
号:13)および5'−ATTAACTGCGCTACGTCCGTC-3'(配列番号:14)。Example 4: Isolation of Arabidopsis thaliana NIM1 homologs Examination of BLAST using the Arabidopsis or tomato NIM1 amino acid sequence includes the Arabidopsis genomic sequence from the bacterial artificial chromosome (BAC) F18D8
GenBank entry B26306 was detected. Part of the BAC sequence is predicted to encode a protein (47% amino acid identity) that is significantly similar to NIM1. The following primers
Design for regions of the F18D8 sequence: 5'-TCAAGGCCTTGGATTCAGATG-3 '(SEQ ID NO: 13) and 5'-ATTAACTGCGCTACGTCCGTC-3' (SEQ ID NO: 14).
【0102】 プライマーは、鋳型としてpFL61依存性アラビドプシスcDNAライブラリィ由来
のDNAによるPCR反応に用いた。好ましいサイクル条件は、94℃で30秒、53℃で30
秒、 72℃で30秒である。該反応は、40サイクル行うのが好ましい。 予想したサ
イズ(290塩基対)のPCR産物を検出し、F18D8 プライマーに一致するcDNAクローン
を、連続的精製法でcDNAライブラリィから精製する。この方法では、ライブラリ
ィの増加少量をE. coliに通し、PCRによるクローンの存在下に再検出する。最後
に、シングル陽性クローンを得、配列決定した。クローンの配列により、NIM1に
対する顕著相同性を有するオープンリーディングフレームの存在を確認する。The primers were used in a PCR reaction with DNA from a pFL61-dependent Arabidopsis cDNA library as a template. Preferred cycling conditions are 94 ° C for 30 seconds, 53 ° C for 30 seconds.
30 seconds at 72 ° C. The reaction is preferably performed for 40 cycles. A PCR product of the expected size (290 base pairs) is detected, and a cDNA clone matching the F18D8 primer is purified from the cDNA library by a continuous purification method. In this method, an increased amount of the library is passed through E. coli and redetected in the presence of clones by PCR. Finally, a single positive clone was obtained and sequenced. The sequence of the clone confirms the presence of an open reading frame with significant homology to NIM1.
【0103】 該Arabidopsis thalianaのNIM1相同物の完全長cDNA配列は、配列番号: 7に示
し、このcDNA配列によってコードされたタンパク質は、配列番号: 8に示した。
配列番号: 7を含有するArabidopsis thaliana NIM1相同物は、E. coliにおいてA
tNMLc5として、NRRL (Agricultural Research Service、 Patent Culture Colle
ction、 Northern Regional Research Center、1815 North University Street
、Peoria、Illinois 61604、U.S.A) よって、1999年、5月25日に寄託されており
、受託番号がNRRL B30139である。The full-length cDNA sequence of the NIM1 homolog of the Arabidopsis thaliana is shown in SEQ ID NO: 7, and the protein encoded by this cDNA sequence is shown in SEQ ID NO: 8.
The Arabidopsis thaliana NIM1 homolog containing SEQ ID NO: 7 is A in E. coli.
tNMLc5, NRRL (Agricultural Research Service, Patent Culture Colle
ction, Northern Regional Research Center, 1815 North University Street
, Peoria, Illinois 61604, USA) and deposited on May 25, 1999, accession number NRRL B30139.
【0104】 実施例 5: 縮重プライマーの設計 実施例 4 (AtNMLc5-配列番号: 7)に上記したNIM1遺伝子(Ryals et al.,1997)
およびNIM−様遺伝子に加えて、Arabidopsis thalianaは、3つの別のNIM-様(NM
L)ゲノム配列:AtNMLc2 (配列番号:15) AtNMLc4-1 (配列番号: 17)およびAtNMLc4
-2 (配列番号:19)を含む。c[#]は特定のNML 遺伝子が位置するクロモソームの
数を示す。GCG Seqwebの多重配列のアライメント・プログラム(Pretty, Wiscons
in Genetics Computer Group)を用いて、Arabidopsis thaliana (Ryals et al.,
1997)、 Nicotiana tabacum (実施例 1-配列番号: 1)、およびLycopersicon e
sculentum (実施例 2−配列番号: 3)由来のNIM1配列、加えて Arabidopsis thal
iana (配列番号: 7、15、17、および19)由来のNML 配列を位置調整する。 この
アライメントを基に、3つの領域は、ヒマワリ、ポテト、キャノーラを含む他の
穀物種由来のNIM1相同物のPCR増幅のための縮重PCRプライマーを設計するため
に十分な保存を生じる。これらの保存領域から設計したプライマーを、表1に示
す。NIM 1(A-D)プライマーは、Arabidopsis thaliana (Ryals et al., 1997)、N
icotiana tabacum (実施例 1-配列番号: 1)およびLycopersicon esculentum (実
施例 2-配列番号:3)由来のNIM1 遺伝子のみの構成を用いて設計する。NIM 2 (A-
D) プライマーは、これら3つのプライマーに加えてArabidopsis thaliana(配列
番号: 7、15、17および19)由来の4つのNML 配列を示す。プライマーは、Genosy
s Biotechnologies,Inc. (The Woodlands,Texas)によって合成されるのが好まし
い。縮重の位置を、オリゴヌクレオチド中のシングル部位で1以上の塩基の表記
によって表1に示した。「配向性」は、プライマーがcDNAの3'末端(下流)方向ま
たは5'末端(上流)方向のいずれに向いているかどうかを示す。Example 5: Design of degenerate primers The NIM1 gene described above in Example 4 (AtNMLc5-SEQ ID NO: 7) (Ryals et al., 1997)
In addition to the NIM-like gene and Arabidopsis thaliana, three other NIM-like (NM
L) Genome sequence: AtNMLc2 (SEQ ID NO: 15) AtNMLc4-1 (SEQ ID NO: 17) and AtNMLc4
-2 (SEQ ID NO: 19). c [#] indicates the number of chromosomes where a particular NML gene is located. GCG Seqweb multiple sequence alignment program (Pretty, Wiscons
in Genetics Computer Group) using Arabidopsis thaliana (Ryals et al.,
1997), Nicotiana tabacum (Example 1-SEQ ID NO: 1), and Lycopersicon e
NIM1 sequence from sculentum (Example 2-SEQ ID NO: 3), plus Arabidopsis thal
The NML sequences from iana (SEQ ID NOs: 7, 15, 17, and 19) are aligned. Based on this alignment, the three regions yield sufficient conservation to design degenerate PCR primers for PCR amplification of NIM1 homologues from other cereal species, including sunflower, potato, and canola. The primers designed from these conserved regions are shown in Table 1. NIM 1 (AD) primers are available from Arabidopsis thaliana (Ryals et al., 1997), N
The design is performed using only the NIM1 gene derived from icotiana tabacum (Example 1-SEQ ID NO: 1) and Lycopersicon esculentum (Example 2-SEQ ID NO: 3). NIM 2 (A-
D) Primers show four NML sequences from Arabidopsis thaliana (SEQ ID NO: 7, 15, 17, and 19) in addition to these three primers. Primers are Genosy
It is preferably synthesized by Biotechnologies, Inc. (The Woodlands, Texas). The positions of degeneracy are shown in Table 1 by the designation of one or more bases at a single site in the oligonucleotide. "Orientation" indicates whether the primer is oriented in the 3 'end (downstream) or 5' end (upstream) direction of the cDNA.
【0105】 表1: 縮重プライマーTable 1: Degenerate primers
【表1】 [Table 1]
【0106】 実施例 6: 穀物種由来のNlM4-様DNA断片のPCR増幅 NIM-様 DNA断片は、アラビドプシス、トマト、タバコ、テンサイ、ヒマワリ、
ポテトおよびキャノーラから、鋳型としてゲノムDNAまたはcDNAのいずれかを使
用して増幅した。期待された断片サイズと共に使用したプライマー組合せ物を、
下記表9に記載する。Example 6: PCR amplification of NlM4-like DNA fragments from cereal species NIM-like DNA fragments were obtained from Arabidopsis, tomato, tobacco, sugar beet, sunflower,
Amplification from potatoes and canola using either genomic DNA or cDNA as template. The primer combination used with the expected fragment size
It is described in Table 9 below.
【0107】 表2:プライマー組み合わせ物およびDNA断片サイズTable 2: Primer combinations and DNA fragment sizes
【表2】 [Table 2]
【0108】 縮重プライマーPCRは、GeneAmp PCR システム 9700 (PE Applied Biosystems,
Foster City、 CA) において、即時使用し得るPCRビーズ(Amersham、 Piscataw
ay、 NJ)を用いて行った。20〜40ngのゲノムDNAまたは5〜10 ngのcDNA、終濃度0
.8 μMの各プライマーで各反応に用いた。好ましいサイクルパラメーターは以下
である: 94℃で1分間; 3サイクル[94℃で30秒間;37℃で30秒間; 72℃で2分間
]; 35サイクル[94℃で30秒間; 60℃で30秒間; 72℃で2分間]; 72℃で7分間; 4
℃で保つものである。反応産物を2%アガロースゲルで分析し、適当なサイズのDN
A 断片を切り取った。DNA 断片を、例えば、Geneclean III Kit (BIO 101,Inc.,
Carlsbad, CA)を用いるアガローズゲルから単離する。例えば、TOPO TA クロー
ニング・キット(Invitrogen Corporation, Carlsbad, CA)を用いてクローン化し
た。プラスミドは、例えば、CONCERT ラピッド・プラスミド・ミニプレップ・シ
ステム(CONCERT Rapid plasmid Miniprep System)[Life Technologies, Inc.,
Rockville、MD]を用いて単離し、標準プロトコールにより配列決定する。The degenerate primer PCR was performed using the GeneAmp PCR System 9700 (PE Applied Biosystems,
Foster City, CA), ready-to-use PCR beads (Amersham, Piscataw
ay, NJ). 20-40 ng genomic DNA or 5-10 ng cDNA, final concentration 0
.8 μM of each primer was used for each reaction. Preferred cycling parameters are: 1 minute at 94 ° C; 3 cycles [30 seconds at 94 ° C; 30 seconds at 37 ° C; 2 minutes at 72 ° C]; 35 cycles [30 seconds at 94 ° C; 30 seconds at 60 ° C. ; 72 ° C for 2 minutes]; 72 ° C for 7 minutes; 4
Keep at ℃. The reaction product is analyzed on a 2% agarose gel and the appropriate size DN
A fragment was cut out. The DNA fragment is, for example, Geneclean III Kit (BIO 101, Inc.,
Isolate from agarose gel using Carlsbad, CA). For example, it was cloned using a TOPO TA cloning kit (Invitrogen Corporation, Carlsbad, CA). Plasmids are available, for example, from the CONCERT Rapid plasmid Miniprep System [Life Technologies, Inc.,
Rockville, MD] and sequenced according to standard protocols.
【0109】 NlM−様DNA 断片を、試みた全ての植物種から得る。多くのケースの複合体に
おいて、唯一のNIM-様 配列を得た。表3および図2は、単離したNlH-様断片を詳
細に示す。 表3: NlH−様PCR断片NlM-like DNA fragments are obtained from all plant species tried. In many cases, only one NIM-like sequence was obtained. Table 3 and FIG. 2 detail the isolated NlH-like fragments. Table 3: NlH-like PCR fragments
【表3】 [Table 3]
【0110】 これらの結果に基づいて、上記記載の縮重プライマーPCRは、広範囲の植物種
由来のNlM−様断片を増幅し得る。特に、NIM 2B/NIM 2Dのプライマー組合せで、
試みた全ての植物種から鋳型としてcDNAを用いて成功した。即時使用のPCRビー
ズの使用は、産物を得るために特に好ましい。さらに、ゲノムDNAが充分である
場合、アラビドプシス、トマトおよびテンサイ以外の全ての試料に対して、鋳型
としてcDNAを用いるのが好ましい。[0110] Based on these results, the degenerate primer PCR described above can amplify NlM-like fragments from a wide range of plant species. In particular, with the NIM 2B / NIM 2D primer combination,
All attempted plant species were successful using cDNA as a template. The use of ready-to-use PCR beads is particularly preferred for obtaining the product. Furthermore, if genomic DNA is sufficient, it is preferred to use cDNA as a template for all samples except Arabidopsis, tomato and sugar beet.
【0111】 実施例 7: 追加の縮重プライマー 縮重プライマーの新しい一組を、トマトも表1に挙げた縮重プライマーを用い
て増幅しない類似のNIM−様配列を含有するかどうかの測定に使用するために、
4つのタバコの断片(配列番号: 29、31、33および35)およびトマトの配列 (配列
番号:37)の配列アラインメントを基に設計する。これらの断片から設計したプラ
イマーを表3に記載する。Genosys Biotechnologies, Inc. (The Woodlands, Te
xas)によって合成するのが好ましい。縮重部位は、オリゴヌクレオチド中のシン
グル部位で1以上の塩基の表記によって、表3に示す。「配向性」は、プライマ
ーがcDNAの3'末端(下流)方向または5'末端(上流)方向のいずれに向いているかを
示す。Example 7: Additional degenerate primers A new set of degenerate primers was used to determine whether tomatoes also contained similar NIM-like sequences that were not amplified using the degenerate primers listed in Table 1. To use
Designed based on the sequence alignment of four tobacco fragments (SEQ ID NO: 29, 31, 33 and 35) and tomato sequence (SEQ ID NO: 37). The primers designed from these fragments are described in Table 3. Genosys Biotechnologies, Inc. (The Woodlands, Te
xas). The degenerate sites are indicated in Table 3 by the notation of one or more bases at a single site in the oligonucleotide. “Orientation” indicates whether the primer is oriented in the 3 ′ end (downstream) direction or the 5 ′ end (upstream) direction of the cDNA.
【0112】 表 4: 追加の縮重プライマーTable 4: Additional degenerate primers
【表4】 [Table 4]
【0113】 縮重プライマーPCRを、トマトのcDNAを用いて上記のように行い、潜在性産物
をクローン化し、配列を決定した。 配列分析は、2つのNlM-様断片の分類を明
かにする。1番目は、配列番号: 37に示したトマトの配列と同一であり、2番目
は、トマトにおいて固有であり、配列番号: 31および33に示したようなタバコの
配列と88%の同一性であった。この新しいトマトの配列の該配列を、配列番号: 6
1として示した。[0113] Degenerate primer PCR was performed as described above using tomato cDNA to clone and sequence the latent product. Sequence analysis reveals a classification of the two NlM-like fragments. The first is identical to the sequence of the tomato shown in SEQ ID NO: 37, the second is unique in tomato, with 88% identity to the sequence of tobacco as shown in SEQ ID NOs: 31 and 33 there were. SEQ ID NO: 6 of this new tomato sequence
Shown as 1.
【0114】 実施例 8:完全長NIM-様cDNA NIM-様PCR 断片由来の対応するcDNA 配列の上流および下流は、SMART RACE cD
NA増幅キット(Clontech, Palo Alto, CA)を用いるRACE PCRによって得るのが好
ましい。好ましくは、少なくとも3つの独立したRACE産物を、PCRエラーを除去
するために各5'-または3'-末端に対して配列決定を行った。配列番号: 39、43お
よび31に示したNIM−様PCR断片に一致する、テンサイ、ヒマワリBおよびタバコ
B NIM1 相同物に対応する得られる完全長cDNA配列を、各配列番号:63、65および
73として示した。Example 8: Full-length NIM-like cDNA Upstream and downstream of the corresponding cDNA sequence from the NIM-like PCR fragment are SMART RACE cD
Preferably, it is obtained by RACE PCR using an NA amplification kit (Clontech, Palo Alto, CA). Preferably, at least three independent RACE products were sequenced for each 5'- or 3'-end to eliminate PCR errors. Sugar beet, sunflower B and tobacco, corresponding to the NIM-like PCR fragments shown in SEQ ID NOs: 39, 43 and 31
The resulting full-length cDNA sequences corresponding to the B NIM1 homologues were identified as SEQ ID NOs: 63, 65 and
Shown as 73.
【0115】 NIM-様ゲノム配列のAtNMLc2 (配列番号: 15)、AtNMLc4-1 (配列番号: 17)およ
びAtNMLc4-2 (配列番号:19) に対応するNIM-様のArabidopsis thaliana cDNAの
ものは、RT-PCRでクローン化するのが好ましい。Arabidopsis thaliana由来の全
RNAは、オリゴdTプライマーを用いて逆転写する。得られる1番目の鎖cDNAを、各
ゲノム配列(配列番号: 15、17および19)のコード領域の5'末端および3'末端を
基にして設計した特異的なセンス・およびアンチセンス・オリゴヌクレオチドプ
ライマーを用いるPCRによって増幅する。予想したサイズのPCR断片を、ベクター
中でクローン化し、配列決定し、これらのcDNAクローンがNIM-様ゲノム配列に一
致することを確認する。NIM-様ゲノム配列 AtNMLc2 (配列番号: 15)と一致するc
DNA 配列は、配列番号:67として示す;NIM-様ゲノム配列 AtNMLc4-2 (配列番号:
17)に一致する完全長cDNA 配列は配列番号: 69として示す; NIM-様ゲノム配列 A
tNMLc4-2 (配列番号:19)に一致する完全長cDNA 配列は配列番号:71として示す
。The NIM-like Arabidopsis thaliana cDNAs corresponding to the NIM-like genomic sequences AtNMLc2 (SEQ ID NO: 15), AtNMLc4-1 (SEQ ID NO: 17) and AtNMLc4-2 (SEQ ID NO: 19) are: It is preferred to clone by RT-PCR. Arabidopsis thaliana
RNA is reverse transcribed using an oligo dT primer. Specific sense and antisense oligonucleotides designed to base the resulting first strand cDNA on the 5 'and 3' ends of the coding region of each genomic sequence (SEQ ID NO: 15, 17 and 19) Amplify by PCR using primers. PCR fragments of the expected size are cloned in the vector and sequenced to ensure that these cDNA clones match the NIM-like genomic sequence. C that matches the NIM-like genomic sequence AtNMLc2 (SEQ ID NO: 15)
The DNA sequence is shown as SEQ ID NO: 67; NIM-like genomic sequence AtNMLc4-2 (SEQ ID NO:
The full length cDNA sequence corresponding to (17) is shown as SEQ ID NO: 69; NIM-like genomic sequence A
The full length cDNA sequence corresponding to tNMLc4-2 (SEQ ID NO: 19) is shown as SEQ ID NO: 71.
【0116】 実施例 9:ノーザン・ブロット ノーザンのデータによると、テンサイのNIM-様クローン(配列番号: 39および6
3)の発現が、100 μMまたは300μMのBTH (ベンゾ(1,2,3)チアジアゾール−カル
ボチオイック酸 S-メチルエステル)処置後、3〜7倍に増加すること。また、ノー
ザンのデータから、ヒマワリ Aの NIM-様 クローン(配列番号: 41)の発現は構成
的である。さらに、ノーザンのデータによると、ヒマワリ Bの NIM-様 クローン
(配列番号: 43および65)の発現が、100μMまたは300μM BTH処理の後、2倍増加
する。Example 9: Northern blot According to Northern data, NIM-like clones of sugar beet (SEQ ID NOs: 39 and 6)
3) The expression of 3 to 7-fold increase after 100 μM or 300 μM BTH (benzo (1,2,3) thiadiazole-carbothioic acid S-methyl ester) treatment. Also, from the Northern data, the expression of the sunflower A NIM-like clone (SEQ ID NO: 41) is constitutive. Furthermore, according to Northern data, a NIM-like clone of sunflower B
The expression of (SEQ ID NOs: 43 and 65) increases 2-fold after 100 or 300 μM BTH treatment.
【0117】 II.植物における本発明の遺伝子配列の発現 本発明のNIM1相同物は、慣習的な組換DNA技術を用いて植物細胞に導入され得
る。一般的に、これは、当分野で既知の標準的なクローニング方法を用いて、コ
ード配列が異種構造(即ち、通常存在しない)である発現系に本発明のコード配
列を挿入することに含む。該ベクターは、挿入したタンパク質をコードする配列
の転写および翻訳に必要な配列を包含する。当分野において既知の多数のベクタ
ー系を用いてもよく、例えば、プラスミド、バクテリオファージ、ウイルスおよ
び他の修飾ウイルスである。適当なベクターは、制限するものではないが、ウイ
ルス性ベクター、例えばラムダベクター系のλgtl121、λgtl0およびCharon 4;
プラスミドベクター例えば、pBl121、pBR322、 pACYC 177、pACYC 184、pAR系、
pKK223-3、pUC8、pUC9、pUC18、pUC19、pLG339、pRK290、pKC37、pKC101、 pCD
NAII;およびその他の類似の系を包含する。発現系の成分は、発現を増加するた
めに修飾されていてもよい。例えば、短く切り取った配列、ヌクレオチドの置換
または別の修飾を行ってもよい。本明細書に記載の発現系は、実際に、適当な条
件下で任意の穀物植物を形質転換するために使用し得る。形質転換した細胞を、
形質転換遺伝子植物においてNIM1 相同物がSAR 遺伝子発現を増加させ疾病耐性
を強めるように、全植物中に再生することができる。II. Expression of Gene Sequences of the Invention in Plants NIM1 homologs of the invention can be introduced into plant cells using conventional recombinant DNA techniques. In general, this involves inserting the coding sequence of the invention into an expression system in which the coding sequence is heterologous (ie, not normally present) using standard cloning methods known in the art. The vector contains sequences necessary for the transcription and translation of the sequence encoding the inserted protein. Many vector systems known in the art may be used, for example, plasmids, bacteriophages, viruses and other modified viruses. Suitable vectors include, but are not limited to, viral vectors, such as the lambda vector systems λgtl121, λgtl0 and Charon 4;
Plasmid vectors such as pB1211, pBR322, pACYC177, pACYC184, pAR,
pKK223-3, pUC8, pUC9, pUC18, pUC19, pLG339, pRK290, pKC37, pKC101, pCD
NAII; and other similar systems. Components of the expression system may be modified to increase expression. For example, truncated sequences, nucleotide substitutions or other modifications may be made. The expression system described herein can in fact be used to transform any cereal plant under suitable conditions. The transformed cells are
NIM1 homologs can be regenerated in whole plants so that NIM1 homologues increase SAR gene expression and enhance disease resistance in transgenic plants.
【0118】 実施例 10: 植物の発現カセットの構築 形質転換植物における発現を意図するコード配列は、植物で発現し得る適当な
プロモーターの後の発現カセットに最初に集約される。発現カセットもまた、ト
ランスジーンの発現のために必要なまたは選択された任意の別の配列を包含する
ことができる。そのような配列は、制限するものではないが、転写ターミネータ
ー、発現を増強する外来配列、例えばイントロン、バイタル(Vital)配列、特
異的な器官および細胞区画に遺伝子産物を標的とすることを意図する配列を包含
する。これらの発現カセットを、下記の植物形質転換ベクターに容易に導入し得
る。以下は、典型的な発現カセットの多様な成分を説明である。Example 10: Construction of a plant expression cassette A coding sequence intended for expression in transformed plants is first aggregated into an expression cassette after a suitable promoter that can be expressed in plants. The expression cassette can also include any other sequences necessary or selected for expression of the transgene. Such sequences are intended to target, without limitation, transcription terminators, exogenous sequences that enhance expression, such as introns, vital sequences, gene products to specific organs and cellular compartments. The sequence. These expression cassettes can be easily introduced into the following plant transformation vectors. The following is a description of the various components of a typical expression cassette.
【0119】 1.プロモーター 発現カセットで使用したプロモーターの選択は、形質転換植物中のトランスジ
ーンの空間的かつ時間的な発現パターンを決定する。選択したプロモーターは、
特定細胞型中(例えば、植物表皮細胞、葉肉細胞、根皮層細胞)または特定組織
や器官(例えば、根、葉または花)においてトランスジーンを発現する。その選
択は遺伝子産物の蓄積に関する所望の位置が反映する。一方、選択されたプロモ
ーターは、多様な誘導条件の下で遺伝子の発現を進め得る。プロモーターは、そ
の強度、即ち転写を促進する能力を変える。 利用した宿主細胞系によって、そ
の遺伝子本来のプロモーターを包含する、多くの適切なプロモーターの中の1つ
を用い得る。以下は、発現カセットで使用し得るプロモーターの非制限的な例で
ある。[0119] 1. Promoter Selection of the promoter used in the expression cassette determines the spatial and temporal expression pattern of the transgene in the transformed plant. The selected promoter is
The transgene is expressed in specific cell types (eg, plant epidermal cells, mesophyll cells, root cortex cells) or in specific tissues or organs (eg, roots, leaves or flowers). The choice reflects the desired location for gene product accumulation. On the other hand, the selected promoter can drive gene expression under various inducing conditions. A promoter alters its strength, that is, its ability to promote transcription. Depending on the host cell system utilized, one of many suitable promoters may be used, including the native promoter of the gene. The following are non-limiting examples of promoters that can be used in the expression cassette.
【0120】 a.構成的発現、ユビキチンプロモーター: ユビキチンは、多くの細胞型で蓄積することが知られた遺伝子産物であり、そ
のプロモーターは、形質転換植物(例えば、ヒマワリ Binet et a1., 1991; トウ
モロコシ-Christensen et al., 1989;およびアラビドプシス-Norris et al., 19
93)で使用するために幾つかの種から単離された。トウモロコシのユビキチンプ
ロモーターは、形質転換単子葉植物系で開発され、単子葉植物の形質転換のため
に構築されたその配列およびベクターは、特許出願公開 EP 0 342 926 (to Lubr
izol)に開示されている。Taylor et al.(1993)は、トウモロコシユビキチンプロ
モーターおよび第一のイントロンを含むベクター (pAHC25)、およびマイクロプ
ロジェクト・衝撃法によって導入される場合の非常に多くの単子葉植物の細胞懸
濁液中でのその高い活性を記載する。アラビドプシスのユビキチンプロモーター
は、本発明のNIM1相同物と共に使用するのに特に好ましい。ユビキチンプロモー
ターは、単子葉植物および双子葉植物両方の形質転換植物における遺伝子発現に
適当である。適当なベクターは、pAHC25またはこの出願で記載された形質転換ベ
クターの全ての誘導体であり、適当なユビキチンプロモーターおよび/またはイ
ントロン配列の両方の導入によって修飾される。A. Constitutive Expression, Ubiquitin Promoter: Ubiquitin is a gene product known to accumulate in many cell types, and its promoter can be found in transformed plants (eg, sunflower Binet et al., 1991; Maize-Christensen et al., 1989; and Arabidopsis-Norris et al., 19
93) isolated from several species for use in The corn ubiquitin promoter was developed in a transformed monocotyledonous plant system and its sequences and vectors constructed for the transformation of monocotyledonous plants are described in Patent Application Publication EP 0 342 926 (to Lubr
izol). Taylor et al. (1993) describe a vector containing the corn ubiquitin promoter and the first intron (pAHC25), and in a large number of monocot cell suspensions when introduced by microprojection / impact methods. Describes its high activity. The Arabidopsis ubiquitin promoter is particularly preferred for use with the NIM1 homologs of the present invention. The ubiquitin promoter is suitable for gene expression in both monocotyledonous and dicotyledonous transformed plants. Suitable vectors are pAHC25 or all derivatives of the transformation vectors described in this application, modified by the introduction of both a suitable ubiquitin promoter and / or intron sequence.
【0121】 b.構成的発現、CaMV 35Sプロモーター: プラスミドpCGN1761の構築は、特許出願公開 EP 0 392 225 (実施例 23)に記
載されている。pCGN1761は、「2つの」CaMV 35S プロモーターおよびプロモー
ターおよびターミネーターの間の独特なEcoRl部位を有するtml 転写ターミネー
ターを包含し、pUC型の骨格を持つ。NotlおよびXhol 部位に加えて存在するEco
R1部位を含み修飾ポリリンカーを有するpCGN1761の誘導体を構築する。該誘導
体はpCGN1761 ENXを構築した。pCGN1761 ENXは、トランスジーン植物における35
Sプロモーターの制御下でその発現の目的のためにポリリンカー内にcDNA 配列ま
たはコード配列(細菌のORF 配列を含む)のクローニングに有用である。そのよ
うな構築物の完全な35Sプロモーター・コード配列−tmlターミネーター・カセッ
トを、下記に記載したような形質転換ベクターに移すために、プロモーターに対
してHindIII、SphI、SallおよびXbal部位5'およびターミネーターに対してXbal
、BamHIおよびBgII部位3'で切り出すことができる。さらに、2つの35Sプロモー
ター断片は、別のプロモーターで置換するために、HindIII、SphI、Sall、Xbal
もしくはPstlで5'切出し、およびポリリンカー制限部位(EcoRI、NotlまたはXho
l)の何れかで3'切出しによって、除去し得る。所望であれば、クローニング部
位の周辺の修飾は、翻訳を増強し得る配列の導入によって行い得る。特に、重複
発現を必要とする場合に有用である。例えば、pCGN1761 ENXは、U.S.特許No.5,6
39,949の実施例37で記載されるような翻訳開始部位の至適化によって修飾され得
る。B. Constitutive expression, CaMV 35S promoter: The construction of plasmid pCGN1761 is described in patent application publication EP 0 392 225 (Example 23). pCGN1761 contains a "two" CaMV 35S promoter and a tml transcription terminator with a unique EcoRl site between the promoter and terminator, and has a pUC-type backbone. Eco present in addition to Notl and Xhol sites
A derivative of pCGN1761 containing an R1 site and having a modified polylinker is constructed. The derivative constructed pCGN1761 ENX. pCGN1761 ENX is expressed in transgene plants in 35
Useful for cloning cDNA sequences or coding sequences (including bacterial ORF sequences) into polylinkers for the purpose of their expression under the control of the S promoter. In order to transfer the complete 35S promoter coding sequence-tml terminator cassette of such a construct into a transformation vector as described below, the HindIII, SphI, Sall and Xbal sites 5 'to the promoter and the terminator. Against Xbal
, BamHI and BgII sites 3 '. In addition, the two 35S promoter fragments were replaced with HindIII, SphI, Sall, Xbal for replacement with another promoter.
Alternatively, 5 'excision with Pstl and a polylinker restriction site (EcoRI, Notl or Xho
It can be removed by 3 'excision in any of l). If desired, modifications around the cloning site may be made by introducing sequences that can enhance translation. It is particularly useful when multiple expression is required. For example, pCGN1761 ENX is a US Patent No. 5,6
It can be modified by optimization of the translation start site as described in Example 37 of 39,949.
【0122】 c.構成的発現、アクチンプロモーター アクチンの幾つかのアイソホームは、殆どの細胞型で発現することが知られ、
従って、アクチンプロモーターは構造プロモーターに対する良い選択である。特
に、コメActl遺伝子由来のプロモーターは、複製され、特性分析されてきた(Mc
Elroy et al., 1990)。プロモーターの1.3 kb断片は、コメプロトプラストで発
現するために必要とされる全ての調節配列を含有することが見出された。さらに
、Actlプロモーターを基にした非常に多くの発現ベクターを、単子葉植物で使用
するために特異的に構築された(McElroy et al. (1991))。これらは、Actl-イ
ントロン1、Adhl5'フランキング配列およびAdhl-イントロン1(トウモロコシのア
ルコールデヒドロゲナーゼ由来)およびCaMV 35Sプロモーター由来の配列を導入
される。非常に高い発現を示すベクターは、35SおよびActlイントロンまたはAct
l 5'フランキング配列およびActlイントロンの融合であった。開始ATG(GUSレポ
ーター遺伝子の)周辺配列の至適化によっても発現が増強する。McElroy et al. (1991)によって記載されたプロモーター発現カセットは、遺伝子発現のために
容易に修飾することができ、そして単子葉植物宿主で使用するのに特に適当であ
る。例えば、プロモーター含有断片をMcElroy構築物から除き、pCGN1761 ENX中
の2つの35Sプロモーターを置換し、その後に特定遺伝子配列の挿入に利用する
ために使用しうる。即ち、構築した融合遺伝子は、適当な形質転換ベクターに移
入され得る。別の報告では、その第一のイントロンを有するコメActlプロモータ
ーは、培養した小麦細胞で高い発現を示すことが判った (Chibbar et al., 1993
)。C. Constitutive expression, actin promoter Several isoforms of actin are known to be expressed in most cell types,
Thus, the actin promoter is a good choice for a structural promoter. In particular, promoters from the rice Actl gene have been replicated and characterized (Mc
Elroy et al., 1990). The 1.3 kb fragment of the promoter was found to contain all the regulatory sequences required for expression in rice protoplasts. In addition, numerous expression vectors based on the Actl promoter have been specifically constructed for use in monocotyledonous plants (McElroy et al. (1991)). These are introduced with Actl-Intron 1, Adhl 5 'flanking sequence and Adhl-Intron 1 (from maize alcohol dehydrogenase) and sequences from the CaMV 35S promoter. Vectors showing very high expression are 35S and Actl intron or Act
l was a fusion of the 5 'flanking sequence and the Actl intron. Optimization of sequences surrounding the starting ATG (of the GUS reporter gene) also enhances expression. The promoter expression cassette described by McElroy et al. (1991) can be easily modified for gene expression, and is particularly suitable for use in monocot hosts. For example, the promoter-containing fragment may be removed from the McElroy construct and used to replace the two 35S promoters in pCGN1761 ENX and subsequently be used to insert specific gene sequences. That is, the constructed fusion gene can be transferred to an appropriate transformation vector. In another report, the rice Actl promoter with its first intron was found to show high expression in cultured wheat cells (Chibbar et al., 1993).
).
【0123】 d. 誘導性発現、PR-1プロモーター pCGN1761 ENXでの2つの35Sプロモーターを、高い発現レベルを生じる別のプ
ロモーターで置換することができる。実施例の方法によって、U. S.特許番号 5,
614.395に記載された化学的に調節し得るものの1つは、2つの35S プロモータ
ーで置換することができる。プロモーターの選択は、制限酵素によって、その供
給源から切り出すのが好ましいが、適切な末端制限部位を持つプライマーを用い
るPCR増幅することも可能である。PCR-増幅を行うなら、プロモーターは、標的
ベクター内で増幅したプロモーターのクローニングの後、増幅エラーに対して調
べるために、再び配列決定するべきである。化学的/病原体調節可能なタバコPR-
1aプロモーターを、プラスミド pCIB1004 から分離し(構造のために、EP 0 332
104の実施例21を参照)、プラスミド pCGN1761ENX (Uknes et al., 1992)に形質
転換した。pCIB1004を、Ncolを用いて切断し、得られた線状断片の3'オーバーハ
ングを、T4 DNAポリメラーゼを用いる処理によって平滑にした。 次いで、該断
片をHindlllで切断し、得られたPR-1a プロモーター含有断片を、ゲルで精製し
、2つの35S プロモーターを除いたpCGN1761ENXで単離した。 これは、Xholを用
いる切断、T4 ポリメラーゼによる平滑化(blunting)、その後のHindlIlでの切
断、単離したpCIB1004プロモーター断片を含む大きなベクター・ターミネーター
の単離によって行った。これによって、Pur-1aプロモーターおよびtml ターミ
ネーターおよびEcoRlおよびNotl部位を持つ介在ポリリンカーを有するpCGN1761E
NX誘導体を生じた。選択されたコード配列を、このベクターに挿入することがで
き、該融合産物(即ち、プロモーター−遺伝子−ターミネーター)は下記に示し
たものを連続的に形質転換し得る。包含する全ての連続的に選択された形質転換
ベクターに移すことができる。U.S.特許番号5,523,311および5,614,395に記載の
ベンゾチアジアゾール、イソニコチン酸、およびサリチル酸化合物を含む多様な
化学的調節剤を用いて、本発明の形質転換植物において選択したコード配列の発
現を誘導することができる。D. Inducible Expression, PR-1 Promoter The two 35S promoters in pCGN1761 ENX can be replaced with another promoter that produces high expression levels. By way of example, US Patent No. 5,
One of the chemically regulated ones described in 614.395 can be replaced with two 35S promoters. The choice of the promoter is preferably cut out from its source by a restriction enzyme, but it is also possible to carry out PCR amplification using a primer having an appropriate terminal restriction site. If PCR-amplification is performed, the promoter should be resequenced after cloning of the amplified promoter in the target vector to check for amplification errors. Chemical / pathogen tunable tobacco PR-
The 1a promoter was isolated from plasmid pCIB1004 (for construction, EP 0 332
104 Example 21) and the plasmid pCGN1761ENX (Uknes et al., 1992). pCIB1004 was cut with Ncol and the 3 ′ overhang of the resulting linear fragment was blunted by treatment with T4 DNA polymerase. Then, the fragment was digested with Hindlll, and the obtained fragment containing the PR-1a promoter was purified by gel and isolated from pCGN1761ENX from which two 35S promoters had been removed. This was accomplished by digestion with Xhol, blunting with T4 polymerase, followed by digestion with HindIII, and isolation of a large vector terminator containing the isolated pCIB1004 promoter fragment. This results in pCGN1761E with Pur-1a promoter and tml terminator and an intervening polylinker with EcoRl and Notl sites.
This gave the NX derivative. The selected coding sequence can be inserted into this vector, and the fusion product (ie, promoter-gene-terminator) can continuously transform the following. It can be transferred to all sequentially selected transformation vectors that include it. A variety of chemical modulators, including the benzothiadiazole, isonicotinic acid, and salicylic acid compounds described in US Pat. .
【0124】 e. 誘導性発現、エタノール誘導性プロモーター ある種のアルコールまたはケトン、例えばエタノールによって誘導し得るプロ
モーターは、本発明のコード配列の誘導性発現を与えるために使用してもよい。
そのようなプロモーターは、例えば、Aspergillus nidulans 由来のalcA 遺伝子
プロモーターである(Caddick et al.,1998)。 A. nidulansにおいて、alcA 遺伝
子は、アルコールデヒドロゲナーゼIをコードし、この発現は化学的誘導物質の
存在下でAlcR転写因子によって調節される。本発明の目的のために、プラスミド
palcA中のCATコード配列:最小の35S プロモーターと融合したalcA遺伝子プロモ
ーター配列を含むCAT (Caddick et al., 1998)は、alcA 遺伝子プロモーター制
御下にコード配列を持つ発現カセットを形成する本発明のコード配列によって置
換される。 これは、当業者には既知の方法で行われる。E. Inducible Expression, Ethanol-Inducible Promoters Promoters that can be induced by certain alcohols or ketones, such as ethanol, may be used to provide inducible expression of a coding sequence of the present invention.
Such a promoter is, for example, the alcA gene promoter from Aspergillus nidulans (Caddick et al., 1998). In A. nidulans, the alcA gene encodes alcohol dehydrogenase I, whose expression is regulated by the AlcR transcription factor in the presence of a chemical inducer. For the purposes of the present invention, plasmids
CAT coding sequence in palcA: CAT containing the alcA gene promoter sequence fused to a minimal 35S promoter (Caddick et al., 1998) is a code of the invention that forms an expression cassette with the coding sequence under the control of the alcA gene promoter. Replaced by an array. This is done in a manner known to those skilled in the art.
【0125】 f. 誘導性発現、グルココルチコイド−誘導性プロモーター ステロイドホルモンを基にした系を使用する本発明のNIM1相同物発現の誘導も
、考えられる。例えば、グルココルチコイドを介在した誘導系を用い(Aoyama an
d Chua,1997)、遺伝子発現を、グルココルチコイドの適用、例えば、合成グルコ
コルチコイド、好ましくはデキサメタゾンを、好ましくは0.1mM〜1mMの濃度
、より好ましくは10mM〜100mMの濃度で誘導した。本発明の目的のために、ルシ
フェラーゼ遺伝子配列を、最小の35Sプロモーターと融合したGAL4上流活性化配
列の6つの複製物の制御下で、NIM1相同物をコードする遺伝子配列を持つ発現カ
セットを形成するために、NIM1相同物をコードする遺伝子配列によって置換する
。これは、当業者には周知の方法で行われる。トランス・アクト・ファクターは
、ラットのグルココルチコイド受容体のホルモン結合ドメイン(Picard et al.,
1988)に融合したヘルペスウイルスタンパク質VP16(Triezenberg et al., 1988)
のトランス活性化ドメインと融合したGAL4DNA結合ドメインを包含する(Keegan e
t al.,1986)。融合タンパク質の発現は、当分野で既知の植物もしくは本明細書
中に記載した植物中の発現に適する全てのプロモーターによって制御される。こ
の発現カセットは、6xGAL4/最小のプロモーターに融合したNIM1相同物をコード
する遺伝子配列を含む植物中に含まれる。即ち、融合タンパク質の組織または器
官特異性が達成され、誘導可能なNIM 1 相同物の組織または器官特異性が得られ
る。F. Inducible Expression, Glucocorticoid-Inducible Promoter Induction of NIM1 homologue expression of the present invention using a steroid hormone-based system is also contemplated. For example, using an induction system mediated by glucocorticoid (Aoyama an
d Chua, 1997), gene expression was induced by application of glucocorticoids, for example, synthetic glucocorticoids, preferably dexamethasone, at a concentration of preferably 0.1 mM to 1 mM, more preferably 10 mM to 100 mM. For the purposes of the present invention, the luciferase gene sequence is formed under the control of six copies of the GAL4 upstream activation sequence fused to a minimal 35S promoter to form an expression cassette with the gene sequence encoding the NIM1 homolog. For this purpose, it is replaced by a gene sequence encoding a NIM1 homolog. This is done in a manner well known to those skilled in the art. Trans-act factor is a hormone-binding domain of rat glucocorticoid receptor (Picard et al.,
Herpesvirus protein VP16 fused to 1988) (Triezenberg et al., 1988).
A GAL4 DNA binding domain fused to the transactivation domain of (Keegan e
t al., 1986). Expression of the fusion protein is controlled by any suitable promoter for expression in plants known in the art or described herein. This expression cassette is contained in plants containing the gene sequence encoding the NIM1 homolog fused to the 6xGAL4 / minimal promoter. That is, the tissue or organ specificity of the fusion protein is achieved and the inducible NIM 1 homologous tissue or organ specificity is obtained.
【0126】 g.根特異的発現 遺伝子発現の別のパターンは、根での発現である。適当な根のプロモータは、
Framond (1991)、特許公開出願EP 0 452 269においても記載されている。このプ
ロモーターを、選択遺伝子の挿入のために適当なベクター、例えばpCGN1761 ENX
に導入し、続いて完全なプロモーター−遺伝子−ターミネーター・カセットを注
目の形質転換ベクターに導入する。G. Root-specific expression Another pattern of gene expression is expression in roots. A suitable root promoter is
It is also described in Framond (1991), published patent application EP 0 452 269. This promoter is inserted into a suitable vector for insertion of the selection gene, such as pCGN1761 ENX.
And then the complete promoter-gene-terminator cassette is introduced into the transformation vector of interest.
【0127】 h. 損傷誘導性プロモーター 損傷誘導性プロモーターは、遺伝子発現のために適当である。Numerus such
そのような多くのプロモーターは、下記のように記載されており(例えば、Xu et
al.,1993); Logemann et al., 1989; Rohrmeier & Lehle、1993; Firek et al.
, 1993; Warner et al.,1993)、全てのものは、本発明で使用するのに適当であ
る。Logemann らは、単子葉植物ポテト wun1 遺伝子の5'上流配列を記載した。X
u らは、単子葉植物ポテト由来の損傷誘導性プロモーター(pin2)が、単子葉植
物のコメにおいて活性である。さらに、Rohrmeier & Lehleは、誘導した損傷と
トウモロコシのWipI cDNAのクローニングについて記載し、これは標準的技術を
用いる同種のプロモーターを単離するのに使用し得る。同様に、Firek et al. a
nd Warner et al.は、局所損傷部位および病原体進入部位で発現する、単子葉植
物Asparagus officinalis由来の損傷誘導性遺伝子を記載する。クローニング技
術は、当業者には周知であり、これらプロモーターを適当なベクターに導入し、
この発明に関する遺伝子と結合し、植物損傷部位でこれらの遺伝子を発現するた
めに使用することが可能である。H. Damage Inducible Promoters Damage inducible promoters are suitable for gene expression. Numerus such
Many such promoters are described below (e.g., Xu et
al., 1993); Logemann et al., 1989; Rohrmeier & Lehle, 1993; Firek et al.
, 1993; Warner et al., 1993), all of which are suitable for use in the present invention. Logemann et al. Described the 5 'upstream sequence of the monocotyledon potato wun1 gene. X
u et al. show that a damage-inducible promoter (pin2) from a monocot potato is active in rice of a monocot plant. In addition, Rohrmeier & Lehle describes the cloning of induced damage and maize Wipl cDNA, which can be used to isolate homologous promoters using standard techniques. Similarly, Firek et al. A
nd Warner et al. describes a damage-inducing gene from the monocotyledonous plant Asparagus officinalis that is expressed at the site of local injury and pathogen entry. Cloning techniques are well known to those skilled in the art, and these promoters are introduced into a suitable vector,
It can be used to express the genes at the site of plant damage by binding to the genes according to the invention.
【0128】 i. 柔組織(髄)−好ましい発現 特許出願WO 93/07278は、柔組織細胞で優先的に発現するトウモロコシtrpA遺
伝子の単離を記載する。転写開始点から1726塩基まで伸長する該遺伝子配列およ
びプロモーターを提示した。標準的な分子生物工学技術を使用して、このプロモ
ーターまたはその一部を、35Sプロモーターを置換し、柔組織(髄)−好ましい
方法で外来遺伝子の発現を駆動するために使用することができるベクター、例え
ばpCGN1761に形質導入することができる。実際、柔組織(髄)−好ましいプロモ
ーターを含む断片を、全てのベクターに形質転換し、形質転換植物で利用するた
めに修飾され得る。I. Soft Tissue (Pith)-Preferred Expression Patent application WO 93/07278 describes the isolation of a maize trpA gene that is preferentially expressed in soft tissue cells. The gene sequence and promoter extending from the transcription start site to 1726 bases are presented. Using standard molecular biotechnology techniques, this promoter or a portion thereof replaces the 35S promoter and can be used to drive the expression of foreign genes in the parenchyma (medullary) -preferred manner. For example, pCGN1761 can be transduced. In fact, fragments containing the parenchyma (medullary) -preferred promoter can be transformed into all vectors and modified for use in transformed plants.
【0129】 j. 葉特異的発現 ホスホエノールカルボキシラーゼ(PEPC)をコードするトウモロコシ遺伝子
が、Hudspeth & Grula (1989)によって記載されている。標準的分子生物工学技
術を用いて、この遺伝子に対するプロモーターを使用して、形質転換植物におい
て葉特異的な方法で全ての遺伝子の発現を駆動させる。J. Leaf-specific expression maize gene encoding phosphoenol carboxylase (PEPC)
Are described by Hudspeth & Grula (1989). Using standard molecular biotechnology techniques, the promoter for this gene is used to drive expression of all genes in transformed plants in a leaf-specific manner.
【0130】 k. 花粉特異的な発現 WO 93/07278 は、花粉細胞で発現するトウモロコシのカルシウム依存性のタン
パク質キナーゼ (CDPK) 遺伝子の単離を記載している。該遺伝子配列およびプロ
モーターは、転写開始点から1400塩基まで伸長する。標準的分子生物工学技術を
用いて、プロモーターまたはその一部を、35S プロモーターに置換し、花粉特異
的方法において本発明のNIM1相同物の発現を駆動するために使用することがで
きる。K. Pollen-specific expression WO 93/07278 describes the isolation of a maize calcium-dependent protein kinase (CDPK) gene expressed in pollen cells. The gene sequence and promoter extend up to 1400 bases from the start of transcription. Using standard molecular biotechnology techniques, the promoter, or a portion thereof, can be replaced with a 35S promoter and used to drive expression of a NIM1 homolog of the invention in a pollen-specific manner.
【0131】 2. 転写ターミネーター 多様な転写ターミネーターは、発現カセットで使用するために利用できる。こ
れらは、トランスジーンを超える翻訳の停止とその正確なポリアデニル化に関与
する。適当な転写ターミネーターは、植物における機能に既知のものであり、Ca
MV 35S ターミネーター、tmlターミネーター、 オパリン合成ターミネーターお
よびエンドウのrbcS E9 ターミネーターを包含する。これらは、単子葉植物およ
び双子葉植物の両方で使用し得る。さらに、遺伝子のネガティブ転写ターミネー
ターを使用してもよい。2. Transcription Terminators A variety of transcription terminators are available for use in expression cassettes. These are involved in the translation arrest over the transgene and its correct polyadenylation. Suitable transcription terminators are known for their function in plants,
Includes MV 35S terminator, tml terminator, opaline synthesis terminator and pea rbcS E9 terminator. They can be used in both monocots and dicots. In addition, a negative transcription terminator for the gene may be used.
【0132】 3. 発現の増加または調節のための配列 多くの配列は、転写ユニット内からの遺伝子発現を増加することが判っており
、これらの配列は、形質転換植物でそれらの発現を増加するために本発明の遺伝
子と共に使用することも可能である。 多様なイントロン配列は、特に単子葉植物細胞において、発現を増加すること
が示されている。例えば、トウモロコシAdhl 遺伝子のイントロンは、トウモロ
コシ細胞中に導入する場合、その同種のプロモーターの下で、野生型遺伝子の発
現を顕著に増加する。イントロン1は、クロラムフェニコール・アセチルトラン
スフェラーゼ遺伝子との融合構築体において、発現を増加させ、特に有効である
ことが判った(Callis et al., 1987)。同じ実験系において、トウモロコシのbro
nze 1 遺伝子由来のイントロンは、発現を増加する点で、類似の効果を示した。
イントロン配列は、植物の形質転換ベクター、一般的には非翻訳リーダー内に普
通に組み込まれる。3. Sequences for increasing or regulating expression Many sequences have been found to increase gene expression from within the transcription unit, and these sequences increase their expression in transformed plants. Therefore, it can be used together with the gene of the present invention. Various intron sequences have been shown to increase expression, especially in monocot plant cells. For example, the intron of the corn Adhl gene, when introduced into corn cells, significantly increases the expression of the wild-type gene under its cognate promoter. Intron 1 increased expression and was found to be particularly effective in fusion constructs with the chloramphenicol acetyltransferase gene (Callis et al., 1987). In the same experimental system, corn bro
Introns from the nze 1 gene had a similar effect in increasing expression.
Intron sequences are commonly incorporated into plant transformation vectors, generally a non-translated leader.
【0133】 ウイルスから誘導された多くの非翻訳リーダー配列は、発現を増加することが
知られ、これらは、特に双子葉植物細胞において有効である。特に、タバコモザ
イクウイルス(Tabako Tobacco Mosaic Virus)(TMV,「W-配列」)、トウモロコシ
白化斑点ウイルス(Maize Chlorotic Mott Virus)(MCMV)、アルファルファモザ
イクウイルス(Alfalfa Mosaic Virus)(AMV)が、発現を増加する点で有効であ
ることを示した (例えば、Gallie et al., 1987; Skuzeski et al., 1990)。Many non-translated leader sequences derived from viruses are known to increase expression, and are particularly effective in dicotyledonous cells. In particular, tobacco mosaic virus (Tabako Tobacco Mosaic Virus) (TMV, "W-sequence"), maize chlorotic mott virus (MCMV), alfalfa mosaic virus (Alfalfa Mosaic Virus) (AMV) It has been shown to be effective in increasing (eg, Gallie et al., 1987; Skuzeski et al., 1990).
【0134】 4. 細胞内の遺伝子産物の標的化 遺伝子産物を標的化するための多様な機構が、植物およびこれら機構の機能化
を制御する配列に存在することが知られている。例えば、クロロプラストへの遺
伝子産物の標的化は、クロロプラスト取り込み中に切断され、成熟したタンパク
質を生成する、多様なタンパク質のアミノ酸末端に見出されているシグナル配列
によって制御される(例えば、Comai et al., 1988)。これらのシグナル配列は、
外来遺伝子産物に融合し、クロロプラスト内の外来産物の輸入を有効にし得る (
van den Broeck、 et al., 1985)。適当なシグナル配列に対してコードするDNA
を、クロロプラストに局在すると知られているRUBISCO タンパク質、CAB タンパ
ク質、EPSP合成酵素、GS2 タンパク質および多くの他のタンパク質をコードする
cDNAsの5'末端から単離することができる(U.S特許番号5,639,949の実施例37の
「Expression With Chloroplast Targeting」の題名の章を参照)。4. Targeting Intracellular Gene Products It is known that a variety of mechanisms for targeting gene products exist in plants and sequences that control the functioning of these mechanisms. For example, targeting of gene products to chloroplasts is controlled by signal sequences found at the amino acid termini of various proteins that are cleaved during chloroplast incorporation and produce mature proteins (e.g., Comai et al., 1988). These signal sequences are
Fused with foreign gene products, may enable import of foreign products in chloroplasts (
van den Broeck, et al., 1985). DNA coding for appropriate signal sequence
Encodes RUBISCO protein, CAB protein, EPSP synthase, GS2 protein and many other proteins known to be localized in chloroplasts
It can be isolated from the 5 'end of cDNAs (see the section entitled "Expression With Chloroplast Targeting" in Example 37 of US Patent No. 5,639,949).
【0135】 他の遺伝子産物は、ミトコンドリアおよびペルオキシソームのような別の器官
に局在化する(例えば、Unger et al.,1989)。これらの産物をコードするcDNAは
、これらの器官に外来遺伝子産物を標的化することを有効に操作することができ
る。そのような配列の例は、核コードATPaseおよびミトコンドアに対して特異的
なアスパルテートアミノトランスフェラーゼ・アイソホームである。細胞性のタ
ンパク質の標的化が、Rogers et al.(1985)によって記載されている。Other gene products localize to other organs such as mitochondria and peroxisomes (eg, Unger et al., 1989). The cDNAs encoding these products can be engineered to target foreign gene products to these organs. Examples of such sequences are nuclear-encoded ATPases and aspartate aminotransferase isoforms specific for mitochondria. Targeting of cellular proteins has been described by Rogers et al. (1985).
【0136】 さらに、他の細胞区画に遺伝子産物の標的化を発生させる配列が特性分析され
た。アミノ末端配列は、ER、アポプラスト、アリューロン由来の細胞外分泌顆粒
の標的化に関与する(Koehler & Ho, 1990)。さらに、カルボキシ末端配列との結
合におけるアミノ末端配列は、遺伝産物の液胞の標的化に関与する (Shinshi et
al., 1990)。In addition, sequences that cause targeting of the gene product to other cellular compartments have been characterized. Amino-terminal sequences are involved in targeting extracellular secretory granules from ER, apoplast, and aleurone (Koehler & Ho, 1990). In addition, the amino-terminal sequence in association with the carboxy-terminal sequence is involved in vacuolar targeting of the genetic product (Shinshi et al.
al., 1990).
【0137】 注目のトランスジーン配列への上記記載の適切な標的化配列の融合体によって
、いずれかの器官または細胞区画にトランスジーン産物を指向することが可能で
ある。クロロプラストの標的化に対して、例えば、RUBISCO 遺伝子、CAB 遺伝子
、EPSPシンターゼ遺伝子またはGS2 遺伝子由来のクロロプラストシグナル配列は
、トランスジーンのアミノ酸末端のATGにフレームで融合する。選択されたシグ
ナル配列は既知の切断部位を包含するべきであり、構築された融合物を切断に必
要な切断部位の後ろの任意のアミノ酸を説明すべきである。幾つかの場合におい
て、この要件は、切断部位とトランスジーンATG間の少数のアミノ酸の添加、も
しくはトランシジーン配列内の幾つのアミノ酸の置換によって満たされることも
できる。クロロプラストの輸入のために構築した融合体を、Bartlett et al. (1
982)およびWasmann et al.(1986)によって記載された技術を用いるクロロプラス
トの取り込みに従って、インビトロでの転写した構築物によるインビトロでの翻
訳によるクロロプラストの取り込みに対する効率を試験した。これらの構築技術
は、当分野では既知であり、同じようにミトコンドリアとペルオキシソームに適
用し得る。By fusion of the appropriate targeting sequence described above to the transgene sequence of interest, it is possible to direct the transgene product to any organ or cellular compartment. For chloroplast targeting, for example, a chloroplast signal sequence from the RUBISCO gene, CAB gene, EPSP synthase gene or GS2 gene is fused in frame to ATG at the amino acid terminus of the transgene. The signal sequence chosen should include the known cleavage site and should account for any amino acids behind the cleavage site necessary to cleave the constructed fusion. In some cases, this requirement can be met by adding a few amino acids between the cleavage site and the transgene ATG, or replacing any number of amino acids in the transgene sequence. Fusions constructed for the import of chloroplasts were obtained from Bartlett et al. (1
982) and chloroplast uptake using the technique described by Wasmann et al. (1986), the efficiency of chloroplast uptake by translation in vitro by the in vitro transcribed construct was tested. These construction techniques are known in the art and can be applied to mitochondria and peroxisomes as well.
【0138】 細胞性標的化に対する上記の記載の機構は、標的化シグナル誘導体からのプロ
モーターの発現パターンと異なるパターンを持つプロモーターの翻訳調節特異的
な細胞標的化の行き先のために、それら同種のプロモーターとの結合においてだ
けでなく、外来性プロモーターとの結合においても利用することができる。The mechanism described above for cellular targeting is based on the translational regulation of the promoter with a pattern that differs from the expression pattern of the promoter from the targeting signal derivative. Can be used not only for binding to an exogenous promoter but also for binding to an exogenous promoter.
【0139】 実施例 11:植物形質転換ベクターの構築 植物の形質転換に利用し得る多くの形質転換ベクターは、植物遺伝子工学にお
いて通常の技術を持った技術者には既知であり、本発明に適切な遺伝子は、その
ようなベクターの全てと結合して使用することができる。ベクターの選択は、好
ましい形質転換技術および形質転換為の標的種に依存する。ある標的とする種に
関して、異なる抗生物質または除草剤の選択マーカーが好まれる。形質転換の際
に普通に使用される選択マーカーは、カナマイシンおよび関連した抗生物質への
耐性を与えるnptll遺伝子(Messing & Vierra, 1982; Bevan et al., 1983)、除
草剤のホスヒノスリシン(phosphinothricin)への耐性を与えるbar 遺伝子 (Wh
ite et al., 1990; Spencer et al., 1990)、抗生物質ヒグロマイシンへの耐性
を与えるhph 遺伝子(Blochinger & Diggelmann)およびメタトレキセート(metha
trexate)への耐性を与えるdhfr 遺伝子 (Bourouis et al., 1983)およびグリホ
セート(glyphosate)への耐性を与えるEPSPS 遺伝子 (U. S. 特許出願番号. 4,
940,935および5,188,642)を包含する。Example 11: Construction of Plant Transformation Vectors Many transformation vectors that can be used to transform plants are known to those of ordinary skill in plant genetic engineering and are suitable for the present invention. Genes can be used in conjunction with all such vectors. The choice of vector will depend on the preferred transformation technique and the target species for transformation. For certain target species, different antibiotic or herbicide selection markers are preferred. Selectable markers commonly used during transformation are the nptll gene (Messing & Vierra, 1982; Bevan et al., 1983), which confers resistance to kanamycin and related antibiotics, and the herbicide phosphinothricin. Bar gene (Wh
ite et al., 1990; Spencer et al., 1990), the hph gene (Blochinger & Diggelmann) and metatrexate (metha), which confer resistance to the antibiotic hygromycin.
trexate) (Bourouis et al., 1983) and the EPSPS gene (US Patent Application No. 4, conferring glyphosate resistance).
940,935 and 5,188,642).
【0140】 1.アグロバクテリウムの形質転換に適当なベクター 多くのベクターは、Agrobacterium tumefaciensを用いる形質転換に利用され
る。通常、これらは少なくとも1つのT-DNAボーダー配列を運搬し、pBINl9 (Bev
an, Nucl. Acids Res. (1984))およびpXYZのようなベクターを含む。 下記に、
アグロバクテリウムの形質転換のために適当な2つの典型的なベクターの構築を
記載する。1. Vectors Suitable for Agrobacterium Transformation Many vectors are utilized for transformation using Agrobacterium tumefaciens. Usually, they carry at least one T-DNA border sequence and contain pBINl9 (Bev
an, Nucl. Acids Res. (1984)) and pXYZ. Below,
The construction of two exemplary vectors suitable for Agrobacterium transformation is described.
【0141】 a. pCIB200およびpCIB2001: バイナリーベクターpcIB200およびpCIB2001を、アグロバクテリウムで使用す
るための組替え体ベクターの構築に使用し、以下の方法で構築された。pTJS75ka
nを、テトラサイクリン耐性遺伝子の切断をおこす、pTJS75のNarl消化(分解)(
Schmidhauser & Helinski, 1985)し、その後にNPTIIを持つpUC4K由来のAccl断片
の挿入して (Messing & Vierra, 1982; Bevan et al., 1983; McBride et al.,
1990) 作成した。Xholリンカーは、左と右のT-DNAボーダー、植物選択性nos/npt
llキメラ遺伝子およびpUCポリリンカーを含むPCIB7のEcoRV断片に結合し(Rothst
ein et al., 1987)、Xhol消化断片を、pCIB200を作成するためにSallで消化した
pTJS75kan中で複製した (参照、EP 0 332 104, 実施例 19)。pCIB200は、下記の
固有のポリリンカー制限部位を含む: EcoRI、Sstl、Kpnl、Bill、XbalおよびSa
ll。pCIB2001は、さらに制限部位のポリリンカー中への挿入によって構築される
pCIB200の誘導体である。pCIB2001のポリリンカー内の固有の制限部位は、EcoRl
、Sstl、Kpnl、Bglll、Xbal、Sall、Mlul、Bcll、Avrll、Apal、HpalおよびStul
である。さらに、これらの固有の制限部位を含有するpCIB2001は、植物およびバ
クテリアのカナマイシン選択性、アグロバクテリウム介在形質転換のための左と
右のT-DNAボーダー、E. coliおよび他の宿主間の起動に関するRK2-誘導したtrfA
機能およびRK2由来のOriTおよびOriV機能を持つ。pCIB2001ポリリンカーは、そ
れ自身の調節シグナルを含有する植物発現カセットのクローニングに適当である
。A. PCIB200 and pCIB2001: The binary vectors pcIB200 and pCIB2001 were used to construct recombinant vectors for use in Agrobacterium and were constructed in the following manner. pTJS75ka
n is digested with Narl (degradation) of pTJS75, which cleaves the tetracycline resistance gene
Schmidhauser & Helinski, 1985) followed by insertion of an Accl fragment derived from pUC4K with NPTII (Messing & Vierra, 1982; Bevan et al., 1983; McBride et al.,
1990) Created. Xhol linkers have left and right T-DNA borders, plant selectivity nos / npt
ll binds to the EcoRV fragment of PCIB7 containing the chimeric gene and pUC polylinker (Rothst
ein et al., 1987), Xhol digested fragments were digested with Sall to generate pCIB200
Replicated in pTJS75kan (see EP 0 332 104, Example 19). pCIB200 contains the following unique polylinker restriction sites: EcoRI, Sstl, Kpnl, Bill, Xbal and Sa.
ll. pCIB2001 is further constructed by inserting restriction sites into the polylinker
It is a derivative of pCIB200. The unique restriction site in the polylinker of pCIB2001 is EcoRl
, Sstl, Kpnl, Bglll, Xbal, Sall, Mlul, Bcll, Avrll, Apal, Hpal and Stul
It is. In addition, pCIB2001, which contains these unique restriction sites, is useful for plant and bacterial kanamycin selectivity, left and right T-DNA borders for Agrobacterium-mediated transformation, activation between E. coli and other hosts. RK2-induced trfA
It has functions and OriT and OriV functions derived from RK2. The pCIB2001 polylinker is suitable for cloning plant expression cassettes containing their own regulatory signals.
【0142】 b. そのpCIB10およびヒグロマイシン選択誘導体: 2つのベクターpCIB10は、植物での選択のためのカナマイシン耐性およびT-DN
Aの右および左のボーダー配列をコードする遺伝子を包含し、E.coliおよびアグ
ロバクテリウムの両方で複製し得る広い宿主範囲のプラスミドpRK252由来の配列
を組み込む。その構築物は、Rothstein et al.(1987)によって記載された。Grit
z et al.,(1983)記載のヒグロマイシンB ホスホトランスフェラーゼに対する
遺伝子を組み込んだpCIB10の様々な誘導体を構築する。これらの誘導体は、ヒグ
ロマイシン単独(pCIB743)またはヒグロマイシンおよびカナマイシン(pCIB715、p
CIB717)に対する形質転換細胞の選択を可能にする。B. Its pCIB10 and Hygromycin Selective Derivatives: Two vectors, pCIB10, provide kanamycin resistance and T-DN for selection in plants.
It encompasses the genes encoding the right and left border sequences of A and incorporates sequences from the broad host range plasmid pRK252 that can replicate in both E. coli and Agrobacterium. The construct was described by Rothstein et al. (1987). Grit
Various derivatives of pCIB10 incorporating the gene for hygromycin B phosphotransferase described in z et al., (1983) are constructed. These derivatives are either hygromycin alone (pCIB743) or hygromycin and kanamycin (pCIB715, pCIB715).
CIB717).
【0143】 2. 非アグロバクテリウム形質転換に好適なベクター Agrobacterium tumefaciensを使用しない形質転換は、選択された形質転換ベ
クターにおけるT-DNA配列の必要性を回避でき、したがってこれらの配列を欠く
ベクターを、T-DNA配列を含む上記のようなベクターに加えて利用することがで
きる。アグロバクテリウムに依拠しない形質転換技術には、粒子衝突、プロトプ
ラスト取り込み(例えば、PEGおよび電気穿孔)およびマイクロ注入による形質
転換が包含される。ベクターの選択は、大抵、形質転換される種の好ましい選択
に依存する。以下に、非アグロバクテリウム形質転換にとって好適な典型的ベク
ターの組み立てを記載する。2. Vectors Suitable for Non-Agrobacterium Transformations Transformations without Agrobacterium tumefaciens can avoid the need for T-DNA sequences in the selected transformation vectors, thus eliminating vectors lacking these sequences. , And T-DNA sequences. Agrobacterium-independent transformation techniques include particle bombardment, protoplast uptake (eg, PEG and electroporation), and transformation by microinjection. The choice of the vector often depends on the preferred choice of the species to be transformed. The following describes the construction of an exemplary vector suitable for non-Agrobacterium transformation.
【0144】 a.pCIB3064: pCIB3064は、除草剤basta(またはホスフィノトリシン)による選択と組み合
わせた直接遺伝子誘導技術にとって好適な、pUCより誘導されるベクターである
。プラスミドpCIB246は、E.coli GUS遺伝子との人為的融合物中のCaMV 35Sプロ
モーターおよびCaMV 35S転写ターミネーターを含んでおり、PCT公開された出願W
O93/07278に記載されている。このベクターの35Sプロモーターは開始部位の5'に
2個のATG配列を含んでいる。これらの部位を、ATGを除去して制限部位SspIおよ
びPvuIIを作り出すといったように、標準PCR技術を用いて突然変異させる。新た
な制限部位は、ユニークなSalI部位から96および37bp離れており、そして実際の
開始部位から101および42bp離れている。得られたpCIB246の誘導体をpCIB3025と
命名する。次にGUS遺伝子をSalIおよびSacIで消化することによりpCIB3025から
切り取り、末端を平滑化し、再ライゲーションしてプラスミドpCIB3060を作製す
る。プラスミドpJIT82はJohn Innes Centre, Norwichより入手し、Streptomyces
viridochromogenes由来のbar遺伝子を含む400bp SmaIフラグメントを切り取り
、pCIB3060のHpaI部位内に挿入する(Thompson等、1987)。このことによりpCIB30
64が作製され、このpCIB3064は、除草剤選択のための、CaMV 35Sプロモーターお
よびターミネーターの調節下のbar遺伝子、アンピシリン耐性のための遺伝子(E
.coli中での選択のため)、ならびにユニーク部位SphI、PstI、HindIII、および
BamHIを有するポリリンカーを含んでいる。このベクターは、それら自身の調節
シグナルを含む植物発現カセットのクローニングに好適である。A. pCIB3064: pCIB3064 is a pUC-derived vector suitable for direct gene induction technology in combination with selection with the herbicide basta (or phosphinothricin). Plasmid pCIB246 contains the CaMV 35S promoter and CaMV 35S transcription terminator in an artificial fusion with the E. coli GUS gene, and is described in PCT published application W
O93 / 07278. The 35S promoter in this vector is 5 'of the start site.
Contains two ATG sequences. These sites are mutated using standard PCR techniques, such as removing ATG to create the restriction sites SspI and PvuII. The new restriction sites are 96 and 37 bp away from the unique SalI site and 101 and 42 bp away from the actual start site. The resulting derivative of pCIB246 is named pCIB3025. Next, the GUS gene is excised from pCIB3025 by digestion with SalI and SacI, the ends are blunted, and religated to produce plasmid pCIB3060. Plasmid pJIT82 was obtained from John Innes Centre, Norwich and was purchased from Streptomyces
The 400 bp SmaI fragment containing the bar gene from viridochromogenes is excised and inserted into the HpaI site of pCIB3060 (Thompson et al., 1987). This allows pCIB30
The pCIB3064 contains the bar gene under the control of the CaMV 35S promoter and terminator for herbicide selection, the gene for ampicillin resistance (E
and selection of unique sites SphI, PstI, HindIII, and
Includes polylinker with BamHI. This vector is suitable for cloning plant expression cassettes containing their own regulatory signals.
【0145】 b. pSOG19およびpSOG35: pSOG35は、E.coli遺伝子のジヒドロ葉酸レダクターゼ(DFR)をメソトレキサ
ートに対する耐性を付与する選択マーカーとして利用する、形質転換ベクターで
ある。PCRを使用して、35Sプロモーター(-800bp)トウモロコシAdh1遺伝子由来
のイントロン6(-550bp)およびpSOG10由来の18bpのGUS非翻訳リーダー配列を増
幅する。E.coliジヒドロ葉酸レダクターゼII型遺伝子をコードしている250bpフ
ラグメントもまたPCRによって増幅し、これら二つのPCRフラグメントを、pUC19
ベクターバックボーンおよびノパリンシンターゼターミネーターを含むpB1221(
Clontech)由来のSacI-PstIフラグメントと共に組み立てる。これらのフラグメ
ントの組み立てによりpSOG19が作製され、これは、イントロン6配列と融合した3
5Sプロモーター、GUSリーダー、DHFR遺伝子およびノパリンシンターゼターミネ
ーターを含む。PSOG19のGUSリーダーを、トウモロコシChlorotic Mottleウイル
ス(MCMV)由来のリーダー配列に置き換えると、ベクターpSOG35が生成する。PS
OG19およびpSOG35は、アンピシリン耐性のためのpUC遺伝子を持ち、外来物質の
クローニングに利用可能なHindIII、SphI、PstIおよびEcoRI部位を有する。B. PSOG19 and pSOG35: pSOG35 is a transformation vector that utilizes the dihydrofolate reductase (DFR) of the E. coli gene as a selectable marker that confers resistance to methotrexate. PCR is used to amplify an intron 6 (-550 bp) from the 35S promoter (-800 bp) maize Adh1 gene and an 18 bp GUS untranslated leader sequence from pSOG10. A 250 bp fragment encoding the E. coli dihydrofolate reductase type II gene was also amplified by PCR, and these two PCR fragments were pUC19
PB1221 (containing vector backbone and nopaline synthase terminator)
Assemble with the SacI-PstI fragment from Clontech). Assembly of these fragments produced pSOG19, which was fused to intron 6 sequence.
Includes 5S promoter, GUS leader, DHFR gene and nopaline synthase terminator. Replacing the GUS leader of PSOG19 with a leader sequence from maize Chlorotic Mottle virus (MCMV) produces the vector pSOG35. PS
OG19 and pSOG35 carry the pUC gene for ampicillin resistance and have HindIII, SphI, PstI and EcoRI sites available for cloning foreign materials.
【0146】 実施例12:形質転換 興味の持たれる遺伝子配列が発現系の中にクローニングされたならば、これを
植物細胞中に導入する。植物の形質転換および再生の方法は当分野でよく知られ
ている。例えば、Tiプラスミドベクター、ならびに直接的DNA取り込み、リポソ
ーム、電気穿孔、マイクロ注入、およびマイクロ発射が、外来DNAの運搬に利用
されてきた。さらに、アグロバクテリウム属の細菌を利用して植物細胞を形質転
換することができる。以下は、双子葉植物および単子葉植物の両者を形質転換す
るための代表的技術の記載である。Example 12: Transformation Once the gene sequence of interest has been cloned into an expression system, it is introduced into plant cells. Methods for plant transformation and regeneration are well known in the art. For example, Ti plasmid vectors, and direct DNA uptake, liposomes, electroporation, microinjection, and microfiring have been used to carry foreign DNA. Furthermore, plant cells can be transformed using bacteria of the genus Agrobacterium. The following is a description of representative techniques for transforming both dicotyledonous and monocotyledonous plants.
【0147】 1.双子葉植物の形質転換 双子葉植物の形質転換技術は当分野でよく知られており、アグロバクテリウム
に基づく技術およびアグロバクテリウムを必要としない技術を包含する。非アグ
ロバクテリウム技術は、プロトプラストまたは細胞による外因性遺伝物質の直接
取り込みを含むものである。これは、PEGまたは電気穿孔により仲介される取り
込み、粒子衝突により仲介される運搬、またはマイクロ注入によって達成できる
。これらの技術の例は、Paszkowski等、1984;Potrykus等、1985;Reich等、198
6;およびKlein等、1987により記載されている。それぞれの場合において、形質
転換された細胞は、当分野で既知の標準技術を用いて全植物に再生される。[0147] 1. Transformation of Dicotyledons Plant transformation techniques for dicotyledons are well known in the art and include Agrobacterium-based techniques and techniques that do not require Agrobacterium. Non-Agrobacterium technology involves direct uptake of exogenous genetic material by protoplasts or cells. This can be achieved by uptake mediated by PEG or electroporation, delivery mediated by particle bombardment, or by microinjection. Examples of these techniques are described in Paszkowski et al., 1984; Potrykus et al., 1985; Reich et al., 198.
6; and Klein et al., 1987. In each case, the transformed cells are regenerated into whole plants using standard techniques known in the art.
【0148】 アグロバクテリウムにより仲介される形質転換は、その高い形質転換効率およ
び多くの異なる種に対する広範な用途の故に、双子葉植物の形質転換のための好
ましい技術である。アグロバクテリウム形質転換は、典型的には、興味の持たれ
る外来DNAを有するバイナリーベクター(例えばpCIB200またはpCIB2001)を、共存
するTiプラスミド上または染色体上のいずれかに宿主アグロバクテリウム菌株が
持っているvir遺伝子の補完に依拠するかも知れない適当なアグロバクテリウム
菌株に、導入することを含む(例えば、pCIB200およびpCIB2001のための菌株CIB5
42(Uknes等、1993)。アグロバクテリウムへの組換えバイナリーベクターの導入
は、組換えバイナリーベクターを有するE.coli、pRK2013のようなプラスミドを
持ち、組換えバイナリーベクターを標的アグロバクテリウム菌株に移動させるこ
とのできるヘルパーE.coli菌株を使用する、三つの親を結びつける方法によって
達成する。別法として、この組換えバイナリーベクターは、DNA形質転換によっ
てアグロバクテリウムに導入することができる(HofgenおよびWillmitzer、1988
)。Agrobacterium-mediated transformation is a preferred technique for the transformation of dicotyledonous plants due to its high transformation efficiency and widespread use for many different species. Agrobacterium transformation is typically performed by having a host Agrobacterium strain carry a binary vector (e.g., pCIB200 or pCIB2001) having the foreign DNA of interest either on the co-located Ti plasmid or on the chromosome. Including introducing into a suitable Agrobacterium strain that may rely on complementation of the vir gene (e.g., strain CIB5 for pCIB200 and pCIB2001).
42 (Uknes et al., 1993). Introduction of the recombinant binary vector into Agrobacterium is carried out using E. coli having the recombinant binary vector, a plasmid such as pRK2013, and a helper E that can transfer the recombinant binary vector to the target Agrobacterium strain. This is achieved by a method that combines three parents using E. coli strains. Alternatively, this recombinant binary vector can be introduced into Agrobacterium by DNA transformation (Hofgen and Willmitzer, 1988).
).
【0149】 組換えアグロバクテリウムによる標的植物種の形質転換は、通常、アグロバク
テリウムをその植物由来の外植片と同時培養することを含み、当分野で周知のプ
ロトコルに従うものである。形質転換された組織は、該バイナリープラスミドT-
DNA境界の間に存在する抗生物質または除草剤耐性マーカーを有する選択培地上
で再生する。 或る遺伝子で植物細胞を形質転換するもう一つのアプローチは、不活性または
生物活性の粒子を植物組織および細胞に推進させることを含む。この技術は米国
特許第4945050、5036006、および5100792号に開示されている。一般に、この方
法は、不活性または生物活性粒子を、当該細胞の外表面を貫通させその内部への
取り込みをもたらすのに有効な条件の下で、細胞へと推進させることを含む。不
活性粒子を利用する場合、所望遺伝子を含むベクターで当該粒子を被覆すること
によって、このベクターを細胞内に導入することができる。別法として、ベクタ
ーによって標的細胞を取り巻き、その結果、該粒子の通り跡によってベクターを
細胞内に運び入れることもできる。生物活性粒子(例えば、導入したいDNAをそれ
ぞれ含んでいる乾燥酵母細胞、乾燥細菌またはバクテリオファージ)もまた植物
細胞組織中に推進させることができる。Transformation of a target plant species with a recombinant Agrobacterium typically involves co-culturing Agrobacterium with explants from the plant and follows protocols well known in the art. The transformed tissue is the binary plasmid T-
Regenerate on selective media with antibiotic or herbicide resistance markers present between the DNA boundaries. Another approach to transforming plant cells with certain genes involves forcing inert or biologically active particles into plant tissues and cells. This technique is disclosed in U.S. Patent Nos. 4,945,050, 5,360,006, and 5,100,792. Generally, the method involves driving the inert or bioactive particles into the cell under conditions effective to penetrate the outer surface of the cell and effect its uptake therein. When using inert particles, the vector can be introduced into cells by coating the particles with a vector containing the desired gene. Alternatively, the vector may surround the target cell, such that the traces of the particles carry the vector into the cell. Bioactive particles (eg, dried yeast cells, dried bacteria or bacteriophage each containing the DNA to be introduced) can also be driven into the plant cell tissue.
【0150】 1.単子葉植物の形質転換 殆どの単子葉植物種の形質転換もまた、現在では常法となっている。好ましい
技術は、PEGまたは電気穿孔技術を用いるプロトプラスト中への直接的遺伝子導
入、およびカルス組織中への粒子衝突を包含する。形質転換は単一DNA種または
複数のDNA種で(即ち同時形質転換)企図することができ、これらの技術は共に
本発明での使用に好適である。同時形質転換は、完全なベクター組み立てを回避
し、そして、問題の遺伝子および選択マーカーのための連鎖していない座を有す
るトランスジェニック植物を生成させる利点を持ち得、それにより、もしそれが
望ましいとされるならば、以後の世代で選択マーカーを除去することが可能とな
る。しかしながら、同時形質転換を使用することの不利な点は、別々のDNA種が
当該ゲノム中に組み込まれる頻度が100%未満であることである(Schocher等
、1986)。1. Transformation of monocotyledonous plants Transformation of most monocotyledonous plant species is also now routine. Preferred techniques include direct gene transfer into protoplasts using PEG or electroporation techniques, and particle bombardment into callus tissue. Transformation can be contemplated with a single DNA species or multiple DNA species (ie, co-transformation), both of which techniques are suitable for use in the present invention. Co-transformation may have the advantage of avoiding complete vector assembly and generating a transgenic plant with unlinked loci for the gene in question and the selectable marker, so that if it is desired If so, it becomes possible to remove the selectable marker in subsequent generations. However, a disadvantage of using co-transformation is that the frequency of separate DNA species being integrated into the genome is less than 100% (Schocher et al., 1986).
【0151】 特許出願EP0292435、EP0392225、およびWO93/07278は、選り抜きの近交系トウ
モロコシからのカルスおよびプロトプラストの調製、PEGまたは電気穿孔を用い
るプロトプラストの形質転換、および形質転換されたプロトプラストからのトウ
モロコシ植物の再生のための技術を記載している。Gordon-Kamm等(1990)およびF
romm等(1990)は、粒子衝突を用いるA188より誘導されたトウモロコシ系統の形質
転換のための技術を公表している。さらに、WO93/07278およびKoziel等(1993)は
、粒子衝突による選り抜きの近交系トウモロコシの形質転換の技術を記載してい
る。この技術は、授粉の14-15日後のトウモロコシ雌穂から切り取った1.5-2.5mm
長の未熟なトウモロコシ胚、および衝突のためのPDS-1000He Biolistics装置を
利用するものである。Patent applications EP0292435, EP0392225, and WO93 / 07278 disclose the preparation of callus and protoplasts from selected inbred maize, transformation of protoplasts using PEG or electroporation, and maize plants from transformed protoplasts Describes techniques for reproduction. Gordon-Kamm et al. (1990) and F
(1990) have published a technique for the transformation of corn lines derived from A188 using particle bombardment. Further, WO 93/07278 and Koziel et al. (1993) describe techniques for the transformation of selected inbred maize by particle bombardment. This technique works with 1.5-2.5mm cut from corn ears 14-15 days after pollination
It utilizes a long immature corn embryo and a PDS-1000He Biolistics instrument for collisions.
【0152】 コメの形質転換もまた、プロトプラストまたは粒子衝突を利用する直接遺伝子
導入技術によって実施することができる。プロトプラストにより仲介される形質
転換が、Japonica型およびIndica型について記載されている(Zhang等、1988;S
himamoto等、1989;Datta等、1990)。いずれの型も粒子衝突を使用して常法に
より形質転換可能である(Christou等、1991)。さらに、WO93/21335は、電気穿
孔によるコメの形質転換技術を記載している。Transformation of rice can also be performed by direct gene transfer techniques utilizing protoplasts or particle bombardment. Transformations mediated by protoplasts have been described for the Japonica and Indica types (Zhang et al., 1988; S.
himamoto et al., 1989; Datta et al., 1990). Both types can be transformed using particle bombardment in a conventional manner (Christou et al., 1991). Further, WO 93/21335 describes a technique for rice transformation by electroporation.
【0153】 特許出願EP0332581は、Pooideaeプロトプラストの生成、形質転換および再生
のための技術を記載している。これらの技術によりDactylisおよび小麦の形質転
換が可能となる。さらに、C型長期再生可能カルスの細胞への粒子衝突を用いる
小麦の形質転換がVasil等(1992)によって、また、未熟な胚および未熟な胚によ
り誘導されたカルスの粒子衝突を用いる小麦の形質転換がVasil等(1993)により
記載されている。しかしながら小麦の形質転換のための好ましい技術は、未熟な
胚の粒子衝突による小麦の形質転換を含むものであって、遺伝子導入前の高シュ
クロースまたは高マルトース工程のいずれかを包含している。衝突に先立ち、体
細胞胚の誘導のため、3%シュクロース(MurashigaおよびSkoog、1962)および3m
g/Lの2,4-Dを含有するMS培地に任意の数の胚(長さ0.75-1mm)を平板培養し、こ
れを暗所で進める。選択された衝突の日に、胚を誘導培地から取り、浸透調節物
質(即ち、所望濃度、典型的には15%のシュクロースまたはマルトースを含有す
る誘導培地)上に配置する。この胚を2-3時間原形質分離させ、次いで衝突させ
る。標的平板当たり20個の胚が典型的であるが、それが重要という訳ではない。
適当な遺伝子を持つプラスミド(例えばpCIB3064またはpSG35)を、標準法を用
いてマイクロメーターサイズの金粒子上に沈殿させる。各平板の胚を、〜1000ps
iの爆発圧、標準80メッシュスクリーンを用いるDuPont Biolistics(商標)ヘリウ
ム装置で撃つ。衝突後、この胚を暗所に戻し、約24時間回復させる(依然として
浸透調節物質上で)。24時間後、胚を浸透調節物質から取り、誘導培地上に戻し
、ここで再生の前に約1ヶ月間保持する。およそ1ヶ月後、生育しつつある胚形成
性カルスを有する胚の外植体を、適当な選択剤(pCIB3064の場合10mg/L basta、
そしてpSOG35の場合2mg/Lのメソトレキサート)をさらに含有する再生培地(MS
+ 1mg/L NAA、5mg/L GA)に移す。およそ1ヶ月後、生育した苗条を、半分の強
度のMS、2%シュクロース、および同濃度の選択剤を入れた、「GA7」として知ら
れる、より大きな無菌容器に移す。 アグロバクテリウムを使用する単子葉植物の形質転換もまた記載されている。
WO94/00977および米国特許第5591616号を参照されたい。Patent application EP 0 332 581 describes a technique for the production, transformation and regeneration of Pooideae protoplasts. These techniques allow for the transformation of Dactylis and wheat. In addition, transformation of wheat using particle bombardment of cells of type C long-term renewable callus was performed by Vasil et al. (1992), and by wheat bombardment using callus bombardment induced by immature and immature embryos. The conversion has been described by Vasil et al. (1993). However, a preferred technique for wheat transformation involves the transformation of wheat by particle bombardment of immature embryos, and involves either a high sucrose or high maltose step prior to gene transfer. Prior to collision, 3% sucrose (Murashiga and Skoog, 1962) and 3m for induction of somatic embryos
An arbitrary number of embryos (0.75-1 mm in length) are plated on an MS medium containing g / L of 2,4-D, and the embryos are advanced in the dark. On the day of the selected bombardment, the embryos are removed from the induction medium and placed on an osmotic modulator (ie, an induction medium containing the desired concentration, typically 15% sucrose or maltose). The embryos are allowed to protoplasm for 2-3 hours and then bombarded. Twenty embryos per target plate are typical, but not critical.
Plasmids containing the appropriate gene (eg, pCIB3064 or pSG35) are precipitated on micrometer-sized gold particles using standard methods. Embryos on each plate, ~ 1000ps
Shoot with a DuPont Biolistics ™ helium device using an explosion pressure of i, a standard 80 mesh screen. After the bombardment, the embryos are returned to the dark and allowed to recover for about 24 hours (still on the osmotic modulator). After 24 hours, the embryos are removed from the osmotic modulator and returned to the induction medium, where they are held for about one month before regeneration. Approximately one month later, explants of embryos with growing embryogenic calli were replaced with a suitable selection agent (10 mg / L basta for pCIB3064,
In the case of pSOG35, a regeneration medium (MS) further containing 2 mg / L methotrexate)
+ 1 mg / L NAA, 5 mg / L GA). After approximately one month, the grown shoots are transferred to a larger sterile container known as "GA7" containing half strength MS, 2% sucrose, and the same concentration of selective agent. Transformation of monocotyledonous plants using Agrobacterium has also been described.
See WO94 / 00977 and U.S. Patent No. 5,916,616.
【0154】 III. 育種および種子の生産 実施例13:育種 本発明に係る遺伝子による形質転換によって得られる植物は、単子葉植物およ
び双子葉植物を包含する、多様な植物種のうち任意のものとすることができるが
、本発明方法に使用する植物は、好ましくは上に開示した農業経済学的に重要な
標的作物のリストから選択する。生産および品質にとって重要なその他の性質と
組み合わせた本発明に係る遺伝子の発現は、育種によって植物系統に組み入れる
ことができる。育種のアプローチおよび技術は当分野で知られている。例えば、
Welsh J.R.(1981);Wood D.R.編(1983);Mayo O.(1987);Singh,D.P.(1986);な
らびにWrickeおよびWeber(1986)を参照されたい。III. Breeding and Seed Production Example 13: Breeding Plants obtained by transformation with the genes of the present invention may be any of a variety of plant species, including monocots and dicots. However, the plants used in the method according to the invention are preferably selected from the list of agroeconomically important target crops disclosed above. The expression of the gene according to the invention in combination with other properties important for production and quality can be incorporated into plant lines by breeding. Breeding approaches and techniques are known in the art. For example,
See Welsh JR (1981); Ed. Wood DR (1983); Mayo O. (1987); Singh, DP (1986); and Wricke and Weber (1986).
【0155】 上述のトランスジェニック種子および植物中に組み込まれた遺伝的性質は、有
性生殖または植物的成長によって伝えられ、そのようにして子孫植物に維持され
伝搬され得る。一般にこのような維持および伝搬は、耕作、播種または収穫とい
った特定の目的に合致させるために開発した既知の農業上の方法を利用する。専
門化されたプロセス、例えば水耕法または温室テクノロジーもまた適用できる。
生長しつつある作物は、昆虫または感染により惹起される攻撃および損傷に対し
て、また、雑草による競合に対して脆弱であるため、雑草、植物疾病、昆虫、線
虫、およびその他の有害な条件を制御して収量を改善するための手段が採られる
。これらは、土壌の耕作または雑草および感染植物の除去といった機械的手段、
ならびに、除草剤、殺真菌剤、殺配偶子剤、殺線虫剤、成長調節剤、成熟剤およ
び殺虫剤といった農薬の適用を包含する。The genetic properties integrated in the transgenic seeds and plants described above are transmitted by sexual reproduction or plant growth and can thus be maintained and transmitted to progeny plants. In general, such maintenance and propagation utilize known agricultural methods that have been developed to meet a particular purpose, such as cultivation, sowing or harvesting. Specialized processes, such as hydroponics or greenhouse technology, can also be applied.
Growing crops are vulnerable to attack and damage caused by insects or infections, and to competition by weeds, which results in weeds, plant diseases, insects, nematodes, and other harmful conditions. Measures are taken to control yield and improve yield. These include mechanical means such as cultivation of soil or removal of weeds and infected plants,
And the application of pesticides such as herbicides, fungicides, gameticides, nematicides, growth regulators, ripening agents and pesticides.
【0156】 本発明に係るトランスジェニック植物および種子の有利な遺伝的性質は、さら
に植物の育種に使用することができ、それは、害虫、除草剤、またはストレスへ
の耐性、栄養価の改善、収量の増加、または、倒伏もしくは破壊からの損失がよ
り小さくなる、改善された構造、といったような、改善された性質を有する植物
の開発を目的としている。種々の育種工程は、明確な人間の介入、例えば交雑す
べき系統の選択、親系統の授粉の管理、または適当な子孫植物の選択、によって
特徴付けられている。所望の性質に応じて異なった育種手段がとられる。関連技
術は当分野で周知であり、ハイブリダイゼーション、同系交配、戻し交配、多系
統交配、変種融合、種間ハイブリダイゼーション、異数体技術等を包含するが、
これらに限定される訳ではない。ハイブリダイゼーション技術はさらに、機械的
、化学的、または生化学的手段により雄性または雌性不稔植物を得るために植物
を不稔化することを包含する。異なる系統の花粉で雄性の不稔性植物を他家受粉
することにより、雄性不稔性且つ雌性稔性の植物のゲノムが、両親の系統の性質
を均等に取得することが確実となる。したがって、本発明に係るトランスジェニ
ック種子および植物は、例えば除草剤または農薬処理といった常法の有効性を増
大させ、またはそれらの修飾された遺伝的性質の故に当該方法を不要にすること
ができる、改善された植物系統の育種に使用することができる。これとは別に、
改善されたストレス耐性を有する新たな作物を得ることができ、これは、それら
の最適化された遺伝的「装備」のため、同等の有害な生育条件に耐えられなかっ
た生成物よりも良好な品質を有する収穫生成物を産する。The advantageous genetic properties of the transgenic plants and seeds according to the invention can also be used for breeding plants, which are resistant to pests, herbicides or stress, improve nutritional value, yield The aim is to develop plants with improved properties, such as increased plant growth or improved structure with less loss from lodging or destruction. The various breeding steps are characterized by distinct human intervention, such as the selection of lines to be crossed, the control of pollination of parent lines, or the selection of appropriate progeny plants. Different breeding measures are taken depending on the properties desired. Related techniques are well known in the art and include hybridization, inbreeding, backcrossing, multiline breeding, variant fusion, interspecies hybridization, aneuploid techniques, etc.
However, it is not limited to these. Hybridization techniques further include sterilizing the plants to obtain male or female sterile plants by mechanical, chemical, or biochemical means. Cross-pollinating a male sterile plant with pollen from a different line ensures that the genomes of the male sterile and female fertile plants equally acquire the properties of the parental line. Thus, the transgenic seeds and plants according to the present invention can increase the effectiveness of conventional methods, such as, for example, herbicide or pesticide treatment, or obviate the need for such methods due to their modified genetic properties, It can be used for breeding improved plant lines. Aside from this,
New crops with improved stress tolerance can be obtained, which are better than products that could not tolerate equivalent harmful growth conditions due to their optimized genetic "equipment" Produces a quality harvest product.
【0157】 実施例14:種子の生産 種子の生産において、種子の発芽の優良性および等質性は製品の必須の性質で
あるが、一方、農家が収穫し販売する種子の発芽優良性および等質性は重要では
ない。作物を他の作物および雑草の種子が混入しないように保つこと、種子から
発生する病気を制御すること、そして良好な発芽をする種子を生産することは困
難であるため、かなり大規模且つ明確な種子生産の実践が種子生産者によって展
開されており、彼らは純粋な種子の育成、改良および売買の分野で経験を積んで
いる。したがって、農家は、自身の作物から収穫した種子を使用せずに、明確な
品質基準に合致する保証された種子を購入するのが慣行である。種子として使用
される繁殖材料は、慣例により、除草剤、殺虫剤、殺真菌剤、殺菌剤、殺線虫剤
、ナメクジ駆除剤、またはこれらの混合物を含む保護被覆剤で処理される。常套
的に使用される保護被覆剤は、カプタン、カルボキシン、サイラム(TMTD(商標))
、メタラクシル(Apron(商標))、およびピリミホス−メチル(Actellic(商標))と
いった化合物を含む。所望によりこれらの化合物は、細菌、真菌または動物性病
害虫により引き起こされる損傷に対する防護を提供する製剤の分野で常套的に使
用される、さらなる担体、界面活性剤または適用推進補助剤と共に製剤化する。
この保護被覆剤は、繁殖材料を液体製剤に含浸することにより、または合した湿
潤もしくは乾燥製剤で被覆することにより、適用することができる。芽または果
実への処理といったようなその他の適用法もまた可能である。Example 14: Seed production In seed production, seed germination excellence and homogeneity are essential properties of products, while seed germination excellence and etc. of seeds harvested and sold by farmers. Quality is not important. Due to the difficulty of keeping the crops free from seeds of other crops and weeds, controlling the disease that arises from the seeds, and producing seeds that germinate well, it is rather large and well defined. Seed production practices are being developed by seed producers, who have gained experience in the field of growing, improving and buying and selling pure seeds. Therefore, it is customary for farmers to purchase guaranteed seeds that meet clear quality standards without using seeds harvested from their crops. Propagation materials used as seed are conventionally treated with a protective coating comprising herbicides, insecticides, fungicides, fungicides, nematocides, slug repellents, or mixtures thereof. Conventionally used protective coatings are captan, carboxin, thyram (TMTDTM)
, Metalaccil (Apron ™), and pirimiphos-methyl (Actellic ™). If desired, these compounds are formulated with further carriers, surfactants or application aids conventionally used in the field of formulation to provide protection against damage caused by bacteria, fungi or animal pests.
The protective coating can be applied by impregnating the propagation material with the liquid formulation, or by coating with a combined wet or dry formulation. Other applications, such as treatment on shoots or fruits, are also possible.
【0158】 新たな農業方法、例えば、本発明に係るトランスジェニック植物、トランスジ
ェニック植物材料、またはトランスジェニック種子の使用を特徴とする上に例示
の方法を提供することが、本発明のさらなる態様である。It is a further aspect of the present invention to provide a new agricultural method, such as the above-exemplified method featuring the use of a transgenic plant, transgenic plant material, or transgenic seed according to the present invention. is there.
【0159】 種子は、袋、コンテナまたは適当な包装材料を含む容器に入れて提供すること
ができ、この袋またはコンテナは種子を入れるために閉鎖することができる。袋
、コンテナまたは容器は、種子の短期または長期いずれかの保存のために、また
はその両方のために設計することができる。適当な包装材料の例は、クラフト紙
のような紙、堅いもしくは柔軟なプラスチックまたはその他のポリマー材料、ガ
ラスまたは金属を包含する。望ましくは、袋、コンテナ、または容器は、同じま
たは異なるタイプの包装材料の複数の層を含んでいる。或る態様において、袋、
コンテナまたは容器は、水および湿気が種子に接触することを排除または限定す
るよう、提供される。一つの例において、袋、コンテナまたは容器は、水または
湿気が入ることを防止するために密閉、例えばヒートシールする。別の態様では
、吸水性物質を包装材料の層の間または近傍に配置する。さらに別の態様では、
袋、コンテナもしくは容器、またはそれを構成する包装材料は、病気、汚染また
は種子の保存もしくは運搬におけるその他の有害な影響を限定し、抑制し、また
は防止するよう処理される。このような処理の一つの例は、例えば化学的手段ま
たは放射線照射による殺菌である。適当な担体と共に、本発明に係る遺伝子を含
むトランスジェニック植物の種子を含む市販用の袋であって、該遺伝子が、その
形質転換植物中で、野生型植物よりも高レベルで発現され、植物に広スペクトル
の疾病耐性を付与するためのそれらの使用のための説明ラベルを共に含む袋が、
本発明に含まれる。Seeds can be provided in bags, containers or containers containing suitable packaging material, which bags or containers can be closed to hold the seeds. Bags, containers or containers can be designed for either short or long term storage of seeds, or both. Examples of suitable packaging materials include paper, such as kraft paper, rigid or flexible plastic or other polymeric materials, glass or metal. Desirably, the bag, container, or container includes multiple layers of the same or different types of packaging material. In some embodiments, a bag,
Containers or containers are provided to exclude or limit water and moisture from contacting the seeds. In one example, the bag, container, or container is hermetically sealed, eg, heat sealed, to prevent water or moisture from entering. In another aspect, the water-absorbing material is located between or near the layers of packaging material. In yet another aspect,
The bag, container or container, or the packaging material comprising it, is treated to limit, control or prevent disease, contamination or other harmful effects on the storage or transport of the seed. One example of such a treatment is sterilization, for example by chemical means or irradiation. Claims 1. A commercial bag comprising seeds of a transgenic plant comprising a gene according to the invention, together with a suitable carrier, wherein said gene is expressed at a higher level in said transformed plant than in a wild-type plant. Bags that together with descriptive labels for their use to confer broad spectrum disease resistance to
Included in the present invention.
【0160】 IV. 疾病耐性の評価 疾病耐性の評価は当分野で既知の方法により実施する。Uknes等(1993);Gorla
ch等(1996);Alexander等(1993)を参照されたい。例えば、幾つかの代表的な疾
病耐性の検定を下に記載する。IV. Assessment of Disease Resistance Assessment of disease resistance is performed by methods known in the art. Uknes et al. (1993); Gorla
See Ch. et al. (1996); Alexander et al. (1993). For example, some representative assays for disease resistance are described below.
【0161】 実施例15:Phytophthora parasitica(タバコ疫病)耐性検定 タバコ疫病の原因生物であるPhytophthora parasiticaに対する耐性の検定を
、Alexander等(1993)に記載のように生育させた6週齢植物について実施する。植
物は灌水し、よく排水させ、次いで土壌に胞子嚢懸濁液(300胞子嚢/mL)10mLを適
用することにより接種する。接種した植物は、日中温度23-25℃、夜間温度20-22
℃に維持した温室に保持する。検定に使用した凋萎指標は以下の通りである:0=
症状無し;1=症状無し;1=緊張の低下を伴う、若干の凋萎の徴候;2=明らかな凋
萎の症状、但し腐朽または生長阻害無し;3=生長阻害を伴う明らかな凋萎の症状
、但し見たところ茎の腐朽無し;4=視認できる茎の腐朽および根系への若干の損
傷を伴う、甚だしい凋萎;5=4と同じ、但し植物は死または死に近く、根茎の重
篤な減損を伴う。全ての検定は、ランダムなデザインで配列させた植物について
機械的に採点する。Example 15: Phytophthora parasitica (tobacco plague) resistance assay A test for resistance to Phytophthora parasitica, the causative agent of tobacco plague, is performed on 6-week-old plants grown as described by Alexander et al. (1993). . Plants are irrigated, drained well, and then inoculated by applying 10 mL of the sporangia suspension (300 sporangia / mL) to the soil. Plants inoculated are daytime temperature 23-25 ° C, nighttime temperature 20-22
Keep in greenhouse maintained at ° C. The wilting indicators used in the test are as follows: 0 =
No symptoms; 1 = No symptoms; 1 = Some signs of wilt with reduced tone; 2 = Symptoms of wilt, but without rot or growth inhibition; 3 = Occurring wilt with growth inhibition Symptoms, but apparently no stem rot; 4 = severe wilt, with visible stem rot and some damage to root system; 5 = same as 4, except that plant is dead or near death and severe rhizome With significant impairment. All assays are scored mechanically on plants arranged in a random design.
【0162】 実施例16:Pseudomonas syringae耐性検定 Pseudomonas syringae pv. tabaci菌株#551を、水中106または3x106/mLの濃度
で、幾つかの6-7週齢植物の下葉2枚に注射する。各々の時点で6体の個別植物を
評価する。Pseudomonas tabaciに感染した植物を、5点の疾病重篤度スケール(5=
100%死亡組織、0=症状無し)で等級付ける。それぞれの日の評価に関してT-検定(
LSD)を実施し、平均の疾病等級値に従ってグループ分けを指示する。その評価日
に同じ文字となる数値は統計学的に有意に相違しない。[0162] Example 16:. Pseudomonas syringae resistance test Pseudomonas syringae pv the tabaci strain # 551, at a concentration in the water 10 6 or 3x10 6 / mL, injected into two lower leaves of several 6-7 week old plants . Six individual plants are evaluated at each time point. Plants infected with Pseudomonas tabaci were scored on a 5-point disease severity scale (5 =
100% dead tissue, 0 = no symptoms). T-test (
LSD) and order grouping according to average disease grade values. The numbers that have the same letter on the date of the assessment are not statistically significantly different.
【0163】 実施例17:Cercospora nicotianae耐性検定 Cercospora nicotianae(ATCC #18366)の胞子懸濁液(mL当たり100000-150000胞
子)を葉の表面にスプレーし、直ちに流去させる。この植物は5日間100%湿度に維
持する。その後この植物に水を5-10回/日霧吹きする。それぞれの時点で6体の
個別植物を評価する。Cercospora nicotianaeを、疾病症状を示す葉の%面積を基
準にして等級付ける。それぞれの日の評価に関してT-検定(LSD)を実施し、平均
の疾病等級値に従ってグループ分けを指示する。その評価日に同じ文字となる数
値は統計学的に有意に相違しない。Example 17: Cercospora nicotianae resistance assay A spore suspension of Cercospora nicotianae (ATCC # 18366) (100,000-150,000 spores per mL) is sprayed on the leaf surface and immediately allowed to run off. The plant is maintained at 100% humidity for 5 days. The plant is then sprayed with water 5-10 times / day. Six individual plants are evaluated at each time point. Cercospora nicotianae is graded based on% area of leaf showing disease symptoms. A T-test (LSD) is performed for each day assessment and indicates grouping according to the average disease grade value. The numbers that have the same letter on the date of the assessment are not statistically significantly different.
【0164】 実施例18:Peronospora parasitica耐性検定 Peronospora parasiticaに対する耐性の検定をUknes等(1993)に記載のように
植物に対して実施する。植物に分生子懸濁液(ミリリットル当たりおよそ5x104胞
子)を噴霧することにより、P.parasiticaの和合性単離物を接種する。接種した
植物は、湿潤条件下、17℃の生育室で、昼14時間/夜10時間のサイクルでインキ
ュベートする。植物は、接種後3-14日目、好ましくは7-12日目に、分生子柄の存
在を調べる。さらに、各処理を行った植物の幾つかを無作為に選択し、顕微鏡観
察のためにラクトフェノール−トリパンブルーで染色する(Keogh等、1980)。 上に開示した態様は例示的なものである。本発明の開示は、当業者に本発明の
数多くの変形の入手を提供するであろう。このような自明且つ予見可能な変形の
全ては本請求項に包含されることを意図している。Example 18: Peronospora parasitica resistance assay A resistance assay for Peronospora parasitica is performed on plants as described in Uknes et al. (1993). By spraying a conidia suspension (approximately 5x10 4 spores per milliliter) plants are inoculated with compatible isolate of P.Parasitica. The inoculated plants are incubated in a growth room at 17 ° C. under humid conditions, with a cycle of 14 hours day / 10 hours night. Plants are examined for the presence of conidiophores 3-14 days, preferably 7-12 days after inoculation. In addition, some of the treated plants are randomly selected and stained with lactophenol-trypan blue for microscopic observation (Keogh et al., 1980). The embodiments disclosed above are exemplary. The disclosure of the invention will provide those skilled in the art with access to numerous variations of the invention. All such obvious and foreseeable variations are intended to be covered by the appended claims.
【0165】 配列表中の配列の簡単な説明 配列番号:1− Nicotiana tabacum由来のNIM1相同物の完全長cDNA配列。 配列番号:2−配列番号:1によってコードされたNicotiana tabacumのNIM1相同物
のタンパク質配列。 配列番号:3− Lycopersicon esculentum由来のNIM1相同物の完全長cDNA 配列。 配列番号:4−配列番号:3によってコードされたLycopersicon esculentumのNIM1
相同物のタンパク質配列。 配列番号:5− Brassica napus由来のNIM1相同物の部分的なcDNA配列。 配列番号:6−配列番号:5をコードするBrassica napusのNIM1相同物の部分的なタ
ンパク質配列。 配列番号:7− Arabidopsis thaliana由来のNIM1相同物(AtNMLc5)の完全長cDNA
配列。 配列番号:8− 配列番号:7によってコードされたArabidopsis thalianaのNIM1相
同物AtNMLc5の完全長タンパク質配列。 配列番号:9−実施例 1−4で使用した14−オリゴヌクレオチドプライマ。 配列番号:15− Arabidopsis thaliana由来のNIM1相同物(AtNMLc2)のゲノムDNA配
列。 配列番号:16 −配列番号:15によってコードされたArabidopsis thalianaのNIM1
相同物AtNMLc2のタンパク質配列。 配列番号:17− Arabidopsis thaliana由来のNIM1相同物(AtNMLc4−1)のゲノムDN
A配列。 配列番号:18−配列番号:17によってコードされたArabidopsis thalianaのNIM1相
同物AtNMLc4−1のタンパク質配列。 配列番号:19 −Arabidopsis thaliana由来のNIM1相同物(AtNMLc4−2)のゲノムDN
A配列。 配列番号:20− 配列番号:19によってコードされたArabidopsis thalianaのNIM1
相同物AtNMLc4−2のタンパク質配列。 配列番号:21−PCRプライマ−NIM 1A。 配列番号:22−PCRプライマ−NIM 1B。 配列番号:23−PCRプライマ−NIM 1C。 配列番号:24−PCRプライマ−NIM 1D。 配列番号:25−PCRプライマ−NIM 2A。 配列番号:26−PCRプライマ−NIM 2B。 配列番号:27−PCRプライマ−NIM 2C。 配列番号:28−PCRプライマ−NIM 2D。 配列番号:29−Arabidopsis thaliana NIM1 遺伝子配列と36つの配列の一致およ
び67%の配列が一致するNicotiana tabacum (タバコ A)から増幅した659塩基のNI
M-様DNA断片。 配列番号:30−配列番号:29によってコードされたタンパク質配列。 配列番号:31−Arabidopsis thaliana NIM1 遺伝子配列と2つの配列が一致するお
よび62%の配列が一致するNicotiana tabacum (タバコ B)から増幅した498 塩基
のNIM-様DNA断片。 配列番号:32−配列番号:31によってコードされたタンパク質配列。 配列番号:33−Arabidopsis thaliana NIM1 遺伝子配列と3つの配列が一致するお
よび63%の配列が一致するNicotiana tabacum (タバコ C)から増幅した498 塩基
のNIM-様DNA断片。 配列番号:34−配列番号:33によってコードされたタンパク質配列。 配列番号:35−Arabidopsis thaliana NIM1 遺伝子配列と59%の配列が一致するNi
cotiana tabacum (タバコ D)から増幅した399 塩基のNIM-様DNA断片。 配列番号:36−配列番号:35によってコードされたタンパク質配列。 配列番号:37−35−Arabidopsis thaliana NIM1 遺伝子配列と67%の配列が一致す
るLycopersicon esculentum (トマト A)から増幅した498塩基のNIM-様DNA断片。 配列番号:38−配列番号:37によってコードされたタンパク質配列。 配列番号:39−24 配列のコンセンサスおよびArabidopsis thaliana NIM1 遺伝子
配列と66%の配列同一性を示す、Beta vulgaris (テンサイ)から増幅した498 塩
基のNIM−様 DNA断片。 配列番号:40−配列番号:39によってコードされたタンパク質配列。 配列番号:41− Arabidopsis thaliana NIM1 遺伝子配列と9配列のコンセンサス
および61% 配列同一性を示す、Helianthus annuus(ヒマワリ A)から増幅した498
塩基のNIM−様 DNA断片。 配列番号 :42−配列番号:41によってコードされたタンパク質配列。 配列番号 :43− Arabidopsis thaliana NIM1遺伝子配列と10配列のコンセンサス
および59%の配列同一性を示す、Helianthus annuus(ヒマワリ B)から増幅した
498 塩基の NIM−様DNA断片。 配列番号:44−配列番号:43によってコードされたタンパク質配列。 配列番号:45−Arabidopsis thalianaのNIM1遺伝子配列と、15 配列のコンセンサ
スおよび68%の配列同一性を示す、Solanum tuberosum (ポテトA)から増幅した65
3塩基のNIM−様DNA断片。 配列番号:46−配列番号:45によってコードされたタンパク質配列。 配列番号:47−Arabidopsis thalianaのNIM1遺伝子配列と、3配列のコンセンサス
および61%の配列同一性を示す、Solanum tuberosum (ポテトB)から増幅した498
塩基のNIM−様DNA断片。 配列番号:48−配列番号:47によってコードされたタンパク質配列。 配列番号:49−Arabidopsis thalianaのNIM1遺伝子配列と、2配列のコンセンサス
および62%の配列同一性を示す、Solanum tuberosum (ポテトC)から増幅した477
塩基のNIM−様DNA断片。 配列番号:50−配列番号:49によってコードされたタンパク質配列。 配列番号:51−Arabidopsis thalianaのNIM1遺伝子配列と、5配列のコンセンサス
および59%の配列同一性を示す、Brassica napus (キャノーラ A)から増幅した50
1塩基のNIM−様DNA断片。 配列番号:52− 配列番号:51によってコードされたタンパク質配列。 配列番号:53−Arabidopsis thalianaのNIM1遺伝子配列と、5配列のコンセンサス
および58%の配列同一性を示す、Brassica napus (キャノーラ A)から増幅した50
1塩基のNIM−様DNA断片。 配列番号:54−配列番号:53によってコードされたタンパク質配列。 配列番号:55−Arabidopsis thalianaのNIM1遺伝子配列と、56%の配列同一性を示
す、Brassica napus (キャノーラ C)から増幅した498塩基のNIM−様DNA断片。 配列番号:56−配列番号:55によってコードされたタンパク質配列。 配列番号:57−Arabidopsis thalianaのNIM1遺伝子配列と、73%の配列同一性を示
す、Brassica napus (キャノーラ D)から増幅した498塩基のNIM−様DNA断片。 配列番号:58−配列番号:57によってコードされたタンパク質配列。 配列番号:59−PCRプライマ−NIM 3A。 配列番号:60−PCRプライマ−NIM 3B。 配列番号:61−Arabidopsis thalianaのNIM1遺伝子配列と、3配列のコンセンサス
および72%の配列同一性を示す、Lycopersicon esculentum(トマト B)から増幅し
た148塩基のNIM−様DNA断片。 配列番号:62−配列番号:61によってコードされたタンパク質配列。 配列番号:63−配列番号:39のPCR断片に対応するBeta vulgaris(テンサイ)由来の
NIM1相同物の完全長cDNA 配列。 配列番号:64−配列番号:62によってコードされたテンサイNIM1相同物のタンパ
ク質配列。 配列番号:65−配列番号:43のPCR断片に対応するHelianthus annuus(ヒマワリ B)
由来のNIM1相同物の完全長cDNA 配列。 配列番号:66−配列番号:65によってコードされたHelianthus annuus NIM1相同物
のタンパク質配列。 配列番号:67− Arabidopsis thalianaのNIM−様ゲノム配列 AtNMLc2 (配列番号:
15)に対応するcDNA 配列。 配列番号:68−配列番号:67によってコードされたタンパク質配列。 配列番号:69 −Arabidopsis thalianaのNIM−様ゲノム配列 AtNMLc4−1 (配列番
号:17)に対応するcDNA 配列。 配列番号:70−配列番号:69によってコードされたタンパク質配列。 配列番号:71 −Arabidopsis thalianaのNIM−様ゲノム配列 AtNMLc4−1 (配列番
号:19)に対応するcDNA 配列。 配列番号:72−配列番号:71によってコードされたタンパク質配列。 配列番号:73−配列番号:31のPCR断片に対応するNicotiana tabacum(タバコ B)由
来のNIM1相同物の完全長cDNA 配列。 配列番号:74−配列番号:73によってコードされたNicotiana tabacumのNIM1相同
物のタンパク質配列。BRIEF DESCRIPTION OF THE SEQUENCES IN THE SEQUENCE LISTINGS SEQ ID NO: 1-full length cDNA sequence of NIM1 homologue from Nicotiana tabacum. SEQ ID NO: 2-Protein sequence of NIM1 homolog of Nicotiana tabacum encoded by SEQ ID NO: 1. SEQ ID NO: 3-Full length cDNA sequence of NIM1 homologue from Lycopersicon esculentum. SEQ ID NO: 4-NIM1 of Lycopersicon esculentum encoded by SEQ ID NO: 3
Homologous protein sequence. SEQ ID NO: 5-Partial cDNA sequence of NIM1 homologue from Brassica napus. SEQ ID NO: 6--Partial protein sequence of NIM1 homolog of Brassica napus encoding SEQ ID NO: 5. SEQ ID NO: 7-Full length cDNA of NIM1 homologue (AtNMLc5) from Arabidopsis thaliana
Array. SEQ ID NO: 8-full length protein sequence of Arabidopsis thaliana NIMl homolog AtNMLc5 encoded by SEQ ID NO: 7. SEQ ID NO: 9—14-oligonucleotide primer used in Examples 1-4. SEQ ID NO: 15—Genomic DNA sequence of NIM1 homologue (AtNMLc2) from Arabidopsis thaliana. SEQ ID NO: 16-NIM1 of Arabidopsis thaliana encoded by SEQ ID NO: 15
Protein sequence of the homolog AtNMLc2. SEQ ID NO: 17--Genomic DN of NIM1 homologue (AtNMLc4-1) from Arabidopsis thaliana
A array. SEQ ID NO: 18-Protein sequence of Arabidopsis thaliana NIM1 homolog AtNMLc4-1 encoded by SEQ ID NO: 17. SEQ ID NO: 19-Genomic DN of NIM1 homologue (AtNMLc4-2) from Arabidopsis thaliana
A array. SEQ ID NO: 20-NIM1 of Arabidopsis thaliana encoded by SEQ ID NO: 19
Protein sequence of homologue AtNMLc4-2. SEQ ID NO: 21-PCR primer-NIM 1A. SEQ ID NO: 22-PCR primer-NIM 1B. SEQ ID NO: 23-PCR primer-NIM 1C. SEQ ID NO: 24-PCR primer-NIM 1D. SEQ ID NO: 25-PCR primer-NIM 2A. SEQ ID NO: 26-PCR primer-NIM 2B. SEQ ID NO: 27-PCR primer-NIM 2C. SEQ ID NO: 28-PCR primer-NIM 2D. SEQ ID NO: 29--A 659 base NI amplified from Nicotiana tabacum (tobacco A) with 36 sequence matches and 67% sequence match with Arabidopsis thaliana NIM1 gene sequence
M-like DNA fragment. SEQ ID NO: 30-Protein sequence encoded by SEQ ID NO: 29. SEQ ID NO: 31—498 base NIM-like DNA fragment amplified from Nicotiana tabacum (tobacco B) in which the two sequences match and 62% match the Arabidopsis thaliana NIM1 gene sequence. SEQ ID NO: 32-Protein sequence encoded by SEQ ID NO: 31. SEQ ID NO: 33—NIM-like DNA fragment of 498 bases amplified from Nicotiana tabacum (tobacco C) in which three sequences match the Arabidopsis thaliana NIM1 gene sequence and 63% in sequence. SEQ ID NO: 34-Protein sequence encoded by SEQ ID NO: 33. SEQ ID NO: 35--Ni with a 59% sequence identity to the Arabidopsis thaliana NIM1 gene sequence
NIM-like DNA fragment of 399 bases amplified from cotiana tabacum (tobacco D). SEQ ID NO: 36-Protein sequence encoded by SEQ ID NO: 35. SEQ ID NO: 37-35—498 base NIM-like DNA fragment amplified from Lycopersicon esculentum (tomato A) having 67% sequence identity with Arabidopsis thaliana NIM1 gene sequence. SEQ ID NO: 38-Protein sequence encoded by SEQ ID NO: 37. SEQ ID NO: 39-24 A 498 base NIM-like DNA fragment amplified from Beta vulgaris (sugar beet) showing consensus on sequence and 66% sequence identity with the Arabidopsis thaliana NIM1 gene sequence. SEQ ID NO: 40-Protein sequence encoded by SEQ ID NO: 39. SEQ ID NO: 498 amplified from Helianthus annuus (Sunflower A) showing consensus of 9 sequences with the Arabidopsis thaliana NIM1 gene sequence and 61% sequence identity
NIM-like DNA fragment of base. SEQ ID NO: 42-Protein sequence encoded by SEQ ID NO: 41. SEQ ID NO: 43--Amplified from Helianthus annuus (Sunflower B) showing consensus of 10 sequences with the Arabidopsis thaliana NIM1 gene sequence and 59% sequence identity
NIM-like DNA fragment of 498 bases. SEQ ID NO: 44-Protein sequence encoded by SEQ ID NO: 43. SEQ ID NO: 45--Amplified from Solanum tuberosum (Potato A) 65, showing a 15 sequence consensus and 68% sequence identity with the NIM1 gene sequence of Arabidopsis thaliana
NIM-like DNA fragment of 3 bases. SEQ ID NO: 46-Protein sequence encoded by SEQ ID NO: 45. SEQ ID NO: 47--Amplified from Solanum tuberosum (Potato B) showing a consensus of 3 sequences and 61% sequence identity with the NIM1 gene sequence of Arabidopsis thaliana
NIM-like DNA fragment of base. SEQ ID NO: 48-Protein sequence encoded by SEQ ID NO: 47. SEQ ID NO: 49-Amplified from Solanum tuberosum (Potato C), showing consensus of 2 sequences and 62% sequence identity with NIM1 gene sequence of Arabidopsis thaliana
NIM-like DNA fragment of base. SEQ ID NO: 50-Protein sequence encoded by SEQ ID NO: 49. SEQ ID NO: 51--Amplified from Brassica napus (canola A) showing a consensus of 5 sequences and 59% sequence identity with the NIM1 gene sequence of Arabidopsis thaliana
One base NIM-like DNA fragment. SEQ ID NO: 52-protein sequence encoded by SEQ ID NO: 51. SEQ ID NO: 53--Amplified from Brassica napus (canola A) showing a consensus of 5 sequences and a sequence identity of 58% with the NIM1 gene sequence of Arabidopsis thaliana
One base NIM-like DNA fragment. SEQ ID NO: 54-Protein sequence encoded by SEQ ID NO: 53. SEQ ID NO: 55—498-base NIM-like DNA fragment amplified from Brassica napus (canola C) showing 56% sequence identity with the NIM1 gene sequence of Arabidopsis thaliana. SEQ ID NO: 56-Protein sequence encoded by SEQ ID NO: 55. SEQ ID NO: 57—NIM-like DNA fragment of 498 bases amplified from Brassica napus (canola D) showing 73% sequence identity with NIM1 gene sequence of Arabidopsis thaliana. SEQ ID NO: 58-Protein sequence encoded by SEQ ID NO: 57. SEQ ID NO: 59-PCR primer-NIM 3A. SEQ ID NO: 60-PCR primer-NIM 3B. SEQ ID NO: 61--NIM1 gene sequence of Arabidopsis thaliana, 148 bases NIM-like DNA fragment amplified from Lycopersicon esculentum (tomato B), showing a consensus of 3 sequences and 72% sequence identity. SEQ ID NO: 62-Protein sequence encoded by SEQ ID NO: 61. SEQ ID NO: 63-derived from Beta vulgaris (sugar beet) corresponding to the PCR fragment of SEQ ID NO: 39
Full length cDNA sequence of NIM1 homolog. SEQ ID NO: 64-Protein sequence of sugar beet NIM1 homologue encoded by SEQ ID NO: 62. SEQ ID NO: 65-Helianthus annuus corresponding to the PCR fragment of SEQ ID NO: 43 (Sunflower B)
Full length cDNA sequence of the NIM1 homologue from E. coli. SEQ ID NO: 66-Protein sequence of Helianthus annuus NIM1 homologue encoded by SEQ ID NO: 65. SEQ ID NO: 67-NIM-like genomic sequence of Arabidopsis thaliana AtNMLc2 (SEQ ID NO:
CDNA sequence corresponding to 15). SEQ ID NO: 68-Protein sequence encoded by SEQ ID NO: 67. SEQ ID NO: 69-cDNA sequence corresponding to NIM-like genomic sequence of Arabidopsis thaliana AtNMLc4-1 (SEQ ID NO: 17). SEQ ID NO: 70-Protein sequence encoded by SEQ ID NO: 69. SEQ ID NO: 71-cDNA sequence corresponding to NIM-like genomic sequence of Arabidopsis thaliana AtNMLc4-1 (SEQ ID NO: 19). SEQ ID NO: 72-Protein sequence encoded by SEQ ID NO: 71. SEQ ID NO: 73-Full length cDNA sequence of the NIM1 homologue from Nicotiana tabacum (tobacco B) corresponding to the PCR fragment of SEQ ID NO: 31. SEQ ID NO: 74-Protein sequence of NIM1 homolog of Nicotiana tabacum encoded by SEQ ID NO: 73.
【0166】 寄託 以下の物は、特許手続上の微生物の寄託の国際的承認に関するブタペスト条約
の権限下、the Agricultural Research Service, Patent Culture Collection (
NRRL), 1815 North University Street, Peoria, Illinois 61604, USA、に寄託
されている。寄託物の利用に対する全ての制限は、特許査定に対して除くことは
不可能である。 Deposits The following materials are available under the authority of the Budapest Treaty on the International Recognition of the Deposit of Microorganisms for Patent Procedure under the Agricultural Research Service, Patent Culture Collection (
NRRL), deposited at 1815 North University Street, Peoria, Illinois 61604, USA. All restrictions on the use of the deposit cannot be removed for patent grant.
【0167】 クロ−ン 受託番号 寄託日 pNOV1203 NRRL B−30049 1998年8月17日 pNOV1204 NRRL B−30050 1998年8月17日 pNOV1206 NRRL B−30051 1998年8月17日 AtNMLc5 NRRL B−30139 1999年5月25日Clone Accession Number Deposit Date pNOV1203 NRRL B-30049 August 17, 1998 pNOV1204 NRRL B-3050 August 17, 1998 pNOV1206 NRRL B-30051 August 17, 1998 AtNMLc5 NRRL B-30139 1999 May 25
【0168】 参考文献 本明細書で引用した参考文献は、当分野での現状を表わすものである。 以下
の文献の各々は、出典明示により本明細書の一部とする。 U.S.No. 4,940,935 U.S.No. 4,945,050 U.S.No. 5,036,006 U.S.No. 5,100,792 U.S.No. 5,188,642 U.S.No. 5,523,311 U.S.No. 5,591,616 U.S.No. 5,614,395 U.S.No. 5,639,949 U.S.No. 5,792,904 EP 0 292 435 EP 0 332 104 EP 0 332 581 EP 0 342 926 EP 0 392 225 EP 0 452 269 International PCT Application WO 93/07278 International PCT Application WO 93/21335 International PCT Application WO 94/00977 International PCT Application WO 94/13822 International PCT Application WO 94/16077 International PCT Application WO 97/49822 International PCT Application WO 98/06748 International PCT Application WO 98/26082 International PCT Application WO 98/29537 Alexander et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:7327−7331 (1993) Aoyama and Chua、The Plant Journal 11:605−612 (1997) Ausubel, F. M. et al., Current Protocols in Molecular Biology, pub. by G
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【0169】[0169]
【表5】 [Table 5]
【0170】[0170]
【表6】 [Table 6]
【0171】[0171]
【表7】 [Table 7]
【0172】[0172]
【表8】 [Table 8]
【0173】[0173]
【表9】 [Table 9]
【0174】[0174]
【表10】 [Table 10]
【0175】[0175]
【表11】 [Table 11]
【0176】[0176]
【表12】 [Table 12]
【配列表】 [Sequence list]
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG ,US,UZ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 ローラ・ジーン・ウェイズロ アメリカ合衆国27603ノースカロライナ州 ローリー、ウエスト・サウス・ストリート 914番 (72)発明者 マイケル・ジー・ウィリッツ アメリカ合衆国27502ノースカロライナ州 エイペックス、ウィンター・ヒル・ドライ ブ804番 (72)発明者 テスフェイ・メンギステ アメリカ合衆国27713ノースカロライナ州 ダーラム、ペンリス・ドライブ5206番 Fターム(参考) 2B030 AA02 AB03 AD05 CA06 CA17 CA19 CD03 CD06 CD09 4B024 AA08 BA80 CA04 DA01 DA05 EA04 FA02 GA11 4B065 AA11X AA89X AA89Y AB01 AC20 CA53 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE ), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID , IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW (72 Inventor Laura Jean Wayslo United States 27603 West South Street, Raleigh, North Carolina, No. 914 (72) Inventor Michael G. Willits United States 27502 Apex, North Carolina, Winter Hill Drive No. 804 (72) Inventor Person Tesfei Mengiste 27713 Penris Drive, Durham, North Carolina 5206 F-term (reference) 2B030 AA02 AB03 AD05 CA06 CA17 CA19 C D03 CD06 CD09 4B024 AA08 BA80 CA04 DA01 DA05 EA04 FA02 GA11 4B065 AA11X AA89X AA89Y AB01 AC20 CA53
Claims (23)
46、48、50、52、54、56、58、62、64、66、68、70、72または74をコードするヌ
クレオチド配列; (b)配列番号:1、3、5、7、15、17、19、29、31、33、35、37、39、41、43、
45、47、49、51、53、55、57、61、63、65、67、69、71または73; (c)配列番号:1、3、5、7、15、17、19、29、31、33、35、37、39、41、43、
45、47、49、51、53、55、57、61、63、65、67、69、71または73の少なくとも2
0個の連続した塩基対に、配列において同一である少なくとも20個の連続した
塩基対の一部を含むヌクレオチド配列; (d)配列番号:9および10、配列番号:21および24、配列番号:22および24、
配列番号:25および28、配列番号:26および28、または配列番号59および60とし
て記載した一組のプライマーによるポリメラーゼ連鎖反応を用いてLycopersicon
esculentum DNAライブラリィから増幅し得るヌクレオチド配列
; (e)配列番号:22および24または配列番号26および28として記載した一組のプ
ライマーによるポリメラーゼ連鎖反応を用いてBeta vulgaris DNAライブラリィ
から増幅し得るヌクレオチド配列; (f)配列番号:26および28として記載した一組のプライマーによるポリメラー
ゼ連鎖反応を用いてHelianthus annuus DNAライブラリィから増幅し得るヌクレ
オチド配列; (g)配列番号:21および24、配列番号:21および23、配列番号:22および24、
配列番号:25および28または配列番号:26および28として記載した一組のプライ
マーによるポリメラーゼ連鎖反応を用いてSolanum tuberosum DNAライブラリィ
から増幅し得るヌクレオチド配列; (h)配列番号:9および10または配列番号:26および28として記載した一組の
プライマーによるポリメラーゼ連鎖反応を用いてBrassica napus DNAライブラリ
ィから増幅し得るヌクレオチド配列; (i)配列番号:13および14、配列番号:21および24または配列番号:22および
24として記載した一組のプライマーによるポリメラーゼ連鎖反応を用いてArabid
opsis thalianaDNAライブラリィから増幅し得るヌクレオチド配列; (j)配列番号:9および10、配列番号:11および12、配列番号:21および24、
配列番号:22および24、配列番号:25および28または配列番号:26および28とし
て記載した一組のプライマーによるポリメラーゼ連鎖反応を用いてNicotiana ta
bacum DNAライブラリィから増幅し得るヌクレオチド配列;または (k)最初の20個のヌクレオチドおよび配列番号:1、3、5、7、15、17、19、29
、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、61、63、65、67
、69、71または73のコード配列(CDS)の少なくとも20個のヌクレオチドの逆の
相補物を含む一組のプライマーによるポリメラーゼ連鎖反応を用いて植物DNAラ
イブラリィから増幅し得るヌクレオチド配列; 、を含む単離した核酸分子。(1) SEQ ID NO: 2, 4, 6, 8, 16, 18, 20, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44,
Nucleotide sequences encoding 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 62, 64, 66, 68, 70, 72 or 74; (b) SEQ ID NOs: 1, 3, 5, 7, 15, 17, 17 , 19, 29, 31, 33, 35, 37, 39, 41, 43,
45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 61, 63, 65, 67, 69, 71 or 73; (c) SEQ ID NOs: 1, 3, 5, 7, 15, 17, 19, 29, 31, 33, 35, 37, 39, 41, 43,
At least 2 of 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 61, 63, 65, 67, 69, 71 or 73
A nucleotide sequence comprising a portion of at least 20 consecutive base pairs that are identical in sequence to 0 consecutive base pairs; (d) SEQ ID NOs: 9 and 10, SEQ ID NOs: 21 and 24, SEQ ID NO: 22 and 24,
Lycopersicon using the polymerase chain reaction with a set of primers set forth as SEQ ID NOs: 25 and 28, SEQ ID NOs: 26 and 28, or SEQ ID NOs: 59 and 60.
nucleotide sequences that can be amplified from an esculentum DNA library; (e) nucleotides that can be amplified from a Beta vulgaris DNA library using the polymerase chain reaction with a set of primers set forth as SEQ ID NOs: 22 and 24 or SEQ ID NOs: 26 and 28. (F) a nucleotide sequence that can be amplified from a Helianthus annuus DNA library using the polymerase chain reaction with a set of primers described as SEQ ID NOs: 26 and 28; (g) SEQ ID NOs: 21 and 24, SEQ ID NO: 21 and 23, SEQ ID NOs: 22 and 24,
Nucleotide sequences that can be amplified from a Solanum tuberosum DNA library using the polymerase chain reaction with a set of primers set forth as SEQ ID NOs: 25 and 28 or SEQ ID NOs: 26 and 28; (h) SEQ ID NOs: 9 and 10 or the sequences Nucleotide sequences that can be amplified from a Brassica napus DNA library using the polymerase chain reaction with a set of primers described as Nos. 26 and 28; (i) SEQ ID NOs: 13 and 14, SEQ ID NOs: 21 and 24 or SEQ ID NO: : 22 and
Arabid using the polymerase chain reaction with a set of primers described as 24
a nucleotide sequence that can be amplified from an opsis thaliana DNA library; (j) SEQ ID NOS: 9 and 10, SEQ ID NOs: 11 and 12, SEQ ID NOs: 21 and 24,
Nicotiana ta using the polymerase chain reaction with a set of primers set forth as SEQ ID NOs: 22 and 24, SEQ ID NOs: 25 and 28 or SEQ ID NOs: 26 and 28
a nucleotide sequence that can be amplified from a bacum DNA library; or (k) the first 20 nucleotides and SEQ ID NOs: 1, 3, 5, 7, 15, 17, 19, 29
, 31, 33, 35, 37, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 61, 63, 65, 67
, A nucleotide sequence that can be amplified from a plant DNA library using the polymerase chain reaction with a set of primers comprising the reverse complement of at least 20 nucleotides of the coding sequence (CDS) of 69, 71 or 73; An isolated nucleic acid molecule.
40、42、44、46、 48、50、52、54、56、58、62、64、66、68、70、72または74
をコードするヌクレオチド配列を含有する、請求項1に記載の単離した核酸分子
。2. SEQ ID NO: 2, 4, 6, 8, 16, 18, 20, 30, 32, 34, 36, 38,
40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 62, 64, 66, 68, 70, 72 or 74
2. The isolated nucleic acid molecule of claim 1, which comprises a nucleotide sequence that encodes:
、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、61、63、65、67、69、 71または7
3を含有する、請求項1に記載の単離した核酸分子。3. SEQ ID NO: 1, 3, 5, 7, 15, 17, 19, 29, 31, 33, 35, 37
, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 61, 63, 65, 67, 69, 71 or 7
3. The isolated nucleic acid molecule of claim 1, comprising 3.
、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、61、63、65、67、69、71または73
の少なくとも20個の連続した塩基対の一部と、配列において同一である少なくと
も20個の連続した塩基対の一部からなるヌクレオチド配列を含有する、請求項1
に記載の単離した核酸分子。4. SEQ ID NO: 1, 3, 5, 7, 15, 17, 19, 29, 31, 33, 35, 37
, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 61, 63, 65, 67, 69, 71 or 73
2. A nucleotide sequence comprising a portion of at least 20 consecutive base pairs and a portion of at least 20 consecutive base pairs that are identical in sequence.
4. The isolated nucleic acid molecule of claim 1.
:22および24、配列番号:25および28、配列番号:26および28または配列番号:
59および60として記載した一組のプライマーによるポリメラーゼ連鎖反応を使用
するLycopersicon esculentum DNAライブラリィから増幅し得るヌクレオチド配
列を含有する、請求項1に記載の単離した核酸分子。5. SEQ ID NO: 9 and 10, SEQ ID NO: 21 and 24, SEQ ID NO: 22 and 24, SEQ ID NO: 25 and 28, SEQ ID NO: 26 and 28 or SEQ ID NO:
2. An isolated nucleic acid molecule according to claim 1 containing a nucleotide sequence that can be amplified from a Lycopersicon esculentum DNA library using the polymerase chain reaction with a set of primers described as 59 and 60.
載した一組のプライマーによるポリメラーゼ連鎖反応を使用するBeta vulgaris
DNAライブラリィから増幅し得るヌクレオチド配列を含有する、請求項1に記載
の単離した核酸分子。6. Beta vulgaris using the polymerase chain reaction with a set of primers set forth as SEQ ID NOs: 22 and 24 or SEQ ID NOs: 26 and 28.
2. The isolated nucleic acid molecule of claim 1, which contains a nucleotide sequence that can be amplified from a DNA library.
よるポリメラーゼ連鎖反応を使用するHelianthus annuus DNAライブラリィから
増幅し得るヌクレオチド配列を含有する、請求項1に記載の単離した核酸分子。7. The isolated nucleic acid of claim 1, comprising a nucleotide sequence that can be amplified from a Helianthus annuus DNA library using the polymerase chain reaction with a set of primers set forth as SEQ ID NOs: 26 and 28. molecule.
:22および24、配列番号:25および28または 配列番号:26および28として記載
した一組のプライマーによるポリメラーゼ連鎖反応を用いてSolanum tuberosum
DNAライブラリィから増幅し得るヌクレオチド配列を含有する、請求項1に記載
の単離した核酸分子8. A polymerase chain reaction with a set of primers set forth as SEQ ID NOs: 21 and 24, SEQ ID NOs: 21 and 23, SEQ ID NOs: 22 and 24, SEQ ID NOs: 25 and 28, or SEQ ID NOs: 26 and 28. Solanum tuberosum using
2. The isolated nucleic acid molecule of claim 1, which contains a nucleotide sequence that can be amplified from a DNA library.
載した一組のプライマーによるポリメラーゼ連鎖反応を使用するBrassica napus
DNAライブラリィから増幅し得るヌクレオチド配列を含有する、請求項1に記載
の単離した核酸分子。9. Brassica napus using the polymerase chain reaction with a set of primers set forth as SEQ ID NOs: 9 and 10 or SEQ ID NOs: 26 and 28.
2. The isolated nucleic acid molecule of claim 1, which contains a nucleotide sequence that can be amplified from a DNA library.
番号:22および24として記載した一組のプライマーによるポリメラーゼ連鎖反応
を用いるArabidopsis thaliana DNAライブラリィから増幅し得るヌクレオチド配
列を含有する、請求項1に記載の単離した核酸分子。10. A nucleotide sequence that can be amplified from an Arabidopsis thaliana DNA library using the polymerase chain reaction with a set of primers set forth as SEQ ID NOs: 13 and 14, SEQ ID NOs: 21 and 24 or SEQ ID NOs: 22 and 24. 2. The isolated nucleic acid molecule of claim 1, comprising:
21および24、配列番号:22および24、配列番号:25および28または配列番号:26
および28として記載した一組のプライマーによるポリメラーゼ連鎖反応を使用す
るNicotiana tabacum DNAライブラリィから増幅し得るヌクレオチド配列を含有
する、請求項1に記載の単離した核酸分子。11. SEQ ID NO: 9 and 10, SEQ ID NO: 11 and 12, SEQ ID NO:
21 and 24, SEQ ID NOs: 22 and 24, SEQ ID NOs: 25 and 28 or SEQ ID NO: 26
2. The isolated nucleic acid molecule of claim 1, comprising a nucleotide sequence that can be amplified from a Nicotiana tabacum DNA library using the polymerase chain reaction with a set of primers described as 28 and 28.
よび配列番号:1、3、5、7、15、17、19、29、31、33、35、37、39、41、43、45
、47、49、51、53、55、57、61、63、65、67、69、71または73のコード配列(C
DS)の少なくとも20個のヌクレオチドの逆の相補物によるポリメラーゼ連鎖反
応を用いる植物DNAライブラリィから増幅し得るヌクレオチド配列を含有する、
請求項1に記載の単離した核酸分子。12. A set of primers corresponding to the first 20 nucleotides and SEQ ID NOs: 1, 3, 5, 7, 15, 17, 19, 29, 31, 33, 35, 37, 39, 41, 43, 45
, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 61, 63, 65, 67, 69, 71 or 73 (C
DS) containing a nucleotide sequence that can be amplified from a plant DNA library using the polymerase chain reaction with the reverse complement of at least 20 nucleotides of
An isolated nucleic acid molecule according to claim 1.
した植物においてプロモターの活性を含むキメラ遺伝子。13. A chimeric gene containing a promoter activity in a plant operably linked to the nucleic acid molecule according to claim 1.
、キャノーラ、ヒマワリ、ニンジン、サツマイモ、テンサイ(シュガー・ビート
)、インゲンマメ、エンドウ、チコリ、レタス、キャベツ、カリフラワー、ブロ
ッコリー、カブラ、ラディッシュ、ホウレンソウ、アスパラガス、オニオン、ニ
ンニク、ナス、コショウ、セロリー、カボチャ、ペポカボチャ、キュウリ、リン
ゴ、洋ナシ、マルメロ、メロン、スモモ、チェリー、ピーチ、ネクタリン、アプ
リコット、イチゴ、ブドウ、キイチゴ、ブラックベリー、パイナップル、アボガ
ド、パパイア、マンゴ、バナナ、ダイズ、タバコ、トマト、モロコシ属類および
サトウキビ、から選択された、請求項16記載の植物。17. The following plants: rice, wheat, barley, rye, corn, potato, canola, sunflower, carrot, sweet potato, sugar beet (sugar beet), kidney bean, peas, chicory, lettuce, cabbage, cauliflower, broccoli, Cabbage, radish, spinach, asparagus, onion, garlic, eggplant, pepper, celery, pumpkin, pepo squash, cucumber, apple, pear, quince, melon, plum, cherry, peach, nectarine, apricot, strawberry, grape, raspberry, 17. The plant of claim 16, wherein the plant is selected from blackberry, pineapple, avocado, papaya, mango, banana, soybean, tobacco, tomato, sorghum, and sugarcane.
とを含む、該植物においてSAR遺伝子発現を増加する方法。19. A method for increasing SAR gene expression in a plant, comprising expressing the chimeric gene according to claim 13 in the plant.
とを含む、該植物において疾病耐性を増加する方法。20. A method for increasing disease resistance in a plant, comprising expressing the chimeric gene according to claim 13 in the plant.
されるPCRプライマー。21. A PCR primer selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 9-14, 21-28, 59 and 60.
7、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、61、63、65、67、69、71または7
3のコード配列(CDS)の最初の20個のヌクレオチドおよび最後の20個のヌクレオ
チドの逆相補物に対応する一組のプライマー、または配列番号:9および10、配
列番号:11および12、配列番号:13および14、配列番号:21および24、配列番号
:22および24、配列番号:21および23、配列番号:25および28、配列番号:26お
よび28または配列番号:59および60に記載の一組のプライマーによる、ポリメラ
ーゼ連鎖反応を用いる植物DNAライブラリィからDNA分子を増幅することを含む植
物において、組織的に獲得された耐性を導くシグナルトランスダクション・カス
ケードに関与するNIM1相同物を単離するための方法。22. SEQ ID NO: 1, 3, 5, 7, 15, 17, 19, 29, 31, 33, 35, 3
7, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 61, 63, 65, 67, 69, 71 or 7
A set of primers corresponding to the reverse complement of the first 20 nucleotides and the last 20 nucleotides of the coding sequence (CDS) of SEQ ID NO: 3, or SEQ ID NO: 9 and 10, SEQ ID NO: 11 and 12, SEQ ID NO: : 13 and 14, SEQ ID NOs: 21 and 24, SEQ ID NOs: 22 and 24, SEQ ID NOs: 21 and 23, SEQ ID NOs: 25 and 28, SEQ ID NOs: 26 and 28 or one of SEQ ID NOs: 59 and 60 Isolate NIM1 homologues involved in signal transduction cascades leading to systemically acquired resistance in plants involving amplifying DNA molecules from a plant DNA library using the polymerase chain reaction with a set of primers Way for.
)、Lycopersicon esculentum (トマト)、Brassica napus (脂肪種子)、 Arabido
psis thaliana、 Beta vulgaris (テンサイ)、 Helianthus annuus (sunflower)
または Solanum tuberosum (ポット) のDNAライブラリィである、請求請22記載
の方法。23. The plant DNA library is Nicotiana tabacum (tobacco).
), Lycopersicon esculentum (tomato), Brassica napus (oilseed), Arabido
psis thaliana, Beta vulgaris (sugar beet), Helianthus annuus (sunflower)
23. The method according to claim 22, wherein the method is a Solanum tuberosum (pot) DNA library.
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061219 |