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HK1014738A1 - Plants with modified flowers - Google Patents

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HK1014738A1
HK1014738A1 HK98116145A HK98116145A HK1014738A1 HK 1014738 A1 HK1014738 A1 HK 1014738A1 HK 98116145 A HK98116145 A HK 98116145A HK 98116145 A HK98116145 A HK 98116145A HK 1014738 A1 HK1014738 A1 HK 1014738A1
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HK
Hong Kong
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promoter
plant
dna
cells
sterility
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French (fr)
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HK1014738B (en
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Mariani Celestina
Leemans Jan
De Greef Willy
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Bayer Bioscience N.V.
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Publication date
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Claims (72)

  1. Rekombinante DNA, umfassend eine erste chimäre DNA, die umfasst:
    (a) eine Restorer DNA, die für ein Protein codiert, welches ein Inhibitor für eine Ribonuclease ist, und
    (b) einen ersten Promotor, der die Expression in mindestens spezifischen Zellen der Blüte, das Samens und/oder des Keimes einer Pflanze bestimmt, und worin die Restorer DNA in der gleichen transkriptionellen Einheit ist und unter der Kontrolle steht von diesem ersten Promotor.
  2. Rekombinante DNA gemäß Anspruch 1, wobei der Inhibitor in der Lage ist, die Aktivität der extrazellulären Ribonuclease Barnase von Bacillus amyloliguefaciens zu neutralisieren.
  3. Rekombinante DNA gemäß Anspruch 2, wobei der Inhibitor Barstar ist, mit der Aminosäuresequenz codiert gemäß der Sequenz in Figur 2, beginnend von der Nucleotid-Position 11.
  4. Rekombinante DNA gemäß Anspruch 3, in der die Restorer DNA die codierende Sequenz, beginnend von der Nucleotid-Position 11 in Figur 2 umfasst.
  5. Rekombinante DNA gemäß Anspruch 4, bei der die Restorer DNA das ClaI-HindIII Fragment der Figur 2 ist.
  6. Rekombinante DNA gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, das weiterhin eine sekundäre chimäre DNA umfasst, umfassend:
    (c) eine Marker-DNA, die für eine Marker-RNA, ein Marker-Protein oder Marker-Polypeptid codiert, die/das, wenn sie in mindestens einem spezifischen Gewebe, oder mindestens in spezifischen Zellen der Pflanze vorhanden ist/sind, es erlaubt, diese Pflanze einfach von anderen Pflanzen zu trennen, die diese Marker-RNA, -Protein oder -Polypeptid in dem spezifischen Geweben oder den spezifischen Zellen nicht enthält; und
    (d) einen zweiten Promotor, der die Expression dieser Marker-DNA in mindestens einem spezifischen Gewebe oder in spezifischen Zellen bestimmt; diese Marker-DNA ist in der gleichen transkriptionellen Einheit und unter Kontrolle dieses zweiten Promotors.
  7. Rekombinante DNA gemäß Anspruch 6, in der die Marker-DNA ein Protein oder Polypeptid codiert, die einem spezifischen Gewebe oder spezifischen Zellen eine Farbe verleiht; oder ein Protein oder Polypeptid codiert, die der Pflanze eine Toleranz gegenüber Stress, einer Erkrankung oder eine Schädlingsresistenz oder eine bakterielle Resistenz verleiht.
  8. Rekombinante DNA gemäß Anspruch 7, wobei die Marker-DNA ein Bacillus thuringiensis Endotoxin codiert, das eine Insektenbständigkeit verleiht, oder ein bakterielles Peptid codiert, das eine bakterielle Resistenz verleiht.
  9. Rekombinante DNA gemäß Anspruch 6, wobei die Marker-DNA ein modifiziertes Targetenzym für ein Herbicid mit einer niedrigeren Affinität für das Herbicid als das nicht modifizierte Targetenzym codiert.
  10. Rekombinante DNA gemäß Anspruch 9, wobei die Marker-DNA ein Protein oder Polypeptid codiert, das ausgewählt ist aus der Gruppe einer modifizierten 5-Enolpyruvylshikimate-3-phosphatsynthase als Ziel des Herbicids, Glyphosat und einer modifizierten Glutaminsynthetase als ein Ziel für einen Glutaminsynthetase-Inhibitor, einschließlich Phosphinothricin.
  11. Rekombinante DNA gemäß Anspruch 6, wobei die Marker-DNA ein Protein oder Polypeptid inhibiert, das die Aktivität eines Herbicids inhibiert oder neutralisiert.
  12. Rekombinante DNA gemäß Anspruch 11, wobei die Marker-DNA ein Protein oder Polypeptid codiert, das eine Resistenz gegenüber einem Glutaminsynthetase-Inhibitor einschließlich Phosphinothricin verleiht.
  13. Rekombinante DNA gemäß Anspruch 12, wobei die Marker-DNA ein sfr- oder sfrv-Gen ist.
  14. Rekombinante DNA gemäß einem der Ansprüche 6 bis 13, wobei der zweite Promotor ist: ein konstitutiver Promotor, ein durch Verletzung induzierter Promotor, ein Promotor, der die selektive Expression in Pflanzenzellen, die eine photosynthetische Aktivität aufweisen, bestimmt, oder ein Promotor, der selektiv die Genexpression in Blattzellen, Blütenzellen oder Samenzellen bestimmt.
  15. Rekombinante DNA gemäß Anspruch 14, wobei der zweite Promotor ein 35S-Promotor, ein 35S'3-Promotor, ein Pnos-Promotor, ein TR1'- oder TR2'-Promotor oder ein SSU-Promotor ist.
  16. Rekombinante DNA gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, der weiterhin umfasst:
    (e) eine erste DNA, die ein Signalpeptid codiert, das in der Lage ist, diesen Inhibitor in Chloroplast oder Mitochondrien der Staubblattzellen zu transportieren; diese erste DNA ist in der gleichen transkriptionellen Einheit wie die Restorer DNA und der erste Promotor und zwischen dieser Restorer DNA und dem ersten Promotor; und/oder
    (f) eine zweite DNA, die ein Signalpeptid codiert, das in der Lage ist, dieses Markerprotein oder Polypeptid in einen Chloroplast oder Mitochondrium von mindestens einem spezifischen Gewebe oder spezifischen Zellen zu transportieren; diese zweite DNA ist in der gleichen transkriptionellen Einheit wie die Marker-DNA und der zweiten Promotor und zwischen der Marker-DNA und dem zweiten Promotor.
  17. Rekombinante DNA gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, in der der erste Promotor ein konstitutiver Promotor ist.
  18. Rekombinante DNA gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, in der der erste Promotor die Expression mindestens in den Zellen der männlichen Organe der Pflanzen bestimmt.
  19. Rekombinante DNA gemäß gemäß Anspruch 18, in der der erste Promotor selektiv die Expression in Staubblattzellen der Pflanzen bestimmt.
  20. Rekombinante DNA gemäß einem der Ansprüche 18 oder 19, in der der erste Promotor die Expression in eine oder mehreren Staubblatt-Zellarten bestimmt, ausgewählt aus der Gruppe von Staubbeutel-, Pollen- und Filamentzellen.
  21. Rekombinante DNA gemäß Anspruch 20, in der der erste Promotor die Expression in Staubbeutelzellen bestimmt.
  22. Rekombinante DNA gemäß Anspruch 21, in der der erste Promotor ein Promotor von einem endogenen Pflanzengen ist, ausgewählt aus der Gruppe des TA29-Gens von Tabak, TA26-Gens von Tabak, TA13-Gens von Tabak, eines Gens, codierend für eine mRNA, die mit dem TA29-Gen hybridisierbar ist, eines Gen, codierend für eine mRNA, die mit dem TA13-Gen hybridisierbar ist, und eines Gens, codierend für eine mRNA, die mit dem TA26-Gen hybridisierbar ist.
  23. Rekombinante DNA gemäß Anspruch 22, in der der erste Promotor der TA29-Promotor ist, der in dem NcoI-HindIII-Fragment des Plasmids pMB3, DSM 4470 enthalten ist.
  24. Rekombinante DNA gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, in der der erste Promotor die Expression in mindestens den Zellen der weiblichen Organe einer Pflanze bestimmt.
  25. Rekombinante DNA gemäß Anspruch 24, in der der erste Promotor selektiv die Expression in den Zellen der weiblichen Organe einer Pflanze bestimmt.
  26. Rekombinante DNA gemäß Anspruch 24 oder 25, in der der erste Promotor die Expression in einer oder mehreren Zellarten der weiblichen Organe bestimmt, ausgewählt aus der Gruppe der Fruchtknoten-, Ovarum-, Stylus-, Narben- oder Septum-Zellen.
  27. Rekombinante DNA gemäß Anspruch 26, in der der erste Promotor ein Promotor ist, der die Expression in den Stylus- und/oder Narbenzellen bestimmt, wie der Promotor des endogenen STGM4B12-Gens des Tabaks, des endogenen STGM3C9-Gens des Tabaks, der Promotor des endogenen STGM07-Gens des Tabaks oder der Promotor des endogenen STGM08-Gens des Tabaks.
  28. Rekombinante DNA gemäß einem der Ansprüche 1 bis 27, die ein Teil des nuklearen Genoms der Zellen einer Pflanze oder eines Samens ist.
  29. Rekombinante DNA gemäß Anspruch 28, die weiterhin eine DNA codierend für die Ribonuclease enthält.
  30. Zelle oder Pflanze, die die rekombinante DNA gemäß einem der Ansprüche 1 bis 29 enthält.
  31. Zelle gemäß Anspruch 30, die zu einer Pflanze ausgebildet werden kann.
  32. Pflanze, die die DNA gemäß einem der Ansprüche 1 bis 29 enthält.
  33. Pflanze, die die rekombinante DNA gemäß einem der Ansprüche 1 bis 29 in ihren gesamten Zellen enthält.
  34. Pflanzensamen, der die rekombinante DNA gemäß einem der Ansprüche 1 bis 29 enthält.
  35. Samen gemäß Anspruch 34, der ein Hybridsamen ist.
  36. Pflanze, die integriert in ihre nukleare DNA ihrer Zellen enthält, die rekombinante DNA gemäß einem der Ansprüche 17 bis 23, und die in der Lage ist, männliche fertile Nachfolgepflanzen herzustellen, die die Ribonuclease und den Inhibitor dieser Ribonuclease in den spezifischen Zellen herstellt, wenn sie mit einer zweiten Pflanze gekreuzt wird, die eine zweite rekombinante DNA enthält, umfassend eine Sterilitäts-DNA, codierend für die Ribonuclease unter der Kontrolle eines Sterilitätspromotors, der selektiv die Expression in spezifischen Zellen der Staubblattzellen dieser zweiten Pflanze bestimmt, und die männlich steril ist aufgrund der selektiven Herstellung dieser Ribonuclease in diesen spezifischen Staubblattzellen.
  37. Pflanze gemäß Anspruch 36, die homozygot ist für diese rekombinante DNA.
  38. Pflanze, die integriert in ihre nukleare DNA aller Zellen enthält:
    a) die rekombinante DNA gemäß einem der Ansprüche 17 bis 23, und
    b) eine zweite rekombinante DNA, umfassend eine Sterilitäts-DNA, die diese Ribonuclease unter der Kontrolle eines Sterilitäts-Promotors, der die selektive Expression in spezifischen Staubblattzellen dieser Pflanze bestimmt, codiert
    und die männlich fertil ist aufgrund der Neutralisation der Aktivität dieser Ribonuclease in diesen spezifischen Staubblattzellen durch den Inhibitor, hergestellt durch Expression der Restorer DNA in mindestens diesen spezifischen Staubblattzellen.
  39. Pflanze gemäß Anspruch 38, die eine Hybridpflanze ist.
  40. Pflanze gemäß einem der Ansprüche 36 bis 39, in der die Ribonuclease eine Barnase ist, und die Restorer DNA Barstar codiert.
  41. Pflanze gemäß einem der Ansprüche 36 bis 40, in der der Sterilitätspromotor die Expression in eine oder mehrere Staubblattzellarten, ausgewählt aus der Gruppe der Staubbeutel-, Pollen- oder Filamentzellen, bestimmt.
  42. Pflanze gemäß Anspruch 41, in der der Sterilitätspromotor die Expression von einer oder mehreren Arten der Staubblattzellen, ausgewählt aus der Gruppe der Tapetum- oder Staubbeutel-epidermalen Zellen bestimmt.
  43. Pflanze gemäß Anspruch 42, in der der Sterilitätspromotor ein Promotor eines endogenen Pflanzengens, ausgewählt aus der Gruppe des TA29-Gens von Tabak, des TA26-Gens von Tabak, des TA13-Gens von Tabak, eines Gens, codierend für eine mRNA, hybridisierbar mit dem TA29-Gen, eines Gens, codierend für eine mRNA, hybridisierbar mit dem TA13-Gen und eines Gens, codierend für eine mRNA, hybridisierbar mit dem TA26-Gen, ist.
  44. Pflanze gemäß Anspruch 43, in der der Sterilitätspromotor der TA29-Promotor, enthaltend in dem NcoI-HindIII-Fragment des Plasmids pMB3, DSM 4470 ist.
  45. Pflanze gemäß einem der Ansprüche 36 bis 44, in der der erste Promotor und der Sterilitätspromotor der gleiche sind.
  46. Mutter-Pflanzenpaar zur Herstellung von Samen, umfassend:
    (a) eine männlich-sterile Mutterpflanze, die in ihr nukleares Genom aller Zellen incorporiert enthält: eine Sterilitäts-DNA, codierend für die Ribonuclease unter der Kontrolle eines Sterilitätspromotors, der die Expression dieser Sterilitäts-DNA selektiv in spezifischen Staubzellen dieser Pflanze bestimmt und
    (b) eine männlich-fertile Mutterpflanze, die incorporiert in ihre nukleare DNA aller Zellen enthält: die rekombinante DNA gemäß einem der Ansprüche 17 bis 23, wobei der erste Promotor die Expression in mindestens den gleichen spezifischen Staubblattzellen, die der Sterilitätspromotor bestimmt; und
    wobei die männlich-sterile und männlich-fertile Pflanze gekreuzt werden können, um männlich-fertile Nachfolger zu produzieren, und umfassend die rekombinante DNA und die Sterilitäts-DNA unter der Kontrolle des Sterilitätspromotors.
  47. Paar gemäß Anspruch 46, in dem die Ribonuclease Barnase ist und die Restorer DNA Barstar codiert.
  48. Paar gemäß Anspruch 46 oder 47, in dem der Sterilitätspromotor die Expression in eine oder mehreren Staubblattzellarten, ausgewählt aus der Gruppe der Staubbeutel-, Pollen und Filamentzellen, bestimmt.
  49. Paar gemäß Anspruch 48, in dem der Sterilitätspromotor die Expression in eine oder mehreren Staubblattzellearten bestimmt, ausgewählt aus der Gruppe Tapetum- und Staubbeutel-Epidermalzellen.
  50. Paar gemäß Anspruch 49, in dem der Sterilitätspromotor ein Promotor eines endogenen Pflanzengens, ausgewählt aus der Gruppe des TA29-Gens von Tabak, des TA26-Gens von Tabak, des TA13-Gens von Tabak, eines Gens, codierend für eine mRNA, hybridisierbar mit dem TA29-Gen, eines Gens, codierend für eine mRNA, hybridisierbar mit dem TA13-Gen und eines Gens, codierend für eine mRNA, hybridisierbar mit dem TA26-Gen, ist.
  51. Paar gemäß Anspruch 50, in dem der Sterilitätspromotor der TA29-Promotor, enthaltend in dem NcoI-HindIII-Fragment des Plasmids pMB3, DSM 4470 ist.
  52. Paar gemäß einem der Ansprüche 46 bis 51, in dem der erste Promotor und der Sterilitätspromotor der gleiche sind.
  53. Paar gemäß einem der Ansprüche 46 bis 52, in dem die männlich-fertile Mutterpflanze homozygot für die rekombinante DNA ist.
  54. Paar gemäß einem der Ansprüche 46 bis 53 zur Herstellung von Hybridsamen.
  55. Verfahren zur Herstellung einer transgenen Pflanze oder von Reproduktionsmaterial oder von Nachfolgerpflanzen davon, das die folgenden Schritte umfasst:
    a) Transformieren einer Ausgangszelle einer Pflanze mit der rekombinanten DNA gemäß einem der Ansprüche 1 bis 27, um eine transformierte Pflanzenzelle herzustellen, die die rekombinante DNA stabil integriert in die nukleare DNA enthält;
    b) Regenerieren dieser transgenen Pflanze aus dieser transformierten Zelle, und gegebenfalls
    c) Propagieren dieser transgenen Pflanze, um das Reproduktionsmaterial oder Nachfolgerpflanzen zu erhalten, die die rekombinante DNA enthalten.
  56. Pflanze, die integriert in ihre nukleare DNA ihrer Zellen enthält die rekombinante DNA gemäß Anspruch 17 oder einem der Ansprüche 24 bis 27, und die in der Lage ist, weibliche fertile Nachfolgepflanzen herzustellen, die die Ribonuclease und den Inhibitor dieser Ribonuclease in den spezifischen Zellen herstellt, wenn sie mit einer zweiten Pflanze gekreuzt wird, die eine zweite rekombinante DNA enthält, umfassend eine Sterilitäts-DNA, codierend für die Ribonuclease unter der Kontrolle eines Sterilitätspromotors, der selektiv die Expression in spezifischen Zellen des weiblichen Organs dieser zweiten Pflanze bestimmt, und die weiblich steril ist aufgrund der selektiven Herstellung dieser Ribonuclease in diesen spezifischen Zellen.
  57. Pflanze gemäß Anspruch 56, die die rekombinante DNA homozygot enthält.
  58. Pflanze, die integriert in ihre nukleare DNA ihrer gesamten Zellen enthält:
    a) die rekombinante DNA gemäß Anspruch 17 oder einem der Ansprüche 24 bis 27, und
    b) eine zweite rekombinante DNA, umfassend eine Sterilitäts-DNA, codierend für die Ribonuclease unter der Kontrolle eines Sterilitäts-Promotors, der die selektive Expression in spezifischen Zellen der weiblichen Organe dieser Pflanze bestimmt, und die weiblich-fertil ist aufgrund der Neutralisierung der Aktivität dieser Ribonuclease in diesen spezifischen Zellen durch den Inhibitor, hergestellt durch die Expression der Restorer-DNA in mindestens diesen spezifischen Zellen.
  59. Pflanze gemäß Anspruch 58, die eine Hybridpflanze ist.
  60. Pflanze gemäß einem der Ansprüche 56 bis 59, in der die Ribonuclease Barnase ist und die Restorer DNA für Barstar codiert.
  61. Pflanze gemäß einem der Ansprüche 56 bis 60, in der der Sterilitätspromotor die Expression in eine oder mehreren Zellarten, ausgewählt aus der Gruppe der Fruchtknoten-, Ovarium-, Stylus-, Narben- oder Septumzellen bestimmt.
  62. Pflanze gemäß Anspruch 61, in der der erste Promotor ein Promotor ist, der die Expression in den Stylus- und/oder Narbenzellen bestimmt, wie der Promotor des endogenen STGM4B12-Gens von Tabak, des endogenen STGM3C9-Gens von Tabak, der Promotor des endogenen STGM07-Gens von Tabak oder der Promotor des endogenen STGM08-Gens von Tabak.
  63. Pflanze gemäß einem der Ansprüche 56 bis 62, in der der erste Promotor und der Sterilitätspromotor der gleiche sind.
  64. Mutter-Pflanzenpaar zur Herstellung von Samen, umfassend:
    (a) eine weiblich-sterile Mutterpflanze, die in ihr nukleares Genom aller Zellen incorporiert enthält: eine Sterilitäts-DNA, codierend für die Ribonuclease unter der Kontrolle eines Sterilitätspromotors, der die Expression dieser Sterilitäts-DNA selektiv in spezifischen Zellen der weiblichen Organe dieser Pflanze bestimmt und
    (b) eine weiblich-fertile Mutterpflanze, die incorporiert in ihre nukleare DNA aller Zellen enthält: die rekombinante DNA gemäß Anspruche 17 oder einem der Ansprüche 24 bis 27, wobei der erste Promotor die Expression in mindestens den gleichen spezifischen Zellen der weiblichen Organe, die der Sterilitätspromotor bestimmt; und
    wobei die weiblich-sterile und weiblich-fertile Pflanze gekreuzt werden können, um weiblich-fertile Nachfolger zu produzieren, und umfassend die rekombinante DNA und die Sterilitäts-DNA unter der Kontrolle des Sterilitätspromotors.
  65. Paar gemäß Anspruch 64, in dem die Ribonuclease Barnase ist und die Restorer DNA Barstar codiert.
  66. Paar gemäß Anspruch 64 oder 65, in dem der Sterilitätspromotor die Expression in eine oder mehreren Zellarten, ausgewählt aus der Gruppe der Fruchtknoten-, Ovarum-, Styrus-, Narben- und Septumzellen bestimmt.
  67. Paar gemäß Anspruch 66, in dem der Sterilitätspromotor ein Promotor eines endogenen Pflanzengens ist, der die Expression in den Stylus- und/oder Narbenzellen bestimmt, wie der Promotor des endogenen STGM4B12-Gens von Tabak, des endogenen STGM3C9-Gens von Tabak, der Promotor des endogenen STGM07-Gens von Tabak oder der Promotor des endogenen STGM08-Gens von Tabak.
  68. Paar gemäß einem der Ansprüche 64 bis 67, in dem der erste Promotor und der Sterilitätspromotor die gleichen sind.
  69. Paar gemäß einem der Ansprüche 64 bis 68, in dem die weiblich-fertile Mutterpflanze homozygot für die rekombinante DNA ist.
  70. Paar gemäß einem der Ansprüche 64 bis 69 zur Herstellung von Hybridsamen.
  71. Verwendung der rekombinanten DNA gemäß einem der Ansprüche 1 bis 28 zur Herstellung eines Inhibitors einer Ribonuclease in mindestens spezifischen Zellen der Blüte, des Samens und/oder des Keimlings einer Pflanze.
  72. Verwendung gemäß Anspruch 71, um die Aktivität dieser Ribonuclease, hergestellt in mindestens diesen spezifischen Zellen, zu neutralisieren.
HK98116145.3A 1989-08-10 1998-12-28 Plants with modified flowers HK1014738B (en)

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EP89402270 1989-08-10

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