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JP2002512036A - A novel insecticidal toxin from Xenorhabdusnematophilus of the genus Xenorabdus and a nucleic acid sequence encoding the same - Google Patents

A novel insecticidal toxin from Xenorhabdusnematophilus of the genus Xenorabdus and a nucleic acid sequence encoding the same

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JP2002512036A
JP2002512036A JP2000544804A JP2000544804A JP2002512036A JP 2002512036 A JP2002512036 A JP 2002512036A JP 2000544804 A JP2000544804 A JP 2000544804A JP 2000544804 A JP2000544804 A JP 2000544804A JP 2002512036 A JP2002512036 A JP 2002512036A
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JP
Japan
Prior art keywords
seq
nucleic acid
plant
expression
nucleotide sequence
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2000544804A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
キャリー クレイマー,バンス
ケント モーガン,マイケル
ロバート アンダーソン,アーン
Original Assignee
ノバルティス アクチエンゲゼルシャフト
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ノバルティス アクチエンゲゼルシャフト filed Critical ノバルティス アクチエンゲゼルシャフト
Publication of JP2002512036A publication Critical patent/JP2002512036A/en
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Abstract

(57)【要約】 その発現が新規の殺昆虫毒素を生じるキセノラブドゥス属のXenorhabdus nematophilus、Xenorhabdus poinariiおよびフォトラブドゥス属のPhotorhabdus luminescensから単離される新規の核酸配列が、本明細書中で開示される。本発明は、昆虫を制御し得る殺昆虫毒素を含有する組成物および処方物も開示する。本発明はさらに、毒素の製造方法に、そして例えば有害昆虫を制御するために微生物中に、あるいは昆虫耐性を付与するためにトランスジェニック植物中にヌクレオチド配列を用いる方法に関する。   (57) [Summary] Disclosed herein are novel nucleic acid sequences isolated from Xenorhabdus nematophilus, Xenorhabdus poinarii, and Photorhabdus luminescens of the genus Xenorhabdus, whose expression results in a novel insecticidal toxin. The present invention also discloses compositions and formulations containing insecticidal toxins that can control insects. The invention further relates to a method for the production of toxins and to the use of nucleotide sequences in microorganisms, for example for controlling pest insects, or in transgenic plants for conferring insect resistance.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 本発明は、キセノラブドゥス属のキセノラブドゥス・ネマトフィラス(Xenorh
abdus nematophilus)、キセノラブドゥス・ポイナリイ(Xenorhabdus poinarii
)およびフォトラブドゥス属のフォトラブドゥス・ルミネッセンス(Photorhabd
us luminescens)からの新規の毒素、その発現が前記の毒素を生じる核酸配列、
ならびに昆虫を制御するための毒素および対応する核酸配列の製造方法および使
用方法に関する。
[0001] The present invention relates to Xenorabdus nematophilus (Xenorh
abdus nematophilus), Xenorhabdus poinarii
) And Photolabdus luminescence (Photorhabd)
us luminescens), a nucleic acid sequence whose expression results in said toxin,
And methods of making and using toxins and corresponding nucleic acid sequences for controlling insects.

【0002】 有害昆虫(insect pests)は、作物損害の主因である。種々の属の昆虫の侵襲
により、米国だけで毎年約77億ドルが失われている。野外作物の損害の他に、有
害昆虫は野菜および果物栽培者に、そして観賞用花卉の生産者にとって重荷であ
り、そしてそれらは庭師および自家所有者にとって迷惑である。 有害昆虫は、昆虫成長の阻害、昆虫給餌または生殖の妨害、あるいは昆虫の死
を通じて作用する化学殺虫剤の集中的適用により主に制御され得る。良好な昆虫
制御はこのようにして達成され得るが、しかしこれらの化学物質は、時として他
の有益な昆虫にも影響を及ぼし得る。化学殺虫剤の広範な使用に起因する別の問
題は、耐性昆虫変種の出現である。これは種々の耐性管理戦略により一部は軽減
されてきたが、しかし代替的害虫制御剤の必要性が増大している。生物学的昆虫
制御剤、例えばδ−内毒素のような殺昆虫毒素を発現するバシラス属のバシラス
・チューリンゲンシス(Bacillus thuringiensis)株は、満足のいく結果を伴っ
て適用され、化学殺虫剤に対する代替物または補足物を提供してきた。近年、こ
れらのδ−内毒素のいくつかをコードする遺伝子が単離され、異種宿主中でのそ
れらの発現は、経済的に重要な有害昆虫の制御のためのもう一つの道具を提供す
ることが示されている。特に、トランスジェニック植物中での殺昆虫毒素、例え
ばバシラス属のBacillus thuringiensisのδ−内毒素の発現は、選定有害昆虫に
対する有効な防御を提供し、そしてこのような毒素を発現するトランスジェニッ
ク植物は商業化され、農業経営者が化学的昆虫制御剤を適用するのを低減させた
。さらに、この場合でも、耐性が発生する可能性は残り、2〜3の特定の有害昆
虫だけが制御可能である。その結果として、農業経営者に経済的利益を提供し、
そして環境的に許容可能な新規の且つ有効な昆虫制御剤を発見する必要性は、長
い間感得されてはいたが、しかし依然として実現していない。
[0002] Insect pests are a major cause of crop damage. About $ 7.7 billion is lost annually in the United States alone due to infestations of insects of various genera. In addition to field crop damage, pests are a burden to vegetable and fruit growers, and to ornamental flower producers, and they are annoying to gardeners and homeowners. Pests can be controlled primarily by inhibiting insect growth, disrupting insect feeding or reproduction, or intensive application of chemical pesticides that act through the death of insects. Good insect control can be achieved in this way, but these chemicals can sometimes also affect other beneficial insects. Another problem resulting from the widespread use of chemical pesticides is the emergence of resistant insect varieties. This has been alleviated in part by various resistance management strategies, but the need for alternative pest control agents has increased. Bacillus thuringiensis strains of the genus Bacillus which express biological insect control agents, for example insecticidal toxins such as delta-endotoxin, have been applied with satisfactory results and are an alternative to chemical pesticides. Supplies or supplements. Recently, genes encoding some of these δ-endotoxins have been isolated and their expression in heterologous hosts provides another tool for the control of economically important pests. It is shown. In particular, expression of insecticidal toxins in transgenic plants, such as the delta-endotoxin of Bacillus thuringiensis of the genus Bacillus, provides effective protection against selected pests, and transgenic plants expressing such toxins have It has been commercialized and has reduced the need for farmers to apply chemical insect control agents. Furthermore, even in this case, the possibility that resistance develops remains, and only a few specific insect pests can be controlled. As a result, providing economic benefits to farmers,
And the need to find new and effective insect control agents that are environmentally acceptable has been long felt but has not yet been realized.

【0003】 本発明は、新規の昆虫制御剤の積年の必要性を記載する。特に必要なのは、経
済的に重要な有害昆虫を標的とし、そして既存の昆虫制御剤に耐性である昆虫系
統を有効に制御する制御剤である。さらに、その適用が環境に及ぼす負担を最小
限にする薬剤が望ましい。 新規の昆虫制御剤の探索において、ヘテロラブドゥス属Heterorhabdusおよび
ステイネルネマ属Steinernemaからのある種類の線虫類はそれらの殺昆虫特性の
ために、特に関心が持たれている。それらは昆虫の幼虫を殺害し、それらの子供
は死んだ幼虫中で育つ。実際、殺昆虫活性は、線虫体内に生息する共生細菌によ
る。これらの共生細菌は、ヘテロラブドゥス属Heterorhabdusの場合にはフォト
ラブドゥスPhotorhabdus、そしてステイネルネマ属Steinernemaの場合にはキセ
ノラブドゥスXenorhabdusである。
[0003] The present invention describes a longstanding need for new insect control agents. In particular, what is needed is a control agent that targets insect pests of economic importance and effectively controls insect strains that are resistant to existing insect control agents. In addition, agents that minimize the environmental impact of their application are desirable. In the search for new insect control agents, certain nematodes from the genus Heterorhabdus and the genus Steinernema of Steinernema are of particular interest because of their insecticidal properties. They kill insect larvae, and their children grow up in dead larvae. In fact, insecticidal activity is due to commensal bacteria that live in the nematode body. These commensal bacteria are Photorhabdus in the case of Heterorhabdus, and Xenorhabdus in the case of Steinernema.

【0004】 本発明は、その発現が、経済的に重要な有害昆虫、特に植物害昆虫に対して非
常に有毒である殺昆虫毒素を生じるキセノラブドゥス属のXenorhabdus nematoph
ilusから単離されるヌクレオチド配列、ならびにそれと実質的に同様のヌクレオ
チド配列に関する。本発明はさらに、ヌクレオチド配列の発現に起因する殺昆虫
毒素、ならびに生存、成長または生殖する有害昆虫の能力を阻害し、あるいは作
物植物における昆虫関連損害および損傷を制限し得る殺昆虫毒素を含有する組成
物および処方物に関する。本発明はさらに、例えば昆虫を制御するための微生物
中での、または昆虫耐性を付与するためのトランスジェニック植物中での毒素の
製造方法ならびにヌクレオチド配列の使用方法に、そして例えば、昆虫感受性領
域または植物を予防的に処置し、あるいは有害昆虫に対する防御または耐性を付
与するために昆虫侵食領域に毒素、組成物または処方物を適用する、毒素ならび
に毒素を包含する組成物および処方物の使用方法に関する。
The present invention relates to Xenorhabdus nematoph of the genus Xenorhabdus, the expression of which produces an insecticidal toxin which is very toxic to economically important pests, especially plant pests.
ilus, as well as nucleotide sequences substantially similar thereto. The present invention further includes insecticidal toxins due to expression of the nucleotide sequence and insecticidal toxins that can inhibit the ability of the pest to survive, grow or reproduce, or limit insect-related damage and damage in crop plants. It relates to compositions and formulations. The invention further relates to methods of producing toxins and methods of using nucleotide sequences, e.g., in microorganisms for controlling insects or in transgenic plants to confer insect resistance, and for example, in insect susceptible regions or Toxins and methods of using toxin-containing compositions and formulations to apply toxins, compositions or formulations to insect-infested areas to treat plants prophylactically or to provide protection or resistance to insect pests .

【0005】 新規の毒素は、経済的に重要な有害昆虫であるプルテラ・キシロステラ(Plut
ella xylostella)(コナガ)に対して高殺昆虫性である。毒素は多数の昆虫制
御戦略に用いられて、環境に及ぼす衝撃は最小で、最大効力を生じ得る。 一局面によれば、本発明は、(a)配列番号1のヌクレオチド569-979、配列
番号1のヌクレオチド1045-2334、配列番号4、配列番号6、配列番号8、配列
番号10、配列番号12および配列番号14から成る群から選択されるヌクレオ
チド配列と実質的に同様のヌクレオチド配列、あるいは(b)(a)のヌクレオ
チド配列とアイソコーディングするヌクレオチド配列を包含する単離核酸分子で
あって、その発現が昆虫に対して活性な少なくとも1つの毒素を生じる核酸分子
を提供する。この局面の一実施態様では、ヌクレオチド配列は、配列番号1のヌ
クレオチド569-979、配列番号1のヌクレオチド1045-2334、配列番号4、配列番
号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12または配列番号14と実質的に
同様のヌクレオチド配列とアイソコーディングする。好ましくは、ヌクレオチド
配列は、配列番号1のヌクレオチド569-979、配列番号1のヌクレオチド1045-23
34、配列番号4、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12または
配列番号14と実質的に同様である。さらに好ましくは、ヌクレオチド配列は、
配列番号2、3、5、7、9、11、13および15から成る群から選択される
アミノ酸配列をコードする。最も好ましくは、ヌクレオチド配列は、配列番号1
のヌクレオチド569-979、配列番号1のヌクレオチド1045-2334、配列番号4、配
列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12または配列番号14を包含
する。別の実施態様では、ヌクレオチド配列は、pCIB9369(NRRL B-21883)に含
まれる約3.0 kbDNA断片を包含する。
[0005] A new toxin is Plutella xylostella, an economically important pest.
ella xylostella (Pryllidae) is highly insecticidal. Toxins have been used in a number of insect control strategies and can produce maximum efficacy with minimal impact on the environment. According to one aspect, the invention relates to (a) nucleotides 569-979 of SEQ ID NO: 1, nucleotides 1045-2334 of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 12 And an isolated nucleic acid molecule comprising a nucleotide sequence substantially similar to the nucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 14, or (b) a nucleotide sequence isocoding to the nucleotide sequence of (a), Provide a nucleic acid molecule whose expression results in at least one toxin active against insects. In one embodiment of this aspect, the nucleotide sequence is nucleotides 569-979 of SEQ ID NO: 1, nucleotides 1045-2334 of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 12 or Isocodes with a nucleotide sequence substantially similar to SEQ ID NO: 14. Preferably, the nucleotide sequence is nucleotides 569-979 of SEQ ID NO: 1, nucleotides 1045-23 of SEQ ID NO: 1
34, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 12 or SEQ ID NO: 14. More preferably, the nucleotide sequence is
It encodes an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 2, 3, 5, 7, 9, 11, 13 and 15. Most preferably, the nucleotide sequence is SEQ ID NO: 1.
Nucleotides 569-979, nucleotides 1045-2334 of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 12 or SEQ ID NO: 14. In another embodiment, the nucleotide sequence comprises an approximately 3.0 kb DNA fragment contained in pCIB9369 (NRRL B-21883).

【0006】 本発明によれば、本発明の核酸分子の発現に起因する毒素は、コナガPlutella
xylostellaに対する活性を有する。 別の局面において、本発明は、配列番号1のヌクレオチド569-979、配列番号
1のヌクレオチド1045-2334、配列番号4、配列番号6、配列番号8、配列番号
10、配列番号12および配列番号14から成る群から選択されるヌクレオチド
配列のそれぞれ連続した20、25、30、35、40、45または50(好ましくは20)塩基
対ヌクレオチド部分と配列が同一である20、25、30、35、40、45または50(好ま
しくは20)塩基対ヌクレオチド部分を包含する単離核酸分子であって、その発現
が昆虫に対して活性である少なくとも1つの毒素を生じる核酸分子を提供する。
According to the present invention, the toxin resulting from the expression of a nucleic acid molecule of the present invention is
Has activity against xylostella. In another aspect, the invention relates to nucleotides 569-979 of SEQ ID NO: 1, nucleotides 1045-2334 of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 12 and SEQ ID NO: 14. 20, 25, 30, 35, 40, or 40, each having a sequence identical to a contiguous 20, 25, 30, 35, 40, 45 or 50 (preferably 20) base pair nucleotide portion of a nucleotide sequence selected from the group consisting of: , 45 or 50 (preferably 20) base pair nucleotide moieties, the expression of which results in at least one toxin that is active against insects.

【0007】 本発明は、本発明の核酸分子と操作可能的に連結される異種プロモーター配列
を包含するキメラ遺伝子も提供する。さらに本発明は、このようなキメラ遺伝子
を包含する組換えベクターを提供する。さらに、本発明は、このようなキメラ遺
伝子を包含する宿主細胞を提供する。本発明のこの局面の宿主細胞は、細菌細胞
、酵母菌細胞または植物細胞、好ましくは植物細胞であり得る。さらに本発明は
、このような植物細胞を包含する植物を提供する。好ましくは植物はトウモロコ
シ(maize)である。
[0007] The invention also provides a chimeric gene comprising a heterologous promoter sequence operably linked to the nucleic acid molecule of the invention. Further, the present invention provides a recombinant vector containing such a chimeric gene. Further, the present invention provides a host cell containing such a chimeric gene. The host cell of this aspect of the invention may be a bacterial cell, a yeast cell or a plant cell, preferably a plant cell. Further, the present invention provides a plant including such a plant cell. Preferably, the plant is maize.

【0008】 さらに別の局面では、本発明は、本発明のDNA分子の発現により産生される
毒素を提供する。好ましい実施態様によれば、本発明の毒素はコナガPlutella x
ylostellaに対する活性を有する。 一実施態様では、毒素は、NRRL寄託番号B-21883と呼ばれる大腸菌株により産
生される。
[0008] In yet another aspect, the present invention provides a toxin produced by expression of a DNA molecule of the present invention. According to a preferred embodiment, the toxin of the present invention comprises Plutella x
Has activity against ylostella. In one embodiment, the toxin is produced by an E. coli strain designated NRRL accession number B-21883.

【0009】 別の実施態様では、本発明の毒素は、配列番号2、3、5、7、9、11、1
3および15から成る群から選択されるアミノ酸配列を包含する。 殺昆虫的有効量の本発明の毒素を包含する組成物も提供される。別の局面では
、本発明は、昆虫に対して活性である毒素の製造方法であって、(a)本発明の
核酸分子と操作可能的に連結される異種プロモーター配列をそれ自体が包含する
キメラ遺伝子を含有する宿主細胞を得て、そして(b)細胞中で核酸分子を発現
して、昆虫に対して活性である少なくとも1つの毒素を生じる工程を包含する方
法を提供する。
In another embodiment, the toxin of the invention comprises SEQ ID NOs: 2, 3, 5, 7, 9, 11, 1
An amino acid sequence selected from the group consisting of 3 and 15. Compositions comprising an insecticidal effective amount of a toxin of the invention are also provided. In another aspect, the invention relates to a method for producing a toxin that is active against insects, comprising: (a) a chimera which itself comprises a heterologous promoter sequence operably linked to a nucleic acid molecule of the invention. Providing a host cell containing the gene and (b) expressing the nucleic acid molecule in the cell to produce at least one toxin that is active against insects.

【0010】 さらに別の局面では、本発明は、本発明の核酸分子を植物に導入することを包
含する昆虫耐性植物の産生方法であって、核酸分子が昆虫を制御するのに有効な
量で植物中で発現可能である方法を提供する。好ましい実施態様によれば、昆虫
は、コナガPlutella xylostellaである。 さらに別の局面では、本発明は、昆虫の制御方法であって、有効量の本発明の
毒素を昆虫に送達することを包含する方法を提供する。好ましい実施態様によれ
は、昆虫はコナガPlutella xylostellaである。好ましくは、毒素は経口的に昆
虫にデリバリーされる。
In yet another aspect, the present invention is a method of producing an insect resistant plant comprising introducing a nucleic acid molecule of the present invention into a plant, wherein the nucleic acid molecule is present in an amount effective to control insects. Methods are provided that are expressible in plants. According to a preferred embodiment, the insect is Plutella xylostella. In yet another aspect, the invention provides a method of controlling an insect, comprising delivering an effective amount of a toxin of the invention to the insect. According to a preferred embodiment, the insect is Plutella xylostella. Preferably, the toxin is delivered to the insect orally.

【0011】 本発明のさらに別の局面は、所望のサイズの二本鎖無作為(random)断片の集
団に開裂された本発明の核酸分子を突然変異化するための方法であって、(a)
二本鎖無作為断片の集団に、各々が二本鎖鋳型ポリヌクレオチドに対して同一構
造の領域と異種構造の領域を包含する1つ又はそれ以上の一本または二本鎖オリ
ゴヌクレオチドを付加し、(b)その結果生じる二本鎖無作為断片およびオリゴ
ヌクレオチドの混合物を一本鎖断片に変性し、(c)その結果生じる一本鎖断片
の集団を、対の一方の成員に関して他方の複製をプライムするのに十分な同一構
造の領域で一本鎖断片のアニーリングを生じてアニール化断片の対を生成し、そ
れにより突然変異化二本鎖ポリヌクレオチドを生成する条件下でポリメラーゼと
ともにインキュベートし、そして(d)第二および第三工程を少なくともさらに
2回反復するが、この場合、第二工程をさらに1回実施した結果生じる混合物が
前回の第三工程からの突然変異化二本鎖ポリヌクレオチドを含有し、さらにもう
1回実行すると突然変異化二本鎖ポリヌクレオチドをさらに生じる工程を包含す
る方法の提供である。
Yet another aspect of the invention is a method for mutating a nucleic acid molecule of the invention cleaved into a population of double-stranded random fragments of a desired size, comprising: )
Adding to the population of double-stranded random fragments one or more single or double-stranded oligonucleotides, each comprising a region of identical structure and a region of heterologous structure to the double-stranded template polynucleotide. (B) denaturing the resulting mixture of double-stranded random fragments and oligonucleotides into single-stranded fragments, and (c) replicating the resulting population of single-stranded fragments with respect to one member of the pair to the other. Incubation with the polymerase under conditions that result in annealing of the single-stranded fragment in a region of the same structure sufficient to prime the pair of annealed fragments, thereby producing a mutated double-stranded polynucleotide. And (d) repeating the second and third steps at least two more times, wherein the mixture resulting from performing the second step one more time is a mixture of the previous third step Containing mutated double-stranded polynucleotide is the provision of a further method comprising the further resulting process when you run once mutated double-stranded polynucleotide.

【0012】 本発明のその他の局面および利点は、本発明の以下の説明および非限定的実施
例から、当業者に明らかになる。 定義 本発明の毒素の「活性」とは、経口活性昆虫制御剤としての毒素機能が有毒作
用を有するか、または昆虫給餌を乱すかまたは妨げ、これが昆虫の死を引き起こ
すこともあるということを意味する。本発明の毒素が昆虫にデリバリーされると
、その結果は典型的には昆虫の死であるか、あるいは昆虫は、毒素を昆虫に利用
可能にする供給源を餌にしない。
[0012] Other aspects and advantages of the invention will be apparent to those skilled in the art from the following description and non-limiting examples of the invention. Definitions "Activity" of a toxin of the present invention means that the function of the toxin as an orally active insect control agent has a toxic effect or disrupts or prevents insect feeding, which may also cause insect death. I do. When the toxin of the invention is delivered to an insect, the result is typically the death of the insect, or the insect does not feed on a source that makes the toxin available to the insect.

【0013】 「会合される/操作可能的に連結される」とは、物理的に、または機能的に関
連がある2つの核酸配列を指す。例えば、2つの配列が操作可能的に連結され、
あるいはレギュレーターDNA配列がコードまたは構造DNA配列の発現レベル
に影響を及ぼし得るよう位置される場合、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「会合される」といわれる
“Associated / operably linked” refers to two nucleic acid sequences that are physically or functionally related. For example, two sequences are operably linked,
Alternatively, a promoter or regulatory DNA sequence is said to be "associated" with a DNA sequence that encodes an RNA or protein when the regulator DNA sequence is positioned to affect the level of expression of the coding or structural DNA sequence.

【0014】 「キメラ遺伝子」とは、レギュレーター核酸配列が会合核酸配列の転写または
発現を調節しうるよう、プロモーターまたは調節核酸配列が、mRNAをコード
するかまたはタンパク質として発現される核酸配列と操作可能的に連結されるか
または会合される組換え核酸配列である。キメラ遺伝子のレギュレーター核酸配
列は、普通は、天然に見出されるような会合核酸配列に操作可能的に連結されな
い。
“Chimeric gene” refers to a promoter or regulatory nucleic acid sequence operable with a nucleic acid sequence that encodes mRNA or is expressed as a protein, such that the regulator nucleic acid sequence can regulate the transcription or expression of the associated nucleic acid sequence. A recombinant nucleic acid sequence that is operably linked or associated. The regulator nucleic acid sequence of the chimeric gene is usually not operably linked to the associated nucleic acid sequence as found in nature.

【0015】 「コード配列」とは、RNA、例えばmRNA、rRNA、tRNA、snR
NA、センスRNAまたはアンチセンスRNAに転写される核酸配列である。好
ましくは、RNAは次に、生物体中で翻訳されてタンパク質を産生する。 昆虫を「制御する(control)」とは、毒性作用により、生存、成長、給餌お
よび/または生殖する有害昆虫の能力を抑制し、あるいは作物植物における昆虫
関連損害または損傷を制限することを意味する。昆虫を「制御する」とは、昆虫
を殺害することを意味し得る場合もあるし、そうでない場合もあり得るが、しか
し好ましくは、昆虫を殺害することを意味する。
“Coding sequence” refers to RNA, for example, mRNA, rRNA, tRNA, snR
A nucleic acid sequence that is transcribed into NA, sense RNA or antisense RNA. Preferably, the RNA is then translated in the organism to produce a protein. By "controlling" insects is meant inhibiting the ability of harmful insects to survive, grow, feed and / or reproduce by toxic effects, or limit insect-related damage or damage in crop plants. . "Controlling" an insect may or may not mean killing the insect, but preferably means killing the insect.

【0016】 毒素を「デリバリーする(deliver)」とは、毒素が昆虫と接触するようにな
り、それが毒性作用を生じて、昆虫を制御することを意味する。毒素は、多数の
既知の経路で、例えば、昆虫が摂取することにより経口的に、またはトランスジ
ェニック植物発現、処方タンパク質組成物(単数または複数)、噴霧可能タンパ
ク質組成物(単数または複数)、毒餌マトリックス、あるいはあらゆるその他の
当業界で既知の毒素デリバリー・システムを介して、昆虫と接触させることによ
り送達され得る。
“Delivering” a toxin means that the toxin comes into contact with insects, which produces toxic effects and controls insects. Toxins can be produced by a number of known routes, for example, orally by ingestion by insects, or transgenic plant expression, formulated protein composition (s), sprayable protein composition (s), bait It can be delivered by contact with insects via a matrix or any other art-known toxin delivery system.

【0017】 「発現カセット」とは、本明細書中で用いる場合には、適切な宿主細胞中での
特定のヌクレオチド配列の発現を指示し得る核酸配列であって、終止コドンと操
作可能的に連結される当該ヌクレオチド配列と操作可能的に連結されるプロモー
ターを包含する核酸配列を意味する。それは、典型的には、ヌクレオチド配列の
適正な翻訳に必要な配列も包含する。当該ヌクレオチド配列を包含する発現カセ
ットはキメラでもよく、これは、その構成成分の少なくとも1つがその他の構成
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。発現カセットは
、天然であるがしかし異種発現に有用な組換え形態で得られたものでもあり得る
。しかしながら、典型的には、発現カセットは宿主に関して異種であり、即ち、
発現カセットの特定の核酸配列は宿主中に天然では生じない、そして形質転換事
象により宿主細胞または宿主細胞の先祖中に導入されていなければならない。発
現カセット中のヌクレオチド配列の発現は、宿主細胞が何らかの特定の外的刺激
に曝された場合にのみ転写を開始する構成性プロモーターの、または誘導可能プ
ロモーターの制御下にあり得る。多細胞生物、例えば植物の場合、プロモーター
はさらに、特定の組織、器官または発生段階に特異的であり得る。
An “expression cassette,” as used herein, is a nucleic acid sequence capable of directing the expression of a particular nucleotide sequence in a suitable host cell, operably associated with a stop codon. A nucleic acid sequence that includes a promoter operably linked to the nucleotide sequence to be linked is meant. It typically also includes sequences necessary for proper translation of the nucleotide sequence. The expression cassette containing the nucleotide sequence may be chimeric, meaning that at least one of its components is heterologous with respect to at least one of the other components. The expression cassette may also be obtained in a recombinant form that is natural but useful for heterologous expression. However, typically, the expression cassette is heterologous with respect to the host, i.e.,
The particular nucleic acid sequence of the expression cassette is not naturally occurring in the host, and must have been introduced into the host cell or host cell ancestor by transformation events. Expression of the nucleotide sequence in the expression cassette can be under the control of a constitutive promoter, which initiates transcription only when the host cell is exposed to any particular external stimulus, or of an inducible promoter. In the case of multicellular organisms, such as plants, the promoter may further be specific for a particular tissue, organ or developmental stage.

【0018】 「遺伝子」とは、ゲノム内に位置し、前記のコード配列の他に、発現の制御に
関与する、言い換えればコード部分の転写および翻訳に関与するその他の、主と
して調節性の核酸配列を包含する限定領域である。遺伝子は、その他の5’およ
び3’非翻訳配列および終止配列も包含し得る。存在し得るさらなる要素は、例
えばイントロンである。
A “gene” is a gene which is located in the genome and which, in addition to the coding sequences described above, is involved in the control of expression, in other words, other mainly regulatory nucleic acid sequences involved in the transcription and translation of the coding part. Is a limited area that includes The gene may also include other 5 'and 3' untranslated sequences and termination sequences. Further elements that may be present are, for example, introns.

【0019】 「着目の(当該)遺伝子」とは、植物に移入された場合に、所望の特徴、例え
ば抗生物質耐性、ウイルス耐性、昆虫耐性、疾患耐性またはその他の害虫に対す
る耐性、除草剤耐用性、栄養的価値の改良、産業工程での性能の改良、または生
殖能力の変化を植物に付与する任意の遺伝子を指す。「当該遺伝子」は、植物中
での商業的に有益な酵素または代謝物質の産生のために植物に移入されるもので
もあり得る。
“Gene of interest (of interest)” refers to any desired characteristic, such as antibiotic resistance, virus resistance, insect resistance, disease resistance or other pest resistance, herbicide tolerance when introduced into a plant. Refers to any gene that imparts improved nutritional value, improved performance in industrial processes, or altered fertility to a plant. The "gene of interest" can also be one that is transferred to a plant for the production of commercially valuable enzymes or metabolites in the plant.

【0020】 「異種(heterologous)」核酸配列とは、それが導入される宿主細胞とは天然
では会合されない核酸配列であって、例えば、天然核酸配列の非天然複数コピー
である。 「同種(homologous)」核酸配列とは、それが導入される宿主細胞と天然で会
合される核酸配列である。
A “heterologous” nucleic acid sequence is a nucleic acid sequence that is not naturally associated with the host cell into which it is introduced, for example, non-naturally occurring multiple copies of the native nucleic acid sequence. A "homologous" nucleic acid sequence is a nucleic acid sequence that is naturally associated with the host cell into which it is introduced.

【0021】 「同種組換え(Homologous recombination)」とは、同種核酸分子間の核酸断
片の相互的交換である。 「殺昆虫性(insecticidal)」とは、好ましくは昆虫を殺害することにより、
それらを制御し得る毒性生物学的活性と定義される。 核酸配列は、核酸配列が参照核酸配列によりコードされるポリペプチドと同一
アミノ酸配列を有するポリペプチドをコードする場合、参照核酸配列と「アイソ
コーディングする」。
“Homologous recombination” is the interchange of nucleic acid fragments between homologous nucleic acid molecules. "Insecticidal" means, preferably by killing insects,
It is defined as a toxic biological activity that can control them. A nucleic acid sequence "isocodes" with a reference nucleic acid sequence if the nucleic acid sequence encodes a polypeptide having the same amino acid sequence as the polypeptide encoded by the reference nucleic acid sequence.

【0022】 「単離」核酸分子または単離酵素は、人の手により、その元の環境から離れて
存在し、したがって天然の産物ではない核酸分子または酵素である。単離核酸分
子または酵素は精製形態で存在し得るし、あるいは、非ネイティブ環境、例えば
組換え宿主細胞中に存在し得る。 「核酸分子」または「核酸配列」とは、あらゆる供給源から単離され得る一本
鎖または二本鎖DNAまたはRNAの線状セグメントである。本発明の情況では
、核酸分子は、好ましくはDNAのセグメントである。
An “isolated” nucleic acid molecule or enzyme is a nucleic acid molecule or enzyme that exists by hand and is not a natural product of its original environment. An isolated nucleic acid molecule or enzyme can be in a purified form, or can be in a non-native environment, such as a recombinant host cell. A “nucleic acid molecule” or “nucleic acid sequence” is a linear segment of single- or double-stranded DNA or RNA that can be isolated from any source. In the context of the present invention, the nucleic acid molecule is preferably a segment of DNA.

【0023】 「ORF」とは、開放読取枠を意味する。 「植物」とは、発生のあらゆる段階のあらゆる植物、特に種子植物である。 「植物細胞」とは、プロトプラストおよび細胞壁を包含する、植物の構造的お
よび生理学的単位である。植物細胞は、単離単一細胞または培養細胞の形態であ
り得るし、あるいはより高度な組織化単位、例えば植物組織、植物器官または全
植物体の一部として存在し得る。
“ORF” means an open reading frame. A "plant" is any plant at any stage of development, especially a seed plant. "Plant cells" are the structural and physiological units of a plant, including protoplasts and cell walls. Plant cells may be in the form of isolated single cells or cultured cells, or may be present as part of a higher organizational unit, such as a plant tissue, plant organ or whole plant.

【0024】 「植物細胞培養」とは、植物単位、例えばプロトプラスト、細胞培養細胞、植
物組織中の細胞、花粉、花粉管、胚珠、胚嚢、接合子および発生の種々の段階の
胚の培養を意味する。 「植物物質」とは、葉、茎、根、花または花部分、果実、花粉、卵細胞、接合
子、種子、切断物、細胞または組織培養、あるいは植物のその他のあらゆる部分
または生成物を指す。
“Plant cell culture” refers to 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. means. "Plant material" refers to a leaf, stem, root, flower or flower part, fruit, pollen, egg cell, zygote, seed, cut, cell or tissue culture, or any other part or product of a plant.

【0025】 「植物器官」とは、植物の異なる且つ視覚的に構造化および分化した部分、例
えば根、茎、葉、花蕾または胚である。 「植物組織」とは、本明細書中で用いる場合、構造および機能単位に組織化さ
れた植物細胞の一群を意味する。植物界(in planta)のまたは培養中(in cult
ure)の植物のあらゆる組織が含まれる。この用語は、全植物体、植物器官、植
物種子、組織培養および構造的および/または機能的単位に組織化されるあらゆ
る群の植物細胞を含むが、これらに限定されない。前記のような、またはそうで
なければこの定義に包含されるあらゆる特定の種類の植物組織とともに、または
それらの非存在下での、この用語の使用は、あらゆる他の種類の植物組織を排除
するものではない。
“Plant organs” are different and visually structured and differentiated parts of a plant, such as roots, stems, leaves, florets or embryos. “Plant tissue” as used herein refers to a group of plant cells organized into structural and functional units. In the plant kingdom or in culture
ure) plants. The term includes, but is not limited to, whole plants, plant organs, plant seeds, tissue cultures and any group of plant cells organized into structural and / or functional units. The use of this term, together with or in the absence of any particular type of plant tissue as described above or otherwise included in this definition, excludes any other type of plant tissue Not something.

【0026】 「プロモーター」とは、RNAポリメラーゼIIのための結合部位を含有し、
DNAの転写を開始するコード領域の上流の非翻訳DNA配列である。プロモー
ター領域は、遺伝子発現のレギュレーターとして作用する他の要素も含み得る。 「プロトプラスト」とは、細胞壁を有さない、または細胞壁の一部のみを有す
る単離植物細胞である。
A “promoter” contains a binding site for RNA polymerase II,
Untranslated DNA sequence upstream of the coding region that initiates DNA transcription. The promoter region may also include other elements that act as regulators of gene expression. "Protoplasts" are isolated plant cells that have no cell wall or have only a portion of the cell wall.

【0027】 「調節要素」とは、ヌクレオチド配列の発現を制御するのに関与する配列を指
す。調節要素は、当該ヌクレオチド配列および終止コドンと操作可能的に連結し
たプロモーターを包含する。それらは、典型的には、ヌクレオチド配列の適正な
翻訳に必要な配列を包含する。 その最も広義において、「実質的に同様の(substantially similar)」とい
う用語は、ヌクレオチド配列に関して本明細書中で用いる場合、参照ヌクレオチ
ド配列に対応するヌクレオチド配列を意味するが、この場合、対応する配列は、
参照ヌクレオチド配列によりコードされるポリペプチドと実質的に同一の構造お
よび機能を有するポリペプチドをコードし、例えば、ポリペプチド機能に影響を
及ぼさないアミノ酸変化だけが起こる。望ましくは、実質的に同様のヌクレオチ
ド配列は、参照ヌクレオチド配列によりコードされるポリペプチドをコードする
。実質的に同様のヌクレオチド配列と参照ヌクレオチド配列との間の同一性のパ
ーセンテージは、望ましくは少なくとも80%、さらに望ましくは少なくとも85%
、好ましくは少なくとも90%、さらに好ましくは少なくとも95%、さらに好まし
くは少なくとも99%である。参照ヌクレオチド配列と「実質的に同様の」ヌクレ
オチド配列は、2XSSC、0.1%SDS中で50℃で洗浄しながら、7%ドデシル硫酸ナト
リウム(SDS)、0.5MのNaPO4、1mMのEDTA中で50℃で参照ヌクレオチド配列とハ
イブリダイズし、さらに望ましくは、1XSSC、0.1%SDS中で50℃で洗浄しながら
、7%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、0.5MのNaPO4、1mMのEDTA中で50℃で、さ
らに望ましくは、0.5XSSC、0.1%SDS中で50℃で洗浄しながら、7%ドデシル硫酸
ナトリウム(SDS)、0.5MのNaPO4、1mMのEDTA中で50℃で、好ましくは、0.1XSSC
、0.1%SDS中で50℃で洗浄しながら、7%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、0.5M
のNaPO4、1mMのEDTA中で50℃で、さらに好ましくは、0.1XSSC、0.1%SDS中で65
℃で洗浄しながら、7%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、0.5MのNaPO4、1mMのED
TA中で50℃で参照ヌクレオチド配列とハイブリダイズする。
“Regulatory element” refers to a sequence involved in controlling the expression of a nucleotide sequence. Regulatory elements include a promoter operably linked to the nucleotide sequence and a stop codon. They typically include sequences necessary for proper translation of the nucleotide sequence. In its broadest sense, the term "substantially similar" as used herein in reference to a nucleotide sequence means a nucleotide sequence corresponding to a reference nucleotide sequence, in which case the corresponding sequence Is
Encode a polypeptide having substantially the same structure and function as the polypeptide encoded by the reference nucleotide sequence, for example, only those amino acid changes that do not affect polypeptide function occur. Desirably, a substantially similar nucleotide sequence encodes the polypeptide encoded by the reference nucleotide sequence. The percentage of identity between substantially similar nucleotide sequences and the reference nucleotide sequence is desirably at least 80%, more desirably at least 85%.
, Preferably at least 90%, more preferably at least 95%, more preferably at least 99%. A nucleotide sequence "substantially similar" to the reference nucleotide sequence is obtained by washing in 2X SSC, 0.1% SDS at 50 ° C. while washing in 7% sodium dodecyl sulfate (SDS), 0.5 M NaPO 4 , 1 mM EDTA. Hybridize with the reference nucleotide sequence at 50 ° C., more preferably at 50 ° C. in 7% sodium dodecyl sulfate (SDS), 0.5 M NaPO 4 , 1 mM EDTA, washing at 50 ° C. in 1 × SSC, 0.1% SDS. And more desirably in 0.5% SDS, 0.1% SDS at 50 ° C. while washing at 50 ° C. in 7% sodium dodecyl sulfate (SDS), 0.5 M NaPO 4 , 1 mM EDTA, preferably 0.1 × SSC
7% sodium dodecyl sulfate (SDS), 0.5M, washing at 50 ° C in 0.1% SDS
NaPO 4 , 1 mM EDTA at 50 ° C., more preferably 65% in 0.1 × SSC, 0.1% SDS.
7% sodium dodecyl sulfate (SDS), 0.5 M NaPO 4 , 1 mM ED while washing at
Hybridizes with the reference nucleotide sequence at 50 ° C. in TA.

【0028】 「合成」とは、天然配列中には存在しない構造的特徴を包含するヌクレオチド
配列を指す。例えば、双子葉および/または単子葉遺伝子のG+C含量および正
常コドン分布をより厳密に似せた人工配列は、合成であるといわれる。 「形質転換」とは、宿主細胞または生物体中に異種核酸を導入するための方法
である。特に、「形質転換」とは、当該生物体のゲノム中へのDNA分子の安定
組込みを意味する。
“Synthetic” refers to a nucleotide sequence that includes structural features not present in the native sequence. For example, artificial sequences that more closely resemble the G + C content and normal codon distribution of dicot and / or monocot genes are said to be synthetic. “Transformation” is a method for introducing a heterologous nucleic acid into a host cell or organism. In particular, "transformation" refers to the stable integration of a DNA molecule into the genome of the organism.

【0029】 「形質転換化/トランスジェニック/組換え体」とは、異種核酸分子が導入さ
れた細菌または植物のような宿主生物体を指す。核酸分子は宿主のゲノム中に安
定に組み込まれ得るか、または核酸分子は染色体外分子としても存在し得る。こ
のような染色体外分子は、自己複製し得る。形質転換細胞、組織または植物は、
形質転換工程の最終生成物だけでなく、そのトランスジェニック子孫も包含する
と理解される。「非形質転換化」、「非トランスジェニック」または「非組換え
」宿主とは、野生型生物体、例えば異種核酸分子を含有しない細菌または植物を
指す。
“Transformed / transgenic / recombinant” refers to a host organism such as a bacterium or plant into which a heterologous nucleic acid molecule has been introduced. The nucleic acid molecule may be stably integrated into the genome of the host, or the nucleic acid molecule may be present as an extrachromosomal molecule. Such extrachromosomal molecules can self-replicate. The transformed cell, tissue or plant is
It is understood that not only the final product of the transformation step, but also its transgenic progeny. A "non-transformed", "non-transgenic" or "non-recombinant" host refers to a wild-type organism, for example, a bacterium or plant that does not contain a heterologous nucleic acid molecule.

【0030】 ヌクレオチドは、以下の標準略語によりそれらの塩基で示される:アデニン(
A)、シトシン(C)、チミン(T)およびグアニン(G)。アミノ酸は同様に
、以下の標準略語で示される:アラニン(Ala;A)、アルギニン(Arg;
R)、アスパラギン(Asn;N)、アスパラギン酸(Asp;D)、システイ
ン(Cys;C)、グルタミン(Gln;Q)、グルタミン酸(Glu;E)、
グリシン(Gly;G)、ヒスチジン(His;H)、イソロイシン(Ile;
I)、ロイシン(Leu;L)、リジン(Lys;K)、メチオニン(Met;
M)、フェニルアラニン(Phe;F)、プロリン(Prp;P)、セリン(S
er;S)、トレオニン(Thr;T)、トリプトファン(Trp;W)、チロ
シン(Tyr;Y)およびバリン(Val;V)。さらに、(Xaa;X)はあ
らゆるアミノ酸を表す。
Nucleotides are designated by their base by the following standard abbreviations: adenine (
A), cytosine (C), thymine (T) and guanine (G). Amino acids are likewise indicated by the following standard abbreviations: alanine (Ala; A), arginine (Arg;
R), asparagine (Asn; N), aspartic acid (Asp; D), cysteine (Cys; C), glutamine (Gln; Q), glutamic acid (Glu; E),
Glycine (Gly; G), histidine (His; H), isoleucine (Ile;
I), leucine (Leu; L), lysine (Lys; K), methionine (Met;
M), phenylalanine (Phe; F), proline (Prp; P), serine (S
er; S), threonine (Thr; T), tryptophan (Trp; W), tyrosine (Tyr; Y) and valine (Val; V). Further, (Xaa; X) represents any amino acid.

【0031】 配列表中の配列の簡単な説明 配列番号1は、明示したヌクレオチド位置に以下のORFを含有するキセノラ
ブドゥスネマトフィルスXenorhabdus nematophilusクローンpCIB9369中に包含さ
れた約3.0 kbDNA断片の配列である。 名称 開始 終止 orf1 569 979 orf2 1045 2334 配列番号2は、クローンpCIB9369のorf1によりコードされた〜15 kDaのタンパ
ク質の配列である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE SEQUENCES IN THE SEQUENCE LISTING SEQ ID NO: 1 is the sequence of an approximately 3.0 kb DNA fragment contained in the Xenorhabdus nematophilus clone pCIB9369 containing the following ORFs at the indicated nucleotide positions: . Name start stop orf1 569 979 orf2 1045 2334 SEQ ID NO: 2 is the sequence of the 1515 kDa protein encoded by orf1 of clone pCIB9369.

【0032】 配列番号3は、クローンpCIB9369のorf2によりコードされた〜47.7 kDaの幼若
ホルモン・エステラーゼ様タンパク質の配列である。 配列番号4は、 キセノラブドゥスネマトフィルスXenorhabdus nematophilus
クローンpCIB9381のorf1のDNAである。 配列番号5は、クローンpCIB9381のorf1によりコードされたタンパク質の配列
である。
SEQ ID NO: 3 is the sequence of a ホ ル モ ン 47.7 kDa juvenile hormone esterase-like protein encoded by orf2 of clone pCIB9369. SEQ ID NO: 4 is Xenorhabdus nematophilus
This is the DNA of orf1 of clone pCIB9381. SEQ ID NO: 5 is the sequence of the protein encoded by orf1 of clone pCIB9381.

【0033】 配列番号6は、キセノラブドゥス・ネマトフィルス(Xenorhabdus nematophil
us)クローンpCIB9381のorf2によりコードされたDNA配列である。 配列番号7は、クローンpCIB9381のorf2によりコードされた幼若ホルモンエス
テラーゼ様タンパク質の配列である。 配列番号8は、キセノラブドゥス・ポイナリ(Xenorhabdus poinarii)クロー
ンpCIB9354のorf1のDNAである。
[0033] SEQ ID NO: 6 is a copy of Xenorhabdus nematophil
us) DNA sequence encoded by orf2 of clone pCIB9381. SEQ ID NO: 7 is the sequence of the juvenile hormone esterase-like protein encoded by orf2 of clone pCIB9381. SEQ ID NO: 8 is the orf1 DNA of Xenorhabdus poinarii clone pCIB9354.

【0034】 配列番号9は、クローンpCIB9354のorf1によりコードされたタンパク質の配列
である。 配列番号10は、キセノラブドゥス・ポイナリ(Xenorhabdus poinarii)クロ
ーンpCIB9354のorf2のDNA配列である。 配列番号11は、クローンpCIB9354のorf2によりコードされた幼若ホルモンエ
ステラーゼ様タンパク質の配列である。 配列番号12は、フォトラブドゥス・ルミネッセンス(Photorhabdus luminesce
ns)クローンpCIB9383-21のorf1のDNA配列である。
[0034] SEQ ID NO: 9 is the sequence of the protein encoded by orf1 of clone pCIB9354. SEQ ID NO: 10 is the DNA sequence of orf2 of Xenorhabdus poinarii clone pCIB9354. SEQ ID NO: 11 is the sequence of the juvenile hormone esterase-like protein encoded by orf2 of clone pCIB9354. SEQ ID NO: 12 is Photorhabdus luminesce
ns) DNA sequence of orf1 of clone pCIB9383-21.

【0035】 配列番号13は、クローンpCIB9383-21のorf1によりコードされたタンパク質
の配列である。 配列番号14は、フォトラブドゥス・ルミネッセンス(Photorhabdus lumines
cens)クローンpCIB9383-21のorf2のDNA配列である。 配列番号15は、クローンpCIB9383-21のorf2によりコードされた幼若ホルモ
ンエステラーゼ様タンパク質の配列である。
[0035] SEQ ID NO: 13 is the sequence of the protein encoded by orf1 of clone pCIB9383-21. SEQ ID NO: 14 is Photorhabdus lumines
cens) DNA sequence of orf2 of clone pCIB9383-21. SEQ ID NO: 15 is the sequence of the juvenile hormone esterase-like protein encoded by orf2 of clone pCIB9383-21.

【0036】 寄託 以下の物質は、International Recognition of the Deposit of Microorganis
ms for the Purposes of Patent Procedureに関するブダペスト条約の条件下で
、Agricultural Research Service, Patent Culture Collection(NRRL), 1815
North University Street, Peoria, Illinois 61604に寄託されている。寄託物
質の利用可能性に関する制限はすべて、特許付与時に取り外されて、撤回できな
い。
Deposits The following materials were obtained from the International Recognition of the Deposit of Microorganis
Under the terms of the Budapest Treaty on ms for the Purposes of Patent Procedure, Agricultural Research Service, Patent Culture Collection (NRRL), 1815
Deposited with North University Street, Peoria, Illinois 61604. All restrictions on the availability of the deposited material are removed at the time of grant and cannot be revoked.

【0037】 クローン 寄託番号 寄託日時 pCIB9369 NRRL B-21883 1997年11月12日 pCIB9354 NRRL B-30109 1999年2月25日 pCIB9381 NRRL B-30110 1999年2月25日 pCIB9383-21 NRRL B-30111 1999年2月25日 その発現が殺昆虫毒素を生じる新規の核酸配列 本発明は、その発現が新規の毒素を生じる核酸配列、ならびに有害昆虫を制御
するための毒素の製造および使用に関する。核酸配列は、腸内細菌科の成員であ
るキセノラブドゥス属のXenorhabdus nematophilus、Xenorhabdus poinariiおよ
びフォトラブドゥス属のPhotorhabdus luminescensから単離される。キセノラブ
ドゥスはステイネルネマ属Steinernemaの線虫類の共生細菌である。フォトラブ
ドゥスは、ヘテロラブディティス属Heterorhabditisの線虫類の共生細菌である
。線虫類は昆虫幼虫をコロニー化し、それらを殺害して、それらの子孫は死んだ
幼虫を餌にする。殺昆虫活性は、共生キセノラブドゥスおよびフォトラブドゥス
細菌により実際に生成される。本発明人等は、本発明の核酸配列を単離した最初
の者である。本発明の核酸配列の発現は、鱗翅目昆虫、例えばコナガ属のPlutel
la xylostella(コナガ)を制御するために用いられ得る毒素を生じる。
Deposit date of clone number pCIB9369 NRRL B-21883 November 12, 1997 pCIB9354 NRRL B-30109 February 25, 1999 pCIB9381 NRRL B-30110 February 25, 1999 pCIB9383-21 NRRL B-30111 1999 The present invention relates to nucleic acid sequences whose expression results in a novel toxin, and to the production and use of toxins for controlling pest insects. Nucleic acid sequences are isolated from Xenorhabdus nematophilus, Xenorhabdus poinarii, and Photorhabdus luminescens, a member of the Enterobacteriaceae family. Xenolabudus is a symbiotic bacterium of the nematodes of the genus Steinernema. Photolabdus is a nematode symbiotic bacterium of the genus Heterorhabditis. Nematodes colonize insect larvae and kill them, and their offspring feed on dead larvae. Insecticidal activity is actually produced by symbiotic xenolabdus and photolabdus bacteria. We are the first to isolate the nucleic acid sequences of the present invention. Expression of the nucleic acid sequences of the present invention may be performed by Lepidopteran insects, such as Plutel
This produces a toxin that can be used to control la xylostella.

【0038】 クローンpCIB9369中の本発明のヌクレオチド配列は、寄託番号NRRL B-21883で
特許寄託に関するブダペスト条約に従って寄託された約3.0 kbのDNA断片を特
徴とする。このDNA断片の配列は、配列番号1で記載されている。2つの開放
読取枠(ORF)が、配列番号1(ヌクレオチド569-979およびヌクレオチド104
5-2334)中に存在して、予測サイズ15 kDaおよび47.7 kDaのタンパク質(それぞ
れ、配列番号2および3)をコードする。2つのORFは、オペロン様構造で整
列される。UWGCG Blast and Gapプログラムを用いて各々個々のORFとの相同
を示す既知の配列に関する探索は、ORF#1に関するいかなる有意の適合も明
示せず、そしてORF#2とバシラス属のBacillus thuringensis cry3Aタンパ
ク質との間の21%の同一性を明示するが、このことは、当業界で有意であるとは
考えられない。BlastプログラムによるpCIB9369のORF#2によりコードされ
るタンパク質のGap分析は、幼若ホルモンエステラーゼ関連タンパク質との30.6
%AA同一性および44.1%AA類似性を同定する(GenBank寄託番号2921553; Heniko
ff et al., PNAS USA 89:10915-10919(1992))。本発明のヌクレオチド配列は
、殺昆虫毒素toxb4をコードする既知のキセノラブドゥスネマトフィルスXenorha
bdus nematophilus配列(WO95/00647)とも比較したが、有意の相同は見出され
ない。3.0 kbDNA断片は、WO98/08388で公告されたヌクレオチド配列とも比較
される。WO98/08388に記載された38.2 kbDNA断片からの60ヌクレオチド(60-
mers)の各々の22の配列を、UWGCG Gapプログラムを用いて本発明の3.0 kbDN
A断片と比較する。最初の60-merのヌクレオチド配列は38.2 kbDNA断片の塩
基1で始まり、他の60-mersは約2.0 kb間隔で位置する。22の配列の各々、なら
びにそれらの相補的配列を検査する。本発明の3.0 kbDNA断片とこれらの60-m
ersのうちの1つとの間の同一性の最高パーセントは53%であり、これは有意の
相同ではない。さらに、38.2 kb配列の5つの異なるDNA断片を、サザンブロ
ット分析により、本発明の3.0 kb断片とのハイブリダイゼーションに関して検査
する。それらはいずれも、正のハイブリダイゼーション信号を明示しない。
The nucleotide sequence of the present invention in clone pCIB9369 is characterized by a DNA fragment of about 3.0 kb deposited according to the Budapest Treaty on Patent Deposit under accession number NRRL B-21883. The sequence of this DNA fragment is set forth in SEQ ID NO: 1. Two open reading frames (ORFs) are shown in SEQ ID NO: 1 (nucleotides 569-979 and 104).
5-2334) and encodes proteins of predicted size 15 kDa and 47.7 kDa (SEQ ID NOs: 2 and 3, respectively). The two ORFs are aligned in an operon-like structure. A search for known sequences showing homology to each individual ORF using the UWGCG Blast and Gap program did not reveal any significant matches for ORF # 1, and ORF # 2 and the Bacillus Bacillus thuringensis cry3A protein , But this is not considered to be significant in the art. Gap analysis of the protein encoded by ORF # 2 of pCIB9369 by the Blast program showed a 30.6% increase in juvenile hormone esterase related protein.
Identify% AA identity and 44.1% AA similarity (GenBank accession number 2921553; Heniko
ff et al., PNAS USA 89: 10915-10919 (1992)). The nucleotide sequence of the present invention comprises a known Xenorabdus nematophilus Xenorha which encodes the insecticidal toxin toxb4.
Comparison with the bdus nematophilus sequence (WO95 / 00647) also revealed no significant homology. The 3.0 kb DNA fragment is also compared to the nucleotide sequence published in WO98 / 08388. 60 nucleotides (60-nucleotide) from a 38.2 kb DNA fragment described in WO98 / 08388
mers) were converted using the UWGCG Gap program to the 3.0 kb DN of the invention.
Compare with fragment A. The nucleotide sequence of the first 60-mer starts at base 1 of the 38.2 kb DNA fragment, and the other 60-mers are located at about 2.0 kb intervals. Examine each of the 22 sequences, as well as their complementary sequences. The 3.0 kb DNA fragments of the present invention and their 60-m
The highest percent identity with one of the ers is 53%, which is not a significant homology. In addition, five different DNA fragments of the 38.2 kb sequence are tested for hybridization with the 3.0 kb fragment of the invention by Southern blot analysis. None of them reveal a positive hybridization signal.

【0039】 pCIB9381、pCIB9354およびpCIB9383-21のヌクレオチド配列も、これらのクロ
ーンの各々における2つの開放読み取り枠を明示する。 pCIB9381およびpCIB938
3-21の各々における2つのORFのヌクレオチド配列は、pCIB9369のものと高度
に相同である。それゆえ、pCIB9381およびpCIB9383-21のORF#2タンパク質
は、pCIB9369のORF#2タンパク質の場合と同様に、幼若ホルモンエステラー
ゼ関連タンパク質と本質的に同じ相同性を有する。 pCIB9354のORF#1のヌ
クレオチド配列はpCIB9369のORF#1のヌクレオチド配列と77%同一であり、
pCIB9354のORF#2のヌクレオチド配列はpCIB9369のORF#2のヌクレオチ
ド配列と79%同一である。pCIB9354のORF#2タンパク質も、幼若ホルモンエ
ステラーゼ関連タンパク質との相同性を有する(29.2%AA同一性および42.2%AA
類似性)。
The nucleotide sequences of pCIB9381, pCIB9354 and pCIB9383-21 also reveal two open reading frames in each of these clones. pCIB9381 and pCIB938
The nucleotide sequences of the two ORFs in each of 3-21 are highly homologous to those of pCIB9369. Therefore, the ORF # 2 protein of pCIB9381 and pCIB9383-21 has essentially the same homology to the juvenile hormone esterase-related protein, as does the ORF # 2 protein of pCIB9369. The nucleotide sequence of ORF # 1 of pCIB9354 is 77% identical to the nucleotide sequence of ORF # 1 of pCIB9369,
The nucleotide sequence of ORF # 2 of pCIB9354 is 79% identical to the nucleotide sequence of ORF # 2 of pCIB9369. The ORF # 2 protein of pCIB9354 also has homology to juvenile hormone esterase-related proteins (29.2% AA identity and 42.2% AA
Similarity).

【0040】 好ましい実施態様では、本発明は、その発現が殺昆虫毒素を生じる配列番号1
のヌクレオチド569-979、配列番号1のヌクレオチド1045-2334、配列番号4、配
列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12および配列番号14を包含
する。本発明は、本発明の核酸配列を含有する組換えベクターも包含する。この
ようなベクターでは、核酸配列は、好ましくは、ヌクレオチド配列を発現し得る
宿主細胞中でのヌクレオチド配列の発現のための調節素子を包含する発現カセッ
ト中に含まれ得る。このような調節素子は、通常はプロモーターおよび終止コド
ンを包含し、好ましくは、本発明の核酸配列によりコードされるポリペプチドの
有効な翻訳を可能にする素子も含む。核酸配列を含むベクターは、好ましくは染
色体外分子として、特定の宿主細胞中での複製が通常は可能であり、したがって
、宿主細胞中で本発明の核酸配列を増幅するために用いられる。一実施態様では
、このようなベクターのための宿主細胞は、微生物、例えば細菌、特に大腸菌で
ある。別の実施態様では、このような組換えベクターのための宿主細胞は、内部
寄生植物または着性植物である。このようなベクターのための好ましい宿主細胞
は、真核細胞、例えば酵母菌、植物細胞または昆虫細胞である。植物細胞、例え
ばトウモロコシ細胞は、最も好ましい宿主細胞である。別の好ましい実施態様で
は、このようなベクターはウイルスベクターであり、特定の宿主細胞、例えば昆
虫細胞または植物細胞中でのヌクレオチド配列の複製に用いられる。組換えベク
ターは、宿主細胞中への本発明のヌクレオチド配列の形質転換のためにも用いら
れ、それによりヌクレオチド配列はこのような宿主細胞のDNA中に安定的に組
み込まれる。一実施態様では、このような宿主細胞は原核細胞である。好ましい
実施態様では、このような宿主細胞は真核細胞、例えば酵母菌細胞、昆虫細胞ま
たは植物細胞である。最も好ましい実施態様では、宿主細胞は植物細胞、例えば
トウモロコシ細胞である。
In a preferred embodiment, the invention relates to SEQ ID NO: 1 whose expression results in an insecticidal toxin.
Nucleotides 569-979, nucleotides 1045-2334 of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 12 and SEQ ID NO: 14. The present invention also includes a recombinant vector containing the nucleic acid sequence of the present invention. In such a vector, the nucleic acid sequence may preferably be included in an expression cassette that includes regulatory elements for expression of the nucleotide sequence in a host cell capable of expressing the nucleotide sequence. Such regulatory elements usually include a promoter and a stop codon, and preferably also include elements that enable efficient translation of a polypeptide encoded by a nucleic acid sequence of the present invention. Vectors containing nucleic acid sequences are usually capable of replication in particular host cells, preferably as extrachromosomal molecules, and are therefore used to amplify the nucleic acid sequences of the invention in host cells. In one embodiment, the host cell for such a vector is a microorganism, such as a bacterium, especially E. coli. In another embodiment, the host cell for such a recombinant vector is an endophytic or epiphytic plant. Preferred host cells for such vectors are eukaryotic cells, such as yeast, plant cells or insect cells. Plant cells, such as corn cells, are the most preferred host cells. In another preferred embodiment, such a vector is a viral vector and is used for the replication of a nucleotide sequence in a particular host cell, such as an insect cell or a plant cell. Recombinant vectors are also used for transforming the nucleotide sequences of the present invention into host cells, whereby the nucleotide sequences are stably integrated into the DNA of such host cells. In one embodiment, such a host cell is a prokaryotic cell. In a preferred embodiment, such host cells are eukaryotic cells, such as yeast cells, insect cells or plant cells. In a most preferred embodiment, the host cell is a plant cell, for example, a corn cell.

【0041】 本発明のヌクレオチド配列は、以下の実施例に記載した技法を用いて、または
PCRプライマーを構築するための基礎として列挙される配列に記載された配列
を用いたPCRにより単離され得る。例えば、配列番号1のorf1のほぼ最初と最
後の20〜25連続ヌクレオチド(例えば、配列番号1のヌクレオチド569-588およ
び957-976)の配列を有するオリゴヌクレオチドは、供給源株(キセノラブドゥ
スネマトフィルスXenorhabdus nematophilus ATCC 19061株)から直接orf1コー
ド配列(配列番号1のヌクレオチド569-976)を増幅するためのPCRプライマ
ーとして用いられ得る。本発明のその他の遺伝子配列は、PCRプライマーのた
めの基礎として列挙される配列に記載されたコード配列の末端を用いて、それぞ
れの供給源株からPCRにより同様に増幅され得る。
The nucleotide sequences of the present invention can be isolated using the techniques described in the Examples below or by PCR using the sequences listed in the sequences listed as a basis for constructing PCR primers. . For example, an oligonucleotide having a sequence of approximately the first and last 20-25 contiguous nucleotides of orf1 of SEQ ID NO: 1 (eg, nucleotides 569-588 and 957-976 of SEQ ID NO: 1) can be obtained from a source strain (Xenolabdusnemato Filos Xenorhabdus nematophilus ATCC 19061) can be used as a PCR primer to amplify the orfl coding sequence (nucleotides 569-976 of SEQ ID NO: 1) directly. Other gene sequences of the invention can be similarly amplified by PCR from the respective source strains using the ends of the coding sequences listed in the sequences listed as basis for PCR primers.

【0042】 別の好ましい実施態様では、殺昆虫毒素は、本発明のヌクレオチド配列により
コードされる少なくとも1つのポリペプチドを包含する。本発明の殺昆虫毒素の
分子量は、サイズ分別実験により確定されたように、6,000より大きい。プロテ
イナーゼKによる処理後、殺昆虫活性の最小低減のみが昆虫バイオアッセイで観
察されるが、これは殺昆虫毒素がプロテイナーゼK処理に対して実質的に耐性で
あることを示す。殺昆虫毒素は、22℃または4℃で2週間保存された後、その殺
昆虫活性を保持する。それらは、凍結乾燥され、22℃で2週間保存された後にも
、その殺昆虫活性を保持する。殺昆虫毒素は60℃で5分間のインキュベーション
後も活性であるが、しかし100℃または80℃で5分間インキュベーション後には
、それらはその殺昆虫活性を失う。
[0042] In another preferred embodiment, the insecticidal toxin includes at least one polypeptide encoded by a nucleotide sequence of the present invention. The molecular weight of the insecticidal toxins of the invention is greater than 6,000, as determined by size fractionation experiments. After treatment with proteinase K, only a minimal reduction in insecticidal activity is observed in the insect bioassay, indicating that the insecticidal toxin is substantially resistant to proteinase K treatment. The insecticidal toxin retains its insecticidal activity after being stored at 22 ° C. or 4 ° C. for two weeks. They retain their insecticidal activity even after being lyophilized and stored at 22 ° C. for 2 weeks. Insecticidal toxins are active after 5 minutes of incubation at 60 ° C, but after 5 minutes of incubation at 100 ° C or 80 ° C, they lose their insecticidal activity.

【0043】 さらに別の実施態様では、本発明のヌクレオチド配列は、in vitro組換えまた
はDNAシャッフリングとして知られている技術における無作為突然変異の組み
入れにより修飾され得る。この技術は、Stemmer et al., Nature 370:389-391(
1994)および米国特許第5,605,793号(これらの記載内容は、参照により本明細
書中に含まれる)に記載されている。ヌクレオチド配列の多数の突然変異体コピ
ーが本発明の元のヌクレオチド配列を基礎にして生成され、そして特性の改良、
例えば殺昆虫活性の増大、安定性増強あるいは異なる特異性または標的有害昆虫
範囲を示す変異体が回収される。その方法は、本発明のヌクレオチド配列を包含
する、所望サイズの二本鎖無作為断片に開裂されている鋳型二本鎖ポリヌクレオ
チドから突然変異化二本鎖ポリヌクレオチドを生成する工程を包含し、そしてそ
の結果生じる二本鎖無作為断片の集団に、二本鎖鋳型ポリヌクレオチドに対して
同一構造の領域と異種構造の領域を包含する1つ又はそれ以上の一本または二本
鎖オリゴヌクレオチドを付加し;その結果生じる二本鎖無作為断片とオリゴヌク
レオチドの混合物を一本鎖断片に変性し;その結果生じる一本鎖断片の集団を、
対の一員が他方の複製をプライムするのに十分である前記の同一構造領域で前記
の一本鎖断片のアニーリングを生じてアニール化断片の対を生成し、それにより
突然変異化二本鎖ポリヌクレオチドを生成する条件下でポリメラーゼとともにイ
ンキュベートし;そして第二および第三工程を少なくともさらに2回反復するが
、この場合、第二工程をさらに1回実施した結果生じる混合物が前回の第三工程
からの突然変異化二本鎖ポリヌクレオチドを含有し、さらにもう1回実行すると
突然変異化二本鎖ポリヌクレオチドがさらに生じる工程を包含する。好ましい実
施態様では、二本鎖無作為断片の集団中の単一種の二本鎖無作為断片の濃度は、
総DNAの1重量%未満である。さらに好ましい実施態様では、鋳型二本鎖ポリ
ヌクレオチドは、少なくとも約100種のポリヌクレオチドを包含する。さらに別
の好ましい実施態様では、二本鎖無作為断片のサイズは、約5bp〜5kbである。
さらに好ましい実施態様では、方法の第四工程は、第二および第三工程を少なく
とも10回反復することを包含する。
In yet another embodiment, the nucleotide sequences of the present invention may be modified by in vitro recombination or by incorporating random mutations in a technique known as DNA shuffling. This technology is described in Stemmer et al., Nature 370: 389-391 (
1994) and US Patent No. 5,605,793, the contents of which are incorporated herein by reference. Numerous mutant copies of the nucleotide sequence have been generated based on the original nucleotide sequence of the invention and have improved properties,
For example, mutants exhibiting increased insecticidal activity, enhanced stability, or different specificities or target insect pest ranges are recovered. The method includes generating a mutated double-stranded polynucleotide from a template double-stranded polynucleotide that has been cleaved into a double-stranded random fragment of a desired size, including the nucleotide sequence of the present invention, The resulting population of double-stranded random fragments is then provided with one or more single or double-stranded oligonucleotides comprising a region of identical structure and a region of heterologous structure to the double-stranded template polynucleotide. Adding; denaturing the resulting mixture of double-stranded random fragments and oligonucleotides into single-stranded fragments;
Annealing of the single stranded fragment at the same structural region where one member of the pair is sufficient to prime the other replicates to produce a pair of annealed fragments, thereby producing a mutated double stranded poly Incubate with the polymerase under conditions that produce nucleotides; and repeat the second and third steps at least two more times, wherein the mixture resulting from one more second step is a mixture of the previous third step Comprising the step of producing a mutated double-stranded polynucleotide which, when run once more, results in an additional mutated double-stranded polynucleotide. In a preferred embodiment, the concentration of a single double-stranded random fragment in the population of double-stranded random fragments is:
Less than 1% by weight of total DNA. In a further preferred embodiment, the template double-stranded polynucleotide comprises at least about 100 polynucleotides. In yet another preferred embodiment, the size of the double-stranded random fragment is between about 5 bp and 5 kb.
In a further preferred embodiment, the fourth step of the method comprises repeating the second and third steps at least 10 times.

【0044】 異種微生物宿主中でのヌクレオチド配列の発現 生物学的昆虫制御剤として、殺昆虫毒素は、ヌクレオチド配列を発現し得る異
種宿主細胞中でのヌクレオチド配列の発現により生成される。第一の実施態様で
は、その染色体位置に少なくとも1つの本発明のヌクレオチド配列の修飾を包含
するXenorhabdus nematophilus、Xenorhabdus poinariiまたはPhotorhabdus lum
inescens細胞が記載される。このような修飾は既存の調節素子の突然変異または
欠失を包含し、したがってヌクレオチド配列の発現の変更、またはヌクレオチド
配列の発現を制御する新規の調節素子の組入れをもたらす。別の実施態様では、
染色体中への挿入により、またはヌクレオチド配列を含有する染色体外複製分子
の導入により、1つ又はそれ以上のヌクレオチド配列の付加的コピーがXenorhab
dus nematophilus、Xenorhabdus poinariiまたはPhotorhabdus luminescens細胞
に付加される。
Expression of Nucleotide Sequences in Heterologous Microbial Hosts As biological insect control agents, insecticidal toxins are produced by expression of nucleotide sequences in heterologous host cells capable of expressing the nucleotide sequences. In a first embodiment, a Xenorhabdus nematophilus, Xenorhabdus poinarii or Photorhabdus lum comprising at least one modification of the nucleotide sequence of the invention at its chromosomal location.
Inescens cells are described. Such modifications include mutations or deletions of existing regulatory elements, thus resulting in altered expression of the nucleotide sequence, or the incorporation of new regulatory elements that control the expression of the nucleotide sequence. In another embodiment,
By insertion into the chromosome, or by introduction of an extrachromosomal replicating molecule containing the nucleotide sequence, one or more additional copies of the nucleotide sequence are added to the Xenorhab
It is added to dus nematophilus, Xenorhabdus poinarii or Photorhabdus luminescens cells.

【0045】 別の実施態様では、少なくとも1つの本発明のヌクレオチド配列が、プロモー
ターおよび終止コドンを包含する適切な発現カセット中に挿入される。ヌクレオ
チド配列の発現は構成的であり、あるいは転写を開始するための種々の種類の刺
激に応答する誘導可能プロモーターが用いられる。好ましい実施態様では、毒素
が発現される細胞は、微生物、例えばウイルス、細菌、真菌である。好ましい実
施態様では、ウイルス、例えばバキュウロウイルスは、そのゲノム中に本発明の
ヌクレオチド配列を含有し、そしてヌクレオチド配列のウイルス複製および発現
に適した適切な真核細胞の感染後に多量の対応する殺昆虫毒素を発現する。この
ようにして生成された殺昆虫毒素は、殺昆虫剤として用いられる。あるいは、ヌ
クレオチド配列を含有するよう工学処理されたバキュウロウイルスは、in vivo
で昆虫に感染し、殺昆虫毒素の発現により、またはウイルス感染と殺昆虫毒素の
発現との組合せにより、それらを殺害するために用いられる。
In another embodiment, at least one nucleotide sequence of the invention is inserted into a suitable expression cassette that includes a promoter and a stop codon. Expression of the nucleotide sequence is constitutive, or an inducible promoter is used that responds to various types of stimuli to initiate transcription. In a preferred embodiment, the cells in which the toxin is expressed are microorganisms, such as viruses, bacteria, fungi. In a preferred embodiment, the virus, e.g., a baculovirus, contains a nucleotide sequence of the invention in its genome and, after infection of a suitable eukaryotic cell suitable for viral replication and expression of the nucleotide sequence, a large amount of the corresponding killing agent. Express insect toxins. The insecticide toxin thus produced is used as an insecticide. Alternatively, a baculovirus engineered to contain a nucleotide sequence can be used in vivo.
And used to kill them by expression of insecticidal toxins or by a combination of viral infection and expression of insecticidal toxins.

【0046】 細菌細胞は、本発明のヌクレオチド配列の発現のための宿主でもある。好まし
い実施態様では、植物組織内で生存し、複製し得る非病原性共生細菌、いわゆる
内部寄生植物、または葉圏または根圏をコロニー化し得る非病原性共生細菌、い
わゆる着生植物が用いられる。このような細菌としては、アグロバクテリウム(
Agrobacterium)属、アルカリジーン(Alcaligenes)属、アゾスピリルム(Azos
pirillum)属、アゾトバクター(Azotobacter)属、バシラス(Bacillus)属、
クラビバクター(Clavibacter)属、エンテロバクター(Enterobacter)属、エ
ルウィニア(Erwinia)属、フラボバクター(Flavobacter)属、クレブシエラ(
Klebsiella)属、シュードモナス(Pseudomonas)属、リゾビウム(Rhizobium)
属、セラチア(Serratia)属、ストレプトミセス(Streptomyces)属およびキサ
ントモナス(Xanthomonas)属の細菌が挙げられる。共生真菌、例えばトリコデ
ルマ(Trichoderma)属およびグリオクラジウム(Gliocladium)属も、同じ目的
のための本発明のヌクレオチド配列の発現のための考え得る宿主である。
Bacterial cells are also hosts for expression of the nucleotide sequences of the present invention. In a preferred embodiment, a non-pathogenic commensal bacterium capable of surviving and replicating in plant tissue, a so-called endoparasitic plant, or a non-pathogenic commensal bacterium capable of colonizing the phylosphere or rhizosphere, a so-called epiphytic plant, is used. Such bacteria include Agrobacterium (
Genus Agrobacterium, genus Alcaligenes, azospirillum (Azos)
pirillum), Azotobacter, Bacillus,
Clavibacter genus, Enterobacter genus, Erwinia genus, Flavobacter genus, Klebsiella (
Klebsiella, Pseudomonas, Rhizobium
Bacteria of the genus, Serratia, Streptomyces and Xanthomonas. Symbiotic fungi, such as Trichoderma and Gliocladium, are also possible hosts for expression of the nucleotide sequences of the invention for the same purpose.

【0047】 これらの遺伝子操作のための技術は、異なる利用可能な宿主に特異的であり、
当業界で既知である。例えば、発現ベクターpKK223-3およびpKK223-2は、tacま
たはtrcプロモーターの後ろに、転写または翻訳融合で、大腸菌中で異種遺伝子
を発現するために用いられ得る。多ORFをコードするオペロンの発現のために
は、最も簡単な手法は、転写融合で、ベクター、例えばpKK223-3中にオペロンを
挿入して、異種遺伝子のコグネイトリボソーム結合部位を使用可能にすることで
ある。グラム陽性種、例えばバシラス属における過剰発現のための技術も当業界
で知られており、本発明の情況で用いられ得る(Quax et al., In: Industrial
Microorganisms:Basic and Applied Molecular Genetics, Eds. Baltz et al.,
American Society for Microbiology, Washington(1993))。過剰発現のため
の代替的系は、例えば酵母菌ベクターによっており、ピキア属Pichia、サッカロ
ミセス属Saccharomycesおよびクルイベロミセス属Kluyveromycesの使用が挙げら
れる(Sreekrishna, In: Industrial microorganisms: basic and applied mole
cular genetics, Baltz, Hegeman, and Skatrud eds., American Society for M
icrobiology, Washington(1993); Dequin & Barre, Biotechnology 12:173-17
7(1994); van den Berg et al., Biotechnology 8:135-139(1990))。
The techniques for these genetic manipulations are specific for different available hosts,
Known in the art. For example, the expression vectors pKK223-3 and pKK223-2 can be used to express heterologous genes in E. coli in a transcription or translation fusion behind a tac or trc promoter. For expression of an operon encoding multiple ORFs, the simplest approach is to insert the operon into a vector, such as pKK223-3, by transcriptional fusion, to enable the use of the cognate ribosome binding site of a heterologous gene. That is. Techniques for overexpression in Gram-positive species such as Bacillus are also known in the art and can be used in the context of the present invention (Quax et al., In: Industrial
Microorganisms: Basic and Applied Molecular Genetics, Eds. Baltz et al.,
American Society for Microbiology, Washington (1993)). Alternative systems for overexpression are, for example, by yeast vectors and include the use of Pichia, Pichia, Saccharomyces Saccharomyces and Kluyveromyces Kluyveromyces (Sreekrishna, In: Industrial microorganisms: basic and applied mole).
cular genetics, Baltz, Hegeman, and Skatrud eds., American Society for M
icrobiology, Washington (1993); Dequin & Barre, Biotechnology 12: 173-17
7 (1994); van den Berg et al., Biotechnology 8: 135-139 (1990)).

【0048】 別の好ましい実施態様では、記載されたヌクレオチド配列のうちの少なくとも
1つが、生物制御特徴を有するシュードモナス属のPseudomonas fluorescens CG
A267356株(公開済み出願EU0472494、およびWO94/01561に記載されている)に移
入され、そこで発現される。別の好ましい実施態様では、本発明のヌクレオチド
配列は、これも生物制御特徴を有するPseudomonas aureofaciens 30-84株に移入
される。異種生物制御株中での発現は、選定宿主中での複製に適したベクターの
選択およびプロモーターの適切な選定を必要とする。グラム陰性およびグラム陽
性細菌および真菌中での発現のための技術は、当業界で周知である。
In another preferred embodiment, Pseudomonas fluorescens CG of Pseudomonas spp. Wherein at least one of the nucleotide sequences described has bioregulatory characteristics.
It is transferred into the A267356 strain (described in published applications EU0472494 and WO94 / 01561) and expressed there. In another preferred embodiment, the nucleotide sequence of the present invention is transferred to strain Pseudomonas aureofaciens 30-84, which also has biocontrol characteristics. Expression in a heterologous control strain requires the selection of a suitable vector for replication in the selected host and the appropriate selection of a promoter. Techniques for expression in Gram-negative and Gram-positive bacteria and fungi are well known in the art.

【0049】 植物組織中でのヌクレオチド配列の発現 特に好ましい実施態様では、本発明の殺昆虫毒素の少なくとも1つが、高等生
物、例えば植物中で発現される。この場合、有効量の毒素を発現するトランスジ
ェニック植物は、有害昆虫からそれ自体を防御する。昆虫がこのようなトランス
ジェニック植物を食べ始めると、それは発現された毒素も摂食する。これは、昆
虫が植物組織をさらに噛むのを躊躇させ、あるいは昆虫を傷つけまたは殺害する
ことさえあり得る。本発明のヌクレオチド配列は、発現カセット中に挿入され、
次にこれは、好ましくは前記の植物のゲノム中に安定的に組み込まれる。別の好
ましい実施態様では、ヌクレオチド配列は、非病原性自己複製ウイルス中に含入
される。本発明にしたがって形質転換される植物は、単子葉類または双子葉類で
あって、それらの例としては、トウモロコシ、コムギ、オオムギ、ライムギ、サ
ツマイモ、インゲン、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、タマネギ、ニ
ンニク、コショウ、セロリ、トウナス、カボチャ、アサ、ズッキーニ、リンゴ、
ナシ、カリン、メロン、スモモ、サクランボ、モモ、ネクタリン、アンズ、イチ
ゴ、ブドウ、ラズベリー、ブラックベリー、パイナップル、アボカド、パパイヤ
、マンゴー、バナナ、ダイズ、トマト、サトウモロコシ、サトウキビ、サトウダ
イコン、ヒマワリ、ナタネ、クローバー、タバコ、ニンジン、ワタ、アルファル
ファ、イネ、ジャガイモ、ナス、キュウリ、シロイヌナズナArabidopsisおよび
木本植物、例えば針葉樹および落葉樹が挙げられるが、これらに限定されない。
Expression of Nucleotide Sequences in Plant Tissue In a particularly preferred embodiment, at least one of the insecticidal toxins of the invention is expressed in higher organisms, such as plants. In this case, the transgenic plant expressing an effective amount of the toxin will protect itself from pests. When an insect begins to eat such a transgenic plant, it also consumes the expressed toxin. This may cause the insects to hesitate to further bite the plant tissue, or even harm or kill the insects. The nucleotide sequence of the invention is inserted into an expression cassette,
It is then preferably stably integrated into the genome of said plant. In another preferred embodiment, the nucleotide sequence is contained in a non-pathogenic self-replicating virus. Plants transformed according to the present invention are monocotyledons or dicotyledons, such as corn, wheat, barley, rye, sweet potato, kidney beans, peas, chicory, lettuce, cabbage, cauliflower, Broccoli, turnip, radish, spinach, asparagus, onion, garlic, pepper, celery, toenas, pumpkin, asa, zucchini, apple,
Pear, Karin, Melon, Plum, Cherry, Peach, Nectarine, Apricot, Strawberry, Grape, Raspberry, Blackberry, Pineapple, Avocado, Papaya, Mango, Banana, Soybean, Tomato, Sugar Sorghum, Sugarcane, Sugar beet, Sunflower, Rapeseed , Clover, tobacco, carrot, cotton, alfalfa, rice, potato, eggplant, cucumber, Arabidopsis Arabidopsis and woody plants such as, but not limited to, conifers and deciduous trees.

【0050】 所望のヌクレオチド配列が特定の植物種中で形質転換されれば、伝統的交配技
術を用いて、それはその種中で増殖され得るし、あるいは同一種のその他の変種
、例えば特に市販の変種中に移され得る。 本発明のヌクレオチド配列は、好ましくは、トランスジェニック植物中で発現
され、したがって、トランスジェニック植物中で対応する毒素の生合成を生じる
。この方法では、昆虫に対する耐性増強を示すトランスジェニック植物が生成さ
れる。トランスジェニック植物中でのそれらの発現のためには、本発明のヌクレ
オチド配列は、修飾および最適化を必要とし得る。多くの場合、微生物からの遺
伝子は修飾を伴わずに高レベルで植物中で発現され得るが、しかしトランスジェ
ニック植物中での低発現は、植物中では好ましくないコドンを有する微生物ヌク
レオチド配列に起因し得る。全生物が、コドン使用に関して特定の好みを有し、
本明細書中に記載したヌクレオチド配列のコドンは、それによりコードされるア
ミノ酸を保持しながら、植物の好みに合うよう変えられ得る、ということが当業
界で知られている。さらに、植物中での高発現は、少なくとも約35%のGC含量
、好ましくは約45%より高い、さらに好ましくは約50%より高い、そして最も好
ましくは約60%より高いGC含量を有するコード配列から最良に達成される。低
GC含量を有する微生物ヌクレオチド配列は、メッセージを不安定にし得るATTT
Aモチーフ、ならびに不適切なポリアデニル化を引き起こし得るAATAAAモチーフ
の存在のために、植物中で不十分に発現し得る。好ましい遺伝子配列は単子葉類
および双子葉類植物種の両方で適切に発現され得るが、しかし配列は、これらの
選択が異なることが示されている(Murray et al., Nucl. Acids Res. 17:477-4
98(1989))ように、単子葉類または双子葉類の特定のコドン選択およびGC含
量選択を引き起こすように修飾され得る。さらに、ヌクレオチド配列は、メッセ
ージの先端切断を引き起こし得る非正統的スプライス部位の存在に関してスクリ
ーニングされる。前記のようなヌクレオチド内でなされる必要がある変化はすべ
て、公開済特許出願EP0385962(Monsanto)、EP0359472(Lubrizol)およびWO93
/07278(Ciba-Geigy)に記載された方法を用いた特定部位の突然変異誘発、PC
Rおよび合成遺伝子構築の周知の技術を用いて成される。
Once the desired nucleotide sequence has been transformed in a particular plant species, it can be propagated in that species using traditional breeding techniques, or other variants of the same species, for example, commercially available Can be transferred during varieties. The nucleotide sequences of the present invention are preferably expressed in transgenic plants, thus resulting in the biosynthesis of the corresponding toxin in the transgenic plants. In this way, transgenic plants are generated that exhibit enhanced resistance to insects. For their expression in transgenic plants, the nucleotide sequences of the present invention may require modification and optimization. In many cases, genes from microorganisms can be expressed at high levels in plants without modification, but low expression in transgenic plants is due to microbial nucleotide sequences with unfavorable codons in plants. obtain. All organisms have specific preferences for codon usage,
It is known in the art that the codons of the nucleotide sequences described herein can be altered to suit plant preferences while retaining the amino acids encoded thereby. In addition, high expression in a plant can result in a coding sequence having a GC content of at least about 35%, preferably greater than about 45%, more preferably greater than about 50%, and most preferably greater than about 60%. Best achieved from Microbial nucleotide sequences having a low GC content may cause ATTT
It can be poorly expressed in plants due to the presence of the A motif, as well as the AATAAA motif, which can cause inappropriate polyadenylation. Preferred gene sequences can be expressed properly in both monocotyledonous and dicotyledonous plant species, but sequences have been shown to differ in their selection (Murray et al., Nucl. Acids Res. 17 : 477-4
98 (1989)) and can be modified to cause specific codon and GC content selection in monocots or dicots. In addition, nucleotide sequences are screened for the presence of illegitimate splice sites that can cause truncation of the message. All changes that need to be made within nucleotides such as those described above are published patent applications EP0385962 (Monsanto), EP0359472 (Lubrizol) and WO93.
/ 07278 (Ciba-Geigy) Site-directed mutagenesis, PC
This is done using well-known techniques of R and synthetic gene construction.

【0051】 翻訳の有効な開始のためには、開始メチオニンに隣接する配列は修飾を要する
。例えば、それらは、植物中で有効であることが知られている配列の含入により
修飾され得る。Joshiは、植物のための適切なコンセンサスを示唆し(NAR 15:66
43-6653(1987))、そしてClontechはさらに別のコンセンサス翻訳イニシエー
ターを示唆している(1993/1994カタログ、210ページ)。これらのコンセンサス
は、本発明のヌクレオチド配列に関する使用に適している。配列は、ATGを含
めてそこまで(しかし修飾されていない第二アミノ酸は残す)の、あるいはAT
Gの後のGTCを含めてそこまで(トランスジーンの第二アミノ酸を修飾する可
能性を有する)のヌクレオチド配列を包含する構築物中に組み入れられる。
For efficient initiation of translation, the sequence adjacent to the initiation methionine requires modification. For example, they can be modified by the inclusion of sequences known to be effective in plants. Joshi suggests proper consensus for plants (NAR 15:66
43-6653 (1987)), and Clontech suggest yet another consensus translation initiator (catalog 1993/1994, page 210). These consensuses are suitable for use with the nucleotide sequences of the present invention. The sequence may be up to and including the ATG (but leaving the unmodified second amino acid), or
The GTC after G, including up to and including the potential to modify the second amino acid of the transgene, is incorporated into the construct.

【0052】 トランスジェニック植物中でのヌクレオチド配列の発現は、植物中で機能性で
あることが示されたプロモーターにより駆動される。プロモーターの選定は、発
現のための時間的および空間的要件によって、そして標的種によっても変わる。
したがって、葉、穂、花序(例えば、穂状花序(spikes)、円錐花序(panicles
)、円塊花序(cobs)等)、根、および/または若木における本発明のヌクレオ
チド配列の発現が好ましい。しかしながら、多くの場合、1つより多い種類の有
害昆虫に対する防御が探索され、したがって、多組織中での発現が望ましい。双
子葉類からの多数のプロモーターは単子葉類で操作可能であり、その逆も言える
ことが示されているが、しかし理想的には、双子葉類プロモーターは双子葉類中
での発現のために選択され、そして単子葉類プロモーターは単子葉類中での発現
のために選択される。しかしながら、選択されるプロモーターの出所に対する制
限はない。所望の細胞中でのヌクレオチド配列の発現を駆動するに際して、それ
らが操作可能であることで十分である。
[0052] Expression of the nucleotide sequence in the transgenic plant is driven by a promoter that has been shown to be functional in the plant. The choice of promoter will also depend on the temporal and spatial requirements for expression, and also on the target species.
Thus, leaves, ears, inflorescences (eg, spikes, panicles
), Cobs, etc.), roots, and / or saplings are preferred. However, in many cases protection against more than one type of pest is sought, and expression in multiple tissues is therefore desirable. A number of promoters from dicots have been shown to be operable in monocots and vice versa, but ideally, dicot promoters are preferred for expression in dicots. And a monocot promoter is selected for expression in monocots. However, there is no restriction on the source of the selected promoter. In driving the expression of the nucleotide sequences in the desired cells, it is sufficient that they be operable.

【0053】 構成的に発現される好ましいプロモーターとしては、アクチンまたはユビキチ
ンをコードする遺伝子からのプロモーター、ならびにCaMV 35Sおよび19Sプロモ
ーターが挙げられる。本発明のヌクレオチド配列は、化学的に調節されるプロモ
ーターの調節下でも発現され得る。これは、作物植物が誘導化学物質で処理され
る場合のみ、殺昆虫毒素が合成されるのを可能にする。遺伝子発現の化学的誘導
のための好ましい技術は、公開済み出願EP0332104(Ciba-Geigy)および米国特
許第5,614,395号に詳述されている。化学的誘導のための好ましいプロモーター
は、タバコPR-1aプロモーターである。
Preferred constitutively expressed promoters include promoters from genes encoding actin or ubiquitin, and the CaMV 35S and 19S promoters. The nucleotide sequences of the present invention can also be expressed under the control of a chemically regulated promoter. This allows insecticidal toxins to be synthesized only when the crop plants are treated with the derived chemical. Preferred techniques for chemical induction of gene expression are detailed in published application EP0332104 (Ciba-Geigy) and US Pat. No. 5,614,395. A preferred promoter for chemical induction is the tobacco PR-1a promoter.

【0054】 好ましい範疇のプロモーターは、創傷誘導性であるものである。創傷部位で、
そして植物性病原性感染の部位でも発現される多数のプロモーターが記載されて
いる。理想的には、このようなプロモーターは感染の部位で局所的に活性である
だけであるべきで、この方法では、殺昆虫毒素は、侵襲有害昆虫を殺害するため
の殺昆虫毒素を合成する必要がある細胞中に蓄積するだけである。この種の好ま
しいプロモーターとしては、下記に記載されているものが挙げられる:Stanford
et al., Mol. Gen. Genet. 215:200-208(1989); Xu et al., Plant Molec. B
iol. 22:573-588(1993); Logemann et al., Plant Cell 1:151-158(1989);R
ohmeler & Lehle, Plant Molec. Biol. 22:783-792(1993); Firek et al. Pl
ant Molec. Biol. 22:129-142(1993);およびWarner et al. Plant J. 3:191-2
01(1993)。
[0054] A preferred category of promoters are those that are wound inducible. At the wound site,
A number of promoters that are also expressed at sites of phytopathogenic infection have been described. Ideally, such a promoter should only be locally active at the site of infection, in which case the insecticidal toxin would need to synthesize an insecticidal toxin to kill the invading insect pest. It only accumulates in some cells. Preferred promoters of this type include those described below: Stanford
et al., Mol. Gen. Genet. 215: 200-208 (1989); Xu et al., Plant Molec. B
iol. 22: 573-588 (1993); Logemann et al., Plant Cell 1: 151-158 (1989); R
ohmeler & Lehle, Plant Molec. Biol. 22: 783-792 (1993); Firek et al. Pl
ant Molec. Biol. 22: 129-142 (1993); and Warner et al. Plant J. 3: 191-2.
01 (1993).

【0055】 好ましい組織特異的発現パターンは、緑色組織特異的、根特異的、茎特異的お
よび花特異的パターンを含む。緑色組織中での発現に適したプロモーターとして
は、光合成に関与する遺伝子を調節する多数のものが挙げられ、これらのうちの
多くは単子葉類および双子葉類の両方からクローン化されている。好ましいプロ
モーターは、ホスホエノールカルボキシレート遺伝子からのトウモロコシPEPCプ
ロモーターである(Hudspeth & Grula, Plant Molec. Biol. 12:579-589(1989
))。根特異的発現のための好ましいプロモーターは、Framond(FEBS 290:103-
106(1991);EP0452269(Ciba-Geigy))により記載されたものである。好まし
い茎特異的プロモーターは、米国特許第号(Ciba-Geigy)に記載されたものであ
り、これはトウモロコシtrpA遺伝子の発現を駆動する。
Preferred tissue-specific expression patterns include green tissue-specific, root-specific, stem-specific and flower-specific patterns. Suitable promoters for expression in green tissue include many that regulate genes involved in photosynthesis, many of which have been cloned from both monocots and dicots. A preferred promoter is the maize PEPC promoter from the phosphoenol carboxylate gene (Hudspeth & Grula, Plant Molec. Biol. 12: 579-589 (1989).
)). A preferred promoter for root-specific expression is Framond (FEBS 290: 103-
106 (1991); EP0452269 (Ciba-Geigy)). Preferred stem-specific promoters are those described in U.S. Patent No. (Ciba-Geigy), which drives expression of the maize trpA gene.

【0056】 本発明の特に好ましい実施態様は、根選択または根特異的様式で本発明のヌク
レオチド配列の少なくとも1つを発現するトランスジェニック植物である。さら
に好ましい実施態様は、創傷誘導性または病原感染誘導性様式でヌクレオチド配
列を発現するトランスジェニック植物である。 適切なプロモーターの選択の他に、植物中での殺昆虫毒素の発現のための構築
物は、異種ヌクレオチド配列の下流に結合される適切な転写ターミネーターを必
要とする。いくつかのこのようなターミネーターが利用可能であり、当業界で既
知である(例えば、CaMVからのtm1、rbcSからのE9)。植物中で機能することが
知られているあらゆる利用可能なターミネーターが、本発明の状況下で用いられ
得る。
A particularly preferred embodiment of the present invention is a transgenic plant expressing at least one of the nucleotide sequences according to the invention in a root-selective or root-specific manner. A further preferred embodiment is a transgenic plant that expresses the nucleotide sequence in a wound-inducing or pathogen-inducing manner. In addition to selecting an appropriate promoter, constructs for expression of insecticidal toxins in plants require an appropriate transcription terminator that is linked downstream of the heterologous nucleotide sequence. Several such terminators are available and known in the art (eg, tm1 from CaMV, E9 from rbcS). Any available terminator known to function in plants can be used in the context of the present invention.

【0057】 多数のその他の配列が、本発明に記載した発現カセット中に組み入れられ得る
。これらは、発現を増強することが示されている配列、例えばイントロン配列(
例えば、Adh1およびbronze1から)およびウイルスリーダー配列(例えば、TMV、
MCMVおよびAMVから)を含む。 植物中の異なる細胞局所限定を本発明のヌクレオチド配列の発現の目標にする
のが好ましい。ある場合には、サイトゾルにおける局所限定が好ましいし、一方
他の場合には、いくつかの亜細胞小器官中での局所限定が好ましい。トランスジ
ーンコード化酵素の亜細胞局所限定は、当業界で周知の技術を用いて実行される
。典型的には、既知の細胞小器官標的化遺伝子生成物からの標的ペプチドをコー
ドするDNAが操作され、ヌクレオチド配列の上流に融合される。多数のこのよ
うな標的配列は葉緑体に関して知られており、それらの異種構築物中での機能が
示されている。本発明のヌクレオチド配列の発現は、小胞体に対して、または宿
主細胞の液胞に対しても標的化される。これを達成するための技術は、当業界で
周知である。
[0057] A number of other sequences can be incorporated into the expression cassettes described in the present invention. These are sequences that have been shown to enhance expression, such as intron sequences (
For example, from Adh1 and bronze1) and viral leader sequences (eg, TMV,
From MCMV and AMV). It is preferred that different cell localizations in the plant are targeted for expression of the nucleotide sequences of the invention. In some cases localization in the cytosol is preferred, while in other cases localization in some subcellular organelles is preferred. Subcellular localization of the transgene encoding enzyme is performed using techniques well known in the art. Typically, DNA encoding a target peptide from a known organelle targeting gene product is engineered and fused upstream of the nucleotide sequence. Many such target sequences are known for chloroplasts and have shown their function in heterologous constructs. Expression of the nucleotide sequences of the present invention is also targeted to the endoplasmic reticulum or to the vacuole of a host cell. Techniques for accomplishing this are well known in the art.

【0058】 植物形質転換に適したベクターは、本明細書中の別の箇所に記載されている。
アグロバクテリウム媒介性形質転換に関しては、バイナリーベクターまたは少な
くとも1つのT−DNAボーダー配列を保有するベクターが適しているが、一方
、直接遺伝子移入に関しては、あらゆるベクターが適しており、当該構築物のみ
を含有する線状DNAが好ましい。直接遺伝子移入の場合、単一DNA種による
形質転換または同時形質転換が用いられ得る(Schocher et al., Biotechnology
4:1093-1096(1986))。直接遺伝子移入およびアグロバクテリウム媒介性移入
の両方に関して、形質転換は、通常は(しかし必ずしもというわけではなく)、
抗生物質(カナマイシン、ハイグロマイシンまたはメトトレキセート)または除
草剤(バスタbasta)に対する耐性を提供し得る選択可能マーカーを用いて試み
られる。このようなマーカーの例は、ネオマイシンホスホトランスフェラーゼ、
ハイグロマイシンホスホトランスフェラーゼ、ジヒドロフォレートレダクターゼ
、ホスフィノトリシンアセチルトランスフェラーゼ、2,2−ジクロロプロピオ
ン酸デハロゲナーゼ、アセトヒドロキシ酸シンターゼ、5−エノルピルビル−シ
キメート−ホスフェートシンターゼ、ハロアリールニトリラーゼ、プロトポリリ
ノゲンオキシダーゼ、アセチル−補酵素Aカルボキシラーゼ、ジヒドロプテロエ
ートシンターゼ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼおよびβ−
グルクロニダーゼである。しかしながら、植物形質転換のための選択可能または
スクリーニング可能マーカーの選定は、本発明に取って重要ではない。
Vectors suitable for plant transformation are described elsewhere herein.
For Agrobacterium-mediated transformation, a binary vector or a vector carrying at least one T-DNA border sequence is suitable, whereas for direct gene transfer any vector is suitable and only the construct is used. Containing linear DNA is preferred. For direct gene transfer, transformation with a single DNA species or co-transformation may be used (Schocher et al., Biotechnology
4: 1093-1096 (1986)). For both direct and Agrobacterium-mediated transfer, transformation is usually (but not always)
Attempts are made with selectable markers that can provide resistance to antibiotics (kanamycin, hygromycin or methotrexate) or herbicides (basta basta). Examples of such markers are neomycin phosphotransferase,
Hygromycin phosphotransferase, dihydrofolate reductase, phosphinothricin acetyltransferase, 2,2-dichloropropionate dehalogenase, acetohydroxy acid synthase, 5-enolpyruvyl-shikimate-phosphate synthase, haloaryl nitrilase, protopolylinogen oxidase, acetyl -Coenzyme A carboxylase, dihydropteroate synthase, chloramphenicol acetyltransferase and β-
Glucuronidase. However, the selection of a selectable or screenable marker for plant transformation is not critical to the invention.

【0059】 前記の組換えDNAは、多数の当業界で既知の方法により、植物細胞中に導入
され得る。当業者は、方法の選択が形質転換のために標的化される植物の種類に
より得る、と理解する。植物細胞を形質転換する適切な方法としては、マイクロ
インジェクション(Crossway et al., Bio Techniques 4:320-334(1986))、
電気穿孔(electroporation)(Riggs et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 83
:5602-5606(1986))、アグロバクテリウム媒介性形質転換(Hinchee et al.,
Biotechnology 6:915-921(1988); トウモロコシ形質転換に関してはIshida et
al., Nature Biotechnology 14:745-750(June 1996)も参照)、直接遺伝子移
入(Paszkowski et al.,EMBO J. 3:2717-2722(1984); Hayashimoto et al., P
lant Physiol. 93:857-863(1990)(イネ))ならびにAgracetus, Inc., Madis
on, Wisconsinおよび Dupont, Inc., Wilmington, Delawareから入手可能な装置
を用いた弾道粒子加速(例えば、Sanford et al., 米国特許第4,945,050号;お
よびMcCabe et al., Biotechnology 6:923-926(1988)参照。Weissinger et al
., Annual Rev. Genet. 22:421-477(1988); Sanford et al., Particulate Sc
ience and Technology 5:27-37(1987)(タマネギ);Svab et al., Proc. Nat
l. Acad. Sci. USA 87:8526-8530(1990)(タバコ葉緑体);Christou et al.,
Plant Physiol. 87:671-674(1988)(ダイズ);McCabe et al., Bio/Technolog
y 6:923-926(1988)(ダイズ); Klein et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA
85:4305-4309(1988)(トウモロコシ); Klein et al., Bio/Technology 6:559
-563(1988)(トウモロコシ); Klein et al., Plant Physiol. 91:440-444(1
988)(トウモロコシ); Fromm et al., Bio/Technology 8:833-839(1990);お
よびGordon-Kamm et al., Plant Cell 2:603-618(1990)(トウモロコシ);Koz
iel et al., Biotechnology 11:194-200(1993)(トウモロコシ); Shimamoto
et al., Nature 338:274-277(1989)(イネ); Christou et al., Biotechnolo
gy 9:957-962(1991)(イネ); Datta et al., Bio/Technology 8:736-740(19
90)(イネ); 欧州特許出願第0 332 581号(カモガヤおよびその他のPooideae
);Vasil et al., Biotechnology 11:1553-1558(1993)(コムギ);Weeks et
al., Plant Physiol. 102:1077-1084(1993)(コムギ); Wan et al., Plant P
hysiol. 104:37-48(1994)(オオムギ);Jahne et al., Theor. Appl. Genet.
89:525-533(1994)(オオムギ); Umbeck et al., Bio/Technology 5:263-266
(1987)(ワタ); Casas et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:11212-112
16(Dec. 1993)(サトウモロコシ); Somers et al., Bio/Technology 10:1589
-1594(Dec. 1992)(カラスムギ); Torbert et al., Plant Cell Reports 14:
635-640(1995)(カラスムギ);Weeks et al., Plant Physiol. 102:1077-1084
(1993)(コムギ); Chang et al., WO94/13822(コムギ)、ならびにNehra et
al., The Plant Journal 5:285-297(1994)(コムギ)も参照) が挙げられる
。マイクロインジェクション衝撃によりトウモロコシに組換えDNA分子を導入
するための特に好ましい組の実施態様は、Koziel et al., Biotechnology 11:19
4-200(1993)、Hill et al., Euphytica 85:119-123(1995)およびKoziel et
al., Annals of the New York Academy of Sciences 792:164-171(1996)に見
出し得る。さらに好ましい実施態様は、欧州特許第0 292 435号に開示されてい
るようなトウモロコシに関するプロトプラスト形質転換法である。植物の形質転
換は、単一DNA種または多DNA種(即ち同時形質転換)を用いて試みられ、
そしてこれらの両技法は、ペルオキシダーゼコード配列に関する使用に適してい
る。
[0059] The recombinant DNA can be introduced into plant cells by a number of methods known in the art. One skilled in the art will understand that the choice of method will depend on the type of plant targeted for transformation. Suitable methods for transforming plant cells include microinjection (Crossway et al., Bio Techniques 4: 320-334 (1986)).
Electroporation (Riggs et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 83
: 5602-5606 (1986)), Agrobacterium-mediated transformation (Hinchee et al.,
Biotechnology 6: 915-921 (1988); For corn transformation, see Ishida et al.
al., Nature Biotechnology 14: 745-750 (June 1996)), direct gene transfer (Paszkowski et al., EMBO J. 3: 2717-2722 (1984); Hayashimoto et al., P.
lant Physiol. 93: 857-863 (1990) (rice)) and Agracetus, Inc., Madis
on, Wisconsin and ballistic particle acceleration using equipment available from Dupont, Inc., Wilmington, Delaware (eg, Sanford et al., US Pat. No. 4,945,050; and McCabe et al., Biotechnology 6: 923-926). 1988) Weissinger et al.
., Annual Rev. Genet. 22: 421-477 (1988); Sanford et al., Particulate Sc.
ience and Technology 5: 27-37 (1987) (onion); Svab et al., Proc. Nat.
l. Acad. Sci. USA 87: 8526-8530 (1990) (tobacco chloroplast); Christou et al.,
Plant Physiol. 87: 671-674 (1988) (soybean); McCabe et al., Bio / Technolog.
y 6: 923-926 (1988) (soybean); Klein et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA
85: 4305-4309 (1988) (maize); Klein et al., Bio / Technology 6: 559.
-563 (1988) (maize); Klein et al., Plant Physiol. 91: 440-444 (1
988) (maize); Fromm et al., Bio / Technology 8: 833-839 (1990); and Gordon-Kamm et al., Plant Cell 2: 603-618 (1990) (maize); Koz
iel et al., Biotechnology 11: 194-200 (1993) (maize); Shimamoto
et al., Nature 338: 274-277 (1989) (rice); Christou et al., Biotechnolo
gy 9: 957-962 (1991) (rice); Datta et al., Bio / Technology 8: 736-740 (19
90) (rice); European Patent Application No. 0 332 581 (Camogaya and other Pooideae)
Vasil et al., Biotechnology 11: 1553-1558 (1993) (wheat); Weeks et
al., Plant Physiol. 102: 1077-1084 (1993) (wheat); Wan et al., Plant P.
hysiol. 104: 37-48 (1994) (barley); Jahne et al., Theor. Appl. Genet.
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(1987) (cotton); Casas et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 11212-112.
16 (Dec. 1993) (sorghum); Somers et al., Bio / Technology 10: 1589.
-1594 (Dec. 1992) (oat); Torbert et al., Plant Cell Reports 14:
635-640 (1995) (oat); Weeks et al., Plant Physiol. 102: 1077-1084.
(1993) (wheat); Chang et al., WO94 / 13822 (wheat), and Nehra et.
al., The Plant Journal 5: 285-297 (1994) (see also wheat)). A particularly preferred set of embodiments for introducing recombinant DNA molecules into corn by microinjection bombardment is described in Koziel et al., Biotechnology 11:19.
4-200 (1993), Hill et al., Euphytica 85: 119-123 (1995) and Koziel et.
al., Annals of the New York Academy of Sciences 792: 164-171 (1996). A further preferred embodiment is a protoplast transformation method for maize as disclosed in EP 0 292 435. Plant transformation has been attempted using single or multiple DNA species (ie, co-transformation),
And both of these techniques are suitable for use with peroxidase coding sequences.

【0060】 別の好ましい実施態様では、本発明のヌクレオチド配列は、プラスチドゲノム
中に直接形質転換される。プラスチド形質転換の主な利点は、プラスチドが一般
に、実質的修飾を伴わずに細菌遺伝子を発現し得ること、そしてプラスチドが単
一プロモーターの制御下で多数の開放読取枠を発現し得ることである。プラスチ
ド形質転換技術は、下記において広範に記載されている:米国特許第5,451,513
号、第5,545,817号および第5,545,818号、ならびにPCT出願WO95/16783、なら
びにMcBride et al.(1994)Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91, 7301-7305。葉緑
体形質転換のための基本技術は、例えば、biolisticsまたはプロトプラスト形質
転換(例えば、塩化カルシウムまたはPEG媒介性形質転換)を用いて、選択可
能マーカーと側面を接するクローン化プラスチドDNAの領域を当該遺伝子と一
緒に適切な標的組織中に導入することを包含する。ターゲッティング領域と呼ば
れる1〜1.5 kbのフランキング領域は、プラスチドゲノムとの相同的組換えを促
し、したがってプラストームの特定の領域の置換または修飾を可能にする。最初
に、スペクチノマイシンおよび/またはストレプトマイシンに対する耐性を付与
する葉緑体16SrRNAおよびrps12遺伝子における点突然変異は、形質転換のた
めの選択可能マーカーとして利用される(Svab, Z., Hajdukiewicz, P., and Ma
liga, P.(1990)Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87, 8526-8530; Staub, J. M.,
and Maliga, P. (1992)Plant Cell 4, 39-45)。これは、標的葉の約1/100
衝撃の頻度で、安定ホモプラスミー性形質転換を生じた。これらのマーカー間の
クローニング部位の存在は、外来遺伝子の導入のためのプラスチドターゲッティ
ングベクターの作製を可能にした(Staub, J.M., and Maliga, P.(1993)EMBO
J.12, 601-606)。形質転換頻度の実質的増大は、劣性rRNAまたはr−タン
パク質抗生物質耐性遺伝子の、優性選択可能マーカー、即ちスペクチノマイシン
−解毒酵素アミノグリコシド−3’−アデニルトランスフェラーゼをコードする
細菌aadA遺伝子との置換により得られる(Svab, Z., and Maliga, P.(1993)Pr
oc. Natl. Acad. Sci. USA 90, 913-917)。従来、このマーカーは緑藻類クラミ
ドモナス属Chlamydomonas reinhardtiiのプラスチドゲノムの高頻度形質転換の
ためにうまく用いられてきた(Goldschmidt-Clermont, M.(1991)Nucl. Acids
Res. 19:4083-4089)。プラスチド形質転換に有用なその他の選択可能マーカー
は当業界で知られており、本発明の範囲内に含まれる。典型的には、ホモプラス
チド状態に達するには、形質転換後、約15〜20細胞分裂周期が必要である。相同
的組換えにより各植物細胞中に存在する環状プラスチドゲノムの数千のコピーの
すべてに遺伝子が挿入されるプラスチド発現は、可溶性植物タンパク質全体の10
%を容易に越え得る発現レベルを可能にするために、核発現遺伝子を上回る利点
である厖大なコピー数を利用する。好ましい実施態様では、本発明のヌクレオチ
ド配列は、プラスチドターゲッティングベクター中に挿入され、所望の植物宿主
のプラスチドゲノム中で形質転換される。本発明のヌクレオチド配列を含有する
プラスチドゲノムと成因的相同の植物が得られ、ヌクレオチド配列の高発現を選
択的に可能にする。
[0060] In another preferred embodiment, the nucleotide sequence of the invention is transformed directly into the plastid genome. The main advantage of plastid transformation is that plastids can generally express bacterial genes without substantial modification, and that plastids can express multiple open reading frames under the control of a single promoter. . Plastid transformation techniques are described extensively in: US Patent No. 5,451,513.
Nos. 5,545,817 and 5,545,818, and PCT application WO 95/16783, and McBride et al. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91, 7301-7305. Basic techniques for chloroplast transformation include, for example, using biolistics or protoplast transformation (eg, calcium chloride or PEG-mediated transformation) to remove regions of the cloned plastid DNA flanking the selectable marker. Transfection into a suitable target tissue together with the gene. A flanking region of 1-1.5 kb, called the targeting region, facilitates homologous recombination with the plastid genome, thus allowing for the replacement or modification of certain regions of the plastome. Initially, point mutations in the chloroplast 16S rRNA and rps12 genes that confer resistance to spectinomycin and / or streptomycin are used as selectable markers for transformation (Svab, Z., Hajdukiewicz, P. et al. , and Ma
liga, P. (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87, 8526-8530; Staub, JM,
and Maliga, P. (1992) Plant Cell 4, 39-45). This is about 1/100 of the target leaf
At the frequency of shock, stable homoplasmic transformation occurred. The presence of a cloning site between these markers allowed the construction of a plastid targeting vector for the introduction of foreign genes (Staub, JM, and Maliga, P. (1993) EMBO
J. 12, 601-606). Substantial increase in transformation frequency is due to the replacement of the recessive rRNA or r-protein antibiotic resistance gene with a dominant selectable marker, the bacterial aadA gene encoding the spectinomycin-detoxin aminoglycoside-3'-adenyltransferase. (Svab, Z., and Maliga, P. (1993) Pr
oc. Natl. Acad. Sci. USA 90, 913-917). Heretofore, this marker has been successfully used for high frequency transformation of the plastid genome of the green alga Chlamydomonas reinhardtii (Goldschmidt-Clermont, M. (1991) Nucl. Acids
Res. 19: 4083-4089). Other selectable markers useful for plastid transformation are known in the art and are included within the scope of the present invention. Typically, about 15-20 cell division cycles are required after transformation to reach the homoplastid state. Plastid expression, in which the gene is inserted into all thousands of copies of the circular plastid genome present in each plant cell by homologous recombination, is 10% of the total soluble plant protein
In order to allow expression levels that can easily be over 100%, a huge copy number, an advantage over nuclear expressed genes, is utilized. In a preferred embodiment, the nucleotide sequence of the present invention is inserted into a plastid targeting vector and transformed into the plastid genome of the desired plant host. Plants that are genetically homologous to the plastid genome containing the nucleotide sequence of the present invention are obtained and selectively enable high expression of the nucleotide sequence.

【0061】 殺昆虫組成物の配合 本発明は、本発明の殺昆虫毒素の少なくとも1つを含有する組成物も含む。有
害昆虫を有効に制御するために、このような組成物は、好ましくは、十分量の毒
素を含有する。このような量は、防御される作物によって、標的化される特定の
害虫によって、そして環境条件、例えば湿度、温度または土壌の種類によって変
わる。好ましい実施態様では、殺昆虫毒素を含有する組成物は、さらに精製せず
に毒素を発現する宿主細胞を包含する。別の好ましい実施態様では、殺昆虫毒素
を発現する細胞は、殺昆虫剤としてのそれらの使用前に凍結乾燥される。別の実
施態様では、殺昆虫毒素は、宿主細胞から分泌されるように工学処理される。そ
れらが発現される宿主細胞からの毒素の精製が望ましい場合、殺昆虫毒素の種々
の程度の精製が達成される。
Formulation of Insecticidal Compositions The present invention also includes compositions containing at least one insecticidal toxin of the present invention. In order to effectively control pests, such compositions preferably contain a sufficient amount of toxin. Such amounts will vary depending on the crop to be protected, the particular pest targeted and on environmental conditions such as humidity, temperature or soil type. In a preferred embodiment, compositions containing insecticidal toxins include host cells that express the toxin without further purification. In another preferred embodiment, cells expressing insecticidal toxins are lyophilized prior to their use as insecticides. In another embodiment, the insecticidal toxin is engineered to be secreted from the host cell. If it is desired to purify the toxins from the host cells in which they are expressed, varying degrees of purification of the insecticidal toxins are achieved.

【0062】 本発明はさらに、本明細書中に記載した1つ又はそれ以上の化合物または化合
物群と均質に混合される本発明の殺昆虫毒素の少なくとも1つを含有する組成物
の調製を包含する。本発明は、殺昆虫毒素または殺昆虫毒素を含有する組成物の
植物への適用を包含する植物の処理方法にも関する。殺昆虫毒素は、組成物の形
態で作物領域に、または処理される植物に、さらに別の化合物と同時にまたは逐
次、適用される。これらの化合物は、肥料または微量栄養素供給体または植物成
長に影響を及ぼすその他の調製物であり得る。それらは、選択的除草剤、殺昆虫
剤、殺真菌剤、殺細菌剤、殺線虫剤、殺軟体動物剤またはこれらの製剤のいくつ
かの混合物でもあり得るし、所望により、処方業界で普通に常用されるさらに別
の担体、界面活性剤または適用促進アジュバントと一緒に用いられ得る。適切な
担体およびアジュバントは、固体または液体であり得るし、処方技術に常用され
る物質、例えば天然または再生無機物質、溶媒、分散剤、湿潤剤、粘着付与剤、
結合剤または肥料に対応し得る。
The present invention further encompasses the preparation of a composition containing at least one insecticidal toxin of the present invention that is intimately mixed with one or more compounds or compounds described herein. I do. The present invention also relates to a method of treating a plant, comprising applying the insecticidal toxin or a composition containing the insecticidal toxin to the plant. The insecticidal toxin is applied to the crop area in the form of a composition or to the plant to be treated, simultaneously or sequentially with yet another compound. These compounds can be fertilizers or micronutrient donors or other preparations that affect plant growth. They can also be selective herbicides, insecticides, fungicides, bactericides, nematicides, molluscicides or mixtures of some of these preparations, and, if desired, are common in the formulation industry. It can be used together with further carriers, surfactants or application-promoting adjuvants commonly used in the art. Suitable carriers and adjuvants can be solid or liquid, and can be any of the substances commonly used in the art of formulation, such as natural or regenerated inorganic materials, solvents, dispersants, wetting agents, tackifiers,
It may correspond to a binder or a fertilizer.

【0063】 本発明の殺昆虫毒素を適用する好ましい方法は、土壌、水または植物の群葉と
いった、有害昆虫を宿している環境に噴霧することによる。適用回数および適用
率は、有害昆虫による侵食の種類および程度による。殺昆虫毒素は、液体組成物
を植物の場所に含浸させる(全身作用)ことにより、あるいは土壌に固体形態で
、例えば粒状形態で化合物を適用する(土壌適用)ことにより、土壌を介して根
を通って植物に浸透し得る。殺昆虫毒素は、殺昆虫毒素を含有する液体処方物を
種子に含浸させることにより、または固体処方物をそれらにコーティングするこ
とにより、種子に適用され得る(コーティング)。特別な場合、さらに別の種類
の適用、例えば植物の茎または蕾の選択的処理も考え得る。殺昆虫毒素は、地面
の上または下に位置する毒餌としても提供され得る。
A preferred method of applying the insecticidal toxins of the present invention is by spraying the environment harboring the pests, such as soil, water or foliage of plants. The frequency and rate of application depends on the type and extent of erosion by the pests. Insecticidal toxins cause roots to penetrate through the soil by impregnating the location of the plant with the liquid composition (systemic action) or by applying the compound to the soil in solid form, for example in particulate form (soil application). Can penetrate plants through. The insecticidal toxins can be applied to the seeds by impregnating the seeds with a liquid formulation containing the insecticidal toxins, or by coating them with a solid formulation (coating). In special cases, further types of application are also conceivable, for example selective treatment of plant stems or buds. The insecticidal toxins may also be provided as baits located above or below the ground.

【0064】 殺昆虫毒素は、好ましくは、処方業界で慣用的に用いられるアジュバントと一
緒に、非修飾化形態で用いられ、したがって、既知の方法で乳化濃縮物、被覆可
能ペースト、直接噴霧可能または稀釈可能溶液、稀釈乳濁液、湿潤性粉末、可溶
性粉末、ダスト、顆粒に処方され、そして例えばポリマー物質中に封入される。
組成物の性質と同様に、適用方法、例えば噴霧、霧吹き、散粉、散布または注入
は、意図される目的物および一般的環境にしたがって選択される。
The insecticidal toxins are preferably used in unmodified form, together with adjuvants conventionally used in the formulation industry, and are therefore emulsified concentrates, coatable pastes, directly sprayable or Formulated in dilutable solutions, diluted emulsions, wettable powders, soluble powders, dusts, granules, and encapsulated, for example, in polymeric materials.
As with the nature of the composition, the method of application, such as spraying, atomizing, dusting, dusting or pouring, is chosen according to the intended purpose and the general environment.

【0065】 殺昆虫毒素、そして適切な場合には固体または液体のアジュバントを含有する
処方物、組成物または製剤は、既知の方法で、例えば殺昆虫毒素を増量剤、例え
ば溶媒、固体担体と、そして適切な場合には界面活性化合物(界面活性剤)と、
均質に混合および/または粉砕することにより、調製される。 適切な溶媒としては、芳香族炭化水素、好ましくは炭素数が8〜12の分画、例
えばキシレン混合物または置換ナフタレン、フタレート、例えばジブチルフタレ
ートまたはジオクチルフタレート、脂肪族炭化水素、例えばシクロヘキサンまた
はパラフィン、アルコールおよびグリコール、ならびにそれらのエーテルおよび
エステル、例えばエタノール、エチレングリコール、モノメチルまたはモノエチ
ルエーテル、ケトン、例えばシクロヘキサノン、強極性溶媒、例えばN−メチル
−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシドまたはジメチルホルムアミド、ならび
にエポキシド化植物油、例えばエポキシド化ヤシ油またはダイズ油、あるいは水
が挙げられる。
Formulations, compositions or formulations containing the insecticide toxin, and, if appropriate, solid or liquid adjuvants, can be prepared in a known manner, eg, by incorporating the insecticide toxin with a bulking agent, eg, a solvent, a solid carrier, And, where appropriate, a surfactant compound (surfactant);
It is prepared by mixing and / or grinding homogeneously. Suitable solvents include aromatic hydrocarbons, preferably fractions having 8 to 12 carbon atoms, such as xylene mixtures or substituted naphthalenes, phthalates such as dibutyl phthalate or dioctyl phthalate, aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane or paraffin, alcohols And glycols and their ethers and esters such as ethanol, ethylene glycol, monomethyl or monoethyl ether, ketones such as cyclohexanone, strong polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide or dimethylformamide, and epoxidized vegetable oils For example, epoxidized coconut oil or soybean oil, or water.

【0066】 例えば、ダストおよび分散性粉末に用いられる固体担体は、普通は天然無機充
填剤、例えば方解石、タルク、カオリン、モンモリロナイトまたはアタパルジャ
イトである。物理的特性を改良するために、高分散化ケイ酸または高分散化吸収
剤ポリマーを付加することもできる。適切な粒状化吸着性担体は、多孔質型、例
えば軽石、粉砕煉瓦、海泡石またはベントナイトであり、適切な非収着性担体は
、例えば方解石または砂のような物質である。さらに、莫大な数の無機または有
機性の予備粒状化物質、例えばドロマイトまたは粉砕植物残渣が用いられ得る。
For example, the solid carriers used in dusts and dispersible powders are usually natural inorganic fillers, such as calcite, talc, kaolin, montmorillonite or attapulgite. Highly dispersed silica or highly dispersed absorbent polymers can be added to improve physical properties. Suitable granulated adsorptive carriers are of the porous type, for example pumice, crushed brick, sepiolite or bentonite, and suitable non-sorbing carriers are for example substances such as calcite or sand. In addition, a vast number of inorganic or organic pre-granulated substances, such as dolomite or ground plant residues, can be used.

【0067】 適切な界面活性化合物は、良好な乳化、分散および湿潤特性を有する非イオン
性、陽イオン性および/または陰イオン性界面活性剤である。「界面活性剤」と
いう用語は、界面活性剤の混合物を包含するとも理解される。適切な陽イオン性
界面活性剤は、水溶性石鹸および水溶性合成界面活性化合物の両方であり得る。 適切な石鹸は、高級脂肪酸(炭素数10〜22の鎖)のアルカリ金属塩、アルカリ
土類金属塩、あるいは非置換または置換アンモニウム塩、例えばオレイン酸また
はステアリン酸の、あるいは、例えばヤシ油または獣油から得られる天然脂肪酸
混合物のナトリウムまたはカリウム塩である。脂肪酸メチルタウリン塩も用いら
れ得る。
Suitable surfactant compounds are nonionic, cationic and / or anionic surfactants having good emulsifying, dispersing and wetting properties. The term "surfactants" is also understood to include mixtures of surfactants. Suitable cationic surfactants can be both water-soluble soaps and water-soluble synthetic surface-active compounds. Suitable soaps are alkali metal salts, alkaline earth metal salts, or unsubstituted or substituted ammonium salts of higher fatty acids (chains with 10 to 22 carbon atoms), such as oleic acid or stearic acid, or, for example, coconut oil or animal oil. Sodium or potassium salts of natural fatty acid mixtures obtained from oils. Fatty acid methyltaurine salts can also be used.

【0068】 しかしながら、さらにしばしば、いわゆる合成界面活性剤、特に脂肪スルホネ
ート、脂肪スルフェート、スルホン化ベンズイミダゾール誘導体またはアルキル
アリールスルホネートが用いられる。 脂肪スルホネートまたはスルフェートは、通常は、アルカリ金属塩、アルカリ
土類金属塩、あるいは非置換または置換アンモニウム塩の形態であり、アルキル
基のアルキル部分も含めた炭素数8〜22のアルキル基を有し、その例としては、
例えばリグノンスルホン酸の、ドデシルスルホネートの、または天然脂肪酸から
得られる脂肪アルコールスルフェートのナトリウムまたはカルシウム塩がある。
これらの化合物は、脂肪アルコール/エチレンオキシド付加物の硫酸エステルお
よびスルホン酸の塩も包含する。スルホン化ベンズイミダゾール誘導体は、好ま
しくは、2個のスルホン酸基と炭素数8〜22の1個の脂肪酸基を含有する。アル
キルアリールスルホネートの例は、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジブチルナフ
タレンスルホン酸、または成る他レンスルホン酸/ホルムアルデヒド縮合生成物
のナトリウム、カルシウムまたはトリエタノールアミン塩である。対応するホス
フェート、例えば4〜14モルのエチレンオキシドを有するp−ノニルフェノール
の付加物のリン酸エステルの塩も適している。
However, more often, so-called synthetic surfactants, in particular fatty sulfonates, fatty sulfates, sulfonated benzimidazole derivatives or alkylaryl sulfonates are used. The fatty sulfonate or sulfate is usually in the form of an alkali metal salt, an alkaline earth metal salt, or an unsubstituted or substituted ammonium salt, and has an alkyl group having 8 to 22 carbon atoms including the alkyl portion of the alkyl group. , For example,
For example, the sodium or calcium salts of lignone sulfonic acid, dodecyl sulfonate, or fatty alcohol sulfate obtained from natural fatty acids.
These compounds also include the sulfuric acid esters of fatty alcohol / ethylene oxide adducts and the salts of sulfonic acids. The sulfonated benzimidazole derivative preferably contains two sulfonic acid groups and one fatty acid group having 8 to 22 carbon atoms. Examples of alkylaryl sulfonates are the sodium, calcium or triethanolamine salts of dodecylbenzene sulfonic acid, dibutyl naphthalene sulfonic acid, or other rensulfonic acid / formaldehyde condensation products. Also suitable are corresponding phosphates, for example salts of the phosphoric acid ester of an adduct of p-nonylphenol with 4 to 14 mol of ethylene oxide.

【0069】 非イオン性界面活性剤は、好ましくは、脂肪族または脂環式アルコールの、あ
るいは飽和または不飽和脂肪酸およびアルキルフェノールのポリグリコールエー
テル誘導体であって、前記の誘導体は3〜30個のグリコールエーテル基および8
〜20個の炭素原子を(脂肪族)炭化水素部分に、そして6〜18個の炭素原子をア
ルキルフェノールのアルキル部分に含有する。
The nonionic surfactant is preferably a polyglycol ether derivative of an aliphatic or cycloaliphatic alcohol, or of a saturated or unsaturated fatty acid and an alkyl phenol, said derivative comprising 3 to 30 glycols. Ether group and 8
It contains -20 carbon atoms in the (aliphatic) hydrocarbon portion and 6-18 carbon atoms in the alkyl portion of the alkylphenol.

【0070】 さらに適切な非イオン性界面活性剤は、ポリエチレングリコール、エチレンジ
アミンプロピレングリコールおよびアルキル鎖に1〜10個の炭素原子を含有する
アルキルポリプロピレングリコールを伴うポリエチレンオキシドの水溶性付加物
であって、付加物は、20〜250個のエチレングリコールエーテル基と10〜100個の
プロピレングリコールエーテル基を含有する。これらの化合物は、通常は、1〜
5個のエチレングリコール単位/プロピレングリコール単位を含有する。
Further suitable non-ionic surfactants are water-soluble adducts of polyethylene oxide with polyethylene glycol, ethylenediamine propylene glycol and alkyl polypropylene glycol containing 1 to 10 carbon atoms in the alkyl chain, The adduct contains from 20 to 250 ethylene glycol ether groups and from 10 to 100 propylene glycol ether groups. These compounds are usually
Contains 5 ethylene glycol units / propylene glycol units.

【0071】 非イオン性界面活性剤の代表例は、ノニルフェノールポリエトキシエタノール
、ヒマシ油ポリグリコールエーテル、ポリプロピレン/ポリエチレンオキシド付
加物、トリブチルフェノキシポリエトキシエタノール、ポリエチレングリコール
およびオクチルフェノキシエトキシエタノールである。ポリオキシエチレンソル
ビタンおよびポリオキシエチレンソルビタントリオレエートの脂肪酸エステルも
適切な非イオン性界面活性剤である。
Representative examples of nonionic surfactants are nonylphenol polyethoxyethanol, castor oil polyglycol ether, polypropylene / polyethylene oxide adducts, tributylphenoxypolyethoxyethanol, polyethylene glycol and octylphenoxyethoxyethanol. Polyoxyethylene sorbitan and the fatty acid esters of polyoxyethylene sorbitan trioleate are also suitable nonionic surfactants.

【0072】 陽イオン性界面活性剤は、好ましくは、N置換基として少なくとも1つのC8
〜C22のアルキル基と、さらに別の置換基として低級非置換またはハロゲン化ア
ルキル、ベンジルまたは低級ヒドロキシアルキル基を有する第四級アンモニウム
塩である。塩は、好ましくは、ハロゲン化物、メチルスルホネートまたはエチル
スルフェートの形態であり、例えばステアリルトリメチルアンモニウムクロリド
またはベンジルジ(2−クロロエチル)エチルアンモニウムブロミドである。
The cationic surfactant preferably has at least one C 8 as an N substituent.
Quaternary ammonium salts having an alkyl group of -C22 and a lower unsubstituted or halogenated alkyl, benzyl or lower hydroxyalkyl group as another substituent. The salt is preferably in the form of a halide, methylsulphonate or ethylsulphate, for example stearyltrimethylammonium chloride or benzyldi (2-chloroethyl) ethylammonium bromide.

【0073】 当処方業界で常用される界面活性剤は、例えば、“McCutcheon's Detergents
and Emulsifiers Annual,” MC Publishing Corp. Ringwood, New Jersey, 1979
、ならびにSisely and Wood,“Encyclopedia of Surface Active Agents,”Chem
ical Publishing Co., Inc. New York, 1980に記載されている。 実施例 以下の詳細な実施例を参照しながら、本発明をさらに説明する。これらの実施
例は、説明のためにのみ提供されたものであり、別記しない限り、本発明を限定
するよう意図されていない。ここで用いられる標準組換えDNAおよび分子クロ
ーニング技術は当業界で周知であり、下記の文献に記載されている:Ausubel(e
d.), Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley and Sons, Inc.
(1994); T. Maniatis, E.F. Fritsch and J. Sambrook, Molecular Cloning:
A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor,
NY(1989); およびT.J. Silhavy, M.L. Berman, and L.W. Enquist, Experimen
ts with Gene Fusions, Cols Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor,
NY(1984)。
Surfactants commonly used in the formulation industry include, for example, “McCutcheon's Detergents
and Emulsifiers Annual, ”MC Publishing Corp. Ringwood, New Jersey, 1979
And Sisely and Wood, “Encyclopedia of Surface Active Agents,” Chem
ical Publishing Co., Inc. New York, 1980. Examples The invention will be further described with reference to the following detailed examples. These examples are provided for illustrative purposes only and are not intended to limit the invention unless otherwise indicated. Standard recombinant DNA and molecular cloning techniques used herein are well known in the art and are described in the following references: Ausubel (e
d.), Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley and Sons, Inc.
(1994); T. Maniatis, EF Fritsch and J. Sambrook, Molecular Cloning:
A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor,
NY (1989); and TJ Silhavy, ML Berman, and LW Enquist, Experimen
ts with Gene Fusions, Cols Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor,
NY (1984).

【0074】 A.その発現が鱗翅目昆虫に対して活性な毒素を生じるヌクレオチド配列の単 実施例1:キセノラブドゥス属およびフォトラブドゥス株の増殖 昆虫バイオアッセイのために、ATCC推奨の培地中で25℃で3日間栄養ブロス中
で、以下の株を増殖させる。DNA単離のために、培養を同一条件下で24時間増
殖させる。
A. Isolation of a nucleotide sequence whose expression results in a toxin active against lepidopteran insects The following strains are grown in nutrient broth: Cultures are grown for 24 hours under the same conditions for DNA isolation.

【0075】 Xenorhabdus nematophilus ATCC19061株 Xenorhabdus nematophilus Ps1株、USDA単離物 Xenorhabdus poinarii ATCC49122株 Photorhabdus luminescens Ps5株、USDA単離物 実施例2:昆虫バイオアッセイ 固体人工コナガ飼料上での各大腸菌培養の50μlのアリコート化により、コナガP
lutella xylostella(Px)バイオアッセイを実施する(Biever and Boldt, Anna
ls of Entomological Society of America, 1971; Shelton et al., J. Ent. Sc
i. 26:17)。4 mlの飼料を1ozの透明プラスチックカップ(Bioserve product #
9051)中に注ぎ入れる。飼料適合実験室コロニーからの5匹のコナガ新生幼虫を
各飼料含入カップに入れた後、白色紙製蓋(Bioserve product #9049)で覆う。
10匹の幼虫を濃度当たりで検定する。カップのトレーを、72#Fで3日間、14:10
(時間)明:暗周期で、インキュベーター中に入れる。次に、各カップ中の生存
幼虫の数を記録する。
Xenorhabdus nematophilus ATCC 19061 strain Xenorhabdus nematophilus Ps1 strain, USDA isolate Xenorhabdus poinarii ATCC49122 strain Photorhabdus luminescens Ps5 strain, USDA isolate By conversion, Konaga P
Perform lutella xylostella (Px) bioassay (Biever and Boldt, Anna
ls of Entomological Society of America, 1971; Shelton et al., J. Ent. Sc
i. 26:17). Add 4 ml of feed to a 1 oz clear plastic cup (Bioserve product #
9051). Five new moth larvae from a feed-adapted laboratory colony are placed in each feed-containing cup and then covered with a white paper lid (Bioserve product # 9049).
Ten larvae are assayed per concentration. Cup tray at 72 # F for 3 days, 14:10
(Time) Light: Put in incubator in dark cycle. Next, the number of live larvae in each cup is recorded.

【0076】 実施例3:バイオアッセイの結果 Xenorhabdus nematophilus ATCC19061株のブロスは、実施例2の昆虫バイオア
ッセイにおいて、コナガPlutella xylostella(Px)に対して100%死亡率を示
す。Xenorhabdus nematophilus Ps1株、Xenorhabdus poinarii ATCC49122株およ
びPhotorhabdus luminescens Ps5株の各々のブロスは、同様に、実施例2の昆虫
バイオアッセイにおいて、コナガPlutella xylostella(Px)に対して100%死
亡率を示す。
Example 3 Bioassay Results Broth of Xenorhabdus nematophilus strain ATCC19061 shows 100% mortality against Plutella xylostella (Px) in the insect bioassay of Example 2. Each of the broths of Xenorhabdus nematophilus Ps1, Xenorhabdus poinarii ATCC49122 and Photorhabdus luminescens Ps5 also shows 100% mortality against Plutella xylostella (Px) in the insect bioassay of Example 2.

【0077】 実施例4:コスミドライブラリーの構築 100mMのトリスpH8、10 mMのEDTA中に再懸濁した新鮮な増殖化細胞を、2mg/m
lのリゾチームで、37℃で30分間処理することにより、全DNAを単離する。プ
ロテイナーゼKを付加して最終濃度を0.5%SDS中100μg/mlとし、45℃でインキ
ュベートする。溶液は透明且つ粘着性になる。SDS濃度を1%に上げて、300mMの
NaClおよび等容積のフェノール−クロロホルム−イソアミルアルコールを付
加する。標本を5分間静かに混合し、3Kで遠心分離する。これを2回反復する。
次に水性相を0.7容積のイソプロパノールと混合し、遠心分離する。DNAペレ
ットを70%エタノールで3回洗浄し、0.5XTE中に静かに再懸濁する。6μgのD
NAを、100μlの容積中で0.3単位のSau3A/DNA1μgで、37℃で3.5分間処理
する。次に標本を65℃で30分間加熱して酵素を不活性化し、次に2単位の仔ウシ
小腸アルカリ性ホスファターゼとともに、37℃で30分間インキュベートする。標
本を等容積のフェノール−クロロホルム−イソアミルアルコールと混合し、遠心
分離する。水性相を取り出し、0.7容積のイソプロパノールと混合して、遠心分
離する。ペレットを100 ng/mlの濃度で0.5XTE中に再懸濁させる。
Example 4 Construction of a Cosmid Library Freshly grown cells resuspended in 100 mM Tris pH 8, 10 mM EDTA were added at 2 mg / m
Total DNA is isolated by treatment with 1 lysozyme for 30 minutes at 37 ° C. Add proteinase K to a final concentration of 100 μg / ml in 0.5% SDS and incubate at 45 ° C. The solution becomes clear and sticky. Raise the SDS concentration to 1% and add 300 mM NaCl and an equal volume of phenol-chloroform-isoamyl alcohol. Mix the sample gently for 5 minutes and centrifuge at 3K. This is repeated twice.
The aqueous phase is then mixed with 0.7 volumes of isopropanol and centrifuged. Wash the DNA pellet three times with 70% ethanol and gently resuspend in 0.5 × TE. 6 μg of D
NA is treated with 0.3 units of Sau3A / 1 μg of DNA in a volume of 100 μl at 37 ° C. for 3.5 minutes. The specimen is then heated at 65 ° C. for 30 minutes to inactivate the enzyme, and then incubated with 2 units of calf intestinal alkaline phosphatase at 37 ° C. for 30 minutes. The specimen is mixed with an equal volume of phenol-chloroform-isoamyl alcohol and centrifuged. The aqueous phase is removed, mixed with 0.7 volumes of isopropanol and centrifuged. Resuspend the pellet at a concentration of 100 ng / ml in 0.5XTE.

【0078】 BamHIクローニング部位を利用して、供給元の説明通りに、スーパーコスSuper
Cosコスミドベクター(Stratagene, La Jolla, CA)を調製する。100 ng/mlで調
製されたスーパーコスを、6℃で一夜、5μl容積中で2:1の比で、Sau3Aで予
め消化したX. nematophilusDNAと結紮する。供給元の説明通りに、Gigapack
XL III(Stratagene)を用いて、結紮混合物をパッケージングする。パッケージ
されたファージを、供給元の説明通りにXL-1MR大腸菌細胞(Stratagene)に感染
させる。50μg/mlのカナマイシンを含有するL−寒天上にコスミドライブラリー
をプレート化して、37℃で16時間インキュベートする。500コロニーを、新鮮な
L−kanプレート上に、50コロニー/プレートの密度で寄せ集める。細胞をLブ
ロスで洗い落として、20%グリセロールと混合し、−80℃で凍結させる。
Using the BamHI cloning site, the SuperCos Super
Prepare Cos cosmid vector (Stratagene, La Jolla, CA). Supercos, prepared at 100 ng / ml, is ligated with X. nematophilus DNA previously digested with Sau3A at a ratio of 2: 1 in a volume of 5 μl at 6 ° C. overnight. Gigapack as described by the supplier
The ligation mixture is packaged using XL III (Stratagene). Infect the packaged phage into XL-1MR E. coli cells (Stratagene) as described by the supplier. The cosmid library is plated on L-agar containing 50 μg / ml kanamycin and incubated at 37 ° C. for 16 hours. Collect 500 colonies on a fresh L-kan plate at a density of 50 colonies / plate. The cells are washed off with L broth, mixed with 20% glycerol and frozen at -80 ° C.

【0079】 X. nematophilusの4.2 Mb大型ゲノムの場合には、40 Kbの平均サイズを有する
450クローンはゲノムの4倍適用範囲に対応する。したがって、450クローンのス
クリーニングは、99%の確率であらゆる遺伝子を見出すはずである。 Xenorhabdus nematophilus Ps1株、Xenorhabdus poinarii ATCC49122株および
Photorhabdus luminescens Ps5株からのコスミドライブラリーは、同様の方法で
構築される。
In the case of the 4.2 Mb large genome of X. nematophilus, it has an average size of 40 Kb
450 clones correspond to a 4-fold coverage of the genome. Thus, screening of 450 clones should find every gene with a 99% probability. Xenorhabdus nematophilus Ps1 strain, Xenorhabdus poinarii ATCC49122 strain and
A cosmid library from Photorhabdus luminescens Ps5 strain is constructed in a similar manner.

【0080】 実施例5:殺昆虫活性を有するクローンのコスミドバイオアッセイおよび同定
の結果 コナガPlutella xylostellaに対する活性を有するクローンを生じる昆虫バイ
オアッセイにより、各コスミドライブラリーからの400の大腸菌クローンをスク
リーニングする。 Xenorhabdus nematophilus ATCC 19061株からの殺昆虫コスミ
ドクローンは、pCIB9362として同定される。Xenorhabdus nematophilus Ps1株か
らの42 kb殺昆虫コスミドクローンは、pCIB9379として同定される。Xenorhabdus
poinarii ATCC49122株からの42 kb殺昆虫コスミドクローンは、pCIB9354として
同定される。Photorhabdus luminescens Ps5株からの7 kb殺昆虫コスミドクロー
ンは、pCIB9383-21として同定される。
Example 5: Results of Cosmid Bioassay and Identification of Clones with Insecticidal Activity 400 E. coli clones from each cosmid library are screened by an insect bioassay that yields clones with activity against Plutella xylostella. An insecticidal cosmid clone from Xenorhabdus nematophilus ATCC 19061 is identified as pCIB9362. A 42 kb insecticidal cosmid clone from Xenorhabdus nematophilus strain Ps1 is identified as pCIB9379. Xenorhabdus
The 42 kb insecticidal cosmid clone from poinarii ATCC49122 strain is identified as pCIB9354. A 7 kb insecticidal cosmid clone from Photorhabdus luminescens strain Ps5 is identified as pCIB9383-21.

【0081】 実施例6:殺昆虫活性を有するサブクローンの単離 クローンpCIB9362をSacIIで消化して、9 kbDNA断片を単離する。この断片
をSacIIで切断されたBluescriptに結紮する。結紮混合物を、Molecular Cloning
(第二版、Sambrook等)に記載されているようなDH5α大腸菌細胞中で形質転換
させる。形質転換混合物をL寒天+100μg/mlアンピシリン上に載せ、37℃で一
夜インキュベートする。単離コロニーを、100μg/mlアンピシリンおよびMolecul
ar Cloning第二版に記載されているようなアルカリ性ミニプレップにより単離さ
れたプラスミドDNAを含有するLブロス中で増殖させる。9 kb SacIIクローン
はpCIB9362-3と同定され、コナガに対するバイオアッセイにおいて100%死亡率
を示す。3μgのpCIB9362-3を単離し、0.3単位のSau3A/DNA1μgを用いて37
℃で4、6および8分間消化して、75℃で15分間加熱する。標本をプールし、Ba
mHIで予め消化されたpUC19に結紮して、仔ウシ小腸アルカリ性ホスファターゼで
処理する。結紮物をDH5α大腸菌細胞中で形質転換し、Molecular Cloning第二版
に記載されているようなXgal/Ampを含有するL寒天上に載せて、37℃で一夜増殖
させる。白色コロニーを採取して、100μg/mlのアンピシリンおよびプラスミド
DNAを含有するLブロス中で増殖させ、前記と同様に単離する。DNAをEcoR
I/HindIIIで消化し、新規の制限パターンをシーケンシングする。シーケンシン
グプライマーは、Genosys Biotechnologies(Woodlands, TX)から注文する。チ
ェインターミネーター法を用いてシーケンシングを実施し、Applied Biosystems
Inc.377型自動DNAシーケンサー(Foster City, CA)を用いて、シーケンシ
ングを完了する。Gene Codes Corporation(Ann Arbor, Michgan)からのシーケ
ンサー3.0を用いて、配列を組み立てる。
Example 6: Isolation of a subclone with insecticidal activity Clone pCIB9362 is digested with SacII and a 9 kb DNA fragment is isolated. This fragment is ligated to Bluescript cut with SacII. The ligation mixture is subjected to Molecular Cloning
(2nd edition, Sambrook et al.) In DH5α E. coli cells. The transformation mixture is plated on L agar + 100 μg / ml ampicillin and incubated at 37 ° C. overnight. Isolated colonies were picked with 100 μg / ml ampicillin and Molecul
Grow in L-broth containing plasmid DNA isolated by alkaline minipreps as described in ar Cloning second edition. The 9 kb SacII clone was identified as pCIB9362-3 and shows 100% mortality in a bioassay for P. coni. 3 μg of pCIB9362-3 was isolated and 37 units were obtained using 0.3 units of 1 μg of Sau3A / DNA.
Digest for 4, 6 and 8 minutes at 0 ° C and heat at 75 ° C for 15 minutes. Specimens are pooled and Ba
Ligation to pUC19 previously digested with mHI and treatment with calf intestinal alkaline phosphatase. The ligations are transformed into DH5α E. coli cells, plated on L agar containing Xgal / Amp as described in Molecular Cloning 2nd edition and grown at 37 ° C. overnight. White colonies are picked, grown in L-broth containing 100 μg / ml ampicillin and plasmid DNA and isolated as before. EcoR DNA
Digest with I / HindIII and sequence the new restriction pattern. Sequencing primers are ordered from Genosys Biotechnologies (Woodlands, TX). Perform sequencing using the chain terminator method and use Applied Biosystems
Sequencing is completed using an Inc. 377 type automatic DNA sequencer (Foster City, CA). The sequence is assembled using Sequencer 3.0 from Gene Codes Corporation (Ann Arbor, Michgan).

【0082】 制限部位の、そして考え得るORFの同定後、pCIB9362-3をClaIで消化し、3.
0 kb断片を単離し、Bluescript中でクローン化し、DH5α大腸菌細胞中で形質転
換させる。単離コロニーを前記と同様に増殖させて、プラスミドDNAをアルカ
リ法により単離する。サブクローンはpCIB9369と同定され、バイオアッセイにお
いて、コナガに対して100%死亡率を示す。pCIB9369は、USDA ARS特許培養コレ
クションに1997年11月12日に寄託され、NRRL B-21883号として同定される。
After identification of the restriction sites and possible ORFs, pCIB9362-3 was digested with ClaI and 3.
The 0 kb fragment is isolated, cloned in Bluescript and transformed in DH5α E. coli cells. The isolated colonies are grown as described above, and the plasmid DNA is isolated by the alkaline method. The subclone was identified as pCIB9369 and shows 100% mortality against P. coni in a bioassay. pCIB9369 has been deposited with the USDA ARS Patented Culture Collection on November 12, 1997 and is identified as NRRL B-21883.

【0083】 CIB9381として同定される20 kb断片は、NotI消化を用いてコスミドpCIB9379か
らサブクローニングされる。 実施例7:バイオアッセイ結果 種々の昆虫に対するpCIB9369に関して、昆虫バイオアッセイを実施する。
The 20 kb fragment identified as CIB9381 is subcloned from cosmid pCIB9379 using NotI digestion. Example 7: Bioassay results An insect bioassay is performed on pCIB9369 on various insects.

【0084】[0084]

【表1】 [Table 1]

【0085】 これらの結果は、pCIB9369における3.0 kbヌクレオチド配列の発現に起因する
殺昆虫毒素がコナガPlutella xylostellaに対して高活性である、ということを
示す。 pCIB9381、pCIB9354およびpCIB9383-21に関するバイオアッセイも、コナガに
対して高殺昆虫活性を示す。
[0085] These results indicate that the insecticidal toxin resulting from expression of the 3.0 kb nucleotide sequence in pCIB9369 is highly active against the moth Plutella xylostella. Bioassays for pCIB9381, pCIB9354 and pCIB9383-21 also show high insecticidal activity against Japanese moth.

【0086】 実施例8:殺昆虫活性のサイズ分別 Xenorhabdus nematophilusコスミドクローンpCIB9369および大腸菌宿主DH5中のS
tratagene's Blue Scriptベクターを、50%Terrificブロスおよび50%ルリアブ
ロスを含有し、50μg/mlのアンピシリンを補充した培地中で増殖させる。振盪フ
ラスコ培養(1000 mlバフルドフラスコ中に300 ml)を250 RPMで37℃で一夜増殖
させる。各株の培養を4℃でSorvall GS-3 ローター中で7,000RPMで遠心分離する
。ペレット化細胞を、30 mlの50 mMNaCl、25 mMトリス塩基、pH7.0中に再
懸濁する。Branson Model 450音波処理機を用いて、周期間に氷上で冷却しなが
ら約10秒間を8回、音波処理することにより、濃縮細胞を粉砕する。音波処理物
をSorvall SS34ローター中で6,000 RPMで4℃で10分間、遠心分離する。その結果
生じる上清を0.2μのフィルターを通して濾過する。遠心分離化音波処理物から
のペレットを、30 mlの50 mMNaCl、25 mMトリス塩基、pH7.0中に再懸濁す
る。
Example 8: Size fractionation of insecticidal activity Xenorhabdus nematophilus cosmid clone pCIB9369 and S in E. coli host DH5
The tratagene's Blue Script vector is grown in medium containing 50% Terrific broth and 50% luria broth and supplemented with 50 μg / ml ampicillin. Shake flask cultures (300 ml in 1000 ml baffled flasks) are grown overnight at 37 ° C. at 250 RPM. Cultures of each strain are centrifuged at 7,000 RPM in a Sorvall GS-3 rotor at 4 ° C. Resuspend the pelleted cells in 30 ml of 50 mM NaCl, 25 mM Tris base, pH 7.0. Using a Branson Model 450 sonicator, the enriched cells are crushed by sonicating eight times for about 10 seconds while cooling on ice between cycles. The sonicates are centrifuged in a Sorvall SS34 rotor at 6,000 RPM for 10 minutes at 4 ° C. The resulting supernatant is filtered through a 0.2μ filter. The pellet from the centrifuged sonicate is resuspended in 30 ml of 50 mM NaCl, 25 mM Tris base, pH 7.0.

【0087】 濾液の3ml分画を、10mlの50mMのNaCl、25mMのトリス塩基、pH7.0で予め
平衡させておいたBio-Rad Econo-Pac 10DGカラムに適用する。標本投入中に収集
されたフロースルーを廃棄する。NaCl−トリス平衡緩衝液各4mlをその後2
回付加しながら、標本を分別する。最初の3つの分画は検査用に取っておく。第
一分画は、約6,000重量molより大きいすべての物質を含有すべきである。そ
の後の分画は、6,000重量molより小さい物質を含有すべきである。
The 3 ml fraction of the filtrate is applied to a Bio-Rad Econo-Pac 10DG column pre-equilibrated with 10 ml of 50 mM NaCl, 25 mM Tris base, pH 7.0. Discard the flow-through collected during sample loading. 4 ml each of NaCl-Tris equilibration buffer
Separate the sample while adding it twice. The first three fractions are set aside for testing. The first fraction should contain all substances greater than about 6,000 weight mol. Subsequent fractions should contain less than 6,000 wmol.

【0088】 音波処理濾液および音波処理後の再懸濁化ペレットの標本を、10DGカラムから
の3つの分画とともに、表面汚染検定において、コナガ新生幼虫に及ぼす活性に
関して検査する。9369標本からの音波処理物および第一カラム分画の濾過上清は
、コナガに関して高活性である。9369からの第二および第三カラム分画は、活性
でない。Blue Scriptプラスミド培養を用いたDH5aからの標本はいずれも、いか
なる活性も有さない。これらの結果は、 Xenorhabdus nematophilusクローンpCI
B9369、ならびにpCIB9381、pCIB9354およびpCIB9383-21からの相同体に関してコ
ードされる殺昆虫活性が、6,000より大きい分子量であることを示唆する。
A sample of the sonicated filtrate and the resuspended pellet after sonication, together with the three fractions from the 10DG column, are tested for activity on the newborn moth larvae in a surface contamination assay. The sonicated product from the 9369 specimen and the filtered supernatant of the first column fraction are highly active with Conger. The second and third column fractions from 9369 are not active. None of the specimens from DH5a using the Blue Script plasmid culture have any activity. These results indicate that Xenorhabdus nematophilus clone pCI
The insecticidal activity encoded for B9369, and homologs from pCIB9381, pCIB9354 and pCIB9383-21, suggests a molecular weight greater than 6,000.

【0089】 実施例9:殺昆虫活性の安定性 100μg/mlのアンピシリンを補足した300mlのルリアブロスを、 pCIB9369に接
種し、37℃で一夜増殖させる。標本を滅菌15mlねじ蓋付管に入れ、22℃および4
℃で保存する。一標本を遠心分離し、上清を除去して、凍結乾燥し、22℃で保存
する。これらの標本をこれらの条件下で2週間保存した後、コナガに対してバイ
オアッセイを実行する。凍結乾燥物質を、標本を凍結乾燥する前と同一容積中に
再懸濁する。全標本を攪拌しながら再懸濁する。別の標本を100℃で5分間処理
する。処理 結果 22℃(2週間) ++ 4℃(2週間) ++ 凍結乾燥(2週間) ++ 100℃で5分間 na na=非活性 実施例10:殺昆虫活性の熱不活性化 毒素の熱安定性を確定する。大腸菌pCIB9369株(大腸菌宿主DH5a、Xenorhabdu
s nematophilusの3.0 kbDNAを保有)の一夜培養を、ルリアブロスとTerrific
ブロスの50:50混合物中で増殖させる。培養は、試験管ローラー上の培養管中で3
7℃で増殖させる。各培養の1ml標本を1.5mlエッペンドルフ管中に入れ、60℃、8
0℃で放置する。5分後に標本を取り出して、室温に冷却させる。この標本を培
養の未処理部分と一緒に、コナガに関して検定する。50μlの標本を飼料上に散
布して乾燥させ、コナガの新生幼虫を表面に適用する。検定物を室温で5日間イ
ンキュベートする。
Example 9 Stability of Insecticidal Activity 300 ml of Luria Broth supplemented with 100 μg / ml ampicillin are inoculated into pCIB9369 and grown at 37 ° C. overnight. Place the sample in a sterile 15 ml screw cap tube at 22 ° C and 4 ° C.
Store at ° C. One specimen is centrifuged, the supernatant is removed, lyophilized and stored at 22 ° C. After storing these specimens under these conditions for two weeks, bioassays are performed on Conger. The lyophilized material is resuspended in the same volume as before lyophilizing the specimen. Resuspend all samples with agitation. Another sample is processed at 100 ° C. for 5 minutes. Treatment Result 22 ° C. (2 weeks) ++ 4 ° C. (2 weeks) ++ Lyophilization (2 weeks) ++ 5 minutes at 100 ° C. na na = inactive Example 10: Heat inactivation of insecticidal activity Heat stability of toxin Confirm. E. coli pCIB9369 strain (E. coli host DH5a, Xenorhabdu
overnight culture containing 3.0 kb DNA of S. nematophilus) with Luria Broth and Terrific
Grow in a 50:50 mixture of broth. Culture was performed in culture tubes on test tube rollers.
Grow at 7 ° C. Place 1 ml specimens of each culture in 1.5 ml Eppendorf tubes, 60 ° C, 8
Leave at 0 ° C. After 5 minutes the specimen is removed and allowed to cool to room temperature. The specimen, along with the untreated portion of the culture, is assayed for Conger. 50 μl of the specimen are sprayed on the feed and dried, and the new moth larvae of Plutella are applied to the surface. The assay is incubated at room temperature for 5 days.

【0090】 未処理標本および60℃で処理した標本は、100%の死亡率を生じる。80℃で処
理した標本および飼料単独対照は、観察可能な死亡率を何も生じない。 実施例11:殺昆虫活性のプロテアーゼ処理 Xenorhabdus nematophilusコスミドクローンpCIB9369および大腸菌宿主DH5中のS
tratagene's Blue Scriptベクターを、50%Terrificブロスおよび50%ルリアブ
ロスを含有し、50μg/mlのアンピシリンを補充した培地中で増殖させる。振盪フ
ラスコ培養(1000 mlバフルドフラスコ中に300 ml)を250 RPMで37℃で一夜増殖
させる。各株の培養を4℃でSorvall GS-3 ローター中で7,000RPMで遠心分離する
。ペレット化細胞を、30 mlの50 mMNaCl、25 mMトリス塩基、pH7.0中に再
懸濁する。Branson Model 450音波処理機を用いて、周期間に氷上で冷却しなが
ら約10秒間を8回、音波処理することにより、濃縮細胞を粉砕する。音波処理物
をSorvall SS34ローター中で6,000 RPMで4℃で10分間、遠心分離する。その結果
生じる上清を0.2μのフィルターを通して濾過する。状勢の1 ml標本をCaCl2 の付加により5 mMCa++に調整する。プロテアーゼK(Gibco BRL; Gaithersbur
g, MD)を付加して、500μg/mlとする。標本を37℃で2および24時間インキュベ
ートする。対照標本を調製し、Ca++を付加し、プロテアーゼは含有せずにイン
キュベートする。
Untreated specimens and specimens treated at 60 ° C. result in 100% mortality. Specimens treated at 80 ° C. and feed-only controls produce no observable mortality. Example 11: Protease treatment of insecticidal activity Xenorhabdus nematophilus cosmid clone pCIB9369 and S in E. coli host DH5
The tratagene's Blue Script vector is grown in medium containing 50% Terrific broth and 50% luria broth and supplemented with 50 μg / ml ampicillin. Shake flask cultures (300 ml in 1000 ml baffled flasks) are grown overnight at 37 ° C. at 250 RPM. Cultures of each strain are centrifuged at 7,000 RPM in a Sorvall GS-3 rotor at 4 ° C. Resuspend the pelleted cells in 30 ml of 50 mM NaCl, 25 mM Tris base, pH 7.0. Using a Branson Model 450 sonicator, the enriched cells are crushed by sonicating eight times for about 10 seconds while cooling on ice between cycles. The sonicates are centrifuged in a Sorvall SS34 rotor at 6,000 RPM for 10 minutes at 4 ° C. The resulting supernatant is filtered through a 0.2μ filter. The 1 ml samples of Josei by the addition of CaCl 2 is adjusted to 5 MMCA ++. Protease K (Gibco BRL; Gaithersbur
g, MD) to make 500 μg / ml. The specimen is incubated at 37 ° C. for 2 and 24 hours. A control specimen is prepared, Ca ++ added and incubated without protease.

【0091】 遠心分離化音波処理物からのペレットを、30 mlの50 mMNaCl、25 mMトリ
ス塩基、pH7.0中に再懸濁する。 pCIB9369からの音波処理濾液および5 mMCa++の存在下でインキュベートしたpC
IB9369標本は、コナガPlutella xylostella新生幼虫に関して100%死亡率を生じ
る。Ca++の他にプロテアーゼKとともにインキュベートされたpCIB9369標本は
、コナガに関してわずかに低い約90%の死亡率を示す。
The pellet from the centrifuged sonicate is resuspended in 30 ml of 50 mM NaCl, 25 mM Tris base, pH 7.0. Sonicated filtrate from pCIB9369 and pC incubated in the presence of 5 mM Ca ++
The IB9369 specimen produces 100% mortality for the newborn larva Plutella xylostella. The pCIB9369 specimen incubated with Protease K in addition to Ca ++ shows a slightly lower mortality rate of about 90% for moths.

【0092】 実施例12:cry3Aのタンパク質配列および幼若ホルモンエステラーゼのタン
パク質配列を用いた配列比較 pCIB9369のヌクレオチド配列(配列番号1)は、ヌクレオチド569-979および104
5-2334に2つの開放読み取り枠(ORF)を明示する。ORF#1は、UWGCG Bla
st and Gapプログラムを用いた探索後、Genbank中のいかなる配列との相同も有
さない。 BlastプログラムによるpCIB9369のORF#2によりコードされるタン
パク質のGap分析は、バシラス属のBacillus thuringensis cry3Aタンパク質との
間の多少非有意の相同(21%の同一性)を同定する。しかしながら、Blastプロ
グラムによるpCIB9369のORF#2によりコードされるタンパク質(配列番号3
)のGap分析は、幼若ホルモンエステラーゼ関連タンパク質との相同(30.6%AA
同一性および44.1%AA類似性)を同定する(GenBank寄託番号2921553; Henikoff
et al., PNAS USA 89:10915-10919(1992))。
Example 12: Sequence comparison using cry3A protein sequence and juvenile hormone esterase protein sequence The nucleotide sequence of pCIB9369 (SEQ ID NO: 1) is shown in nucleotides 569-979 and 104.
At 5-2334, two open reading frames (ORFs) are specified. ORF # 1 is UWGCG Bla
After a search using the st and Gap program, there is no homology with any sequence in Genbank. Gap analysis of the protein encoded by ORF # 2 of pCIB9369 by the Blast program identifies a somewhat non-significant homology (21% identity) with the Bacillus Bacillus thuringensis cry3A protein. However, the protein encoded by ORF # 2 of pCIB9369 by the Blast program (SEQ ID NO: 3)
Gap analysis revealed homology with juvenile hormone esterase-related protein (30.6% AA)
Identity and 44.1% AA similarity) (GenBank accession number 2921553; Henikoff
et al., PNAS USA 89: 10915-10919 (1992)).

【0093】 pCIB9381、pCIB9354およびpCIB9383-21のヌクレオチド配列も、これらのクロ
ーンの各々における2つの開放読み取り枠を明示する。 pCIB9381およびpCIB938
3-21の各々における2つのORFのヌクレオチド配列は、pCIB9369のものと全部
で90%以上同一である。それゆえ、pCIB9381およびpCIB9383-21のORF#2タ
ンパク質は、pCIB9369のORF#2タンパク質の場合と同様に、幼若ホルモンエ
ステラーゼ関連タンパク質と本質的に同じ相同性を有する。 pCIB9354のORF
#1のヌクレオチド配列はpCIB9369のORF#1のヌクレオチド配列と77%同一
であり、pCIB9354のORF#2のヌクレオチド配列はpCIB9369のORF#2のヌ
クレオチド配列と79%同一である。pCIB9354のORF#2タンパク質も、幼若ホ
ルモンエステラーゼ関連タンパク質との相同性を有する(29.2%AA同一性および
42.2%AA類似性)。
The nucleotide sequences of pCIB9381, pCIB9354, and pCIB9383-21 also reveal two open reading frames in each of these clones. pCIB9381 and pCIB938
The nucleotide sequences of the two ORFs in each of 3-21 are over 90% identical in total to those of pCIB9369. Therefore, the ORF # 2 protein of pCIB9381 and pCIB9383-21 has essentially the same homology to the juvenile hormone esterase-related protein, as does the ORF # 2 protein of pCIB9369. ORF of pCIB9354
The nucleotide sequence of # 1 is 77% identical to the nucleotide sequence of ORF # 1 of pCIB9369, and the nucleotide sequence of ORF # 2 of pCIB9354 is 79% identical to the nucleotide sequence of ORF # 2 of pCIB9369. The ORF # 2 protein of pCIB9354 also has homology to juvenile hormone esterase-related proteins (29.2% AA identity and
42.2% AA similarity).

【0094】 実施例13:pCIB9369およびWO98/08388からの配列の配列比較 そのヌクレオチド配列がWO98/08388に記載された38.2 kbDNA断片から、各々6
0ヌクレオチド(60-mers)の22の配列を得て、pCIB9369を包含するCIB9362-3の
ヌクレオチド配列と比較する。最初の60-merは38.2 kbDNA断片の塩基1で始
まり、他の60-mersは約2.0 kb間隔でDNA断片上に位置する。38.2 kbDNA断
片上のそれらの位置を以下に示す: 1-60; 2,041-2,100; 4,021-4,080; 6,001-6,060; 8,041-8,100; 10,021-10,08
0; 12,001-12,060; 14,041-14,100; 16,021-16,080; 18,001-18,060; 20,041-20
,100; 22,021-22,080; 24,001-24,060; 26,041-26,100; 28,021-28,080; 30,001
-30,060; 32,041-32,100; 34,021-34,080; 36,001-36,060; 38,041-38,100; 38,
161-38,220. UWGCG Gapプログラムを用いて配列を比較し、22の60-mer配列の各々、ならび
にそれらの相補的配列を検査する。これらのアラインメントの結果は、同一性の
最高パーセントが53%であることを示したが、これは当業界では有意の相同では
ない。
Example 13: Sequence comparison of sequences from pCIB9369 and WO98 / 08388 The nucleotide sequence of which is 6
22 sequences of 0 nucleotides (60-mers) are obtained and compared to the nucleotide sequence of CIB9362-3 including pCIB9369. The first 60-mer starts at base 1 of the 38.2 kb DNA fragment and the other 60-mers are located on the DNA fragment at approximately 2.0 kb intervals. Their positions on the 38.2 kb DNA fragment are shown below: 1-60; 2,041-2,100; 4,021-4,080; 6,001-6,060; 8,041-8,100; 10,021-10,08
0; 12,001-12,060; 14,041-14,100; 16,021-16,080; 18,001-18,060; 20,041-20
, 100; 22,021-22,080; 24,001-24,060; 26,041-26,100; 28,021-28,080; 30,001
-30,060; 32,041-32,100; 34,021-34,080; 36,001-36,060; 38,041-38,100; 38,
161-38,220. Compare sequences using the UWGCG Gap program and check each of the 22 60-mer sequences, as well as their complementary sequences. The results of these alignments indicated that the highest percent identity was 53%, which is not a significant homology in the art.

【0095】 実施例14:WO98/08388配列から得られるプローブを用いたサザンブロット分
析 オリゴヌクレオチドの対を、WO98/08388で公開された38.2 kbDNA断片のD
NA断片を増幅するよう設計する。オリゴヌクレオチドは、Genosys Biotechnol
ogies(The Woodlands, Texas)から注文する。38.2 kbDNA断片中のそれらの
位置を、以下に示す。それらの、そして増幅化PCR断片のサイズも列挙する: VK1046: 位置20-40 VK1047: 位置2,078-2,100 VK1046およびVK1047を用いて増幅されるPCR断片のサイズ: 2,080 bp VK1048: 位置11,221-11,241 VK1049: 位置13,360-13,380 VK1048およびVK1049を用いて増幅されるPCR断片のサイズ: 2,120 bp VK1050: 位置26,581-26,601 VK1051: 位置28,537-28,560 VK1050およびVK1051を用いて増幅されるPCR断片のサイズ: 1,979 bp VK1052: 位置18,901-18,921 VK1053: 位置20,321-20,340 VK1052およびVK1053を用いて増幅されるPCR断片のサイズ: 1,439 bp VK1054: 位置34,261-34,281 VK1055: 位置35,320-35,340 VK1054およびVK1055を用いて増幅されるPCR断片のサイズ: 1,079 bp Perkin-Elmer 9600サーモサイクラーを用いて、以下の条件でPCR反応を完
了する:94℃、2分;次に94℃で30秒を30回;54℃で30秒;72℃で4分。標本は、
最終容積100μl中に800 ngのXenorhabdus nematophilusDNA、0.1〜0.5μMの
オリゴヌクレオチドの各対、250μMのdNTP、5UのTaqポリメラーゼおよび1X
緩衝液(Perkin-Elmer)を含有する。完了反応物をエタノール中に沈澱させて、
TE中に再懸濁し、1%SeaPlaque(FMC, Rockland, Maine)TBEゲル上に載せ
る。電気泳動処理後、エチジウムブロミド染色およびUV光下での可視化後、断
片をゲルから切り出す。ゲル薄片を65℃で融解し、10μlアリコートを10μl蒸留
水と混合し、5分間沸騰させ、氷上に載せる。次に、15μlのRandom Priming標
識緩衝液(GIBCO-BRL, Gaithersburg, MD)、6μlのdNTPミックス(dCT
Pは含有せず)、80μCiのα−dCT32Pおよび1μlのクレノウを混合する。標
識反応を、室温で60分で実行する。供給元の忠告にしたがって、Nickカラム(Ph
armacia Biotech)上で標本を浄化する。プローブを5分間沸騰させ、氷上に置
く。
Example 14 Southern Blot Analysis Using Probes Obtained from WO98 / 08388 Sequences Oligonucleotide pairs were converted to 38.2 kb DNA fragment published in WO98 / 08388.
Design to amplify NA fragments. Oligonucleotides are Genosys Biotechnol
Order from ogies (The Woodlands, Texas). Their positions in the 38.2 kb DNA fragment are shown below. Also listed are the sizes of those and the amplified PCR fragments: Positions 13,360-13,380 Size of PCR fragment amplified using VK1048 and VK1049: 2,120 bp VK1050: Positions 26,581-26,601 VK1051: Positions 28,537-28,560 Size of PCR fragment amplified using VK1050 and VK1051: 1,979 bp VK1052: Positions 18,901-18,921 VK1053: Size of PCR fragment amplified using positions 20,321-20,340 VK1052 and VK1053: 1,439 bp VK1054: Positions 34,261-34,281 VK1055: Positions 35,320-35,340 of PCR fragments amplified using VK1054 and VK1055 Size: Using a 1,079 bp Perkin-Elmer 9600 thermocycler, complete the PCR reaction under the following conditions: 94 ° C, 2 minutes; then 30 times at 94 ° C for 30 seconds; 54 ° C for 30 seconds; 72 ° C. 4 minutes. The specimen is
800 ng of Xenorhabdus nematophilus DNA, 0.1-0.5 μM each pair of oligonucleotides, 250 μM dNTPs, 5 U Taq polymerase and 1 × in a final volume of 100 μl
Contains buffer (Perkin-Elmer). The completed reaction was precipitated in ethanol,
Resuspend in TE and load on 1% SeaPlaque (FMC, Rockland, Maine) TBE gel. After electrophoresis, the fragments are excised from the gel after ethidium bromide staining and visualization under UV light. Melt the gel slices at 65 ° C., mix a 10 μl aliquot with 10 μl distilled water, boil for 5 minutes and place on ice. Next, 15 μl of Random Priming labeling buffer (GIBCO-BRL, Gaithersburg, MD) and 6 μl of dNTP mix (dCT
P-free), 80 μCi of α-dCT 32 P and 1 μl of Klenow are mixed. The labeling reaction is performed at room temperature for 60 minutes. Nick columns (Ph
armacia Biotech). The probe is boiled for 5 minutes and placed on ice.

【0096】 Xenorhabdus nematophilusの全DNA、コスミドpCIB9362およびpCIB9363(こ
れらのコスミドは、25 kbに亘って重複し、ともにCIB9369のDNA断片を含有す
る;pCIB9362はサブクローニングのために用いられた)由来のDNA、 ClaI、S
acIIまたはHindIIIで消化されたサブクローンpCIB9362-3(9 kb ScaII断片)お
よびpCIB9369(2.96 kb ClaI断片)由来のDNAを消化することにより、サザン
ブロットを実施する。消化反応物を0.75%アガロースTBEゲル上に載せて、一
夜走行させる。写真を撮って、Zeta-Probeハイブリダイゼーション膜にブロッテ
ィングするためにBio-Radが記載したのと同様に、ゲルを処理する。ブロッティ
ング後、膜を80℃で30分間焼き乾かす。次に膜を7%SDS、250 mMのリン酸ナ
トリウム、pH7.2中に入れて、67℃で30分間インキュベートする。新鮮な溶液
を付加し、67℃に平衡させた後、前記の放射性プローブを付加して、一夜ハイブ
リダイズさせる。膜を2 XSSC、0.5%SDS中で67℃で30分間、次に0.5 XS
SC、0.5%SDS中で67℃で30分間洗浄する。膜をフィルムに1時間および3時
間露出させる。フィルムを現像する。結果は、WO98/08388配列からのPCRプロ
ーブが本発明に記載したコスミドのDNAまたはサブクローンのDNAとハイブ
リダイズしないことを示す。しかしながら、X. nematophilusを用いて、強ハイ
ブリダイゼーション信号が観察される。
DNA from Xenorhabdus nematophilus total DNA, cosmids pCIB9362 and pCIB9363 (these cosmids overlap over 25 kb and both contain a DNA fragment of CIB9369; pCIB9362 was used for subcloning), ClaI, S
Southern blots are performed by digesting DNA from subclones pCIB9362-3 (9 kb ScaII fragment) and pCIB9369 (2.96 kb ClaI fragment) digested with acII or HindIII. Run the digestion reaction on a 0.75% agarose TBE gel and run overnight. Take a picture and process the gel as described by Bio-Rad for blotting on a Zeta-Probe hybridization membrane. After blotting, bake out the membrane at 80 ° C for 30 minutes. The membrane is then placed in 7% SDS, 250 mM sodium phosphate, pH 7.2 and incubated at 67 ° C. for 30 minutes. After adding fresh solution and equilibrating to 67 ° C., add the radioactive probe described above and hybridize overnight. The membrane is placed in 2 × SSC, 0.5% SDS at 67 ° C. for 30 minutes, then 0.5 × S
Wash in SC, 0.5% SDS at 67 ° C. for 30 minutes. The membrane is exposed to the film for 1 hour and 3 hours. Develop the film. The results show that the PCR probe from the WO98 / 08388 sequence does not hybridize to the cosmid DNA or subclone DNA described in the present invention. However, using X. nematophilus, a strong hybridization signal is observed.

【0097】 これらの結果は配列比較の結果を確証し、クローンpCIB9369がWO98/08388に記
載されたヌクレオチド配列とは異なることを示す。 B.異種微生物宿主中での本発明の核酸配列の発現 本発明のヌクレオチド配列の異種発現に適した微生物は、植物または根圏をコ
ロニー化し得るすべての微生物である。そういうものとして、それらは有害昆虫
と接触するようし向けられる。これらの例としては、グラム陰性微生物、例えば
シュードモナス属、エンテロバクター属およびセラチア属、グラム陽性微生物、
例えばバシラス属、ならびに真菌類のトリコデルマ属、グリオクラジウム属およ
びビール酵母菌Saccharomyces cerevisiaeが挙げられる。特に好ましい異種宿主
は、Pseudomonas fluorescens、Pseudomonas putida、Pseudomonas cepacia、Ps
eudomonas aureofaciens、Pseudomonas aurantiaca、Enterobacter cloacae、霊
菌Serratia marscesens、枯草菌Bacillus subtilis、Bacillus cereus、Trichod
erma viride、Trichoderma harianum、Gliocladium virensおよびビール酵母菌S
accharomyces cerevisiaeである。
These results confirm the results of the sequence comparison and indicate that clone pCIB9369 differs from the nucleotide sequence described in WO 98/08388. B. Expression of a nucleic acid sequence of the invention in a heterologous microbial host Suitable microorganisms for heterologous expression of a nucleotide sequence of the invention are any microorganisms capable of colonizing a plant or rhizosphere. As such, they are directed into contact with pests. These include, for example, Gram-negative microorganisms such as Pseudomonas, Enterobacter and Serratia, Gram-positive microorganisms,
Examples include the genus Bacillus, and the fungi Trichoderma, Gliocladium and the brewer's yeast Saccharomyces cerevisiae. Particularly preferred heterologous hosts are Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas putida, Pseudomonas cepacia, Ps
eudomonas aureofaciens, Pseudomonas aurantiaca, Enterobacter cloacae, Serratia marscesens, Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Trichod
erma viride, Trichoderma harianum, Gliocladium virens and brewer's yeast S
accharomyces cerevisiae.

【0098】 実施例19:大腸菌およびその他のグラム陰性細菌中でのヌクレオチド配列の
発現 多数の遺伝子が、異種的方法でグラム陰性細菌中で発現されてきた。発現ベク
ターpKK223-3(Pharmaciaカタログ#27-4935-01)は、大腸菌中での発現を可能
にする。このベクターは、lacリプレッサーにより調節され、IPTGにより誘導さ
れる強力なtacプロモーターを有する(Brosius, J. et al., Proc. Natl. Acad.
Sci. USA 81)。大腸菌中での使用のために、多数のその他の発現系が開発され
てきた。熱誘導性発現ベクターpPL(Pharmacea #27-4946-01)は、タンパク質の
高レベルの発現を可能にする、厳密に調節されたバクテリオファージλを使用す
る。lacプロモーターは発現の別の手段を提供するが、しかしそのプロモーター
はtacプロモーターと同様の高レベルでは発現されない。これらの発現系ベクタ
ーのいくつかに広範な宿主範囲レプリコンを付加すると、密接に関連したグラム
陰性細菌、例えばシュードモナス、エンテロバクター、セラチアおよびエルウィ
ニア属の細菌中でのヌクレオチド配列の発現が可能である。例えば、pLRKD211(
Kaiser & Kroos, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81:5816-5820(1984))は、多
数のグラム陰性細菌中での複製を可能にする広範な宿主範囲レプリコンori Tを
含有する。
Example 19: Expression of nucleotide sequences in E. coli and other Gram-negative bacteria A number of genes have been expressed in Gram-negative bacteria in a heterologous manner. The expression vector pKK223-3 (Pharmacia catalog # 27-4935-01) allows for expression in E. coli. This vector has a strong tac promoter regulated by the lac repressor and induced by IPTG (Brosius, J. et al., Proc. Natl. Acad.
Sci. USA 81). A number of other expression systems have been developed for use in E. coli. The heat-inducible expression vector pPL (Pharmacea # 27-4946-01) uses a tightly regulated bacteriophage λ that allows for high level expression of the protein. The lac promoter provides another means of expression, but the promoter is not expressed at the same high levels as the tac promoter. The addition of a broad host range replicon to some of these expression system vectors allows expression of the nucleotide sequence in closely related Gram-negative bacteria such as Pseudomonas, Enterobacter, Serratia and Erwinia bacteria. For example, pLRKD211 (
Natl. Acad. Sci. USA 81: 5816-5820 (1984)) contains a broad host range replicon ori T that allows replication in a large number of Gram-negative bacteria.

【0099】 大腸菌中では、IPTGによる誘導は、tac(即ちtrp-lac)プロモーターの発現の
ために必要である。この同一プロモーター(例えば、広宿主範囲プラスミドpLRK
D211上の)がシュードモナス中に導入された場合、それはIPTGによる誘導を伴わ
ずに、構成的に活性である。このtrp-lacプロモーターは、このような遺伝子の
構成性発現のためのシュードモナスまたはあらゆるその他の密接に関連した細菌
中での発現のために、当該するあらゆる遺伝子またはオペロンの前方に置かれ得
る。したがって、その発現が殺昆虫毒素を生じるヌクレオチド配列は、強力な構
成性プロモーターの後ろに置かれ、植物または根圏コロニー化特性を有する細菌
に移入されて、この生物体を殺昆虫剤にする。その他の考え得るプロモーターは
、グラム陰性細菌中でのヌクレオチド配列の構成性発現のために用いられ得る。
これらの例としては、例えばシュードモナス調節遺伝子gafAおよびlemA(WO94/0
1561)からのプロモーター、ならびにPseudomonas savastanoi IAAオペロンプロ
モーター(Gaffney et al., J. Bacteriol. 172:5593-5601(1990))が挙げら
れる。
In E. coli, induction by IPTG is required for expression of the tac (ie, trp-lac) promoter. This same promoter (eg, the broad host range plasmid pLRK)
When D211) is introduced into Pseudomonas, it is constitutively active without induction by IPTG. The trp-lac promoter can be placed in front of any gene or operon of interest for expression in Pseudomonas or any other closely related bacteria for constitutive expression of such genes. Thus, the nucleotide sequence whose expression results in an insecticidal toxin is placed behind a strong constitutive promoter and is transferred to a plant or a bacterium with rhizosphere colonization properties, rendering the organism an insecticide. Other possible promoters can be used for constitutive expression of the nucleotide sequence in Gram-negative bacteria.
Examples of these include, for example, the pseudomonas regulatory genes gafA and lemA (WO94 / 0
1561), as well as the Pseudomonas savastanoi IAA operon promoter (Gaffney et al., J. Bacteriol. 172: 5593-5601 (1990)).

【0100】 実施例20:グラム陽性細菌中でのヌクレオチド配列の発現 グラム陽性細菌中でのヌクレオチド配列の異種発現は、殺昆虫毒素のもう一つ
の産生手段である。バシラス属およびストレプトミセス属に関する発現系は、も
っともよく特性化されている。肺炎連鎖球菌Streptococcus pneumoniaeからのエ
リスロマイシン耐性遺伝子(ermR)のためのプロモーターは、グラム陽性好気性
菌および嫌気性菌中で、ならびに大腸菌中でも活性であることが示されている(
Trieu-Cuot et al., Nucl. Acids Res. 18:3660(1990))。チオストレプトン
遺伝子からのさらに別の抗生物質耐性プロモーターは、ストレプトミセスクロー
ニングベクター中で用いられている(Bibb, Mol. Gen. Genet. 199:26-36(1985
))。シャトルベクターpHT3101も、バシラス属中での発現に適している(Lerec
lus, FEMS Microbiol Lett 60:211-218(1989))。このアプローチの有意の利
点は、多数のグラム陽性細菌が、より長い保存寿命を有する殺昆虫剤を生成する
処方物中に用いられ得る花粉を生じることである。バシラス属およびストレプト
ミセス属は、土壌の活動的移住種である。
Example 20: Expression of nucleotide sequences in Gram-positive bacteria Heterologous expression of nucleotide sequences in Gram-positive bacteria is another means of producing insecticidal toxins. Expression systems for Bacillus and Streptomyces are the best characterized. The promoter for the erythromycin resistance gene (ermR) from S. pneumoniae Streptococcus pneumoniae has been shown to be active in Gram-positive aerobic and anaerobic bacteria, as well as in E. coli (
Trieu-Cuot et al., Nucl. Acids Res. 18: 3660 (1990)). Yet another antibiotic resistance promoter from the thiostrepton gene has been used in Streptomyces cloning vectors (Bibb, Mol. Gen. Genet. 199: 26-36 (1985).
)). The shuttle vector pHT3101 is also suitable for expression in Bacillus (Lerec
lus, FEMS Microbiol Lett 60: 211-218 (1989)). A significant advantage of this approach is that many Gram-positive bacteria produce pollen that can be used in formulations that produce insecticides with a longer shelf life. Bacillus and Streptomyces are active migratory species of soil.

【0101】 実施例21:真菌類におけるヌクレオチド配列の発現 Trichoderma harianumおよびGliocladium virensは、野外での種々のレベルの
生物制御を提供することが示されている(米国特許第5,165,928号および米国特
許第4,996,157号(ともにCornell Research Foundation))。その発現が殺昆虫
毒素を生じるヌクレオチド配列は、このような真菌類中で発現され得る。これは
、当業界で周知の多数の方法により成し遂げられ得る。1つは、PEGまたは電
気穿孔媒介技法による真菌のプロトプラスト媒介性形質転換である。あるいは、
粒子衝撃を用いて、再生成熟構造に発達する能力を有するプロトプラストまたは
その他の真菌細胞を形質転換し得る。元々、アスペルギルス属の形質転換のため
に開発され、目下、真菌類の形質転換のために広範に用いられているベクターpA
N7-1(Curragh et al., Mycol. Res. 97(3):313-317(1992); Tooley et al.
, Curr. Genet. 21:55-60(1992); Punt et al., Gene 56:117-124(1987))
は、ヌクレオチド配列を含有するよう工学処理される。このプラスミドは、Aspe
rgillus nidulans gpdプロモーターおよびtrpCターミネーターと側面を接する大
腸菌ヒグロマイシンB耐性遺伝子を含有する(Punt et al., Gene 56:117-124(
1987))。
Example 21 Expression of Nucleotide Sequences in Fungi Trichoderma harianum and Gliocladium virens have been shown to provide varying levels of biocontrol in the field (US Pat. Nos. 5,165,928 and 4,996,157). (Cornell Research Foundation). Nucleotide sequences whose expression results in an insecticidal toxin can be expressed in such fungi. This can be accomplished by a number of methods well known in the art. One is protoplast-mediated transformation of fungi by PEG or electroporation-mediated techniques. Or,
Particle bombardment can be used to transform protoplasts or other fungal cells that have the ability to develop into rejuvenated mature structures. The vector pA, originally developed for the transformation of Aspergillus sp., Is now widely used for the transformation of fungi
N7-1 (Curragh et al., Mycol. Res. 97 (3): 313-317 (1992); Tooley et al.
, Curr. Genet. 21: 55-60 (1992); Punt et al., Gene 56: 117-124 (1987))
Is engineered to contain the nucleotide sequence. This plasmid is
Contains the E. coli hygromycin B resistance gene flanking the rgillus nidulans gpd promoter and trpC terminator (Punt et al., Gene 56: 117-124 (
1987)).

【0102】 好ましい実施態様では、本発明の核酸は酵母菌のビール酵母菌Saccharomyces
cerevisiae中で発現される。例えば、pCIB9369、 pCIB9381、pCIB9354またはpCI
B9383からの2つのORFの各々は、GAL1誘導性プロモーターおよびCYC1ターミ
ネーターを有する個々のベクター中でクローン化される。各ベクターは、アンピ
シリン耐性および2μのレプリコンを有する。ベクターは、なるべく並びにそれ
らの酵母菌増殖マーカーが異なる。構築物は、別個におよび一緒に、ビール酵母
菌中で形質転換させる。ORFは一緒に発現され、タンパク質発現および殺昆虫
活性に関して検査される。
In a preferred embodiment, the nucleic acids of the invention are of the yeast brewer's yeast Saccharomyces.
cerevisiae. For example, pCIB9369, pCIB9381, pCIB9354 or pCI
Each of the two ORFs from B9383 is cloned in a separate vector with a GAL1 inducible promoter and a CYC1 terminator. Each vector has ampicillin resistance and a 2μ replicon. The vectors preferably differ in their yeast growth markers as well. The constructs are transformed separately and together in brewer's yeast. ORFs are expressed together and tested for protein expression and insecticidal activity.

【0103】 C.殺昆虫毒素の処方物 単離毒素を、あるいはそれを産生し、そして前記の実施例に記載されている細
胞の懸濁液または濃縮物を包含する活性成分を用いて、殺昆虫処方物を製造する
。例えば、殺昆虫毒素を発現する大腸菌細胞を用いて、有害昆虫を制御し得る。
処方物は、液体または固体形態で製造される。それを以下で説明する。
C. The formulation isolation toxins insecticidal toxins, or it produces, and using encompasses active ingredient suspension or concentrate of cells described in the previous examples, producing insecticidal formulation I do. For example, pest insects can be controlled using E. coli cells expressing insecticidal toxins.
The formulations are manufactured in liquid or solid form. It is described below.

【0104】 実施例18.:殺昆虫組成物の液体処方物 以下の実施例では、組成物のパーセンテージは、重量で示される。Embodiment 18 FIG. : Liquid formulation of insecticidal composition In the following examples, percentages of the composition are given by weight.

【0105】[0105]

【表2】 [Table 2]

【0106】 水で稀釈することにより、あらゆる必要濃度のエマルションがこのような濃縮
物から製造され得る。
Emulsions of any required concentration can be produced from such concentrates by dilution with water.

【0107】[0107]

【表3】 [Table 3]

【0108】 これらの溶液は、微小滴の形態での適用に適している。[0108] These solutions are suitable for application in the form of microdroplets.

【0109】[0109]

【表4】 [Table 4]

【0110】 活性成分は、塩化メチレン中に溶解され、溶液は担体上に噴霧され、そして溶
媒は実質的に真空で蒸発される。
The active ingredient is dissolved in methylene chloride, the solution is sprayed on the carrier, and the solvent is evaporated off in vacuo.

【0111】[0111]

【表5】 [Table 5]

【0112】 易使用性ダストは、担体を活性成分と密接して混合することにより得られる。 実施例19:殺昆虫組成物の固体処方物 以下の実施例では、組成物のパーセンテージは、重量で示される。[0112] Easy-to-use dusts are obtained by intimately mixing the carrier with the active ingredient. Example 19: Solid formulation of an insecticidal composition In the following examples, percentages of the compositions are given by weight.

【0113】[0113]

【表6】 [Table 6]

【0114】 活性成分をアジュバントと十分に混合し、混合物を適切なミルで十分に粉砕し
て、水で稀釈されて所望の濃度の懸濁液を生じ得る湿潤性粉末を生成する。
The active ingredient is thoroughly mixed with the adjuvant, and the mixture is triturated well with a suitable mill to produce a wettable powder that can be diluted with water to give a suspension of the desired concentration.

【0115】[0115]

【表7】 [Table 7]

【0116】 水での稀釈により、この濃縮物からあらゆる必要濃度のエマルションが得られ
る。
Dilution with water gives the emulsion of any required concentration from this concentrate.

【0117】[0117]

【表8】 [Table 8]

【0118】 易使用性ダストは、活性成分を担体と混合し、混合物を適切なミルで粉砕する
ことにより得られる。
Easy-to-use dusts are obtained by mixing the active ingredient with a carrier and comminuting the mixture with a suitable mill.

【0119】[0119]

【表9】 [Table 9]

【0120】 活性成分をアジュバントと十分に混合し、粉砕して、その後混合物を水で湿ら
せる。混合物を押し出した後、空気流中で乾燥させる。
The active ingredient is mixed thoroughly with the adjuvant, ground and the mixture is then moistened with water. After extruding the mixture, it is dried in a stream of air.

【0121】[0121]

【表10】 [Table 10]

【0122】 微粉活性成分をミキサー中で、ポリエチレングリコールで湿らせたカオリンに
均一に適用する。このようにして非粉末状被覆顆粒を得る。
The finely divided active ingredient is evenly applied in a mixer to kaolin moistened with polyethylene glycol. In this way, non-powder coated granules are obtained.

【0123】[0123]

【表11】 [Table 11]

【0124】 微粉活性成分をアジュバントと十分に混合し、水で稀釈してあらゆる所望濃度
の懸濁液を生じ得る懸濁濃縮物を生成する。 D.トランスジェニック植物におけるヌクレオチド配列の発現 本出願に記載した核酸配列を、慣用的組換えDNA技術を用いて、植物細胞中
に組み入れ得る。一般に、これは、当業界で既知の標準クローニング法を用いて
、コード配列が異種である(即ち普通では存在しない)発現系中に本発明のコー
ド配列を挿入することを包含する。ベクターは、挿入タンパク質コード配列の転
写および翻訳に必要な素子を含有する。当業界で既知の多数のベクター系、例え
ばプラスミド、バクテリオファージウイルスおよびその他の修飾ウイルスが用い
られ得る。適切なベクターとしては、ウイルスベクター、例えばλベクター系、
λgtI1,λgtI0およびシャロン4;プラスミドベクター、例えばpBI121、pBR322
、pACYC177、pACYC184、pARシリーズ、pKK223-3、pUC8、pUC9、pUC18、pUC19、p
LG339、pRK290、pKC37、pKC101、pCDNAII;およびその他の同様の系が挙げられ
るが、これらに限定されない。発現系の構成成分を、発現を増大するために修飾
し得る。例えば、切頭配列、ヌクレオチド置換またはその他の修飾を用い得る。
本明細書中に記載した発現系を用いて、適切な条件下で事実上あらゆる作物植物
細胞を形質転換し得る。形質転換細胞は、本発明のヌクレオチド配列がトランス
ジェニック植物に昆虫耐性を付与するように、全植物体中で再生され得る。
The finely divided active ingredient is thoroughly mixed with the adjuvant and diluted with water to produce a suspension concentrate that can produce a suspension of any desired concentration. D. Expression of nucleotide sequences in transgenic plants The nucleic acid sequences described in this application can be incorporated 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 heterogeneous (ie, not normally present) using standard cloning techniques known in the art. The vector contains the necessary elements for the transcription and translation of the inserted protein coding sequence. Many vector systems known in the art can be used, such as plasmids, bacteriophage viruses and other modified viruses. Suitable vectors include viral vectors, such as the λ vector system,
λgtI1, λgtI0 and Sharon 4; plasmid vectors such as pBI121, pBR322
, PACYC177, pACYC184, pAR series, pKK223-3, pUC8, pUC9, pUC18, pUC19, p
LG339, pRK290, pKC37, pKC101, pCDNAII; 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 used.
The expression system described herein can be used to transform virtually any crop plant cell under appropriate conditions. Transformed cells can be regenerated in whole plants such that the nucleotide sequences of the present invention confer insect resistance on the transgenic plant.

【0125】 実施例22:コード配列および隣接配列の修飾 本出願中に記載したヌクレオチド配列を、トランスジェニック植物宿主中での
発現のために修飾し得る。ヌクレオチド配列を発現し、その細胞中に殺昆虫毒素
を産生する宿主植物は、昆虫侵襲に対する耐性増強を示し、したがってこのよう
な侵襲に伴う作物損失に耐えるような良好な備えを有する。
Example 22 Modification of Coding Sequence and Flanking Sequences The nucleotide sequences described in this application may be modified for expression in a transgenic plant host. Host plants that express the nucleotide sequence and produce insecticidal toxins in their cells exhibit enhanced resistance to insect infestation and thus have good provisions to withstand crop losses associated with such infestation.

【0126】 微生物供給源から得られる遺伝子の植物中でのトランスジェニック発現は、植
物中でのそれらの発現を達成し且つ最適化するためにそれらの遺伝子の修飾を必
要とする。特に、別々の酵素をコードするが、しかし元の微生物中の同一転写物
によりコードされる細菌ORFは、別個の転写物に関して植物中で最良に発現さ
れる。これを成し遂げるために、各微生物ORFを別々に単離し、ORFの5’
末端に植物プロモーター配列を、そしてORFの3’末端に植物転写ターミネー
ターを提供するカセット内でクローン化する。単離ORF配列は、好ましくは、
開始ATGコドンおよび終止STOPコドンを含むが、しかし開始ATGおよび
終止STOPコドンの向こうに付加的配列を含み得る。さらに、ORFは、切頭
化されるが、しかし依然として必要な活性を保持する。特に長ORFに関しては
、活性を保持する切頭化バージョンが、トランスジェニック生物中での発現のた
めには好ましい。「植物プロモーター」および「植物転写ターミネーター」とは
、植物細胞内で作動するプロモーターおよび転写ターミネーターを意味するもの
とする。これは、非植物供給源、例えばウイルス(一例は、カリフラワーモザイ
クウイルスである)から得られるプロモーターおよび転写ターミネーターを含む
Transgenic expression in plants of genes obtained from microbial sources requires modification of those genes to achieve and optimize their expression in plants. In particular, bacterial ORFs that encode separate enzymes but are encoded by the same transcript in the original microorganism are best expressed in plants with respect to separate transcripts. To accomplish this, each microbial ORF is isolated separately and 5 ′ of the ORF.
The plant promoter sequence is cloned at the end and in a cassette providing a plant transcription terminator at the 3 'end of the ORF. The isolated ORF sequence is preferably
It includes a start ATG codon and a stop STOP codon, but may include additional sequences beyond the start ATG and stop STOP codon. In addition, the ORF is truncated, but still retains the required activity. Particularly for long ORFs, truncated versions that retain activity are preferred for expression in transgenic organisms. “Plant promoter” and “plant transcription terminator” shall mean promoters and transcription terminators that operate in plant cells. This includes promoters and transcription terminators obtained from non-plant sources, such as viruses (one example is cauliflower mosaic virus).

【0127】 いくつかの場合には、ORFコード配列および隣接配列に対する修飾は必要な
い。当該ORFを含有する断片を単離し、そしてそれを植物プロモーターの下流
にそれを挿入することで十分である。例えば、Gaffney等(Science 261:754-756
(1993))は、コード配列の修飾を伴わずに、そして、依然としてnahGORFに
結合されたままのATGの上流のxbpのシュードモナス遺伝子およびSTOPコ
ドンの下流のybpを伴って、CaMV 35SプロモーターおよびCaMV tmIターミネータ
ーの制御下で、トランスジェニック植物中でシュードモナスnahG遺伝子を首尾よ
く発現させた。好ましくは、小隣接微生物配列は、ATGの上流およびSTOP
コドンの下流に結合されたままであるべきである。実際、このような構築は、制
限部位の利用可能性により得る。
In some cases, no modifications to the ORF coding sequence and flanking sequences are required. It is sufficient to isolate the fragment containing the ORF and insert it downstream of the plant promoter. For example, Gaffney et al. (Science 261: 754-756)
(1993)), without modification of the coding sequence and with the Pseudomonas gene xbp upstream of the ATG and ybp downstream of the STOP codon, still with the nahGORF attached. The Pseudomonas nahG gene was successfully expressed in transgenic plants under the control of the terminator. Preferably, the small flanking microbial sequences are upstream of ATG and STOP.
It should remain linked downstream of the codon. Indeed, such a construction results from the availability of restriction sites.

【0128】 他の場合には、微生物供給源から得られる遺伝子の発現は、発現における問題
を提供し得る。これらの問題は当業界で十分特性化されており、バシラス属のよ
うなある種の供給源から得られる遺伝子に関して特に一般的である。これらの問
題は、本発明のヌクレオチド配列にも当てはまり、これらの遺伝子の修飾は、当
業界で周知の技術を用いて成され得る。以下の問題が発生し得る: 1.コドン使用法 植物における好ましいコドン使用法は、ある種の微生物における好ましいコド
ン使用法とは異なる。クローン化微生物ORF内でのコドンの使用と植物遺伝子
(そして特に、標的植物からの遺伝子)におけるコドンの使用との比較は、好ま
しくは変更さるべきORF内のコドンの確認を可能にする。典型的には、植物進
化は、単子葉類の第三塩基位置における強いヌクレオチドCおよびG選択傾向を
有するが、一方、双子葉類はしばしば、この位置にヌクレオチドAまたはTを使
用する。特定の標的トランスジェニック種のための好ましいコドン使用を組み入
れるために遺伝子を修飾することにより、GC/AT含量および非正統的スプラ
イシングに関して後述する問題の多くが克服される。
In other cases, expression of a gene obtained from a microbial source may present a problem in expression. These problems have been well characterized in the art and are particularly common for genes obtained from certain sources, such as Bacillus. These issues also apply to the nucleotide sequences of the present invention, and modifications of these genes can be made using techniques well known in the art. The following problems can occur: Codon usage The preferred codon usage in plants differs from the preferred codon usage in certain microorganisms. Comparison of the use of codons in the cloned microbial ORF with the use of codons in plant genes (and, in particular, genes from the target plant) allows identification of codons in the ORF that are preferably to be changed. Typically, plant evolution has a strong propensity to select nucleotides C and G at the third base position of monocots, while dicots often use nucleotides A or T at this position. Modifying a gene to incorporate preferred codon usage for a particular target transgenic species overcomes many of the problems described below regarding GC / AT content and illegitimate splicing.

【0129】 2.GC/AT含量 植物遺伝子は、典型的には、35%より多いGC含量を有する。AおよびTヌク
レオチドが豊富なORF配列は、植物におけるいくつかの問題を引き起こし得る
。第一に、ATTTAのモチーフは、メッセージの不安定化を生じると考えられ、多
数の短命mRNAの3’末端に見出される。第二に、メッセージ内の不適切な位
置でのポリアデニル化信号、例えばAATAAAの発生は、転写の早期切頭化を引き起
こすと考えられる。さらに、単子葉類は、スプライス部位として富AT配列を認
識し得る(下記参照)。
[0129] 2. GC / AT content Plant genes typically have a GC content of more than 35%. ORF sequences rich in A and T nucleotides can cause several problems in plants. First, the motif of ATTTA is thought to cause message destabilization and is found at the 3 'end of many short-lived mRNAs. Second, the occurrence of a polyadenylation signal, eg, AATAAA, at an inappropriate position in the message is likely to cause premature truncation of transcription. In addition, monocots may recognize AT-rich sequences as splice sites (see below).

【0130】 3.開始メチオニンに隣接する配列 植物は、それらのメッセージが限定されたリボソーム結合部位を保有しないと
いう点で微生物と異なる。むしろ、リボソームはメッセージの5’末端に結合し
、翻訳を開始するための最初の利用可能なATGに関して精査する、と考えられ
る。それにもかかわらず、ATGに隣接するある種のヌクレオチドに対する選択
が存在し、微生物遺伝子の発現は、ATGでの真核生物コンセンサス翻訳イニシ
エーターの含入により増強され得る、と考えられる。Clontech(1993/1994カタ
ログ、210ページ)(この記載内容は、参照により本明細書中に含まれる)は、
植物中での大腸菌uidA遺伝子の発現のためのコンセンサス翻訳イニシエーターと
しての一配列を示唆している。さらに、Joshi(NAR 15:6643-6653(1987))(
この記載内容は、参照により本明細書中に含まれる)は、ATGに隣接する多数
の植物配列を比較して、別のコンセンサス配列を示唆している。植物中での微生
物ORFの発現に際して困難に遭遇する状況では、開始ATGでのこれらの配列
の1つの含入は、翻訳を改良し得る。このような場合、コンセンサス配列の最後
の3つのヌクレオチドは、第二AA残基のそれらの修飾のために、修飾配列中の
含入には適切でない。開始メチオニンに隣接する好ましい配列は、異なる植物種
間で異なり得る。GenBankデータベースに位置する14のトウモロコシ遺伝子の探
索は、以下の結果を提供した:
[0130] 3. Sequences flanking the initiating methionine Plants differ from microorganisms in that their messages do not possess a defined ribosome binding site. Rather, it is believed that the ribosome binds to the 5 'end of the message and probes for the first available ATG to initiate translation. Nevertheless, it is believed that there is a preference for certain nucleotides adjacent to the ATG and that microbial gene expression can be enhanced by inclusion of a eukaryotic consensus translation initiator at the ATG. Clontech (1993/1994 catalog, page 210), which is incorporated herein by reference,
Suggests a sequence as a consensus translation initiator for expression of the E. coli uidA gene in plants. In addition, Joshi (NAR 15: 6643-6653 (1987))
The description of which is incorporated herein by reference) compares a number of plant sequences adjacent to the ATG and suggests another consensus sequence. In situations where difficulties are encountered in expressing the microbial ORF in plants, the inclusion of one of these sequences in the starting ATG may improve translation. In such cases, the last three nucleotides of the consensus sequence are not suitable for inclusion in the modified sequence due to their modification of the second AA residue. Preferred sequences flanking the initiating methionine may vary between different plant species. A search for 14 corn genes located in the GenBank database provided the following results:

【0131】[0131]

【表12】 [Table 12]

【0132】 この分析は、ヌクレオチド配列が組み入れられている所望の植物種、ならびに
好ましいヌクレオチドを組み入れるために修飾されるATGに隣接する配列に関
して成され得る。 4.非正統的スプライス部位の除去 非植物供給源からクローン化され、植物中での発現のために最適化されていな
い遺伝子は、5’または3’スプライス部位として植物中で認識され、開裂され
て、したがって切頭化または欠失化メッセージを生成し得るモチーフも含有し得
る。これらの部位は、当業界で周知の技術を用いて除去し得る。
This analysis can be performed on the desired plant species into which the nucleotide sequence has been incorporated, as well as on the sequence adjacent to the ATG that is modified to incorporate the preferred nucleotide. 4. Removal of unorthodox splice sites Genes cloned from non-plant sources and not optimized for expression in plants are recognized in plants as 5 'or 3' splice sites and cleaved, Thus, it may also contain motifs that can generate truncated or deleted messages. These sites can be removed using techniques well known in the art.

【0133】 コード配列および隣接配列の修飾のための技術は、当業界で周知である。微生
物ORFの初期発現が低く、そして前記のような配列に変更させるのが適切であ
るとみなされる場合には、当業界で周知の方法により、合成遺伝子の構築が達成
され得る。これらは、例えば、公開済み特許開示EP0385962(Monsanto)、EP035
9472(Lubrizol)およびWO93/07278(Ciba-Geigy)(これらの記載内容は、参照
により本明細書中に含まれる)に記載されている。ほとんどの場合、トランスジ
ェニック植物へのそれらの移入の前に、短期検定プロトコール(当業界で周知)
を用いて遺伝子構築物の発現を検定するのが好ましい。
Techniques for modifying coding sequences and flanking sequences are well known in the art. If the initial expression of the microbial ORF is low and it is deemed appropriate to alter the sequence as described above, construction of synthetic genes can be achieved by methods well known in the art. These are, for example, the published patent disclosures EP0385962 (Monsanto), EP035
9472 (Lubrizol) and WO 93/07278 (Ciba-Geigy), the contents of which are incorporated herein by reference. In most cases, short-term assay protocols (known in the art) are used prior to their transfer to transgenic plants.
Preferably, the expression of the gene construct is assayed using.

【0134】 実施例23:植物発現カセットの構築 トランスジェニック植物中での発現を意図されたコード配列は、植物中で発現
可能な適切なプロモーターの後の発現カセット中に先ず組み立てられる。発現カ
セットは、トランスジーンの発現に必要な、またはそのために選択される任意の
さらにべつの配列も包含し得る。このような配列としては、転写ターミネーター
、発現を増強するための外来配列、例えばイントロン、生命維持配列、ならびに
特定の細胞小器官および細胞区画に対する遺伝子生成物の標的化を意図された配
列が挙げられるが、これらに限定されない。これらの発現カセットは、次に、下
記の植物形質転換ベクターに容易に移入し得る。以下は、典型的発現カセットの
種々の構成成分の説明である。
Example 23: Construction of a plant expression cassette A coding sequence intended for expression in a transgenic plant is first assembled into an expression cassette after a suitable promoter that can be expressed in the plant. The expression cassette may also include any additional sequences required or selected for expression of the transgene. Such sequences include transcription terminators, exogenous sequences to enhance expression, such as introns, life support sequences, and sequences intended to target gene products to particular organelles and cell compartments. However, it is not limited to these. These expression cassettes can then be easily transferred into the plant transformation vectors described below. The following is a description of the various components of a typical expression cassette.

【0135】 1.プロモーター 発現カセット中に用いられるプロモーターの選択は、トランスジェニック植物
中でのトランスジーンの空間的および時間的発現パターンを確定する。選択プロ
モーターは、特定の種類の細胞(例えば、葉表皮細胞、葉肉細胞、根の皮質細胞
)中で、または特定の組織または器官(例えば、根、葉または花)中でトランス
ジーンを発現し、そしてその選択は、遺伝子生成物の蓄積の望ましい位置を反映
する。あるいは、選択プロモーターは、種々の誘導条件下での遺伝子の発現を駆
動し得る。プロモーターは、それらの強度が、即ち転写を促す能力が異なる。利
用される宿主細胞系によって、遺伝子のネイティブプロモーターを含めた多数の
適切なプロモーターのいずれかを用い得る。以下は、発現カセット中に用いられ
得るプロモーターの例であるが、これらに限定されない。
[0135] 1. Promoter The selection of the promoter used in the expression cassette will determine the spatial and temporal expression pattern of the transgene in the transgenic plant. The selection promoter expresses the transgene in a particular type of cell (eg, leaf epidermal cells, mesophyll cells, root cortical cells) or in a particular tissue or organ (eg, root, leaf or flower); And the choice reflects the desired location of accumulation of the gene product. Alternatively, a selection promoter can drive expression of the gene under various inducing conditions. Promoters differ in their strength, ie, their ability to promote transcription. Depending on the host cell system employed, any of a number of suitable promoters may be used, including the native promoter for the gene. The following are examples of, but not limited to, promoters that can be used in expression cassettes.

【0136】 a.構成性発現、ユビキチンプロモーター: ユビキチンは、多数の種類の細胞中に蓄積することが知られている遺伝子生成
物であり、そのプロモーターは、トランスジェニック植物中に用いるためにいく
つかの種からクローン化されてきた(例えば、ヒマワリ−Binet et al., Plant
Science 79:87-94(1991);トウモロコシ−Christensen et al., Plant Molec.
Biol. 12:619-632(1989);およびシロイヌナズナ−Norris et al., Plant Mol.
Biol. 21:895-906(1993))。トウモロコシユビキチンプロモーターはトラン
スジェニック単子葉類系で開発され、単子葉類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、特許公告EP0342926(Lubrizol)(この記載内容は、参
照により本明細書中に含まれる)に開示されている。Taylor等(Plant Cell Rep
. 12:491-495(1993))は、トウモロコシユビキチンプロモーターおよび最初の
イントロンを包含するベクター(pAHC25)、ならびに微小射出衝撃により導入さ
れる場合の多数の単子葉類の細胞懸濁液中のその高活性を記載する。シロイヌナ
ズナユビキチンプロモーターは、本発明のヌクレオチド配列とともに使用するの
に理想的である。ユビキチンプロモーターは、単子葉類および双子葉類の両方の
トランスジェニック植物中での遺伝子発現に適している。適切なベクターは、pA
HC25の誘導体、あるいは、適切なユビキチンプロモーターおよび/またはイント
ロン配列の導入により修飾される、本出願に記載した形質転換プロモーターのい
ずれかである。
A. Constitutive expression, ubiquitin promoter: Ubiquitin is a gene product known to accumulate in many types of cells and its promoter has been cloned from several species for use in transgenic plants. (Eg, sunflower-Binet et al., Plant
Science 79: 87-94 (1991); Maize-Christensen et al., Plant Molec.
Biol. 12: 619-632 (1989); and Arabidopsis-Norris et al., Plant Mol.
Biol. 21: 895-906 (1993)). The corn ubiquitin promoter was developed in a transgenic monocot system, and its sequences and vectors constructed for monocot transformation are described in Patent Publication EP0342926 (Lubrizol), which is incorporated herein by reference. Included). Taylor et al. (Plant Cell Rep
12: 491-495 (1993)) is a vector containing the corn ubiquitin promoter and the first intron (pAHC25), and its presence in cell suspensions of multiple monocots when introduced by microinjection shock. Describe high activity. The Arabidopsis ubiquitin promoter is ideal for use with the nucleotide sequences of the present invention. The ubiquitin promoter is suitable for gene expression in both monocotyledonous and dicotyledonous transgenic plants. A suitable vector is pA
Either a derivative of HC25, or any of the transformation promoters described in this application, modified by the introduction of a suitable ubiquitin promoter and / or intron sequence.

【0137】 b.構成性発現、CaMV 35Sプロモーター: プラスミドpCGN1761の構築は、公開済特許出願EP0392225(実施例23)(こ
の記載内容は、参照により本明細書中に含まれる)に記載されている。pCGN1761
は、プロモーターとターミネーターとの間に独特のEcoRI部位を有する「二重」C
aMV 35Sプロモーターおよびtml転写ターミネーターを含有し、pUC型主鎖を有す
る。 既存のEcoRI部位の他に、NotIおよびXhoI部位を含む修飾化ポリリンカーを
有するpCGN1761の誘導体が構築される。この誘導体は、pCGN1761ENXと呼ばれる
。pCGN1761ENXは、トランスジェニック植物中での35Sプロモーター制御下でのそ
れらの発現のためにそのポリリンカー内でのcDNA配列またはコード配列(微
生物ORF配列を含む)のクローニングに有用である。このような構築物の全35
Sプロモーターコード配列−tmlターミネーターカセットは、例えば下記のような
形質転換ベクターへの移入のために、プロモーターに対して5’のHindIII、Sph
I、SaIIおよびXbaI部位、ならびにターミネーターに対して3’のXbaI、BamHIお
よびBgII部位により切り出され得る。さらに、二重35Sプロモーター断片は、別
のプロモーターによる置換のための、 HindIII、SphI、SaII、XbaIまたはPstIに
よる5’切り出し、ならびにポリリンカー制限部位(EcoRI、NotIまたはXhoI)
のいずれかによる3’切り出しにより除去され得る。所望により、クローニング
部位周囲の修飾は、翻訳を増強し得る配列の導入によりなされ得る。これは、過
剰発現が望ましい場合に、特に有用である。例えば、pCGN1761ENXは、米国特許
第5,639,949号(この記載内容は、参照により本明細書中に含まれる)の実施例
37に記載されたような翻訳開始部位の最適化により修飾され得る。
B. Constitutive expression, CaMV 35S promoter: The construction of plasmid pCGN1761 is described in published patent application EP0392225 (Example 23), the contents of which are incorporated herein by reference. pCGN1761
Is a "double" C with a unique EcoRI site between the promoter and the terminator
Contains the aMV 35S promoter and tml transcription terminator and has a pUC-type backbone. A derivative of pCGN1761 is constructed that has a modified polylinker containing NotI and XhoI sites in addition to the existing EcoRI site. This derivative is called pCGN1761ENX. pCGN1761ENX is useful for cloning cDNA or coding sequences (including microbial ORF sequences) within its polylinker for their expression under the control of the 35S promoter in transgenic plants. All 35 of such constructs
The S promoter coding sequence-tml terminator cassette contains HindIII, Sph 5 ′ to the promoter, for example, for transfer into a transformation vector as described below.
It can be excised with I, SaII and XbaI sites, and XbaI, BamHI and BgII sites 3 ′ to the terminator. In addition, the double 35S promoter fragment was excised 5 ′ with HindIII, SphI, SaII, XbaI or PstI for replacement by another promoter, and a polylinker restriction site (EcoRI, NotI or XhoI).
By 3 'excision. If desired, modifications around the cloning site can be made by introducing sequences that can enhance translation. This is particularly useful when overexpression is desired. For example, pCGN1761ENX can be modified by optimization of the translation initiation site as described in Example 37 of US Pat. No. 5,639,949, which is incorporated herein by reference.

【0138】 c.構成性発現、アクチンプロモーター: アクチンのいくつかのアイソフォームは、ほとんどの種類の細胞中で発現され
ることが知られており、したがって、アクチンプロモーターは構成性プロモータ
ーのための良好な選択である。特に、イネActI遺伝子からのプロモーターがクロ
ーン化され、特性化されている(McElroy et al., Plant Cell2:163-171(1990
))。プロモーターの1.3kb断片は、イネプロトプラスト中での発現に必要なす
べての調節素子を含有することが判明した。さらに、ActIプロモーターを基礎に
した多数の発現ベクターが、単子葉類における使用のために特に構築されている
( McElroy et al., Mol. Gen. Genet. 231:150-160(1991))。これらは、Act
I-イントロン1、AdhI 5'フランキング配列およびAdhI-イントロン1(トウモロ
コシアルコールデヒドロゲナーゼ遺伝子から)、ならびにCaMV 35Sプロモーター
を組み入れる。最高発現を示すベクターは、35SおよびActI-イントロンまたはAd
hI 5'フランキング配列およびAdhI-イントロンの融合体である。開始ATG(GU
Sレポーター遺伝子の)周囲の配列の最適化も、発現を増強した。McElroy等( M
ol. Gen. Genet. 231:150-160(1991))により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され得るし、単子葉類宿主中で用いる
のに特に適している。例えば、プロモーター含有断片は、McElroy構築物から除
去され、pCGN1761ENX中の二重35Sプロモーターを置換するために用いられ、次に
これは、特定の遺伝子配列の挿入に利用可能である。このようにして構築される
融合遺伝子は、次に、適切な形質転換ベクターに移入され得る。別の報告では、
イネActIプロモーターは、その第一イントロンとともに、培養オオムギ細胞中で
の高発現を指図することが判明している(Chibbar et al. Plant Cell Rep. 12:
506-509(1993))。
C. Constitutive expression, actin promoter: Several isoforms of actin are known to be expressed in most types of cells, and thus the actin promoter is a good choice for a constitutive promoter. In particular, the promoter from the rice ActI gene has been cloned and characterized (McElroy et al., Plant Cell 2: 163-171 (1990).
)). The 1.3 kb fragment of the promoter was found to contain all the regulatory elements required for expression in rice protoplasts. In addition, a number of expression vectors based on the ActI promoter have been specifically constructed for use in monocots (McElroy et al., Mol. Gen. Genet. 231: 150-160 (1991)). These are Act
Incorporate I-intron 1, AdhI 5 'flanking sequence and AdhI-intron 1 (from corn alcohol dehydrogenase gene), and the CaMV 35S promoter. Vectors showing the highest expression are 35S and ActI-intron or Ad
It is a fusion of the hI 5 'flanking sequence and AdhI-intron. Start ATG (GU
Optimization of surrounding sequences (of the S reporter gene) also enhanced expression. McElroy et al. (M
ol. Gen. Genet. 231: 150-160 (1991)) can be easily modified for gene expression and is particularly suitable for use in monocot hosts. For example, the promoter-containing fragment is removed from the McElroy construct and used to replace the double 35S promoter in pCGN1761ENX, which is then available for insertion of specific gene sequences. The fusion gene thus constructed can then be transferred to a suitable transformation vector. In another report,
The rice ActI promoter, together with its first intron, has been shown to direct high expression in cultured barley cells (Chibbar et al. Plant Cell Rep. 12:
506-509 (1993)).

【0139】 d.誘導性発現、PR-1プロモーター: pCGN1761ENX中の二重35Sプロモーターは、適切に高発現レベルを生じる選り抜
きの任意の他のプロモーターで置換され得る。例として、米国特許第5,614,395
号に記載された化学的に調節可能なプロモーターの1つは、二重35Sプロモータ
ーを置換し得る。選り抜きのプロモーターは、好ましくは制限酵素によりその供
給源から切り離されるが、しかしあるいは、適切な末端制限部位を保有するプラ
イマーを用いてPCR増幅され得る。PCR増幅はなされるべきであり、その場
合、プロモーターは、標的ベクター中での増幅プロモーターのクローニング後に
、増幅エラーに関して点検するために再シーケンシングされるべきである。化学
的/病原体調節可能タバコPR-1aプロモーターは、プラスミドpCIB1004(構築に
関しては、EP0332104の実施例21参照(この記載内容は、参照により本明細書
中に含まれる))から切断され、プラスミドpCGN1761ENXに移入される(Uknes e
t al., 1992)。pCIB1004はNcoIにより開裂され、その結果生じる線状化断片の
3’オーバーハングはT4DNAポリメラーゼによる処理によって平滑にされる。
断片は次に、HindIIIにより開裂され、その結果生じるPR-1aプロモーター含有断
片はゲル精製されて、二重35Sプロモーターが除去されたpCGN1761ENX中にクロー
ン化される。これは、XhoIによる開裂およびT4ポリメラーゼによる平滑化と、そ
の後のHindIIIによる開裂およびpCIB1004プロモーター断片がクローン化される
断片を含有する大型ベクターターミネーターの単離によりなされる。これは、PR
-1aプロモーターおよびtmIターミネーター、ならびに独特のEcoRIおよびNotI部
位を伴う介在ポリリンカーを有するpCGN1761ENX誘導体を生じる。選択コード配
列はこのベクターに挿入され、そして融合生成物(即ち、プロモーター−遺伝子
−ターミネーター)はその後任意の選択形質転換ベクター、例えば下記のものに
移入され得る。種々の化学的調節剤、例えば、米国特許第5,523,311号および第5
,614,395号に開示されたベンゾチアジアゾール、イソニコチン酸およびサリチル
酸化合物を用いて、本発明により形質転換された植物中の選択コード配列の発現
を誘導し得る。
D. Inducible expression, PR-1 promoter: The dual 35S promoter in pCGN1761ENX can be replaced with any other promoter of choice that produces appropriately high expression levels. By way of example, U.S. Pat.No. 5,614,395
One of the chemically regulatable promoters described in the above paragraph can replace the dual 35S promoter. The promoter of choice will be cleaved from its source, preferably by restriction enzymes, but can alternatively be PCR amplified using primers bearing appropriate terminal restriction sites. PCR amplification should be done, in which case the promoter should be resequenced after cloning of the amplification promoter in the target vector to check for amplification errors. The chemical / pathogen regulatable tobacco PR-1a promoter was cut from plasmid pCIB1004 (for construction, see Example 21 of EP0332104, which is incorporated herein by reference) and the plasmid pCGN1761ENX Populated (Uknes e
t al., 1992). pCIB1004 is cleaved by NcoI and the resulting 3 ′ overhang of the linearized fragment is made blunt by treatment with T4 DNA polymerase.
The fragment is then cleaved by HindIII, and the resulting PR-1a promoter-containing fragment is gel purified and cloned into pCGN1761ENX with the double 35S promoter removed. This is accomplished by cleavage with XhoI and blunting with T4 polymerase, followed by HindIII cleavage and isolation of the large vector terminator containing the fragment into which the pCIB1004 promoter fragment is cloned. This is a PR
This results in a pCGN1761ENX derivative with the -1a promoter and tmI terminator, and an intervening polylinker with unique EcoRI and NotI sites. The selection coding sequence is inserted into this vector, and the fusion product (ie, promoter-gene-terminator) can then be transferred to any selection transformation vector, such as those described below. Various chemical modulators such as U.S. Pat.Nos. 5,523,311 and 5
The benzothiadiazole, isonicotinate and salicylic acid compounds disclosed in U.S. Pat. No. 6,614,395 can be used to induce expression of a selection coding sequence in plants transformed according to the present invention.

【0140】 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り誘導可能なプロモ
ーターも、本発明のコード配列の誘導性発現を付与するために用いられ得る。こ
のようなプロモーターは、例えば、アスペルギルス属のAspergillus nidulansか
らのalcA遺伝子プロモーターである(Caddick et al.(1998)Nat. Biotechnol.
16:177-180)。A. nidulansにおいては、alcA遺伝子はアルコールデヒドロゲナ
ーゼIをコードし、その発現は、化学的誘導物質の存在下でAlcR転写因子により
調節される。本発明の目的のために、最小35Sプロモーターに融合されたalcA遺
伝子プロモーター配列を包含するプラスミドpalcA:CAT中のCATコード配列(Cadd
ick et al.(1998)Nat. Biotechnol. 16:177-180)が本発明のコード配列によ
り置換されて、alcA遺伝子プロモーターの制御下でコード配列を有する発現カセ
ットを生成する。これは、当業界で周知の方法を用いて実行される。
E. Inducible Expression, Ethanol-Inducible Promoter: Promoters inducible by certain alcohols or ketones, such as ethanol, can also be used to confer inducible expression of a coding sequence of the present invention. Such a promoter is, for example, the alcA gene promoter from Aspergillus nidulans of the genus Aspergillus (Caddick et al. (1998) Nat. Biotechnol.
16: 177-180). In A. nidulans, the alcA gene encodes alcohol dehydrogenase I, the expression of which is regulated by the AlcR transcription factor in the presence of a chemical inducer. For purposes of the present invention, the CAT coding sequence (Cadd in plasmid palA: CAT containing the alcA gene promoter sequence fused to a minimal 35S promoter
ick et al. (1998) Nat. Biotechnol. 16: 177-180) are replaced by a coding sequence of the invention to produce an expression cassette having the coding sequence under the control of the alcA gene promoter. This is performed using methods well known in the art.

【0141】 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礎にした系を用いた本発明の核酸配列の発現の誘導も
意図される。例えば、グルココルチコイド媒介性誘導系が用いられ(Aoyama and
Chua(1997)The Plant Journal 11:605-612)、グルココルチコイド、例えば
合成グルココルチコイド、好ましくはデキサメタソンの、好ましくは0.1mM〜1mM
、さらに好ましくは10mM〜100mMの範囲の濃度での適用により、遺伝子発現が誘
導される。本発明の目的のために、ルシフェラーゼ遺伝子配列が本発明の核酸配
列により置換されて、35S最小プロモーターに融合されたGAL4上流活性化配列の
6つのコピーの制御下で本発明の核酸配列を有する発現カセットを生成する。こ
れは、当業界で周知の方法を用いて実行される。トランス作用因子は、ラットグ
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))
に融合されたヘルペスウイルスタンパク質VP16のトランス活性化ドメイン(Trie
zenberg et al.(1988)Genes Devel. 2:718-729)に融合されたGAL4DNA結合
ドメイン(Keegan et al.(1986))を包含する。融合タンパク質の発現は、当
業界で既知の、または本明細書に記載した植物中での発現に適した任意のプロモ
ーターにより制御される。この発現カセットは、6XGAL4/最小プロモーターに融
合される本発明の核酸配列を包含する植物中にも含まれる。したがって、融合タ
ンパク質の組織または器官特異性が達成され、殺昆虫毒素の誘導性組織または器
官特異性がもたらされる。
F. Inducible Expression, Glucocorticoid-Inducible Promoter: Induction of expression of the nucleic acid sequences of the present invention using a steroid hormone-based system is also contemplated. For example, a glucocorticoid-mediated induction system has been used (Aoyama and
Chua (1997) The Plant Journal 11: 605-612), a glucocorticoid such as a synthetic glucocorticoid, preferably dexamethasone, preferably 0.1 mM to 1 mM.
More preferably, application at a concentration in the range of 10 mM to 100 mM induces gene expression. For the purposes of the present invention, a luciferase gene sequence is replaced by a nucleic acid sequence of the invention, and the expression comprising the nucleic acid sequence of the invention under the control of six copies of the GAL4 upstream activation sequence fused to a 35S minimal promoter. Generate a cassette. This is performed using methods well known in the art. The trans-acting factor is a hormone-binding domain of the rat glucocorticoid receptor (Picard et al., (1988))
Transactivation domain of the herpesvirus protein VP16 (Trie
zenberg et al. (1988) Genes Devel. 2: 718-729) fused to the GAL4 DNA binding domain (Keegan et al. (1986)). Expression of the fusion protein is controlled by any promoter suitable for expression in plants known in the art or described herein. This expression cassette is also included in plants that contain a nucleic acid sequence of the invention fused to the 6XGAL4 / minimal promoter. Thus, tissue or organ specificity of the fusion protein is achieved, resulting in inducible tissue or organ specificity of the insecticidal toxin.

【0142】 g.根特異的発現: 遺伝子発現の別のパターンは、根発現である。適切な根プロモーターは、de F
ramond(FEBS 290:103-106(1991))により、そして公開済特許出願EP0452269
(この記載内容は、参照により本明細書中に含まれる)にも記載されている。こ
のプロモーターは、選択遺伝子の挿入とその後の当該形質転換ベクターへの全プ
ロモーター−遺伝子−ターミネーターカセットの移入のために、適切なベクター
、例えばpCGN1761ENXに移入される。
G. Root-specific expression: Another pattern of gene expression is root expression. A suitable root promoter is de F
ramond (FEBS 290: 103-106 (1991)) and published patent application EP0452269.
(This description is also included herein by reference). This promoter is transferred to a suitable vector, such as pCGN1761ENX, for insertion of the selection gene and subsequent transfer of the entire promoter-gene-terminator cassette into the transformation vector.

【0143】 h.創傷誘導性プロモーター: 創傷誘導性プロモーターは、遺伝子発現に適している。多数のこのようなプロ
モーターが記載されており(例えば、Xu et al. Plant Molec. Biol. 22:573-58
8(1993); Logemann et al. Plant Cell 1:151-158(1989); Rohrmeier & Leh
le, Plant Molec. Biol. 22:783-792(1993); Firek et al. Plant Molec. Bio
l. 22:129-142(1993); Warner et al. Plant J. 3:191-201(1993))、そし
てすべてが本発明に関する使用に適している。Logemann等は、双子葉類ジャガイ
モwunI遺伝子の5‘上流配列を記載する。Xu等は、双子葉類ジャガイモ(pin2)
からの創傷誘発性プロモーターが単子葉類のイネにおいて活性であることを示す
。さらに、Rohrmeier & Lehleは、創傷誘導性で、標準技法を用いてコグネイト
プロモーターを単離するために用いられ得るトウモロコシWipIcDNAのクロー
ニングを記載する。同様に、Firek等およびWarner等は、局所創傷および病原体
侵襲部位で発現される単子葉類のAsparagus officinalisからの創傷誘導性遺伝
子を記載している。当業界で周知のクローニング技術を用いて、これらのプロモ
ーターは適切なベクターに移入され、本発明に属する遺伝子に融合され、そして
植物創傷部位でこれらの遺伝子を発現するために用いられ得る。
H. Wound-inducible promoter: Wound-inducible promoters are suitable for gene expression. A number of such promoters have been described (eg, Xu et al. Plant Molec. Biol. 22: 573-58).
8 (1993); Logemann et al. Plant Cell 1: 151-158 (1989); Rohrmeier & Leh
le, Plant Molec. Biol. 22: 783-792 (1993); Firek et al. Plant Molec. Bio
l. 22: 129-142 (1993); Warner et al. Plant J. 3: 191-201 (1993)), and all are suitable for use with the present invention. Logemann et al describe the 5 'upstream sequence of the dicotyledon potato wunI gene. Xu etc. are dicotyledon potatoes (pin2)
2 shows that the wound-inducible promoter from is active in monocotyledonous rice. In addition, Rohrmeier & Lehle describes the cloning of a maize Wipl cDNA that is wound inducible and can be used to isolate a cognate promoter using standard techniques. Similarly, Firek et al. And Warner et al. Describe a wound-inducing gene from the monocotyledon Asparagus officinalis that is expressed at local wounds and sites of pathogen infestation. Using cloning techniques well known in the art, these promoters can be transferred into a suitable vector, fused to the genes belonging to the present invention, and used to express these genes at plant wound sites.

【0144】 i.髄−優先発現: 特許出願WO93/07278(この記載内容は、参照により本明細書中に含まれる)は
、髄細胞中で選択的に発現されるトウモロコシtrpA遺伝子の単離を記載する。転
写起始から〜1726bpまで延びる遺伝子配列およびプロモーターが示されている。
標準分子生物学的技法を用いて、このプロモーターまたはその一部は、それが35
Sプロモーターを置換し得るベクター、例えばpCGN1761に移入され、髄優先方式
で外来遺伝子の発現を駆動するために用いられ得る。実際、髄優先プロモーター
またはその一部を含有する断片は任意のベクターに移入され、トランスジェニッ
ク植物中での利用のために修飾され得る。
I. Medullary-preferred expression: Patent application WO 93/07278, which is incorporated herein by reference, describes the isolation of a maize trpA gene that is selectively expressed in marrow cells. Gene sequences and promoters extending from the start of transcription to 11726 bp are shown.
Using standard molecular biology techniques, this promoter or a portion thereof
It can be transferred into a vector capable of replacing the S promoter, for example pCGN1761, and used to drive expression of the foreign gene in a pith-preferred manner. Indeed, the fragment containing the pith-preferred promoter or a portion thereof can be transferred to any vector and modified for use in transgenic plants.

【0145】 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は
、Hudspeth & Grula(Plant Molec. Biol. 12:579-589(1989))により記載さ
れている。標準分子生物学的技法を用いて、この遺伝子のためのプロモーターは
、トランスジェニック植物中での葉特異的方式での任意の遺伝子の発現を駆動す
るために用いられ得る。
J. Leaf-specific expression: The maize gene encoding phosphoenol carboxylase (PEPC) has been described by Hudspeth & Grula (Plant Molec. Biol. 12: 579-589 (1989)). Using standard molecular biology techniques, the promoter for this gene can be used to drive expression of any gene in a leaf-specific manner in transgenic plants.

【0146】 k.花粉特異的発現: WO93/07278は、花粉細胞中で発現されるトウモロコシカルシウム依存性プロテ
インキナーゼ(CDPK)遺伝子の単離を記載する。遺伝子配列およびプロモーター
は、転写の起始から1400bpまで延びる。標準分子生物学的技法を用いて、このプ
ロモーターまたはその一部は、それが35Sプロモーターを置換し得るベクター、
例えばpCGN1761に移入され、花粉特異的方式で本発明の核酸配列の発現を駆動す
るために用いられ得る。
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 bp from the start of transcription. Using standard molecular biology techniques, this promoter, or a portion thereof, is a vector in which it can replace the 35S promoter,
For example, it can be transferred to pCGN1761 and used to drive expression of a nucleic acid sequence of the invention in a pollen-specific manner.

【0147】 2.転写ターミネーター 種々の転写ターミネーターは、発現カセット中で用いるために利用可能である
。これらは、トランスジーンを越えた転写の終止およびその正しいポリアデニル
化に関与する。適切な転写ターミネーターは、植物中で機能することが知られて
いるものであり、その例としては、CaMV 35Sターミネーター、tmIターミネータ
ー、ノパリンシンターゼターミネーターおよびエンドウ豆rbcS E9ターミネータ
ーが挙げられる。これらは、単子葉類および双子葉類の両方で用いられ得る。さ
らに、遺伝子のネイティブ転写ターミネーターが用いられ得る。
[0147] 2. Transcription terminators A variety of transcription terminators are available for use in expression cassettes. These are involved in the termination of transcription across the transgene and its correct polyadenylation. Suitable transcription terminators are those known to function in plants, examples of which include the CaMV 35S terminator, the tmI terminator, the nopaline synthase terminator and the pea rbcS E9 terminator. These can be used in both monocots and dicots. In addition, the native transcription terminator of the gene may be used.

【0148】 3.発現の増強または調節のための配列 多数の配列が、転写単位内から遺伝子発現を増強することが判明しており、こ
れらの配列は、トランスジェニック植物中でのそれらの発現を増大するために本
発明の遺伝子と一緒に用いられ得る。 種々のイントロン配列が、特に単子葉細胞において、発現を増強することが示
されている。例えば、トウモロコシAdhI遺伝子のイントロンは、トウモロコシ細
胞に導入された場合、そのコグネイトプロモーター下で野生型遺伝子の発現を有
意に増強することが判明している。イントロン1は特に有効であることが判明し
ており、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
物中での発現を増強した(Callis et al., Genes Develop. 1:1183-1200(1987
))。同一実験系において、トウモロコシbronze1遺伝子からのイントロンは、
発現増強に際して同様の作用を示した。イントロン配列は、植物形質転換ベクタ
ー中に、典型的には非翻訳リーダー内に、ルーチンに組み入れられている。
[0148] 3. Sequences for Enhancing or Regulating Expression A number of sequences have been found to enhance gene expression from within transcription units, and these sequences may be used to enhance their expression in transgenic plants. It can be used with the gene of the invention. Various intron sequences have been shown to enhance expression, especially in monocot cells. For example, it has been found that the intron of the maize AdhI gene, when introduced into maize cells, significantly enhances the expression of the wild-type gene under its cognate promoter. Intron 1 has been found to be particularly effective and has enhanced expression in fusion constructs with the chloramphenicol acetyltransferase gene (Callis et al., Genes Develop. 1: 1183-1200 (1987).
)). In the same experimental system, the intron from the maize bronze1 gene was
A similar effect was exhibited upon enhancing expression. Intron sequences are routinely incorporated into plant transformation vectors, typically within a non-translated leader.

【0149】 ウイルスから得られる多数の非翻訳リーダー配列も発現を増強することが知ら
れており、これらは、単子葉細胞で特に有効である。特に、タバコモザイクウイ
ルス(TMV、「W配列」)、トウモロコシ萎黄病斑点ウイルス(MCMV)およびア
ルファルファモザイクウイルス(AMV)からのリーダー配列は、発現増強に有効
であることが示されている(例えば、Gallie et al. Nucl Acids Res. 15:8693-
8711(1987); Skuzeski et al. Plant Molec. Biol. 15:65-79(1990))。
A number of non-translated leader sequences derived from viruses are also known to enhance expression, and are particularly effective in monocot cells. In particular, leader sequences from tobacco mosaic virus (TMV, "W sequence"), maize yellow spot virus (MCMV) and alfalfa mosaic virus (AMV) have been shown to be effective in enhancing expression (e.g., Gallie et al. Nucl Acids Res. 15: 8693-
8711 (1987); Skuzeski et al. Plant Molec. Biol. 15: 65-79 (1990)).

【0150】 4.細胞内の遺伝子生成物の標的化 遺伝子生成物をターゲッティングするための種々のメカニズムは、植物中に存
在することが知られており、これらのメカニズムの機能を制御する配列は多少詳
細に特性化されている。例えば、葉緑体に対する遺伝子生成物のターゲッティン
グは、成熟タンパク質を産生するために葉緑体移入中に開裂される種々のタンパ
ク質のアミノ末端に見出されるシグナル配列により制御される(例えば、Comai
et al. J. Biol. Chem. 263:15104-15109(1988))。これらのシグナル配列は
、葉緑体中への異種生成物の移入を実行するために異種遺伝子生成物と融合され
得る(van den Broeck, et al. Nature 313:358-363(1985))。適切なシグナ
ル配列をコードするDNAは、RUBISCOタンパク質、CABタンパク質、EPSPシンタ
ーゼ酵素、GS2タンパク質、および局在化葉緑体であることが知られているその
他の多数のタンパク質をコードするcDNAの5’末端から単離され得る(米国
特許第5,639,949号の実施例37の「葉緑体ターゲッティングによる発現」の項
も参照)。
[0150] 4. Targeting gene products in cells Various mechanisms for targeting gene products are known to exist in plants, and the sequences that control the function of these mechanisms have been characterized in some detail. ing. For example, the targeting of gene products to chloroplasts is controlled by signal sequences found at the amino terminus of various proteins that are cleaved during chloroplast transfer to produce mature proteins (eg, Comai).
et al. J. Biol. Chem. 263: 15104-15109 (1988)). These signal sequences can be fused with a heterologous gene product to perform the transfer of the heterologous product into the chloroplast (van den Broeck, et al. Nature 313: 358-363 (1985)). The DNA encoding the appropriate signal sequence is 5 'of the cDNA encoding the RUBISCO protein, CAB protein, EPSP synthase enzyme, GS2 protein, and many other proteins known to be localized chloroplasts. It can be isolated from the termini (see also "Expression by Chloroplast Targeting" in Example 37 of US Patent No. 5,639,949).

【0151】 その他の遺伝子生成物は、他の細胞小器官、例えばミトコンドリアおよびペル
オキシソームに局在化される(例えば、Unger et al. Plant Molec. Biol. 13:4
11-418(1989))。これらの生成物をコードするcDNAも、これらの細胞小器
官に対する異種遺伝子生成物のターゲッティングを実行するために操作され得る
。このような配列の例は、核−コード化ATPアーゼおよびミトコンドリアに特
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フォームである。ターゲ
ッティング細胞タンパク質体は、Rogers等(Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82:65
12-6516(1985))により記載されている。
Other gene products are localized to other organelles, such as mitochondria and peroxisomes (eg, Unger et al. Plant Molec. Biol. 13: 4
11-418 (1989)). The cDNAs encoding these products can also be manipulated to perform targeting of heterologous gene products to these organelles. Examples of such sequences are the nuclear-encoded ATPase and mitochondrial specific aspartate aminotransferase isoforms. The targeting cell protein body is described by Rogers et al. (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82:65
12-6516 (1985)).

【0152】 さらに、他の細胞区画に対する遺伝子生成物のターゲッティングを引き起こす
配列が特性化されている。アミノ末端配列は、ER、アポプラスト、およびアリ
ューロン細胞からの細胞外分泌に対するターゲッティングに関与する(Koehler
& Ho, Plant Cell 2:769-783(1990))。さらに、アミノ末端配列は、カルボキ
シ末端配列と一緒に、遺伝子生成物に対する液胞型ターゲッティングに関与する
(Shinshi et al. Plant Molec. Biol.14:357-368(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 ER, apoplasts, and extracellular secretion from aleurone cells (Koehler
& Ho, Plant Cell 2: 769-783 (1990)). In addition, the amino terminal sequence, together with the carboxy terminal sequence, is involved in vacuolar targeting to gene products (Shinshi et al. Plant Molec. Biol. 14: 357-368 (1990)).

【0153】 前記の適切なターゲッティング配列と当該トランスジーン配列との融合によ
り、トランスジーン生成物を任意の細胞小器官または細胞区画に向けることがで
きる。例えば、葉緑体ターゲッティングに関しては、RUBISCO遺伝子、CAB遺伝子
、EPSPシンターゼ遺伝子またはGS2遺伝子からの葉緑体シグナル配列が、枠内で
、トランスジーンのアミノ末端ATGに融合される。選択されるシグナル配列は
既知の開裂部位を含むべきであり、そして構築された融合物は、開列に必要な開
裂部位後のあらゆるアミノ酸を考慮すべきである。いくつかの場合には、この要
件は、開裂部位とトランスジーンATGとの間の少数のアミノ酸の付加により、
あるいは、トランスジーン配列内のいくつかのアミノ酸の置換により満たされ得
る。葉緑体移入のために構築された融合物は、in vitro転写構築物のin vitro翻
訳による葉緑体取込みとその後の、Bartlett等(Edelmann et al.(Eds.)Metho
ds in Chloroplast Molecular Biology, Elsevier pp 1081-1091(1982))およ
びWasmann等(Mol. Gen. Genet. 205:446-453(1986))により記載された技術
を用いるin vitro葉緑体取込みの効力に関して検査され得る。これらの構築技術
は当業界で周知であり、ミトコンドリアおよびペルオキシソームに等しく適用可
能である。
The transgene product can be directed to any organelle or cell compartment by fusing the appropriate targeting sequence with the transgene sequence. For example, for chloroplast targeting, a chloroplast signal sequence from the RUBISCO gene, CAB gene, EPSP synthase gene or GS2 gene is fused in frame to the amino-terminal ATG of the transgene. The signal sequence chosen should include a known cleavage site, and the constructed fusion should take into account any amino acids after the cleavage site required for cleavage. In some cases, this requirement is due to the addition of a few amino acids between the cleavage site and the transgene ATG.
Alternatively, it may be satisfied by substitution of some amino acids in the transgene sequence. Fusions constructed for chloroplast transfer were obtained by chloroplast uptake by in vitro translation of in vitro transcribed constructs, followed by Bartlett et al. (Edelmann et al. (Eds.) Metho.
ds in Chloroplast Molecular Biology, Elsevier pp 1081-1091 (1982)) and the efficacy of in vitro chloroplast uptake using the technique described by Wasmann et al. (Mol. Gen. Genet. 205: 446-453 (1986)). Can be inspected. These construction techniques are well known in the art and are equally applicable to mitochondria and peroxisomes.

【0154】 細胞ターゲッティングに関する前記のメカニズムは、それらのコグネイトプロ
モーターと一緒にだけでなく、異種プロモーターとも一緒に、ターゲッティング
シグナルが誘導するプロモーターの場合とは異なる発現パターンを有するプロモ
ーターの転写調節下で特異的細胞ターゲッティング目標を実行するために、利用
され得る。
The mechanism described above for cell targeting, not only with their cognate promoters, but also with heterologous promoters, under the transcriptional control of promoters that have a different expression pattern than the promoters driven by the targeting signal It can be used to perform specific cell targeting goals.

【0155】 実施例24:植物形質転換ベクターの構築 植物形質転換に利用可能な多数の形質転換ベクターが植物形質転換業界の当業
者に知られており、本発明に属する遺伝子は、あらゆるこのようなベクターと一
緒に用いられ得る。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の
ための標的種によっている。ある種の標的種に関しては、異なる抗生物質または
除草剤選択マーカーが選択され得る。形質転換にルーチンに用いられる選択マー
カーとしては、カナマイシンおよび関連抗生物質に対する耐性を付与するnptII
遺伝子(Messing & Vierra, Gene 19:259-268(1982); Bevan et al., Nature
304:184-187(1983))、除草剤ホスフィノトリシンに対する耐性を付与するbar
遺伝子(White et al., Nucl. Acids Res. 18:1062(1990); Spencer et al.,
Theor. Appl. Genet. 79:625-631(1990))、抗生物質ハイグロマイシンに対す
る耐性を付与するhph遺伝子(Blochinger & Diggelmann, Mol. Cell Biol. 4:29
29-2931)、およびメタトレキセートに対する耐性を付与するdhfr遺伝子(Bouro
uis et al., EMBO J. 2(7):1099-1104(1983))、ならびにグリフォセートに
対する耐性を付与するEPSPS遺伝子(米国特許第4,940,935号および第5,188,642
号)が挙げられる。
Example 24: Construction of Plant Transformation Vectors A large number of transformation vectors available for plant transformation are known to those skilled in the plant transformation art, and the genes belonging to the invention It can be used with a vector. The choice of vector will depend on the preferred transformation technique and target species for transformation. For certain target species, different antibiotic or herbicide selection markers may be selected. Selectable markers routinely used for transformation include nptII, which confers resistance to kanamycin and related antibiotics.
Gene (Messing & Vierra, Gene 19: 259-268 (1982); Bevan et al., Nature
304: 184-187 (1983)), a bar that confers resistance to the herbicide phosphinothricin
Gene (White et al., Nucl. Acids Res. 18: 1062 (1990); Spencer et al.,
Theor. Appl. Genet. 79: 625-631 (1990)), the hph gene that confers resistance to the antibiotic hygromycin (Blochinger & Diggelmann, Mol. Cell Biol. 4:29).
29-2931), and the dhfr gene (Bouro, which confers resistance to metatrexate)
uis et al., EMBO J. 2 (7): 1099-1104 (1983)), and the EPSPS gene that confers resistance to glyphosate (US Pat. Nos. 4,940,935 and 5,188,642).
No.).

【0156】 1.アグロバクテリウム形質転換に適したベクター 多数のベクターが、アグロバクテリウムのAgrobacterium tumefaciensを用い
た形質転換に利用可能である。これらは、典型的には、少なくとも1つのT−D
NAボーダー配列を保有し、その例としては、例えばpBIN19(Bevan, Nucl. Aci
ds Res.(1984))およびpXYZのようなベクターが挙げられる。以下に、アグロ
バクテリウム形質転換に適した2つの典型的ベクターの構築を記載する。
[0156] 1. Vectors Suitable for Agrobacterium Transformation Numerous vectors are available for transformation of Agrobacterium with Agrobacterium tumefaciens. These typically have at least one TD
Possesses the NA border sequence, for example, pBIN19 (Bevan, Nucl.
ds Res. (1984)) and pXYZ. The following describes the construction of two exemplary vectors suitable for Agrobacterium transformation.

【0157】 a.pCIB200およびpCIB2001: バイナリーベクターpCIB200およびpCIB2001は、アグロバクテリウムに関して
用いるための組換えベクターの構築に用いられ、以下の方式で構築される。pTJS
75kanは、pTJS75のNarI消化により作成され(Schmidhauser & Helinski, J. Bac
teriol. 164:446-455 (1985))、テトラサイクリン耐性遺伝子の切り出しと、
その後の、NPTIIを保有するpUC4KからのAccI断片の挿入を可能にする( Messing
& Vierra, Gene 19:259-268(1982); Bevan et al., Nature 304:184-187(19
83);McBride et al., Plant Molecular Biology 14:266-276(1990))。XhoI
リンカーは、左および右T−DNAボーダー、植物選択性nos/nptIIキメラ遺伝
子およびpUCポリリンカーを含有するPCIB7のEcoRV断片に結紮され(Rothstein e
t al., Gene 53:153-161(1987))、そしてXhoI消化断片は、SaII消化pTJS75ka
n中にクローン化されて、pCIB200を作成する(EP0332104の実施例19も参照)
。 pCIB200は、以下の独自のポリリンカー制限部位を含有する:EcoRI、SstI、K
pnI、BglII、XbaIおよびSaII。pCIB2001は、付加的制限部位のポリリンカー中へ
の挿入により作成されるpCIB200の誘導体である。pCIB2001のポリリンカー中の
独自の制限部位は、 EcoRI、SstI、KpnI、BglII、XbaI、SaII、MluI、BclI、Avr
II、ApaI、HpaIおよびStuIである。これらの独自の制限部位の他に、 pCIB2001
は、植物および細菌カナマイシン選択、アグロバクテリウム媒介性形質転換のた
めの左および右T−DNAボーダー、大腸菌と他の宿主との間の可動性のための
RK2-由来trfA機能、ならびにRK2からのOriTおよびOriV機能を有する。pCIB2001
ポリリンカーは、それ自体の調節シグナルを含有する植物発現カセットのクロー
ニングに適している。
A. pCIB200 and pCIB2001: The binary vectors pCIB200 and pCIB2001 are used to construct recombinant vectors for use with Agrobacterium and are constructed in the following manner. pTJS
75kan was made by NarI digestion of pTJS75 (Schmidhauser & Helinski, J. Bac
teriol. 164: 446-455 (1985)), excision of the tetracycline resistance gene,
The subsequent insertion of the AccI fragment from pUC4K carrying NPTII is possible (Messing
& Vierra, Gene 19: 259-268 (1982); Bevan et al., Nature 304: 184-187 (19)
83); McBride et al., Plant Molecular Biology 14: 266-276 (1990)). XhoI
The linker was ligated to the EcoRV fragment of PCIB7 containing the left and right T-DNA borders, the plant-selective nos / nptII chimeric gene and the pUC polylinker (Rothstein et al.
t al., Gene 53: 153-161 (1987)), and the XhoI digested fragment was SaII digested pTJS75ka.
to create pCIB200 (see also Example 19 of EP0332104)
. pCIB200 contains the following unique polylinker restriction sites: EcoRI, SstI, K
pnI, BglII, XbaI and SaII. pCIB2001 is a derivative of pCIB200 created by inserting an additional restriction site into the polylinker. The unique restriction sites in the polylinker of pCIB2001 are EcoRI, SstI, KpnI, BglII, XbaI, SaII, MluI, BclI, Avr
II, ApaI, HpaI and StuI. In addition to these unique restriction sites, pCIB2001
Are selected for plant and bacterial kanamycin selection, left and right T-DNA borders for Agrobacterium-mediated transformation, for mobility between E. coli and other hosts.
It has a trfA function from RK2- and an OriT and OriV function from RK2. pCIB2001
Polylinkers are suitable for cloning plant expression cassettes that contain their own regulatory signals.

【0158】 b.pCIB10およびそのヒグロマイシン選択誘導体 バイナリーベクターpCIB10は、植物中での選択のためのカナマイシン耐性をコ
ードする遺伝子、ならびにT−DNA右および左ボーダー配列を含有し、そして
大腸菌とアグロバクテリウムの両方でそれを複製させる広範宿主範囲プラスミド
pRK252からの配列を組み入れる。その構築は、Rothstein等(Gene 53:153-161(
1987))により記載されている。Gritz等(Gene 25:179-188(1983))により記
載されたハイグロマイシンBホスホトランスフェラーゼに関する遺伝子を組み入
れる種々の誘導体が構築される。これらの誘導体は、ハイグロマイシンのみ(pC
IB743)またはヒグロマイシンとカナマイシン(pCIB715、 pCIB717)に関するト
ランスジェニック植物細胞の選択を可能にする。
B. pCIB10 and its Hygromycin-Selective Derivatives The binary vector pCIB10 contains the gene encoding kanamycin resistance for selection in plants, as well as T-DNA right and left border sequences, and transforms it in both E. coli and Agrobacterium. Broad host range plasmids to replicate
Incorporate the sequence from pRK252. Its construction is described by Rothstein et al. (Gene 53: 153-161 (
1987)). Various derivatives are constructed which incorporate the gene for hygromycin B phosphotransferase described by Gritz et al. (Gene 25: 179-188 (1983)). These derivatives are hygromycin only (pC
IB743) or transgenic plant cells for hygromycin and kanamycin (pCIB715, pCIB717).

【0159】 2.非アグロバクテリウム形質転換に適したベクター Agrobacterium tumefaciensを用いない形質転換は、選択される形質転換ベク
ター中のT−DNA配列に関する要件を回避し、したがって、これらの配列を欠
くベクターが、T−DNA配列を含有する前記のようなベクターに加えて、利用
され得る。アグロバクテリウムに頼らない形質転換技術としては、粒子衝撃によ
る形質転換、プロトプラスト取込み(例えば、PEGおよび電気穿孔)ならびに
マイクロインジェクションが挙げられる。ベクターの選択は、形質転換されてい
る種に対する好ましい選択に大いに拠っている。以下に、非アグロバクテリウム
形質転換に適した典型的ベクターの構築を記載する。
[0159] 2. Vectors Suitable for Non-Agrobacterium Transformation Transformation without Agrobacterium tumefaciens circumvents the requirement for T-DNA sequences in the selected transformation vectors, and therefore, vectors lacking these sequences will require T-DNA In addition to the vectors containing the sequences described above, they can be utilized. Transformation techniques that do not rely on Agrobacterium include particle bombardment, protoplast uptake (eg, PEG and electroporation), and microinjection. The choice of vector is largely dependent on the preferred selection for the species being transformed. The following describes the construction of a typical vector suitable for non-Agrobacterium transformation.

【0160】 a.pCIB3064: pCIB3064は、除草剤バスタ(またはホスフィノトリシン)による選択と組合せ
た直接遺伝子移入技術に適したpUC由来ベクターである。プラスミドpCIB246は、
大腸菌GUS遺伝子とCaMV 35S転写ターミネーターとの操作可能的融合でCaMV 35S
プロモーターを包含し、PCT公開済出願WO93/07278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2つのATG配列5’を含有する。こ
れらの部位は、ATGを除去し、制限部位SspIおよびPvuIIを生成するような方
法で、標準PCR技術を用いて突然変異化される。新規の制限部位は、独自のSa
lI部位から96および37bp離れ、実際の開始部位から101および42bp離れている。
その結果生じるpCIB246の誘導体は、pCIB3025と呼ばれる。次に、SalIおよびSac
Iによる消化によってpCIB3025からGUS遺伝子が切り出され、末端が平滑にされ、
再結紮されてプラスミドpCIB3060を生じる。プラスミドpJIT82は、John Innes C
entre, Norwichから得られ、ストレプトミセス属のStreptomyces viridochromog
enesからのbar遺伝子を含有する400bpの小断片が切り出され、pCIB3060のHpaI部
位に挿入される(Thompson et al., EMBO J. 6:2519-2523(1987))。これは、
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制御下のbar
遺伝子、アンピシリン耐性のための遺伝子(大腸菌中での選択のため)、ならび
に独自の部位SphI、PstI、HindIIIおよびBamHIを有するポリリンカーを包含する
pCIB3064を生じる。このベクターは、それら自体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している。
A. pCIB3064: pCIB3064 is a pUC-derived vector suitable for direct gene transfer technology in combination with selection with the herbicide vasta (or phosphinothricin). Plasmid pCIB246 contains
CaMV 35S by operable fusion of Escherichia coli GUS gene with CaMV 35S transcription terminator
It includes a promoter and is described in PCT published application WO93 / 07278. The 35S promoter of this vector contains the two ATG sequences 5 'of the start site. These sites are mutated using standard PCR techniques in such a way as to remove the ATG and generate the restriction sites SspI and PvuII. The new restriction site is unique Sa
96 and 37 bp away from the II site and 101 and 42 bp away from the actual start site.
The resulting derivative of pCIB246 is called pCIB3025. Next, SalI and Sac
The GUS gene is excised from pCIB3025 by digestion with I, the ends are blunted,
Religated to yield plasmid pCIB3060. Plasmid pJIT82 is from John Innes C
entre, Norwich, Streptomyces viridochromog
A small 400 bp fragment containing the bar gene from enes is excised and inserted into the HpaI site of pCIB3060 (Thompson et al., EMBO J. 6: 2519-2523 (1987)). this is,
Bar under control of CaMV 35S promoter and terminator for herbicide selection
Includes gene, gene for ampicillin resistance (for selection in E. coli), and polylinker with unique sites SphI, PstI, HindIII and BamHI
This produces pCIB3064. This vector is suitable for cloning plant expression cassettes containing their own regulatory signals.

【0161】 b.pSOG19およびpSOG35: pSOG35は、メトトレキセートに対する耐性を付与する選択可能マーカーとして
大腸菌遺伝子ジヒドロフォレエートレダクターゼ(DFR)を利用する形質転換
ベクターである。PCRは、35Sプロモーター(〜800bp)、トウモロコシAdh1遺
伝子からのイントロン6(〜550bp)およびpSOG10からの18bpのGUS非翻訳リーダ
ー配列を増幅するために用いられる。大腸菌ジヒドロフォレートレダクターゼII
型遺伝子をコードする250bp断片もPCRにより増幅され、これら2つのPCR
断片は、pUC19ベクター主鎖およびノパリンシンターゼターミネーターを包含す
るpB1221(Clontech)からのSacI-PstI断片とともにアッセンブルされる。これ
らの断片のアッセンブリーは、イントロン6配列、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と融合して35Sプロモーターを含有するp
SOG19を生成する。トウモロコシ萎黄病斑点ウイルス(MCMV)からのリーダー配
列によるpSOG19中のGUSリーダーの置換は、ベクターpSOG35を生じる。pSOG19お
よびpSOG35は、アンピシリン耐性に関するpUC遺伝子を保有し、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 E. coli gene dihydrophore reductase (DFR) as a selectable marker that confers resistance to methotrexate. PCR is used to amplify the 35S promoter (〜800 bp), intron 6 (〜550 bp) from the maize Adh1 gene and the 18 bp GUS untranslated leader sequence from pSOG10. Escherichia coli dihydrofolate reductase II
A 250 bp fragment encoding the type gene was also amplified by PCR, and these two PCR
The fragment is assembled with the SacI-PstI fragment from pB1221 (Clontech), which includes the pUC19 vector backbone and the nopaline synthase terminator. The assembly of these fragments contains a pS containing the 35S promoter fused to the intron 6 sequence, GUS leader, DHFR gene and nopaline synthase terminator.
Generate SOG19. Replacement of the GUS leader in pSOG19 with the leader sequence from maize yellow spot virus (MCMV) yields the vector pSOG35. pSOG19 and pSOG35 carry the pUC gene for ampicillin resistance and have HindIII, SphI, PstI and EcoRI sites available for cloning foreign materials.

【0162】 3.葉緑体形質転換に適したベクター 植物プラスチド中の本発明のヌクレオチド配列の発現に関しては、プラスチド
形質転換ベクターpPH143(WO97/32011、実施例36)が用いられる。ヌクレオチ
ド配列をpPH143に挿入し、それによりPROTOXコード配列を置換する。次にこのベ
クターを、プラスチド形質転換およびスペクチノマイシン耐性に関する形質転換
体の選択に用いる。あるいは、ヌクレオチドを、それがaadH遺伝子を置換するよ
う、pPH143に挿入する。この場合、形質転換体は、PROTOX阻害剤に対する耐性に
関して選択される。
[0162] 3. Vectors Suitable for Chloroplast Transformation For the expression of the nucleotide sequence of the invention in plant plastids, the plastid transformation vector pPH143 (WO97 / 32011, Example 36) is used. The nucleotide sequence is inserted into pPH143, thereby replacing the PROTOX coding sequence. This vector is then used for plastid transformation and selection of transformants for spectinomycin resistance. Alternatively, a nucleotide is inserted into pPH143 such that it replaces the aadH gene. In this case, transformants are selected for resistance to the PROTOX inhibitor.

【0163】 実施例25:形質転換 本発明の核酸配列が発現系中にクローン化されると、それは植物細胞中に形質
転換される。植物の形質転換および再生のための方法は、当業界で周知である。
例えば、Tiプラスミドベクターは、外来DNAのデリバリー、ならびに直接DN
A取込み、リポソーム、電気穿孔、マイクロインジェクションおよびマイクロプ
ロジェクションに利用されている。さらに、アグロバクテリウム属からの細菌は
、植物細胞を形質転換するために利用され得る。以下は、双子葉類および単子葉
類植物の両方を形質転換するための代表的技術の説明である。
Example 25: Transformation Once a nucleic acid sequence of the invention has been cloned into an expression system, it is transformed into plant cells. Methods for plant transformation and regeneration are well known in the art.
For example, Ti plasmid vectors can be used to deliver foreign DNA, as well as direct DN
It has been used for A uptake, liposomes, electroporation, microinjection and microprojection. In addition, bacteria from the genus Agrobacterium can be used to transform plant cells. The following is a description of representative techniques for transforming both dicotyledonous and monocotyledonous plants.

【0164】 1.双子葉類の形質転換 双子葉類のための形質転換技術は当業界で周知であり、その例としては、アグ
ロバクテリウムベースの技術およびアグロバクテリウムを必要としない技術が挙
げられる。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直接
的な外生的遺伝物質の取込みを包含する。これは、PEGまたは電気穿孔媒介性
取込み、粒子衝撃媒介性デリバリー、またはマイクロインジェクションにより達
成され得る。これらの技法の例は、以下の文献に記載されている:Paszkowski e
t al., EMBO J. 3:2717-2722(1984); Potrykus et al., Mol. Gen. Genet. 19
9:169-177(1985); Reich et al., Biotechnology 4:1001-1004(1986)および
Klein et al., Nature 327:70-73(1987)。各々の場合、形質転換細胞は、当業
界で既知の標準技法を用いて、全植物体に再生される。
1. Transformation of dicots Transformation techniques for dicots are well known in the art, and include Agrobacterium-based techniques and techniques that do not require Agrobacterium. Non-Agrobacterium technology involves the direct uptake of exogenous genetic material by protoplasts or cells. This can be achieved by PEG or electroporation mediated uptake, particle impact mediated delivery, or microinjection. Examples of these techniques are described in the following literature: Paszkowski e
t al., EMBO J. 3: 2717-2722 (1984); Potrykus et al., Mol. Gen. Genet. 19
9: 169-177 (1985); Reich et al., Biotechnology 4: 1001-1004 (1986) and
Klein et al., Nature 327: 70-73 (1987). In each case, the transformed cells are regenerated into whole plants using standard techniques known in the art.

【0165】 アグロバクテリウム媒介性形質転換は、その高形質転換効力および多数の異な
る種を用いたその広範な効用のために、双子葉類の形質転換に好ましい技術であ
る。アグロバクテリウム形質転換は、典型的には、同時在住Tiプラスミドに関す
るまたは染色体的な、宿主アグロバクテリウム株により保有されるvir遺伝子の
補体により得る適切なアグロバクテリウム株(例えばpCIB200またはpCIB2001に
関してはCIB542株(Uknes et al. Plant Cell 5: 159-169 (1993))への、当該
外来DNAを保有するバイナリーベクター(例えば、pCIB200またはpCIB2001)
の移入を包含する。組換えバイナリーベクターを保有する大腸菌、pRK2013のよ
うなプラスミドを保有し、組換えバイナリーベクターを標的アグロバクテリウム
株に可動化し得るヘルパー大腸菌株を用いる三親交配法により、アグロバクテリ
ウムへの組換えバイナリーベクターの移入は成し遂げられる。あるいは、組換え
バイナリーベクターは、DNA形質転換によりアグロバクテリウムに移入され得
る(Hofgen & Willmitzer, Nucl. Acids Res. 16:9877(1988))。
Agrobacterium-mediated transformation is a preferred technique for dicotyledon transformation due to its high transformation efficacy and its widespread utility with many different species. Agrobacterium transformation is typically performed on a suitable Agrobacterium strain (e.g., with respect to pCIB200 or pCIB2001) on the co-resident Ti plasmid or chromosomally, obtained by complementing the vir gene carried by the host Agrobacterium strain. Is a binary vector (for example, pCIB200 or pCIB2001) carrying the foreign DNA into the CIB542 strain (Uknes et al. Plant Cell 5: 159-169 (1993)).
The transfer of E. coli harboring a recombinant binary vector, recombination into Agrobacterium by a triparental mating method using a helper E. coli strain that harbors a plasmid such as pRK2013 and can mobilize the recombinant binary vector into a target Agrobacterium strain The transfer of the binary vector is accomplished. Alternatively, the recombinant binary vector can be transferred to Agrobacterium by DNA transformation (Hofgen & Willmitzer, Nucl. Acids Res. 16: 9877 (1988)).

【0166】 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、通常は、植物から
の外植片とのアグロバクテリウムの同時培養を包含し、当業界で周知のプロトコ
ールに従う。形質転換組織は、バイナリープラスミドT−DNAボーダー間に存
在する抗生物質または除草剤耐性マーカーを保有する選択可能培地上で再生され
る。
Transformation of a target plant species with a recombinant Agrobacterium usually involves co-culturing Agrobacterium with explants from the plant and follows protocols well known in the art. Transformed tissues are regenerated on a selectable medium that carries an antibiotic or herbicide resistance marker present between the binary plasmid T-DNA borders.

【0167】 遺伝子を用いて植物細胞を形質転換する別のアプローチは、植物組織および細
胞に、不活性または生物学的活性粒子を推進させることを包含する。この技法は
、米国特許第4,945,050号、第5,036,006号および第5,100,792号(すべてSanford
等)に開示されている。一般に、この手法は、細胞の外表面を貫通し、その内部
に組み入れをもたらすのに有効な条件下で、細胞に不活性または生物学的活性粒
子を推進させることを包含する。不活性粒子を用いる場合、ベクターは、所望の
遺伝子を含有するベクターで粒子を被覆することにより細胞中に導入され得る。
あるいは、標的細胞は、粒子の航跡により細胞中にベクターが運ばれるように、
ベクターに取り囲まれ得る。生物学的活性粒子(例えば、各々導入されると思わ
れるDNAを含有する乾燥酵母菌細胞、乾燥細菌またはバクテリオファージ)も
、植物細胞組織中に推進され得る。
Another approach to transforming plant cells with the gene involves forcing plant tissues and cells into inert or biologically active particles. This technique is disclosed in U.S. Patent Nos. 4,945,050, 5,036,006 and 5,100,792 (all of Sanford
Etc.). In general, this technique involves forcing the cells to pass inert or biologically active particles under conditions effective to penetrate the outer surface of the cell and effect its incorporation 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 target cells may be transported such that the vector is carried into the cells by the wake of the particles,
It can be surrounded by vectors. Biologically active particles, such as dried yeast cells, dried bacteria or bacteriophage, each containing the DNA to be introduced, can also be propelled into the plant cell tissue.

【0168】 2.単子葉類の形質転換 ほとんどの単子葉類の形質転換も、目下、ルーチンになってきた。好ましい技
法としては、PEGまたは電気穿孔技法を用いたプロトプラストへの直接遺伝子
移入、ならびにカルス組織への粒子衝撃が挙げられる。形質転換は、単一DNA
種または多DNA種(即ち同時形質転換)を用いて成され得るが、これらの技法
はともに、本発明に関する使用に適している。同時形質転換は、完全ベクター構
築を回避し、そして当該遺伝子に関する非連鎖遺伝子座および選択可能マーカー
を有し、望ましいとみなされるべきその後の世代における選択可能マーカーの除
去を可能にするトランスジェニック植物を再生するという利点を有し得る。しか
しながら、同時形質転換の使用の欠点は、別個のDNA種がゲノムに統合される
頻度が100%未満であることである(Schocher et al. Biotechnology 4:1093-10
96(1986))。
[0168] 2. Transformation of monocotyledons Transformation of most monocotyledons is now becoming routine. Preferred techniques include direct gene transfer into protoplasts using PEG or electroporation techniques, as well as particle bombardment of callus tissue. Transformation is single DNA
Species or multi-DNA species (ie, co-transformation), but both of these techniques are suitable for use with the present invention. Co-transformation avoids complete vector construction and transgenic plants that have unlinked loci for the gene of interest and a selectable marker, allowing the removal of the selectable marker in subsequent generations to be considered desirable. It may have the advantage of regeneration. However, a disadvantage of the use of co-transformation is that the frequency of distinct DNA species being integrated into the genome is less than 100% (Schocher et al. Biotechnology 4: 1093-10).
96 (1986)).

【0169】 特許出願EP0292435、EP0392225およびWO93/07278は、トウモロコシの近親交配
系統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、ならびに形質転換プロトプラストからのトウモロコ
シ植物体の再生のための技術を記載する。Gordon-Kamm等(Plant Cell 2:603-61
8(1990))ならびにFromm等(Biotechnology 8:833-839(1990))は、粒子衝
撃を用いたA188由来トウモロコシ系統の形質転換のための技法を発表した。さら
に、WO93/07278およびKoziel等(Biotechnology 11:194-200(1993))は、粒子
衝撃によるトウモロコシの精選近親交配系統の形質転換のための技法を記載する
。この技法は、受粉後14〜15日目のトウモロコシの穂から切り出した長さ1.5〜2
.5mmの未熟トウモロコシ胚と、衝撃のためのPDS-1000He Biolistics装置を利用
する。
Patent applications EP0292435, EP0392225 and WO93 / 07278 disclose the preparation of callus and protoplasts from inbred maize lines, transformation of protoplasts using PEG or electroporation, and regeneration of maize plants from transformed protoplasts. Describe the techniques for: Gordon-Kamm et al. (Plant Cell 2: 603-61
8 (1990)) and Fromm et al. (Biotechnology 8: 833-839 (1990)) have described techniques for the transformation of A188-derived corn lines using particle bombardment. Further, WO 93/07278 and Koziel et al. (Biotechnology 11: 194-200 (1993)) describe techniques for the transformation of a selected maize inbred line by particle bombardment. This technique is 1.5 to 2 lengths cut from corn ears 14 to 15 days after pollination
Utilizes a .5 mm immature corn embryo and a PDS-1000He Biolistics instrument for impact.

【0170】 イネの形質転換も、プロトプラストを利用する直接遺伝子移入技法または粒子
衝撃によりなされ得る。プロトプラスト媒介性形質転換は、ジャポニカ型および
インディカ型に関して記載されている(Zhang et al., Plant Cell Rep. 7:379-
384(1988); Shimamoto et al., Nature 338:274-277(1989); Datta et al.,
Biotechnology 8:736-740(1990))。両型とも、粒子衝撃を用いてルーチンに
形質転換可能である(Christou et al., Biotechnology 9: 957-962(1991))
。さらに、WO93/21335は、電気穿孔によるイネの形質転換のための技法を記載す
る。
Transformation of rice can also be done by direct gene transfer techniques utilizing protoplasts or by particle bombardment. Protoplast-mediated transformation has been described for the Japonica and Indica types (Zhang et al., Plant Cell Rep. 7: 379-
384 (1988); Shimamoto et al., Nature 338: 274-277 (1989); Datta et al.,
Biotechnology 8: 736-740 (1990)). Both types can be routinely transformed using particle bombardment (Christou et al., Biotechnology 9: 957-962 (1991)).
. Further, WO 93/21335 describes a technique for the transformation of rice by electroporation.

【0171】 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
のための技法を記載する。これらの技法は、Dactylisおよびコムギの形質転換を
可能にする。さらに、コムギ形質転換は、C型長期再生可能カルスの細胞への粒
子衝撃を用いて、Vasil等(Biotechnology 10:667-674(1992))により、そし
て未熟胚および未熟胚由来カルスを用いて、 Vasil等(Biotechnology 11:1553-
1558(1993))およびWeeks等(Plant Physiol. 102:1077-1084(1993))によ
り記載されている。しかしながら、コムギ形質転換のための好ましい技法は、未
熟胚の粒子衝撃によるコムギの形質転換を包含し、遺伝子送達前の高スクロース
または高マルトース工程を含む。衝撃前に、任意数の胚(長さ0.75〜1mm)を、
体性胚の誘導のために3%スクロース(Murashiga & Skoog, Physiologia Planta
rum 15:473-497(1962))および3mg/lの2,4−Dを含有するMS培地上でプ
レート化し、これは暗所で進行される。衝撃の選定日に、胚を誘導培地から取り
出し、オスモチクム(即ち所望の濃度で、典型的には15%で付加されるスクロー
スまたはマルトースを含有する導入培地)上でプレート化する。胚を2〜3時間原
形質分離させた後、衝撃処理する。標的プレート当たり20個の胚が典型的である
が、しかしこれは重要ではない。適切な遺伝子保有プラスミド(例えばpCIB3064
またはpSG35)を、標準手法を用いてμmサイズの金粒子上に沈澱させる。標準80
メッシュスクリーンを用いて、〜1000 psiの破裂圧を用いて、胚の各プレート
をDuPont BiolisticsRヘリウム装置で撃つ。衝撃後、胚を暗所に戻して、約24時
間回復させる(依然としてオスモチクム上で)。24時間後、胚をオスモチクムか
ら取り出して、誘導培地に戻すが、そこにそれらは約1ヶ月間留まった後、再生
する。約1ヶ月後、発生中の胚形成性カルスとともに、胚外植片を、再生培地(
MS+1mg/l NAA, 5mg/l GA)に移し、さらに適切な選択作用物質(pCIB3064の場合
は10mg/lバスタ、pSOG35の場合は2mg/l メトキシレート)を含入する。約1ヶ月
後、半強度MS, 2%スクロースならびに同一濃度の選択作用物質を含入する「GA7
」として知られている大型滅菌容器に発生した新芽を移す。
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, wheat transformation was performed using Vasil et al. (Biotechnology 10: 667-674 (1992)) using particle bombardment of cells of type C long-term renewable calli, and using calli derived from immature embryos and immature embryos, Vasil et al. (Biotechnology 11: 1553-
1558 (1993)) and Weeks et al. (Plant Physiol. 102: 1077-1084 (1993)). However, preferred techniques for wheat transformation include transformation of wheat by particle bombardment of immature embryos, including a high sucrose or high maltose step prior to gene delivery. Before impact, any number of embryos (0.75-1 mm in length)
3% sucrose (Murashiga & Skoog, Physiologia Planta
rum 15: 473-497 (1962)) and 3 mg / l of 2,4-D on MS medium, which proceeds in the dark. On the day of bombardment, the embryos are removed from the induction medium and plated on osmochicum (ie, an induction medium containing sucrose or maltose added at the desired concentration, typically at 15%). Embryos are subjected to protoplasmic separation for 2-3 hours and then subjected to shock treatment. Twenty embryos per target plate are typical, but this is not critical. A suitable gene-bearing plasmid (eg, pCIB3064
Alternatively, pSG35) is precipitated on μm-sized gold particles using standard techniques. Standard 80
Each plate of embryos is shot with a DuPont Biolistics® Helium instrument using a mesh screen and a burst pressure of 〜1000 psi. After bombardment, the embryos are returned to the dark and allowed to recover for approximately 24 hours (still on Osmochikum). After 24 hours, the embryos are removed from the osmoticum and returned to the induction medium, where they stay for about a month before regenerating. After about one month, the embryo explants, together with the developing embryogenic callus, are regenerated into regeneration medium (
MS + 1 mg / l NAA, 5 mg / l GA) and contain the appropriate selective agent (10 mg / l vasta for pCIB3064, 2 mg / l methoxylate for pSOG35). Approximately one month later, GA7 containing half strength MS, 2% sucrose and the same concentration of selective agent
Transfer the generated shoots to a large sterile container known as "".

【0172】 アグロバクテリウムを用いた単子葉類の形質転換も記載されている(WO94/009
77および米国特許第5,591,616号参照)(これらの記載内容はともに、参照によ
り本明細書中に含まれる)。 3.プラスチドの形質転換 T寒天培地上に1インチ環状列で7/プレートで、タバコNicotiana tabacum
c.v.‘Xanthi nc'の種子を発芽させ、本質的には前記(Svab, Z. and Maliga, P
.(1993)PNAS 90, 913-917)と同様に、プラスミドpPH143およびpPH145からの
DNAで被覆した1μmタングステン粒子(M10, Biorad, Hercules, CA)を用い
て播種後12〜14日目に衝撃を与える。衝撃化苗木をT培地上で2日間インキュベ
ートし、その後、葉を切り取って、500μg/mlのスペクチノマイシンジヒドロク
ロリド(Stigma, St. Louis, MO)を含有するRMOP培地(Svab, Z., Hajdukiewic
z, P. and Maliga, P.(1990)PNAS 87, 8526-8530)のプレート上の明光(350
〜500μmol photons/m2/s)中に背軸側を上にして置く。衝撃後3〜8週目に漂白
化葉の真下に出現する耐性新芽を同一選択培地上でサブクローニングして、カル
スを形成させて、二次新芽を単離し、サブクローニングする。個々のサブクロー
ン中の形質転換プラスチドゲノムコピーの完全分離(ホモプラスミー性(homopl
asmicity))を、サザンブロッティングの標準技法により査定する(Sambrook e
t al.,(1989)Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor
Laboratory, Cold Spring Harbor)。BamHI/EcoRI−消化全細胞DNA(Mettle
r, I. J.(1987)Plant Mol Biol Reporter 5, 346-349)を1%トリス−ホウ酸
塩(TBE)アガロースゲル上で分離し、ナイロン膜(Amersham)に移して、rp
s7/12プラスチド標的配列の一部を含有するpC8からの0.7 kb BamHI/HindIIIDN
A断片に対応する32P標識化無作為プライム化DNA配列を用いて精査する。ホ
モプラスミー性新芽を、スペクチノマイシン含有MS/IBA培地(McBride, K.E. et
al.(1994)PNAS 91, 7301-7305)上で無菌的に根付かせて、温室に移す。
Transformation of monocots using Agrobacterium has also been described (WO94 / 009).
77 and U.S. Pat. No. 5,591,616) (both of which are incorporated herein by reference). 3. Transformation of plastids Tobacco Nicotiana tabacum at 7 / plate in 1 inch circular array on T agar medium
cv 'Xanthi nc' seeds are germinated, essentially as described above (Svab, Z. and Maliga, P.
(1993) PNAS 90, 913-917) and impacted 12-14 days after seeding with 1 μm tungsten particles (M10, Biorad, Hercules, CA) coated with DNA from plasmids pPH143 and pPH145. give. The impacted seedlings are incubated on T medium for 2 days, after which the leaves are cut off and RMOP medium (Svab, Z., Hajdukiewic) containing 500 μg / ml spectinomycin dihydrochloride (Stigma, St. Louis, MO).
z, P. and Maliga, P. (1990) PNAS 87, 8526-8530)
500500 μmol photons / m 2 / s) with the abaxial side up. Resistant shoots that appear just below the bleached leaves 3-8 weeks after bombardment are subcloned on the same selection medium to form callus, and secondary shoots are isolated and subcloned. Complete isolation of homologous transforming plastid genome copies in individual subclones
asmicity)) is assessed by standard techniques of Southern blotting (Sambrook e
t al., (1989) Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor
Laboratory, Cold Spring Harbor). BamHI / EcoRI-digested whole cell DNA (Mettle
r, IJ (1987) Plant Mol Biol Reporter 5, 346-349) was separated on a 1% tris-borate (TBE) agarose gel, transferred to a nylon membrane (Amersham) and rp
0.7 kb BamHI / HindIII DN from pC8 containing part of the s7 / 12 plastid target sequence
Probe using the 32 P-labeled random primed DNA sequence corresponding to the A fragment. The homoplasmic shoots were transferred to an MS / IBA medium containing spectinomycin (McBride, KE et.
al. (1994) PNAS 91, 7301-7305) and aseptically rooted and transferred to a greenhouse.

【0173】 E.交配および種子産生 実施例26:交配 本発明の核酸配列を用いた形質転換により得られた植物は、広範な植物種、例
えば単子葉類および双子葉類のいずれかであり得るが、しかしながら、本発明の
方法に用いられる植物は、好ましくは、前記の農業経営学的に重要な標的作物の
一覧から選択される。本発明生産および品質に関して重要なその他の特徴と組合
せた本発明の遺伝子の発現は、交配により植物系統に組み入れられる。交配アプ
ローチおよび技法は、当業界で知られている(例えば、Welsh J.R., Fundamenta
ls of Plant Genetics and Breeding, John Wiley & Sons, NY(1981); Crop B
reeding, Wood D.R.(Ed.)American Society of Agronomy Madison, Wisconsin
(1983); Mayo O., The Theory of Plant Breeding, Second Edition, Clarend
on Press, Oxford (1987); Singh, D.P., Breeding for Resistance to Disea
ses and Insect Pests, Springer-Verlag, NY(1986);およびWricke and Weber
, Quantitative Genetics and Selection Plant Breeding, Walter de Gruyter
and Co., Berlin(1986)参照)。
E. Crosses and Seed Production Example 26: Crosses Plants obtained by transformation with the nucleic acid sequences of the present invention can be of any of a wide variety of plant species, for example, monocots and dicots. The plants used in the method of the invention are preferably selected from the list of agriculturally important target crops mentioned above. The expression of the gene of the present invention in combination with other features important for the production and quality of the present invention is incorporated into the plant line by crossing. Hybridization approaches and techniques are known in the art (eg, Welsh JR, Fundamenta
ls of Plant Genetics and Breeding, John Wiley & Sons, NY (1981); Crop B
reeding, Wood DR (Ed.) American Society of Agronomy Madison, Wisconsin
(1983); Mayo O., The Theory of Plant Breeding, Second Edition, Clarend
on Press, Oxford (1987); Singh, DP, Breeding for Resistance to Disea
ses and Insect Pests, Springer-Verlag, NY (1986); and Wricke and Weber
, Quantitative Genetics and Selection Plant Breeding, Walter de Gruyter
and Co., Berlin (1986)).

【0174】 前記のトランスジェニック種子および植物中で工学処理された遺伝特性は、生
殖または植物性成長により移行され、したがって、子孫植物中に保持され、増殖
され得る。一般に、前記の保持および増殖は、耕作、播種または収穫といった特
定の目的に合わせて開発された既知の農業的方法を用いる。水耕法または温室法
といった特殊方法も適用され得る。成長中の作物は昆虫または感染により引き起
こされる襲撃または損害に対してならびに雑草植物による競合に対して傷つきや
すいので、収量を改良するために雑草、植物病、昆虫、線虫およびその他の悪影
響を及ぼす条件の制御がなされる。これらは、機械的測定、例えば土壌の耕作作
業、または雑草および感染植物の除去、ならびに農業化学物質、例えば除草剤(
herbicides)、殺真菌剤(fungicides)、殺配偶子剤(gametocides)、殺線虫
剤(nematicides)、成長調節剤(growth regulants)、成熟剤(ripening agen
ts)、および殺昆虫剤(insecticides)の適用を含む。
The genetic characteristics engineered in the transgenic seeds and plants described above are transferred by reproductive or plant growth, and thus can be retained and propagated in progeny plants. In general, the maintenance and propagation employ known agricultural methods that have been developed for specific purposes, such as cultivation, sowing or harvesting. Special methods such as hydroponics or greenhouse methods may also be applied. Growing crops are vulnerable to assaults or damage caused by insects or infections and to competition by weed plants, so weeds, plant diseases, insects, nematodes and other adverse effects to improve yield Conditions are controlled. These include mechanical measurements, such as soil tillage operations, or removal of weeds and infected plants, and agrochemicals, such as herbicides (
herbicides), fungicides, gametocides, nematicides, growth regulants, ripening agen
ts), and the application of insecticides.

【0175】 本発明のトランスジェニック植物および種子の有益な遺伝特性の使用はさらに
、害虫、除草剤またはストレスの耐容性といった促成の改良、栄養値の改良、収
量増大、あるいは倒壊または落果による損失を低下させる構造改良を示す植物の
開発を目指す植物交配において成され得る。種々の交配工程は、十分限定された
ヒトの介入、例えば交雑される系統の選択、親系統の受粉の指図、または適切な
子孫植物の選択により特性化される。所望の特性によって、異なる交配測定が採
用される。関連技術は当業界で周知であり、その例としては、ハイブリダイゼー
ション、近親交配、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、異数体技法等が挙げられるが、これらに限定されない。ハイブリダイゼー
ション技法はさらに、機械的、化学的または生化学的手段により雌または雄の不
稔性植物を産生するための植物の不稔化を含む。異なる系統の花粉を用いた雄不
稔性植物交差受粉は、雄不稔性で、しかし雌稔性の植物のゲノムが両方の親の系
統の特性を均質に得るのを保証する。したがって、本発明のトランスジェニック
種子および植物は、例えば、除草剤または殺虫剤処理といった慣用的方法の有効
性を増大し、またはそれらの修飾遺伝子特性のために前記の方法を用いて分配さ
せる改良植物系統の交配のために用いられ得る。あるいは、その最適化遺伝的「
装置」のために、ストレス耐性の改良を示す新規の作物が得られ、それらは、匹
敵する悪発生条件を耐容し得ない生成物よりも良好な品質の収穫生成物を産生す
る。
The use of the beneficial genetic properties of the transgenic plants and seeds of the present invention may further improve the forcing such as tolerance of pests, herbicides or stress, improve nutritional values, increase yields, or lose by collapse or fruit drop. This can be done in plant crosses aimed at developing plants that exhibit reduced structural improvements. The various mating steps are characterized by well-defined human intervention, such as selection of the line to be crossed, instructions for pollination of the parent line, or selection of appropriate progeny plants. Depending on the properties desired, different hybridization measurements are employed. Related techniques are well known in the art, and include, but are not limited to, hybridization, inbreeding, backcrossing, multiline breeding, variant fusion, interspecies hybridization, aneuploid techniques, and the like. . Hybridization techniques further include sterilizing the plants to produce female or male sterile plants by mechanical, chemical or biochemical means. Cross-pollination of male-sterile plants with pollen from different lines ensures that the genomes of the male-sterile, but female-fertile plants obtain the homogeneity of the characteristics of both parental lines. Thus, the transgenic seeds and plants of the present invention are improved plants that increase the effectiveness of conventional methods, such as, for example, herbicide or pesticide treatment, or that are distributed using the methods described above due to their modified genetic properties. It can be used for crossing of lines. Alternatively, the optimized genetic "
Due to the "equipment" new crops are obtained which show improved stress tolerance, which produce better quality harvested products than those which cannot tolerate comparable adverse conditions.

【0176】 実施例27:種子産生 種子産生において、種子の発芽の質および均一性は不可欠な生成物特性である
が、一方、農業経営者が収穫し、販売する種子の発芽の質および均一性は、重要
ではない。他の作物および雑草の種子が混じらないよう作物を保持するのは困難
であるので、種子保有疾患を制御し、そして良好な発芽を示す種子を産生するた
めに、純正種子の成長、条件調節および販売の業界で経験を積んだ種子産生者に
より、かなり広範な、且つ十分限定された種子産生手段が開発されてきた。した
がって、彼自身の作物からの種子を用いる代わりに、特定の品質基準を満たす保
証付種子を農業経営者が購入することは一般的におこなわれることである。種子
として用いられる繁殖用物質は、通常は、除草剤、殺昆虫剤、殺真菌剤、殺細菌
剤、殺線虫剤、殺軟体動物剤またはそれらの混合物を包含する予防保護剤コーテ
ィングにより処理される。常習的に用いられる予防保護剤コーティングは、カプ
タン、カルボキシン、チラム(TMTD(商標))、メタラキシル(アプロン(商標
))およびピリミフォス−メチル(アクテリック(商標))といった化合物を包
含する。所望により、これらの化合物は、さらに処方業界で常用される担体、界
面活性剤または適用促進アジュバントと一緒に処方されて、細菌、真菌または動
物害虫により引き起こされる損害に対する防御を提供する。予防保護剤コーティ
ングは、液体処方物を繁殖物質に含浸させることにより、または併合湿潤または
乾燥処方物で被覆することにより、適用され得る。蕾または果実に向けられる処
理といったその他の適用方法も可能である。
Example 27: Seed production In seed production, seed germination quality and uniformity are essential product characteristics, while seed germination quality and uniformity are harvested and sold by farmers. Is not important. Because it is difficult to keep the crops from being mixed with other crops and weed seeds, the growth, conditioning and control of genuine seeds to control seed-bearing diseases and produce seeds that show good germination A fairly extensive and well-defined means of seed production has been developed by seed producers with experience in the marketing industry. Thus, instead of using seeds from his own crop, it is common for farmers to purchase guaranteed seeds that meet certain quality standards. Reproductive substances used as seeds are usually treated with a prophylactic protectant coating, including herbicides, insecticides, fungicides, bactericides, nematicides, molluscides or mixtures thereof. You. Conventionally used prophylactic protective coatings include compounds such as captan, carboxin, thiram (TMTD ™), metalaxyl (Apron ™) and pirimiphos-methyl (Acteric ™). If desired, these compounds may be further formulated with carriers, surfactants, or application-enhancing adjuvants that are commonly used in the formulation art to provide protection against damage caused by bacteria, fungi or animal pests. The prophylactic protectant coating may be applied by impregnating the liquid formulation with the propagation material, or by coating with a combined wet or dry formulation. Other methods of application, such as treatment directed at buds or fruits, are also possible.

【0177】 前記で例示したような、本発明のトランスジェニック植物、トランスジェニッ
ク植物物質またはトランスジェニック種子の使用を特徴とする、新規の農法を提
供することは、本発明のさらに別の局面である。 種子は、適切なパッケージ物質から成る袋、入れ物または容器中で提供され、
袋または入れ物は、種子を含有するために密閉され得る。袋、入れ物または容器
は、種子の短期または長期保存のために、あるいはその両方のために設計され得
る。適切なパッケージ物質の例としては、紙、例えばクラフト紙、剛性または可
撓性プラスチックまたはその他の高分子物質、ガラスあるいは金属が挙げられる
。望ましくは、袋、入れ物または容器は、同一または異なる型の、パッケージ物
質の複数の層から成る。一実施態様では、袋、入れ物または容器は、水または湿
気が種子と接触するのを排除するかまたは制限するように提供される。一実施例
では、袋、入れ物または容器は密封され、例えば溶封されて、水または湿気が侵
入するのを防止する。別の実施態様では、水吸収物質がパッケージ物質層の間に
、または隣接して配置される。さらに別の実施態様では、袋、入れ物または容器
、あるいは含有されるパッケージ物質は、疾患、汚染または種子の保存または運
搬のその他の悪影響を制限し、抑制し、または防止するよう処理される。このよ
うな処理の一例は、例えば、化学的手段による、または放射線への曝露による滅
菌である。野生型植物より高レベルで前記の形質転換植物中で発現される本発明
の遺伝子を包含するトランスジェニック植物の種子を、適切な担体と一緒に、植
物に広範囲の疾患耐性を付与するためのそれらの使用に関する説明を記したラベ
ルとともに含有する市販の袋は、本発明に含まれる。
It is yet another aspect of the present invention to provide a novel agricultural method, characterized by the use of the transgenic plant, transgenic plant material or transgenic seed of the present invention as exemplified above. . Seeds are provided in bags, containers or containers made of suitable packaging material,
The bag or container may be closed to contain the seed. Bags, containers or containers may be designed for 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 material, glass or metal. Desirably, the bag, container or container consists of multiple layers of the same or different types of packaging material. In one embodiment, a bag, container or container is provided to eliminate or limit water or moisture from contacting the seed. In one embodiment, the bag, container or container is sealed, for example, sealed, to prevent water or moisture from entering. In another embodiment, the water-absorbing material is located between or adjacent to the package material layers. In yet another embodiment, the bag, container or container, or the contained packaging material, is treated to limit, inhibit, or prevent disease, contamination, or other adverse effects of seed storage or transport. An example of such a treatment is, for example, sterilization by chemical means or by exposure to radiation. Transgenic plant seeds comprising the genes of the present invention expressed in said transformed plants at higher levels than wild-type plants, together with suitable carriers, are used to confer a wide range of disease resistance to the plants. Commercially available pouches containing labels with instructions for the use of are included in the present invention.

【0178】 前記の開示実施態様は、説明に役立つ。本発明のこの開示は、本発明が多数の
変更を有することを当業者に認めさせる。このような明白且つ予測可能な変更は
すべて、添付の特許請求の範囲に包含されるよう意図される。
The above disclosed embodiments are illustrative. This disclosure of the invention allows those skilled in the art to recognize that the invention has many variations. All such obvious and foreseeable changes are intended to be covered by the appended claims.

【配列表】[Sequence list]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C12N 5/10 C12N 15/00 ZNAA C12P 21/02 5/00 C (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,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ,BA ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU, CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD,G E,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS ,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK, LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,M N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU ,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM, TR,TT,UA,UG,US,UZ,VN,YU,Z A,ZW (72)発明者 アンダーソン,アーン ロバート アメリカ合衆国,ノースカロライナ 27597,ゼブロン,グリーン−ペイス ロ ード 1005 Fターム(参考) 2B030 AA02 AB03 AD20 CA06 CA17 CA19 CB02 CD03 CD07 CD10 4B024 AA07 AA08 BA80 CA05 DA01 DA05 DA11 DA12 EA04 EA06 GA11 GA17 GA19 HA12 4B064 AG01 AG30 CA02 CA05 CA06 CA11 CA19 CC24 DA12 4B065 AA01Y AA26X AA79X AA88X AB01 AC14 BA02 CA24 CA48 4H045 AA10 AA20 AA30 BA10 BA72 CA11 DA83 EA06 FA74 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int. Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C12N 5/10 C12N 15/00 ZNAA C12P 21/02 5/00 C (81) Designated countries 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, 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, CU, CZ DE, DK, 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, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW (72) Inventor Anderson, Arn Robert United States of America, North Carolina 27597, Zebulon, Green-Payce Road 1005 F-term (reference) 2B030 AA02 AB03 AD20 CA06 CA17 CA19 CB02 CD03 CD07 CD10 4B024 AA07 AA08 BA80 CA05 DA01 DA05 DA11 DA12 EA04 EA06 GA11 GA17 GA19 HA12 4B064 AG01 AG30 CA02 CA05 CA06 CA11 CA19 CC24 DA12 4B065 AA01 BAA14A24A14A24A18A24 CA11 DA83 EA06 FA74

Claims (34)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 以下の: (a)配列番号1のヌクレオチド569-979、配列番号1のヌクレオチド1045-
2334、配列番号4、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12およ
び配列番号14から成る群から選択されるヌクレオチド配列と実質的に同様のヌ
クレオチド配列;あるいは (b)(a)のヌクレオチド配列とアイソコーディングするヌクレオチド配
列 を包含する単離核酸分子であって、その発現が昆虫に対して活性である少なくと
も1つの毒素を生じる単離核酸分子。
1. The following: (a) nucleotides 569-979 of SEQ ID NO: 1, nucleotides 1045- of SEQ ID NO: 1
2334, a nucleotide sequence substantially similar to a nucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 12 and SEQ ID NO: 14; or (b) (a) An isolated nucleic acid molecule comprising a nucleotide sequence that is isocoding to the nucleotide sequence of claim 1, wherein expression of the isolated nucleic acid molecule results in at least one toxin that is active against insects.
【請求項2】 前記ヌクレオチド配列が配列番号1のヌクレオチド569-979
、配列番号1のヌクレオチド1045-2334、配列番号4、配列番号6、配列番号8
、配列番号10、配列番号12または配列番号14と実質的に同様のヌクレオチ
ド配列とアイソコーディングする請求項1の単離核酸分子。
2. The method of claim 1 wherein said nucleotide sequence is nucleotides 569-979 of SEQ ID NO: 1.
SEQ ID NO: 1, nucleotides 1045-2334, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 8
The isolated nucleic acid molecule of claim 1, which isocodes with a nucleotide sequence substantially similar to SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 12 or SEQ ID NO: 14.
【請求項3】 前記ヌクレオチド配列が配列番号1のヌクレオチド569-979
、配列番号1のヌクレオチド1045-2334、配列番号4、配列番号6、配列番号8
、配列番号10、配列番号12または配列番号14と実質的に同様である請求項
1の単離核酸分子。
3. The method according to claim 2, wherein said nucleotide sequence is nucleotides 569-979 of SEQ ID NO: 1.
SEQ ID NO: 1, nucleotides 1045-2334, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 8
2. The isolated nucleic acid molecule of claim 1, wherein the nucleic acid molecule is substantially similar to SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 12, or SEQ ID NO: 14.
【請求項4】 前記ヌクレオチド配列が、配列番号2、3、5、7、9、1
1、13および15から成る群から選択されるアミノ酸配列をコードする請求項
1の単離核酸分子。
4. The method according to claim 1, wherein the nucleotide sequence is SEQ ID NO: 2, 3, 5, 7, 9, 1, or 2.
2. The isolated nucleic acid molecule of claim 1, which encodes an amino acid sequence selected from the group consisting of 1, 13, and 15.
【請求項5】 前記ヌクレオチド配列が、配列番号1のヌクレオチド569-97
9、配列番号1のヌクレオチド1045-2334、配列番号4、配列番号6、配列番号8
、配列番号10、配列番号12または配列番号14を包含する請求項1の単離核
酸分子。
5. The method according to claim 5, wherein the nucleotide sequence is nucleotides 569-97 of SEQ ID NO: 1.
9, nucleotides 1045-2334 of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 8
The isolated nucleic acid molecule of claim 1, comprising SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 12 or SEQ ID NO: 14.
【請求項6】 前記ヌクレオチド配列が、配列番号1のヌクレオチド569-97
9、配列番号4、配列番号8または配列番号12と実質的に同様である請求項1
の単離核酸分子。
6. The method of claim 1, wherein said nucleotide sequence is nucleotides 569-97 of SEQ ID NO: 1.
9, substantially similar to SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 12.
Isolated nucleic acid molecule.
【請求項7】 前記ヌクレオチド配列が配列番号2、配列番号5、配列番号
9または配列番号13で記載されるアミノ酸配列をコードする請求項1の単離核
酸分子。
7. The isolated nucleic acid molecule of claim 1, wherein said nucleotide sequence encodes the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 9 or SEQ ID NO: 13.
【請求項8】 前記ヌクレオチド配列が配列番号1のヌクレオチド1045-233
4、配列番号6、配列番号10または配列番号14と実質的に同様である請求項
1の単離核酸分子。
8. The nucleotide sequence of claim 1 wherein the nucleotide sequence is nucleotides 1045-233 of SEQ ID NO: 1.
4. The isolated nucleic acid molecule of claim 1, which is substantially similar to SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 14.
【請求項9】 前記ヌクレオチド配列が配列番号3、配列番号7、配列番号
11または配列番号15で記載されるアミノ酸配列をコードする請求項1の単離
核酸分子。
9. The isolated nucleic acid molecule of claim 1, wherein said nucleotide sequence encodes the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 11 or SEQ ID NO: 15.
【請求項10】 前記ヌクレオチド配列がpCIB9369(NRRL B-21883)に含ま
れる約3.0 kbDNA断片を包含する請求項1の単離核酸分子。
10. The isolated nucleic acid molecule of claim 1, wherein said nucleotide sequence comprises an approximately 3.0 kb DNA fragment contained in pCIB9369 (NRRL B-21883).
【請求項11】 毒素がコナガ(Plutella xylostella)に対して活性であ
る請求項1の単離核酸分子。
11. The isolated nucleic acid molecule of claim 1, wherein the toxin is active against Plutella xylostella.
【請求項12】 配列番号1のヌクレオチド569-979、配列番号1のヌクレ
オチド1045-2334、配列番号4、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列
番号12および配列番号14から成る群から選択されるヌクレオチド配列の連続
20塩基対ヌクレオチド部分と配列が同一である20塩基対ヌクレオチド部分を包含
する単離核酸分子であって、その発現が昆虫に対して活性である少なくとも1つ
の毒素を生じる単離核酸分子。
12. A member consisting of nucleotides 569-979 of SEQ ID NO: 1, nucleotides 1045-2334 of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 12 and SEQ ID NO: 14. Sequence of selected nucleotide sequences
An isolated nucleic acid molecule comprising a 20 base pair nucleotide portion that is identical in sequence to the 20 base pair nucleotide portion, the expression of which produces at least one toxin that is active against insects.
【請求項13】 請求項1または請求項12の核酸分子と操作可能的に連結
される異種プロモーター配列を包含するキメラ遺伝子。
13. A chimeric gene comprising a heterologous promoter sequence operably linked to the nucleic acid molecule of claim 1 or 12.
【請求項14】 請求項13のキメラ遺伝子を包含する組換えベクター。14. A recombinant vector comprising the chimeric gene according to claim 13. 【請求項15】 請求項13のキメラ遺伝子を包含する宿主細胞。15. A host cell comprising the chimeric gene of claim 13. 【請求項16】 細菌細胞である請求項15の宿主細胞。16. The host cell of claim 15, which is a bacterial cell. 【請求項17】 酵母菌細胞である請求項15の宿主細胞。17. The host cell of claim 15, which is a yeast cell. 【請求項18】 植物細胞である請求項15の宿主細胞。18. The host cell according to claim 15, which is a plant cell. 【請求項19】 請求項18の植物細胞を包含する植物。19. A plant comprising the plant cell of claim 18. 【請求項20】 トウモロコシ(maize)である請求項19の植物。20. The plant of claim 19, which is maize. 【請求項21】 請求項1または請求項12のDNA分子の発現により生成
される毒素。
21. A toxin produced by expression of the DNA molecule of claim 1 or 12.
【請求項22】 コナガ(Plutella xylostella)に対して活性である請求
項21の毒素。
22. The toxin of claim 21, which is active against Plutella xylostella.
【請求項23】 NRRL寄託番号B-21883と呼ばれる大腸菌株により産生され
る請求項21の毒素。
23. The toxin of claim 21 produced by an E. coli strain designated as NRRL Accession No. B-21883.
【請求項24】 配列番号2、3、5、7、9、11、13および15から
成る群から選択されるアミノ酸配列を包含する請求項21の毒素。
24. The toxin of claim 21, which comprises an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 2, 3, 5, 7, 9, 11, 13, and 15.
【請求項25】 配列番号2、5、9および13から成る群から選択される
アミノ酸配列を包含する請求項24の毒素。
25. The toxin of claim 24, comprising an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 2, 5, 9, and 13.
【請求項26】 配列番号3、7、11および15から成る群から選択され
るアミノ酸配列を包含する請求項24の毒素。
26. The toxin of claim 24, comprising an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 3, 7, 11, and 15.
【請求項27】 殺昆虫的有効量の請求項21の毒素を包含する組成物。27. A composition comprising an insecticidal effective amount of the toxin of claim 21. 【請求項28】 昆虫に対して活性である毒素の製造方法であって、以下の
: (a)請求項15の宿主細胞を得て、そして (b)前記細胞中で核酸分子を発現し、これが昆虫に対して活性である少な
くとも1つの毒素を生じる 工程を包含する方法。
28. A method for producing a toxin that is active against insects, comprising: (a) obtaining the host cell of claim 15, and (b) expressing a nucleic acid molecule in said cell; A method which comprises the step of producing at least one toxin that is active against insects.
【請求項29】 前記植物中に請求項1または請求項12の核酸分子を導入
することを包含する昆虫耐性植物の産生方法であって、前記核酸分子が昆虫を制
御するのに有効な量で前記植物中に発現可能である方法。
29. A method for producing an insect-tolerant plant comprising introducing the nucleic acid molecule of claim 1 or 12 into the plant, wherein the nucleic acid molecule is contained in an amount effective to control insects. A method that can be expressed in the plant.
【請求項30】 昆虫がコナガ(Plutella xylostella)である請求項29
の方法。
30. The insect of claim 29, wherein the insect is Plutella xylostella.
the method of.
【請求項31】 有効量の請求項21の毒素を昆虫にデリバリーすることを
包含する昆虫の制御方法。
31. A method for controlling insects comprising delivering an effective amount of the toxin of claim 21 to the insects.
【請求項32】 昆虫がコナガ(Plutella xylostella)である請求項31
の方法。
32. The insect of claim 31 wherein the insect is Plutella xylostella.
the method of.
【請求項33】 毒素が経口的に昆虫にデリバリーされる請求項32の方法
33. The method of claim 32, wherein the toxin is delivered orally to the insect.
【請求項34】 所望のサイズの二本鎖無作為断片の集団に開裂された請求
項1または請求項12の核酸分子の突然変異化方法であって、以下の: (a)二本鎖無作為断片の集団に、各々が二本鎖鋳型ポリヌクレオチドに対
して同一構造の領域と異種構造の領域を包含する1つ又はそれ以上の一本または
二本鎖オリゴヌクレオチドを付加し、 (b)その結果生じる二本鎖無作為断片およびオリゴヌクレオチドの混合物
を一本鎖断片に変性し、 (c)その結果生じる一本鎖断片の集団を、対の一方の成員に関して他方の
複製をプライムするのに十分な同一構造の領域で前記一本鎖断片のアニーリング
を生じてアニール化断片の対を生成し、それにより突然変異化二本鎖ポリヌクレ
オチドを生成する条件下でポリメラーゼとともにインキュベートし、そして (d)第二および第三工程を少なくともさらに2回反復するが、この場合、
第二工程をさらに1回実施した結果生じる混合物が前回の第三工程からの突然変
異化二本鎖ポリヌクレオチドを含有し、さらにもう1回実行すると突然変異化二
本鎖ポリヌクレオチドがさらに生じる、 工程を包含する方法。
34. The method of mutating a nucleic acid molecule of claim 1 or 12 cleaved into a population of double-stranded random fragments of a desired size, comprising: (a) double-stranded random fragments; Adding to the population of engineered fragments one or more single or double-stranded oligonucleotides, each comprising a region of identical structure and a region of heterologous structure to the double-stranded template polynucleotide; (b) Denaturing the resulting mixture of double-stranded random fragments and oligonucleotides into single-stranded fragments, and (c) priming the population of single-stranded fragments with respect to one member of the pair for the other copy. Incubation with a polymerase under conditions that cause annealing of the single-stranded fragment in a region of sufficient identity to produce a pair of annealed fragments, thereby producing a mutated double-stranded polynucleotide. And (d) repeating the second and third steps at least two more times, wherein
The mixture resulting from performing the second step one more time contains the mutated double-stranded polynucleotide from the previous third step, and performing one more time yields more mutated double-stranded polynucleotides; A method comprising the steps of:
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