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JP2006115861A - Cyclamen flower color synthase gene - Google Patents

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JP2006115861A
JP2006115861A JP2006024817A JP2006024817A JP2006115861A JP 2006115861 A JP2006115861 A JP 2006115861A JP 2006024817 A JP2006024817 A JP 2006024817A JP 2006024817 A JP2006024817 A JP 2006024817A JP 2006115861 A JP2006115861 A JP 2006115861A
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JP
Japan
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dna
seq
cyclamen
protein
cdna
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Application number
JP2006024817A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomomichi Yamamura
智通 山村
Teruhiko Terakawa
輝彦 寺川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hokko Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Hokko Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Hokko Chemical Industry Co Ltd filed Critical Hokko Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

【課題】 シクラメンの花色合成に関わる酵素、特にカルコンシンターゼ及びジヒドロフラボノール−4−レダクターゼをコードするDNAを提供する。
【解決手段】 シクラメンから調製したmRNAからcDNAを合成し、逆転写PCR法によってカルコンシンターゼ及びジヒドロフラボノール−4−レダクターゼの一部をコードするDNAを増幅し、得られたDNA断片をプローブに用いてシクラメンのcDNAライブラリーから配列番号2及び4に示すアミノ酸配列をコードするDNAを単離する。
【選択図】 なし
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a DNA encoding an enzyme involved in flower color synthesis of cyclamen, particularly chalcone synthase and dihydroflavonol-4-reductase.
CDNA is synthesized from mRNA prepared from cyclamen, DNA encoding chalcone synthase and a part of dihydroflavonol-4-reductase is amplified by reverse transcription PCR, and the obtained DNA fragment is used as a probe. DNA encoding the amino acid sequences shown in SEQ ID NOs: 2 and 4 is isolated from a cyclamen cDNA library.
[Selection figure] None

Description

本発明は、シクラメンの花色合成酵素のタンパク質をコードする新規な2つのDNAに関する。詳しく言えば、本発明は、シクラメンのカルコンシンターゼおよびジヒドロフラボノール−4−レダクターゼの活性を有する新規なタンパクをコードする新規な2つのDNAに関する。   The present invention relates to two novel DNAs encoding proteins of cyclamen flower color synthase. Specifically, the present invention relates to two novel DNAs encoding novel proteins having the activity of cyclamen chalcone synthase and dihydroflavonol-4-reductase.

一般に、植物の花色における赤色、紫色、青色系色素として、フラボノイドの一種であるアントシアニンが広く知られている。植物の花弁中のアントシアニンの生合成経路においてカルコンシンターゼ(以下「CHS」と略す)はクマロイルCoAとマロニルCoAを縮合してテトラヒドロキシカルコンを生成する生合成系に関与することが知られている。   In general, anthocyanins, which are a kind of flavonoid, are widely known as red, purple and blue pigments in plant flower colors. In the biosynthetic pathway of anthocyanins in plant petals, chalcone synthase (hereinafter abbreviated as “CHS”) is known to be involved in the biosynthetic system that condenses coumaroyl CoA and malonyl CoA to produce tetrahydroxychalcone.

また、ジヒドロ−4−フラボノールレダクターゼ(以下「DFR」と略す)は、ジヒドロフラボノール、例えばジヒドロケンフェロール、ジヒドロケルセチン、ジヒドロミリセチンなどを還元し、対応するロイコアントシアニジンを生成する生合成系に関与することが知られている。   Dihydro-4-flavonol reductase (hereinafter abbreviated as “DFR”) is involved in a biosynthetic system that reduces dihydroflavonols such as dihydrokaempferol, dihydroquercetin, dihydromyricetin and the like to produce the corresponding leucoanthocyanidins. It is known.

近年の遺伝子工学技術を利用した花卉植物の花色の改良研究において、これらの生合成系に関与するCHSおよびDFRは特に重要な役割を持っていると考えられている。   CHS and DFR involved in these biosynthetic systems are considered to play an especially important role in recent researches on improving flower color of flowering plants using genetic engineering techniques.

これまで花卉植物のCHSをコードする遺伝子の塩基配列については次のものが知られている。   The following are known base sequences of genes encoding CHS of flowering plants so far.

(1)ペチュニア(Petunia hybrida)(Nucleic Acids Res.第14巻、第5229頁−第5239頁、1986年)。
(2)ストック(Matthiola incana)(Plant Mol. Biol. 第14巻、第1061頁−第1063頁、1990年)。
(3)ガーベラ(Gerbera hybrida)(Plant Mol. Biol. 第28巻、第47頁−第60頁、1995年)。
(4)カーネーション(Dianthus caryophyllus)(GenBank accession Z67982(1995年))。
(5)リンドウ(Gentiana属)(特開平8−89251(1996年))。
(6)アジサイ(Hydrangea macrophylla)(GenBank accession AB011467(1999年))。
また、これまで花卉植物のDFRをコードする遺伝子の塩基配列については次のものが知られている。
(1) Petunia hybrida (Nucleic Acids Res. Vol. 14, pages 5229-5239, 1986).
(2) Stock (Matthiola incana) (Plant Mol. Biol. 14, 1061-1063, 1990).
(3) Gerbera hybrida (Plant Mol. Biol. 28, 47-60, 1995).
(4) Carnation (Dianthus caryophyllus) (GenBank accession Z67982 (1995)).
(5) Gentian (genus Gentiana) (Japanese Patent Laid-Open No. 8-89251 (1996)).
(6) Hydrangea macrophylla (GenBank accession AB011467 (1999)).
Moreover, the following is known about the base sequence of the gene which codes DFR of a flowering plant so far.

(1)ペチュニア(Petunia hybrida)(Plant Mol. Biol. 13巻、第491頁−第502頁(1989年))。
(2)ガーベラ(Gerbera hybrida)(Plant Mol. Biol. 22巻、第183頁−第193頁(1993年))。
(3)カーネーション(Dianthus caryophyllus)(GenBank accession Z67983(1995年))。
(4)バラ(Rosa hybrida)(Plant Cell Physiol. 第36巻、第1023頁−第1031頁(1995年))。
(5)リンドウ(Gentiana triflora)(Plant Cell Physiol. 37巻、第711頁−第716頁(1996年))。
(6)レンギョウ(Forsythia intermedia)(Plant Mol. Biol. 35巻、第303頁−第311頁(1997年))。
(7)アサガオ(Ipomoea purpurea)(GenBank accession U90432(1997年))。
(8)シンビジウム(Cymbidium hybrida)(GenBank accession AF017451(1998年))。
特開平8−89251(1996年) Nucleic Acids Res.第14巻、第5229頁−第5239頁、1986年 Plant Mol. Biol. 第14巻、第1061頁−第1063頁、1990年 Plant Mol. Biol. 第28巻、第47頁−第60頁、1995年 GenBank accession Z67982(1995年) GenBank accession AB011467(1999年) Plant Mol. Biol. 13巻、第491頁−第502頁(1989年) Plant Mol. Biol. 22巻、第183頁−第193頁(1993年) GenBank accession Z67983(1995年) Plant Cell Physiol. 第36巻、第1023頁−第1031頁(1995年) Plant Cell Physiol. 37巻、第711頁−第716頁(1996年) Plant Mol. Biol. 35巻、第303頁−第311頁(1997年) GenBank accession U90432(1997年) GenBank accession AF017451(1998年)
(1) Petunia hybrida (Plant Mol. Biol. Vol. 13, 491-502 (1989)).
(2) Gerbera hybrida (Plant Mol. Biol. 22: 183-193 (1993)).
(3) Carnation (Dianthus caryophyllus) (GenBank accession Z67983 (1995)).
(4) Rose (Rosa hybrida) (Plant Cell Physiol. 36, 1023-1031 (1995)).
(5) Gentiana triflora (Plant Cell Physiol. 37, 711-716 (1996)).
(6) Forsythia intermedia (Plant Mol. Biol. 35, 303-311, 1997).
(7) Morning Glory (Ipomoea purpurea) (GenBank accession U90432 (1997)).
(8) Cymbidium hybrida (GenBank accession AF017451 (1998)).
JP-A-8-89251 (1996) Nucleic Acids Res. Volume 14, pp. 5229-5239, 1986 Plant Mol. Biol. 14: 1061-1063, 1990 Plant Mol. Biol. 28, 47-60, 1995 GenBank accession Z67982 (1995) GenBank accession AB011467 (1999) Plant Mol. Biol. 13, 491-502 (1989) Plant Mol. Biol. Vol. 22, 183-193 (1993) GenBank accession Z67983 (1995) Plant Cell Physiol. 36, 1023-1031 (1995) Plant Cell Physiol. 37, 711-716 (1996) Plant Mol. Biol. 35, 303-311, 1997 GenBank accession U90432 (1997) GenBank accession AF017451 (1998)

しかしながら、シクラメン植物からのCHSおよびDFRをコードする遺伝子については知られていない。   However, the genes encoding CHS and DFR from cyclamen plants are not known.

本発明の第1の課題は、新規なシクラメンのCHSをコードするDNAをシクラメンから取得することにある。   The first object of the present invention is to obtain DNA encoding CHS of a novel cyclamen from cyclamen.

また、本発明の第2の課題は、新規なシクラメンのDFRをコードするDNAをシクラメンから取得することにある。   The second object of the present invention is to obtain DNA encoding DFR of a novel cyclamen from cyclamen.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した。その結果、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の要旨とするところは、以下のDNAである。
The present inventors diligently studied to solve the above problems. As a result, the present invention has been completed.
That is, the gist of the present invention is the following DNA.

(1)配列表の配列番号2に示すアミノ酸配列を有するタンパク質であって、シクラメンのカルコンシンターゼのタンパク質をコードするDNA。
(2)配列表の配列番号1に記載の塩基番号57〜1223を少なくとも含むDNAである(1)のDNA。
(3)配列表の配列番号2に示されたアミノ酸配列において1個若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換、挿入若しくは付加されたアミノ酸配列からなるタンパク質であって、カルコンシンターゼの活性を有するタンパク質をコードするDNA。
(4)配列表の配列番号1に記載の塩基配列と部分的に異なる塩基配列を有するが、配列番号1に記載の塩基配列に対して相同性を示すDNAであって、しかも、配列表の配列番号1に記載の塩基配列を有するDNAに対してストリンジェントな条件下でハイブリダイ
ズすることができ、かつ、カルコンシンターゼの活性を有するタンパク質をコードするDNAである(3)のDNA。
(5)配列表の配列番号4に示すアミノ酸配列を有するタンパク質であって、シクラメンのジヒドロフラボノール−4−レダクターゼのタンパク質をコードするDNA。
(6)配列表の配列番号3に記載の塩基番号35〜1063を少なくとも含むDNAである(5)のDNA。
(7)配列表の配列番号4に示されたアミノ酸配列において1個若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換、挿入若しくは付加されたアミノ酸配列からなるタンパク質であって、ジヒドロフラボノール−4−レダクターゼの活性を有するタンパク質をコードするDNA。
(8)配列表の配列番号3に記載の塩基配列と部分的に異なる塩基配列を有するが、配列番号3に記載の塩基配列に対して相同性を示すDNAであって、しかも、配列表の配列番号3に記載の塩基配列を有するDNAに対してストリンジェントな条件下でハイブリダイズすることができ、かつ、ジヒドロフラボノール−4−レダクターゼの活性を有するタンパク質をコードするDNAである(7)のDNA。
(9)以下の(A)又は(B)のタンパク質であるシクラメンのカルコンシンターゼ。
(A)配列表配列番号2に示すアミノ酸配列を有するタンパク質。
(B)配列表配列番号2に示すアミノ酸配列において、1個若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換、挿入若しくは付加されたアミノ酸配列からなるタンパク質であって、カルコンシンターゼの活性を有するタンパク質。
(10)以下の(C)又は(D)のタンパク質であるシクラメンのジヒドロフラボノール−4−レダクターゼ。
(C)配列表配列番号4に示すアミノ酸配列を有するタンパク質。
(D)配列表配列番号4に示すアミノ酸配列において、1個若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換、挿入若しくは付加されたアミノ酸配列からなるタンパク質であって、ジヒドロフラボノール−4−レダクターゼの活性を有するタンパク質。
(1) A protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing and encoding a cyclamen chalcone synthase protein.
(2) The DNA of (1), which is a DNA comprising at least the base numbers 57 to 1223 described in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing.
(3) A protein having an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted, inserted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing, and having a chalcone synthase activity DNA encoding
(4) DNA having a base sequence partially different from the base sequence described in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, but having homology to the base sequence described in SEQ ID NO: 1, The DNA according to (3), which is a DNA that is capable of hybridizing under stringent conditions to the DNA having the base sequence described in SEQ ID NO: 1 and that encodes a protein having chalcone synthase activity.
(5) A DNA having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 in the sequence listing, which encodes a protein of cyclamen dihydroflavonol-4-reductase.
(6) DNA of (5) which is DNA containing at least base numbers 35 to 1063 described in SEQ ID NO: 3 of the sequence listing.
(7) A protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted, inserted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 in the sequence listing, wherein dihydroflavonol-4-reductase DNA encoding a protein having activity.
(8) A DNA having a base sequence partially different from the base sequence described in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing, but having homology to the base sequence described in SEQ ID NO: 3, The DNA according to (7), which is capable of hybridizing under stringent conditions to DNA having the base sequence set forth in SEQ ID NO: 3 and which encodes a protein having dihydroflavonol-4-reductase activity DNA.
(9) A cyclamen chalcone synthase which is a protein of the following (A) or (B).
(A) A protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing.
(B) A protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted, inserted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and having a chalcone synthase activity.
(10) Dihydroflavonol-4-reductase of cyclamen, which is a protein of the following (C) or (D).
(C) A protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 in the sequence listing.
(D) a protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted, inserted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 and having the activity of dihydroflavonol-4-reductase Protein.

なお、本発明において「CHSの活性」とは、1分子のクマロイルCoAと3分子のマロニルCoAを縮合してテトラヒドロキシカルコンを生成する反応を触媒するタンパクの活性をいう。また、「DFRの活性」とは、ジヒドロフラボノール、例えばジヒドロケンフェロール、ジヒドロケルセチン、ジヒドロミリセチンなどを還元し、対応するロイコアントシアニジンを生合成するタンパクの活性をいう。   In the present invention, “CHS activity” refers to the activity of a protein that catalyzes a reaction in which one molecule of coumaroyl CoA and three molecules of malonyl CoA are condensed to form tetrahydroxychalcone. The “DFR activity” refers to the activity of a protein that reduces dihydroflavonols such as dihydrokaempferol, dihydroquercetin, dihydromyricetin and the like and biosynthesizes the corresponding leucoanthocyanidins.

以下、CHSをコードするDNAもしくはDFRをコードするDNA、又はこれらを総称して、「本発明のDNA」ということがある。   Hereinafter, DNA encoding CHS or DNA encoding DFR, or these may be collectively referred to as “DNA of the present invention”.

本発明により提供される、シクラメンのCHSおよびDFRをコードする遺伝子は、同種または異種の植物体に単独または組み合わせて導入することにより、該植物中でのアントシアニン合成に関与する酵素反応が調節することができ、植物の花色の多様性等、植物の育種開発に利用できる。   The genes encoding cyclamen CHS and DFR provided by the present invention are introduced into homologous or heterologous plants alone or in combination to regulate the enzyme reaction involved in anthocyanin synthesis in the plants. It can be used for plant breeding development, such as the diversity of plant flower colors.

本発明のDNAはCHSおよびDFRのタンパク質をコードするDNAである。これらのDNAは、本発明を完成するに際しては、後に述べるようにして、シクラメンcDNAライブラリーから単離されたものであるが、その塩基配列が明らかにされたので、配列番号1または3に示す配列に基づいて化学合成することによっても取得することができる。また、前記配列に基づいて作製した合成オリゴヌクレオチドプローブまたはオリゴヌクレオチドプライマーを用い、公知の方法でDNAライブラリーから、ハイブリダイゼーションまたはポリメラーゼ・チェイン・リアクション(PCR)により取得することもできる。   The DNA of the present invention is a DNA encoding CHS and DFR proteins. In completing the present invention, these DNAs were isolated from a cyclamen cDNA library as described later. However, since the base sequences were clarified, they are shown in SEQ ID NO: 1 or 3. It can also be obtained by chemical synthesis based on the sequence. In addition, it can also be obtained from a DNA library by a known method by hybridization or polymerase chain reaction (PCR) using a synthetic oligonucleotide probe or oligonucleotide primer prepared based on the sequence.

以下に、シクラメンのRNAから、RT-PCR(逆転写PCR)によって本発明のDNAの一部を取得し、さらにそれをプローブに用いたハイブリダイゼーションによって、本発明のDNAの全長を取得する方法を例示する。   The following is a method for obtaining a full length of the DNA of the present invention by obtaining a part of the DNA of the present invention from cyclamen RNA by RT-PCR (reverse transcription PCR) and further using the probe as a probe. Illustrate.

(1)mRNAの調製およびcDNAライブラリーの構築
シクラメン(Cyclamen persicum)の花弁、茎葉、根、カルスなどの組織、好ましくは花弁から、常法により全RNAを抽出した後、タンパク質、多糖類、その他の夾雑物を取り除き、さらにオリゴdTセルロースを充填したカラムを用いてPoly(A)+ RNAを精製することによって、mRNAを得ることができる。
(1) Preparation of mRNA and construction of cDNA library After extracting total RNA from tissues such as cyclamen (Cyclamen persicum) petals, foliage, roots and callus, preferably petals, protein, polysaccharides, etc. MRNA can be obtained by removing Poly (A) + RNA using a column packed with oligo dT cellulose.

次に、mRNAからcDNAを合成し、これをファージベクター、例えばλgt11、λZAPIIなどに組み込み、組換えファージを得る。これらを宿主である大腸菌(エシェリヒア・コリ)に感染させ、プラークを多数得ることができる。これら一連の操作はcDNAクローニングキットが市販されているのでこれらを使用してもよい。   Next, cDNA is synthesized from the mRNA and incorporated into a phage vector such as λgt11 or λZAPII to obtain a recombinant phage. A large number of plaques can be obtained by infecting these cells with Escherichia coli as a host. Since a cDNA cloning kit is commercially available, these series of operations may be used.

(2)クローニング用プローブの作製およびcDNAライブラリーのスクリーニング
cDNAライブラリーの中から目的とするシクラメンのCHSおよびDFRをコードするcDNAを単離するために、ペチュニア等の既知のCHSをコードする遺伝子およびDFRをコードする遺伝子で保存されている塩基配列を基に設計したオリゴヌクレオチドを合成し、これをプライマーとして上記で抽出したシクラメンRNAを鋳型とし、RT-PCR法によってシクラメンのCHSおよびDFRの一部をコードするプローブとなるcDNA断片を得る。CHS遺伝子の一部を増幅するためのプライマーの塩基配列としては、配列番号5及び6に示す塩基配列が、また、DFR遺伝子の一部を増幅するためのプライマーの塩基配列としては、配列番号7及び8に示す塩基配列が、それぞれ挙げられる。
(2) Preparation of cloning probe and screening of cDNA library
In order to isolate the cDNA encoding the CHS and DFR of the target cyclamen from the cDNA library, the base sequence conserved in the gene encoding the known CHS and DFR encoding genes such as petunia is used. Using the cyclamen RNA extracted above as a template, using this as a primer, a cDNA fragment serving as a probe encoding a part of cyclamen CHS and DFR is obtained by RT-PCR. As the base sequence of the primer for amplifying a part of the CHS gene, the base sequence shown in SEQ ID NOs: 5 and 6 is used, and as the base sequence of the primer for amplifying a part of the DFR gene, SEQ ID NO: 7 And the base sequences shown in 8, respectively.

次に、このプローブと(1)で作製したプラークとをハイブリダイズさせることによりcDNAライブラリーの中から、目的とするCHSをコードするcDNAおよびDFRをコードするcDNAを選抜することができる。   Next, by hybridizing the probe and the plaque prepared in (1), the cDNA encoding the target CHS and the cDNA encoding DFR can be selected from the cDNA library.

上記のハイブリダイゼーションで選抜されたプラークからファージを採取して、さらにその中からファージDNAを回収し、ジデオキシ法などにより、挿入DNA断片の塩基配列を決定することができる。その塩基配列中のタンパク質コード領域(オープンリーディングフレーム)から規定されるアミノ酸配列を既知のペチュニア等のアミノ酸配列と比較し相同性を確認することにより、目的とするシクラメンのCHSおよびDFRに対応するcDNA断片であることを特定することができる。   Phages are collected from the plaques selected by the above hybridization, and phage DNA is collected from the phages. The base sequence of the inserted DNA fragment can be determined by the dideoxy method or the like. The cDNA corresponding to CHS and DFR of the target cyclamen is confirmed by comparing the amino acid sequence defined from the protein coding region (open reading frame) in the base sequence with the amino acid sequence of known petunia etc. It can be identified as a fragment.

なお、一般に特定の機能や生理活性を有するタンパクをコードするアミノ酸配列において、1若しくは複数のアミノ酸が付加、欠失若しくは置換された場合であっても、その機能や生理活性が維持される場合であることは当業者において広く認識されているところである。本発明には、このような修飾が加えられ、かつCHSおよびDFRの活性を有するタンパク質をコードするDNA断片も含まれる。すなわち、配列表の配列番号2および4において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換、挿入若しくは付加されたアミノ酸からなり、かつCHSおよびDFRの活性を有するタンパク質をコードするDNAも、本発明の範囲に含まれるものである。そのような改変されたDNAは、例えば部位特異的変異法によって、特定の部位のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されるように本発明のDNAの塩基配列を改変することによって得られる。   In general, in the amino acid sequence encoding a protein having a specific function or physiological activity, even when one or more amino acids are added, deleted or substituted, the function or physiological activity is maintained. It is widely recognized by those skilled in the art. The present invention also includes a DNA fragment encoding a protein having such modifications and having CHS and DFR activities. That is, DNA encoding a protein consisting of amino acids in which one or several amino acids are deleted, substituted, inserted or added in SEQ ID NOs: 2 and 4 in the sequence listing and having CHS and DFR activity is also included in the present invention. It is included in the range. Such a modified DNA can be obtained by modifying the base sequence of the DNA of the present invention so that an amino acid at a specific site is deleted, substituted or added, for example, by site-directed mutagenesis.

また、本発明のDNAまたはこれを有する細胞に変異処理を行い、これらのDNA若しくは細胞から、例えば配列表の配列番号1および3に記載の塩基配列を有するDNA又はそれらの一部とストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAを選択することによっても、
改変されたDNA断片を得ることができる。ここでいう「ストリンジェントな条件」とは、いわゆる特異的なハイブリッドが形成され、非特異的なハイブリッドが形成されない条件をいう。この条件を明確に数値化することは困難であるが、一例を示せば、相同性が高い核酸同士、例えば95%以上の相同性を有するDNA同士がハイブリダイズし、それより相同性が低い核酸同士がハイブリダイズしない条件が挙げられる。
Further, the DNA of the present invention or a cell having the same is subjected to a mutation treatment, and from these DNAs or cells, for example, DNA having the base sequences described in SEQ ID NOS: 1 and 3 in the sequence listing or a part thereof are stringent. By selecting DNA that hybridizes under conditions,
Modified DNA fragments can be obtained. The “stringent conditions” referred to herein are conditions under which so-called specific hybrids are formed and non-specific hybrids are not formed. Although it is difficult to quantify this condition clearly, for example, nucleic acids with high homology, for example, DNAs with homology of 95% or more hybridize and nucleic acids with lower homology A condition where they do not hybridize with each other can be mentioned.

さらにシクラメン染色体から、本発明のDNAまたはその一部をプローブに用いた定法によるハイブリダイゼーションによって、CHSをコードするDNAおよびDFRをコードするDNAを取得し得るが、シクラメン染色体由来のCHS遺伝子およびDFR遺伝子はイントロンを含むことが予想される。このようなイントロンで分断されているDNAも、CHSおよびDFRをコードする限り、本発明のDNAに含まれる。   Furthermore, DNA encoding CHS and DNA encoding DFR can be obtained from the cyclamen chromosome by conventional hybridization using the DNA of the present invention or a part thereof as a probe, but the CHS gene and DFR gene derived from the cyclamen chromosome Are expected to contain introns. Such DNAs separated by introns are also included in the DNA of the present invention as long as they encode CHS and DFR.

なお、後記実施例で得られたシクラメンのCHSのcDNAはpBluescriptSK(-)プラスミドベクターにサブクローニングされ、これを導入した大腸菌はEscherichia coli SOLR(CPCHS-1)と命名され、工業技術院生命工学工業技術研究所に平成11年6月29日に、寄託番号FERM P-17440で寄託されている。またDFRのcDNAは、pUC119プラスミドベクターにサブクローニングされ、これを導入した大腸菌はEscherichia coli JM109(CPDFR-1)と命名され、工業技術院生命工学工業技術研究所に平成11年6月29日に、寄託番号FERM P-17439で寄託されている。   The cyclamen CHS cDNA obtained in the examples below was subcloned into the pBluescriptSK (-) plasmid vector, and Escherichia coli SOLR (CPCHS-1) introduced therein was named Escherichia coli SOLR (CPCHS-1). Deposited at the Institute on June 29, 1999 under the deposit number FERM P-17440. The DFR cDNA was subcloned into the pUC119 plasmid vector, and Escherichia coli introduced with this was named Escherichia coli JM109 (CPDFR-1). Deposited under the deposit number FERM P-17439.

本発明のCHSをコードするDNAを適当な宿主で発現させることにより、CHSを製造することができる。また、本発明のDFRをコードするDNAを適当な宿主で発現させることにより、DFRを製造することができる。前記宿主としては、大腸菌、枯草菌等の細菌、サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)等の酵母、昆虫培養細胞、動物培養細胞、植物培養細胞等が挙げられる。これらの宿主細胞に、その宿主細胞内で機能するプロモーター等の発現調節配列の下流に発現可能に連結した本発明のCHS又はDFRをコードするDNAを導入する。これらのDNAの導入に際しては、これらのDNAをプラスミドに挿入して組換えプラスミドを構築し、得られた組換えプラスミドで宿主を形質転換するか、あるいは相同組換え等によって前記DNAを染色体DNAに組み込むことによって形質転換する。得られる形質転換細胞を、発現調節配列が機能する条件で培養することによって、CHS又はDFRが産生される。   CHS can be produced by expressing the DNA encoding the CHS of the present invention in a suitable host. Furthermore, DFR can be produced by expressing DNA encoding the DFR of the present invention in a suitable host. Examples of the host include bacteria such as Escherichia coli and Bacillus subtilis, yeasts such as Saccharomyces cerevisiae, insect cultured cells, animal cultured cells, and plant cultured cells. Into these host cells, a DNA encoding the CHS or DFR of the present invention, which is operably linked downstream of an expression regulatory sequence such as a promoter that functions in the host cell, is introduced. When introducing these DNAs, these DNAs are inserted into a plasmid to construct a recombinant plasmid, and the host is transformed with the obtained recombinant plasmid, or the DNA is converted into a chromosomal DNA by homologous recombination or the like. Transformation by incorporation. CHS or DFR is produced by culturing the resulting transformed cells under conditions where the expression regulatory sequence functions.

また、本発明のCHS又はDFRをコードするDNAは、シクラメンまたは他の植物体に、単独または組み合わせて導入することにより、それらの植物中でのアントシアニン合成に関与する酵素反応が調節することができる。植物に本発明のDNAを導入するには、アグロバクテリウム法(Draper,Jら編集、「Plant Genetic Transformation and Gene Expression A Laboratory
Manual」、Blackwell Scientific Publications、69〜160頁、1988年)、ウイスカ法(米国特許第5302523号明細書、米国特許第7472538号明細書、特開平10−179174号公報、Kaepper,H.F.ら、1992年、「Theoretical and Applied Genetics」、第84巻、560〜566頁、Asano,Y.ら、1991年、「Plant Science」、第79巻、247〜252頁)、植物細胞に超音波を照射して、細胞を部分的に損傷させ、損傷箇所を通して遺伝子を導入する方法(Joersbo,M.ら、1990年、「Plant Cell Reports」、第9巻、207〜210頁、Joersbo,M.ら、1992年、「Physiologia Plantarum」、第85巻、230〜234頁)等が挙げられる。
Further, by introducing the DNA encoding CHS or DFR of the present invention into cyclamen or other plants alone or in combination, the enzyme reaction involved in anthocyanin synthesis in those plants can be regulated. . In order to introduce the DNA of the present invention into a plant, the Agrobacterium method (edited by Draper, J. et al., “Plant Genetic Transformation and Gene Expression A Laboratory”
Manual ", Blackwell Scientific Publications, p. 69-160, 1988), whisker method (U.S. Pat. No. 5,302,523, U.S. Pat. No. 7,472,538, JP-A-10-179174, Kaepper, HF et al. 1992, “Theoretical and Applied Genetics”, 84, 560-566, Asano, Y. et al., 1991, “Plant Science”, 79, 247-252), ultrasound on plant cells. Irradiation to partially damage cells and introduce a gene through the damaged site (Jörsbo, M. et al., 1990, “Plant Cell Reports”, Vol. 9, pp. 207-210, Joersbo, M. et al. , 19 1992, “Physiologia Plantarum”, Vol. 85, pages 230 to 234).

以下に、本発明の実施例を例示してより具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに
限定されるものではない。
Examples of the present invention will be described below in more detail, but the scope of the present invention is not limited thereto.

以下の実験操作の手順は特に記述しない限り、「Molecular Cloning第2版」(J. Sambrookら、Cold Spring Habor Laboratory press, 1989年)に記載されている方法に従った。   Unless otherwise stated, the following experimental procedures were performed according to the method described in “Molecular Cloning 2nd edition” (J. Sambrook et al., Cold Spring Habor Laboratory press, 1989).

(1)シクラメンmRNAの調製
シクラメン(品種:フレグランスミニ)の開花中の花弁3gを液体窒素存在下で凍結後、乳棒乳鉢を用いて粉砕した。この粉砕物に2×CTAB溶液(2%臭化セチルトリメチルアンモニウム,0.1M Tris(pH9.5)、20mM EDTA、1.4M NaCl、4% β−メルカプトエタノール)30mlを加え、撹拌した後、65℃で10分間インキュベートした。次にクロロフォルム抽出を2回行い、イソプロパノール沈殿を行い、核酸を沈殿させた。その核酸をTE緩衝液(10mM Tris(pH8.0)、1mM EDTA)3mlに溶解し、10M 塩化リチウム溶液750μlを加え、氷上に2時間置いた後、19000g、4℃で10分間遠心分離を行い、RNAを沈殿させた。そのRNAを蒸留水に溶解し、さらにフェノール抽出、エタノール沈殿により精製し、0.6mgの精製全RNAを得た。さらに、上記で得られた全RNAから、mRNAの単離をmRNA精製キット(PerSeptive Biosystems社製、BioMag mRNA purification Kit)を用いて行い、シクラメンのmRNAを約10μg得た。
(1) Preparation of cyclamen mRNA 3 g of petals during flowering of cyclamen (variety: fragrance mini) were frozen in the presence of liquid nitrogen and then ground using a pestle mortar. 30 ml of 2 × CTAB solution (2% cetyltrimethylammonium bromide, 0.1 M Tris (pH 9.5), 20 mM EDTA, 1.4 M NaCl, 4% β-mercaptoethanol) was added to this pulverized product, stirred, and then 65 ° C. Incubated for 10 minutes. Next, chloroform extraction was performed twice, isopropanol precipitation was performed, and nucleic acid was precipitated. The nucleic acid is dissolved in 3 ml of TE buffer (10 mM Tris (pH 8.0), 1 mM EDTA), 750 μl of 10 M lithium chloride solution is added, and placed on ice for 2 hours, followed by centrifugation at 19000 g for 10 minutes at 4 ° C. RNA was precipitated. The RNA was dissolved in distilled water and further purified by phenol extraction and ethanol precipitation to obtain 0.6 mg of purified total RNA. Furthermore, from the total RNA obtained above, mRNA was isolated using an mRNA purification kit (manufactured by PerSeptive Biosystems, BioMag mRNA purification Kit) to obtain about 10 μg of cyclamen mRNA.

(2)cDNAライブラリーの作製
上記(1)で得られたmRNAからcDNA合成キット(アマシャム ライフサイエンス社製、cDNA synthesis module)を用いて二本鎖cDNAを得た。これらのcDNAにアダプター(宝酒造(株)社製 EcoRI-NotI-BamHI Adaptor)を連結し、さらにアダプターのリン酸化処理を行った。これらのcDNAをλZAPIIファージベクター(STRATAGENE社製、Lambda ZAP Predigested EcoRI/CIAP-Treated Vector Kit)に連結後、イン・ビトロパッケージングキット(STRATAGENE社製、GigapackIII Gold Packaging Kit)を用いてラムダファージにパッケージングを行った。このファージを大腸菌XL1-Blue MRF'に感染させて組換えファージを多数得て、これらをシクラメンのcDNAライブラリーとした。
(2) Preparation of cDNA library Double-stranded cDNA was obtained from the mRNA obtained in (1) above using a cDNA synthesis kit (cDNA synthesis module, manufactured by Amersham Life Sciences). An adapter (EcoRI-NotI-BamHI Adapter manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.) was ligated to these cDNAs, and the adapter was phosphorylated. After ligating these cDNAs to λZAPII phage vector (Lambda ZAP Predigested EcoRI / CIAP-Treated Vector Kit, manufactured by STRATAGENE), packaged in lambda phage using in vitro packaging kit (STRATAGENE, manufactured by GigapackIII Gold Packaging Kit) Performed. A large number of recombinant phages were obtained by infecting this phage with E. coli XL1-Blue MRF ′, and these were used as a cyclamen cDNA library.

(3)クローニング用プローブ作製
CHSおよびDFRのcDNA断片クローニング用のプローブをRT-PCR(Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction)を用いて作製するために、まずプライマーの設計を行った。
(3) Preparation of probe for cloning
In order to prepare probes for cloning cDNA fragments of CHS and DFR using RT-PCR (Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction), first, primers were designed.

a)CHS用プローブの作製
下記に示す塩基配列を有する2種類のオリゴヌクレオチドを、プライマーNo.1、No.2として化学合成により作製した。
a) Preparation of probe for CHS Two kinds of oligonucleotides having the base sequences shown below were prepared by chemical synthesis as primers No. 1 and No. 2.

(プライマーNo.1:配列番号5)
5'-GAGAARTTYMAGCGCATGTG-3'
(プライマーNo.2:配列番号6)
5'-ACRCAMGCRCTYGACATGTT-3'
(Primer No. 1: SEQ ID NO: 5)
5'-GAGAARTTYMAGCGCATGTG-3 '
(Primer No. 2: SEQ ID NO: 6)
5'-ACRCAMGCRCTYGACATGTT-3 '

なお、上記の2種類のオリゴヌクレオチドの作製は、DNA合成装置(Model 391、アプライドバイオシステムズ社製)を用いてオリゴヌクレオチドを合成し、さらにその合成品をイオン交換HPLCで精製することにより行った。   The above two types of oligonucleotides were prepared by synthesizing oligonucleotides using a DNA synthesizer (Model 391, Applied Biosystems) and further purifying the synthesized product by ion exchange HPLC. .

次に上記(1)で得た全RNA1μgをテンプレートとして、逆転転写反応液(10mM Tris-HCl(pH8.3)、50mM KCl、5mM MgCl2、1mMのdNTP(dATP、dGTP、dCTP、dTTP)混合物、2.5μM オリゴ(dT)(Oligo(dT)12-18 primer、ライフテックオリエンタル(株)製)、RNA阻害剤(RNase Inhibitor、宝酒造(株)製)20単位および逆転写酵素(AMV Reverse Tra
nscriptase XL、宝酒造(株)製)5単位)20μlを調製し、逆転写反応を行った。逆転写反応は30℃ 10分間、50℃ 30分間、99℃ 5分間、4℃、5分間インキュベートする条件で行った。
Next, using 1 μg of total RNA obtained in (1) above as a template, reverse transcription reaction mixture (10 mM Tris-HCl (pH 8.3), 50 mM KCl, 5 mM MgCl 2 , 1 mM dNTP (dATP, dGTP, dCTP, dTTP) mixture , 2.5μM Oligo (dT) (Oligo (dT) 12-18 primer, Lifetech Oriental Co., Ltd.), RNA inhibitor (RNase Inhibitor, Takara Shuzo Co., Ltd.) 20 units and reverse transcriptase (AMV Reverse Tra
nscriptase XL (Takara Shuzo Co., Ltd.) 5 units) 20 μl was prepared and subjected to reverse transcription reaction. The reverse transcription reaction was performed under the conditions of incubation at 30 ° C. for 10 minutes, 50 ° C. for 30 minutes, 99 ° C. for 5 minutes, 4 ° C. for 5 minutes.

更にプライマーNo.1、No.2、各0.1μMをプライマーとし、上記で得られた逆転写反応液を含むPCR法用の増幅反応液を調製し、DNAの増幅反応を行った。ここで使用される増幅反応液は、PCRキット(宝酒造(株)社製、LA PCR Kit Ver.2.1)により調製した。   Furthermore, using primers No. 1 and No. 2 and 0.1 μM each as a primer, an amplification reaction solution for PCR containing the reverse transcription reaction solution obtained above was prepared, and DNA amplification reaction was performed. The amplification reaction solution used here was prepared with a PCR kit (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd., LA PCR Kit Ver.2.1).

PCR法によるDNAの上記の増幅反応は、PCR反応装置(ASTEK社製、Program Temp Control
System PC-700)を用いて、変性を94℃、30秒間、アニーリングを55℃、1分間、また伸張(Extention)を72℃、1分間行う、3つの反応操作を35回繰り返すことによって実施した。
The above-mentioned amplification reaction of DNA by the PCR method is performed using a PCR reaction apparatus (ASTEK, Program Temp Control
System PC-700) was used for denaturation at 94 ° C. for 30 seconds, annealing at 55 ° C. for 1 minute, and extension at 72 ° C. for 1 minute by repeating three reaction operations 35 times. .

上記のようにして増幅されたCHSのcDNAの一部を、プローブDNAとしてcDNAライブラリーのスクリーニングに用いた。   A part of the CHS cDNA amplified as described above was used as a probe DNA for screening a cDNA library.

b)DFR用プローブの作製
下記に示す塩基配列を有する2種類のオリゴヌクレオチドをプライマーNo.3、No.4として化学合成し、(3)−a)と同様の方法により増幅されたDFRのcDNAの一部をプローブDNAとしてcDNAライブラリーのスクリーニングに用いた。
b) Preparation of DFR probe Two kinds of oligonucleotides having the base sequences shown below were chemically synthesized as primers No. 3 and No. 4, and amplified by the same method as in (3) -a). A part of was used as a probe DNA for screening a cDNA library.

(プライマーNo.3:配列番号7)
5'-GGSTTYRTCGGCTCATGGCTSGT-3'
(プライマーNo.4:配列番号8)
5'-AARTACATCCAWSCRGTCAT-3'
(Primer No. 3: SEQ ID NO: 7)
5'-GGSTTYRTCGGCTCATGGCTSGT-3 '
(Primer No. 4: SEQ ID NO: 8)
5'-AARTACATCCAWSCRGTCAT-3 '

(4)cDNAライブラリーのクローニング
a)CHSのcDNAのスクリーニング
上記(2)で作製したシクラメンのcDNAから、上記(3)−a)で作製したプローブDNAを用いたプラークハイブリダイゼーション法により、シクラメンのCHSのcDNAのスクリーニングを行った。プラークハイブリダイゼーション法は以下の通りに行った。
(4) Cloning of cDNA library a) Screening of cDNA for CHS From the cyclamen cDNA prepared in (2) above, plaque hybridization was performed by plaque hybridization using the probe DNA prepared in (3) -a) above. Screening for cDNA of CHS was performed. The plaque hybridization method was performed as follows.

上記(3)−a)で得られたプローブDNAを、DNAラベリングキット(ロッシュ・ダイアグノスティックス社製、DIG-ELISA DNA Labeling & Detection Kit)を用いて、ジゴキシゲニン(DIG)でラベルして標識プローブDNAを得た。
次に上記(2)で得られたシクラメンcDNAライブラリーである組換えラムダファージのプラークを、1.5%寒天培地上に形成させた。それらファージプラークをナイロン膜(Dupont社製)Gene Screenに転写した。ファージプラークの転写されたナイロン膜をアルカリ変性液(1.5M NaCl、0.5M NaOH)および中和液(1M Tris−HCl(pH7.5))2×SSC(0.3M NaCl、30mM sodium citrate)でそれぞれ10分間処理し、風乾後、80℃、2時間ベーキングを行うことにより、ファージのプラークに含まれているファージDNAをナイロン膜上に固定した。
The probe DNA obtained in the above (3) -a) is labeled with digoxigenin (DIG) using a DNA labeling kit (Roche Diagnostics, DIG-ELISA DNA Labeling & Detection Kit). Probe DNA was obtained.
Next, plaques of recombinant lambda phage, which is the cyclamen cDNA library obtained in (2) above, were formed on a 1.5% agar medium. The phage plaques were transferred to a nylon membrane (Dupont) Gene Screen. Nylon membrane with transferred phage plaques was treated with alkali-denaturing solution (1.5M NaCl, 0.5M NaOH) and neutralizing solution (1M Tris-HCl (pH 7.5)) 2 × SSC (0.3M NaCl, 30 mM sodium citrate). After treatment for 10 minutes, air drying, and baking at 80 ° C. for 2 hours, the phage DNA contained in the phage plaques was immobilized on a nylon membrane.

このファージDNAが固定されたナイロン膜をハイブリダイゼーション溶液(500mM NaPiバッファー(pH7.2)、7% SDS、1mM EDTA)に浸し、65℃、2時間の浸漬処理を行った。次に前記のDIGラベルした標識プローブDNA(10ng/ml)を100℃、5分間インキュベートし、ディネイチャー後、ハイブリダイゼーション溶液に加え、65℃で15時間浸漬処理することによって、標識プローブDNAとナイロン膜上に固定された目的とするファージDNAの間にDNA−DNAハイブリッドを形成させた。   The nylon membrane on which the phage DNA was immobilized was immersed in a hybridization solution (500 mM NaPi buffer (pH 7.2), 7% SDS, 1 mM EDTA), and immersed at 65 ° C. for 2 hours. Next, the labeled probe DNA (10 ng / ml) labeled with DIG is incubated at 100 ° C. for 5 minutes, denatured, added to the hybridization solution, and dipped at 65 ° C. for 15 hours, whereby labeled probe DNA and nylon are added. A DNA-DNA hybrid was formed between the phage DNAs of interest immobilized on the membrane.

その反応終了後に、65℃に保温した洗浄液(40mM NaPiバッファー(pH7.2)、1% SDS)で前記のナイロン膜を20分ずつ3回洗浄した。その後、上記のDIG-ELISA Labeling &
Detection Kitを用いて、シクラメンのCHSをコードするDNAを含有した目的の組換えファージの検出を行った。
After completion of the reaction, the nylon membrane was washed three times for 20 minutes each with a washing solution (40 mM NaPi buffer (pH 7.2), 1% SDS) kept at 65 ° C. Then, above DIG-ELISA Labeling &
Using the Detection Kit, the target recombinant phage containing DNA encoding cyclamen CHS was detected.

その結果、4万5千個のファージプラークから5個、CHSのcDNAが組み込まれていると思われるファージが単離選抜できた。   As a result, it was possible to isolate and select five phages that seem to have incorporated the CHS cDNA out of 45,000 phage plaques.

b)DFRのcDNAのスクリーニング
上記(2)で作製したシクラメンのcDNAから上記(3)−b)で作製したプローブDNAを用い、(4)−a)と同様の方法によりプラークハイブリダイゼーション法を行い、シクラメンのDFRのcDNAのスクリーニングを行った。
b) Screening of DFR cDNA Using the probe DNA prepared in (3) -b) above from the cyclamen cDNA prepared in (2) above, plaque hybridization was performed in the same manner as in (4) -a). Cyclamen DFR cDNA was screened.

その結果、約10万個のファージプラークから6個、DFRのcDNAが組み込まれていると思われるファージが単離選抜できた。   As a result, it was possible to isolate and select 6 phages from about 100,000 phage plaques that seem to have DFR cDNA incorporated therein.

(5)cDNAのサブクローニング
a)CHSのcDNAのサブクローニング
前記(4)−a)で単離したファージに含まれるcDNAを、前記のLambda ZAPII Predigested EcoRI/CIAP-Treated Vector Kitを用いてpBluescript SK(-)プラスミドベクター(STRATAGENE社製)にサブクローニングし、大腸菌SOLR細胞を形質転換した。各々のプラスミドDNAをアルカリSDS法を用いて抽出し、これらのDNAの各々1μlを、10μlのHバッファー中で制限酵素EcoRI 5単位で別々に消化した。得られた消化反応液をアガロースゲル電気泳動により分析した結果、DNAの電気泳動パターンにより2種類のDNAが存在することが確認された。
(5) cDNA subcloning a) CHS cDNA subcloning The cDNA contained in the phage isolated in the above (4) -a) was transformed into pBluescript SK (-) using the Lambda ZAPII Predigested EcoRI / CIAP-Treated Vector Kit. ) Subcloning into a plasmid vector (manufactured by STRATAGENE) and transforming E. coli SOLR cells. Each plasmid DNA was extracted using the alkaline SDS method, and 1 μl of each of these DNAs was separately digested with 5 units of restriction enzyme EcoRI in 10 μl of H buffer. As a result of analyzing the obtained digestion reaction solution by agarose gel electrophoresis, it was confirmed by the electrophoresis pattern of DNA that two types of DNA were present.

b)DFRのcDNAのサブクローニング
前記(4)−b)で単離したファージに含まれるcDNAを、(5)−a)と同様の方法によりサブクローニングおよびDNAの分析を行った結果、これらは何れも同一のDNAを含んでいることが確認された。
b) Subcloning of DFR cDNA Subcloning and DNA analysis of the cDNA contained in the phage isolated in the above (4) -b) by the same method as in (5) -a) It was confirmed to contain the same DNA.

(6)cDNAのシークエンシング
a)CHSのcDNAのシークエンシング
上記(5)−a)でサブクローニングしたそれぞれ2種類のcDNA断片のうち、大きい断片のものを選抜し、塩基配列解析を行った。塩基配列の解析は、プラスミド精製キット(QIAfilter Plasmid Midi Kit(QIAGEN社製))および塩基配列決定キット(TaKaRa Taq Cycle Sequensing Core Kit(宝酒造(株)社製))を用い、自動DNAシーケンサー(PE-ABI model377 Sequencer(PE−ABI社製))で行った。その結果、1446塩基のcDNAが決定された。このcDNAは1170塩基の単一のオープンリーディングフレーム(ORF)を含む。このORFはそれぞれ56塩基の5’非翻訳領域およびポリ(A)テールを含む220塩基の3’非翻訳領域に挟まれている。
(6) Sequencing of cDNA a) Sequencing of cDNA of CHS Of the two types of cDNA fragments subcloned in (5) -a) above, the larger fragment was selected and subjected to nucleotide sequence analysis. Base sequence analysis was performed using a plasmid purification kit (QIAfilter Plasmid Midi Kit (QIAGEN)) and a base sequence determination kit (TaKaRa Taq Cycle Sequensing Core Kit (Takara Shuzo Co., Ltd.)) using an automated DNA sequencer (PE- ABI model 377 Sequencer (manufactured by PE-ABI)). As a result, a 1446-base cDNA was determined. This cDNA contains a single open reading frame (ORF) of 1170 bases. Each ORF is sandwiched between a 56 base 5 ′ untranslated region and a 220 base 3 ′ untranslated region containing a poly (A) tail.

b)DFRのcDNAのシークエンシング
上記(5)−b)でサブクローニングしたcDNA断片をpUC119にサブクローニングし、これを用いて大腸菌JM109を形質転換後、(6)−a)と同様の方法により塩基配列解析を行った。その結果、配列番号3記載の1220塩基のcDNAが決定された。このcDNAは配列番号3に記載の1032塩基の単一のオープンリーディングフレーム(ORF)を含む。このORFは34塩基の5’非翻訳領域とポリ(A)テールを含む154塩基の3’非翻訳領域に挟まれている。
b) Sequencing of DFR cDNA After subcloning the cDNA fragment subcloned in (5) -b) above into pUC119, using this, E. coli JM109 was transformed, and the nucleotide sequence was determined in the same manner as in (6) -a). Analysis was performed. As a result, a 1220-base cDNA described in SEQ ID NO: 3 was determined. This cDNA contains a single open reading frame (ORF) of 1032 bases set forth in SEQ ID NO: 3. This ORF is sandwiched between a 34 base 5 ′ untranslated region and a 154 base 3 ′ untranslated region containing a poly (A) tail.

よって、本発明によるシクラメンのCHSおよびDFRをコードする遺伝子の塩基配列は、配列番号1および配列番号3に記載の単一のオープンリーディングフレームのそれぞれ、1446塩基、1220塩基からなる。また本発明によるシクラメンのCHSおよびDFRをコードする遺伝子の塩基配列は、それぞれ389アミノ酸残基および343アミノ酸残基からなるタンパクをコードしている。この配列番号2のアミノ酸配列を、これまで明らかにされているペチュニアのCHS(Nucleic Acids Res. 14(13), 5229-5239 (1986))と比較すると90%の相同性が認められるが、他の領域ではペチュニアのCHSと明らかに異なり、シクラメン特有の配列である。また、配列番号4のアミノ酸配列を、これまで明らかにされているペチュニアのDFRのアミノ酸配列(Plant Mol. Biol. 13(5), 491-502 (1989)) と比較すると72%の相同性が認められるが、他の領域ではペチュニアのDFRと明らかに異なり、シクラメン特有の配列である。   Therefore, the base sequences of the genes encoding cyclamen CHS and DFR according to the present invention consist of 1446 bases and 1220 bases, respectively, of the single open reading frames described in SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 3. The base sequences of the genes encoding cyclamen CHS and DFR according to the present invention encode proteins consisting of 389 amino acid residues and 343 amino acid residues, respectively. When the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 is compared with Petunia's CHS (Nucleic Acids Res. 14 (13), 5229-5239 (1986)) that has been clarified so far, 90% homology is observed. This region is distinct from petunia's CHS and is unique to cyclamen. In addition, when the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 is compared with the amino acid sequence of Petunia DFR (Plant Mol. Biol. 13 (5), 491-502 (1989)) that has been revealed so far, 72% homology Although recognized, in other regions it is distinctly different from petunia DFR and is a unique sequence of cyclamen.

尚、本発明のCHSをコードするDNAとペチュニアのCHS遺伝子との相同性は75%、本発明のDFRをコードするDNAとペチュニアのDFR遺伝子との相同性は 73%であった。   The homology between the DNA encoding the CHS of the present invention and the petunia CHS gene was 75%, and the homology between the DNA encoding the DFR of the present invention and the petunia DFR gene was 73%.

Claims (5)

配列表の配列番号4に示すアミノ酸配列を有するタンパク質であって、シクラメンのジヒドロフラボノール−4−レダクターゼのタンパク質をコードするDNA。 A DNA having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 in the sequence listing, which encodes a protein of cyclamen dihydroflavonol-4-reductase. 配列表の配列番号3に記載の塩基番号35〜1063を少なくとも含むDNAである請求項1に記載のDNA。 The DNA according to claim 1, which is a DNA containing at least the base numbers 35 to 1063 described in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing. 配列表の配列番号4に示されたアミノ酸配列において1個若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換、挿入若しくは付加されたアミノ酸配列からなるタンパク質であって、ジヒドロフラボノール−4−レダクターゼの活性を有するタンパク質をコードするDNA。 A protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted, inserted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 in the sequence listing, and having the activity of dihydroflavonol-4-reductase DNA encoding a protein. 配列表の配列番号3に記載の塩基配列と部分的に異なる塩基配列を有するが、配列番号3に記載の塩基配列に対して相同性を示すDNAであって、しかも、配列表の配列番号3に記載の塩基配列を有するDNAに対してストリンジェントな条件下でハイブリダイズすることができ、かつ、ジヒドロフラボノール−4−レダクターゼの活性を有するタンパク質をコードするDNAである請求項3に記載のDNA。 DNA having a base sequence partially different from the base sequence described in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing, but having homology to the base sequence described in SEQ ID NO: 3, and SEQ ID NO: 3 in the sequence listing The DNA according to claim 3, which is a DNA encoding a protein capable of hybridizing under stringent conditions to the DNA having the base sequence described in claim 4 and having dihydroflavonol-4-reductase activity. . 以下の(C)又は(D)のタンパク質であるシクラメンのジヒドロフラボノール−4−レダクターゼ。
(C)配列表配列番号4に示すアミノ酸配列を有するタンパク質。
(D)配列表配列番号4に示すアミノ酸配列において、1個若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換、挿入若しくは付加されたアミノ酸配列からなるタンパク質であって、ジヒドロフラボノール−4−レダクターゼの活性を有するタンパク質。
Cyclamen dihydroflavonol-4-reductase, which is a protein of the following (C) or (D):
(C) A protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 in the sequence listing.
(D) a protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted, inserted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 and having the activity of dihydroflavonol-4-reductase Protein.
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