JPH07507445A - transformed wheat - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 形質転換小麦 発明の分野 本発明は、外来性DNAを花粉管を介して取込ませ、それにより成熟した形質転 換植物へと発育することができる形質転換胚を取得することを含む、形質転換小 麦植物を産生ずるための方法を提供する。[Detailed description of the invention] transformed wheat field of invention The present invention allows foreign DNA to be taken up through pollen tubes, thereby leading to mature transformation. Transformation, including obtaining transformed embryos that can develop into transformed plants. A method for producing wheat plants is provided.
本発明はまた、形質転換小麦植物をも提供する。The invention also provides transformed wheat plants.
発明の背景および従来の技術 組換えDNA技術が出現し、様々な生物の形質転換においてそれを応用すること に成功していることから、主な目的のうちの一つというのは、一般的および農業 的に重要な作物、例えば、特に小麦などにおける植物の形質転換のためにこの技 術を応用することである。このような形質転換は、改良された地下茎組織、除草 剤耐性、および、害虫耐性というようなある種の成育特典を提供する新しい形質 を有する形質転換植物の産生をねらいとしている。Background of the invention and prior art The advent of recombinant DNA technology and its application in the transformation of various organisms One of the main objectives is to provide general and agricultural This technique is useful for plant transformation in commercially important crops, e.g., especially wheat. It is the application of techniques. Such transformation results in improved rhizome tissue, weed control New traits that provide certain growth benefits, such as chemical resistance and insect resistance. The aim is to produce transformed plants with the following.
世界人口の確実な増加に伴い、穀粒作物、特に小麦のような重要な作物の収穫量 を増加させること、および、前述したような成長特典を有するこのような植物の 新しい品種を開発することによりこれを実行することについてのさし迫った必要 性が存在するものと久しく考えられている。With the steady increase in the world's population, the yield of grain crops, especially important crops like wheat, of such plants with growth benefits such as those mentioned above. An urgent need to do this by developing new varieties It has long been thought that gender exists.
植物を形質転換させるための様々な方法が開発されてきた。このような方法のあ るものは、植物組織からの原形質体の調製、原形質体のインビトロにおける形質 転換、および、その後に続く、形質転換小麦植物への形質転換させた原形質体か らの再生を含む。Various methods have been developed for transforming plants. This kind of method Preparation of protoplasts from plant tissues, in vitro characterization of protoplasts transformation and subsequent transformation of the transformed protoplasts into transformed wheat plants. Including the reproduction of et al.
terium tumefasciens)系を利用しており、コノ系を利用す ることにより、TiもしくはRiプラスミドからの組換えT−DNAを植物細胞 の核DNA内へ挿入する。外来性DNAを用いる植物組織の形質転換のためのさ らに別の方法は、DNAでコート化した担体粒子性入射物を用いる植物細胞の砲 撃を伴い、この砲撃によりこれらの入射物が植物細胞を貫き、その中に外来性D NAを挿入する。terium tumefaciens) system, and Kono system. By injecting recombinant T-DNA from Ti or Ri plasmids into plant cells. inserted into the nuclear DNA of For transformation of plant tissues using exogenous DNA Yet another method involves bombardment of plant cells using a carrier particle projectile coated with DNA. This bombardment causes these projectiles to penetrate the plant cells and introduce foreign D into them. Insert NA.
外来性DNAの植物器官内、特に、生殖性もしくは再生性器官内へのマイクロイ ンジェクションの他の様々な方法も、形質転換植物の産生という目的に利用され ている。Microinjection of foreign DNA into plant organs, especially reproductive or regenerative organs Various other methods of injection are also used for the purpose of producing transformed plants. ing.
前述の方法のすべてのものは、主に双子葉(DicotyledonOUS)植 物の形質転換のために開発されており、かつ、そのような植物にうまく適応して いる。しかしながら、これらは、単子葉(Mon。All of the above methods are mainly used for dicotyledonous (Dicotyledon OUS) It has been developed for the transformation of plants and is well adapted to such plants. There is. However, these are monocotyledons (Mon.
。。tyledonous)植物、特に小麦植物の形質転換にはさほど応用でき ないことが見いだされている。. . It is not very applicable for the transformation of tyledonous) plants, especially wheat plants. It has been found that there is no such thing.
前述の方法が多くの単子葉植物に適用できないことの理由の一つは、組織培養中 で育成されたそれらの細胞を完全な植物内に入れて再生させることが非常に困難 であるという事実である。One of the reasons that the aforementioned methods cannot be applied to many monocots is that during tissue culture It is extremely difficult to put those grown cells into a complete plant and regenerate them. The fact is that
花粉管が発育する間のプラスミドDNAの取込みを伴う、小麦植物の形質転換の ための方法が、Picard et al、、1988、により、 “Proc eedings of the 5eventh 1nternational Wheat Genetics Sympos ium、Vol、l、p、7 79−781”、Miller and Koebner Eds SCamb ridge、England。Transformation of wheat plants with uptake of plasmid DNA during pollen tube development A method for “Proc eedings of the 5eventh 1 international Wheat Genetics Symposium, Vol, l, p, 7 79-781”, Miller and Koebner Eds SCamb ridge, england.
13 19 July、1988、において報告された。この著者達は、発現さ れる際にカナマイシン耐性を付与するアミノグリコシド フォスフオドランスフ ェラーゼII遺伝子(NPTII)を含むプラスミド、ならびに、NPTII遺 伝子および外来性DNAの組込みを促進させるための仮定的な小麦染色体複製起 点を含むプラスミドを利用したことを報告している。これらのプラスミドは、花 粉管がその管を露出させるまでに成育している綬紛済み柱頭の先端を最初に取り 除き、さらにその後、プラスミドを含む溶液をその花粉管に添加することにより 、露出されている花粉管内に取込ませた。このプラスミドDNAは、成育してい る花粉管に向かって雄核と共に遊走し、そうして受精の間に胚珠中に進入してい ったものと思われる。その結果、取得された種子のうちの約1%がカナマイシン 耐性であって、これは、それらの種子が保有する、カナマイノンを含む培養液中 において発芽および成育する能力、および、そのような発芽中の植物が、100 mg/Iのカナマイシンを含む水で常に浸されている土壌中において成熟した小 麦植物へと成長して行く能力により説明される。NPTII遺伝子プローブを用 いたサザンプロット分析によってさらに、カナマイシン耐性植物から抽出された DNAは、最も頻繁に上記の小麦起点を含むプラスミドを有するNPTII配列 を含んでいることが明らかになった。さらに、自己交雑させた場合には、結果と して生じる第2世代の植物(F2)はすべてカナマイシン耐性であり、このこと は、NPT11配列が第2世代にまで転移されたことを示している。小麦ゲノム 内への真の組込みと、仮定的なNPTII−保有性内性植物との間には、いかな る差異も示されなかった。13 19 July, 1988. These authors Phosphodoransph, an aminoglycoside that confers kanamycin resistance when plasmid containing the chelase II gene (NPTII) and the NPTII gene. Hypothetical wheat chromosome replication origins to facilitate gene and foreign DNA integration reported the use of a plasmid containing this point. These plasmids are First remove the tip of the shrunken stigma that has grown to the point where the powder tube is exposed. and then by adding a solution containing the plasmid to that pollen tube. , and incorporated into exposed pollen tubes. This plasmid DNA is grown The pollen tube migrates with the male nucleus toward the pollen tube, and then enters the ovule during fertilization. It seems that it was As a result, about 1% of the seeds obtained were kanamycin. resistant, which is caused by the presence of kanamynon-containing cultures in their seeds. and the ability of such germinating plants to germinate and grow in 100 Mature small plants in soil constantly soaked with water containing mg/I kanamycin. Explained by its ability to grow into wheat plants. Using NPTII gene probe Further extracted from kanamycin resistant plants by Southern blot analysis The DNA most frequently contains NPTII sequences with plasmids containing the wheat origin mentioned above. It was revealed that it contains. Furthermore, when self-crossing, the result The second generation of plants (F2) produced by this process are all kanamycin resistant; indicates that the NPT11 sequence has been transferred to the second generation. wheat genome What is the difference between true integration into NPTII and hypothetical NPTII-bearing endophytes? No differences were shown.
しかしながら、前述の発表以来、小麦における特許請求されたこの形質転換処置 法の成功を確証する後続の発表は存在しないことを指摘する必要がある。上記の 発表に後続する様々な発表および会議により、当該技術分野における研究者は、 事実上、上記の方法を再現することが不可能であり、かつ、小麦を形質転換させ るための、本明細書中に記載されている様々な他の技術に立ち戻っているという ことが明らかになったということに留意すべきである。前述の技術は、小麦を始 めとする穀類植物を形質転換させるための現行の処置法の最近の論評において取 り扱われており(Po t rykus、1990、B io/Techno logy8.535−542) 、この論評においては、花粉管方処置法はさら に調査するべきであるものの、成功の見込は余りないということが結論付けられ ており、著者の言葉では、「花粉管回路。形質転換植物は全く再生せず、恐らく さほど将来性はない。」となっている。However, since the aforementioned publication, this claimed transformation procedure in wheat It must be pointed out that there have been no subsequent announcements confirming the success of the law. above The various presentations and conferences that followed the presentation enabled researchers in the field to: In fact, it is impossible to reproduce the above method and it is impossible to transform wheat. We are revisiting various other techniques described herein to It should be noted that this has become clear. The above-mentioned technology can be applied to wheat In a recent review of current procedures for transforming target cereal plants, (Potrykus, 1990, Bio/Techno) 8.535-542), pollen tube treatment methods are further discussed in this review. However, it was concluded that there was little chance of success. In the author's words, "the pollen tube circuit. The transformed plants do not regenerate at all and are probably There's not much of a future. ”.
また、前述の処置法はそのため、単子葉植物ではありながら小麦とは多くの生理 学的側面を異にする米植物においてのみ成功を修めている(Luo and W u、1989、Plant Mo1ecular Bio4ogy Repor ter 7,69−77)ということにも留意すべきである。In addition, the above-mentioned treatment method is different from wheat even though it is a monocotyledonous plant. Success has been achieved only in rice plants with different scientific aspects (Luo and W. u, 1989, Plant Molecular Bio4ogy Report It should also be noted that ter 7, 69-77).
さらに、先の方法のいずれかによって形質転換された発表済み小麦植物のすべて のものの内では、いずれの小麦株も、市販の作物品種、つまり、小麦作物を取得 するために大規模に育成される農業用栽培品種にはならなかった。形質転換させ た仮定的な小麦植物の多くのものは農業応用にはほとんど向かず、せいぜい、例 えば、戻し交雑および他の品種を用いる交雑により形質転換させた市販の小麦株 を試しに取得するための出発地点として用いることができる程度である。Additionally, all published wheat plants transformed by any of the preceding methods Among these, any wheat strain is obtained from a commercially available crop variety, i.e., a wheat crop. It has not become an agricultural cultivar that is bred on a large scale for this purpose. transform Many of the hypothetical wheat plants are of little use for agricultural applications, at best For example, commercially available wheat lines transformed by backcrossing and crosses with other varieties. It can be used as a starting point for trial acquisition.
発明の要約 形質転換小麦植物、特に、市販の作物栽培品種、つまり、小麦作物を育成させる ために世界中で用いられている栽培品種の多くのものの内の一つである形質転換 小麦植物を産生ずるための一つの方法を提供することが、本発明の一つの目的で ある。Summary of the invention Growing transformed wheat plants, especially commercial crop cultivars, i.e. wheat crops Transformation is one of many cultivars used around the world for It is an object of the present invention to provide a method for producing wheat plants. be.
市販の品種の形質転換小麦植物を提供することは、本発明の別の目的である。It is another object of the present invention to provide commercially available varieties of transformed wheat plants.
前述の形質転換小麦植物を産生ずるという目的のための適切な組換えDNA分子 を提供することは、本発明のさらに別の目的である。Suitable recombinant DNA molecules for the purpose of producing transformed wheat plants as described above. It is yet another object of the present invention to provide.
本発明の他の目的すべては、以下に記載する説明および請求項において明らかに なるものと思われる。All other objects of the invention will be apparent from the following description and claims. It seems to be the case.
本発明の上述の目的に従うと、 (a)授粉用植物の朽が成熟する前にそれらをすべて取り除(ことにより小麦植 物の小花を除雄し、その後、当該小花の柱頭を同一もしくは異なる品種の小麦植 物からの成熟した雄の授粉用植物の朽で授粉させることにより同調授分を導入す る段階、(b)DNA水溶液の滴を一つもしくは複数本の授粉させた柱頭に塗布 し、その後、授粉させた柱頭中において花粉管が花柱内に向かって成育し始めて いるがしかしまだ子房には達していないという授粉後の期間をおく段階であって 、当該DNA溶液が、その植物に対して外来性でありかつその植物内において望 ましい形質の発現を誘導することができる少なくとも一つの遺伝子、および随意 に、追加的なマーカー遺伝子を保有するDNAベクターを含むものである段階、 (C)当該DNA溶液の滴を、当該DNAベクターが胚珠に達しかつ入り込むと いうことを確実に行なわせるための期間の間、湿潤な環境内において当該柱頭上 に保持させる段階、(d)処理を施した段階(c)の植物を、すべての近隣植物 による追加的な授分から保護し、当該植物を成育させ、さらに、当該小花内に育 成した種子を収集する段階、ならびに、(e)形質転換させた小麦植物の選択の ために改変させた条件下で当該種子を成育させる段階、 を含んでなる形質転換小麦植物を産生ずるための方法が提供される。According to the above objectives of the invention: (a) remove all pollinating plant rot before it matures (and thereby After emasculating the florets of the plant, the stigmas of the florets are then planted with wheat of the same or a different variety. Introducing synchronized pollination by pollinating with rot of mature male pollinating plants from plants. (b) applying a drop of an aqueous DNA solution to one or more pollinated stigmas; Then, pollen tubes begin to grow into the style within the pollinated stigma. There is a post-pollination period in which the ovaries are present but have not yet reached the ovary. , the DNA solution is foreign to the plant and desired within the plant. at least one gene capable of inducing expression of a desired trait, and optionally comprising a DNA vector carrying an additional marker gene; (C) A drop of the DNA solution is applied once the DNA vector reaches and enters the ovule. the column head in a humid environment for a period of time to ensure that (d) the treated plants of step (c) are kept in a protect the plant from additional insemination by (e) selection of transformed wheat plants; growing the seeds under modified conditions for the purpose of A method is provided for producing a transformed wheat plant comprising:
時々「截頭(truncation)の態様」として本明細書中に参照されてい る本発明の一つの態様に従い、柱頭を授粉後に截頭し、さらに、DNA水溶液の 滴を截頭した柱頭上に塗布する。時々「未処理柱頭の態様」として本明細書中に 参照されている本発明の他の態様に従い、DNA水溶液の滴を未処理の柱登場に 塗布し、その後授粉後のある期間をおく。Sometimes referred to herein as "aspects of truncation" According to one embodiment of the present invention, the stigma is truncated after pollination, and further treated with an aqueous DNA solution. Apply the drops on the truncated stigma. Sometimes referred to herein as "untreated stigma embodiment" In accordance with other aspects of the referenced invention, a drop of aqueous DNA solution is placed on an untreated column. application, followed by a period of time after pollination.
前述の截頭は、柱頭先端を好ましくは授粉倹約1/2〜21/2時間目、より好 ましくは授粉倹約1−2時間口に截頭することにより実行する。栽培品種ATI R(CNOS”/PJ62/4/GLL/3/T。The above-mentioned truncation preferably cuts the stigma tip between 1/2 and 21/2 hours of pollination, more preferably. Preferably, pollination is carried out by decapitation for 1-2 hours. Cultivar ATI R(CNOS”/PJ62/4/GLL/3/T.
B//JAR″S”/CRESPO,Hazera 5eed Co、、I s rae I) 、BAGULA S” (CM 59123、CIMMYT、 Mexico)、CIANO79(CM31678、CIMMYTSMexic o)、Genaro81 (VEERY#3“S”、CIMMYT、Mex i co) 、KAUZ″S−(CM67458、CIMMYTSMex i c o) 、KEA″S” (CM21335、CIMMYT、Mexico)1、 MILAN (231BWSN37、CIMMYT、Mexico)、OPAT AM85 (CM40038、CIMMYTSMexico)、Papag’o M86 (0M52359、CIMMYTSMexico)、PAVON76 (CM8399、CIMMYT、Mexico)、5eri82 (VEERY #5 ”S”、CIMMYT、Mex i co) 、および、Sha f i r (SON64A/TZPP//NAl60/3/FA、Hazera 5 eed Co1、l5rael)のような、スプリングブレッド(spring −breadX工、エスティブム 旦 (工、aestivum L、))栽培 品種はすべて本発明に従ってテストしたが、これらの品種の場合には、截頭は授 粉倹約11/2時間目に行なうのが好ましい。授粉と截頭との間のこの好ましい 期間は、池の小麦種および細胞変種植物にも適用できるものと思われる。B//JAR″S”/CRESPO, Hazera 5eed Co,, Is rae I), BAGULA S” (CM 59123, CIMMYT, Mexico), CIANO79 (CM31678, CIMMYTSMexic o), Genaro81 (VEERY #3 “S”, CIMMYT, Mex i co), KAUZ″S-(CM67458, CIMMYTSMex ic o), KEA″S” (CM21335, CIMMYT, Mexico) 1, MILAN (231BWSN37, CIMMYT, Mexico), OPAT AM85 (CM40038, CIMMYTSMexico), Papag’o M86 (0M52359, CIMMYTS Mexico), PAVON76 (CM8399, CIMMYT, Mexico), 5eri82 (VEERY #5 “S”, CIMMYT, Mex i co), and Sha f i r (SON64A/TZPP//NA160/3/FA, Hazera 5 eed Co1, l5rael), spring bread -breadX, aestivum L,) cultivation All cultivars were tested according to the invention, but in the case of these cultivars the truncation was Preferably, this is done at the 11/2 hour mark. This favorable between pollination and truncation The time periods may also be applicable to pond wheat species and cell variety plants.
一般的には、本発明の截頭の態様を実施する場合、授粉と柱頭先端の截頭との間 の間隔は、用いる小麦の遺伝子型および環境条件に従って選択すべきである。例 えば、小麦品種の種類と環境条件が、比較的迅速な、柱頭に対する花粉付着およ びその後の花粉管の発育、および、柱頭内および花柱への成育に有利であるよう な場合には、この間隔は、1−11/2時間の範囲内であることができる。他の 例としては、小麦栽培品種および環境条件が、よりゆっくりとした、花粉の付着 およびその後の花粉管の発育に有利であるような場合には、この間隔は、11/ 2−2時間の範囲内であることができる。Generally, when practicing the truncated aspect of the invention, between the pollination and the truncated tip of the stigma. The interval should be selected according to the wheat genotype and environmental conditions used. example For example, wheat variety and environmental conditions may influence relatively rapid pollen deposition on stigmas and It seems to be advantageous for the subsequent development of pollen tubes and growth into the stigma and style. In some cases, this interval can be in the range of 1-11/2 hours. other For example, wheat cultivars and environmental conditions may result in slower, pollen deposition. and in cases where it is advantageous for subsequent pollen tube development, this spacing may be 11/1 It can be in the range of 2-2 hours.
先に記載したように、先に使用された小麦表現型や環境条件などを用いて、本発 明の未処理柱頭の態様を実行する場合にも、場合によって、授粉とDNAfi布 との間の上述のタイミングであくまで実行するべきであろう。As described above, the wheat phenotype and environmental conditions used previously were used to develop this product. In some cases, pollination and DNAfi fabrics may also be used when performing the Ming untreated stigma aspect. It should be executed at the above-mentioned timing between .
両方の実施態様に従うと、本方法の段階(’b)において塗布されたDNA溶液 の滴は、成育しつつある花粉管により移送されるDNAベクターが胚珠に達する ということを確実に行なわせるに十分な期間の間、授粉させた柱頭(段階(C) )上に適切な状態で保持される。適切な期間は、少な(とも12時間、例えば、 約12−14時間であることを発見した。According to both embodiments, the DNA solution applied in step ('b) of the method The droplets of DNA vectors transported by the growing pollen tube reach the ovule. The pollinated stigma (stage (C) ) to be kept in proper condition on top. A suitable period of time is a short period (at least 12 hours, e.g. I found that it was about 12-14 hours.
本発明によってはまた、先の方法における用途のための組換えDNAベクターも 提供される。The invention also provides recombinant DNA vectors for use in the above methods. provided.
本発明のDNAベクターは、植物内においである形質の発現を誘導することがで きる遺伝子を含んでおり、その遺伝子をその植物内へ転移させることが望ましい 。このような遺伝子は、例えば、窒素固定化構造蛋白質を発現する遺伝子、もし くは、植物に除草剤耐性を付与する蛋白質を発現する遺伝子であることができる 。さらに、ベクターもまた、適切な状態で、例えば、大腸菌(E、coli)の β−グルクロニダーゼをコード化するuidA遺伝子のようなレポーター遺伝子 を含むこともでき、この遺伝子は、形質転換が成功したことの標識として働(が 、これはつまり、発現された酵素のための基質(X−Glue)が提供される場 合には、この遺伝子を発現する細胞は、この基質を検出可能な産物へと変換する ことが可能なためである。The DNA vector of the present invention is capable of inducing the expression of a certain trait in plants. It is desirable to transfer the gene into the plant. . Such genes include, for example, genes expressing nitrogen fixing structural proteins, The herbicide can be a gene that expresses a protein that confers herbicide tolerance on the plant. . Furthermore, the vector can also be used in suitable conditions, e.g. Reporter genes such as the uidA gene encoding β-glucuronidase This gene can also serve as a marker of successful transformation. , this means that if the substrate (X-Glue) for the expressed enzyme is provided, In this case, cells expressing this gene convert this substrate into a detectable product. This is because it is possible.
DNAベクターは、例えば、カナマイシン耐性のような、例えば、抗生物質耐性 をコード化する遺伝子であることができる植物選択可能標識遺伝子をも含むこと が好ましい。本発明の骨格内において行なわれた実験に使用されている、このよ うな遺伝子の非制限的な例は、ツバリン(nopa I 1ne) シンターゼ (NO3)プロモーター、および、TL−DNA (遺伝子4)のポリアデニル 化シグナル配列に連結しているAPH(3′)I I (NPTI I)遺伝子 である(Gielen。The DNA vector can be used for example with antibiotic resistance, such as kanamycin resistance. also include a plant selectable marker gene, which can be a gene encoding a is preferred. This type of information used in experiments conducted within the framework of the present invention A non-limiting example of a gene is tubalin (nopa Ilne) synthase (NO3) promoter and polyadenylation of TL-DNA (gene 4) APH (3') II (NPTI I) gene linked to the conversion signal sequence (Gielen.
J、et al、、1984、Koncz et al、、1989)。J. et al., 1984, Koncz et al., 1989).
このAPI(3°)I I (NPTI +)遺伝子は、酵素アミノグリコンド フォスフオドランスフェラーゼをコード化しており、そのため、形質転換させ た植物に対してカナマイシン耐性を付与する。This API (3°) I I (NPTI +) gene is an enzyme aminoglycone It encodes a phosphotransferase, so it cannot be transformed. confers kanamycin resistance to plants.
当該DNA溶液の調製のために必要な大容量のDNAベクターを取得するために は、例えばAmp’のような他の細菌選択可能標識遺伝子も、細菌内においてD NAベクターを増殖させる目的用の、ベクター内に含まれていることができる。In order to obtain a large amount of DNA vector necessary for preparing the DNA solution. Other bacterial selectable marker genes, such as Amp', are also present in bacteria. It can be included within the vector for the purpose of propagating the NA vector.
本発明の骨格内において行なわれた実験に使用されている、このようなりNAベ クターの非制限的な例は、プラスミドpPcV702n i fDおよびpPC V702GUSであり、こわらの両方ともは前述のAPI(3’)II遺伝子を 含んでおり、かつ、pPcV702n i fD内においては、クレブシェラ ニューモニエ(Klebsiella pneumoniae) n1fDのコ ーディング領域はCaMVの358プロモーターおよびNOSターミネータ−と 連結しており、かつ、pPCV702GUSにおいては、β−グルクロニダーゼ (GUS)のコーディング領域もまたCaMVの353プロモーターおよびNO Sターミネータ−と連結している。従って、本発明の方法により、これらのプラ スミドのいずれかて形質転換させた小麦植物は、カナマイシン耐性でありかつ/ もしくはGUS酵素を発現することができる。Such NA bases used in experiments conducted within the framework of the present invention. Non-limiting examples of vectors include plasmids pPcV702nifD and pPC V702GUS, and both of Kowara carry the above-mentioned API (3') II gene. Contains, and in pPcV702n i fD, Klebsiella Klebsiella pneumoniae (Klebsiella pneumoniae) n1fD The coding region is the 358 promoter and NOS terminator of CaMV. and in pPCV702GUS, β-glucuronidase (GUS) coding region also contains the CaMV 353 promoter and the NO Connected to S terminator. Therefore, by the method of the present invention, these plastics can be Wheat plants transformed with either Sumid are kanamycin resistant and/or Alternatively, the GUS enzyme can be expressed.
本発明はまた、農業商品作物の栽培品種である形質転換小麦植物をも提供する。The invention also provides transformed wheat plants that are cultivars of agricultural commercial crops.
本発明に従って、数種の商品作物栽培品種の形質転換小麦植物が始めて取得され たことにより長い間の要望が鵬たされた。本発明に従って取得される形質転換小 麦植物は、源の植物を形質転換させた外来性遺伝子を喪失することなく5世代に わたって成育した。In accordance with the present invention, transformed wheat plants of several commercial crop cultivars have been obtained for the first time. As a result, a long-standing request was fulfilled. Transformed microorganisms obtained according to the present invention Wheat plants can be grown for five generations without losing the foreign genes that transformed the source plants. It grew over time.
図面の簡単な説明 添付図面における図は、以下に示すことを説明しており、図1は、プラスミドp PcV702n±fDの図式的表示であり、図2は、プラスミドpPcV702 GUsの図式的表示であり、図3aは、実施例4において記載する、野生型の小 麦品種、つまり本発明の方法に従って形質転換させた植物、および、プラスミド pPCV702n iよりから採取し、BamHIおよびH4ndl T I制 限エンドヌクレアーゼで消化させたDNAサンプルに対するNPTII遺伝子プ ローブのサザンプロットハイブリッド形成の結果を示しており、図3bは、実施 例4において記載したように、サザンプロットの結果(図3 a %図4 a sおよび、図5)から決定された、TAU89107−1と表示される形質転換 体内の小麦ゲノム内に組込まれたpPCV702n i fDの関連する制限エ ンドヌクレアーゼ部位を説明する図式的制限地図であり、 図4aは、実施例4において記載したように、野生型の小麦品種および本発明に 従ってpPcV702n i fDで形質転換させた植物から採取し、Pstl 制限エンドヌクレアーゼで消化させたDNAサンプルに対するNPIIIプロー ブのサザンプロットーハイブリッド形成の結果を示しており、 図4bは、実施例4において記載したように、サザンプロットの結果(図3a、 図4a、および、図5)から決定されたように小麦ゲノム内iこ組込まれたpP cV702n±fDについての制限エンドヌクレアーゼ部位を説明する図式的制 限地図であり、図5は、実施例4において記載したように、NPTI!断片およ び702ユ±fDベクターの残りのものと、野生型の小麦植物、および、プラス ミドpPcV702n i fDにより形質転換させた第1世代植物の自殖によ り取得された第2世代(F2)から採取し、BamHIおよびPstlで消化さ せたDNAサンプルとの、サザンプロットーハイブリッド形成の結果を示してお り、 図6は、実施例4および5において記載したように、NPTII断片と、形質転 換体TAU89107−1の自殖により取得される、形質転換させた小麦植物の 第2世代(F2)のBamHIおよびHindllI消化させたDNAサンプル とのサザンプロット ハイブリッド形成の結果であり、 図7は、実施例4および6において記載されるように、NPT I I I断片 と、TAU89107のF2族からの植物の自殖により取得される、形質転換さ せた小麦植物の第3世代(F3)のBamHIおよび14 i ndIII消化 DNAサンプルとのサザンプロット ハイブリッド形成の結果であり、 図8aは、形質転換させた5hafir栽培品種の小麦植物中に存在するAPH (3”)I I遺伝子のPCR増幅により取得されたDNAサンプルのアガロー スゲル電気泳動の結果を示す。実施例7において記載したように、DNAサンプ ルは、形質転換体TAU89107−1から源を発し、かつ、植物の各世代の自 己授粉の結果化じたF2、F3、および、F、から抽出し、 図8bは、実施例7において記載したように、自殖により取得される形質転換さ せたTAtJ89−107−1のF4子孫から抽出した総DNAを使用する、A PI (3°)II遺伝子およびその遺伝子4ターミネータ−のPCR増幅によ り取得されたDNAサンプルのアガロースゲル電気泳動の結果を示し、 図9は、遺伝子4ターミネータ−断片と、5hafir小麦植物および形質転換 体TAU89107−1のF4世代子孫のDNAサンプルとのサザンプロット ハイブリッド形成の結果を示し、図10aは、実施例9において示したように、 カナマイシンを含む媒地における成育の際に正常な発芽を生じるTAU8910 7−1形質転換細胞のF5子孫CC44(TAU89107−1−J 18−9 −IB−4A)を、同一の成育条件において白色に変色した野生型のSha f ir植物と比較して示し、 図10bは、実施例9において示したように、CC44形質転換体、もしくは、 小麦品種5hafirの植物から抽出したDNA鋳型を使用する、NPTIIテ イル(51b p)およびその遺伝子4ターミネータ−のPCR増幅産物のゲル 分離分析を示し、図11は、実施例10において示したように、pPcV702 GUsで形質転換させ、かつ、同一のプラスミドで探索を行なった、商品栽培の 品種Pavon76および5eri82の小麦植物の第1世代(Fl)のサザン プロット ハイブリッド形成の結果を示しており、これらのDNAサンプルは、 EcoRIおよびHindlllで消化させてあり、図12は、実施例10にお いて示したように、5eri82栽培品種のF、形質転換体からのDNA抽出物 からのAPI (3°)IIおよびGUS遺伝子のPCR増幅から取得されるD NAサンプルのアガロースゲル電気泳動の結果を示し、さらに、 図13は、実施例12において示したように、ストレプトマイセスハイグロスコ ピクス(Streptmyces hygroscopi旦旦ユ)のba工遺伝 子を保有するプラスミドp PAT−NPT I 1100.1−28で形質転 換させたF、世代形質転換体から取得される0、6kbのPCR産物のアガロー スゲル上での電気泳動パターンを示す。Brief description of the drawing The figures in the accompanying drawings illustrate what is shown below, and FIG. Schematic representation of PcV702n±fD, FIG. 2 shows plasmid pPcV702 Figure 3a is a schematic representation of GUs, as described in Example 4. Wheat varieties, plants transformed according to the method of the invention, and plasmids Collected from pPCV702ni, BamHI and H4ndlTI system NPTII gene template for limited endonuclease digested DNA samples. Figure 3b shows the results of Southern blot hybridization of the lobe. As described in Example 4, Southern plot results (Figure 3a%Figure 4a Transformation designated TAU89107-1 determined from s and Figure 5) Related restriction fragments of pPCV702nifD integrated into the wheat genome in the body is a schematic restriction map illustrating endonuclease sites; Figure 4a shows the wild-type wheat variety and the present invention as described in Example 4. Therefore, Pstl NPIII probe on DNA samples digested with restriction endonucleases The results of southern plot-hybridization of B. Figure 4b shows the Southern blot results (Figure 3a, pP integrated into the wheat genome as determined from Figures 4a and 5). Schematic diagram illustrating the restriction endonuclease sites for cV702n±fD. As described in Example 4, FIG. 5 is a NPTI! Fragments and and the remainder of the 702 u±fD vector, wild-type wheat plants, and plus By selfing of the first generation plants transformed with mido pPcV702n i fD. The second generation (F2) obtained by The results of Southern blot-hybridization with the same DNA sample are shown. the law of nature, FIG. 6 shows the NPTII fragment and transformation as described in Examples 4 and 5. Transformed wheat plants obtained by selfing of transgenic TAU89107-1 Second generation (F2) BamHI and HindllI digested DNA sample It is the result of Southern plot hybridization with FIG. 7 shows the NPT III fragment as described in Examples 4 and 6. and transformed plants obtained by selfing of plants from family F2 of TAU89107. BamHI and 14i ndIII digestion of third generation (F3) of mature wheat plants This is the result of Southern blot hybridization with the DNA sample, Figure 8a shows the APH present in transformed wheat plants of the 5hafir cultivar. (3”) Agarose of DNA sample obtained by PCR amplification of II gene The results of gel electrophoresis are shown. DNA samples were prepared as described in Example 7. The plant originates from the transformant TAU89107-1 and is the original of each generation of the plant. Extracted from F2, F3, and F resulting from self-pollination, Figure 8b shows transformed cells obtained by selfing as described in Example 7. Using total DNA extracted from the F4 progeny of TAtJ89-107-1, PCR amplification of the PI (3°) II gene and its gene 4 terminator The results of agarose gel electrophoresis of DNA samples obtained by Figure 9 shows gene 4 terminator fragments and 5hafir wheat plants and transformations. Southern blot with DNA samples of F4 generation descendants of body TAU89107-1 Figure 10a shows the results of hybridization, as shown in Example 9. TAU8910 produces normal germination when grown in medium containing kanamycin F5 progeny CC44 of 7-1 transformed cells (TAU89107-1-J 18-9 -IB-4A) was grown under the same growth conditions as a wild type Sha f that turned white. shown in comparison with ir plants, FIG. 10b shows CC44 transformants, as shown in Example 9, or NPT II technology using DNA templates extracted from plants of wheat variety 5hafir. Gel of PCR amplification product of ile (51bp) and its gene 4 terminator Figure 11 shows the separation analysis of pPcV702 as shown in Example 10. A commercially cultivated plant transformed with GUs and searched with the same plasmid. First generation (Fl) Southern of wheat plants of varieties Pavon76 and 5eri82 The plot shows the results of hybridization, and these DNA samples are Digested with EcoRI and Hindll, FIG. DNA extracts from F, transformants of cultivar 5eri82 as shown in API (3°) II from The results of agarose gel electrophoresis of NA samples are shown, and further, FIG. 13 shows Streptomyces hygroscopica as shown in Example 12. BA genetics of pix (Streptmyces hygroscopicus) Transformation with plasmid p PAT-NPT I 1100.1-28 carrying offspring Agarose of 0.6 kb PCR product obtained from transformed F, generation transformants. The electrophoresis pattern on the gel is shown.
具体的な実施態様の説明 本発明は、ここで、以下に記載する実施例および添付される図面においてより詳 細に説明される。これらの実施例は、本発明の詳細な説明としてみなされるべき であり、制限として考慮されるべきではない。Description of specific implementations The invention will now be described in more detail in the examples described below and the accompanying drawings. Explained in detail. These examples are to be considered as detailed illustrations of the invention. and should not be considered as a limitation.
実施例1−プラスミド 双方ともがベクターpPcV702に由来する2種類のプラスミド、pPcV7 02匹土よりおよびpPcV702GUsを、それぞれ、図1および2において 図示されるように作製した(Koncz andSche I、1976;an d Koncz et al、、1989)。両方のプラスミドにおいては、ア ミノグリコシド(カナマイシン)フォスフオドランスフェラーゼをコード化する APH(3’ ) I IもしくはNPTII遺伝子は、NO3(ツバリン(n opa l 1ne)シンターゼ)プロモーター、および、選択的標識として働 <TL−DNA 上2を遺伝子(遺伝子4)ボリアデモル化シグナル即ちPo1 yA(ターミネータ−)に連結していた。この遺伝子は、植物内で発現される際 、カナマイシン耐性を付与する。Example 1 - Plasmid Two plasmids, pPcV7, both derived from vector pPcV702. 02 mice and pPcV702GUs in Figures 1 and 2, respectively. were prepared as shown (Koncz and Sche I, 1976; an d Koncz et al., 1989). In both plasmids, a Encodes minoglycoside (kanamycin) phosphotransferase The APH (3') II or NPTII gene is NO3 (Tubarin (n opa l1ne) synthase) promoter, and serves as a selective marker. <TL-DNA> The upper 2 gene (gene 4) is the boria demolization signal, Po1 It was connected to yA (terminator). When this gene is expressed in plants, , confers kanamycin resistance.
プラスミドpPcV702n iよりは、CaMVの35SプロモーターとNO Sターミネータ−との間に位置するクレブシェラ ニューモニエのユ±fDのコ ーディング領域を含んでいる。Plasmid pPcV702ni contains the CaMV 35S promoter and NO Klebshera pneumoniae unit located between the S terminator Contains a recording area.
プラスミドpPcV702GUFは、CaMVの35SプロモーターおよびNO Sターミネータ−に連結する、レポーター遺伝子であるβ−グルクロニダーゼC GUS)遺伝子のコーディング領域を含んでいる。Plasmid pPcV702GUF contains the CaMV 35S promoter and NO β-glucuronidase C, a reporter gene, linked to the S terminator Contains the coding region of the GUS) gene.
10mM トリス、1mM EDTA、pH8中に溶解しである前述のプラスミ ドDNAの類コイルおよび緩和にツク)型の混合物を、本明細書のこれ以降に記 載する形質転換法において柱頭に塗布するDNA溶液を調製するために利用した 。The above plasmid was dissolved in 10mM Tris, 1mM EDTA, pH 8. Mixtures of similar coiled and relaxed DNA types are described hereinafter. It was used to prepare the DNA solution to be applied to the stigma in the transformation method described above. .
実施例2:小麦植物の調製およびDNAの投与数種の市販の野生型スプリング ブレッド小麦栽培品種から選択した小麦植物を、補足光を利用する温度調節式温 室(21±2℃)内の鉢に入れて成育させた。さらに、先と同一の種類の小麦植 物の第2群を、砂質のローム土壌上で、ネットハウス内に入れて成育させた。こ れらの群の小麦植物を実験開始時に植えつけ、付加的な植えつけを10日間隔で 行ない、授粉に必要な場合に花粉が確実に定常的に供給されるようにした。小麦 植物が成育状態57(3/4の穂の出現)に達した際、実験植物の穂を次のよう に処理し、即ち、各小穂花をその高さの半分のところで切断し、外側の小花2つ を残して中間の小花を取り除いた。未成熟な雄ずいを2つの残った小花(小穂花 当たり)の各々から取り除いた。花軸の一つの側面にあるすべての小穂花を、耐 水性のマーカーで基のところに印をつけた。その後、穂をグラシン紙の紙袋て覆 った。Example 2: Preparation of wheat plants and administration of DNA Several commercially available wild type springs Wheat plants selected from Bread wheat cultivars are grown in thermostatically controlled temperature systems using supplemental light. They were grown in pots indoors (21±2°C). In addition, the same type of wheat was planted as before. A second group of plants was grown in net houses on sandy loam soil. child These groups of wheat plants were planted at the beginning of the experiment, with additional plantings at 10-day intervals. to ensure a constant supply of pollen when needed for pollination. wheat When the plants reached growth state 57 (appearance of 3/4 panicles), the panicles of the experimental plants were i.e. cut each spikelet at half its height and cut off the two outer florets. The middle floret was removed leaving the . The immature stamens are separated from the two remaining florets (spikes). (wins) were removed from each. Cut all spikelets on one side of the flower axis into a resistant I marked the base with a water-based marker. Then, cover the ears with a glassine paper bag. It was.
前述の、処理を施した穂についている中央の小穂花の2つの小花の雌ずいそれぞ れの柱頭が羽毛状になって外側に開き始めたら(除雄倹約4−5日)、つまり、 雌ずいの成熟の兆候が現われたら、グラシン紙の紙袋を頂点を横切るようにして 切り開き、成熟した雄ずいが穎から外に突き出るようにさせるために小穂花を半 分に切っである(同じもしくは異なる栽培品種の)雄の授粉用植物の穂をその紙 袋のなかに挿入した。その授粉用植物の穂は紙袋の中に20−30分間入れたま まにさせて、その雄ずいがばしけて花粉が放出されるようにさせた。授分用植物 の穂を数回よじり回して花粉が穂の小花すべてに行き渡るようにさせた。その後 、授粉用植物の穂を取り出し、グラシン紙の紙袋をクリップで閉じた。Each pistil of the two florets of the central spikelet attached to the treated panicle mentioned above. When the stigmas of these become feathered and begin to open outwards (4-5 days after emasculation), i.e. When the pistil shows signs of maturity, run a glassine paper bag across the apex. Cut open and halve the spikelets to allow the mature stamens to protrude outward from the spikelet. Cut the panicle of a male pollinating plant (of the same or a different cultivar) into pieces on the paper. I inserted it into the bag. Leave the pollinating plant ears in the paper bag for 20-30 minutes. The stamens were allowed to grow and the pollen was released. Plants for endowment The panicle was twisted several times to ensure that the pollen was distributed to all the florets on the panicle. after that , the ears of pollinating plants were removed and a glassine paper bag was closed with a clip.
半時間後から2時間後の間、通常は1.5時間後から2時間後の間の、授粉させ た穂の中で花粉管が形成され、かつ、成育し始める(しかしながら花柱を越えて 子房に達するまでには至っていない)段階において、羽毛状の柱頭の先端を鋭利 で先の細い鋏で切り取り、前述の花粉管を露出させ、さらに、10μmのDNA 溶液の滴(2−3μgのプラスミドDNA−実施例1)を、微小チップ綿棒を補 助的に使用して、あらかじめ標識を付けである半分の穂についている切断されて いる柱頭の先端に塗布した。対照として用いる、tltjmを付けていない半分 の穂についている小花には10μmの水を塗布した。前述の授粉処置法は、柱頭 内における花粉管形成を同調させた状態で開始させるということに留意すべきで ある。さらに、授粉と、授粉させた柱頭先端の切断との間の前述の期間は、約1 −11/2時間という期間が、比較的迅速な授粉接触およびその後の柱頭内およ び花柱への花粉管の発育に有利であるような状況にとっては最適であり、11/ 2−2時間という期間は、前述の花粉接触および花粉管発育がよりゆっくりとし た場合の状況において最適である、というように、環境条件および使用する小麦 植物の種族によって異なる。Pollinate between 1/2 hour and 2 hours later, usually between 1.5 hours and 2 hours later. Pollen tubes form within the panicle and begin to grow (however, pollen tubes begin to grow beyond the style). At the stage (which has not yet reached the ovary), the tip of the feather-like stigma is sharpened. Cut with fine-tipped scissors to expose the pollen tube described above, and then remove 10 μm of DNA. Add a drop of the solution (2-3 μg of plasmid DNA - Example 1) to a microtip swab. Use as an adjunct to pre-label and cut off half of the panicle. It was applied to the tip of the stigma. Half without tltjm used as control A 10 μm thick layer of water was applied to the florets attached to the panicles. The above-mentioned pollination treatment method It should be noted that pollen tube formation within the pollen tubes starts in a synchronized manner. be. Furthermore, the aforementioned period between pollination and cutting of the pollinated stigma tip is approximately 1 -11/2 hour period allows for relatively rapid pollination contact and subsequent intrastylar and It is optimal for conditions that favor the development of pollen tubes into the flower style, and is During the 2-2 hour period, the aforementioned pollen contact and pollen tube development are slower. The environmental conditions and the wheat used are optimal under the given circumstances. Varies depending on plant species.
グラシン紙の紙袋を引き下げて穂を完全に露出させである、処理を施しである開 封植物を、温度調節を行なっている温室内にある湿潤なチャンバー内に入れるが 、この温室では水噴霧器により12時間から14時間の間微小な霧が提供されて いた。ネットハウス内で成育した植物には、温度が20℃を下回るまでに下降し た午後に処理を施した。DNAの塗布後、その植物を、高い湿度を供給するため にビニール袋で一晩覆い、子房への花粉管の成育およびその後の雌性配偶子の受 精を可能にさせるようにするか、あるいは、適切である場合には、露に晒させる ようにした。霧もしくは露に晒した後、グラシン紙の紙袋を上に引き上げて処理 を施した穂を覆い、クリップで閉じた。詳細な操作処置法を、処理を施した穂各 々について記録した。Open the treated glassine bag by pulling down to fully expose the ears. The sealed plants are placed in a humid chamber inside a temperature-controlled greenhouse. In this greenhouse, a water sprayer provided a fine mist for 12 to 14 hours. there was. For plants grown in net houses, temperatures must drop below 20°C. The treatment was carried out in the afternoon. After application of the DNA, the plant is supplied with high humidity. The pollen tubes are covered overnight in a plastic bag to allow pollen tube growth into the ovary and subsequent reception of female gametes. or, where appropriate, exposed to dew. I did it like that. After exposure to fog or dew, the glassine paper bag is lifted up and processed. The treated panicle was covered and closed with a clip. The detailed operation treatment method is explained for each treated ear. We recorded about each.
類似した実験を、先に記載した処置法に従って行なったが、この実験においては 柱頭先端を切断せずに、DNA溶液を授粉させた未切断の往動の先端に塗布した 。両方の実験の結果を、以下に示す実施例3において参照しであるように、表1 に示した。A similar experiment was conducted according to the procedure described above, but in this experiment Without cutting off the tip of the stigma, a DNA solution was applied to the tip of the uncut pollinated stigma. . The results of both experiments are shown in Table 1, as referenced in Example 3 below. It was shown to.
実施例3:バイオアッセイ (a)APH(3’ )11発現: pPcV702旦土よりベクターを使用する実施例2の形質転換処置法により取 得された種子を、低濃度の亜塩素酸塩中に5分間浸し、蒸留水で洗浄し、その後 、150μg/m+のカナマイシンが入っている水−アガロースペトリ皿に移し 、25℃における成育チャンバー内に入れた。10日後、すべての種子をMS培 地に移し、その後、苗条の脱色の様子、および、記録を行なった根の数および長 さについての得点記録を行なった。ある実験においては、苗木をカナマイシン含 有培地に入れて4日間成育チャンバー内に保存し、その後さらに4日間をMS成 育培地に移し、さらに、先に記載したように得点記録を行なった。Example 3: Bioassay (a) APH(3')11 expression: pPcV702 was obtained by the transformation method of Example 2 using the vector. The obtained seeds were soaked in a low concentration of chlorite for 5 minutes, washed with distilled water, and then , transferred to a water-agarose Petri dish containing 150 μg/m+ kanamycin. , into a growth chamber at 25°C. After 10 days, all seeds were placed on MS culture. After transferring to the ground, the decolorization of the shoots and the number and length of roots were recorded. Scores were recorded for each item. In one experiment, seedlings were treated with kanamycin. Stored in a growth chamber for 4 days in a medium containing medium, then an additional 4 days for MS growth. They were transferred to a growth medium and scored as described above.
先の形質転換処置法から取得された種子はF1世代を表わすものであり、これを 次亜塩素酸塩で処理し、150μg/mlのカナマイシンを含む水−アガロース ペトリ皿中に入れ、同時に、親である対照をカナマイシンを使用しないペトリ皿 に入れた。正常な根および脱色を生じていない初生葉を有する発芽種子を鉢に移 し、18℃下に置いた(14時間明所/10時間暗所)。これらのF、苗木は成 長して成熟に達し、そこから取得された種子はF2世代を表わし、これをその後 、種子を増やすために、選択可能な強制を与えずに蒔いた。そこから得られた種 子はF、を表わす。The seeds obtained from the previous transformation procedure represent the F1 generation, which was Water-agarose treated with hypochlorite and containing 150 μg/ml kanamycin At the same time, the parental control was placed in a Petri dish without kanamycin. I put it in. Transfer germinated seeds with normal roots and unbleached primary leaves to pots. and placed at 18°C (14 hours light/10 hours dark). These F, seedlings are and the seeds obtained therefrom represent the F2 generation, which is subsequently , sown without selective forcing to increase seeds. seeds obtained from it The child represents F.
APTII活性、つまり、初代親植物を形質転換するために使用したベクターに より保持されているNPTII遺伝子の発現を調査するために、F3世代の苗木 を、150μg / m Iのカナマイシンを含む水−アガロース上で発芽させ た。形質転換させていない対照の白色葉と対比される緑色葉の発育により、AP TI+遺伝子が存在しかつ発現されていることが示される。これらの緑色苗木を 温室に移し、その葉のDNAをサザンブロソティングおよび特異的配列のPCR 増幅により分析した(以下に示す実施例4から11を参考にせよ)。APTII activity, i.e., the vector used to transform the primary parent plant. To investigate the expression of the more conserved NPTII gene, F3 generation seedlings were germinated on water-agarose containing 150 μg/mI of kanamycin. Ta. AP The TI+ gene is shown to be present and expressed. these green saplings The leaf DNA was transferred to a greenhouse and subjected to Southern blo sorting and PCR for specific sequences. Analyzed by amplification (see Examples 4 to 11 below).
先のカナマイシン選択方法は、Fs(第5)世代まででかつこの世代を含む、T AU89107−1と称する形質転換を行なった植物株のすべての連続した世代 において行なってあり、このことはさらに、先の形質転換が安定であることを示 している。The above kanamycin selection method is applicable to T cells up to and including Fs (5th) generation. All successive generations of the transformed plant line designated AU89107-1 This further indicates that the previous transformation is stable. are doing.
(b)GUS発現: pPcV702GUsで形質転換させた最初に形質転換させた植物からの、無菌 状態で成育させた(つまり、隔離させた)Fl苗木から切り取った根におけるβ −グルクロニダーゼの発現を、基質としてX−G Iucを使用して証明した。(b) GUS expression: axenic from originally transformed plants transformed with pPcV702GUs. β in roots cut from Fl seedlings grown in conditions (i.e. isolated) - Expression of glucuronidase was demonstrated using X-G Iuc as substrate.
X−Glueの1−4μ結合の特異的切断に起因する青色の出現により、根の中 に取込まれたGUSの活性が示された(Jef ferson et al、 、1987)o GUS活性を発現する植物の40%においては(表1)、サザ ン分析により、ゲノム中に組込まれた相関する外来性遺伝子(いわゆるGUSで ある旦±dA)を検出することが可能であった(以下の実施例10および図11 を参照せよ)。先の実施例2において記載したように、このGUSアッセイにお いては、切断した柱頭(つまり、柱頭の先端がないもの)もしくは未切断の柱頭 に塗布した、pPcV702GUsを含むDNA溶液により形質転換させた植物 を源とするF、苗木間における比較をも行なった。The appearance of blue color due to the specific cleavage of the 1-4μ bond of X-Glue showed the activity of GUS incorporated into (Jef Ferson et al. , 1987) o In 40% of plants expressing GUS activity (Table 1), The analysis of the related exogenous genes integrated into the genome (so-called GUS) ±dA) (Example 10 below and Figure 11) ). This GUS assay was performed as described in Example 2 above. For example, a severed stigma (i.e. without a stigma tip) or an uncut stigma. Plants transformed with a DNA solution containing pPcV702GUs applied to Comparisons were also made between F. seedlings originating from F.
驚いたことに、「未切断柱頭」群は「切断柱頭」群よりも良い結果を示しく14 6%対5.8%)、この結果は、成育している花粉管をDNA溶液に対して物理 的に露出する必要があるという、以前に信じられていた事柄に相反するものであ った(先の「バックグラウンド」の節における参考文献を参照せよ)。Surprisingly, the "uncut stigma" group showed better results than the "cut stigma" group14. 6% vs. 5.8%), this result indicates that the growing pollen tube was physically exposed to the DNA solution. This contradicts previously held beliefs that (See references in the Background section above).
表 1 発芽しているF1形質転換体の根におけるGUS活性の評価Jefferson et al、(1987)により記載された組織化学的アッセイを使用して、 X−Gluc開裂産物の青色の出現位置を確認した。Table 1 Evaluation of GUS activity in roots of germinating F1 transformantsJefferson Using the histochemical assay described by et al., (1987), The position where the blue color of the X-Gluc cleavage product appeared was confirmed.
実施例4 小麦ゲノム内へのNPT I I [APtl (3°)II]の組 込み −サザンプロット ハイブリッド形成形質転換小麦、つまり、前述のカナ マイシン耐性植物中の、外来性DNAの存在を、図3−7および9において示し たように、サザンプロテイングにより立証した。仮説的な形質転換体および野生 型植物の葉から抽出した総DNA(15pg)を、様々な制限酵素を使用する標 準的な方法により消化し、08%のアガロースゲル上で分離させ、その後、ナイ ロンフィルター上にプロットさせた。pPcV702GUsから単離し、かつ、 32pでラベル化した、すべてのNPTII遺伝子を含むApal/Hindl ll断片を、小麦ゲノム内において組込まれた外来性DNAの存在を検出するた めのプローブとして用いた。このプローブとのハイブリッド形成は、緊縮状況下 、つまり、×5 デンハート溶液、X4 5SC101%のSDS、60℃下に おいて実行し、その後、同一温度下において、x4 5SC10,1%のSDS 中で4回すすいだ。Example 4 Insertion of NPT II [APtl (3°) II] into the wheat genome - Southern plot hybridized transformed wheat, i.e. the above-mentioned Kana The presence of foreign DNA in mycin-resistant plants is shown in Figures 3-7 and 9. This was confirmed by Southern protein analysis. Hypothetical transformants and wild Total DNA (15 pg) extracted from leaves of type plants was subjected to standardization using various restriction enzymes. Digested using standard methods and separated on a 0.8% agarose gel, followed by plotted on a Ron filter. isolated from pPcV702GUs, and Apal/Hindl containing all NPTII genes labeled with 32p The ll fragment was used to detect the presence of integrated foreign DNA within the wheat genome. It was used as a probe. Hybridization with this probe is possible under austerity conditions. , that is, x5 Denhardt's solution, x4 5SC 101% SDS, at 60°C. Then, at the same temperature, x4 5SC10,1% SDS I rinsed it 4 times inside.
図3aにおいて示したように、総DNAを、野生型小麦栽培品種Genaro8 1 (VEERY#3“S” 、CIMMYTSMexi co)、Se r i82 (VEERY#5″S” 、CIMMYT、Mexico)、および、 Sha f i r (SON64A/TZPP//NAl60/3/FA) 、および、プラスミドpPcV702n工よりにより形質転換させ、TAU89 104−3およびTAU89107−1と表示されるカナマイシン耐性(Km” ) 、つまり、APTII活性を発現する仮定的な形質転換体から抽出した。抽 出したDNAすべてを、先に記載した標準的な方法により、制限エンドヌクレア ーゼBamHIおよびHi n dIllで消化し、その後、アガロースゲル上 で分離させ、ナイロンフィルター上に転移させた。陽性対照として、プラスミド pPcV702GUSからの2つのDNAサンプルも調製し、一つのものを酵素 BamH■およびHindIIIで消化し、もう一方を酵素ApalおよびH1 ndll+で消化し、これらのサンプルを上述のものと同一のアガロースゲル上 で分離させ、ナイロンフィルター上に転移させた。ナイロンフィルター上のDN Aサンプルを、上述のハイブリッド形成法により、上述のNPTII Apal /HindlII断片とハイブリッド形成サセた。図3aに示されるハイブリッ ド形成の結果は、形質転換体TAU89107−1が、約10.5kbの高分子 JIBamHI/Hi nd r II DNA断片上に、NPTIIプローブ とハイブリッド形成する外来性DNAを保持していることを証明している。野生 型DNA断片は、いずれのものもNPTIIプローブとハイブリッド形成するこ とができず、これは、この遺伝子がこれらのゲノム中に存在していないことを示 している。図3bにおいて示される図式的制限地図は、小麦植物ゲノム内へのプ ラスミドPPCV702n iより(図1)の一部分の挿入についての可能な方 法を示しており、「ゲノム」はこのゲノムDNAを示す。この地図は、図3aお よび図4aにおいて示されるハイブリッド形成の結果を基にし、かつ、プラスミ ドpPcV702n工よりの既知の制限酵素部位(図1)、および、形質転換体 TAU89107−1のDNA中においてn1fD配列が存在していないことを 基にして作製した。As shown in Figure 3a, total DNA was extracted from the wild-type wheat cultivar Genaro8. 1 (VEERY #3 “S”, CIMMYTSMexi co), Ser i82 (VEERY#5″S″, CIMMYT, Mexico), and Sha f ir (SON64A/TZPP//NAl60/3/FA) , and transformed with plasmid pPcV702n, TAU89 104-3 and kanamycin resistance (Km” designated TAU89107-1). ), that is, extracted from a hypothetical transformant expressing APTII activity. Lottery All released DNA was digested with restriction endonucleases using standard methods previously described. BamHI and HindIll and then run on an agarose gel. and transferred onto a nylon filter. As a positive control, plasmid Two DNA samples from pPcV702GUS were also prepared, one with the enzyme One was digested with BamH■ and HindIII, and the other was digested with enzymes Apal and H1. ndll+ and run these samples on the same agarose gel as described above. and transferred onto a nylon filter. DN on nylon filter The A sample was converted to the above NPTII Apal by the above hybridization method. /HindlII fragment. The hybrid shown in Figure 3a The results of the cell formation showed that the transformant TAU89107-1 had a polymer of approximately 10.5 kb. NPTII probe on JIBamHI/HindrII DNA fragment It has been proven that they carry foreign DNA that hybridizes with. wild None of the type DNA fragments can hybridize with the NPTII probe. This indicates that this gene is not present in these genomes. are doing. The schematic restriction map shown in Figure 3b shows the restriction map of the protein into the wheat plant genome. Possible method for inserting a portion of lasmid PPCV702ni (Figure 1) ``genome'' refers to this genomic DNA. This map is shown in Figure 3a and Based on the hybridization results shown in Figure 4a and plasmid Known restriction enzyme sites from pPcV702n engineering (Figure 1) and transformants It was confirmed that the n1fD sequence does not exist in the DNA of TAU89107-1. It was created based on.
図4aに示したように、図3aについて記載したように、総DNAを同一の野生 型栽培品種および形質転換体小麦植物から抽出したが、これらのDNAサンプル は、NPTII遺伝子およびamp”遺伝子中の2つのプラスミドベクターそれ ぞれを切断する制限エンドヌクレアーゼPstlでのみ消化した。消化させたD NAサンプルをアガロースゲル上で分離させ、続いてナイロンフィルター上に転 移させ、さらに、以前と同様に、NPTII Apal/Hindlll DN A断片プローブとハイブリ、ド形成させた。ハイブリッド形成の結果により、形 質転換体TAU891.07−1は当該プローブとハイブリッド形成することが てきる2つのPstl DNA断片を有する(約6.9および0.8kb)とい うことが明らかになった。図4bにおいて示される図式的制限地図は図3bのも のと同一であり、これは、図3aおよび4aにおいて図5において示したように 、総DNAを野生型の小麦栽培品種5haf】rおよびTAU89107−1の F1植物の9つのF2形質転換体(1,2,3,4,5,6,7,8、および、 9)から抽出した(図3aおよび4a)を参照せよ)。これらのDNAサンプル を、以前と同様に、制限エンドヌクレアーゼPslおよびBamHIで消化し、 アガロースゲル上で分離させ、ナイロンフィルターに転移させた。ナイロンフィ ルター上のDNAサンプルを、先に記載したように、プローブNP形成させた。As shown in Figure 4a, total DNA was extracted from the same wild cells as described for Figure 3a. DNA samples extracted from type cultivars and transformant wheat plants are the two plasmid vectors in the NPTII gene and the amp” gene. It was digested only with the restriction endonuclease Pstl, which cuts each. Digested D NA samples were separated on an agarose gel and subsequently transferred onto a nylon filter. In addition, as before, NPTII Apal/Hindlll DN Hybridization was performed with the A fragment probe. Depending on the result of hybridization, the shape The transformant TAU891.07-1 was able to hybridize with the probe. It is said that it has two Pstl DNA fragments (approximately 6.9 and 0.8 kb). It became clear that The schematic limit map shown in Figure 4b is similar to that of Figure 3b. , which is the same as shown in Fig. 5 in Figs. 3a and 4a. , total DNA of wild-type wheat cultivars 5haf]r and TAU89107-1. Nine F2 transformants of F1 plants (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, and 9) (see Figures 3a and 4a)). These DNA samples was digested with restriction endonucleases Psl and BamHI as before, It was separated on an agarose gel and transferred to a nylon filter. nylon fi DNA samples on the router were subjected to probe NP formation as previously described.
この結果により、第2世代の形質転換体4.5.6.8、および、9は、特に、 プローブに対してハイブリッド形成することができ、かつ、野生型のゲノムDN Aには存在していないように思われるPstl/BamHI DNA断片(約2 5および3.5kb)を保持していることが示される。According to this result, second generation transformants 4.5.6.8 and 9, in particular, Genomic DNA that is capable of hybridizing to the probe and is wild type Pstl/BamHI DNA fragment that does not seem to exist in A (approximately 2 5 and 3.5 kb).
実施例5 : F2DNAのサザンハイブリツド形成りamHIおよびHind llIで消化させたTAU89107−1のF2植物中における10.5kb断 片の存在を図6において示した。Example 5: Southern hybrid formation of F2 DNA amHI and Hind 10.5 kb fragment in F2 plants of TAU89107-1 digested with llI The presence of pieces is shown in FIG.
ライン1および2は、F2形形質換体TAU89107−1−J18を表わし、 ライン4は、TAU89107−1のF、植物の白値に由来するF2TAU89 107−1−KIO形質転換体を表わし、さらに、う実施例4において前述した ものである。これらの分析に使用したプローブは以下に示すもの、つまり、Hi ndIII−Δpal NPTII断片、もしくは、PCR合成した遺伝子4タ ーミネータ−(実施例8において記載されている)であり、これら両方ともは結 果的に同一の/Nイブリッド形成パターンを示した。Lines 1 and 2 represent the F2 transformant TAU89107-1-J18; Line 4 is the F of TAU89107-1, F2TAU89 derived from the white value of the plant. 107-1-KIO transformant and further described above in Example 4. It is something. The probes used for these analyzes are shown below: Hi ndIII-Δpal NPTII fragment or PCR-synthesized gene 4 (described in Example 8), both of which are As a result, the same /N hybrid formation pattern was shown.
実施例6 : F、DNAのサザンハイブリッド形成りamHIおよびHind lllで消化したTAU89107−1形質転換体のF、植物中に含まれる9、 8kbおよび10.5kbの断片の存在を図7に示した。野生型5hafirか らのDNAをライン1に示した。ライン2.3、および4は、以下に示すF3科 を表わし、各々、TAU89107−1−029−21、TAU89107−1 −17−14、および、TAU89107−1−18−9である。サザンブロッ ト法は実施例4において先に記載したものである。これらの分析に使用したプロ ーブは実施例5において先に記載したもの、つまり、HindIll−Apal 断片、もしくは、PCR合成した遺伝子4ターミネータ−断片であり、これら両 方ともは結果的に同一のハイブリッド形成パターンを示した。Example 6: Southern hybridization of F, DNA amHI and Hind F of the TAU89107-1 transformant digested with lll, 9 contained in the plant, The presence of 8 kb and 10.5 kb fragments is shown in FIG. Wild type 5hafir? Their DNA is shown in line 1. Lines 2.3 and 4 are F3 families shown below. , respectively, TAU89107-1-029-21 and TAU89107-1 -17-14, and TAU89107-1-18-9. southern block The method was previously described in Example 4. Pros used for these analyses. The tube was as previously described in Example 5, namely HindIll-Apal. fragment or a PCR-synthesized gene 4 terminator fragment, both of which are Both methods showed the same hybridization pattern.
実施例7 : PCR増幅 図8(a)においては、PCR法の後に取得されたDNA断片の、標準的な条件 下におけるアカロースゲル上での電気泳動パターン、つまり、形質転換体5ha fir TAU89107 IKm”の亜科であるF2、F8、および、F4世 代植物中に含まれる、挿入されたNPTIIコーディング配列のPCR増幅の結 果が示されている(PCR方法については、以下の実施例11をも参照せよ)。Example 7: PCR amplification In Figure 8(a), standard conditions for DNA fragments obtained after PCR method are shown. Electrophoretic pattern on agarose gel at the bottom, i.e., transformant 5 ha fir TAU89107 IKm” subfamily F2, F8, and F4 Results of PCR amplification of the inserted NPTII coding sequence contained in the substitute plants. (See also Example 11 below for PCR methods).
PCR方法において用いたDNA鋳型は以下に示すものであり、それらは、ライ ンNo、1=対照サンプル、反応中にDNA鋳型が存在しない、ラインNo、2 =対照サンプル、非形質転換、野生型5hafir DNA、 ラインNo、3=形質転換体サンプル、F2世代、5hafir ”I’AU8 9107−1−B19 DNA。The DNA templates used in the PCR method are shown below, and they are Line No. 1 = Control sample, no DNA template present in reaction, Line No. 2 = control sample, non-transformed, wild type 5hafir DNA, Line No. 3 = Transformant sample, F2 generation, 5 hafir “I’AU8 9107-1-B19 DNA.
ラインNo、4=形質転換体サンプル、F2世代、5hafir TAU891 07−1−J20 DNA。Line No., 4 = transformant sample, F2 generation, 5hafir TAU891 07-1-J20 DNA.
ラインNo、5=形質転換体サンプル、F8世代、5hafir TA0891 07−1−J18−X DNA。Line No., 5 = transformant sample, F8 generation, 5hafir TA0891 07-1-J18-X DNA.
ラインNo、6=形質転換体サンプル、F8世代、5hafir TAU891 07−1−J18−9 DNA、ラインNo、7−形質転換体サンプル、F4世 代、5hafir TAU89107−1−J18−9−IB DNA、ライン No、8=形質転換体サンプル、F4世代、5hafir TAtJ89107 −1−J18−9−IK DNA、ラインNo、9=Hae l l I制限エ ンドヌクレアーゼで開裂したΦX174バクテリオファージからの、DNA断片 用サイズマーカー、である。Line No., 6 = transformant sample, F8 generation, 5hafir TAU891 07-1-J18-9 DNA, line No. 7-transformant sample, F4 generation 5hafir TAU89107-1-J18-9-IB DNA, line No. 8 = transformant sample, F4 generation, 5hafir TAtJ89107 -1-J18-9-IK DNA, line No., 9=Hae l l I restriction error DNA fragment from ΦX174 bacteriophage cleaved with endonuclease For size markers,
従って、F2、F3、および、F4世代である形質転換体ShafirTALI 89107−IKm” (以下に示される実施例11の表2も参照せよ)の亜科 内における外来性DNAの存在は、図8(a)において示されるように、直接的 PCR増幅により明確に立証された。NPTIIのコーディング配列を保持する このような形質転換体のすべてにおいては、790bp断片が、世代(F、、F 3、F4)にかかわりなく、鋳型から合成された。Therefore, the F2, F3, and F4 generations of transformants ShafirTALI 89107-IKm” (see also Table 2 of Example 11 below) The presence of foreign DNA within the Unambiguously verified by PCR amplification. Contains NPTII coding sequence In all such transformants, the 790 bp fragment was 3, F4) was synthesized from the template.
図8(b)は、自殖により取得された形質転換体TAU89107−1Km’の F4子孫から抽出された総DNAを用いる、APR(3°)■I遺伝子およびそ れに隣接する遺伝子4ターミネータ−のPCR増幅の結果を示す。PCR反応に おいて使用したプライマーは、以下に示すものであり、それらは、 プライマーNO31は、以下に示すようなNPTIIのコーディング領域の21 番目から47番目のヌクレオチドまでに相当しく26ヌクレオチド)、それは、 = 5−GCACGCAGGTTCTCCGGCCGCTTGGG−3゜であり 、 プライマーNo、2は、以下に示ずようなNPTltのコーディング領域の74 4番目から775番目のヌクレオチドまでに相当しく31ヌクレオチド)、それ は、 = 5’ −CCCGATTCGCAGCGC八TCGCCTTC丁^TCGへ C−3’であり、 プライマーNo、3は逆プライマーであり、かつ、以下に示すような遺伝子4タ ーミネータ−の3゛端を表わし、それは、=5゛−^TTATAC八TAACA CGCACA−3゜(総計19のヌクレオチド) である。Figure 8(b) shows the transformant TAU89107-1Km' obtained by selfing. APR (3°) I gene and its The results of PCR amplification of the gene 4 terminator adjacent to this are shown. For PCR reaction The primers used in this are shown below, and they are: Primer NO31 covers the 21st part of the coding region of NPTII as shown below. (equivalent to 26 nucleotides from the 47th nucleotide to the 47th nucleotide), which is = 5-GCACGCAGGTTCTCCGGCCGCTTGGG-3° , Primer No. 2 covers 74 of the coding region of NPTlt as shown below. (equivalent to 31 nucleotides from the 4th to the 775th nucleotide), that teeth, = 5'-CCCGATTCGCAGCGC8TCGCCTTCding^TCG C-3', Primer No. 3 is a reverse primer and contains 4 genes as shown below. represents the 3゛ end of the terminator, which is =5゛-^TTATAC8TAACA CGCACA-3° (total of 19 nucleotides) It is.
PCR増幅において使用されたDNA鋳型およびプライマーは、以下に示すもの であり、それは、 ラインNo、1=BstEllて消化したバクテリオファージλのDNAである サイズマーカー、 ラインNo、2=対照鋳型、非形質転換、野生型5hafir DNA・および 、プライマー1および3、 ラインNo、3=形質転換体サンプル、F4世代、5hafir TAtJ89 107−1−829−21−IA2、および、プライマー1および3(約1.1 5kb)、 ラインNo、4=形質転換体サンプル、F4世代、5hafir TAU891 07−1−J 18−9−IB、および、プライマー1および3、ラインNo、 5=形質転換体サンプル、F4世代、5hafir TAU89107−1−J 18−9−IB、および、プライマー2および3、(約0.5kb)、 ラインNo、6=形質転換体サンプル、F4世代、5hafir TAU891 07−1−J 18−X−IB、および、プライマー1および3、ラインNo、 7=形質転換体サンプル、F4世代、5hafir TAU89107−1−J 18−X−IB、および、プライマー2および3、ラインNo、8=Hae I I Iで消化したバクテリオファージΦX174のDNA。The DNA template and primers used in PCR amplification are shown below. And that is, Line No. 1 = BstEll digested bacteriophage λ DNA size marker, Line No. 2 = control template, non-transformed, wild type 5hafir DNA and , primers 1 and 3, Line No., 3 = transformant sample, F4 generation, 5hafir TAtJ89 107-1-829-21-IA2 and primers 1 and 3 (approximately 1.1 5kb), Line No., 4 = transformant sample, F4 generation, 5hafir TAU891 07-1-J 18-9-IB and primers 1 and 3, line No. 5 = Transformant sample, F4 generation, 5hafir TAU89107-1-J 18-9-IB and primers 2 and 3 (about 0.5 kb), Line No., 6 = transformant sample, F4 generation, 5hafir TAU891 07-1-J 18-X-IB and primers 1 and 3, line No. 7 = Transformant sample, F4 generation, 5hafir TAU89107-1-J 18-X-IB and primers 2 and 3, line No. 8=Hae III DNA of bacteriophage ΦX174 digested with I.
である。It is.
NPTIIのコーディング領域と、隣接する遺伝子4ターミネータ−との間の連 結は、TAU89107−IKm’科の4つの世代の自殖を通して保持されてい た。Linkage between the NPTII coding region and the adjacent gene 4 terminator The knot has been maintained through four generations of selfing in the TAU89107-IKm’ family. Ta.
実施例8:NPTII配列の安定性 具なる植物器官内におけるNPTII配列の安定性を、TAU89107−1の 様々なF4形形質換体において評定した。Example 8: Stability of NPTII sequences The stability of the NPTII sequence in different plant organs was determined using TAU89107-1. A variety of F4 transformants were evaluated.
10.5kbの断片の存在は、3つの科の代表的な植物のサザンプロット分析に より示されるように、F4植物中において立証された(図9)。The presence of a 10.5 kb fragment was detected in Southern blot analysis of representative plants from three families. As shown, this was demonstrated in F4 plants (Fig. 9).
F、植物から抽出された総DNAを、BamHIおよびHindlllで消化し 、かつ、PCR増幅により取得された遺伝子4(ポリA)ターミネータ−断片で 探索した(図1および2)。DNA鋳型は、以下に示すものであり、それは、 ラインNo、1=対照鋳型、非形質転換、野生型5hafir DNA、ライン No、2=形質転換体サンプル、F4世代、5hafir TAU89107− 1−H29−21−IAIC(C=DNAを抽出した主要分げつに関連している )、 ラインNo、3=形質転換体サンプル、F4世代、5hafir TAU891 07−1−H29−IA2C(ラインN092におけるものと同じF3穂を源と する他の植物からの主要若木)、ライ:/No、4=形質転換体サンプル、F4 世代、5hafir TAU89107−1−J 18−9−IBC(DNAを 抽出した主要若木)、ライ:/No、5=形質転換体サンプル、F4世代、5h afir TAtJ89107−1−318−9−IBR(R=DNAを抽出し た植物の根に関連している)、 ラインN096−形質転換体サンプル、F4世代、5hafir TAU89] 、07−1−J 18−X−IBC(DNAを抽出した主要若木)、ラインNo 、7=形質転換体サンプル、F4世代、5hafir TAtJ89107−1 −J 18−X−IBR(DNAを抽出した植物の根)、である。F. Total DNA extracted from plants was digested with BamHI and Hindll. , and a gene 4 (polyA) terminator fragment obtained by PCR amplification. explored (Figures 1 and 2). The DNA template is shown below, which is: Line No. 1 = control template, non-transformed, wild type 5hafir DNA, line No, 2 = transformant sample, F4 generation, 5hafir TAU89107- 1-H29-21-IAIC (C=associated with the main tiller from which DNA was extracted) ), Line No. 3 = Transformant sample, F4 generation, 5hafir TAU891 07-1-H29-IA2C (sourced from the same F3 panicle as in line N092) main saplings from other plants), Rai: /No, 4 = transformant sample, F4 generation, 5hafir TAU89107-1-J 18-9-IBC (DNA Extracted main saplings), Rai: /No, 5 = transformant sample, F4 generation, 5h afir TAtJ89107-1-318-9-IBR (R=DNA extracted associated with the roots of plants), Line N096-transformant sample, F4 generation, 5 hafir TAU89] , 07-1-J 18-X-IBC (main young tree from which DNA was extracted), line No. , 7 = transformant sample, F4 generation, 5hafir TAtJ89107-1 -J18-X-IBR (plant root from which DNA was extracted).
図8bに表示されている結果により示されるように、F4植物内に存在する10 .5kbの断片は、NPTIIのコーディング領域に接続しているターミネータ −(遺伝子4のポリA配列)をも含んでいるはずである。それゆえに、ターミネ ータ−配列を使用して行なったサザンブロノト分析により、取込まれた配列は自 殖からなる4世代を通して安定に保持されていることが立証された。約10kb の2本の隣接したバンドが、F、およびF4世代において観察された。10 present in F4 plants, as shown by the results displayed in Figure 8b. .. The 5kb fragment is a terminator that connects to the coding region of NPTII. - (poly A sequence of gene 4) should also be included. Therefore, termine Southern blonot analysis performed using the data sequence revealed that the incorporated sequences were autologous. It was demonstrated that the virus was stably maintained through four generations of breeding. Approximately 10kb Two adjacent bands were observed in the F and F4 generations.
実施例9・カナマイシン耐性F、植物 カナマイシンに対する耐性は、150μg/mlのカナマイシン上で発芽したF 、植物の苗木において発現された。代表的なF、植物を、野生型5hafirの カナマイシン感受性苗木と共に図10aに示した。Example 9 Kanamycin resistant F, plant Resistance to kanamycin was determined by F germinated on 150 μg/ml kanamycin. , expressed in plant seedlings. Representative F. plants were grown from wild-type 5hafir. It is shown in Figure 10a together with kanamycin-sensitive seedlings.
F、植物(CC44)は、TAU89107−1−J 18−9のF3族の子孫 である。成熟したF5カナマイシン耐性5hafir形質転換体植物は、表現型 (植物の高さ、葉、および、穂の形)が、形質転換させていない野生型5haf irに似ている。この代表的なFS植物を、Fl、F5、および、F3世代にお いて、苗木段階でのカナマイシンに対する耐性について調査を行ない、一方で、 カナマイシン無しでの自殖を介した種子増殖をF2およびF4世代において行な ワた。F, plant (CC44) is a descendant of F3 family of TAU89107-1-J 18-9 It is. Mature F5 kanamycin-resistant 5hafir transformant plants have a phenotypic (plant height, leaf, and panicle shape) of untransformed wild type 5 ha Similar to ir. This representative FS plant was divided into Fl, F5, and F3 generations. We investigated resistance to kanamycin at the seedling stage; Seed propagation via selfing without kanamycin was carried out in F2 and F4 generations. Wata.
NPTIIのコーディング「テイルJ (51bp)および遺伝子4(ポリA) ターミネータ−への連結の存在は、図8bのプライマー2および3を使用するP CR増幅により立証された(実施例7)。カナマイノン耐性形質転換体CC44 およびカナマイシン感受性5hafirのPCR産物を、Haelllで消化し たバクテリオファージΦx174のDNAと一緒に、12%のアガロースゲル上 で電気泳動にかけた。Coding of NPTII “tail J (51bp) and gene 4 (polyA) The presence of a link to the terminator was determined using primers 2 and 3 in Figure 8b. Verified by CR amplification (Example 7). Kanamainone-resistant transformant CC44 and kanamycin-sensitive 5hafir PCR products were digested with Haell. on a 12% agarose gel with the DNA of bacteriophage Φx174. was subjected to electrophoresis.
PCR増幅において使用したDNA鋳型およびプライマーは、以下に示すもので あり、それは、 ラインNo、1=Hae I I Iで消化したバクテリオファージΦx174 のDNA。The DNA template and primers used in PCR amplification are shown below. Yes, that is, Line No. 1 = bacteriophage Φx174 digested with Hae I II DNA.
ライ:/No、2=対照鋳型、非形質転換、野生型5hafirのDNA、およ び、プライマー2および3、 ラインN03=カナマイシン耐性FsShafir TAU89107−1−J 18−9−IB−4A植物(=CC44)、および、プライマー2および3で 探索(約0.5kb)、である。Rai: /No, 2 = control template, non-transformed, wild type 5hafir DNA, and and primers 2 and 3, Line N03 = Kanamycin resistant FsShafir TAU89107-1-J 18-9-IB-4A plant (=CC44) and primers 2 and 3 Search (approximately 0.5 kb).
実施例10:GUSレポーター遺伝子の組込みベクターpPCV702GUSの 塗布により取込まれる他の外来性DNA配列の存在が、サザンハイブリッド形成 により、F1植物において立証された。この結果を図11に示しであるが、この 図は、pPCV702GtJSで形質転換させたF、小麦植物から抽出し、かつ 、同一のプラスミドで探索した総DNAを示している。このサザンブロソトにお いては、5hafir(ラインN01)および形質転換体DNAサンプル(ライ ン2および3)は、総ケノムDNAが約5μgであった。これらのサンプルを、 制限エンドヌクレアーゼEcoRIおよびHi n d IIIてl白化しIこ 。Example 10: GUS reporter gene integration vector pPCV702GUS The presence of other foreign DNA sequences incorporated by plating may result in Southern hybridization. demonstrated this in F1 plants. This result is shown in Figure 11. The figure shows F, extracted from wheat plants transformed with pPCV702GtJS, and , shows total DNA probed with the same plasmid. In this Southern Brosoto 5hafir (line N01) and transformant DNA sample (line N01). Samples 2 and 3) contained approximately 5 μg of total kenome DNA. These samples Restriction endonucleases EcoRI and HindIII .
組込まれたDNAにおいて、35Sプロモーター−GUSコーディング領域−N OSターミネータ−を含む2.9kbの存在を立証するために、約10ngのベ クターpPC〜’702GUSを同じ酵素で消化し、サザンプロット分析におけ る対照サンプルとして用いた(702GUSとして表示)。In the integrated DNA, 35S promoter-GUS coding region-N Approximately 10 ng of vector was used to prove the presence of 2.9 kb including the OS terminator. vector pPC~'702GUS was digested with the same enzymes and analyzed by Southern blot analysis. (denoted as 702GUS).
ラインN011−野生型S+1afir対照を表わし、ラインNo、2=F、小 麦形質転換体5eri82 TAU90−56−13を表わし、さらに、 ライ:/ N o 、3 = F +形質転換体Pavon76 TAtJ90 −84−7を表わす。Line N011 - represents wild type S+1afir control, line No. 2=F, small Representing the wheat transformant 5eri82 TAU90-56-13, and further Rai:/N o, 3 = F + transformant Pavon76 TAtJ90 -84-7.
先に観察された結果は、高収率の市販小麦品種Pavon76および5eri8 2のF1形質転換体において、取込まれている2、9kbのGUS断片が存在す ることの証拠となる。The previously observed results are consistent with the high yielding commercial wheat varieties Pavon76 and 5eri8. In the F1 transformants of 2, there was an integrated 2.9 kb GUS fragment. This serves as evidence that this is the case.
類似した方法において、5er182形質転換体TAU90GUS/NPTII のF、亜族(以下の実施例11の表2を参照せよ。形質転換体TAU9055− 9およびTAU9056−13として列挙されており、pPcV702GUsベ クターにより形質転換されている)を、図12において示されるように、直接的 PCRにより、GUS、NPTII、もしくは、その両者の存在についての評定 を行なった。この図は、PCR法の後に取得される先のDNA断片の、標準的な 条件下におけるアガロースゲル上での電気泳動パターンを表わすものであり、つ まり、5eri82 TAU90 GUS/NPTII形質転換体の数種のF1 世代の亜族内に含まれる、挿入されたNPTIIもしくはGtJSコーディング 配列のPCR増幅の結果を示す。PCR方法において使用した2つのDNA鋳型 およびそれらの量は、以下に示すものであり、それは、 ラインNo、1一対照サンプル、GUSプライマー(プライマーN03および4 、実施例11の表2を参照せよ)を反応物に添加したが、DNA鋳型は無添加、 ラインNo、2=対照サンプル、NPTIIプライマー(プライマーNo 1お よび2、実施例11の表2を参照せよ)を反応物に添加したが、DNA鋳型は無 添加、 ラインNo、3=対照サンプル、GUSプライマーおよび鋳型として5eri8 2野生型DNAを添加(500n gDNA)、ラインNo、4=対照サンプル 、NPTIIプライマーおよび鋳型として5eri82野生型DNAを添加(5 00ngDNA)、ラインNo、5=形質転換体サンプル、GUSプライマーお よび鋳型としてTAU9055−9のDNAを添加(50ngDNA)、ライン No、6=形質転換体サンプル、NPTIIプライマーおよび鋳型としてTAU 9055−9のDNAを添加(50ngDNA)、ラインNo、7=形質転換体 サンプル、GUSプライマーおよび鋳型としてTAU9054−10のDNAを 添加(50ngDNA)、ラインNo、 F3=形質転換体サンプル、GUSプ ライマーおよび鋳型としてTAU9054−11のDNAを添加(50ngDN A)(合成は観察されていない)、 ラインN019−形質転換体サンプル、NPTIIプライマーおよび鋳型として TΔU9056−13のDNAを添加(200n gDNA)、ラインNo、1 0=Haell+制限エンドヌクレアーゼで開裂したΦx174バクテリオファ ーンのDNAからの、DNA断片のためのサイズマーカー、 である。In a similar method, the 5er182 transformant TAU90GUS/NPTII F, subtribe (see Table 2 of Example 11 below).Transformant TAU9055- 9 and TAU9056-13, pPcV702GUs vector. (transformed by a vector) directly as shown in FIG. Evaluation of the presence of GUS, NPTII, or both by PCR I did this. This figure shows the standard DNA fragments obtained after the PCR method. It represents the electrophoresis pattern on agarose gel under the following conditions. F1 of several types of Mari, 5eri82 TAU90 GUS/NPTII transformants Inserted NPTII or GtJS coding contained within generation subfamily The results of PCR amplification of the sequences are shown. Two DNA templates used in the PCR method and their amounts are shown below, which are: Line No. 1 - control sample, GUS primers (primers N03 and 4 , see Table 2 of Example 11) was added to the reaction, but no DNA template was added. Line No. 2 = control sample, NPTII primer (primer No. 1 and and 2, see Table 2 of Example 11) were added to the reaction, but no DNA template was present. addition, Line No. 3 = control sample, GUS primer and 5eri8 as template 2 Added wild type DNA (500n gDNA), line No. 4 = control sample , added NPTII primer and 5eri82 wild-type DNA as template (5 00ng DNA), line No., 5 = transformant sample, GUS primer and and added TAU9055-9 DNA as a template (50 ng DNA), line No, 6 = transformant sample, NPTII primer and TAU as template Added DNA of 9055-9 (50 ng DNA), line No. 7 = transformant TAU9054-10 DNA as sample, GUS primer and template Addition (50 ng DNA), line No., F3 = transformant sample, GUS protein Add TAU9054-11 DNA as a primer and template (50 ng DNA A) (synthesis not observed), Line N019 - Transformant sample, NPTII primer and as template Add DNA of TΔU9056-13 (200ngDNA), line No. 1 0 = Φx174 bacteriophage cleaved with Haell + restriction endonuclease size markers for DNA fragments from the DNA of the sample; It is.
先ノ形質転換体すべては、表2において示されている形質転換体の一部分である ことに留意する必要がある(実施例11)。All prior transformants are part of the transformants shown in Table 2. It is necessary to keep this in mind (Example 11).
従って、図12において示したように、1170bpのGUSおよび790bp のNPTII断片は、形質転換体TAU9055−9により合成された(それぞ れ、ライン5および6)。GUS断片も、TAU9054−10形質転換体内に 含まれることが確認されたが(ライン7)、TAU9054−11内には含まれ ていなかった(ライン8)。NPTllのコーディング配列の挿入もまた、TA U9056−13形質転換体内において立証された(ライン9)。この形質転換 体は、2. 9kbのGUS断片が観察されている図11においても示されてい る。Therefore, as shown in FIG. 12, 1170bp GUS and 790bp The NPTII fragment of was synthesized by transformant TAU9055-9 (respectively lines 5 and 6). The GUS fragment was also present in TAU9054-10 transformants. It was confirmed that it is included (line 7), but it is not included in TAU9054-11. (line 8). Insertion of the NPTll coding sequence also demonstrated in U9056-13 transformants (line 9). This transformation The body is 2. It is also shown in Figure 11 where a 9kb GUS fragment is observed. Ru.
サザンプロットおよびPCR増幅により立証されたすべての形質転換体は、根師 部において陽性のGUS発現を示した(表1)。All transformants verified by Southern blot and PCR amplification were showed positive GUS expression in the area (Table 1).
実施例11:2つのプラスミドベクターによる異なる小麦変種の形質転(工 a estivum L、))品種Genaro81 (VEERY#3−3” 、 CIMMYT、Mex i co)、KEA″S−(CM21335、CIMM YT、Mexi co) 、PapangoM86 (CM5235.9、CI MMYT、Mex i co) 、Pavon76 (CM8399、CIMM YT、Mex i co) 、Se r i 82 (VEERY#5“S”、 CIMMYT、Mexico)、および、5hafir(SON64A/TZP P//NAl60/3/FA、Hazera 5eed Co、 、l5rae l)(先の実施例2−4も参照せヨ)ヲ、投与された外来性DNAによる形質転 換能力について調査した。先の小麦味を、先の実施例2において記載された処置 法を使用して形質転換させたが、それらの植物に対して投与した外来性DNAは 、先の実施例1において詳細を記載しであるものである。形質転換処理の後に、 処理を施した植物を、先の実施例3において詳細を記載したバイオアッセイ法を 使用し、さらに、以下に記載するように行なわれたPCRアッセイによりテスト して、形質転換の可否および頻度を決定した。Example 11: Transformation of different wheat varieties with two plasmid vectors (engineering a) estivum L, )) Variety Genaro81 (VEERY #3-3”, CIMMYT, Mex i co), KEA″S-(CM21335, CIMM YT, Mexi co), Papango M86 (CM5235.9, CI MMYT, Mex i co), Pavon76 (CM8399, CIMM YT, Mex i co), Se r i 82 (VEERY #5 “S”, CIMMYT, Mexico), and 5hafir (SON64A/TZP P//NAl60/3/FA, Hazera 5eed Co, , l5rae l) (See also Example 2-4 above) Transformation by the administered exogenous DNA We investigated the conversion ability. The previous wheat flavor was treated as described in Example 2 above. However, the exogenous DNA administered to these plants , details are described in Example 1 above. After the transformation process, The treated plants were subjected to the bioassay method detailed in Example 3 above. used and further tested by PCR assay performed as described below. The possibility and frequency of transformation were determined.
NPTIIコーディング配列を含む形質転換体においては、NPTI■断片を、 鋳型としての形質転換体の総DNAおよび以下に示すプライマーを使用するPC Rにより合成した。In transformants containing the NPTII coding sequence, the NPTI■ fragment is PC using the total DNA of the transformant as template and the primers shown below. Synthesized by R.
プライマーNo、1 (NPTI Iのコーディング配列の5′領域):= 5 ’ −GCACGCAGGTTCTCCGGCCGCTTGGG−3’プライマ ーNo、2 (NPTI Iコーディング配列の3′領域の逆ブ= 5−GAA GGCGAGCGCTGCGAATCGGG−3’GUSコーディング配列を含 む形質転換体においては、GUS配列を、鋳型としての形質転換体の総DNAお よび以下に示すプライマーを使用するPCRにより合成した。Primer No. 1 (5' region of NPTI I coding sequence): = 5 '-GCACGCAGGTTCTCCGGCCGCTTGGG-3' Primer -No, 2 (Reverse block of 3' region of NPTI I coding sequence = 5-GAA GGCGAGCGCTGCGAATCGGG-3'GUS coding sequence. In transformants containing the GUS sequence, the total DNA of the transformant as a template or and by PCR using the primers shown below.
プライマーNo、3 (GUSの5°領域)=5’ −GTGG八A丁へGAT CAGCGTTGGTGGG−3“プライマーNo、4 (GUSの3゛領域の 逆プライマー)。Primer No. 3 (5° region of GUS) = 5'-GAT to GTGG 8A-cho CAGCGTTGGTGGG-3 "Primer No. 4 (GUS 3" region reverse primer).
= 5−GCCAGTGGCGAAATATTCCCGTGC−3”2周期分の 実験の間に異なる小麦品種において生じた形質転換を先の2つのアッセイにより 特徴付け、表2にまとめた。= 5-GCCAGTGGCGAAATATTCCCCGTGC-3” for 2 cycles Transformations that occurred in different wheat varieties during the experiment were determined by the previous two assays. The characterization is summarized in Table 2.
先の表2においては、「存在および発現」における様々な表示は、以下に示すも のを表わしており、それは、Km’=形質転換体が、NPTII遺伝子の発現を 行なうことができ、つまり、150μg/mlのカナマイシン(Km)を含む水 −アガロース上での成育が可能である緑色苗木から観察されるように、カナマイ シン耐性である(先の実施例3を参照せよ)。In Table 2 above, various indications in "Presence and expression" are as shown below. Km' = the transformant expresses the NPTII gene. i.e. water containing 150 μg/ml kanamycin (Km) - Kanamai, as observed from green seedlings that are capable of growth on agarose. (see Example 3 above).
NPTI I”’=PCR法の利用により、形質転換体中において直接的に検出 されるNPTII断片の存在(本明細書中においてこれ以降に示されるPCR法 を参照せよ)。NPTI I"' = Directly detected in transformants by using PCR method The presence of an NPTII fragment (the PCR method presented hereinafter) ).
GUS”=基質としてX−Glucを使用するバイオアッセイにおいて観察され るように、形質転換体が、根におけるGUS活性を提示する(先の実施例3を参 照せよ)。GUS” = observed in bioassay using X-Gluc as substrate The transformants exhibit GUS activity in roots as shown in Example 3 above. Shine on).
GUSPe”=PCR法の利用により、形質転換体中において直接的に検出され るGUS断片の存在(本明細書中においてこれ以降に示されるPCR法を参照せ よ)。GUSPe” = directly detected in transformants by using PCR method. presence of a GUS fragment (see PCR method presented hereinafter) Yo).
傘=苗木におけるカナマイシン耐性(NPTll)もしくは根におけるGUS発 現(GUS)に従って評価を行なった。Umbrella = kanamycin resistance in seedlings (NPTll) or GUS development in roots Evaluation was conducted according to the current (GUS).
実施例122つの異なる小麦品種中への−bar−遺伝子の組込み高収率、半矯 性のスプリングブレッド小麦栽培品種5eri82(VEERY#5 “S”、 CIMMYT、Mexico)、および、5haf i r (SON64A/ TZPP//NAl60/3/FASHazera 5eed Co、、l5r ael)を、ストレプトマイセスハイグロスコピクス(Streptomyce s hygroscopi立旦上)のbar遺立子上保持しているプラスミドp PAT−NPT11 100.1−28で形質転換させた(D’eBlock et al。Example 12 Integration of the -bar- gene into two different wheat varieties High yield, semi-cured Springbread wheat cultivar 5eri82 (VEERY #5 “S”, CIMMYT, Mexico), and 5haf ir (SON64A/ TZPP//NAl60/3/FASHazera 5eed Co,, l5r ael), Streptomyces hygroscopicus (Streptomyces hygroscopicus) Plasmid p carried on the bar offspring of S hygroscope Tatsudan Transformed with PAT-NPT11 100.1-28 (D’eBlock etc.
、1987、White et al、 、1990)、:(7)遺伝子は、ア セチル化により、除草剤であるパイアラフォス(bialaphos)およびグ ルフォシネー) (glufosinate)の不活性化を行なうことができる アセチルCoA)ランスフェラーゼをコード化している。, 1987, White et al., 1990): (7) Genes are Cetylation allows the herbicides bialaphos and Glufosinate can be inactivated. It encodes acetyl-CoA) transferase.
この遺伝子は、CaMVの35SプロモーターおよびポリA(ターミネータ−) 配列に連結しており、植物内における標識遺伝子として働いてイタ。プラスミ) ’pPAT−NPTI 1 100.1−28は、puc−誘導体であり(To pfer et al、、未発表私信)、コれは ゛NPTII翻訳開始部位( Christoph、Maas and J。This gene is derived from the CaMV 35S promoter and polyA (terminator) Ita is linked to the sequence and acts as a marker gene within the plant. Plasmi) 'pPAT-NPTI 1 100.1-28 is a puc-derivative (To pfer et al., unpublished personal communication), this is the NPTII translation initiation site ( Christopher, Maas and J.
5che l l、私信)の下流に挿入されたトウモロコシのS b r u nken遺伝子(slll)の第1イントロンを有するNI’T11遺伝子をも 保持している。5che l l, personal communication) The NI'T11 gene, which has the first intron of the nken gene (sllll), is also keeping.
このbar遺伝子は、特異的なりaニプライマーを使用した場合に取得される0 、6kbのPCR産物の標準的な条件下におけるアガロースゲル上での電気泳動 パターンである図13において示されるように、F1世代の形質転換体中におけ るPCR増幅により検出された。最初のブでに相当する。This bar gene is 0 , electrophoresis of a 6 kb PCR product on an agarose gel under standard conditions. As shown in FIG. 13, which is a pattern, in the F1 generation transformants, Detected by PCR amplification. Corresponds to the first block.
形質転換開始部位に下線を施しである。The transformation initiation site is underlined.
星印は、NdelおよびBamH1部位を形成するだめのヌクレオチド置換、お よび、5°端に対して付加された追加的な2つのデオキシシチジンを示す。Asterisks indicate incorrect nucleotide substitutions that form the Ndel and BamH1 sites. and shows two additional deoxycytidines added to the 5° end.
第2プライマーは、以下に示すように、White et al、、(1990 )による2つの停止シグナルおよび下流の16ヌクレオチド、および、追加的な 2つのデオキシシチジンからなる、コーディング領域のヌクレオチド533から ヌクレオチド548までの配列に相補的である逆プライマーである。The second primer was as described below by White et al., (1990 ) with two stop signals and downstream 16 nucleotides, and an additional From nucleotide 533 of the coding region, consisting of two deoxycytidines A reverse primer that is complementary to the sequence up to nucleotide 548.
5’ −CCGGATCCCCCGGGTCATCAGATCTCGGTGAC GGGC(37量体) 図13に関しては、PCR処理に用いられたDNA鋳型は、以下に示すものであ り、それは、 ライン1=形質転換体サンプル、F8世代、TAU92P4SHF9−2、PC Rにより合成された0、6kbの断片のゲル精製後に再増幅させた断片、 ライン2=形質転換体サンプル、F1世代、TAU92P4SHF14−1、 ライン3−形質転換体サンプル、F1世代、TAU92P4SHF14−1、最 初のPCR合成により取得された0、6kbの断片(ライン2において示されて いる)のゲル精製後に再増幅させた断片、ライン4=対照サンプル、非形質転換 、野生型5hafirのDNA。5'-CCGGATCCCCCGGGTCATCAGATCTCGGTGAC GGGC (37mer) Regarding Figure 13, the DNA template used for the PCR process was as shown below. ri, that is, Line 1 = transformant sample, F8 generation, TAU92P4SHF9-2, PC A fragment reamplified after gel purification of a 0.6 kb fragment synthesized by R. Line 2 = transformant sample, F1 generation, TAU92P4SHF14-1, Line 3 - Transformant sample, F1 generation, TAU92P4SHF14-1, A 0.6 kb fragment obtained by initial PCR synthesis (indicated in line 2) Fragment re-amplified after gel purification of 100%, line 4 = control sample, non-transformed , wild-type 5hafir DNA.
ライン5=対照サンプル、非形質転換、野生型5eri82のDNA、ライン6 =対照サンプル、PCR反応において鋳型無添加、ライン7=対照サンプル、鋳 型としてのプラスミドpPAT−NPT11 101.1−28 (30ng) 、および、ライン8=Ha e I I Iて開裂させたΦX174バクテリ オファージのDNAからの、DNA断片のためのサイズマニカー、である。Line 5 = control sample, non-transformed, wild type 5eri82 DNA, line 6 = control sample, no template added in PCR reaction, line 7 = control sample, template added Plasmid pPAT-NPT11 101.1-28 (30 ng) as type , and line 8 = ΦX174 bacterium cleaved by HaeII A size marker for DNA fragments from phage DNA.
実施例7−12において示されているような、形質転換体内に含まれるNPTI l5GUS、および、bar遺伝子断片の、上述の直接的検出は、標準的なP CR処理を使用して行なった(Cetus Corp。NPTI contained in transformants as shown in Examples 7-12 The above-described direct detection of l5GUS and bar gene fragments can be performed using standard P This was done using the CR process (Cetus Corp.
/Hoffmann−La Roche AG)。/Hoffmann-La Roche AG).
本明細書中の先の実施例3−12およびそれに付随する図において示されるよう な本所見は、本発明の方法による小麦ゲノム内への外来性DNAの組込みを支持 している。挿入頻度は、NPTIIおよびGUS/NPTII遺伝子に関しては 、DNA探索によると2.6から4.3%の範囲にわたり幾分高く、さらに、丸 2年を越えるGUSアッセイによると15.5%にまで至った。As shown in Examples 3-12 hereinbefore and the accompanying figures. These findings support the integration of foreign DNA into the wheat genome by the method of the present invention. are doing. The insertion frequencies are as follows for the NPTII and GUS/NPTII genes: , is somewhat higher, ranging from 2.6 to 4.3% according to DNA searches, and even more According to GUS assay over 2 years, it reached 15.5%.
組込みおよび発現は、2つ異なるプロモーターおよびターミネータ−を有する3 つの異なる遺伝子、および、多用な遺伝子的バックグラウンドを有する異なる小 麦栽培品種について示されている。本研究において用いられた小麦栽培品種は、 すべて、高収率である最新の市販春蒔き性小麦であり、これらのいくつかのもの は、開発国および発展途上国における広大な面積にわたり育成されている。はと んどの形質転換体の生物気候性と繁殖力は、世代(FlからFs)にかかわらず 、初代栽培品種のものに匹敵するものであった。Integration and expression are possible using 3 different promoters and terminators. different genes and different microorganisms with diverse genetic backgrounds. Shown for wheat cultivars. The wheat cultivars used in this study were: All are high yielding modern commercial spring sown wheats, and some of these is grown over vast areas in developed and developing countries. Pigeon The bioclimatic characteristics and fecundity of most transformants are the same regardless of generation (Fl to Fs). , which was comparable to that of the first cultivar.
従って、本発明の方法により、形質転換小麦植物、特に、外来性DNAを安定に 組込み、かつ、次の世代にこのDNAを受け渡すことが可能である商業的農業用 品種であるものを調製することが可能であるということを結論付けることができ る。Therefore, the method of the present invention can stably transform transformed wheat plants, especially foreign DNA. For commercial agricultural use, it is possible to integrate and pass this DNA on to the next generation. It can be concluded that it is possible to prepare something that is a variety Ru.
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Improved 5ets or expression vectors For high 1evel gene express奄盾氏@1n ciico+yledonous anci monocoτyledonou s plants (unpubiisned、 p巳rs盾獅≠■ communica+1n) L、 EMEOJ、 4.1373−138011、 White、 J、、 ChaJlg、 S、Y、、 Bibb M、J、 and Bibb M、 (1990)、A Cm5唐■狽狽■ cont+ining the bar gene of Strepromy ces hygroscopicus: a select≠b撃■ marker for plant transformation、 Nuc l:ic Ac1ds Re5earch B 1062゜W−1+T−1,7 0201 WII [T−1,702D + プo−)・NPTIIm伝子(八pnI−Hind[l断片)W−■[T−2, 107−1,702Dの白菊)プローブ:NPTn 断片 、 702 Dベク ターFig、 5 Fig、 7 Fig、 8α 補正書の写しく翻訳文)提出書 (特許法第184条の8)平成6年9月1日頃 (Improved 5ets or expression vectors For high 1evel gene express Mr. Amakushi@1n ciico+yledonous anci monocoτyledonou s plants (unpubiisned, pmi rs shield lion≠■ communica+1n) L, EMEOJ, 4.1373-138011, White, J,, ChaJlg, S, Y,, Bibb M, J, and Bibb M, (1990), A Cm5 Tang■狽狽■ cont+ining the bar gene of Strepromy ces hygroscopicus: a select≠b attack■ marker for plant transformation, Nuc l:ic Ac1ds Re5search B 1062゜W-1+T-1,7 0201 WII [T-1,702D + pnI-)・NPTIIm gene (8pnI-Hind [l fragment) W-■[T-2, 107-1,702D Shiragiku) Probe: NPTn fragment, 702D vector TarFig, 5 Fig, 7 Fig, 8α Copy and translation of amendment) Submission (Article 184-8 of the Patent Law) Around September 1, 1994 (
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