JPH11505423A - 転写調節配列および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 植物体、植物組織、および植物細胞における誘導可能な遺伝子発現にとって機能的な定性的転写調節配列、ならびに植物体、植物組織、および植物細胞において下流の遺伝子情報の転写発現を増加させるための量的な転写調節配列を開示する。また、特に、誘導可能なプロモーターが、植物体において過敏感反応を喚起することができる蛋白質の発現を調節する、トランスジェニック植物の病気抵抗性を向上させるための方法および組換えDNA分子について開示する。

Description

【発明の詳細な説明】 転写調節配列および方法 発明の分野 本発明の分野は、植物分子生物学の領域であり、特に、転写調節因子、植物組 織において、侵入してきた病原微生物によるストレス、エリシター(elicitor)、 またはその他の誘導可能な化学的シグナルに応答して、下流の遺伝子発現を積極 的に調節する定性的な調節配列、および結合した配列の転写発現を上昇させる量 的な調節配列に関する。 発明の背景 植物における、菌類、細菌類、およびウイルス性病原体に対する病気抵抗性は 、過敏感反応（HR）と名付けられている植物の応答に関連している。HRにおいて は、潜在的に植物病原体になりうるものが侵入した部位で、局所的な細胞死が起 きる。そして、HRのこのような局所的な植物細胞死の部位には、侵入してきた微 生物、またはウイルスが含まれており、これによって植物体の残りの部分が保護 されると考えられる。この他の植物の防御には、ファイトアレキシン（抗生物質 ）の産生、ならびに/または病原体の侵入を防ぐことのできる分解酵素、ならび に/または物理的および/もしくは酵素による攻撃に対して細胞壁を強化するよう な細胞壁の改変が含まれる。 タバコを含む植物のHRには、侵入してきた微生物に対する応答の一部として、 ファイトアレキシンの産生が含まれる。微生物の侵入に応答して、タバコ（ニコ チアナ・タバカム(Nicotiana tabacum)）によって作出される化合物の分類の一つ は、抗菌性セスキテルペン類である。 細胞懸濁培養液により、テルペン合成の制御に関する有用な情報が提供されて いる。イソプレノイドは、自然界に普遍的に存在し、その生合成経路の初期の部 分は、ステロール、カロテノイド、ドリコール、ならびにユビキノンおよび成長 調節因子（例えば、ジベレリン酸）など、一次代謝物に分類される、その他のイ ソプレノイド化合物の生合成経路と共通である。二次代謝物に分類されるイソプ レノイド化合物は、成長にとって必須ではなく、モノテルペノイド、セスキテル ペノイド、およびジテルペノイドが含まれる。これらの二次代謝物イソプレノイ ドは、植物とその環境との間の相互作用の重要な媒体である。 さまざまな組成物が、植物のファイトアレキシン合成のエリシターとして機能 する。これらには、例えば水銀イオンのような１種以上の毒性イオン、その他の 化学的に定義された組成物、代謝阻害因子、細胞壁グリカン、ある種の糖蛋白質 、ある種の酵素、菌類の胞子、キトサン、ある種の脂肪酸、および植物細胞壁に 由来するある種のオリゴ糖類が含まれるが、これらに限定はされない［例えば、 シクエイラ（Sequeira L.）（1983）Annu．Rev．Microbiol．37: 51〜79、およ びそこで引用されている参考文献を参照のこと］。タバコの植物体におけるエピ -5-アリストロキンシンターゼ（Epi-5-aristolochene synthase）（EAS）活性は 、ある種の疫病菌（phytophytora）種の細胞壁の断片、およびトリコデルマ・ビ リデ（Trichoderma viride）のセルラーゼによって誘導されるが、アスペルギル ス・ジャポニカム（Aspergillus japonicum）ペクトリアーゼによっては誘導さ れないことが示されている［チャペル（Chappell）ら、（1991）Plant Physiol ．97: 693〜698］。また、この他の植物病原体または非病原性関連菌株による攻 撃も、ファイトアレキシン合成を誘導することができる。例えば、斑点細菌病菌 （Pseudomonas lachrymans）は、タバコにおいて、セスキテルペノイドの合成を 誘導する［グエデス（Guedes）ら、（1982）Phtochemistry 21: 2987〜2988］。 エリシチンは、植物病原体および潜在的植物病原体によって産生される蛋白質 であり、この蛋白質は、タバコ植物体において、HRを誘導する。フィトフィトラ ・パラシティカ（Phytophthora parasitica）のエリシチンのアミノ酸配列およ びヌクレオチドコード配列が公表されている［カモウン（Kamoun）ら、（1993） Mol.Plant-Microbe Interactions 6: 573〜581］。タバコモザイクウイルス（TM V）を含むがこれに限定されない植物病原性ウイルスは、感染した植物においてH Rを誘導する。植物に感染する細菌も、HRを誘導し、それによって病気抵抗性を 誘導することができる。HRを誘導する代表的な細菌には、アグロバクテリウム（ Agrobacterium）種、キサントモナス（Xanthomonas）種、およびシュードモナス ・シリンガエ（Pseudomonas syringae）が含まれるが、これらに限定はされない 。植物病原性菌類（およびある種の非病原性菌株も）はまた、HR応答を誘導する が、このようなものには、フィトフィトラ・パラシティカ（Phytophthora paras itic a）およびペロノスポラ・タバキ（Peronospora tabaci）が含まれるが、これら に限定されない。 タバコの細胞懸濁培養液をエリシターで処理すると、スクアレン合成酵素が抑 制され、それによって、共通の生合成前駆体をステロールに変える流れが停止す る。同時に、セスキテルペンシクラーゼ遺伝子の発現を誘導すると、前駆体がセ スキテルペンになる流れが生じる。エリシター誘導されたタバコの組織における 、ファルネシル二リン酸からセスキテルペン・ファイトアレキシン・カプシジオ ールへの経路における第一段階は、セスキテルペンシクラーゼである5-エピ-ア リストロキン・シンターゼ（5-epi-aristolochene synthase）（EAS）によって 触媒される。タバコのEAS遺伝子ファミリーのメンバーの一つに関するコード配 列および推定アミノ酸配列が公表されている［ファキーニ(Facchini)およびチャ ペル(Chappell)（1992）Proc．Natl．Acad．Sci．USA 89:11088〜11092］。EAS 遺伝子ファミリーのメンバーの一つ以上の転写発現が、エリシターに応答して誘 導される。 当技術分野においては、植物病原性ウイルス、菌類、および/または細菌を含 むがこれらに限定されない植物病原体による感染から、植物、特に農作物を保護 する方法が長い間必要であると考えられてきた。経済および環境に関心をおいた 観点から特に重要なのは、農作物への化学薬品の施用による方法ではなく、むし ろ生物学的方法または「自然な」方法である。また当技術分野において、トラン スジェニック植物における異種DNA配列の発現の調節に用いるための植物の転写 調節配列も必要であると長い間考えられてきた。 発明の概要 一般的に、本発明は、誘導可能な植物病気抵抗性調節因子を含む組換え核酸分 子を特徴とする。このような組換え核酸分子は一般的に、少なくとも80％が、自 然に存在する誘導可能な植物病気抵抗性調節因子に一致している。すなわち、改 変される配列の転写促進活性が、参照配列と同じかそれよりも大きければ、参照 となるDNA配列の塩基対の20％までを、別の塩基対で置き換えることができる（ 例えば、G-CをA-T、T-A、またはC-Gで置き換える）。好ましい態様において、本 発明に係る組換え核酸分子は、テルペンシクラーゼ（例えば、セスキテルペンシ ク ラーゼ）をコードする遺伝子から得られる。例えば、本発明に係る組換え調節因 子は、図3A（配列番号：14）に示されている塩基配列またはそれの誘導可能な植 物病気抵抗性断片を含むエピ-5-アリストロキン・シンターゼ（epi-5-aristoloc hene synthase）（EAS）遺伝子から得られる。好ましい態様において、本発明に 係る組換え核酸分子は、図3A（配列番号：14）に示されている塩基配列を有する 。 別の好ましい態様において、本発明に係る核酸分子は、以下の配列のいずれか を有する；配列番号：２のヌクレオチド463〜473、、配列番号：２のヌクレオチ ド406〜486、配列番号：２のヌクレオチド463〜572、配列番号：２のヌクレオチ ド371〜463、および配列番号：２のヌクレオチド411〜457。 好ましい態様において、本発明に係る組換え核酸分子は、双子葉植物（例えば 、タバコ属（Nicotiana）など、ナス科（Solanaceae）のメンバー）から得られ る。別の好ましい態様において、本発明に係る核酸は、単子葉植物、裸子植物、 または球果植物から得られる。 さらに別の好ましい態様において、本発明に係る核酸分子は、ゲノムDNA、化 学的に合成されたDNAであり、またはゲノムDNAと化学合成DNAとを組み合わせた もの、ゲノムDNAとcDNAとを組み合わせたもの、化学的に合成したDNAとcDNAとを 組み合わせたもの、もしくはゲノムDNAとcDNAと化学合成したDNAとを組み合わせ たものである。 好ましい態様において、本発明に係る核酸分子の誘導は、本明細書において説 明されているように、菌類（例えば、疫病菌類）、細菌（例えば、シュードモナ ス）、またはウイルス（例えば、タバコモザイクウイルス）などの植物病原体に よって媒介される。別の好ましい態様において、このような誘導は、エリシター によって（例えば、菌類のエリシターまたは細菌のエリシターによって）媒介さ れる。 別の局面において、本発明に係る核酸分子は、機能的に結合されて、異種のポ リペプチドをコードする塩基配列の誘導可能な転写を調節するように機能する。 好ましくは、この異種ポリペプチドは、植物に病気抵抗性を付与することができ る。例えば、この異種ポリペプチドは、エリシチン（例えば、疫病菌からのParA 1ポリペプチドのような菌類のエリシチン、ハルピン（harpin）のような、細菌 のエリシチン、または組織プラスミノーゲン活性化因子のような薬学的ポリペプ チド）であってもよい。このような異種ポリペプチドの発現は、一つ以上の外来 因子（例えば、エチレンまたはメチルジャスモン酸）によって媒介される。別の 態様において、本発明に係る核酸分子は、細胞特異的に異種ポリペプチドを発現 することができる。 別の局面において、本発明は、本発明に係る核酸分子を含むベクター、このベ クターを細胞（例えば、トランスジェニック植物細胞）に導入することによる、 ポリペプチドの発現を誘発する方法、およびこのベクターを含む細胞を特徴とす る。 別の局面において、本発明は、トランスジェニック植物に病気抵抗性を提供す る方法であって、（ａ）トランスジェニック植物細胞のゲノムに組み込まれた本 発明に係る核酸を含むトランスジェニック植物細胞を作出する段階、および（ｂ ）本発明に係る核酸分子の発現によってトランスジェニック植物に病気抵抗性が 付与される植物細胞からトランスジェニック植物体を生育させる段階を含む方法 を特徴とする。 好ましい態様において、本発明の方法によるトランスジェニック植物は、双子 葉植物（例えば、タバコ属（Nicotiana）など、ナス科（Solanacea）のメンバー ）、単子葉植物、裸子植物、または球果植物である。 別の局面において、本発明は、トランスジェニック植物細胞において、下流の DNA配列の転写発現を上昇させる方法で、（ａ）下流のDNA配列の転写発現を上昇 させるように置かれ、トランスジェニック植物細胞のゲノムに組み込まれた、本 発明による核酸を含むトランスジェニック植物細胞を作出すること、および（ｂ ）この植物細胞からトランスジェニック植物を生育させること、という段階を含 む方法を特徴とする。 上記の特徴に加えて、本発明は、植物組織において、その他の定義された誘導 化合物である一つ以上のエリシターに応答して、または侵入してきた植物病原体 （誘導可能な転写調節配列）によるストレスに応答して、下流の遺伝子発現を制 御する定性的な転写調節配列、および下流の配列（転写促進配列）の転写を上昇 させる量的な転写調節配列を提供する。本明細書において特に例示されているよ うに、これらの転写調節配列は、本来、タバコのエピ-5-アリストロキン・シン ターゼ（epi-5-aristolochene synthase）遺伝子（EAS4）の上流にあり、これに 機能的に結合していることが分かっており、コード配列に機能的に結合している （また、EAS4遺伝子または異種の植物発現性遺伝子に由来する機能的に結合され たプロモーター因子の存在下にある）場合、植物体または植物組織が、潜在的に 植物病原体となりうるもの（例えば、ウイルス、菌、または細菌）の侵入を受け たとき、またはトリコデルマ・ビリデ（Trichoderma viride）・セルラーゼもし くは植物か菌類の細胞壁断片などのエリシターが、植物体、植物組織、および/ または植物懸濁培養細胞に応答すると、これらの配列は、そのコード配列の誘導 可能な転写発現を仲介する。この潜在的に植物病原体となりうるものは、タバコ モザイクウイルスもしくはタバコ葉脈斑点ウイルス（tabacco vein mottle viru s）を含みこれらに限定されないウイルス、シュードモナス・シリンガエ（Pseud omonas syringae）、キサントモナス・カンペストリス（Xanthomonas campestri s）、もしくはアグロバクテリウム・ツメファシエンス（Agrobacterium tumefac iens）を含みこれらに限定されない細菌、または疫病菌（例えば、フィトフィト ラ・パラシティカ（P．parasitica））もしくはペロノスポラ菌（例えば、ペロ ノスポラ・タバキ（P．tabaci））の種を含みこれらに限定されない細菌である 。誘導可能な転写調節因子および転写促進配列を含むEAS4プロモーターが、本明 細書において配列番号：２として開示されている。配列番号：２において、EAS4 プロモーターのCAAT相同配列は、ヌクレオチド513から516に存在し、TATA配列モ チーフは、ヌクレオチド540から543に存在する。 ニコチアナ・タバカム（N．tabacum）EAS4の上流配列の中にある誘導可能な転 写調節因子の実例は、配列番号：２のヌクレオチド458からヌクレオチド473まで 、配列番号：２のヌクレオチド454からヌクレオチド473まで、および配列番号： ２のヌクレオチド413からヌクレオチド473までである。 本発明の別の局面は、EAS4プロモーターに由来する転写促進因子およびプロモ ーター結合配列である。最初の配列の上流を、発現させようとする異種のDNA配 列に機能的に結合する。 本発明のさらなる局面は、誘導可能な転写調節因子の制御調節下に置かれた目 的とする塩基配列、好ましくは、コード配列、アンチセンス配列、またはその他 の配列を含み、これを発現するよう遺伝的に改変されたトランスジェニック植物 細胞、植物組織、および植物体である。エリシターへの曝露、植物病原体となる 可能性のあるものの植物体への侵入、またはメチルジャスモン酸およびエチレン への曝露のようなこの他のある種の外来誘導シグナルに応答して、下流のコード 配列の発現の誘導を仲介する塩基配列を提供することが、本発明の目的である。 エリシターを誘導する転写調節因子の実例は、ニコチアナ・タバカム（Nicotiana tabacum）のEAS4遺伝子の5'近傍領域に由来するもので、本明細書において、特 に例示されているように、この配列は、配列番号：２のヌクレオチド410からヌ クレオチド473までに存在している。例示されている塩基配列と同等の配列は、 同じように、下流の塩基配列の発現誘導を指向する塩基配列である。好ましくは 、誘導可能な転写調節因子は、EAS4プロモーターおよびプロモーター結合配列に 関連している（例えば、配列番号：２のヌクレオチド410からヌクレオチド573ま で、好ましくは、配列番号：２のヌクレオチド361からヌクレオチド573まで、よ り好ましくは、配列番号：２のヌクレオチド1からヌクレオチド573までに示され ている塩基配列を有する組合せ）。 「病気抵抗性調節因子」とは、自然の植物で、病原生物と闘うために用いられ る、植物の防御応答（例えば、過敏感反応）に関連する遺伝子産物の発現を制御 することができるDNA配列を意味する。また、この用語には、病気に関連した外 来シグナルまたは因子（例えば、本明細書において説明されているような、病原 体またはエリシターに誘導されるシグナル、または因子）によって誘導可能な遺 伝子発現をもたらすのに充分な調節因子（および下記で定義されているように、 このような調節因子の断片）が含まれる。一般的に、病気抵抗性調節因子は、遺 伝子の5'領域に位置するが、そこに限定されるわけではない。 「誘導可能な」とは、植物細胞と、病原体またはエリシターとの間の相互作用 に応答した遺伝子発現（例えば、mRNAまたはポリペプチドの産生）の上昇を媒介 できる調節因子を意味する。また、本発明には、細胞特異的または組織特異的な 態様において、誘導可能な遺伝子発現を誘発する病気抵抗性調節因子も含まれる 。 「遺伝子から得られた」とは、調節因子の塩基配列が、自然界に存在する植物 遺伝子（例えば、タバコEAS4）に含まれている配列情報に基づいていることを意 味する。調節因子が同定されれば、本発明に係る調節因子が、自然の生物源から 得られ、標準的な方法の何れか（例えば、組換え法または化学合成）によって調 製することができる。このような組換え核酸分子は、一般的に、自然に存在する 誘導可能な植物病気抵抗性調節因子に、少なくとも80％一致している。つまり、 改変される配列の転写促進活性が、参照配列と同じかそれよりも大きければ、参 照DNA配列の塩基対の20％までを、別の塩基対で置き換えることができる（例え ば、G-CをA-T、T-A、またはC-Gで置き換える）。 「誘導可能な植物病気抵抗性断片」とは、長さに無関係なヌクレオチドのつな がりで、植物細胞と、病原体またはエリシターとの間の相互作用に応答して、遺 伝子発現（例えば、mRNAまたはポリペプチドの産生）を上昇させるのに充分なも のを意味する。「断片」という用語は、好ましくは、約６〜10ヌクレオチド長を 意味する。しかし、本発明に係るDNA調節因子の断片は、10〜100ヌクレオチドの 大きさの範囲にあるか、100〜300ヌクレオチドの長さか、または300ヌクレオチ ドよりも長くてもよい。このような断片は、常法（例えば、適当な制限酵素消化 または断片の化学的な合成）によって調製される。当技術分野において標準的な 方法（例えば、本明細書において説明されている方法）を用いて、遺伝子の中の 誘導可能な植物病気抵抗性DNA断片の同定が行なわれる。特定の実施例において は、誘導可能な植物病気抵抗性DNA断片の同定は、標準的なプロモーター欠失解 析によって行われるかもしれない。病原体に誘導される転写を、機能的に結合さ れているレポーター遺伝子を指向する病気抵抗性プロモーターを含む構築物を、 徐々に、5'側もしくは3'側から、および/または入れ子式に欠失させて、レポー ター遺伝子に対する病原体の効果を低下させるか、失わせてもよい。次に、病原 体誘導因子の同定を確認するため、この因子の中に点突然変異を導入してもよい 。転写における変化を測定するための別の方法は、調節因子と思われるものを遺 伝子から切り出し、レポーター遺伝子に結合することである。完全なプロモータ ーであるか否かを調べるために、内生のプロモーター活性を欠くレポーター遺伝 子の直前 にDNA断片を置く。このような技術を用いて、誘導性の植物病気抵抗性調節因子 のあらゆる断片が同定されうる。 「組織特異的」とは、ある組織（例えば、木部）における遺伝子産物（例えば 、mRNAまたはポリペプチド）の発現を、別の組織（例えば、篩部）に較べて、選 択的に上昇させることができることを意味する。 「細胞特異的」とは、ある細胞（例えば、柔組織細胞）における遺伝子産物（ 例えば、mRNAまたはポリペプチド）の発現を、別の細胞（例えば、表皮細胞）に 較べて、選択的に上昇させることができることを意味する。 「エピ-5-アリストロキン・シンターゼ(epi-5-aristolochene synthase)」ま たは「EAS」とは、トランス-ファルネシル二リン酸の環化を触媒して、二環状の 中間体であるエピ-5-アリストロキン（epi-5-aristolochene）にすることができ る酵素を意味する。 「病原体」とは、植物組織の生細胞へ感染することにより、植物組織において 病気応答を誘導する生物を意味する。 「エリシター」とは、植物の防御反応を生起させることができる、あらゆる分 子を意味する。エリシターの実例には、水銀イオンのような１種以上の毒性イオ ン、その他の化学的に定義された組成物、代謝阻害因子、細胞壁グリカン、ある 種の糖蛋白質、ある種の酵素、菌類の胞子、キトサン、ある種の脂肪酸、植物細 胞壁に由来する、ある種のオリゴ糖類、およびエリシチン（例えば、ハルピン（ harpin）、クリプトゲイン（cryptogein）、およびパリセイン（pariscein）） が含まれるが、これらに限定はされない。 「エリシチン」とは、蛋白質エリシターを意味する。 「機能的に結合された」とは、適当な分子（例えば、転写を活性化する蛋白質 ）が調節配列に結合すると、遺伝子の発現が行われるように、調節配列と遺伝子 とが結合されていることを意味する。 「異種ペプチド」とは、形質転換された植物細胞の中で、形質転換された植物 細胞にとっては、一部または完全に外来の（すなわち、自然には存在しない）遺 伝子から発現されるポリペプチドを意味する。 「ポリペプチド」とは、長さまたは翻訳後修飾（例えば、グリコシル化または リン酸化）とは関係なく、アミノ酸の鎖を意味する。 「形質転換された植物細胞」とは、組換えDNA技術（例えば、本明細書におい て説明されているような技術）によって、組換え塩基配列（例えば、EAS4プロモ ーター（-1147から+67）：GUSレポーター遺伝子、またはgEAS4_{600(シクラーセ゛)}プロ モーター：parA1成熟エリシチン遺伝子）が、その中に（または祖先細胞の中に ）導入されている細胞を意味する。 「植物細胞」とは、半透膜に結合し、色素体を含む自己増殖する細胞を意味す る。また、さらに増殖させることが必要である場合、このような細胞には、細胞 壁が必要となる。本明細書において用いられる植物細胞には、藻類、藍色細菌、 種子、懸濁培養、胚、分裂領域、カルス組織、葉、根、茎、配偶子、胞子体、花 粉、および小胞子が含まれるが、これらに限定はされない。 「トランスジェニック」とは、技術的に細胞の中に導入され、その細胞から発 生する生物のゲノムの一部となるDNA配列を含むあらゆる細胞を意味する。本明 細書において用いるときには、トランスジェニック生物は、一般的にトランスジ ェニック植物であり、DNAは、人為的な技術によって、生物のゲノムの中に挿入 されている。 「実質的に純粋なDNA」とは、本発明に係るDNAが由来する生物の、自然に存在 するゲノムの中で、その遺伝子または調節因子に近接した遺伝子、または補助的 なヌクレオチドを含まないDNAを意味する。したがって、この用語は、例えば、 ベクターの中に組み込まれた組換えDNA、自律複製プラスミド、またはウイルス の中に組み込まれた組換えDNA、または原核生物もしくは真核生物のゲノムDNAの 中に組み込まれた組換えDNA、または、他の配列とは独立した別個の分子（例え ば、PCR、または制限酵素消化によって産生されたcDNA、またはゲノムもしくはc DNAの断片）として存在する組換えDNAを含む。また、付加的なポリペプチド配列 、または調節因子をコードするハイブリッド遺伝子の一部である組換えDNAも含 まれる。 本発明のこの他の特徴および利点は、以下の本発明の好ましい態様の説明およ び請求の範囲から明らかになると思われる。 図面の簡単な説明 図１は、CaMVの35S-GUS構築物（カリフラワーモザイクウイルス35Sプロモータ ー-β-グルクロニダーゼレポーター遺伝子）と比較した、EAS3およびEAS4のプロ モーター領域によって制御されるGUSの一過的な発現についてのデータを示して いる。これらの実験は、DNA構築物をエレクトロポレーションしたタバコのプロ トプラストの中で行われた。プロトプラストを調製するときに、植物の細胞壁を 消化する、菌の酵素を用いたために、EAS-GUS構築物における、「発現の非誘導 」レベルは相対的に高かった。ｙ軸は、GUS活性のユニットを示し、グラフ上の 各棒の下に、EASの上流配列の5'側の長さを示している。上記のように、EAS4の 本来の転写開始部位（またはEAS3で相当する部位）から番号を付けているが、EA S4（配列番号：２）では、開始部位はヌクレオチド573であり、EAS3においては 、転写開始部位と考えられているのはヌクレオチド489である。 図２Ａ〜Ｂは、直ちに誘導できる、本発明に係る転写調節因子によって誘発さ れたレポーター遺伝子に発現に関する情報を示したものである。図２Ａは、安定 的に形質転換されたトランスジェニック植物において、GUSレポーター遺伝子の 発現を調節するEAS4プロモーター領域を用いて行なった実験の概要を示している 。図２Ｂは、CaMVの35Sの最小プロモーターによるGUSレポーター遺伝子の発現を 制御するEAS4プロモーター結合配列に関する「機能獲得」解析の結果を示してい る。図２Ａと２Ｂの両図において、EAS4上流域の番号は、EAS4遺伝子（配列番号 ：２も参照のこと。そこでは、転写開始部位は、ヌクレオチド573に相当してい る）の、本来の転写開始部位からの番号を反映している。図２Ａと２Ｂの両図に おいては、１mg/mlの蛋白質当たりの蛍光ユニットでGUS発現を測定している。 図３Ａ〜Ｂは、EAS4遺伝子の5'上流域のDNA配列、およびEAS4プロモーター（- 1148から+67）を有するGUSレポーター遺伝子の構造を示す略図を例示したもので ある。図３Ａは、EAS4プロモーター（-1148から+67）の5'上流領域の塩基配列を 示している。CAATボックスとTATAボックスを太字で記してある。転写開始部位が +1として示されている。図３Ｂは、EAS4プロモーター（-1148から+67）：GUSレ ポーター遺伝子の構造を示す概略図である。EAS4プロモーター（-1148から+67） の5'近傍配列を、バイナリーベクターpBI101.1の中のGUSレポーター遺伝子と、 適正な読み枠になるように融合した。 図４Ａ〜Ｂは、EAS4プロモーター（-1148から+67）：GUSレポーター遺伝子を 含 むトランスジェニックタバコ植物体の葉、茎、および根における、エリシターに 誘導されたGUS遺伝子発現に関するデータを示している。図４Ａは、18時間の時 間経過で見たときの、タバコの葉における、エリシターに誘導されたGUS活性を 示したグラフである。06i、08r、および09pは、EAS4プロモーター（-1148から+6 7）：GUSレポーター遺伝子構築物を含む、それぞれ別個に形質転換されたトラン スジェニックタバコ系統である。水（対照として）、および25 nMのクリプトゲ インを、対称的かつ同時に、葉（背軸）の中に浸透させ、次に、18時間の時間が 経過する間、GUS活性を解析するために、葉組織の浸透した領域を集めた。示さ れたデータは、２つの別々の実験を平均した結果である。図４Ｂは、EAS4プロモ ーター（-1148から+67）：GUSレポーター遺伝子を含むトランスジェニックタバ コの茎と根において、エリシターに誘導されたGUS活性を示す棒グラフである。0 3fおよび09pは、トランスジェニックタバコの、２つの独立した形質転換系統で ある。C-0（白い棒）は、エリシター処理をしないときに、切り出した根と茎に 表れたGUS活性を示している。C-18（影を付けた棒）、およびE-18（黒い棒）は 、それぞれ、水、および100 nMのエリシターのクリプトゲインとともに18時間イ ンキュベートした後の、切り出した根と茎に表れたGUS活性を示している。各ト ランスジェニック系統について、５個の別々の植物体を測定した。 図５は、トランスジェニックタバコにおいて、フィトフィトラ・パラシティカ 変種ニコチアナエ（Phytophthora parasitica var．Nicotianae）の菌系０およ び１によって、病原体誘導されたGUS活性を示す棒グラフである。EAS4プロモー ター（-1148から+67）：GUSレポーター遺伝子を含む、トランスジェニックタバ コ（09p）の一系統から切り離した葉に、２日間培養したフィトフィトラ・パラ シティカ変種ニコチアナエ（P．p．var．Nicotiana）の菌糸体プラグを接種した 後、培養箱の中で、24時間定常的な蛍光下、27℃でインキュベートした。対照用 の葉には、滅菌したオートミール寒天プラグを接種した。そして、組織の感染領 域のGUS活性を調べた。各棒によって示された値は、３回の別々の実験（n=5）で の平均値と標準誤差である。 図６は、核果類かいよう病菌61（Pseudomonas syringae pv．Syringae 61）、 およびそれのhrpH変異体、ならびに精製された細菌性エリシター蛋白質ハルピン で処理したトランスジェニックタバコにおける、病原体、またはエリシターに誘 導されたGUS活性の比較を示す棒グラフである。EAS4プロモーター（-1148から+6 7）：GUSレポーター遺伝子を含む、トランスジェニックタバコ（09p）の一系統 の葉に、50μg/mLの精製ナシ・リンゴ火傷病菌（Erwinia amylovora）のハルピ ンエリシター、または野生型の核果類かいよう病菌61（Pseudomonas syringae p v．Syringae 61）、もしくはそのhrpH変異体の細胞懸濁液（A₆₀₀＝0.05）のいず れかを浸透させた。12時間インキュベートした後、組織の浸透領域のGUS活性を 解析した。対照値は、水を浸透させた葉組織のサンプルで観察されたGUS活性を 示している。各棒によって示された値は、５つの植物体から得られた結果の平均 値である。 図７Ａ〜Ｂは、タバコ植物組織における、エピ-5-アリストロキン・シンター ゼ（epi-5-aristolochene synthase）（EAS）の誘導を解析したウエスタンブロ ット解析を示している。対照の、およびエリシター処理したタバコの葉、茎、お よび根から蛋白質を抽出した。等量の蛋白質（葉と茎については、各レーン25μ g、根については、各レーン15μg）を、SDS-PAGEによって分離し、ニトロセルロ ース膜に転移させた。そして、このブロットを、EAS抗血清と反応させて、アル カリホスファターゼを結合したヤギ抗マウス抗体を用いて、免疫反応したバンド を可視化した。図７Ａは、葉と茎の組織サンプルのウエスタンブロット解析を示 している。図７Ｂは、根の組織サンプルのウエスタンブロット解析を示している 。 図８Ａ〜Ｌは、EAS4プロモーター（-1148から+67）：GUSレポーター遺伝子を 含むトランスジェニックタバコにおける、エリシターに誘導されたGUS活性の組 織化学的局在を示すカラー写真である。トランスジェニックタバコの代表的な一 系統からの葉組織に、25 nMまたは50 nMのクリプトゲインエリシターを浸透させ た。約８時間インキュベートした後、GUS活性を解析するために、１ mMのX-グル ク（5-ブロモ-4-クロロ-3-インドイルβ-グルクロニド）（X-gluc(5-bromo-4-ch loro-3-indoyl β-glucronide）を用いて、組織切片を染色した。茎と根の分節 は、水、または100 nMのエリシターのクリプトゲインとともに、染色前に約12時 間インキュベートした。図８Ａは、25 nMおよび50 nMの両濃度で、２つのエリシ ター調製物、クリプトゲイン、およびパラシセイン（parasicein）で処理した後 の（図 ８Ａでは、それぞれ、C₂₅、C₅₀、P₂₅、およびP₅₀と名付けられている）、EAS4プ ロモーター（-1148から+67）：GUSレポーター遺伝子を含むトランスジェニック タバコの葉における、エリシターに誘導されたGUS活性を示すカラー写真である 。図８Ｂは、クリプトゲインで処理された後の、エリシターに誘導されたGUS活 性を示す葉の横断切片のカラー写真である（倍率75×）。図８Ｃは、クリプトゲ インで処理された後の、エリシターに誘導されたGUS活性を示す茎分節の横断切 片のカラー写真である（倍率75×）。図８Ｄ〜Ｆは、図８Ｃで示したGUS染色さ れた茎の横断切片の倍率を次第に上げたものを示すカラー写真である（それぞれ 、15×、60×、および75×）。図８Ｇは、水で処理し、GUS活性染色した根の切 片を示すカラ一写真である（倍率60×）。図８Ｈは、クリプトゲインで処理した 根の切片を縦断切片の、エリシターに誘導されたGUS活性を示すカラー写真であ る（倍率、60×）。図８１は、水で処理し、GUS活性染色した後の根の縦断切片 のカラー写真である（倍率75×）。図８Ｊは、クリプトゲインで処理した根の縦 断切片のGUS活性を示すカラー写真である（倍率、75×）。図８Ｋは、水で処理 し、GUS活性染色した根の横断切片を示すカラー写真である（倍率95×）。図８ Ｌは、クリプトゲインで処理した根の横断切片のGUS活性を示すカラー写真であ る（倍率、95×）。Ｃ、クリプトゲイン；P、パラシセイン；ｃ、皮層；Ca、形 成層；ｅ、表皮；ｐ、柵状組織；pe、周皮；ph、篩部；pi、髄の柔組織；ｓ、海 綿柔組織；ｔ、毛状突起；ｘ、木部；vc、中心柱の意。 図９は、病気抵抗性植物の作出をもたらす遺伝的操作の概要である。BamHIとS stIを末端に持たせるために、PCRによって、ParA1エリシチンをコードする配列 が分離された。EASプロモーターの制御調節下で、GUSレポーター遺伝子の発現を 誘発するgEAS4₆₀₀-GUS-pBI101を、BamHIとSstIで制限酵素消化して、GUSレポー ター遺伝子を切り出す。そして、BamHI/SstIで消化したparA1増幅断片を、gEAS4₆₀₀ -GUS-pBI101を消化して産生された大きな断片にライゲーションして、gEAS4_{6 00} -parA1-pBI101を作出するが、これから、適当なエリシターで誘導すると、植 物細胞、または植物組織の中でParA1エリシチンが合成される。 図10は、gEAS4_{600(シクラーセ゛)}プロモーター遺伝子の調節下に、parA1成熟エリシ チン遺伝子を含むトランスジェニックタバコ（ニコチアナ・タバカム(Nicotiana ta bacum)cv．KY160）の独立の系統の、フィトフィトラ・パラシティカ変種ニコチ アナエ（Phytophthora parasitica var．Nicotianae）の菌系０または１のどち らかを切り離した葉に接種した後の病気の評点を示す棒グラフである。ｙ軸は、 72時間後の病斑スコア（一枚の葉当たりの病斑数）を示している。ｘ軸は、対照 用植物体と、病気抵抗性を調べたトランスジェニックタバコの独立の系統を示し ている。KY160は、形質転換していないタバコ栽培種KY160（ニコチアナ・タバカ ム(Nicotiana tabacum)cv．KY160）を意味し、Ｇは、GUSに融合させたgEAS4_{600( シクラーセ゛)} プロモーターを含む構築物で形質転換されたトランスジェニックタバコ 栽培種KY160の独立の系統を意味し、Ｍは、成熟parA1エリシチンのコード配列に 融合させたgEAS4_{600(シクラーセ゛)}プロモーターを含む構築物で形質転換されたトラン スジェニックタバコ栽培種KY160の独立の系統を意味し、Ｓは、シグナル配列を 含む成熟parA1エリシチンをコードする配列に融合させたgEAS4_{600(シクラーセ゛)}プロ モーターを含む構築物で形質転換されたトランスジェニックタバコ栽培種KY160 の独立の系統を意味する。影をつけた棒は、フィトフィトラ・パラシティカ変種 ニコチアナエの菌系０で、切り離した葉に接種したことを意味する。黒塗りの棒 は、フィトフィトラ・パラシティカ変種ニコチアナエの菌系１で、切り離した葉 に接種したことを意味する。 発明の詳細な説明 5-エピ-アリストロキン・シンターゼ（5-epi-aristolochene synthase）（EAS ）は、例えば、ニコチアナ種（例えば、タバカム種）、カプシカム・アナム（Ca psicum annum）、およびヒヨスキアマス・ムチカス（Hyoscyamus muticus）を含 むが、これらに限定はされないナス科植物におけるセスキテルペン様ファイトア レキシンの合成におけるキー酵素である。EASは、ファルネシル二リン酸から(＋ )ゲマクリンＡ(gemacrene A)、ユーデスマン(eudesmane)カルボカチオン、エピ- 5-アリストロキンという反応を触媒する。アブラナ科植物のような植物も、セス キテルペンシクラーゼ酵素を有している。 植物組織、または植物細胞の中で、ファイトアレキシン合成のような、宿主防 御反応を誘導する処理には、疫病菌（phytophytora）種の細胞壁の断片、および トリコデルマ・ビリデ（Trichoderma viride）のセルラーゼが含まれる。しかし 、アスペルギルス・ジャポニカム（Aspergillus japonicum）ペクトリアーゼは 、タバコの細胞培養では、エリシターとして機能しない。セスキテルペン様ファ イトアレキシンの合成を誘導するエリシターは、キーとなる生合成酵素の転写を 調節するレベルで機能することが示されてきた。［ボーゲリとチャペル(Vogeli and Chappell)（1990）Plant Physiol．94: 1860-1866］。同様のパターンが、 別の植物でも観察されているが、植物病原体の投与に応答して遺伝子誘導を媒介 する転写調節配列については説明されていない。 タバコ（ニコチアナ・タバカム（N．tabacum））は、およそ12〜15のメンバー を有するEAS遺伝子ファミリーを有し、EAS4のコード配列が公表されている［フ ァキーニおよびチャペル（Facchini and Chappell）前記］。しかし、この時以 来、本発明者らは、EAS3は、エリシター処理に応答して発現されないらしいこと に気づいてきた。また、驚くべきことに、EAS3の上流の塩基配列は、エリシター 誘導されたトランスジェニック細胞培養の中で、キメラ遺伝子構築物の中のレポ ーター遺伝子の誘導を媒介しないらしいことを発見した。1992年のファキーニお よびチャペル（Facchini and Chappell）の発表論文の中では、翻訳開始部位が 不正確に同定されていることは明らかである。ファキーニおよびチャペル（Facc hini and Chappell）（1992）前記に掲載された、EAS4のゲノムクローンの塩基 配列を、配列番号：７に示し、配列番号：８に、推定アミノ酸配列を示す。 植物病原微生物による侵入および感染に対する植物の防御の別の局面には、壊 死反応によって特徴づけられる、すなわち、攻撃を受けた局所的な領域における 、植物病原体によるプログラムされた細胞死である過敏感反応が含まれる。 エリシチンは、植物病原菌によって産生される蛋白質であるが、この蛋白質は 、感染植物における過敏感反応を誘導する。必ずというわけではないが、一般的 に、局在化した細胞死は、感染した（または病原菌投与された）植物組織におい て、エリシチンによる誘導の結果もたらされるものである。これらの応答は、侵 入してきた潜在的植物病原微生物による破壊的な感染に対する完全な、または部 分的な抵抗性を媒介する。本発明の目的とするところにとっては、植物組織にお ける過敏感反応を誘導する植物病原体、または潜在的植物病原体の蛋白質で、そ の植物組織に侵入した後、または植物組織の中で、そのコード配列が発現された 後に誘導されるものは、広義のエリシチンの範疇に含まれると考えられる。 植物病原菌のエリシチンで、比較的よく知られているものは、フィトフィトラ ・パラシティカ（Phytophthora parasitica）のParA1蛋白質である。parA1遺伝 子座は、遺伝子ファミリーの一員である［リッシ（Ricci）ら、（1989）Eur．J ．Biochem．183: 555〜563］。parA1遺伝子産物のコード配列、およびアミノ酸 配列は、カモウン（Kamoun）ら、（1993）Mol．Plant-Microbe Interactions 4: 423〜432、および本明細書の配列番号：12と13に記載されている。 エリシチン活性を有する可能性のある別の植物病原蛋白質が、アミノ酸配列、 およびその他の性質について特徴が調べられている［例えば、ネスポウラス（Ne spoulous）ら、（1992）Planta 186: 551〜557；ヒューイット（Huet）ら、（19 92）Phytochemistry 31: 1471〜1476；ヒューイット(Huet)およびパーノレット( Pernollet)（1992）FEBS Lett．257: 302〜306；カモウン（Kamoun）ら、（1993 ）Mol．Plant-Microbe Interact．5: 22〜33］。病原細菌に由来するいくつかの 非病原性遺伝子で、エリシチン活性に相当する遺伝子の特徴が調べられている。 例えば、キーン（Keen，N.T．）(1994)Phytopathol．24: 447-463は、フルバ・ フルビア（Fulva fulvia）の非病原性遺伝子について述べている。ハモンド-コ ーザック（Hammond-Kozak）ら、（1994）Proc．Natl．Acad．Sci．USA 91:10445 〜10449は、P．パラシティカ（Phytophthora parasitica）のエリシチンと同じ ように機能する、トマト葉かび病菌（Cladosporium fulvum）のavr遺伝子をにつ いて説明している。 また、ある種の細菌性植物病原体は、過敏感反応に対して、P．パラシティカ （Phytophthora parasitica）のParA1エリシチンと同じ効果を有する蛋白質を発 現させる。本発明が目的とするところにとっては、これらの蛋白質も、「エリシ チン」という用語の範囲に含まれる。トマト・ピーマン斑点細菌病菌（Xanthomo nas campestris pv.vesicatoria）の非病原性遺伝子avrBs3の複数の相同体が、 別のX．カンペストリスの病原型［ボーナス（Bonas）ら、（1989）Mol．Gen．Ge net. 218: 127〜136；クヌープ（Knoop）ら、（1991）J．Bacteriol．173: 7142 〜7150］、およびキサントモナスの別種［デ・フェイター(De Feyter)およびガ ブリエル(Gabriel)（1991）Mol．Plant-Microbe Interact．4: 423〜432；ホプ キンス （Hopkins）ら、（1992）Mol．Plant-Microbe Interact．5: 451〜459］におい て検出されている。トマト斑葉細菌病菌（Pseudomonas syringae pv．tomato） のavrD遺伝子は、非病原性を付与することができ、S．シリンガエ病原型グリシ ニア（P．syringae pv．glycinea）は、別のavrD遺伝子産物を発現させる［コバ ヤシ（Kobayashi）ら、（1990）Mol.Plant-Microbe Interact．3: 103〜111］。 植物体におけるエリシチン蛋白質が防御遺伝子（ファイトアレキシン合成、過 敏感反応、および/または局所的な壊死反応を支配する遺伝子を含むが、それら に限定されない）の発現を促進することができるはずの病原体応答転写調節因子 （およびこれらの植物で機能する最小プロモーターを有するもの）の制御調節の 下で発現されるエリシチンのコード配列を用いて、改良された病気抵抗性形質を 有するトランスジェニック植物を作り出すために応用するときに、本発明におい て有用であると考えられる。植物と植物病原体の、多くの機能的な組合せが当技 術分野において知られており、当業者は、プログラムされた細胞死、またはファ イトアレキシン合成などが開始するときの、特定の植物組織（または細胞）にお ける、特定のエリシチンの機能を調べる方法を知っている。ある種の菌類セルラ ーゼ、またはある種の植物多糖の断片などの組成物で、植物細胞または組織を処 理すると、宿主の防御反応（すなわち、過敏感反応）を誘導することができるこ とも明らかである。このような処理は、実際の植物病原体による攻撃、または侵 入に関するモデルとして用いられる。 例えば、組換えDNA分子のように、自然には存在しない組換え核酸分子は、自 然界にはあり得ないので、すなわち、当技術分野で既知の方法を用いた自然のプ ロセスでも、望ましい結果を作出するためには人間によって行われるプロセスに よって産生されるか、または異種の生物源に由来する部分から人工的に産生され るが、この部分が、天然に存在するか、化学的に合成された分子であり、これら の部分が、ライゲーション、または当技術分野において既知の方法によって結合 されている。 トランスジェニック植物は、異種DNA配列を含み、これを、制御的なRNA分子、 または蛋白質として発現されるように遺伝的に改変されている。本明細書におい て特異的に例示されているように、トランスジェニック植物は、通常のときには 制御を受けない、すなわち、ニコチアナ・タバカム（Nicotiana tabacum）のEAS4 の誘導可能な転写調節配列の制御調節の下でにある転写調節配列に機能的に結合 され、その制御調節の下に異種DNA配列を含み、これを発現させるように、遺伝 的に改変されている。本明細書で用いられときには、トランスジェニック植物は 、本明細書で説明されている、定性的および/または量的な転写調節配列の制御 調節の下で、異種のコード配列を有し、これを発現させることができる、最初の トランスジェニック植物の後代をも意味する。トランスジェニックした胚を含む 種子も、この定義の中に含まれる。 潜在的病原体の侵入があるか、または誘導因子（例えば、エリシター）で処理 するという条件の下で、異種遺伝子、またはコード配列の産生が望ましいときは 、センス鎖mRNAが産生されるよう、このコード配列を適当なプロモーターにセン ス鎖方向、つまり、誘導可能な調節配列の制御調節の下でプロモーターと同じ方 向に機能的に結合する。植物細胞で機能する転写終結シグナルを、コード配列の 下流に置くことができ、植物体で発現できる選抜用マーカーを誘導発現ユニット に共有結合させることができるが、こうすると、このDNA分子が植物細胞または 組織の中に導入された後、それがあることを選抜することができ、形質転換され なかった植物細胞または組織が死ぬか、増殖できなくようさせることができる。 同様に、トランスジェニック植物細胞懸濁培養における誘導可能な転写調節因子 、または転写促進因子の制御下で、細胞培養培地へのエリシター添加に応答して 起こる誘導によって、異種コード配列を発現させることができる。 植物病原菌などの病原微生物による侵入を受けている植物において、遺伝子発 現の阻害が望ましいときには、転写されたRNAがmRNAに相補的な配列となるよう 、また、このアンチセンス分子が、病原体の侵入に応答して誘導されるように、 コード配列の方向をプロモーターの配列と反対にして、このコード配列、または cDNAの配列の一部、または全部を、植物細胞で機能するプロモーターに機能的に 結合することができる。さらに、アンチセンスRNAの合成を誘発するヌクレオチ ドの下流には、転写終結シグナルがあるかもしれない。 本発明者らは、植物細胞において、潜在的植物病原体による侵入、および/ま たはエリシター、もしくはその他の化学的シグナルによる処理に応答した、下流 の 遺伝子の誘導可能な発現を媒介するDNA配列を単離した。例えば、エチレンとメ チルジャスモン酸を組み合わせると、定性的な調節配列による、下流の遺伝子発 現を誘導する役に立つかもしれない。この調節配列の中には配列モチーフが複数 あるかもしれず、各モチーフは、それぞれ、１個以上の明確な環境シグナルに応 答するかもしれないことが分かっている。特異的に例示されているように、この 転写調節配列は、ニコチアナ・タバカム（N．tabacum）のEAS4遺伝子座に由来し 、配列番号：７に示されている。このEAS蛋白質について推定されるアミノ酸配 列が、配列番号：８に示されている。EAS4遺伝子の読み枠は、６個のイントロン によって中断されているが、配列番号：７に示されている。 配列番号：２の配列に相同的な塩基配列について、Genbankをコンピュータ検 索したところ、有意な相同性を有する既知の塩基配列はないことが分かった。 ニコチアナ・タバカム（N．tabacum）ゲノムの中のEAS遺伝子の構造は、EASプ ローブとサザンハイブリダイゼーション実験を用いて、ファキーニおよびチャペ ル（Facchini and Chappell）（1992）前記によって説明された。高い厳密度条 件下で、多数の断片が解析したDNAとハイブリダイズしたが、このことは、タバ コのゲノムの中には、およそ12〜16のメンバーを有する遺伝子ファミリーがある ことを示している。しかし、これらの実験において、このプローブは、プロモー ター、およびプロモーターに結合した調節配列ではなく、EASのコード配列を含 んでいた。 有意な程度の塩基配列の相同性に基づいて、ニコチアナ・タバカム（N．tabacu m）以外の植物種から、EASに相同な遺伝子を同定単離することができる。すなわ ち、中間的な厳密度から高い厳密度条件の下で、タバコのEASコード配列プロー ブを用いたDNA：DNAハイブリダイゼーションによって、別の植物種から相当する 遺伝子を同定することができる。ハイブリダイゼーション条件の検討が、例えば 、ヘイムズとヒギンズ（Hames and Higgins）（1985）核酸のハイブリダイゼー ション（Nucleic Acid Hybridization）、IRLプレス、Oxford、U.K.の中に見ら れる。一般的に、少なくとも約70％の塩基配列相同性を有する配列を、中間的な 厳密度条件下でハイブリダイズすることによって同定することができる。このよ うな条件下では、少なくとも100塩基のプローブを用いることが好ましい。この 場合、も っとも好ましくは、プローブが、EAS4コード配列のコード部分に由来しているこ とである。ハイブリダイゼーション用プローブに対する標識には、放射能基、蛍 光基、および特異的な結合パートナーが（順に標識されて）結合するビオチンの ようなリガンドが含まれるが、これらに限定はされない。標的核酸分子へのハイ ブリダイゼーションプローブの検出ができるのは、この標識によるのである。ま たは標的配列に有意な塩基配列相同性を有する配列を都合よく増幅するために、 周知で、広く利用されうるポリメラーゼ連鎖反応（PCR）技術が用いられる。 配列番号：７で開示されているEASコード配列以外の塩基配列が、例示されたE AS4コード配列と同義的なコード配列として機能することが分かる。その塩基配 列によってコードされるアミノ酸配列が同じであれば、塩基配列は同義である。 遺伝子コードの縮退が、当技術分野で周知であるが、これは、すなわち、多くの アミノ酸に関しては、そのアミノ酸に対するコドンとして働く１種以上のヌクレ オチドのトリプレットがあるということである。また、生物学的技術分野におい て、蛋白質の機能に影響することなく、その蛋白質の配列の中で、一定のアミノ 酸置換を行うことができることが知られている。一般的に、保存的なアミノ酸置 換、および類似のアミノ酸への置換は、蛋白質の機能に影響することなしに許容 される。類似のアミノ酸とは、大きさ、および/または荷電特性が似ているアミ ノ酸であり、例えば、アスパラギン酸、およびグルタミン酸、ならびにイソロイ シン、およびバリンは、ともに類似アミノ酸の組合せである。２つのアミノ酸の 間における類似性は、当技術分野において、多くの方法で評価されてきた。例え ば、「デイホッフ（Dayhoff）ら、（1978）」は、参照として本明細書に組み入 れられる、「蛋白質の配列と構造地図、第５巻、補遺３、345〜352頁」において 、アミノ酸の類似性を測定するものとして用いることができるアミノ酸置換に関 する頻度表を提供している。デイホッフ（Dayhoff）らの頻度表は、進化的に異 なる、さまざまな生物源から、同じ機能を有する蛋白質のアミノ酸配列の比較に 基づいている。 テルペンシクラーゼ遺伝子は、本明細書において開示されているように、ニコ チアナ・タバカム（N．tabacum）、およびヒヨスキアマス・ムチカス（Hyoscyamu s muticus）を含むナス科植物、ミント類（シソ科）のメンバー、およびトウダ イ グサ科植物に見られ、これらには、有意な相同性を有する配列を含むことが明ら かになっている植物が含まれるが、これらに限定はされず、実質的には、すべて の植物において見られる。好ましくは、EAS4の相同配列は、ナス科から選ばれる 。このような配列は、核酸のハイブリダイゼーション実験によって同定すること ができ、または発現ベクターにクローニングされているときには、タバコEAS特 異的抗体への交叉反応によって同定することができ、または配列番号：７の一部 に一致するオリゴヌクレオチド、好ましくは、EASをコードする領域内のオリゴ ヌクレオチドを用いて行われるPCR技術の使用を含む、当技術分野で既知の、そ の他の方法によって同定することができる。「ボーゲリ(Vogeli)ら、（1990）Pl ant Physiology 93: 182〜187」において説明されているように精製したEAS、ま たはペプチドのアミノ酸配列が、EASアミノ酸配列（配列番号：８）の親水性部 位から取らているペプチド抱合体を用いて実験動物を免疫した後、抗体を調製す ることができる。モノクローナル抗体、およびポリクローナル抗体の産生技術は 、当技術分野にとって、容易に利用することができる（例えば、キャンベル（Ca mpbell）（1994）モノクローナル抗体技術。生化学および分子生物学における実 験技術、第13巻、バードンとニッペンバーグ（Burdon and Knippenberg）編、El sevier、Amsterdam；ハーローとレーン（Harlow and Lane）（1998）抗体：実験 マニュアル、コールドスプリングハーバー研究所、Cold Spring Harbor，NY）。 またはEAS特異的な抗体によってcDNAライブラリー（発現ベクター中の）をス クリーニングすることができ、またはEAS蛋白質（配列番号：８）の親水性領域 由来のペプチド配列、および当技術分野において既知の技術を用いて、EASペプ チド特異的な抗体を調製することができる。 当業者によって理解されているところによると、誘導可能な転写調節配列は、 植物の中で機能するプロモーター配列に機能的に結合させることができるが、こ こで、調節因子は、プロモーターに結合され、一般的には、欠損（または最小） プロモーター、例えば、カリフラワーモザイクウイルス（CaMV）の35Sプロモー ターが用いられる。また、この他の構成的プロモーターの欠損物を用いて、CAAT およびTATAの相同領域を提供することができるが、このようなプロモーター配列 は、nos、ocs、およびmasなどのアグロバクテリウム・ツメファシエンス（A．tu me faciens）のT-DNA遺伝子、およびCaMVの19S遺伝子などの植物ウイルスの遺伝子 に由来することができる。当業者の目的とするところは、誘導可能な転写調節配 列とともに用いられる特定のプロモーターの選択を決定することにあると理解さ れよう。さらに、細胞死応答を起こすことのできる蛋白質を発現させるときには 、誘導因子がなければ、基底となる転写（および翻訳）発現はないことが好まし い。基底発現の最少化は、遺伝子産物が、それを産生する植物細胞に対して有意 な毒性をもたないような誘導可能な遺伝子発現にとっては、実用的にはあまり重 要ではない。 最小プロモーターは、RNAポリメラーゼの結合と転写開始に必要なDNA配列シグ ナルを含んでいる。RNAポリメラーゼIIプロモーターについては、このプロモー ターは、転写開始部位から約20から50 bp上流にあるTATA相同配列モチーフ、お よび転写開始部位から約50から100 bp上流にあるCAAT相同配列モチーフによって 同定される。慣習によって、当業者は、しばしば、転写開始部位の上流のヌクレ オチドを、開始部位から上流に（5'方向に）行くほど、次第に数が大きくなるよ うに数える。一般的に、最小プロモーターによって誘発される転写は低いために 、植物組織における環境、または生長シグナルに対して、積極的にも、消極的に も応答しない。植物において使用するのに適した最小プロモーターの実例は、Ca MVの欠損35Sプロモーターで、35S遺伝子の-90から+8の領域を含むプロモーター である。 誘導可能な転写調節配列（定性的な転写調節配列）は、EAS4の転写開始部位か ら見て-167と-100の間の領域に位置している（配列番号：２においては、開始部 位が573であるから、ヌクレオチド406から473になる）。特定の刺激に対して応 答する配列モチーフは複数あるかもしれないことが分かっている。この配列を、 植物細胞の中で機能する最小プロモーターの上流に直接機能的に結合すると、こ のプロモーターのすぐ下流に操作的に融合したコード配列、例えば、異種のコー ド配列の誘導可能な発現が付与されるため、当業者は、間隔の必要性、およびそ の他、このコード配列の翻訳的発現にとって必要な条件を理解することができる 。異種のコード配列は、好ましくは、植物病原微生物（例えば、ウイルス、細菌 、または菌類）のエリシチン様蛋白質に当たるものであり、例えば、侵入してき た 潜在的植物病原体に対する過敏感反応による病気抵抗性が望ましいときの、フィ トフィトラ・パラシティカ（Phytophthora parasitica）のparA1遺伝子産物（エ リシチン）をコードする配列などである。ある種の病原性細菌のハルピンも、EA S4由来の誘導可能な転写調節配列によって媒介される発現の誘導因子として働く ことができる。EAS4遺伝子の付加的な5'近接配列を含ませると、下流の遺伝子発 現のレベルを上昇させることができる。好ましいのは、EAS4の-266から+1の領域 （配列番号：２のヌクレオチド307から573）を含む配列を用いることであり、ま た、より好ましいのは、-567から+1（配列番号：２のヌクレオチド1から573）を 含む配列である。 異種の最小プロモーターに融合されたEAS4転写調節配列の融合の利用に代わる のは、EAS4のプロモーター領域を、プロモーターに結合した上流の調節因子とと もに用いることである。このような応用において、配列番号：２のヌクレオチド 307から463を用いること、またはより好ましくは、下流の発現レベルをより大き くするために、ヌクレオチド371から463、311から462、および10から573を用い ることである。 ニコチアナ・タバカム（N．tabacum）などの植物において、速やかに誘導でき る転写調節配列は、侵入してきた植物病原体、および菌類のセルラーゼ、もしく はある種の植物および菌の細胞壁断片のような一定の組成物に応答して、下流の 遺伝子の発現を誘発する。この発現を開始させることができる植物病原体には、 キサントモナス（Xanthomonas）属、シュードモナス・シリンガエ（Pseudomonas syringae）フィトフィトラ属（Phytophthora）の種で、パラシティカ（parasit ica）を含む種、およびペロノスポラ属（Peronospora）の種（例えば、tabaci） が含まれるが、これらに限定されない。 植物の中で発現させるのに適したコード配列を、制御されたプロモーター構築 物の下流に機能的に結合する。本質的に、制御されたプロモーター、付加的な転 写促進配列、およびその翻訳に必要な配列シグナルを含む、望ましいコード配列 を有するキメラ遺伝子を用いて、トランスジェニック植物を構築することができ る。潜在的植物病原体によるトランスジェニック植物組織への侵入に応答するか 、またはエリシター、もしくはEAS4遺伝子の発現を誘導する別の化学的なシグナ ルによる処理に応答して、都合よく病気抵抗性が誘導されるようにするときには 、例えば、フィトフィトラ・パラシティカ（Phytophthora parasitica）のparA1 遺伝子産物（カモウン（Kamoun）ら、（1993）前記）のような、植物病原性微生 物のエリシチンに対するコード配列が好ましい。この他のエリシチン様蛋白質が 、容易に入手できる科学文献の中で説明されており、とりわけ、フィトフィトラ 属（Phytophthora）の種、ペロノスポラ属（Peronospora）の種、およびキサン トモナス（Xanthomonas）属の種に由来するものを含む。 ウイルス性、細菌性、または菌類性の植物病原体に曝された（トランスジェニ ック）植物体、または植物組織の抵抗性を高めるために、この誘導可能な転写調 節因子による制御的なコントロールの下で発現させることができる別のコード配 列には、キチナーゼ、TMV外殻蛋白質、もしくは植物ウイルスの外殻蛋白質、NIa ウイルスなどが含まれるが、これらに限定はされない。 さらに、または制御を受ける構築物の誘導は、例えば、トランスジェニック植 物、または組織を、エリシター、またはHRを開始させることができないコード配 列の誘導可能な転写調節因子によって、発現を誘導することができる細菌、ウイ ルス、もしくは菌類（好ましくは、宿主植物にとっては病原性のない）で処理し て誘導することができるが、さもなければ、病気抵抗性を直接的に達成できるか もしれない。都合よく発現されるであろうコード配列には、バシラス・チューリ ンギエンシス（Bacillus thuringiensis）の結晶蛋白質の一つのような、殺虫性 蛋白質で、それが発現されると、昆虫性害虫から植物体を保護する蛋白質が含ま れる。 天然のEAS4遺伝子からのファイトアレキシンの合成、本発明の制御されたEAS4 プロモーターによって媒介される遺伝子発現の誘導、または少なくとも異種の最 小プロモーターと組合せになった誘導可能な転写調節因子は、植物組織、または 細胞を、一定の範囲のさまざまな化学物質、菌の培養液の粗濾過物、菌の細胞壁 抽出物、および植物体、もしくは菌の細胞壁に由来するオリゴ糖で処理すること によって誘導され得る［アルバーシャイムとバレント（Alberscheim and Valent ）（1978）J．Cell Biol．78: 627-643］。HRを誘導できる、この他の化合物に は、とりわけ、ある種のセルラーゼ、例えば、トリコデルマ・ビリデ（Trichode rm a viride）のセルラーゼ、およびある種の植物または菌の細胞壁断片が含まれる 。 アグロバクテリウム・ツメファシエンス媒介によるDNA導入、好ましくは、病 原性を取り除いたT-DNAベクターによるDNA導入、エレクトロポレーション、直接 的なDNA導入、およびパーティクルガンを含むが、これらに限定されない、当技 術分野に既知の方法によって、トランスジェニック植物を作出することができる （デイビー（Davey）ら、(1989)Plant Mol．Biol．13: 275；ウォルデン（Walde n）およびシェル（Schell）(1990)Eur．J．Biochem．192: 563；ジョルスボ（Jo ersbo）およびバーンステット（Burnstedt）(1991)Physiol．Plant 81: 256；ポ トリカス（Potrykus）(1991)Annu．Rev．Plant Physiol．Plant Mol．Biol．42: 205；ガッサーとフレイリー（Gasser and Fraley）(1989)Sci．244: 1293；リ ーマンズ（Leemans）(1993)Bio/Technology11: 522；ベック（Beck）ら、(1993) Bio/Technology 11: 1524；コジール（Koziel）ら、(1993)Bio/Technology 11: 194；ベイシル（Vasil）ら、(1993)Bio/Technology 11: 1533）。単子葉植物な らびに双子葉植物の中にDNAを導入するための技術は、当技術分野においてよく 知られており、そのような植物組織を培養し、その組織を再生させるための技術 も当技術分野においてよく知られている。形質転換と再生に成功した単子葉植物 には、コムギ、トウモロコシ、ライ麦、イネ、およびアスパラガスが含まれる。 例えば、米国特許第5,350,689号（1994年、シリト（Shillit）ら）は、プロトプ ラスト、およびプロトプラスト由来の細胞から再生したトランスジェニックトウ モロコシ（Zea mays）について説明している。トランスジェニック植物を効率よ く作製するためには、形質転換に用いられる植物組織が、高い再生能力を有して いることが望ましい。遺伝子導入したポプラの組織が調製され、トランスジェニ ック植物体が再生されている［デベラード（Devellard）ら、(1992)C．R．Acad ．Sci．Ser．VIE 314: 291〜298K；ニルソン（Nilsson）ら、(1992)Transgenic Res．1:209〜220；ツァイ（Tsai）ら、(1994)Plant Cell Rep．14: 94〜97］。 また、ポプラは形質転換もされている［ワイルド（Wilde）ら、(1992)Plant Phy siol.98: 114〜120］。実験室における、裸子植物の操作、形質転換、および再 生のために、技術を利用することもできる。例えば、米国特許第5,122,466号（1 99 2年、ストンプ（Stomp）ら）は、好ましい標的組織が分裂組織で、子葉で、胚軸 である組織を用いた、球果植物の生物学的な打ち込みによる形質転換について説 明している。米国特許第5,041,382号（1991年、グプタ（Gupta）ら）は、球果植 物の胚細胞の増幅について説明している。 植物細胞、および/または植物組織における、異種DNAを導入し、選抜するため の技術と薬剤は周知である。植物細胞において、異種DNAの選抜を可能にする遺 伝子マーカーは周知であり、例えば、カナマイシン、ヒグロマイシン、ゲンタマ イシン、またはブレオマイシンなどの抗生物質に抵抗性を有する遺伝子などがあ る。形質転換に成功した植物細胞は、対応する抵抗性遺伝子を有するため、この マーカーによって、適当な抗生物質を含む培地の中で増殖する、形質転換に成功 した植物細胞の選抜が可能になる。 異種のコード配列に融合された誘導可能なプロモーター、またはキメラプロモ ーター、および転写終結配列を含む発現カセットを有する植物細胞、および/ま たは組織を遺伝的に改造するための別の技術は、アグロバクテリウム（Agrobact erium）に媒介される形質転換、エレクトロポレーション、マイクロインジェク ション、パーティクルガン、またはその他の当技術分野において既知の技術によ って、植物細胞、または組織の中に導入されることになる。この発現カセットは 、好都合にも、さらに、例えば、カナマイシン、ヒグロマイシン、ゲンタマイシ ン、またはブレオマイシンなどの抗生物質に抵抗性を有する遺伝子のような、植 物細胞における異種DNAの選抜を可能にするマーカーを含む。 転写調節配列、特に、誘導可能な転写調節因子（または誘導因子、および好ま しくは、転写促進因子を有するEAS4プロモーター）は、トランスジェニック植物 体で発現させる代わりに、懸濁細胞培養中のトランスジェニック植物細胞におけ る遺伝子発現の調節をする上で有用である。例えば、転写開始シグナル、誘導可 能な転写調節因子、および転写促進因子を含むEAS4プロモーターを用いて、懸濁 培養中のトランスジェニック植物の細胞で、１つ以上の異種のコード配列の誘導 可能な発現を媒介することができる。望ましい場合には、目的とするコード配列 の発現は、エリシター、またはその他の誘導化学シグナルを培地に添加して誘導 される。懸濁培養細胞は、元の植物体に較べて、容易にエリシターに反応する。 異種のコード配列は、薬学的化合物、ポリ-β-ヒドロキシ酪酸合成、またはセル ロース、デンプン、糖、油脂という二次代謝物の合成を媒介する蛋白質をコード することができる。または異種のコード配列は、薬学的蛋白質、殺虫性毒素蛋白 質、抗菌蛋白質、抗ウイルス蛋白質（ウイルス感染に対する抵抗性を媒介する外 殻蛋白質など）、Nla蛋白質、キチナーゼ、グルカナーゼ、雄性不稔蛋白質また は配列、栄養学的な質もしくは内容を向上させる蛋白質、または発生上、および /または組織特異的なプログラム、またはパターンをコードすることができる。 トランスジェニック植物細胞でできるのと同じように、トランスジェニック植物 を用いて、異種のコード配列を発現させることができることが分かっている。 EAS4プロモーター、もしくはそれに由来する調節因子、および/またはこれもE AS4プロモーターに由来する転写促進配列の制御調節下で、ファイトアレキシン を合成し、または異種のコード配列を発現させるためにトランスジェニック植物 を誘導しなければならないときには、エリシターは、誘導効果を有するためには 、植物体の表皮を貫通しなければならない。または植物組織の中へのエリシター の取り込みを容易、または可能にするために、植物組織を傷つけることができる 。エチレンとメチルジャスモン酸の組合せのような、エリシター、およびその他 の化学的シグナルを含む広範な誘導用組成物を、エリシターの取り込み、および /またはその感知に対する障害が有意に少ない、トランスジェニック植物の懸濁 細胞培養の中に導入することができる。エチレンとメチルジャスモン酸が、遺伝 子発現を誘導する働きをするところでは、エチレンは、約１ppmと約50 ppmの間 の濃度で用いられ、また、メチルジャスモン酸は、約0.1 mMと約1 mMの間の濃度 で用いられる。 以下の実施例では、植物組織、および培養物における組換えDNAの操作、なら びにトランスジェニック植物の再生において、分子生物学の技術分野における当 業者にとって周知で、利用可能な技術を多く用いている。酵素は、商業的な供給 業者から入手し、販売業者の勧めるところに従うか、または当技術分野において 知られている変更を加えて使用している。試薬、バッファー、および培養条件も 、当技術分野において知られている。標準的な分子生物学的処理法を提供してい る参考文献には、「サムブルック（Sambrook）ら、分子クローニング、第二版、 コ ールドスプリングハーバー研究所、Plainview、NY」「R.ウ（R．Wu）（編）酵素 学の方法 218」「ウ（Wu）ら（編）、酵素学の方法 100と101」「グローバー(Gl over)(編)（1985）DNAクローニング、第１、２巻、IRL Press，Oxford，UK」お よび「ヘイムズ(Hames)およびヒギンズ(Higgins)（1985）核酸のハイブリダイゼ ーション（Nucleic Acid Hybridization）、IRL Press、Oxford、U.K.」。植物 組織の操作、および形質転換に関する参考文献には、「R．A.ディキソン（R．A ．Dixon）（編）（1985）植物細胞培養：実用的な方法、IRLPress、Oxford、UK 」「シューラー(Schuler)およびジーリンスキ(Zielinski)（1989）植物分子生物 学の方法、Academic Press，San Diego，CA」「ワイスバッハ(Weissbach)および ワイスバッハ(Weissbach)（編）（1988）植物分子生物学のための方法、Academi c Press，San Diego，CA」「I.ポトリカス（I．Potrykus）(1991)Annu．Rev．Pl ant Physiol．Plant Mol．Biol．42: 205」「バイシンク（Weising）ら、（1988 ）Annu．Rev．Genet．22: 421」「ヴァン・ワードレーゲン（van Wordragen）ら 、（1992）Plant Mol．Biol．Rep．19: 12」「デイビー（Davey）ら、(1989)Pla ntMol．Biol．13: 273」「ウォルデン(Walden)およびシェル(Schell)（1990）Eu r．J．Biochem．192: 563」「ジョルスボ(Joersbo)およびバーンステット(Burns tedt)（1991）Physiol．Plant 81: 256」および前掲の参照で引用されているそ の他の研究。略語と術語が用いられているときには、これらは当技術分野で標準 的なものと考えられ、また、本明細書において引用されているような専門誌で、 普通に用いられているものである。 本出願において引用された参考文献はすべて、特に、参照として本明細書に組 み入れられる。 以下の実施例は、例示を目的として提供されいるものであり、本明細書におい て請求されている本発明の範囲を制限するものではない。例示されている組成物 および方法の当業者により行われるあらゆる改変も、本発明の範囲に含まれるも のと考えられる。 実施例 実施例1．EAS特異的抗体 「ボーゲリ（Vogeli）ら（1990）Plant Physiology 93:182〜187」に記載され た方法に従って、タバコEASに対して特異的なモノクローナル抗体およびポリク ローナル抗体を作製した。精製EASを抗原として用いる、または公知の技法によ って担体蛋白質と共役させたペプチド配列を用いることによって、付加的な抗体 標本をポリクローナル抗体として作製することもできる。抗体産生のために用い るペプチドのアミノ酸配列は、蛋白質の特に親水性の高い領域から選択される（ 抗体産生の技法については、例えば、「Campbell（1994）Monoclonal Antibody technology．Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology ，Vol.13（モノクローナル抗体技術．バイオテクノロジーおよび分子生物学にお ける実験技術、第13巻）」、「BurdonおよびRnippenberg編、Elsevier、Amsterd am：HarlowおよびLane（1988）Antibodies: A Laboratory Manual（抗体：実験 マニュアル）、Cold Spring Harbor Laboratory、Cold Spring Harbor、NY」を 参照）。 実施例2．DNAおよび蛋白質の配列の決定 1本鎖および2本鎖のDNAの配列決定は、ユナイテッドステーツ・バイオケミカ ル社（United Chemical Biochemicals Corp.、Cleveland、OH）のシークエナー ゼ（Sequenase）キット、または自動蛍光利用システム（Applied Biosystems、F oster City、CA）を用いるジデオキシヌクレオチド連鎖停止法（Sangerら（1977 ）Proc．Natl．Acad．Sci．USA 74:8073〜8077）によって実施した。 実施例3．全長EASクローンの構築 タバコ（ニコチアナ・タバカム(Nicotiana tabacum)）L．cv．KY14細胞懸濁培 養液に対して、EASの発現を誘導するために、急速増殖相において、トリコデル マ・ビリド（Trichoderma viride）セルラーゼ（RS型、Onozuka）を最終濃度が0 .5μg／mlとなるように添加した。セルラーゼを添加しない懸濁細胞培養液を同 時に作成し、対照として用いた。誘導培養液にエリシターとなるセルラーゼを添 加してから4時間後に、低圧真空濾過によって細胞を採取した。 エリシターによる処置を4時間行ったタバコ（N．tabacum）細胞から抽出したp olyA⁺RNAを用いて、pcDNAII（Invitrogen、San Diego、CA）中にcDNAライブラリ ーを作製した。このライブラリーを、誘導培養液および対照培養液から調製した polyA⁺RNAを用いる分別的ハイブリダイゼーション（differential hybridizatio n）によってスクリーニングした。陽性と思われるクローンを、「アルワイン（A lwine）ら（1979）Methods Enzymol．68:220〜242」に記載された通りに、ハイ ブリッド選択-インビトロ翻訳-免疫沈降分析によってさらにスクリーニングした 。 この陽性と推定されるEAS cDNAクローンを、付加的なcDNAおよびゲノムのクロ ーンを単離するためのハイブリダイゼーション用プローブとして用いた。このよ うにしてスクリーニングされたゲノムライブラリーは、タバコL．cv．NK326胚軸 DNA（Clontech、Palo Alto、CA）から調製したMboI部分消化DNAを用いてλEMBL3 中に構築したものであった。このスクリーニングにより、8種の独立したクロー ンが得られ、それぞれ異なる染色体の座を代表すると考えられた。EAS4およびEA S3ゲノムのクローンは、前記の「ファッチーニ（Facchini）およびチャッペル（ Chappell）（1992）」に記載されているが、不完全であることが現在では知られ ている。 前記の「ファッチーニおよびチャッペル（1992）」は、記載したゲノムクロー ンにおいて、EAS3およびEAS4のコード配列の翻訳開始部位の同定を誤っている。 EAS3およびEAS4コード配列の正しい翻訳開始部位は、以前に開始部位として同定 されたATGコドンの165bp上流に位置するメチオニンコドンであることが決定され ている。EAS4の正しい開始部位は、転写開始部位を同定するためのプライマー伸 長アッセイ、および本明細書にすでに記載した精製酵素の付加的N-端アミノ酸配 列データを併用することによってマッピングした。 前記「ファッチーニおよびチャッペル（1992）」のEAS4蛋白質の56〜92アミノ 酸（配列番号：12を参照）に対応するDNA配列を提供するために、ポリメラーゼ 連鎖反応によって110bpのアンプリマー（amplimer）を調製した。このアンプリ マーは、エリシター（トリコデルマ・ビリドのセルラーゼ）による処置から4時 間後にタバコ培養細胞から採取したpolyA⁺RNAからpcdNAII（Invitrogen、San Di ego、CA）中に作製したcDNAライブラリーをスクリーニングするためのハイブリ ダイゼーション用プローブとして用いた。このアンプリマーは、センスプライマ ー（ATGCTGTTAGCAACCGGAAGG；配列番号：3）および逆プライマー（ATCCAAAATCTC ATCAATTTC；配列番号：4）、ならびにEAS4ゲノムテンプレートを用いる標準的PC R反応によって作製した［Saikiら（1988）Science 239:487〜491］。この110bp のアンプリマーを、DE-81濾紙（Whatman International，Inc.、Clifton、NJ） を用いるポリ アクリルアミドゲル電気泳動によって単離した。続いて、cDNAライブラリーから のコロニー採取におけるハイブリダイゼーション用プローブとして用いるために 、すでに記載されている方法［HanahanおよびMeselson（1980）Gene 10:63〜37 ］に従い、ストラタジーン社(Stratagene)（La Jolla、CA）のランダムプライマ ー化キットを用いて、単離した断片に[α-³²P]-dCTPによる放射標識を施した。 これらの実験で入手した最長のクローンは、5'コード配列の80bpが欠失している と思われた。 全長のクローンを入手するために、RT／PCR手法を用いた。第1ストランドcDNA を、ATGAGTCCTTACATGTGAの配列（配列番号：5）を有する逆プライマーを用いる 上記の方法（FacchiniおよびChappell（1992）前記）の通りに、エリシターによ る誘導後にタバコ細胞から調製したpolyA+RNAから調製した。この配列は、翻訳 開始部位の下流に位置する459〜477ヌクレオチドに対応する。10μlの反応液（p olyA+RNA 1μg、逆プライマー25pmol、10mM DTT、各2.5mMのdATP、dGTP、dCTPお よびdTTP、RNase Block I（Stratagene、La Jolla、CA）8単位）において逆転写 反応を実施し、製造者（Stratagene）の指示に従って、第1ストランド合成緩衝 液を37℃で1時間使用した。この反応は、99℃で5分間処理することによって停止 させた。続いて原PCR混合物40μlを第1ストランド反応液に添加した。PCRの原混 合物は、10mM Tris-HCl pH8.3、50mM KCl、1.5mM MgCl₂、0.01％Tween-20、0.01 ％（w／v）ゼラチン、0.01％NP-40、各2.5mMのデオキシヌクレオチド三リン酸、 TaqIポリメラーゼ1単位、および正プライマー（forward primer）（GGGAGCTCGAA TTCCATGGCCTCAGCAGCAGCAGTTGCAAACTAT、配列番号：6、EcoRIおよびNcoI認識部位 には下線を施し、ATG翻訳開始部位は太字で示した）を含む。PCRは標準的な条件 下で実施した［Backら（1994）Arch．Biochem．Biophs．315:523〜532］。 492bpの反応産物をEcoRIおよびHindIIIによって消化し、同様にして切断したp Bluescript SK（ストラタジーン社(Stratagene)）中にサブクローニングした。 続いて、もう1つの部分的cDNAクローンから得たHindIII／XhoI断片を5'端配列ク ローンの対応する部位にクローニングして全長cDNAクローンを作製し、pBSK-TEA Sと命名した。このpBSK-TEASのDNAを、CaCl₂法［サムブルック(Sambrook)ら（19 89）前記］を用いて、大腸菌（Escherichia coli）TB1に形質導入した。挿入物 のDNA 配列を決定した結果、このプラスミドが予想された望ましい構造を有することが 確かめられた（ジデオキシヌクレオチド連鎖停止法、United States Biochemica l Corp.、Cleveland、OH）。 実施例4．EAS相同配列の同定 「マレー（Murray）およびトンプソン（Tompson）（1980）Nucleic Acids Res earch 8:4321〜4325」に記載された方法に従って、タバコ葉のゲノムDNAを単離 した。望ましい制限酵素を用いて一定分量を消化した後、消化されたDNA試料を0 .8％アガロースゲル上にて電気泳動し、サイズに従って分離された各DNAをナイ ロン膜に移行させた。このDNAブロットに、コード領域の5'端で切断されたラン ダムプライマー放射標識cEAS1（サムブルック(Sambrook)ら（1989）前記の方法 に従って調製）を、0.25M リン酸ナトリウム緩衝液、pH8.0、0.7％SDS、1％牛血 清アルブミン、1mM EDTA中にて、60℃でハイブリダイズさせた。続いて、ブロッ トを45℃の2X SSC、1％SDSで2回洗浄し、0.2X SSC、0.1％SDSで2回洗浄した（1X SSCは0.15M NaCl、0.015Mクエン酸ナトリウム、pH7.0である）。ビデオ濃度計 （MilliGen／Biosearch、Ann Arbor、MI）を用いたオートラジオグラムによって 、相対的なハイブリダイゼーションの程度を評価した。 前記の「ファッチーニおよびチャッペル（1992）」は、サザンハイブリダイゼ ーションの結果はタバコゲノム中にEAS相同体が12〜16コピー存在することを示 していると報告している。タバコEASと著しく相同的な配列の存在、およびそれ らの配列が1ゲノム当たり何コピー存在するかを確かめるため、その他の植物種 から単離したDNAを用いて、サザンハイブリダイゼーション実験を実施した。 制限酵素によって消化したゲノムDNAをアガロースゲル電気泳動（0.8％アガロ ース）によって分離し、続いてHybond-N⁺膜（Amersham Corp.、Arlington Heigh ts、IL）に移行させた。EASのコード配列を含む放射標識プローブを用いて、本 質的には「サムブルック（Sambrook）ら（1989）前記」の通りに、ハイブリダイ ゼーションを実施した。条件の厳密さは中等度とし（65℃の4X SSCにてハイブリ ダイズさせた）、最後に65℃の1X SSCで洗浄した。 または、公知の技法を用いて、テンプレートとしての標的DNA、およびEAS4の 高度に保存された領域中のコード配列（配列番号：7）に由来するプライマーを 用い てPCRを実施することもできる。 実施例5．EAS蛋白質の検出 発現産物の酵素活性は、前記の「ファッチーニおよびチャッペル（1992）」お よび「バック（Back）ら（1994）Arch．Biochem．Biophys．315:527〜532」に記 載された技法を用いて確認することができる。 蛋白質材料と交差反応するEASの存在を検出するために、回収して遠心管に入 れ、2分間の遠心処理によって濃縮した細菌培養物の一定分量100μlから全蛋白 質分画を調製した。培養液上清を廃棄し、細胞塊を100μlの50mM Tris-HCl、pH6 .8、10mMジチオスレイトール、2％ドデシル硫酸ナトリウム、0.1％ブロモフェノ ールブルー、10％グリセロール中に再懸濁させた。免疫検出のために15μlの部 分を採取して11.5％SDS-ポリアクリルアミドゲル上にて電気泳動した。蛋白質の クマシーブルー染色を行うには、35μlを採取し、同様に電気泳動にかけた。可 溶性蛋白質試料を得るには、細胞に酵素活性の測定手順（Backら（1995）前記ま たはFacchiniおよびChappell（1992）前記）の場合と同じ処理を行った。免疫検 出には10μlを採取し、上記の通りに電気泳動処理にかけた。クマシーブルー染 色を行うには10〜50μlを採取して電気泳動にかけた。 電気泳動の後、蛋白質はクマシーブルーによって染色するか、または記載され た方法［TowbinおよびGordon（1984）Journal of Immunological Methods 72:31 3〜340］に従い、免疫検出のためにニトロセルロース膜に移行させた。5％低脂 肪乳を含む1X TBS（20mM Tris-HCl、pH7.5、500mM NaCl）で30分間インキュベー トした後、ニトロセルロース膜上のブロットを、タバコEASに特異的なモノクロ ーン抗体（1：1000希釈、Vogeliら（1990）Plant Physiology 93:182〜187）を 含む同じ溶液中で一晩インキュベートした。続いて、アルカリホスファターゼお よび特異的発色性色素を結合させたヤギ抗マウス抗体とともにインキュベートし 、ニトロセルロース膜上に固定された蛋白質とEAS特異的抗体との結合を可視化 した［Learyら（1983）Proc．Natl．Acad．Sci．USA 80:4045〜4049］。 実施例6．EAS4ゲノムのクローン 前記の「ファッチーニおよびチャッペル（1992）」に記載された5'切断型cDNA クローンcEAS1を、λEMBLベクター（Clontech、Palo Alto、CA）中に構築された たタバコcv．NK326ゲノムライブラリーをスクリーニングするためのハイブリダ イゼーション用プローブとして用いた。DNA配列は、ルーチン的なサブクローニ ングおよびDNAシークエンシングの手順を用いて決定した。 EAS4ゲノムクローンのDNA配列およびそれから導出されたアミノ酸配列を配列 番号：7〜8に提示した。 実施例7．トランスジェニック植物の作製 EAS4遺伝子の上流部分の非翻訳領域の機能を検討するために、この上流DNAのH indIII／BamHI端を有する断片をpBI101（Clontech、Palo Alto、CA）にクローニ ングし、β-グルクロニダーゼ（GUS）レポーター遺伝子の発現を形質転換された 植物細胞でモニターすることができるようにした。EAS3遺伝子の5'隣接配列は配 列番号：1に提示し、EAS4遺伝子の5'隣接配列は配列番号：2に提示してある。こ れらのそれぞれにおいて、翻訳開始部位（ATG）は最後の3ヌクレオチドである。 プライマー伸長法により、EAS4転写開始部位は配列番号：2のヌクレオチド573と 推定された。CAATおよびTATAボックスモチーフは、配列番号：1（EAS3）のヌク レオチド429〜432およびヌクレオチド456〜459、ならびに配列番号：2（EAS4） のヌクレオチド513〜516およびヌクレオチド540〜543に同定された。 改変したアグロバクテリウム・ツメファシエンス菌（Agrobacterium tumefaci ens）形質転換手順を用いて、形質転換された植物細胞系列を作成した。植物組 織に導入する予定の配列を含む組換えプラスミドを、大腸菌TB1（pRK2013）との 三親交配によって、アグロバクテリウム・ツメファシエンス菌GV3850株に移行さ せた。種々の増殖段階にあるタバコ葉を1cm²の小片に切断し、アグロバクテリウ ム細胞の懸濁液（約10⁴〜10⁵細胞／ml）中に浸漬した。続いて3〜10分後に、過 剰な細菌細胞を除去し、処置した葉の切片上での過剰な細菌増殖に伴う問題を軽 減するために、葉の切片を滅菌水中で洗浄した。短時間（30〜60分）乾燥させた 後、処置した葉の切片を、組織感染および細菌から植物組織へのDNAの移行を促 進するために、抗生物質を含まない植物培養培地の表面に配置した。植物組織培 地は1リットル当たり以下の内容を含む：ムラシゲ・スクーグ基礎塩混合物（Mur ashige and Skoog Basal Salts Mixture）4.31g（Sigma Chemical Company、St ．Louis、MO）、ベンジルアミノプリン2.5mg（1N NaOH中に溶解）、ガンボルグ （Gamborg） ビタミン溶液2ml（Sigma Chemical Company、St．Louis、MO）、および寒天8gで ある。NaOHを用いてpHは5.5〜5.9の間に調節した。2日後、カナマイシン300μg ／ml、メフォキシン500μg／ml（Merck、Rahway、NJ）を含む植物組織培地に葉 の切片を移した。カナマイシンは形質転換された植物組織の選択に、メフォキシ ンはアグロバクテリウム細胞の選択的除去に用いる。 トランスジェニック植物細胞を作製している間における、細胞死反応の原因と なる調節されたparA1コード配列の誘導を制限するために、形質転換手順の間の 移植組織のアグロバクテリウム細胞への曝露はできるだけ少なくすることが必要 である。したがって、誘導性の転写調節要素による調節制御下において異種DNA を含む細胞自殺遺伝子を導入するための遺伝子銃技術は、いずれも調節要素の制 御下においてコード配列の誘導を引き起こす、アグロバクテリウム細胞または真 菌細胞消化酵素（電気穿孔法のためのプロトプラストを作製するために必要とさ れるような）を必要としないため、有用な代替的な形質転換法である。 トランスジェニック植物は、本質的には「ホーシュ（Horsch）ら（1985）Scie nce 227:1229〜1231」によって記載されたものと同じ方法によって再生させた。 この結果得られたトランスジェニック植物のβ-グルクロニダーゼ（GUS）レポ ーター遺伝子の発現について、「ジェファーソン（Jefferson）ら（1987）EMBO Journal 6:3901〜3907」に記載された方法に従って、5-ブロモ-4-クロロ-3-イン ドール-β-D-グルクロン酸を用いて、非処置（対照）条件および誘導条件のそれ ぞれについて検討した。誘導条件としては、トランスジェニック植物中のタバコ 組織に、トリコデルマ・ビリド（T．viride）セルラーゼを細胞内適用した（機 械的ピペッタを用いて間質組織に50〜100μlまたは蛋白質（例えばクリプトゲイ ン）10〜100ngを誘導する組成物を適用する）。対照条件では、偽処置を行った が、エリシターとなるセルラーゼによる処置は行わなかった。一部の実験では、 小刀を用いてタバコ組織に傷をつけ、誘導化合物への曝露が促進されるようにし た。 実施例8．プロモーターおよびプロモーター関連領域の欠失分析 別々の反応において、転写開始部位から相対的に-567〜+67の部分を包含するE AS4由来のDNA配列（配列番号：2、EAS4のヌクレオチド6〜642）を、GUSレポータ ーベクターpBI221（Clontech、Palo Alto、CA）中のカリフラワーモザイクウイ ル ス（CaMV）35Sプロモーターと置換した［Benfeyら（1990）EMBO Journal 9:1677 〜1684］。続いて、EAS4上流領域の欠失変異体を制限酵素処理の後に単離した。 電気穿孔処理を施したタバコ細胞プロトプラスト（図1）および安定的に形質転 換されたタバコ系列（図2A、表1）において、gEASプロモーター-GUS構築物の分 析を実施した。一時的発現に関する予備的データから、配列番号：1はエリシタ ーとして機能せず、配列番号：2は遺伝子発現を調節する機能を有することが示 された。 さまざまなEAS3およびEAS4プロモーター-GUS構築物を導入したタバコプロトプ ラストを用いて入手した一時的発現のデータを図1に示した。EAS4プロモーター 領域の5'端からの段階的欠失によって発現レベルは低下したが、-262、-202、-1 10構築物（配列番号：2のヌクレオチド573に位置する転写開始部位からの相対位 置）では誘導性が維持されていた。これらのデータは、いずれのEAS3プロモータ ー領域の構築物を介したGUSの発現も極めて低いレベルであることを示している 。同様に、エリシターによる処置によって、CaMV 35Sプロモーターのみの誘導は 起こらなかった。 図2A〜2Bのデータは、-567から-160の間の遺伝子材料の欠失によって下流の遺 伝子の発現は低下するが、発現の誘導性は破壊されないことを示している。した がって、-567から-160の間のDNA配列は転写増強活性を有すると考えられる。転 写増強活性の大部分は、-567から-212の間に属すると考えられるが、その他の増 強は、転写開始部位（転写開始部位はヌクレオチド573、-567はヌクレオチド1、 -212はヌクレオチド361、および-160はヌクレオチド413、以上はすべて配列番号 ：2でのもの）から相対的に-212から-160の間の配列情報を介したものと考えら れる。 図2Bの機能解析のデータのゲイン(gain)において、エリシターによる処置に反 応して起こる誘導を媒介するために必要なDNA配列情報は、EAS4の転写開始部位 から相対的に-160から-87の間（すなわち、配列番号：2のヌクレオチド413と486 との間）に位置する。これらの実験では、EAS由来の配列を、切断型のCaMV 35S プロモーターの前に配置した［Benfeyら（1990）EMBO J．9:1677〜1684］。また 、この図は、異種最小プロモーターと融合させた場合に、EAS4由来の転写調節領 域が機能を有することを示している。 個々の形質転換体に関するさらに詳細な分析では、-567から-67までのEAS4上 流領域の全体またはその5'欠失物を、ベクターpBI101（Clontech、Palo Alto、C A）中のGUS（β-グルクロニダーゼ）レポーター遺伝子の上流に挿入し、誘導条 件および非誘導条件下においてGUSレポーターの発現レベルを解析した。その他 の上流配列によって発現の増強は媒介されたものの、EAS4の転写開始部位の160b p上流までが存在すれば、GUSレポーター遺伝子の調節された発現を指向するため に十分であった。EAS4転写開始部位から最短167bpまでを含む構築物は、電気穿 孔を施したプロトプラストにおける一時的遺伝子発現を引き起こし、GUSレポー ター遺伝子発現のエリシター誘導性（遺伝子発現の最低2.5倍の増加）を付与し た。これに対して、EAS3上流領域（配列番号：1）は、一時的発現系においてレ ポーター遺伝子の高レベルの発現を支持するとは考えられず、下流のレポーター 遺伝子にエリシター誘導性を付与するとも考えられなかった。 このようなプロトプラストは真菌細胞壁消化酵素を用いて作製され、これらの 酵素が植物においてフィトアレキシンの産生およびセスキテルペンサイクラーゼ 遺伝子の発現を誘発することが示されているため［Chappellら（1991）Plant Ph ysiology 97:693〜698］、一部には、プロトプラスト系におけるエリシター誘導 性のGUSレポーター遺伝子の発現は予想されていた。プロトプラストが第2のエリ シター処置に反応する理由について考えられる説明は、第2の処置の6〜8時間前 に細胞が回復しえたというものである。この回復相によって、細胞はエリシター 反応性の状態に復帰する。 pBI101はクローンテク(Clontech)（Palo Alto、CA）から購入することができ る。これは、pUC19ベクター中のGUSレポーター遺伝子の上流にCaMV 35Sプロモー ターを含む。このため、これは、植物プロトプラストに組換えベクターを導入し て行う一時的発現実験のためのベクターとして役立つ。このプラスミド、および その誘導物の存在は、カナマイシン存在下での増殖によって選択される。アグロ バクテリウムバイナリーベクターpBIN19（Bevan，Mら（1984）Nucl．Acids Res ．12:8711）中の「プロモーターを含まない」GUSカセットも同様に、植物で発現 しうるカナマイシン抵抗性決定因子を保持している。 実施例9．誘導性転写調節要素の同定 EAS3およびEAS4のゲノムクローンの5'隣接ドメインを、S1ヌクレアーゼ保護お よびプライマー伸長実験によってマッピングした［Sambrookら（1989）前記］。 転写開始部位から5'側の最長1kbを含むサブクローンの塩基配列を決定し、トラ ンスジェニック植物組織における検討のために、pBI101中にてβ-グルクロニダ ーゼ（GUS）レポーター遺伝子と融合させた。この結果得られた組換えプラスミ ドを、続いて電気穿孔によってタバコプロトプラストに導入した。一過的発現解 析においてGUS活性を測定し、安定的に形質転換されたタバコ細胞系列も、GUS誘 導および発現を検討するために単離した。 EAS4転写開始部位の上流にある最短約200bpのヌクレオチド配列を、改変pBI10 1ベクター中に含む構築物を作製し、β-グルクロニダーゼ（GUS）レポーター遺 伝子を作製して、調節されたGUS発現をもたらす能力を分析した。200bpの隣接配 列があれば、電気穿孔を受けたプロトプラストにおける一時的遺伝子発現をもた らすために十分であると考えられ、GUS発現のためのエリシター誘導性（最低2.5 倍の誘導）を付与する。EAS3の隣接配列を用いた同様の実験では、EAS3の遺伝子 座からの200bpは、GUSの高レベルの発現および形質転換された植物細胞における エリシター反応性のいずれも支持しないことが示された。疫病菌（Phytophthora ）のセルラーゼおよびエリシチン（elicitin）［Ricciら（1989）Eur．J．Bioch em．183:555〜563］は、EAS4由来の調節配列によって媒介される遺伝子発現を誘 導するために役立つ。 セルラーゼまたはエリシチンの使用によってモデル化される、病原体の侵入に 反応して誘導される遺伝子発現を媒介する上で重要な配列を同定することに関連 したさらなる検討を、EASの推定上の調節領域のオリゴヌクレオチド位置指定変 異誘発［Kunkel（1985）Proc．Natl．Acad．Sci．USA 82:488〜492］によって実 施した。EAS4の転写開始部位から相対的に-233および-234（配列番号：2のヌク レオチド334〜335）に位置する野生型CAをGTと置換しても、エリシター（セルラ ーゼ）の存在下で20分間インキュベートした後の測定では、GUSレポーター遺伝 子の発現を変化させるとは思われなかった。 記載された内容と本質的に同じ方法［Sambrookら（1989）前記］で実施した予 備的なメチル化干渉法およびゲルシフト分析試験により、翻訳開始部位から相対 的に-233を中心として広がる（配列番号：2の334を中心として広がる）8ヌクレ オチド配列が植物細胞核からの蛋白質と結合することが示された。メチル化干渉 法のデータでは、最初に核抽出物と相互作用させた場合には、-233の位置のGが 、DMS（ジメチル硫酸）によるメチル化から優先的に保護されることが示された 。ゲルシフト試験の結果は、メチル化保護実験において得られたものと一致して いた。（翻訳開始部位から相対的に）-343および-140の領域（配列番号：2のヌ クレオチド230〜433）を含むDNA断片を核抽出物との反応後に検討した場合には 、非変性アクリルアミドゲル電気泳動における移動度は低下したように思われた 。-234および-233のGTをCAに置換することによって蛋白質結合は消失した。同様 の結果は、対照およびエリシターによって誘導された細胞抽出物においても認め られ、レポーター遺伝子の発現にはこの2bpの変異による変化はなかった。この ことから、-233の周囲の領域は、病原体の侵入またはエリシターの投与に反応し て誘導される遺伝子発現には直接には関与しないことが結論される。 予備実験からは、EAS4転写開始部位から相対的に-253から-48の間のEAS4のDNA 配列（配列番号：2のヌクレオチド320から525までの間）が、下流のレポーター 遺伝子の発現に定性的および定量的な効果を及ぼすことが示された。EAS4の転写 開始部位から相対的に-110から-1までの間の配列（配列番号：2のヌクレオチド4 63〜572）は誘導性反応を媒介したが、EAS4転写開始部位から相対的に-202から- 110までの間の配列（配列番号：2のヌクレオチド371〜463）は誘導性および非誘 導性のレポーター遺伝子の発現レベルをいずれも増強させた。 実施例10．キメラ型EAS4プロモーター（-1148〜+68）：GUSレポーター遺伝子の 構築 本発明者らは、もう1つの一連の実験では、トランスジェニック・タバコにお けるEAS4プロモーター（-1148〜+68）の活性化について検討した。タバコEAS4遺 伝子プロモーター（-1148〜+68）の5'隣接配列を入手するために、EASの5'配列 の部分を含む約1.9kbのHindIII-HindIII断片を、上記のgEAS4ゲノムクローンか ら単離した。続いて、単離した断片をpBluescript KS(+)プラスミドベクター（S tratagene）のポリリンカー部にクローニングした。標準的なPCR手法を用いて、 結果として得られた、EAS4のHindIII-HindIII断片を含むpKS(+)プラスミドを、E AS4の転 写開始部位の上流の1148bpから下流の67bpまでの配列を有する約1.2kbのEASプロ モーターサブフラグメント（-1148〜+67）を作製するためのDNAテンプレートと して用いた。この断片のヌクレオチド配列を図3Aに示した。続いて、EAS4プロモ ーター（-1148〜+67）を含む1215bpのHindIII-BamHI断片を、バイナリーベクタ ーpBI101.1において正しいリーディングフレームに置かれるようにGUSのコード 領域と連結させた。図3Bは、その結果として得られたEAS4プロモーター（-1148 〜+67）：GUSレポーター遺伝子融合物の構造を図示したものである。 実施例11．トランスジェニック・タバコにおけるキメラ型EAS4プロモーター（-1 148〜+68）：GUSレポーター遺伝子のエリシターおよび病原体によって誘導され る発現 タバコEAS4プロモーター（-1148〜+68）の機能を評価するために、エリシター または病原体のいずれかで処理したトランスジェニック・タバコにおける図3Bに 示したGUSレポーター構築物の遺伝子発現を、以下の通りにモニターした。 図3Bに示したEAS4プロモーター（-1148〜+68）：GUSレポーター遺伝子を、シ ャードル（Schardl）ら（Gene 61:1〜11、1987）によって記載された三親交配手 順を用いて、無害化したアグロバクテリウム・ツメファシエンス菌（Agrobacter ium tumefaciens）GV3850株に導入した。続いて、ホーシュ（Horsch）ら（Scien ce 227:1229〜1231、1985）によって記載されたリーフディスク形質転換法（lea fdisc transformation method）を用いて、タバコ（Nicotiana tabacum cv Xant hi）に、レポーター遺伝子を収容した無害化したアグロバクテリウム菌による形 質転換を施した。対照植物として、カリフラワーモザイクウイルス（CaMV）35S プロモーターの制御下においてGUSレポーター遺伝子を発現しているトランスジ ェニック・タバコの系統も再生させた。再生したトランスジェニック・タバコの 種子を、100mg／lのカナマイシンを含む培地上で発芽させた。その結果得られた カナマイシン抵抗性植物を、次に土壌に移し、温室内で成長させた。続いて、上 記の解析を用いて、非処置（水対照）条件および誘導（エリシターまたは病原体 による処置）条件のそれぞれについて、これらの植物のGUSレポーター遺伝子の 発現を検討した。 EAS4プロモーター（-1148〜+68）によってもたらされるGUS遺伝子の発現に関 す るエリシター誘導性を決定するために、真菌エリシター蛋白質クリプトゲインま たは水によって処置したトランスジェニック・タバコの葉におけるGUS活性を、 以下の方法によってモニターした。2カ月齢のトランスジェニック・タバコの完 全に広がった葉（植物の下から8番目の葉）の半分を、25nMクリプトゲイン約50 μl［Ricciら、Eur．J．Biochem．183:555〜563、1989の方法に従って調製した ］を含んだピペットを用いて胚軸側から浸潤処理した。葉の反対側には、約50μ lの水によって同様のやり方で浸潤処理を行った。浸潤後のさまざまな時点で、 クリプトゲインおよび水を浸潤させた葉の区域を植物から採取し、GUS活性を測 定した。 図4に示す通り、トランスジェニック・タバコの3つの独立した系統から得た葉 に25nMクリプトゲインによって浸潤させた結果、エリシター投与から4時間前後 でGUS遺伝子の発現が誘導されることが示された。これに対して、35S CaMVプロ モーター：GUSレポーター遺伝子は、エリシター投与によって誘導されなかった （データは図示せず）。さらに、EAS4プロモーター（-1148〜+68）：GUSレポー ター遺伝子を含むトランスジェニック・タバコの葉を水で処置した場合にも、GU S活性は誘導されなかった（図4A）。微細レベルでみると、エリシターに曝され た葉組織の領域ではGUS活性は完全に抑制されていることが判明し、EAS4プロモ ーター（-1148〜+68）は二次的信号によって誘導されないことが示された（図8A ）。 EAS4プロモーター（-1148〜+68）によってもたらされるGUS遺伝子の発現の器 官特異性の特徴を分析するため、以下の方法で、トランスジェニック・タバコの 根および茎にクリプトゲインエリシターによる処置を行い、GUS活性を分析した 。根はトランスジェニック・タバコから採取した後、試験までの間、滅菌ムラシ ゲ・スクーグ培地上で維持した。茎（頂端から1〜1.5インチの範囲）は、温室で 成長した2カ月齢のトランスジェニック・タバコから採取した。エリシター処置 の前に、根および茎を15〜30μM前後の小片に分断した。続いて、分断した根お よび茎を100nMクリプトゲインまたは水で湿らせた濾紙の上に置き、室温で18時 間インキュベートした。次に、上記の解析を用いて、根および茎の小片における GUS活性を分析した。 図4Bは、クリプトゲインによる処置の18時間後に、2つの独立したトランスジ ェニック・タバコの系統の根および茎の両方でGUS活性が誘導されたことを示し てい る。茎および根のGUS活性はいずれも、水で処置した（対照）試料の15倍であっ た。根は茎よりも高いGUS活性が認められた。これらの結果は、エリシターによ る処置によって、EAS4プロモーター（-1148〜+68）が根および茎の組織で誘導さ れることを示している。 真菌病原体によってEAS4プロモーター（-1148〜+68）：GUSレポーター遺伝子 が誘導されるか否かを決定するため、2つの異なる類に属するタバコ疫病菌（Phy tophthora parasitica var．Nicotianae）によって処置したトランスジェニック ・タバコの葉におけるGUSレポーター遺伝子活性を以下の方法で分析した。約45 日齢のトランスジェニック・タバコから、若い頂端部の葉を分離し、テッドフォ ード（Tedford）ら（Plant Disease 74:313〜316、1990）に記載された方法で、 オートミール寒天上で増殖させた2日齢の第0類（race 0）または第1類（race 1 ）のタバコ疫病菌の培養物から得た（直径1cm前後の）菌糸体栓（mycelial plug ）とともにインキュベートした。続いて、接種した葉を、蒸留水で湿らせた濾紙 上に置き、一定強度の蛍光灯が付いた増殖チャンバー中にて25℃で24時間インキ ュベートした。対照の葉には、何も加えていないオートミール寒天栓を接種した 。続いて、接種した葉を採取し、上記の方法でGUS活性を測定した。 図5に示す通り、第0類または第1類のいずれかのタバコ疫病菌によって処置し た場合には、トランスジェニック・タバコの葉においてGUS活性が誘導された。 第0類および第1類のタバコ疫病菌は、異なる疾患症状を典型的には誘導するもの の、トランスジェニック・タバコ（N．tabacum cv．Xanthi）の葉には、これら の2つの類によって引き起こされる疾患症状には著しい違いは認められなかった 。さらに、本発明者らは、第0類および第1類のタバコ疫病菌がいずれも、GUSレ ポーター遺伝子の発現を同程度に十分に誘導したことを認めた。 細菌病原体またはエリシターによってGUS遺伝子の発現が誘導されるか否かを 決定するために、シュードモナス・シリンガエpv．シリンガエ61（Pseudomonas syringae pv．Syringae 61）およびそのhrpH変異株、ならびにエルウィニア・ア ミロボラ（Erwinia amylovora）のハルピンエリシター（harpin elicitor）によ って処置したトランスジェニック・タバコの葉におけるGUS活性を、以下の方法 で分析した。約45日齢のトランスジェニック・タバコから若い頂端部の葉を取り 外し 、上記の方法に従って、シュードモナス・シリンガエpv．シリンガエ61もしくは そのhrpH変異株、またはハルピンエリシター（50μg／ml）の細胞懸濁液（A₆₀₀ ＝0.05）による浸潤を施した。対照の葉には水による浸潤を行った。12時間後に 葉を採集し、上記の通りにGUS活性を分析した。 図6に示す通り、シュードモナス、hrpH変異株、またはハルピンエリシターの いずれかによって処置して12時間後のトランスジェニック・タバコの葉において 、GUS活性が誘導された。これに対して、水で処置したトランスジェニック体の 葉で検出されたGUS活性は低かった。さらに、野生型のシュードモナス・シリン ガエpv．シリンガエ61、または精製ハルピン蛋白質のいずれかによって浸潤させ いた組織の区域内では、処置から12〜15時間後に過敏反応の発生が認められた。 これらの結果は、細菌病原体または細菌由来のエリシターに対する反応として、 EAS4プロモーター（-1148〜+68）が活性化されることを示している。 実施例12．免疫ブロット分析 クリプトゲインによる処置に反応して起こる、トランスジェニック・タバコの さまざまな組織におけるEASの発現を、標準的なウエスタンブロット法によって 以下のように分析した。対照およびクリプトゲインエリシターによる処置を施し たタバコ組織から、ボーゲリ（Vogeli）およびチャッペリ（Chappeli）（前記） に記載された通りに、20％（w／v）グリセロール、10mMメタ亜硫酸水素ナトリウ ム、10mMアスコルビン酸ナトリウム、15mM MgCl₂、および5mM β-メルカプトエ タノールを含む80mMリン酸カリウム緩衝液（pH7.0）を用いたホモジナイズ処理 によって、蛋白質を抽出した。バイオラッド社（Bio-Rad）の解析法によって蛋 白質濃度を決定した。続いて、同量の蛋白質をSDS-PAGEによって分離し、ニトロ セルロース膜に移行させ、ボーゲリおよびチャッペリ（前記）に記載された方法 で免疫検出を行った。 図7A〜Bに示した通り、ウエスタンブロット実験ではタバコ葉にEAS蛋白質は検 出されなかった。これに対して、エリシターによる処置を施した後のトランスジ ェニック・タバコの葉ではEAS蛋白質が検出された。分断した茎および根では、 エリシター処置を行わなくてもEAS蛋白質は検出され、このことから、EAS多重遺 伝子ファミリーの一つまたはそれ以上のメンバーは損傷によって活性化されるが 、 上記の組織化学的な部位によって決定された通り、EAS4はこれによって活性化さ れないことが示された。 実施例13．トランスジェニック・タバコにおける、EAS4プロモーター（-1148〜+ 68）：GUSレポーター遺伝子の細胞特異的発現パターン 図8A〜Kは、エリシチンによる処置を施した後の異なるトランスジェニック・ タバコ系統からの組織に対して、GUS活性に関する染色を行った際に得られた結 果を示したものである。図8A〜Kに提示したデータは、図3Bに示したEAS4プロモ ーター（-1148〜+68）：GUSレポーター遺伝子を発現しているいくつかの独立し た系統のトランスジェニック・タバコに関して、さまざまな時点で行った一連の 観察の典型例である。組換え組織におけるGUS活性を限局化するため、切片を50m M NaPO₄、pH7、0.05％ Triton X-100、および0.1％β-メルカプトエタノールを 含む、37℃の1mM X-gluc（5-ブロモ-4-クロロ-3-インドリルβ-グルクロニド） 染色溶液中に12〜16時間置いて染色し、続いて、50％エタノール、5％氷酢酸、 および10％ホルムアルデヒド中に2時間置いて固定した。切片を70％エタノール 中でインキュベートすることによって、適した組織から葉緑素を除去した。染色 された植物組織の切片をツァイス（Zeiss）IIIRS顕微鏡を用いて観察し、MC63顕 微鏡写真用カメラを用いて写真を撮影した。 図8B〜Fに示す通り、エリシター浸潤を受けたトランスジェニック植物の葉の 区域にはGUS活性がみられ、このことから、GUS活性がごくわずかしか認められな かった表皮細胞層を除くすべての葉組織において、EAS4プロモーター（-1148〜+ 68）がクリプトゲインまたはパラソセイン（parasocein）浸潤に反応して活性化 されることが示された。根および茎の表皮細胞でも同様の弱い染色パターンが認 められた（図8Gおよび8L）。トランスジェニック植物の葉で認められたGUS活性 はごくわずかであったが、トランスジェニック植物の葉および根の突起様構造（ trichome）にはいずれもGUS活性が認められた（図8Bおよび8L）。 さらに、図8C〜Fおよび図8Lに示す通り、茎および根の切片の明瞭な表皮下層 では、いずれもエリシター誘導性のGUS活性が認められた（図8C〜Fおよび8L）。 図8Fは、茎組織におけるGUS活性が、形成層、師部、および一次木部組織層にも 存在することを示している。一方、茎の皮質領域にはわずかなGUS活性しか認め られな かった。さらに、茎組織と同じく、根の維管束系の内部にもGUS活性が局在して いた（図8L）。 花弁では、色素組織および非色素組織を含め、クリプトゲインによる処置の前 後いずれにおいても、GUS活性はまったく認められなかった。 実施例14．トランスジェニック・タバコにおけるEAS4プロモーター（-1148〜+68 ）の5'欠失分析 もう1つの一連の実験では、標準的なPCR手法を用いて、EAS4プロモーター（-1 148〜+68）の5'欠失構築物をいくつか作製した。続いて、これらのEAS4プロモー ター（-1148〜+68）欠失体を、pBI101.1およびpBI221ベクターのいずれかにおい てGUSレポーター遺伝子と融合させ、続いて上記の方法によってタバコに形質転 換を施した。 表1に示す通り、EAS4プロモーターの-1148から-567までを欠失させることによ り、誘導性GUS活性は、全長のEAS4プロモーター（-1148〜+68）を有する植物で 認められたレベルの50％に低下した。プロモーターをさらに-212まで欠失させる と誘導性GUS活性は平均90％低下し、-160まで欠失させると、GUS活性は、全長の EAS4プロモーター（-1148〜+68）を有する植物でみられた値の2％に低下した。- 63 まで欠失させると、この場合でもプロモーターは依然として推定上のCAATおよび TATAボックスを含むものの、対照およびエリシターによる処置を施した葉におけ るキメラ型遺伝子の発現は完全に消失した。これらのデータは、タバコにおける EAS4の定量的な発現レベルを制御する多数の正の調節要素が、-1148から-160ま での領域内に含まれることを示している。 -567まで、および-212までの欠失に関して得られた結果の比較からも、-567か ら-212までの欠失によって発現レベルが4分の1に低下し、GUS活性の大部分が失 われることから、-567から-212までの内部に存在する配列が発現レベルに寄与す ることが示される。-160までの欠失によって誘導性GUS活性の多くは失われるも のの、-160の下流の配列があれば葉組織における誘導性遺伝子発現を指向するに は十分であることが明らかになっている。図9Bに示す通り、エリシターによる処 置を施した葉組織では誘導性の17倍の増加が認められた。これらのデータは、エ リシター誘導性を制御する定性的な要素が-160から-155の間に位置することを示 している。 実施例15．疾病抵抗性トランスジェニック植物 第0類の疫病菌（Phytophthora parasitica）から、以下の方法でparA1コード 配列を単離した。まずゲノムDNAを単離し、シグナルペプチドコード配列を含むP arA1エリシチンのコード領域を増幅するためにSIG正プライマー（CGTTGGATCCCCA CCTCATCCGAAATGAAC；配列番号：9、BamHI部位に下線を施した、ヌクレオチド25 〜27は翻訳開始部位に対応する）、および逆プライマー（GGCTGAGCTCCTGGACGFCA GAGATCAAACC；配列番号：10、SstI部位に下線を施した）を用いるPCRにおけるテ ンプレートとして用いた。ParA1エリシチンのコード配列に対応するアンプリマ ー配列を単離するために、MAT正プライマー（GCCGGATCCTTATGACTAGTTGCACCACCAC GCAGCAAACTG；配列番号：11、BamHI部位のGGATCC、およびSpeI部位のACTAGTに下 線を施した、ヌクレオチド12〜14は翻訳開始部位）および上記の逆プライマー（ 配列番号：10）を、ゲノムDNAとともにテンプレートとして用いた。 pBluescript（Stratagene、La Jolla、CA）、またはpEAS4構築物へのサブクロ ーニングを行うために、アンプリマーDNAをBamHIおよびSstIによって消化した。 成熟型蛋白質のコード配列を用いた場合には、オープンリーディングフレームの 5'端に植物シグナル配列を導入するために、成熟型のエリシチン／pEAS4構築物 をSpeIによって消化することもできる。pEAS4-GUSベクターはBamHIおよびSstIに よって消化し、得られた長いDNA断片をアガロースゲル電気泳動によって精製す る。 図9は、疾病抵抗性植物の作製に至るまでの分子的操作を図示したものである 。BamHIおよびSstI端が得られるように、ParA1エリシチンに関するコード配列を PCRによって単離する。GUSレポーター遺伝子を遊離させるために、EASプロモー ターの調節制御下においてGUSレポーター遺伝子の発現を指向するgEAS4_{600(シクラー セ゛)} -GUS-pBI101を、BamHIおよびSstIによって消化する。続いて、植物細胞また は組織がいったん形質転換を受けた場合に適切なエリシターによる誘導後にParA 1エリシチンがそこから合成される、gEAS4_{600(シクラーセ゛)}-parA1-pBI101を産生する ために、BamHI／SstIによって消化されたparA1アンプリマーを、gEAS4_{600(シクラ-セ ゛)} -GUS-pBI101の消化によって産生された長い断片と連結させた。 植物病原体に対する抵抗性を評価するために、gEAS4_{600(シクラーセ゛)}プロモーター の制御下にある、parA1成熟型エリシチン遺伝子（配列番号：12の第21〜118アミ ノ酸）、またはシグナル配列を伴うparA1エリシチン遺伝子（配列番号：12の第1 〜118アミノ酸）のいずれかを含むトランスジェニック・タバコ（Nicotiana tab acum cv．KY160）を、上記のアグロバクテリウムを介したトランスジェニック技 法を用いて再生させた。続いて、その結果得られたトランスジェニック植物の、 第0類または第1類のいずれかのタバコ疫病菌の単離物に対する疾患抵抗性を、テ ッドフォートら（前記）によって記載された標準的な分離葉アッセイ（detached leaf assay）を用いて検討した。 図10に示した通り、gEAS4_{600(シクラーセ゛)}プロモーターの制御下にあるparA1成熟 型遺伝子を含むトランスジェニック・タバコのいくつかの独立した系統では、対 照植物（つまり、形質転換を受けていないN．tabacum cv．KY160、またはgEAS4_{6 00(シクラーセ゛)} プロモーター：GUSレポーター遺伝子を含むトランスジェニックN．ta bacum cv．KY160）と比較して、第0類および第1類のタバコ疫病菌のいずれに対 する疾患抵抗性も高まったことが示された。 本発明の種々の態様を詳細に説明してきたが、その改変、発展、適合化、およ び最適化が当業者によりなされることは明らかである。このような改変および適 合化などが、以下の請求の範囲に示す通り、本発明の精神および範囲に含まれる ことは明確に理解されるべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ０８／５７７，４８３ (32)優先日 1995年12月22日 (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 コルネット キャサリン エイ．ジー. アメリカ合衆国 ケンタッキー州 レキシ ントン リッチモンド ロード 2150 ア パートメント ＃59 (72)発明者 イン シャウハイ アメリカ合衆国 ケンタッキー州 レキシ ントン ウッドランド アベニュー 700 アパートメント ＃ジー324

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．病気抵抗性を向上させたトランスジェニック植物を作出するために、機能 的に結合されたエリシチン蛋白質をコードしかつ誘導可能な転写調節因子の制御 調節下で発現される塩基配列を含むDNA分子を用いる方法において、 （ａ）誘導可能な発現構築物を作出するために、誘導可能な転写調節因子と植 物細胞の中で機能するプロモーターとに機能的に結合したエリシチン蛋白質の異 種コード配列をコードする塩基配列を提供する段階、 （ｂ）誘導可能な発現ベクターを作出するために、段階（ａ）の誘導可能な発 現構築物を、植物細胞の中で用いるように調整されたプラスミドベクターの中に クローニングする段階、 （ｃ）トランスジェニック植物組織を作出するために、段階（ｂ）の誘導可能 な該発現ベクターを植物組織の中に導入する段階、および （ｄ）トランスジェニック植物を作出するために、該トランスジェニック植物 組織を再生させる段階 を含み、これによって、潜在的植物病原体の侵入または該トランスジェニック植 物のエリシター処理に応答して、該エリシチンが発現され、それによって過敏感 反応を誘導し植物病原体に対する該トランスジェニック植物の抵抗性を向上させ る、方法。 ２．誘導可能な転写調節因子が、配列番号：２に示されている塩基配列のヌク レオチド458からヌクレオチド473まで；配列番号：２に示されている塩基配列の ヌクレオチド406からヌクレオチド473まで；または配列番号：２に示されている 塩基配列のヌクレオチド371からヌクレオチド473までを含む、請求項１記載の方 法。 ３．トランスジェニック植物が、双子葉植物、単子葉植物、裸子植物、または 球果植物である、請求項１記載の方法。 ４．トランスジェニック植物がナス科の一員である、請求項３記載の方法。 ５．エリシチン蛋白質が、菌類または細菌類のエリシチンである、請求項４記 載の方法。 ６．菌類エリシチンがフィトフィトラ属（Phytophthora）に由来するものであ る、請求項５記載の方法。 ７．エリシチン蛋白質が、ParA1、クリプトゲイン（cryptogein）、パリセイ ン（pariscein）、またはハルピン（harpin）蛋白質を含むものである、請求項 ５記載の方法。 ８．エリシチンコード配列が、配列番号：12のヌクレオチド207からヌクレオ チド563に示されているparA1コード配列と少なくとも70％の塩基配列相同性があ って、機能的なエリシチン蛋白質をコードしているか、配列番号：13に示されて いるアミノ酸配列を有するParA1蛋白質をコードしているか、または配列番号：1 2のヌクレオチド207からヌクレオチド563に示されているparA1コード配列である 、請求項１記載の方法。 ９．誘導可能な転写調節因子および植物体中で機能するプロモーターに機能的 に結合されている、エリシチンをコードする配列を含むトランスジェニック植物 （またはその種子もしくは細胞）において、潜在的植物病原体による該植物体へ の侵入に応答して、またはエリシターもしくは別の誘導用化学シグナルによる処 理に応答して、該植物体が該エリシチンコード配列を発現させる、トランスジェ ニック植物。 １０．誘導可能な転写調節因子が、配列番号：２に示されている塩基配列のヌ クレオチド458からヌクレオチド473まで；配列番号：２に示されている塩基配列 のヌクレオチド406からヌクレオチド473まで；または配列番号：２に示されてい る塩基配列のヌクレオチド371からヌクレオチド473までを含む、請求項９記載の トランスジェニック植物。 １１．トランスジェニック植物が、双子葉植物、単子葉植物、裸子植物、また は球果植物である、請求項９記載のトランスジェニック植物。 １２．トランスジェニック植物がナス科の一員である、請求項１１記載のトラ ンスジェニック植物。 １３．トランスジェニック植物がニコチアナ・タバカム（Nicotiana tabacum） である、請求項１１記載のトランスジェニック植物。 １４．エリシチンが、菌類または細菌類のエリシチンである、請求項９記載の トランスジェニック植物。 １５．菌類エリシチンがフィトフィトラ属（Phytophthora）に由来するもので ある、請求項１４記載のトランスジェニック植物。 １６．エリシチンが、ParA1、クリプトゲイン（cryptogein）、パリセイン（p ariscein）、またはハルピン（harpin）蛋白質を含むものである、請求項１４記 載のトランスジェニック植物。 １７．エリシチンコード配列が、配列番号：12のヌクレオチド207からヌクレ オチド563に示されているparA1コード配列と少なくとも70％の塩基配列相同性が あって、機能的なエリシチン蛋白質をコードしているか、配列番号：13に示され ているアミノ酸配列を有するParA1蛋白質をコードしているか、または配列番号 ：12のヌクレオチド207からヌクレオチド563に示されているparA1コード配列で ある、請求項１記載のトランスジェニック植物。 １８．対応する母本植物よりも強い病気抵抗性を有するトランスジェニック植 物を作出する方法において、 （ａ）誘導可能な転写調節因子と植物細胞で機能するプロモーターとに機能的 に結合したエリシチン蛋白質の異種コード配列をコードする塩基配列を、植物細 胞または植物組織に導入する段階、 （ｂ）段階（ａ）のトランスジェニック植物細胞または組織からトランスジェ ニック植物体を再生させる段階、および （ｃ）該トランスジェニック植物が、対応する母本植物体に感染することがで きる潜在的植物病原体による侵入を受けたときに、該塩基配列を発現させること ができる条件下でトランスジェニック植物を生育させる段階 を含み、該エリシチンの発現が誘導された結果、侵入してきた潜在的植物病原体 に応答して抵抗性反応が誘導される、方法。 １９．誘導可能な転写調節因子が、配列番号：２に示されている塩基配列のヌ クレオチド458からヌクレオチド473まで；配列番号：２に示されている塩基配列 のヌクレオチド406からヌクレオチド473まで；または配列番号：２に示されてい る塩基配列のヌクレオチド371からヌクレオチド473までを含む、請求項１８記載 の方法。 ２０．トランスジェニック植物が、双子葉植物、単子葉植物、裸子植物、また は球果植物である、請求項１８記載の方法。 ２１．トランスジェニック植物がナス科の一員である、請求項２０記載の方法 。 ２２．トランスジェニック植物がニコチアナ・タバカム（Nicotiana tabacum） である、請求項２１記載の方法。 ２３．エリシチンが、菌類または細菌類のエリシチンである、請求項１８記載 の方法。 ２４．菌類エリシチンがフィトフィトラ属（Phytophthora）に由来するもので ある、請求項２３記載の方法。 ２５．エリシチン蛋白質が、ParA1、クリプトゲイン（cryptogein）、パリセ イン（pariscein）、またはハルピン（harpin）蛋白質を含むものである、、請 求項２３記載の方法。 ２６．エリシチンコード配列が、配列番号：12のヌクレオチド207からヌクレ オチド563に示されているparA1コード配列と少なくとも70％の塩基配列相同性が あって、機能的なエリシチン蛋白質をコードしているか、配列番号：13に示され ているアミノ酸配列を有するParA1蛋白質をコードしているか、または配列番号 ：12のヌクレオチド207からヌクレオチド563に示されているparA1コード配列で ある、請求項１８記載の方法。 ２７．誘導可能な転写調節因子、植物体中で機能するプロモーター、および誘 導可能な該転写調節因子と本来は結合していないコード配列を含むキメラ遺伝子 を有するように、遺伝的に操作されたトランスジェニック植物（またはその種子 もしくは細胞）であって、誘導可能な該転写調節因子の制御調節下で、該コード 配列が発現される、トランスジェニック植物。 ２８．誘導可能な転写調節因子が、配列番号：２に示されている塩基配列のヌ クレオチド458からヌクレオチド473まで；配列番号：２に示されている塩基配列 のヌクレオチド406からヌクレオチド473まで；または配列番号：２に示されてい る塩基配列のヌクレオチド371からヌクレオチド473までを含む、請求項２７記載 のトランスジェニック植物。 ２９．植物細胞中で機能するプロモーターが、カリフラワーモザイクウイルス （Califlower Mosaic Virus）の35S遺伝子の最小プロモーターである、請求項２ ７記載のトランスジェニック植物。 ３０．トランスジェニック植物が、双子葉植物、単子葉植物、裸子植物、また は球果植物である、請求項２７記載のトランスジェニック植物。 ３１．トランスジェニック植物がナス科の一員である、請求項３０記載のトラ ンスジェニック植物。 ３２．トランスジェニック植物がニコチアナ・タバカム（Nicotiana tabacum） である、請求項３１記載のトランスジェニック植物。 ３３．誘導可能な植物病気抵抗性調節因子を含む組換え核酸分子。 ３４．調節因子が、テルペンまたはセスキテルペンシクラーゼをコードする遺 伝子から得られたものである、請求項３３記載の核酸分子。 ３５．調節因子が、エピ-5-アリストロキン・シンターゼ（epi-5-aristoloche ne synthase）（EAS）の発現を誘発する、請求項３３記載の核酸分子。 ３６．図３Ａ（配列番号：14）に示されている塩基配列またはその誘導可能な 植物病気抵抗性断片；図３Ａ（配列番号：14）に示されている塩基配列；配列番 号：２のヌクレオチド463〜473；配列番号：２のヌクレオチド406〜486；配列番 号：２のヌクレオチド463〜572；配列番号：２のヌクレオチド371〜463；または 配列番号：２のヌクレオチド411〜457を含む、請求項３３記載の核酸分子。 ３７．異種コード配列が、誘導可能な転写調節因子の下流に機能的に結合され 、誘導可能な該転写調節因子の制御調節下にある、請求項３３記載の核酸分子。 ３８．異種コード配列が、エリシチン蛋白質をコードしている、請求項３７記 載の核酸分子。 ３９．異種コード配列が、フィトフィトラ・パラシティカ（Phytophthora par asitica）のエリシチンをコードしている、請求項３８記載の核酸分子。 ４０．フィトフィトラ・パラシティカ（Phytophthora parasitica）のエリシ チンが、ParA1エリシチン蛋白質である、請求項３９記載の核酸分子。 ４１．核酸分子が、双子葉植物、単子葉植物、裸子植物、または球果植物から 得られたものである、請求項３３記載の核酸分子。 ４２．双子葉植物がナス科の一員である、請求項４１記載の核酸分子。 ４３．ナス科植物がタバコ属（Nicotiana）の一員である、請求項４２記載の 核酸分子。 ４４．請求項３３記載のDNAを含むベクター。 ４５．ベクターを含む細胞において、塩基配列の発現を誘導可能に制御するこ とができる、請求項４４記載のベクター。 ４６．塩基配列が異種ポリペプチドをコードしている、請求項４５記載のベク ター。 ４７．異種ペプチドが薬学的蛋白質である、請求項４６記載のベクター。 ４８．植物のゲノム中に組み込まれた、請求項３３の核酸分子を含むトランス ジェニック植物（またはその種子もしくは細胞）。 ４９．配列番号：２に示されている塩基配列のヌクレオチド371からヌクレオ チド463までを有する転写促進因子を含む、自然には存在しないDNA分子。 ５０．配列番号：２に示されている塩基配列のヌクレオチド1からヌクレオチ ド463までを有する転写促進配列を含む、自然には存在しないDNA分子。 ５１．トランスジェニック植物細胞中で下流のDNA配列の転写発現を上昇させ るための、以下の段階を含む方法： （ａ）配列番号：２のヌクレオチド371からヌクレオチド463までに実質的に示 されている塩基配列を有する転写促進因子を、促進された発現カセットを産生さ せるために転写発現が誘発される下流のDNA配列に機能的に結合されている、植 物細胞中で機能するプロモーターに、機能的に結合させる段階、および （ｂ）トランスジェニック植物細胞を作出するために、段階（ａ）の促進され た発現カセットを植物細胞中に導入する段階。 ５２．転写促進配列が、段階（ａ）の転写促進配列のすぐ上流に機能的に結合 された、配列番号：２に示されている塩基配列のヌクレオチド1からヌクレオチ ド370までをさらに含む、請求項５１記載の方法。 ５３．植物細胞中で機能するプロモーターが、カリフラワーモザイクウイルス （Califlower Mosaic Virus）の最小プロモーターである、請求項５１記載の方 法。