FR2829904A1 - Reducing nitrate accumulation in plants, useful for preparing edible plants with reduced nitrate levels, comprises inhibiting the chloroplast chloride channel - Google Patents

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Abstract

Reducing (M1) accumulation of nitrate in a plant by inhibiting the chloroplast chloride channel CLC-e, is new. Independent claims are also included for: (1) producing (M2) a plant that under-accumulates nitrate; (2) an expression cassette (EC) containing a polynucleotide (I) comprising at least part of the clc-e gene, or its complement, or sequences with at least 70% identity; (3) a vector containing the EC; (4) a plant cell transformed with the EC; and (5) plants that under-accumulate nitrate, produced by (M2).

Description

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La présente invention concerne l'amélioration des plantes, et plus particulièrement l'obtention de plantes sous-accumulant le nitrate.  The present invention relates to the improvement of plants, and more particularly to the production of plants that accumulate nitrate.

Le nitrate est indispensable à la plante qui l'utilise comme source d'azote pour synthétiser les acides aminés essentiels. Les racines des plantes absorbent le nitrate présent naturellement dans le sol ou apporté sous forme d'engrais. Le nitrate une fois absorbé peut être transporté par le xylème jusqu'aux parties aériennes de la plante.  Nitrate is essential for the plant that uses it as a source of nitrogen to synthesize essential amino acids. Plant roots absorb nitrate naturally present in the soil or in the form of fertilizer. Nitrate once absorbed can be transported through the xylem to the aerial parts of the plant.

Schématiquement, l'incorporation de l'azote dans les molécules d'acides aminés à partir de l'ion nitrate fait intervenir trois étapes principales. Une première étape catalysée par la nitrate-réductase permet de réduire le nitrate en nitrite. Une seconde étape est catalysée par la nitrite-réductase qui réduit l'ion nitrite en ion ammonium. Enfin l'ion ammonium va réagir avec l'acide glutamique pour former la glutamine qui participe à la biosynthèse des acides aminés.  Schematically, the incorporation of nitrogen into the amino acid molecules from the nitrate ion involves three main steps. A first step catalyzed by nitrate reductase makes it possible to reduce the nitrate to nitrite. A second step is catalyzed by nitrite reductase which reduces the nitrite ion to ammonium ion. Finally, the ammonium ion will react with glutamic acid to form glutamine, which participates in the biosynthesis of amino acids.

Ces réactions ont principalement lieu dans les parties aériennes de la plante, au cours de la phase lumineuse de la photosynthèse qui fournit les électrons nécessaires aux réactions de réduction. L'absorption et l'assimilation du nitrate varient selon la longueur et l'intensité de la période de jour puisque ces étapes dépendent directement de l'efficacité de la photosynthèse.  These reactions occur mainly in the aerial parts of the plant, during the light phase of photosynthesis which provides the necessary electrons for the reduction reactions. The absorption and assimilation of nitrate varies according to the length and intensity of the daytime period since these steps directly depend on the efficiency of photosynthesis.

Le nitrate qui n'est pas utilisé est stocké dans des compartiments subcellulaires, comme par exemple la vacuole.  The nitrate that is not used is stored in subcellular compartments, such as, for example, the vacuole.

D'un point de vue alimentaire, une forte teneur en nitrate dans les plantes dont les feuilles, les racines ou les bulbes sont consommées, a fortiori lorsque ces fruits ou légumes sont consommés crus, n'est pas recommandée. Des études ont montré qu'une ingestion importante de nitrates pouvait accentuer la méthémoglobinémie (ou maladie bleue) du nourrisson et favoriser l'apparition de certains cancers. En effet, les nitrates ingérés sont transformés en nitrites dans le tube digestif par les bactéries présentes. En milieu  From a dietary point of view, a high nitrate content in plants whose leaves, roots or bulbs are eaten, especially when these fruits or vegetables are eaten raw, is not recommended. Studies have shown that a significant ingestion of nitrates can increase the methemoglobinemia (or blue disease) of the infant and promote the appearance of certain cancers. In fact, the nitrates ingested are transformed into nitrites in the digestive tract by the bacteria present. In the middle

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acide, par exemple dans l'estomac, les nitrites peuvent réagir avec les amines ou les amides pour former des nitrosamines cancérigènes.  acid, for example in the stomach, nitrites can react with amines or amides to form carcinogenic nitrosamines.

Etant donné les risques potentiels liés à la surconsommation de nitrates, des normes ont été édictées, par exemple pour les salades, les teneurs réglementaires en nitrates sont de 2500 ppm en été et 4500 ppm en hiver. Ces taux limites de nitrates sont assez régulièrement dépassés, notamment en période hivernale ou dans les pays avec un faible taux d'ensoleillement.  Given the potential risks associated with the overconsumption of nitrates, standards have been set, for example for salads, regulatory nitrate levels are 2500 ppm in summer and 4500 ppm in winter. These nitrate limit rates are quite regularly exceeded, especially in winter or in countries with a low level of sunshine.

Pour pallier cette trop forte accumulation de nitrates, il est possible de jouer sur l'apport exogène de nitrates en diminuant les quantités d'engrais apportées, en optimisant les périodes d'amendement, en améliorant la conversion du nitrate dans le sol.  To overcome this excessive accumulation of nitrates, it is possible to play on the exogenous supply of nitrates by reducing the amounts of fertilizer, by optimizing the periods of amendment, by improving the conversion of nitrate in the soil.

D'autre part, il est possible de diminuer la teneur en nitrate dans les plantes en jouant sur l'efficacité de l'absorption, de la conversion du nitrate dans la plante ou en sélectionnant des variétés sous-accumulant naturellement le nitrate. Par exemple, afin de diminuer les teneurs en nitrate, il a été proposé de modifier l'activité des enzymes impliquées dans la voie d'assimilation des nitrates, telles que la nitrate réductase.  On the other hand, it is possible to reduce the nitrate content in plants by influencing the efficiency of the absorption, the conversion of nitrate in the plant or by selecting varieties naturally under-accumulating nitrate. For example, in order to decrease the nitrate contents, it has been proposed to modify the activity of the enzymes involved in the nitrate assimilation pathway, such as nitrate reductase.

Une autre voie de diminution de l'accumulation de nitrate consiste à convertir le nitrate dans la plante après récolte. Par exemple, la Demande EP 0577222 propose une méthode pour diminuer rapidement et significativement la teneur en nitrate dans les plantes par un traitement au C02.  Another way of decreasing nitrate accumulation is to convert the nitrate into the plant after harvest. For example, Application EP 0577222 proposes a method for rapidly and significantly decreasing the nitrate content in plants by a CO 2 treatment.

La présente invention propose maintenant une nouvelle approche pour obtenir des plantes sous-accumulant le nitrate. Les Inventeurs ont maintenant constaté qu'il était possible de moduler l'accumulation du nitrate dans les plantes en intervenant sur des canaux anioniques, et en particulier des canaux chlore, de la membrane chloroplastique. La présente invention propose donc une nouvelle approche pour obtenir des plantes sous-accumulant le nitrate.  The present invention now provides a novel approach for obtaining plants that accumulate nitrate. The inventors have now found that it is possible to modulate the accumulation of nitrate in plants by acting on anionic channels, and in particular chlorine channels, the chloroplast membrane. The present invention therefore proposes a novel approach for obtaining plants that accumulate nitrate.

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On entend par canal ionique , toute protéine possédant au moins une région transmembranaire permettant le passage des ions. Les canaux chlore, également dénommés canaux chlorure , ou canaux CLC constituent une famille comprenant un domaine contenant 10 ou 12 hélices transmembranaires (pfam 00654).  By ion channel is meant any protein having at least one transmembrane region allowing the passage of ions. Chlorine channels, also called chloride channels, or CLC channels are a family comprising a domain containing 10 or 12 transmembrane helices (pfam 00654).

Le premier membre de la famille des CLC qui a été isolé est le canal CLC-0. Ce canal a été obtenu par JENTSCH et al. (Nature, 348,510-514, 1990) et provient de l'organe électrique du poisson torpille. Ultérieurement, d'autres canaux CLC ont été mis en évidence chez des mammifères, principalement chez l'homme,-le rat et la souris, et d'autres animaux tels que le xénope (Xenopus laevis. ), le poisson téléostéen Oreochromis mossambicus, le nématode Caenorhabditis elegans, etc. Chez la levure Saccharomyces cerevisiae, un seul gène (ScCLC) a été détecté. Les données de séquençage systématique indiquent la présence d'homologues de gènes CLC dans beaucoup de génomes procaryotes (JENTSCH et al., Eur. J. Physiol., 437,783-795, 1999 et MADUKE et al., J. Gen. Physiol., 114,713-722, 1999).  The first member of the CLC family that has been isolated is the CLC-0 channel. This channel was obtained by JENTSCH et al. (Nature, 348, 510-514, 1990) and comes from the electric organ of the torpedo fish. Subsequently, other CLC channels have been demonstrated in mammals, mainly in humans, rats and mice, and other animals such as Xenopus (Xenopus laevis.), Teleost fish Oreochromis mossambicus, the nematode Caenorhabditis elegans, etc. In the yeast Saccharomyces cerevisiae, only one gene (ScCLC) was detected. The systematic sequencing data indicates the presence of CLC gene homologs in many prokaryotic genomes (JENTSCH et al., Eur J. Physiol., 437, 733-795, 1999 and MADUKE et al., J. Gen. Physiol., 114, 713-722, 1999).

Chez les végétaux, plusieurs canaux anioniques de la famille des CLC ont été identifiés à ce jour, deux canaux ont été identifiés chez le tabac (LURIN et al., Plant Cell, 8,701-711, 1996 ; LURIN, Thèse de l'Université Paris VI, Pierre et Marie Curie, France, 1998), un chez la pomme de terre (CZEMPINSKI et al., J. Exp. Bot. 50,955-966, 1999), sept chez la plante modèle Arabidopsis thaliana dont le génome entier a été séquencé : AtCLC-a,-b,-c et-d (HECHENBERGER et al., J. Biol. Chem., 271,33632-33638, 1996) ; AtCLC-g (GEELEN et al., Plant J., 21,259-269, 2000) ; AtCLC-e (AF 366367, GenBank, 15 mai 2001) et AtCLC-f (AF 3666368, GenBank, 15 mai 2001) ont été identifiés par les Inventeurs).  In plants, several anionic channels of the CLC family have been identified to date, two channels have been identified in tobacco (LURIN et al., Plant Cell, 8, 701-711, 1996; LURIN, Thesis of the University Paris VI, Pierre and Marie Curie, France, 1998), one in the potato (CZEMPINSKI et al., J. Exp.Bot 50,955-966, 1999), seven in the model plant Arabidopsis thaliana whose entire genome was sequenced: AtCLC-α, -b, -c and -d (HECHENBERGER et al., J. Biol Chem., 271, 3632-33638, 1996); AtCLC-g (GEELEN et al., Plant J., 21, 259-269, 2000); AtCLC-e (AF 366367, GenBank, May 15, 2001) and AtCLC-f (AF 3666368, GenBank, May 15, 2001) were identified by the inventors).

Les canaux anioniques chez les végétaux sont principalement situés sur la membrane plasmique et le tonoplaste (BARBIER-BRYGOO et al., Biochim. Biophys. Acta., 1465,199-218, 2000 ; HEDRICH et BECKER, Plant. Mol. Biol., 26,1637-1650, 1994 ; TYERMAN, Annu. Rev. Plant Physiol.  The anionic channels in plants are mainly located on the plasma membrane and the tonoplast (BARBIER-BRYGOO et al., Biochim Biophys Acta., 1465, 1999-218, 2000, HEDRICH and BECKER, Plant Mol Mol. 26, 1637-1650, 1994; TYERMAN, Annu Rev. Plant Physiol.

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Plant Mol. Biol., 43,351-373, 1992) et également sur les membranes des mitochondries et des plastes (BORECKY et al., J. Biol. Chem., 272,19282-19289, 1997 ; NEUHAUS et WAGNER, Biochim. Biophys. Acta., 1465,307-323, 2000).  Plant Mol. Biol., 43, 351-373, 1992) and also on the membranes of mitochondria and plastids (BORECKY et al., J. Biol Chem, 272, 19282-19289, 1997, NEUHAUS and WAGNER, Biochim Biophys Acta. 1465, 307-323, 2000).

L'intervention des canaux anioniques dans différentes fonctions physiologiques de la plante a été proposée : - dans la croissance et le développement via des voies de signalisation hormonales, - dans des réponses à des stress biotiques et abiotiques, dans les-réponses aux micro-organismes pathogènes, - dans la nutrition minérale.  The intervention of anionic channels in different physiological functions of the plant has been proposed: - in growth and development via hormonal signaling pathways, - in responses to biotic and abiotic stresses, in responses to microorganisms pathogens, - in mineral nutrition.

Cependant, l'implication des canaux anioniques n'a été clairement démontrée que dans quelques réponses comme dans l'ouverture et la fermeture des stomates et dans la régulation de l'élongation de l'hypocotyle. Dans les réponses aux stress biotiques et abiotiques, les canaux anioniques interviendraient très en amont des déclenchements des

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réponses aux stress (JABS et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 94, 4800-4805, 1997 ; CAZALE et al., Plant Physiol., 116, 659-669,1998). Il apparaît clairement que les canaux anioniques ont un rôle important dans la physiologie de la plante, mais que dans de nombreux cas, les données accumulées ne permettent pas encore d'associer un rôle physiologique définitif aux activités de type canal caractérisées ou d'associer un canal particulier aux différents processus impliquant des transports d'anions. However, the involvement of anionic channels has been clearly demonstrated only in a few responses such as opening and closing of stomata and in the regulation of hypocotyl elongation. In the responses to biotic and abiotic stresses, the anionic channels would intervene very much before the triggering of the
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stress responses (JABS et al., Proc Natl Acad Sci USA, 94, 4800-4805, 1997, CAZALE et al., Plant Physiol., 116, 659-669, 1998). It is clear that anionic channels play an important role in the physiology of the plant, but that in many cases the accumulated data do not yet allow a definitive physiological role to be attached to the characterized channel activities or to particular channel to different processes involving anion transports.

Chez Arabidopsis, la plupart des 7 gènes codant les canaux AtCLC-a à-g se situent sur le chromosome V, sauf les gènes AtCLC-b,-e et-f localisés respectivement sur les chromosomes III, IV et I.  In Arabidopsis, most of the 7 genes encoding the AtCLC-α to -g channels are located on chromosome V, except the AtCLC-b, -e and -f genes located respectively on chromosomes III, IV and I.

Les cinq canaux végétaux AtCLC-a,-b,-c,-d, et - g sont proches des canaux anioniques animaux intracellulaires de type CLC-6 et CLC-7. Les deux autres membres de la famille AtCLC-e et AtCLC-f forment une autre sous-famille avec les CLC bactériens.  The five plant channels AtCLC-a, -b, -c, -d, and -g are close to the intracellular animal anionic channels of type CLC-6 and CLC-7. The other two members of the AtCLC-e family and AtCLC-f form another subfamily with bacterial CLCs.

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Les gènes CLC végétaux sont exprimés dans toute la plante bien que des différences entre organes aient été mises en évidence. Par exemple, AtCLC-a s'exprime de manière préférentielle dans les feuilles, AtCLC-b dans les racines, AtCLC-d dans les feuilles et les racines (HECHENBERGER et al., 1996, publication précitée).  Plant CLC genes are expressed throughout the plant although differences between organs have been demonstrated. For example, AtCLC-a is preferentially expressed in leaves, AtCLC-b in roots, AtCLC-d in leaves and roots (HECHENBERGER et al., 1996, supra publication).

La fonction dans les plantes des protéines AtCLC commence seulement à être élucidée. AtCLC-c et AtCLC-d sont capables de complémenter le mutant gefl de levure pour les

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phénotypes de déficience respiratoire et de sensibilité au pH dans le cas d'AtCLC-d, et uniquement pour la sensibilité au pH pour AtCLC-c (GAXIOLA et-al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 95,4046-4050, 1998 ; HECHENBERGER et al., 1996, publication précitée). Cependant, aucune corrélation n'a pu être établie entre la fonction complémentée chez la levure, et la fonction réelle de ces protéines dans la plante. S'appuyant sur la localisation dans le Golgi de ScCLC chez la levure, une activité dans les endomembranes des protéines AtCLC-c et AtCLC-d a été suggérée. The function in plants of AtCLC proteins is only beginning to be elucidated. AtCLC-c and AtCLC-d are able to complement the yeast gefl mutant for
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phenotypes of respiratory failure and pH sensitivity in AtCLC-d, and only for pH sensitivity for AtCLC-c (GAXIOLA et al., Proc Natl Acad Sci USA, 95,4046; 4050, 1998, HECHENBERGER et al., 1996, publication cited above). However, no correlation could be established between the complement function in yeast, and the actual function of these proteins in the plant. Based on the Golgi localization of ScCLC in yeast, activity in the endomembranes of AtCLC-c and AtCLC-d proteins has been suggested.

GEELEN et al. (2000, publication précitée) ont montré que les plantes clca-1 comportant une mutation dans le gène codant le canal anionique tonoplastique AtCLC-a sousaccumulaient le nitrate, et présentaient également une hypersensibilité au chlorate. Le chlorate peut rentrer via les transporteurs de nitrate dans la cellule, où il va être transformé par la nitrate réductase en chlorite, un composé toxique. Il apparaît probable que chez des plantes sauvages le chlorate et le chlorite sont accumulés dans la vacuole via la protéine AtCLC-a. Chez les plantes mutantes coca-1, l'absence de la protéine AtCLC-a est à l'origine d'une accumulation du chlorate et du chlorite dans le cytoplasme, d'où l'hypersensibilité observée.  GEELEN et al. (2000, supra) have shown that clca-1 plants with a mutation in the gene coding for the AtCLC-a tonoplastic anion channel subaccumulate nitrate, and also exhibit hypersensitivity to chlorate. The chlorate can enter via the nitrate transporters in the cell, where it will be converted by nitrate reductase into chlorite, a toxic compound. It seems likely that in wild plants chlorate and chlorite are accumulated in the vacuole via the AtCLC-a protein. In the coca-1 mutant plants, the absence of the AtCLC-a protein causes an accumulation of chlorate and chlorite in the cytoplasm, hence the observed hypersensitivity.

Les Inventeurs ont maintenant constaté que l'inactivation du gène AtCLC-e codant pour le canal chlore AtCLC-e provoquait une sous-accumulation du nitrate chez les plantes mutantes. Ainsi, chez un mutant d'Arabidopsis dénommé clé-1, dans lequel le gène AtCLC-e a été inactivé par l'insertion d'ADN-T, on observe une sous-accumulation de  The inventors have now found that the inactivation of the AtCLC-e gene coding for the AtCLC-e chlorine channel causes an under-accumulation of nitrate in the mutant plants. Thus, in a mutant of Arabidopsis called key-1, in which the AtCLC-e gene was inactivated by the insertion of T-DNA, an under-accumulation of

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nitrate d'environ 56% par rapport aux plantes sauvages. Ce mutant présente également un taux de malate 1,5 fois supérieur à celui des plantes sauvages, et une plus grande sensibilité à l'acide salicylique. En revanche, au niveau de la morphologie des organes floraux et végétatifs, ainsi qu'au niveau du développement, son phénotype n'apparaît pas différent de celui des plantes sauvages. En outre, contrairement au mutant clca-l, il ne présente pas d'hypersensibilité au chlorate.  nitrate of about 56% compared to wild plants. This mutant also has a malate rate 1.5 times higher than that of wild plants, and a greater sensitivity to salicylic acid. On the other hand, at the level of the morphology of the floral and vegetative organs, as well as at the level of the development, its phenotype does not appear different from that of the wild plants. In addition, unlike the clca-1 mutant, it does not show hypersensitivity to chlorate.

Le canal AtCLC-e est codé par une seule copie du gène AtCLC-e localisée sur le chromosome IV. Il se compose de 6 exons. L'ADNc d'AtCLC-e. référencé dans la présente invention par la séquence SEQ ID NO : 1 est composé d'une région 5'non traduite de 30 paires de bases, suivie d'une phase ouverte de lecture de 2127 pb codant une protéine de 709 acides aminés ayant une masse moléculaire calculée de 75,4 kDa. La séquence de cette protéine est représentée dans la liste de séquences en annexe sous le numéro SEQ ID NO : 4. La région 3'non traduite est composée de 360 pb et aucun signal potentiel de polyadénylation n'a été trouvé dans cette région.  The AtCLC-e channel is encoded by a single copy of the AtCLC-e gene located on chromosome IV. It consists of 6 exons. AtCLC-e cDNA. Referenced in the present invention by the sequence SEQ ID NO: 1 is composed of a 5 'untranslated region of 30 base pairs, followed by an open reading phase of 2127 bp encoding a 709 amino acid protein having a mass calculated molecular weight of 75.4 kDa. The sequence of this protein is represented in the attached sequence listing under the number SEQ ID NO: 4. The 3 'untranslated region is composed of 360 bp and no potential polyadenylation signal has been found in this region.

Les Inventeurs ont en outre étudié la localisation subcellulaire du canal AtCLC-e, et ont mis en évidence un adressage chloroplastique de cette protéine.  The inventors have furthermore studied the subcellular localization of the AtCLC-e channel, and have demonstrated a chloroplast addressing of this protein.

La présente invention a pour objet un procédé pour diminuer l'accumulation du nitrate dans une plante, caractérisé en ce que l'on inhibe un canal chlore chloroplastique, et en particulier le canal CLC-e, de ladite plante.  The present invention relates to a method for reducing the accumulation of nitrate in a plant, characterized in that a chloroplast chlorine channel, and in particular the CLC-e channel, of said plant is inhibited.

On définit ici comme canal CLC-e , non seulement la protéine AtCLC-e codée par le gène AtCLC-e d'Arabidopsis thaliana mais également tout canal chlore chloroplastique codé par un gène homologue d'une autre

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plante. Des gènes homologues d'AtCLC-e peuvent être identifiés et clonés, selon des méthodes classiques, à partir de banques d'ADNc ou d'ADN gnomique de la plante souhaitée, à l'aide d'oligonucléotides choisis à partir de la séquence d'ADNc GenBank AF 366367, qui est également représentée dans Here, the CLC-e channel is defined not only the AtCLC-e protein encoded by the AtCLC-e gene of Arabidopsis thaliana but also any chloroplast chlorine channel encoded by a homologous gene of another.
Figure img00060001

plant. Homologous genes of AtCLC-e can be identified and cloned, according to standard methods, from cDNA or genomic DNA libraries of the desired plant, using oligonucleotides selected from the sequence of GenBank AF 366367 cDNA, which is also shown in

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la liste de séquences en annexe sous le numéro SEQ ID NO : 1, ou de la portion codante de cette séquence d'ADNc, représentée dans la liste de séquences en annexe sous le numéro SEQ ID NO : 2.  the list of sequences in the appendix under the number SEQ ID NO: 1, or the coding portion of this cDNA sequence, represented in the attached sequence listing under the number SEQ ID NO: 2.

Il sera également possible de récupérer des gènes homologues des gènes AtCLC-e dans les banques EST ou dans les banques génomiques des plantes d'intérêts, les oligonucléotides correspondant pourront être utilisés.  It will also be possible to recover genes homologous to the AtCLC-e genes in the EST libraries or in the genomic libraries of the plants of interest, the corresponding oligonucleotides may be used.

On choisira de préférence des oligonucléotides spécifiques d'AtCLC-e, qui peuvent facilement être identifiés en comparant la séquence de ce gène avec les séquences des gènes codant les autres canaux CLC d'Arabidopsis thaliana, également disponibles sur les bases de données de séquence.  AtCLC-e-specific oligonucleotides, which can easily be identified by comparing the sequence of this gene with the sequences of the genes encoding the other Arabidopsis thaliana CLC channels, also available on the sequence databases, will preferably be selected.

La fonction du gène cloné à partir de la plante choisie pourra être contrôlée par complémentation d'un mutant

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d'Arabidopsis thaliana dans lequel le gène AtCLC-e est inactivé, par exemple en vérifiant que l'expression du gène cloné dans ce mutant restaure l'accumulation du nitrate. The function of the gene cloned from the chosen plant can be controlled by complementation of a mutant
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of Arabidopsis thaliana in which the AtCLC-e gene is inactivated, for example by verifying that the expression of the gene cloned in this mutant restores the accumulation of nitrate.

Par inhibition du canal CLC-e , on entend toute altération de ce canal pouvant aller d'une simple diminution de son activité jusqu'à l'inactivation totale.  By inhibition of the CLC-e channel is meant any alteration of this channel which may range from a simple decrease in its activity to total inactivation.

Cette inhibition peut être obtenue de différentes manières, par exemple : - par mutation du gène CLC-e ; cette mutation peut être une délétion de tout ou partie du gène, une insertion d'une séquence exogène (ce qui inclut le remplacement de la séquence du gène sauvage par un gène muté), une mutation ponctuelle, ou une combinaison de ces différentes mutations. Selon l'étendue et la localisation des portions du gène concernées, on peut aboutir à l'inactivation totale du gène, à une diminution du niveau d'expression de la protéine CLC-e (si la mutation est localisée au niveau des séquences de contrôle de l'expression), ou à la production d'un canal CLC-e inactif ou à activité réduite, par exemple du fait d'une mutation touchant une région transmembranaire, ou la séquence d'adressage vers le chloroplaste.  This inhibition can be obtained in various ways, for example: by mutation of the CLC-e gene; this mutation may be a deletion of all or part of the gene, an insertion of an exogenous sequence (which includes the replacement of the wild-type gene sequence with a mutated gene), a point mutation, or a combination of these different mutations. Depending on the extent and location of the portions of the gene involved, the total inactivation of the gene may be reduced to a level of expression of the CLC-e protein (if the mutation is localized at the level of the control sequences). expression), or to the production of an inactive or reduced activity CLC-e channel, for example due to a transmembrane region-mediated mutation, or the chloroplast targeting sequence.

- par inhibition de la transcription ou de la traduction du gène CLC-e, conduisant à la diminution de la  by inhibition of the transcription or translation of the CLC-e gene, leading to the decrease of the

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quantité de protéine synthétisée, ou à l'absence de synthèse de la protéine.  amount of protein synthesized, or lack of protein synthesis.

- par inhibition de l'activité de la protéine CLC-e, par exemple par un effecteur chimique absorbé par la plante.  by inhibiting the activity of the CLC-e protein, for example by a chemical effector absorbed by the plant.

La mutation du gène CLC-e peut être effectuée par différentes méthodes connues en elles-mêmes de l'homme du métier ; on peut par exemple effectuer une mutagenèse dirigée, en mettant en oeuvre des techniques classiques, telles que les techniques de recombinaison homologue, pour cibler la portion du gène CLC-e que l'on souhaite inactiver.  The mutation of the CLC-e gene can be carried out by various methods known in themselves to those skilled in the art; for example, site-directed mutagenesis can be carried out using conventional techniques, such as homologous recombination techniques, to target the portion of the CLC-e gene that is to be inactivated.

Avantageusement, on pourra-également utiliser des méthodes comprenant une étape de mutagenèse aléatoire, par exemple par insertion d'ADN-T, et une étape de criblage ciblé permettant la détection des mutants du gène CLC-e. D'autres techniques de mutagenèse aléatoire et de criblage utilisables pour la mise en oeuvre de la présente invention sont par exemple décrites par LI et al. (Plant J., 27,235-242, 2001), ou par McCALLUM et al. (Nature Biotech., 18,455-457, 2000). Advantageously, it will also be possible to use methods comprising a step of random mutagenesis, for example by insertion of T-DNA, and a targeted screening step allowing the detection of mutants of the CLC-e gene. Other random mutagenesis and screening techniques that can be used for the implementation of the present invention are for example described by LI et al. (Plant J., 27, 235-242, 2001), or by McCALLUM et al. (Nature Biotech., 18, 455-457, 2000).

La mutagenèse du gène CLC-e permet notamment d'obtenir des plantes exprimant un canal inactif, par exemple du fait d'une altération ou d'une délétion de la séquence d'adressage vers le chloroplaste.  Mutagenesis of the CLC-e gene makes it possible in particular to obtain plants expressing an inactive channel, for example because of an alteration or deletion of the chloroplast targeting sequence.

L'inhibition de la transcription ou de la traduction du gène CLC-e peut être obtenue par des techniques classiques, par exemple par co-suppression, ou suppression antisens, à l'aide de constructions d'ADN recombinant produisant dans les cellules des transcrits sens ou antisens dérivés de l'ADNc de la protéine CLC-e. Des techniques utilisables sont par exemple décrites dans l'article de revue de MATZKE et al. (Curr. Opin. Genet. Dev., 11 (2), 221-227, 2001) ainsi que dans les publications qui y sont référencées.  Inhibition of transcription or translation of the CLC-e gene can be achieved by conventional techniques, for example by co-suppression or antisense suppression, using recombinant DNA constructs producing transcripts in the cells. meaning or antisense derived from the cLC of the protein CLC-e. Useful techniques are described, for example, in the review article by MATZKE et al. (Curr Opin Genet Dev, 11 (2), 221-227, 2001) and the publications referenced therein.

La mutation du gène CLC-e ou l'inhibition de sa transcription ou de sa traduction, peuvent être mises en oeuvre, conformément à l'invention, en utilisant des polynucléotides dérivés de la séquence dudit gène. La présente invention a en conséquence pour objet l'utilisation d'au moins un polynucléotide comprenant tout ou partie de la  The mutation of the CLC-e gene or the inhibition of its transcription or translation can be implemented, according to the invention, by using polynucleotides derived from the sequence of said gene. The subject of the present invention is therefore the use of at least one polynucleotide comprising all or part of the

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séquence d'un gène CLC-e, ou de son complémentaire, pour diminuer l'accumulation du nitrate dans une plante.  sequence of a CLC-e gene, or its complement, to decrease the accumulation of nitrate in a plant.

Avantageusement, on utilisera un polynucléotide comprenant tout ou partie de la séquence de l'ADNc d'un canal CLC-e, ou de son complémentaire, ou au moins un polynucléotide représentant un fragment d'au moins 20, de préférence au moins 50, et de manière tout à fait préférée au moins 100 bases consécutives de ladite séquence.  Advantageously, a polynucleotide comprising all or part of the sequence of the cDNA of a CLC-e channel, or its complement, or at least one polynucleotide representing a fragment of at least 20, preferably at least 50, will be used. and most preferably at least 100 consecutive bases of said sequence.

On peut également utiliser, pour la mise en oeuvre de la présente invention, des polynucléotides dont la séquence n'est pas complètement identique à ou complémentaire de celle du gène CLC-e de ladite plante ou d'un fragment de celui-ci. Dans ce cas, on choisira de préférence des polynucléotides possédant au moins 80%, avantageusement au moins 90%, et de manière tout à fait préférée au moins 95% d'identité avec le polynucléotide SEQ ID NO : 1, SEQ ID NO : 2, ou SEQ ID NO : 3, ou avec le fragment souhaité de celui ci, ou leurs complémentaires.  It is also possible to use, for the implementation of the present invention, polynucleotides whose sequence is not completely identical to or complementary to that of the CLC-e gene of said plant or of a fragment thereof. In this case, polynucleotides having at least 80%, advantageously at least 90%, and most preferably at least 95% identity with the polynucleotide SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2 will preferably be selected. , or SEQ ID NO: 3, or with the desired fragment thereof, or their complementary.

La taille dudit polynucléotide sera choisie en fonction de l'utilisation envisagée. Par exemple, pour le criblage de mutants du gène CLC-e, on peut utiliser des polynucléotides à partir de 20 bases. Pour la suppression antisens, on préférera des polynucléotides plus longs, comprenant généralement au moins 50, et de préférence au moins 100 bases, afin de permettre une hybridation stable avec l'ARNm de CLC-e.  The size of said polynucleotide will be chosen according to the intended use. For example, for screening mutants of the CLC-e gene, polynucleotides can be used from 20 bases. For antisense suppression, longer polynucleotides, generally comprising at least 50, and preferably at least 100 bases, will be preferred in order to allow stable hybridization with CLC-e mRNA.

On peut notamment utiliser, pour la mise en oeuvre de la présente invention, les polynucléotides de séquence SEQ ID NO : 1, SEQ ID NO : 2, ou SEQ ID NO : 3, ou leurs fragments, ainsi que les polynucléotides possédant au moins 70%, de préférence au moins 80%, avantageusement au moins 90%, et de manière tout à fait préférée au moins 95% d'identité avec le polynucléotide SEQ ID NO : 1, SEQ ID NO : 2, ou SEQ ID NO : 3, ou avec le fragment souhaité de celui-ci.  It is particularly possible to use, for the implementation of the present invention, polynucleotides of sequence SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2, or SEQ ID NO: 3, or their fragments, as well as polynucleotides having at least 70 %, preferably at least 80%, advantageously at least 90%, and most preferably at least 95% identity with the polynucleotide SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2, or SEQ ID NO: 3 , or with the desired fragment thereof.

De même, on peut utiliser, dans le cadre de la mise en oeuvre de la présente invention, les polynucléotides de séquence SEQ ID NO : 1, SEQ ID NO : 2, ou SEQ ID NO : 3, ou leurs fragments, pour obtenir l'inhibition du canal CLC-e  Similarly, polynucleotides of sequence SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2, or SEQ ID NO: 3, or fragments thereof, may be used in the practice of the present invention to obtain the inhibition of the CLC-e channel

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chez des plantes d'autres espèces qu'Arabidopsis thaliana, afin de diminuer l'accumulation du nitrate chez lesdites plantes.  in plants other than Arabidopsis thaliana, in order to reduce the accumulation of nitrate in said plants.

La présente invention a plus particulièrement pour objet un procédé d'obtention d'une plante sousaccumulant le nitrate, caractérisé en ce qu'il comprend : - la transformation d'une cellule hôte végétale avec au moins une copie d'un polynucléotide choisi parmi : a) les polynucléotides de séquence SEQ ID NO : 1, SEQ ID NO : 2, ou SEQ ID NO : 3, ou leurs fragments d'au moins 50, de préférence au moins 100 bases ; ou bien b) les polynucléotides dont la séquence possède au moins 70%, de préférence au moins 80%, avantageusement au moins 90%, et de manière tout à fait préférée au moins 95% d'identité avec l'un des polynucléotides a) ci-dessus ; - la régénération d'une plante entière à partir de la cellule hôte obtenue à l'étape précédente.  The present invention more particularly relates to a method for obtaining a plant subaccumulating nitrate, characterized in that it comprises: - the transformation of a plant host cell with at least one copy of a polynucleotide chosen from: a) polynucleotides of sequence SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2, or SEQ ID NO: 3, or their fragments of at least 50, preferably at least 100 bases; or b) polynucleotides whose sequence has at least 70%, preferably at least 80%, advantageously at least 90%, and most preferably at least 95% identity with one of the polynucleotides a) above; the regeneration of an entire plant from the host cell obtained in the previous step.

Pour la mise en oeuvre de la présente invention, le polynucléotide utilisé est inséré, dans l'orientation sens, ou dans l'orientation antisens, selon la stratégie choisie, dans une cassette d'expression, sous contrôle transcriptionnel d'un promoteur approprié. Avantageusement ladite cassette d'expression comprend également un terminateur de transcription.  For the implementation of the present invention, the polynucleotide used is inserted, in the sense orientation, or in the antisense orientation, according to the chosen strategy, into an expression cassette, under transcriptional control of a suitable promoter. Advantageously, said expression cassette also comprises a transcription terminator.

L'invention englobe également les cassettes d'expression ainsi obtenues.  The invention also encompasses the thus obtained expression cassettes.

Parmi les promoteurs de transcription pouvant être utilisés, on peut citer notamment les promoteurs constitutifs, les promoteurs inductibles, ainsi que les promoteurs tissu-spécifiques.  Among the transcription promoters that may be used, mention may be made in particular of constitutive promoters, inducible promoters, as well as tissue-specific promoters.

Un promoteur constitutif permet une expression forte du transcrit dans l'ensemble des tissus de la plante régénérée et sera actif dans la plupart des conditions environnementales, et dans l'ensemble des étapes de transformations et de différentiations cellulaires.  A constitutive promoter allows strong expression of the transcript in all tissues of the regenerated plant and will be active in most environmental conditions, and in all stages of cellular transformations and differentiations.

Par exemple, des promoteurs constitutifs fréquemment utilisés sont :  For example, constitutive promoters frequently used are:

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- le promoteur 35S, ou avantageusement le promoteur double 35S (pd35S) du CaMV, - le promoteur de l'actine.  the 35S promoter, or advantageously the 35S double promoter (pd35S) of CaMV, the actin promoter.

Alternativement, il peut être intéressant d'utiliser un promoteur de transcription inductible capable d'être contrôlée par les conditions environnementales ou le stade de développement comme par exemple les promoteurs phénylalanine ammonia-lyase (PAL), de chitinases, de la nopaline synthase (nos) ou du gène vspB (US 5 670 349). A titre d'exemples non limitatifs, on citera notamment les promoteurs figurant sur la liste présentée dans le tableau 3 du brevet US 5 670 349.  Alternatively, it may be advantageous to use an inducible transcription promoter capable of being controlled by the environmental conditions or the stage of development, such as, for example, phenylalanine ammonia-lyase (PAL) promoters, chitinases, nopaline synthase (nos. ) or the vspB gene (US 5,670,349). By way of nonlimiting examples, mention may be made in particular of the promoters appearing on the list presented in Table 3 of US Pat. No. 5,670,349.

Une autre catégorie de promoteurs pouvant avantageusement être utilisée pour réaliser le procédé objet de l'invention regroupe les promoteurs tissu-spécifiques ; par exemple, il peut s'agir des promoteurs de gènes s'exprimant spécifiquement dans les feuilles, tels que par exemple le promoteur du gène de la sous-unité de la RUBISCO codée par le génome nucléaire.  Another category of promoters that can advantageously be used to carry out the process that is the subject of the invention groups tissue-specific promoters; for example, they may be promoters of genes expressing themselves specifically in the leaves, such as, for example, the promoter of the subunit gene of RUBISCO encoded by the nuclear genome.

Le terminateur de transcription est placé à l'extrémité 3'de la séquence à transcrire. Il peut provenir du même gène que la séquence promotrice ou d'un gène différent.  The transcription terminator is placed at the end 3 'of the sequence to be transcribed. It can come from the same gene as the promoter sequence or from a different gene.

Parmi les terminateurs de transcription pouvant être utilisés, on peut citer par exemple : - le terminateur polyA 35S du virus de la mosaïque du chou-fleur (CaMV), ou - le terminateur polyA NOS, qui correspond à la région en 3'non-codante du gène de la nopaline synthase du plasmide Ti d'Agrobacterium tumefaciens souche à nopaline.  Among the transcription terminators that may be used, there may be mentioned, for example: the polyA 35S terminator of cauliflower mosaic virus (CaMV), or the polyA NOS terminator, which corresponds to the 3'-nonsense region. coding of the nopaline synthase gene of the Ti plasmid of Agrobacterium tumefaciens nopaline strain.

De préférence, ladite cassette d'expression comprend également un marqueur de sélection permettant de sélectionner les cellules végétales transformées. De nombreux marqueurs de sélection sont connus de l'homme du métier ; on citera en particulier ceux qui confèrent une résistance à une ou plusieurs toxines, comme par exemple une résistance à des antibiotiques comme l'ampicilline, la spectinomycine, la  Preferably, said expression cassette also comprises a selection marker for selecting the transformed plant cells. Many selection markers are known to those skilled in the art; those which confer resistance to one or more toxins, for example resistance to antibiotics such as ampicillin, spectinomycin,

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kanamycine, ou des résistances à des herbicides tels que le BASTA'
La transformation des cellules végétales peut être contrôlée par d'autres techniques bien connues de l'homme du métier comme les Southern, Northern et Western blots.
kanamycin, or resistance to herbicides such as BASTA '
Transformation of plant cells can be controlled by other techniques well known to those skilled in the art such as Southern, Northern and Western blots.

A titre d'exemple, une cassette d'expression conforme à l'invention peut comprendre : - le promoteur fort constitutif 35S de la mosaïque du chou-fleur, un polynucléotide sens codant le canal anionique AtCLC-e de séquence SEQ ID NO : 1 ou un polynucléotide antisens correspondant au brin complémentaire de l'ARNm transcrit à partir de la séquence codant le canal anionique AtCLC-e et référencé dans la présente invention par la séquence SEQ ID NO : 2 - le terminateur Nos correspondant à la région en 3'non-codante du gène de la nopaline synthase du plasmide Ti d'Agrobacterium tumefaciens souche à nopaline.  By way of example, an expression cassette according to the invention may comprise: the strong constitutive 35S promoter of the cauliflower mosaic, a sense polynucleotide encoding the AtCLC-e anionic channel of sequence SEQ ID NO: 1 or an antisense polynucleotide corresponding to the complementary strand of the mRNA transcribed from the sequence coding for the anionic channel AtCLC-e and referenced in the present invention by the sequence SEQ ID NO: 2 - the terminator Nos corresponding to the 3 'region non-coding of the nopaline synthase gene of the Agrobacterium tumefaciens Ti plasmid nopaline strain.

Pour transformer la cellule-hôte, on peut introduire la cassette d'expression dans un vecteur d'expression adapté pour transformer les cellules végétales.  To transform the host cell, the expression cassette can be introduced into an expression vector adapted to transform the plant cells.

Les vecteurs d'expression ainsi obtenus font également partie de l'objet de l'invention. The expression vectors thus obtained are also part of the subject of the invention.

A titre d'exemple non-limitatif de vecteurs utilisables pour l'obtention de vecteurs d'expression conformes à l'invention, on citera les vecteurs binaires, bien connus de l'homme du métier.  As a non-limiting example of vectors that can be used to obtain expression vectors in accordance with the invention, mention may be made of the binary vectors, which are well known to those skilled in the art.

La transformation peut ainsi être effectuée par l'intermédiaire d'un hôte bactérien tel qu'Agrobacterium tumefaciens, ou encore Agrobacterium rhizogenes.  The transformation can thus be carried out via a bacterial host such as Agrobacterium tumefaciens or Agrobacterium rhizogenes.

De manière préférentielle, la transformation des cellules végétales est réalisée par le transfert de la région T du plasmide circulaire extrachromosomique inducteur de tumeurs Ti d'Agrobacterium tumefaciens, en utilisant un système binaire. Pour ce faire, deux vecteurs sont construits. Dans un de ces vecteurs, la région d'ADN-T a été éliminée par délétion, à l'exception des bords droit et  Preferentially, the transformation of the plant cells is carried out by the transfer of the T region of the Agrobacterium tumefaciens Ti tumor-inducing extrachromosomal circular plasmid, using a binary system. To do this, two vectors are built. In one of these vectors, the T-DNA region was deleted except for the right and

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gauche, un gène marqueur étant inséré entre eux pour permettre la sélection dans les cellules de plantes. L'autre partenaire du système binaire est un plasmide Ti auxiliaire, plasmide modifié qui n'a plus d'ADN-T mais contient toujours les gènes de virulence vir nécessaires à la transformation de la cellule végétale. Ce plasmide est maintenu dans Agrobacterium.  left, a marker gene being inserted between them to allow selection in plant cells. The other partner of the binary system is an auxiliary Ti plasmid, a modified plasmid that no longer has T-DNA but still contains the virulence vir genes required for the transformation of the plant cell. This plasmid is maintained in Agrobacterium.

D'autres méthodes de transformation utilisables sont par exemple : - la transformation de protoplastes végétaux, notamment après incubation de ces derniers dans une solution de polyéthylèneglycol en-présence de cations divalents (Ca 2+) ; - la transformation par électroporation ; - la transformation par utilisation d'un canon à particules permettant la projection, à très grande vitesse, de particules métalliques recouvertes des séquences d'ADN d'intérêt, délivrant ainsi les séquences à l'intérieur du noyau cellulaire ; - la transformation par micro-injection cytoplasmique ou nucléaire.  Other transformation methods which can be used are, for example: the transformation of plant protoplasts, in particular after incubation of the latter in a solution of polyethylene glycol in the presence of divalent cations (Ca 2+); - transformation by electroporation; transforming using a particle gun that allows the projection, at a very high speed, of metal particles covered with the DNA sequences of interest, thus delivering the sequences inside the cell nucleus; the transformation by cytoplasmic or nuclear microinjection.

Les cellules transformées par les constructions objets de la présente invention sont ensuite sélectionnées par exemple sur la base de leur résistance aux antibiotiques, notamment la résistance à la kanamycine. Les cellules transgéniques sont ensuite cultivées, de manière classique, sur un milieu approprié permettant la régénération de plantes entières.  The cells transformed by the constructs that are the subject of the present invention are then selected for example on the basis of their resistance to antibiotics, especially kanamycin resistance. The transgenic cells are then cultured, conventionally, on a suitable medium for the regeneration of whole plants.

Le principe de régénération in vitro à partir de cellules végétales est bien connu de l'homme de métier. Les plantes sont régénérées à partir de cals obtenus après culture de cellules d'anthères, de grains de pollen, d'embryons ou de protoplastes. Les cellules sont cultivées sur des milieux nutritifs gélosés adaptés à chaque type cellulaire en conditions stériles dans des boîtes de Pétri ou des tubes de cultures en chambre climatique dans des conditions environnementales favorables (température et luminosité adaptées).  The principle of in vitro regeneration from plant cells is well known to those skilled in the art. The plants are regenerated from callus obtained after culture of anther cells, pollen grains, embryos or protoplasts. The cells are cultured on nutrient agar media adapted to each cell type under sterile conditions in petri dishes or culture tubes in a climatic chamber under favorable environmental conditions (adapted temperature and brightness).

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Dans le cas des protoplastes, la paroi cellulaire peut se reformer sous l'effet de conditions osmotiques appropriées. Dans le cas de graines ou d'embryons, un milieu favorable à la germination ou à l'initiation de cals est employé. Pour les explants, le milieu employé doit permettre la régénération. Après repiquage, les vitroplants sont transplantés en serre.  In the case of protoplasts, the cell wall can reform under the effect of appropriate osmotic conditions. In the case of seeds or embryos, a favorable medium for germination or callus initiation is employed. For explants, the medium used must allow regeneration. After transplanting, vitroplants are transplanted into a greenhouse.

L'invention englobe également les cellules hôte, notamment les cellules végétales ainsi que les végétaux transformés par des constructions d'ADN recombinant définies ci-dessus.  The invention also encompasses host cells, especially plant cells as well as plants transformed with recombinant DNA constructs defined above.

La présente invention a également pour objet toute plante sous-accumulant le nitrate, susceptible d'être obtenue par inhibition du canal chloroplastique CLC-e conformément à l'invention.  The subject of the present invention is also any nitrate-substituting plant capable of being obtained by inhibition of the CLC-e chloroplast channel in accordance with the invention.

Bien entendu, ceci englobe les descendants, obtenus par semis ou par multiplication végétative, des plantes directement obtenues par le procédé de l'invention.  Of course, this includes the descendants, obtained by sowing or by vegetative propagation, of the plants directly obtained by the process of the invention.

Par plante sous-accumulant le nitrate on définit ici toute plante chez laquelle le taux de nitrate mesuré dans les plantules ou dans les feuilles est inférieur au taux moyen de nitrates mesuré dans les plantules ou dans les feuilles des plantes de type sauvage de la même espèce, cultivées dans les mêmes conditions. Avantageusement, le taux de nitrate dans les plantules ou dans les feuilles d'une plante conforme à l'invention est au moins inférieur de 20%, de préférence au moins inférieur de 40%, et de manière tout à fait préférée au moins inférieur de 50% au taux moyen de nitrates des plantes de type sauvage de la même espèce.  By plant under-accumulating nitrate is defined here any plant in which the rate of nitrate measured in the seedlings or in the leaves is lower than the average rate of nitrates measured in the seedlings or leaves of wild-type plants of the same species , grown under the same conditions. Advantageously, the nitrate level in the plantlets or in the leaves of a plant according to the invention is at least 20% less, preferably at least 40% less, and quite preferably at least less than 40%. 50% at the average rate of nitrates of wild-type plants of the same species.

Pour la détermination du taux de nitrate, l'homme du métier pourra utiliser le moyen de mesure du nitrate qu'il jugera opportun. A titre indicatif, les inventeurs ont mesuré le taux de nitrate dans les plantules par électrophorèse capillaire (Waters), technique séparative permettant de doser précisément les anions dans des échantillons de faible volume. L'électrophorèse capillaire mesure le taux de rétention des anions sur le tampon chromate. Les temps de rétention et les surfaces des pics sont convertis en  For the determination of the nitrate level, the skilled person may use the nitrate measuring means he deems appropriate. As an indication, the inventors measured the nitrate level in the seedlings by capillary electrophoresis (Waters), a separation technique that accurately assays the anions in small volume samples. Capillary electrophoresis measures the retention rate of anions on the chromate buffer. Retention times and peak areas are converted to

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concentration par rapport à une courbe étalon. Une autre technique permettant d'effectuer un dosage colorimétrique des teneurs en nitrate est basée sur la réduction enzymatique du nitrate en nitrite (BARTHES et al., Plant Physiol. Biochem., 33,173-183, 1995).  concentration against a standard curve. Another technique for performing a colorimetric assay of nitrate levels is based on the enzymatic reduction of nitrate to nitrite (BARTHES et al., Plant Physiol Biochem., 33, 173-183, 1995).

De manière préférée, des plantes sous-accumulant le nitrate conformes à l'invention appartiennent à des espèces consommées dans l'alimentation humaine ou animale. Ces espèces peuvent appartenir à différentes familles, telle que les crucifères, les solanacées, les chenopodiacées, les composées, les cucurbitacées, les rosacées, des ombellifères, etc.  Preferably, nitrate-substituting plants in accordance with the invention belong to species consumed in human or animal nutrition. These species may belong to different families, such as crucifers, solanaceae, chenopodiaceae, compounds, cucurbits, rosaceae, umbelliferae, etc.

L'invention comprend également les cellules et tissus végétaux, ainsi que les organes ou parties de plantes, y compris feuilles, tiges, racines, fleurs, fruits, et/ou graines avec une teneur réduite en nitrate, obtenues à partir d'une plante conforme à l'invention.  The invention also includes plant cells and tissues, as well as organs or parts of plants, including leaves, stems, roots, flowers, fruits, and / or seeds with a reduced nitrate content, obtained from a plant according to the invention.

La présente invention sera mieux comprise à l'aide du complément de description qui va suivre, qui se réfère à des exemples non-limitatifs illustrant la production et la caractérisation de plantes transgéniques exprimant une séquence codant pour un canal CLC-e, en orientation sens ou antisens.  The present invention will be better understood with the aid of the additional description which follows, which refers to non-limiting examples illustrating the production and characterization of transgenic plants expressing a coding sequence for a CLC-e channel, in sense orientation. or antisense.

EXEMPLE 1 : TRANSFORMATION DES PLANTES PAR AGROBACTERIUM TUMEFACIENS 1 Les plasmides d'expression
Un vecteur binaire pSR3 a été utilisé pour produire des plantes transgéniques. Les plantes transgéniques surexprimant des constructions d'AtCLC-e en orientation sens et antisens sous le contrôle du promoteur 35S du virus de la mosaïque du chou-fleur, ont été produites avec le plasmide

Figure img00150001

pSR3. D'autres plasmides ont été utilisés pour les expériences de complémentation du mutant clce-1. EXAMPLE 1 TRANSFORMATION OF PLANTS BY AGROBACTERIUM TUMEFACIENS 1 Expression Plasmids
A binary vector pSR3 was used to produce transgenic plants. Transgenic plants overexpressing AtCLC-e constructs in sense and antisense orientation under the control of the 35S promoter of cauliflower mosaic virus, were produced with the plasmid
Figure img00150001

PSR3. Other plasmids were used for complementation experiments of the clce-1 mutant.

Le plasmide pSR3 contient le gène de résistance à l'ampicilline pour la sélection en Escherichia coli, à la spectinomycine pour la sélection des agrobactéries et à la  The plasmid pSR3 contains the ampicillin resistance gene for selection in Escherichia coli, spectinomycin for the selection of Agrobacteria and the

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kanamycine pour la sélection des plantes transformées. Ce plasmide est représenté sur la Figure 1.  kanamycin for the selection of transformed plants. This plasmid is shown in FIG.

2. Transformation par électroporation des agrobactéries a. Préparation des agrobactéries électro-compétentes
Deux fioles erlenmeyer contenant 300 ml de LB

Figure img00160001

avec antibiotiques (SAMBROOK et al., Molecular Cloning, A laboratory manual, 2nd edition : New York, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989) sont inoculées avec 200 jul d'une préculture saturée et sont mises en agitation à 30 C jusqu'à atteindre une DO à 600 nm de 0,5 à 0,6 (16 h à 18 h). Les étapes suivantes sont réalisées à 4 C en conditions semistériles. Les bactéries sont refroidies pendant 15 à 30 min sur la glace, puis récoltées grâce à une centrifugation de 15 min à 4000 rpm (Sorval, rotor JA10) à 4 C. Le culot est repris par 250 ml d'eau 1 mM Hepes. Le culot obtenu après une centrifugation de 10 min à 5000 rpm (rotor JA-10) à 4 C, est repris dans 25 ml d'eau Hepes 1 mM. Le mélange est centrifugé 10 min à 7000 rpm (JA-20) puis repris dans 25 ml d'eau Hepes 1 mM, puis à nouveau centrifugé dans les mêmes conditions et repris par 25 ml de glycérol 10%, puis par 500 jul de glycérol 10%. La suspension de bactéries est ensuite séparée en fractions aliquotes de 40 ul et conservées à-80 C. b. Electroporation des agrobactéries
Figure img00160002

40 u. l de bactéries compétentes, préparées comme décrit ci-dessus, sont mis à décongeler sur la glace. Après ajout de 60 ptl de glycérol 10% et de quelques dizaines de ng de plasmide à transférer, elles sont transvasées dans une cuve à électroporation refroidie et électroporées dans les conditions suivantes : 2500 V, 40 F, 192 Q. Rapidement 900 pal de milieu SOC (SAMBROOK et al., 1989, publication précitée) sont ajoutés aux bactéries électroporées, qui sont incubées lh30 à 30 C avec agitation, puis étalées sur milieu YEP contenant les antibiotiques de sélection. 2. Transformation by electroporation of Agrobacteria a. Preparation of electro-competent agrobacteria
Two Erlenmeyer flasks containing 300 ml of LB
Figure img00160001

with antibiotics (SAMBROOK et al., Molecular Cloning, A laboratory manual, 2nd edition: New York, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989) are inoculated with 200 μl of a saturated preculture and are stirred at 30 ° C. reach an OD at 600 nm from 0.5 to 0.6 (16 h to 18 h). The following steps are carried out at 4 C under semi-sterile conditions. The bacteria are cooled for 15 to 30 min on ice, then harvested by centrifugation for 15 minutes at 4000 rpm (Sorval, rotor JA10) at 4 C. The pellet is taken up in 250 ml of water 1 mM Hepes. The pellet obtained after centrifugation for 10 min at 5000 rpm (rotor JA-10) at 4 ° C. is taken up in 25 ml of 1 mM Hepes water. The mixture is centrifuged for 10 min at 7000 rpm (JA-20) and then taken up in 25 ml of 1 mM Hepes water, then again centrifuged under the same conditions and taken up in 25 ml of 10% glycerol, then with 500 μl of glycerol. 10%. The bacterial suspension is then separated into 40 μl aliquots and stored at -80 ° C. Electroporation of Agrobacteria
Figure img00160002

40 u. 1 of competent bacteria, prepared as described above, are defrosted on ice. After addition of 60 μl of 10% glycerol and a few tens of ng of plasmid to be transferred, they are transferred to a cooled electroporation cell and electroporated under the following conditions: 2500 V, 40 F, 192 Q. Rapidly 900 μl of medium SOC (SAMBROOK et al., 1989, publication cited above) are added to the electroporated bacteria, which are incubated for 30 minutes at 30 ° C. with stirring, then spread on YEP medium containing the selection antibiotics.

3. Transformation des plantes d'Arabidopsis
200 ml de milieu YEP contenant des antibiotiques sont inoculés avec 2 ml d'une préculture effectuée à partir
3. Transformation of Arabidopsis plants
200 ml of YEP medium containing antibiotics are inoculated with 2 ml of a pre-culture made from

<Desc/Clms Page number 17><Desc / Clms Page number 17>

d'une colonie isolée d'agrobactéries contenant le plasmide d'intérêt, puis mis en agitation pendant 48 h à 300C jusqu'à ce que la suspension atteigne une DO de 0,8 à 1 à 260 nm. Les bactéries sont récoltées après une centrifugation de 10 min à 5000 rpm (JA14) à température ambiante. Le culot est repris délicatement dans 300 ml de saccharose 1%, puis transféré dans un pot magenta, dans lequel sont ajoutés 150 gl de Si. lwet L-77 (Lehle seeds), un détergent qui va permettre de préparer les tissus végétaux à la transformation. Les plantes d'Arabidopsis d'écotype Columbia d'environ un mois, au stade boutons floraux (environ 30 plantes par transformation), sont incubées 2 min dans la solution précédente sans faire le vide. Les plantes transformées sont ensuite placées sous cloche, couchées pour la nuit. Le lendemain, les plantes sont à nouveau placées en position verticale, puis les plantes sont mises à la serre afin de produire des graines à partir desquelles seront sélectionnés les tranformants primaires.  an isolated colony of agrobacteria containing the plasmid of interest, then stirred for 48 h at 300C until the suspension reaches an OD of 0.8 to 1 at 260 nm. The bacteria are harvested after centrifugation for 10 min at 5000 rpm (JA14) at room temperature. The pellet is gently taken up in 300 ml of 1% sucrose, then transferred to a magenta pot, in which 150 g of Si. Lwet L-77 (Lehle seeds), a detergent which will make it possible to prepare the plant tissues for transformation. The Arabidopsis plants of ecotype Columbia about one month, at the stage flower buds (about 30 plants per transformation), are incubated 2 min in the previous solution without evacuating. The transformed plants are then placed under a bell, lying down for the night. The next day, the plants are again placed upright, then the plants are put in the greenhouse to produce seeds from which will be selected the primary transformers.

EXEMPLE 2 : TRANSFORMATION PAR BOMBARDEMENT 1 Fixation de l'ADN aux billes d'or
Pour chaque construction plasmidique contenant la séquence sens ou antisens AtCLC-e, trois bombardements sont réalisés. Le transfert de l'ADN dans les cellules de feuille se fait à l'aide de particules d'or. Les billes d'or (Biorad, 1,6 ju. m) préparées comme indiqué par le fournisseur, sont passées au vortex pendant 10 min. La fixation de l'ADN sur les billes est réalisée de la manière suivante : à 25 l de billes d'or (60 mg/ml) sont ajoutés, tout en agitant au vortex, 2,5 l de plasmides d'intérêt (1 g/l) préparés à l'aide du kit Qiagen (QIAprep Spin Miniprep), 25 JLL de CaCl2 2,5 M et 10 fJ. l de spermidine 0,1 M. Le mélange est ensuite soumis au vortex pendant 3 min puis les billes sont rassemblées dans un culot grâce à une incubation d'l min et une centrifugation de 2 s à vitesse maximale dans une centrifugeuse de paillasse. Le culot de billes est lavé avec 70 ul d'éthanol 70%, puis avec 70 l d'éthanol absolu, puis repris en tapotant à l'aide du doigt sur le tube et en agitant avec un vortex à faible vitesse dans 60 p. l d'éthanol
EXAMPLE 2 BOMBARDMENT TRANSFORMATION 1 Fixation of the DNA to the gold beads
For each plasmid construct containing the AtCLC-e sense or antisense sequence, three bombardments are made. The transfer of DNA into the leaf cells is done with gold particles. The gold beads (Biorad, 1.6 μm) prepared as specified by the supplier are vortexed for 10 minutes. Fixation of the DNA on the beads is carried out as follows: to 25 l of gold beads (60 mg / ml) are added, while vortexing, 2.5 l of plasmids of interest (1 g / l) prepared using the Qiagen Kit (QIAprep Spin Miniprep), 25 μL of 2.5M CaCl 2 and 10 μM. The mixture is then vortexed for 3 minutes and then the beads are pelleted by incubation for 1 minute and centrifugation for 2 seconds at maximum speed in a benchtop centrifuge. The pellet of the beads is washed with 70 μl of 70% ethanol and then with 70 μl of absolute ethanol, then resumed by tapping with the finger on the tube and stirring with a vortex at a low speed in 60%. ethanol

<Desc/Clms Page number 18> <Desc / Clms Page number 18>

Figure img00180001

absolu. Pour chaque bombardement, 20 l de la solution de billes, associées à l'ADN sont déposés sur des macrocarriers (Bio-Rad) et mis à sécher avant bombardement.
Figure img00180001

absolute. For each bombardment, 20 l of the solution of beads, associated with the DNA are deposited on macrocarriers (Bio-Rad) and dried before bombardment.

2. Bombardement
Les bombardements sont effectués avec un appareil PSD-1000/He (Bio-Rad) en utilisant les paramètres suivants : vide 28 inches Hg, distance de bombardement 6 cm, pression d'hélium 1350 psi. Les feuilles utilisées sont issues de plantules d'Arabidopsis (écotype Columbia) âgées d'environ un mois et cultivées in vitro sur milieu ABIS solide dans des bcites de Pétri (8 cm de diamètre) positionnées horizontalement. Juste avant le bombardement, les feuilles sont prélevées par incision au niveau du pétiole et sont transférées, faces adaxiales vers le haut, au centre d'une nouvelle boîte d'ABIS solide (milieu laissé séché deux

Figure img00180002

2 jours), sur une surface d'environ 2 cm2. Les pétioles sont enfoncés dans la gélose. 2. Bombing
The bombardments are carried out with a PSD-1000 / He (Bio-Rad) device using the following parameters: vacuum 28 inches Hg, bombardment distance 6 cm, helium pressure 1350 psi. The leaves used are from Arabidopsis seedlings (Columbia ecotype) about one month old and grown in vitro on solid ABIS medium in Petri dishes (8 cm in diameter) positioned horizontally. Just before the bombardment, the leaves are removed by incision at the petiole and are transferred, adaxial faces upward, to the center of a new box of solid ABIS (medium left dried two
Figure img00180002

2 days), on an area of about 2 cm2. The petioles are embedded in the agar.

Composition du milieu ABIS

Figure img00180003
Composition of the ABIS medium
Figure img00180003

<tb>
<tb> Composition
<tb> Concentration <SEP> finale
<tb> Macroéléments
<tb> K2HPO43H2O <SEP> + <SEP> KH2PO4 <SEP> 2,5 <SEP> mM <SEP> ; <SEP> pH <SEP> 6
<tb> KNO3 <SEP> 5mM
<tb> MgS047H20 <SEP> 2 <SEP> mM
<tb> Ca <SEP> (N03) <SEP> 2H20 <SEP> 1 <SEP> mM
<tb> FeEDTA <SEP> 50 <SEP> ism
<tb> Microéléments <SEP> (Murashige <SEP> et <SEP> Skoog, <SEP> 1962)
<tb> H3BO3 <SEP> 100 <SEP> pM
<tb> KI <SEP> 5pM
<tb> MnS044H20 <SEP> 100 <SEP> pM
<tb> ZnS04 <SEP> 7H2O <SEP> 30 <SEP> ! <SEP> -lM
<tb> Na2MoO4 <SEP> 5H20 <SEP> 1 <SEP> pM
<tb> CuSO4 <SEP> 5H2O <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> PM
<tb> CoCI26H2O <SEP> 0,1 <SEP> (JM
<tb> MES <SEP> 1 <SEP> mM
<tb> Saccharose <SEP> 10 <SEP> g/L
<tb> Bacto <SEP> agar7 <SEP> g/L
<tb> PH <SEP> ajusté <SEP> à <SEP> 6,1 <SEP> avec <SEP> du <SEP> KOH <SEP> 0,5M <SEP> avant <SEP> autoclavage
<tb>
EXEMPLE 3 : SELECTION DE PLANTES TRANSGENIQUES
Les transformants primaires hémizygotes ont été sélectionnés parmi les graines produites par les plantes transformées (TO) sur kanamycine (100 mg/l) pour les constructions réalisées dans le plasmide pSR3. Le plasmide pFP101 contient la GFP sous le contrôle du promoteur spécifique de la graine, les transformants primaires
<Tb>
<tb> Composition
<tb> Concentration <SEP> final
<tb> Macroelements
<tb> K2HPO43H2O <SEP> + <SEP> KH2PO4 <SEP> 2.5 <SEP> mM <SEP>;<SEP> pH <SEP> 6
<tb> KNO3 <SEP> 5mM
<tb> MgS047H20 <SEP> 2 <SEP> mM
<tb> Ca <SEP> (N03) <SEP> 2H20 <SEP> 1 <SEP> mM
<tb> FeEDTA <SEP> 50 <SEP> ism
<tb> Microelements <SEP> (Murashige <SEP> and <SEP> Skoog, <SEP> 1962)
<tb> H3BO3 <SEP> 100 <SEP> pM
<tb> KI <SEP> 5pM
<tb> MnS044H20 <SEP> 100 <SEP> pM
<tb> ZnS04 <SEP> 7H2O <SEP> 30 <SEP>! <SEP> -lM
<tb> Na2MoO4 <SEP> 5H20 <SEP> 1 <SEP> pM
<tb> CuSO4 <SEP> 5H2O <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> PM
<tb> CoCI26H2O <SEP> 0.1 <SEP> (JM
<tb> MES <SEP> 1 <SEP> mM
<tb> Sucrose <SEP> 10 <SEP> g / L
<tb> Bacto <SEP> agar7 <SEP> g / L
<tb> PH <SEP> adjusted <SEP> to <SEP> 6.1 <SEP> with <SEP> of <SEP> KOH <SEP> 0.5M <SEP> before <SEP> autoclaving
<Tb>
EXAMPLE 3: SELECTION OF TRANSGENIC PLANTS
The hemizygous primary transformants were selected from kanamycin (100 mg / l) transformed plant (TO) seeds for constructs made in plasmid pSR3. Plasmid pFP101 contains GFP under the control of the seed-specific promoter, primary transformants

<Desc/Clms Page number 19><Desc / Clms Page number 19>

correspondant aux graines fluorescentes ont été sélectionnés sous la loupe binoculaire à épifluorescence. Pour chaque construction, le tableau 1 récapitule les différentes étapes de sélection qui ont été réalisées afin d'isoler des plantes transgéniques homozygotes et simple copie, ainsi que le nombre de plantes sélectionnées à chaque génération.  corresponding to the fluorescent seeds were selected under the binocular epifluorescence microscope. For each construction, Table 1 summarizes the different selection steps that were performed to isolate homozygous and single copy transgenic plants, as well as the number of plants selected for each generation.

Pour chaque transformation, plusieurs transformants primaires (graines Tl) ont été sélectionnés et mis en culture à la serre pour autofécondation. Parmi les plantes hémizygotes sélectionnées en Tl, celles dont la descendance (graines T2) présentait une ségrégation sur kanamycine (75% résistantes-à la Kanamycine, 25% sensibles à la kanamycine) ont été sélectionnées. Pour chaque plante Tl sélectionnée, 10 plantes T2 ont été mises à la serre, autofécondées afin d'obtenir les graines T3 et de sélectionner les plantes T2 homozygotes pour l'insertion porteuses de graines T3 toutes résistantes à la kanamycine.  For each transformation, several primary transformants (Tl seeds) were selected and cultured in the greenhouse for selfing. Among the hemizygous plants selected in T1, those whose progeny (T2 seeds) were segregated on kanamycin (75% resistant to Kanamycin, 25% sensitive to kanamycin) were selected. For each Tl plant selected, 10 T2 plants were greenhouse-grown, self-fertilized to obtain T3 seeds and to select homozygous T2 plants for insertion carrying kanamycin resistant T3 seeds.

Pour chaque plante homozygote, cinq plantes ont été mises à la serre, afin de produire un stock de graines pour les analyses phénotypiques. Il est important de sélectionner plusieurs plantes pour chaque construction car notamment en fonction du lieu d'intégration du transgène dans le génome celui-ci pourra être plus ou moins bien exprimé. For each homozygous plant, five plants were put in the greenhouse to produce a seed stock for phenotypic analyzes. It is important to select several plants for each construction because in particular depending on the place of integration of the transgene in the genome it may be more or less well expressed.

Pour la transformation contrôle réalisée avec le plasmide pSR3, nous avons sélectionné 4 plantes T3 indépendantes homozygotes pour l'insertion (Tableau I).  For the control transformation carried out with the plasmid pSR3, we selected 4 independent T3 plants homozygous for insertion (Table I).

En ce qui concerne les plantes transformées par la construction pSR3AtCLCe-S pour produire des plantes transgéniques surexprimant AtCLC-e en orientation sens et par la construction pSR3AtCLC-eAS pour produire des plantes transgéniques surexprimant une forme antisens d'AtCLC-e, nous avons respectivement sélectionné 7 et 5 plantes T3 homozygotes indépendantes Le bilan de cette sélection est illustré par le Tableau I.  With respect to plants transformed with the pSR3AtCLCe-S construct to produce transgenic plants overexpressing AtCLC-e in the sense orientation and by the pSR3AtCLC-eAS construct to produce transgenic plants overexpressing an antisense form of AtCLC-e, we respectively have selected 7 and 5 independent homozygous T3 plants The balance of this selection is shown in Table I.

Les plantes homozygotes ne comportant qu'une copie du transgène sont sélectionnées grâce au gène marqueur de résistance à la kanamycine. m : allèle mutant, contenant une insertion, + : allèle sauvage. Les boîtes grises  Homozygous plants with only one copy of the transgene are selected by the kanamycin resistance marker gene. m: mutant allele, containing an insertion, +: wild allele. Gray boxes

<Desc/Clms Page number 20><Desc / Clms Page number 20>

correspondent aux plantes sélectionnées à chaque étape. Kana5 sensible à la kanamycine, Kanar : résistant à la kanamycine.  correspond to the plants selected at each stage. Kanamycin-sensitive Kana5, Kanar: Kanamycin-resistant.

<Desc/Clms Page number 21> <Desc / Clms Page number 21>

Figure img00210001
Figure img00210001

<tb>
<tb>
<Tb>
<Tb>

Construction <SEP> pSR3 <SEP> pSR3AtCLC-eS <SEP> pSR3AtCLC-eAS
<tb> (contrôle)
<tb> Sélection <SEP> parmi <SEP> iesgrainesït <SEP> des
<tb> transformants <SEP> primaires <SEP> résistants <SEP> à <SEP> la <SEP> 37/10000 <SEP> 51/6000 <SEP> 19/6000
<tb> kanamycine
<tb> Taux <SEP> detransformation <SEP> 0,37% <SEP> 0,85% <SEP> 0,32%
<tb> Sélection <SEP> des <SEP> plantes <SEP> T1 <SEP> dont <SEP> la
<tb> 5/37 <SEP> 9/51 <SEP> 10/19
<tb> descendance <SEP> (T2) <SEP> montre <SEP> une <SEP> ségrégation <SEP> (54, <SEP> 71, <SEP> 72, <SEP> 75, <SEP> 81) <SEP> (9, <SEP> 19, <SEP> 23, <SEP> 31, <SEP> 34, <SEP> 39, <SEP> 41, <SEP> 46,47) <SEP> (2,3, <SEP> 7,9, <SEP> 10, <SEP> 15, <SEP> 17, <SEP> 18, <SEP> 19,
<tb> sur <SEP> kanamycine: <SEP> 3/4 <SEP> Karf, <SEP> 1/4 <SEP> Kans <SEP> 20)
<tb> Transfert <SEP> à <SEP> la <SEP> serre <SEP> de <SEP> 10 <SEP> plantes <SEP> TZ <SEP> résistantes <SEP> à <SEP> la <SEP> kanamycine <SEP> par <SEP> plane <SEP> T1 <SEP> sélectionnée
<tb> Sélection <SEP> ection <SEP> des <SEP> plantesT2 <SEP> dont <SEP> la <SEP> 5 <SEP> plantes <SEP> retenues <SEP> 8 <SEP> plantes <SEP> retenues <SEP> 5 <SEP> plantes <SEP> retenues
<tb> descendance <SEP> (T3) <SEP> montre <SEP> 100% <SEP> de <SEP> indépendantes <SEP> indépendantes <SEP> indépendantes
<tb> résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> kanamycine, <SEP> donc <SEP> 54-10, <SEP> 71-7, <SEP> 19-8, <SEP> 31-4,34-5, <SEP> 2-2, <SEP> 3-7
<tb> homozygotes <SEP> pour <SEP> l'insertion <SEP> 72-3,75-5 <SEP> 39-1, <SEP> 41-9, <SEP> 7-6,9-6
<tb> 81-2 <SEP> 46-6,46-10, <SEP> 47-4 <SEP> 19-4
<tb> Transfert <SEP> à <SEP> la <SEP> serre <SEP> de <SEP> 5 <SEP> plantes <SEP> T3 <SEP> par <SEP> plante <SEP> T2 <SEP> sélectionnée
<tb> Production <SEP> de <SEP> graines <SEP> 4 <SEP> plantes <SEP> indépendantes <SEP> 7 <SEP> plantes <SEP> indépendantes <SEP> 5 <SEP> plantes
<tb> Analyse <SEP> moléculaire <SEP> et <SEP> phénotypique <SEP> 54-10-5, <SEP> 71-7-2, <SEP> 19-8-4, <SEP> 31-4-2, <SEP> 34-5-2, <SEP> indépendantes
<tb> sur <SEP> la <SEP> descendance <SEP> (T4) <SEP> d'une <SEP> plante <SEP> 75-5-2 <SEP> 81-2-5 <SEP> 39-1-5, <SEP> 41-9-2,46-10-4, <SEP> 2-2-5, <SEP> 3-7-1, <SEP> 7-6-3,
<tb> T3 <SEP> sur <SEP> les <SEP> 5 <SEP> mises <SEP> à <SEP> la <SEP> serre <SEP> 47-4-4 <SEP> 9-6-3, <SEP> 19-4-3
<tb> Homozygotes <SEP> pour <SEP> l'insertion
<tb>
AtCLC-e en

Figure img00210002

Tableau 1.
Figure img00210003
Construction <SEP> pSR3 <SEP> pSR3AtCLC-eS <SEP> pSR3AtCLC-eAS
<tb> (control)
<tb> Selection <SEP> among <SEP> iesgrainesït <SEP> of
<tb> resistant <SEP> primary <SEP> transformants <SEP> to <SEP><SEP> 37/10000 <SEP> 51/6000 <SEP> 19/6000
<tb> kanamycin
<tb> Rate <SEP> Detransformation <SEP> 0.37% <SEP> 0.85% <SEP> 0.32%
<tb> Selection <SEP> of <SEP> plants <SEP> T1 <SEP> of which <SEP> la
<tb> 5/37 <SEP> 9/51 <SEP> 10/19
<tb> progeny <SEP> (T2) <SEP> shows <SEP> a <SEP> segregation <SEP> (54, <SEP> 71, <SEP> 72, <SEP> 75, <SEP> 81) <SEP > (9, <SEP> 19, <SEP> 23, <SEP> 31, <SEP> 34, <SEP> 39, <SEP> 41, <SEP> 46.47) <SEP> (2,3, <SEP> 7.9, <SEP> 10, <SEP> 15, <SEP> 17, <SEP> 18, <SEP> 19,
<tb> on <SEP> kanamycin: <SEP> 3/4 <SEP> Karf, <SEP> 1/4 <SEP> Kans <SEP> 20)
<tb> Transfer <SEP> to <SEP><SEP> greenhouse <SEP> from <SEP> 10 <SEP> plants <SEP> TZ <SEP> resistant <SEP> to <SEP><SEP> kanamycin <SEP > by <SEP> plane <SEP> T1 <SEP> selected
<tb> Selection <SEP> ection <SEP> of <SEP> plantsT2 <SEP> of which <SEP><SEP> 5 <SEP> plants <SEP> retained <SEP> 8 <SEP> plants <SEP> retained <SEP > 5 <SEP> plants <SEP> retained
<tb> progeny <SEP> (T3) <SEP> shows <SEP> 100% <SEP> of independent <SEP> independent <SEP> independent <SEP>
<tb> resistance <SEP> to <SEP><SEP> kanamycin, <SEP> therefore <SEP> 54-10, <SEP> 71-7, <SEP> 19-8, <SEP> 31-4,34 -5, <SEP> 2-2, <SEP> 3-7
<tb> homozygous <SEP> for <SEP> insertion <SEP> 72-3,75-5 <SEP> 39-1, <SEP> 41-9, <SEP> 7-6,9-6
<tb> 81-2 <SEP> 46-6.46-10, <SEP> 47-4 <SEP> 19-4
<tb> Transfer <SEP> to <SEP><SEP> greenhouse <SEP> from <SEP> 5 <SEP> plants <SEP> T3 <SEP> with <SEP> plant <SEP> T2 <SEP> selected
<tb> Production <SEP> of <SEP> seeds <SEP> 4 <SEP> plants <SEP> independent <SEP> 7 <SEP> plants <SEP> independent <SEP> 5 <SEP> plants
<tb>SEP> molecular <SEP> and <SEP> phenotypic analysis <SEP> 54-10-5, <SEP> 71-7-2, <SEP> 19-8-4, <SEP> 31-4- 2, <SEP> 34-5-2, <SEP> independent
<tb> on <SEP> the <SEP> progeny <SEP> (T4) <SEP> of a <SEP> plant <SEP> 75-5-2 <SEP> 81-2-5 <SEP> 39-1 -5, <SEP> 41-9-2.46-10-4, <SEP> 2-2-5, <SEP> 3-7-1, <SEP> 7-6-3,
<tb> T3 <SEP> on <SEP><SEP> 5 <SEP> set <SEP> to <SEP> on <SEP> within <SEP> 47-4-4 <SEP> 9-6-3, <SEP> 19-4-3
<tb> Homozygotes <SEP> for <SEP> insertion
<Tb>
AtCLC-e
Figure img00210002

Table 1.
Figure img00210003

Génotype n1"1+ 1 Autofécondation , S' ! p !'. ; ! t.'..-. i.'.. Genotype n1 "1+ 1 Self-fertilization, S '! P!'.

25% +/+ I Autofécondation 50% m/+ 25% m/m 25% +/+ ou . OQm Autofécondation qc'm'ynn 25% + / + I Self-fertilization 50% m / + 25% m / m 25% + / + or. OQm Self-fertilization qc'm'ynn

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EXEMPLE 4 : COMPLEMENTATION DE LA MUTATION clce
Afin de démontrer la liaison entre le phénotype mutant et l'insertion de l'ADN-T dans le gène AtCLC-e, la complémentation des plantes homozygotes mutantes clce-l ayant subi deux back-cross à l'aide d'une construction exprimant l'ADNc d'AtCLC-e sous le contrôle du promoteur fort 35S du virus de la mosaïque du chou-fleur a été effectuée. Des agrobactéries ASE recombinantes ont été obtenues par électroporation et ont été utilisées pour la transformation d'environ 30 plantes mutantes clce-1 au stade boutons floraux selon la technique de transformation basée sur l'utilisation du Silwet comme détergent. Des plantes contrôles ont été produites suite à la transformation de plantules homozygotes mutantes clé-2 avec des agrobactéries contenant le plasmide vide.
EXAMPLE 4: COMPLEMENTATION OF THE MUTATION clce
In order to demonstrate the binding between the mutant phenotype and the insertion of the T-DNA into the AtCLC-e gene, the complementation of mutant homozygous clce-1 plants that have undergone two backcrosses using a construct expressing AtCLC-e cDNA under the control of the strong 35S promoter of cauliflower mosaic virus was performed. Recombinant ASE agrobacteria were obtained by electroporation and were used for transformation of about 30 clc-1 mutant plants at the flower bud stage according to the transformation technique based on the use of Silwet as a detergent. Control plants were produced following the transformation of mutant key-2 homozygous seedlings with agrobacteria containing the empty plasmid.

EXEMPLE 5 : ANALYSE PHENOTYPIQUES DES TRANSFORMANTS 1. Dosage des anions internes de plantules par éléctrophorèse capillaire
100 mg de plantules entières de 14 jours cultivées in vitro sur milieu ABIS ou une masse équivalente de racines et de parties aériennes séparément sont récoltés dans un tube eppendorf (1,5 ml), broyés avec un piston et dilués au 1/10 avec de l'eau. Les échantillons sont ensuite congelés, décongelés et agités au vortex. Cette étape est effectuée trois fois, puis les échantillons sont centrifugés, le surnageant est filtré puis dilué 10 fois. Le dosage de différents anions inorganiques et organiques est effectué par électrophorèse capillaire (Waters), une technique séparative permettant un dosage précis des anions dans des échantillons de faible volume. La solution à doser est injectée à l'extrémité d'un capillaire de grande taille (60 cm) mais de faible diamètre (60 um) en utilisant la force de gravité pour effectuer un"siphonage". Les paramètres de hauteur et de durée sont constants et permettent d'injecter un volume de solution toujours identique. Une tension de 20000 Volts est ensuite imposée à travers le capillaire, provoquant la
EXAMPLE 5: PHENOTYPIC ANALYSIS OF TRANSFORMANTS 1. Assay of internal anions of seedlings by capillary electrophoresis
100 mg of 14-day whole seedlings grown in vitro on ABIS medium or an equivalent mass of roots and aerial parts separately are harvested in an eppendorf tube (1.5 ml), ground with a plunger and diluted 1/10 with the water. The samples are then frozen, thawed and vortexed. This step is carried out three times, then the samples are centrifuged, the supernatant is filtered and then diluted 10 times. Assay of different inorganic and organic anions is performed by capillary electrophoresis (Waters), a separation technique that allows accurate anion determination in low volume samples. The solution to be dosed is injected at the end of a large (60 cm) but small diameter (60 μm) capillary using the force of gravity to "siphon". The parameters of height and duration are constant and make it possible to inject a volume of solution always identical. A voltage of 20000 Volts is then imposed through the capillary, causing the

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migration des charges selon leur signe dans un sens ou dans l'autre. Les anions migrent à travers un tampon spécial composé de chromate (4,6 mM), absorbant la lumière à 254 nm, et d'OFM (Osmotique Flow Inverser) qui est un agent tensioactif cationique. La force de migration des ions liée à leur charge, est contrecarrée par la présence dans le capillaire

Figure img00230001

d'un flux en sens opposé nommé' d'un flux en sens opposé nommé flux électroosmotique (FEO) dû aux charges négatives tapissant la paroi interne du capillaire de verre. L'OFM, fortement positif, permet de neutraliser ces charges et d'inverser ainsi le sens du flux électroosmotique, ce qui accélère de façon considérable la vitesse de migration des anions sans modifier la qualité de la séparation. La mesure proprement dite s'effectue à l'autre extrémité du capillaire. On enregistre la diminution d'absorption du chromate lors du passage des anions devant la fenêtre de lecture. Le temps de rétention et l'ordre de passage de chacun des ions sont bien caractérisés. Une gamme étalon permet de transformer les surfaces des pics en concentrations. L'anion bromure est utilisé comme étalon temporel. migration of the charges according to their sign in one direction or the other. The anions migrate through a special buffer composed of chromate (4.6 mM), absorbing light at 254 nm, and OFM (Osmotic Flow Invert) which is a cationic surfactant. The migration force of the ions linked to their charge is counteracted by the presence in the capillary
Figure img00230001

a flow in the opposite direction named 'a flow in opposite direction called electroosmotic flow (FEO) due to negative charges lining the inner wall of the glass capillary. The OFM, which is strongly positive, neutralizes these charges and thus reverses the direction of the electroosmotic flow, which considerably speeds up the migration speed of the anions without modifying the quality of the separation. The measurement itself is carried out at the other end of the capillary. The decrease in chromate absorption is recorded when the anions pass in front of the read window. The retention time and the order of passage of each of the ions are well characterized. A standard range makes it possible to transform peak areas into concentrations. The bromide anion is used as a time standard.

2. Dosage colorimétrique rapide du nitrate interne de plantules par réduction enzymatique
La technique de dosage du nitrate par réduction enzymatique selon (BATHES et al., 1995, publication précitée) permet un dosage colorimétrique simple et rapide. Les plantules sont préparées comme pour les dosages par

Figure img00230002

électrophorèse capillaire et à 15 ul de solution à doser sont ajoutés 100 ul d'une solution contenant la nitrate réductase (0, 15 U/ml ; Aspergillus/Bonringer) et un mélange d'EDTA 0,84 mM, de K2HP04+KH2P04 83,7 mM, pH 7,4 et de NADPH 0,28 mM. Le mélange est incubé à 37 C pendant 30 minutes, temps au cours duquel le nitrate est réduit en nitrite. La réaction est arrêtée avec 10 ul d'une solution 1,5 M ZnS04. 2. Rapid Colorimetric Assay of Internal Nitrate of Plantlets by Enzymatic Reduction
The nitrate assay technique by enzymatic reduction according to (BATHES et al., 1995, publication cited above) allows a simple and rapid colorimetric assay. The seedlings are prepared as for the dosages by
Figure img00230002

Capillary electrophoresis and 15 μl of the solution to be determined are added 100 μl of a solution containing nitrate reductase (0.15 U / ml, Aspergillus / Bonringer) and a mixture of 0.84 mM EDTA, K 2 HPO 4 + KH 2 PO 4. , 7 mM, pH 7.4 and 0.28 mM NADPH. The mixture is incubated at 37 ° C. for 30 minutes, during which time the nitrate is reduced to nitrite. The reaction is stopped with 10 μl of a 1.5M ZnSO4 solution.

Le dosage colorimétrique du nitrite est réalisé par l'ajout de 200 pi de solution DC (sulfanylamide 0,5% ; HCL 0,75 N ; N-naphyl-ethylène-diamine-dichlorohydrate 0,01%). Après The colorimetric determination of the nitrite is carried out by the addition of 200 μl of DC solution (0.5% sulfanylamide, 0.75 N HCl, 0.01% N-naphthyl ethylene diamine dichlorohydrate). After

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5 minutes, la coloration rose proportionnelle à la concentration de nitrite peut être lue à une DO de 550 nm.  5 minutes, the pink color proportional to the nitrite concentration can be read at an OD of 550 nm.

Une courbe de référence à laquelle on se réfère pour le dosage de chaque échantillon est réalisée en mesurant la DO pour des concentrations de nitrate connues. Ces réactions sont effectuées dans des plaques Elisa pour une lecture plus facile au spectrophotométre. Les résultats sont généralement ramenés au poids de matière fraîche.A reference curve referred to for the determination of each sample is made by measuring the OD for known nitrate concentrations. These reactions are carried out in Elisa plates for easier reading by spectrophotometer. The results are usually based on the weight of fresh material.

Claims (12)

REVENDICATIONS 1) Procédé pour diminuer l'accumulation du nitrate dans une plante, caractérisé en ce que l'on inhibe le canal chlore chloroplastique CLC-e de ladite plante. 1) Process for reducing the accumulation of nitrate in a plant, characterized in that the CLC-e chloroplast chlorine channel of said plant is inhibited. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'inhibition du canal CLC-e est obtenue par une méthode choisie parmi la mutation du gène CLC-e, l'inhibition de la transcription ou de la traduction dudit gène, ou l'inhibition de l'activité de la protéine CLC-e.  2) Process according to claim 1, characterized in that the inhibition of the CLC-e channel is obtained by a method chosen from the mutation of the CLC-e gene, the inhibition of the transcription or translation of said gene, or the inhibition of the activity of the CLC-e protein. 3) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'inhibition du canal CLC-e est obtenue par l'expression dans ladite plante d'au moins un polynucléotide choisi parmi : a) les polynucléotides comprenant tout ou partie de la séquence d'un gène CLC-e, ou de son complémentaire ; b) les polynucléotides possédant au moins 70% d'identité avec un polynucléotide défini en a) ci-dessus.  3) Process according to claim 2, characterized in that the inhibition of the CLC-e channel is obtained by the expression in said plant of at least one polynucleotide chosen from: a) polynucleotides comprising all or part of the sequence of a CLC-e gene, or its complement; b) polynucleotides having at least 70% identity with a polynucleotide defined in a) above. 4) Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce que le polynucléotide comprenant tout ou partie de la séquence d'un gène CLC-e est choisi parmi les polynucléotides de séquence SEQ ID NO : 1, SEQ ID NO : 2, ou SEQ ID NO : 3, et leurs fragments d'au moins 20 bases consécutives.  4) Process according to claim 3 characterized in that the polynucleotide comprising all or part of the sequence of a CLC-e gene is chosen from polynucleotides of sequence SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2, or SEQ ID NO : 3, and their fragments of at least 20 consecutive bases. 5) Procédé d'obtention d'une plante sousaccumulant le nitrate, caractérisé en ce qu'il comprend : - la transformation d'une cellule hôte végétale avec au moins une copie d'un polynucléotide tel que défini dans une quelconque des revendications 3 ou 4 ; - la régénération d'une plante entière à partir de la cellule hôte obtenue à l'étape précédente.  5) Process for obtaining a plant subaccumulating nitrate, characterized in that it comprises: the transformation of a plant host cell with at least one copy of a polynucleotide as defined in any one of claims 3 or 5; 4; the regeneration of an entire plant from the host cell obtained in the previous step. 6) Utilisation d'un polynucléotide tel que défini dans une quelconque des revendications 3 ou 4 pour diminuer l'accumulation du nitrate dans une plante.  6) Use of a polynucleotide as defined in any one of claims 3 or 4 to reduce the accumulation of nitrate in a plant. 7) Cassette d'expression comprenant un polynucléotide tel que défini dans une quelconque des revendications 3 ou 4 sous contrôle transcriptionnel d'un promoteur approprié.  7) An expression cassette comprising a polynucleotide as defined in any one of claims 3 or 4 under transcriptional control of a suitable promoter. <Desc/Clms Page number 26> <Desc / Clms Page number 26> 8) Vecteur d'acide nucléique comprenant une cassette d'expression selon la revendication 7.  8. Nucleic acid vector comprising an expression cassette according to claim 7. 9) Cellule végétale transformée par une cassette d'expression selon la revendication 7.  9) Plant cell transformed by an expression cassette according to claim 7. 10) Plante sous accumulant le nitrate, susceptible d'être obtenue par un procédé selon une quelconque des revendications 1 à 5.  Nitrate accumulating plant obtainable by a process according to any one of claims 1 to 5. 11) Plante selon la revendication 10, caractérisée en ce que le taux de nitrate dans les plantules ou dans les feuilles de ladite plante est au moins inférieur de 20% au taux moyen de nitrates des plantes de type sauvage de la même espèce.  11) A plant according to claim 10, characterized in that the nitrate level in the seedlings or in the leaves of said plant is at least 20% lower than the average rate of nitrates of wild-type plants of the same species. 12) Plante selon une quelconque des revendications 10 ou 11, caractérisée en ce qu'elle appartient à une famille choisie parmi les crucifères, les solanacées, les chenopodiacées, les composées, les cucurbitacées, les rosacées, et les ombellifères. 12) Plant according to any one of claims 10 or 11, characterized in that it belongs to a family chosen from crucifers, solanaceae, chenopodiaceae, compounds, cucurbitaceae, rosaceae, and umbelliferae.
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