CZ289623B6 - Způsob zlepąení rezistence rostliny k houbovým chorobám, chimérní gen, vektor a transformovaná rostlina - Google Patents

Způsob zlepąení rezistence rostliny k houbovým chorobám, chimérní gen, vektor a transformovaná rostlina Download PDF

Info

Publication number
CZ289623B6
CZ289623B6 CS19923369A CS336992A CZ289623B6 CZ 289623 B6 CZ289623 B6 CZ 289623B6 CS 19923369 A CS19923369 A CS 19923369A CS 336992 A CS336992 A CS 336992A CZ 289623 B6 CZ289623 B6 CZ 289623B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
plant
diseases caused
chimeric gene
vector
protein
Prior art date
Application number
CS19923369A
Other languages
English (en)
Inventor
Georges Freyssinet
Alain Sailland
Original Assignee
Rhone-Poulenc Agrochimie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rhone-Poulenc Agrochimie filed Critical Rhone-Poulenc Agrochimie
Publication of CZ336992A3 publication Critical patent/CZ336992A3/cs
Publication of CZ289623B6 publication Critical patent/CZ289623B6/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • C12N15/52Genes encoding for enzymes or proenzymes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N63/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing microorganisms, viruses, microbial fungi, animals or substances produced by, or obtained from, microorganisms, viruses, microbial fungi or animals, e.g. enzymes or fermentates
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N63/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing microorganisms, viruses, microbial fungi, animals or substances produced by, or obtained from, microorganisms, viruses, microbial fungi or animals, e.g. enzymes or fermentates
    • A01N63/50Isolated enzymes; Isolated proteins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8261Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
    • C12N15/8271Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance
    • C12N15/8279Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance for biotic stress resistance, pathogen resistance, disease resistance
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8261Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
    • C12N15/8271Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance
    • C12N15/8279Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance for biotic stress resistance, pathogen resistance, disease resistance
    • C12N15/8282Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance for biotic stress resistance, pathogen resistance, disease resistance for fungal resistance
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/0004Oxidoreductases (1.)
    • C12N9/0008Oxidoreductases (1.) acting on the aldehyde or oxo group of donors (1.2)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y102/00Oxidoreductases acting on the aldehyde or oxo group of donors (1.2)
    • C12Y102/03Oxidoreductases acting on the aldehyde or oxo group of donors (1.2) with oxygen as acceptor (1.2.3)
    • C12Y102/03004Oxalate oxidase (1.2.3.4)

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Medicines Containing Plant Substances (AREA)
  • Networks Using Active Elements (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

Popisuje se zp sob zlep en rezistence rostliny k houbov²m chorob m zp soben²m houbami produkuj c mi kyselinu avelovou, zejm na chorob m zp soben²m Sclerotinia sp., p°i kter m se v t to rostlin exprimuje protein vykazuj c oxal t-oxid zovou aktivitu. Popisuje se t chim rn gen pro zlep en rezistence rostliny k houbov²m chorob m zp soben²m houbami produkuj c mi kyselinu avelovou, zejm na chorob m zp soben²m Sclerotinia sp., kter² jako k duj c sekvenci obsahuje sekvenci DNA k duj c protein vykazuj c oxal t-oxid zovou aktivitu, d le vektor pro transformov n rostlin, kter² obsahuje tento chim rn gen, transformovan rostlinn bu ka, kter obsahuje tento vektor, a rostlina z n z skan .\

Description

Oblast techniky
Vynález se týká chimémích genů pro zlepšení rezistence rostliny k houbovým chorobám způsobeným houbami produkujícími kyselinu šťavelovou, které jako kódující sekvenci obsahují sekvenci DNA kódující protein vykazující oxalát-oxidázovou aktivitu, a jejich použití k transformaci rostlin s cílem zlepšení rezistence rostlin k houbovým chorobám způsobeným houbami produkujícími kyselinu šťavelovou, zejména Sclerotinia sp.
Dosavadní stav techniky
Sklerotinióza je významná houbová choroba, která napadá množství dvouděložných rostlin. Činitel způsobující tuto chorobu, Sclerotinia sclerotiorum, je polyfágní houba, která vykazuje malou hostitelskou specificitu.
Houba může napadat rostlinu buď přímo na úrovni stonku, nebo na úrovni listů a poté se rozšířit na stonek, nebo na úrovni vzrostlého vrcholu. V prvních dvou případech rostlina vadne z důvodu poruchy v zásobování živinami. V posledním případě vadnou květy. Všechny případy pak poškozují sklizeň.
Houba produkuje lytické enzymy, které degradují buněčnou stěnu infikované rostliny a podporují její rozvoj v rostlině. Tyto enzymy hrají důležitou roli v patogenitě, ale nejsou postačující. Houba produkuje také kyselinu šťavelovou (Godov a kol., 1990), která způsobuje snížení pH v infikovaných tkáních a podporuje hydrolýzu buněčné stěny lytickými enzymy. Redukce tvorby kyseliny šťavelové nebo degradace této kyseliny šťavelové umožňuje zpomalení nebo dokonce inhibici rozvoje houby.
Podstata vynálezu
Vynález popisuje způsob zlepšení rezistence rostliny k houbovým chorobám způsobeným houbami produkujícími kyselinu šťavelovou, zejména chorobám, způsobeným Sclerotinia sp., při kterém se v této rostlině exprimuje protein vykazující oxalát-oxidázovou aktivitu. Tímto proteinem je výhodně germin, zejména pšeničný germin. Vynález též popisuje chimérní gen pro zlepšení rezistence rostliny k houbovým chorobám způsobeným houbami produkujícími kyselinu šťavelovou, zejména chorobám způsobeným Sclerotinia sp., který jako kódující sekvenci obsahuje sekvenci DNA kódující protein vykazující oxalát-oxidázovou aktivitu (tedy oxalátoxidázu).
Vynález je založen na tom, že pro vyvinutí „nos“-rezistentní rostliny může být použita strategie detoxifíkace kyseliny šťavelové. Degradace této kyseliny limituje snížení vnitrobuněčného pH napadené tkáně rostliny a lytické enzymy proto pracují při hodnotách velmi vzdálených optimálnímu pH pro jejich skutečnou aktivitu a účinnost. To vede ke snížení patogenity houby.
K dosažení tohoto cíle může být použita oxalát-oxidáza, která katalyzuje následující reakci:
θ2
C2O4H2---------------------> 2CO2 + H2O2 oxalát-oxidáza
Oxalát-oxidáza se izoluje z různých rostlin, obecně z jednoděložných (Pieta a kol., 1982): protein může být získán například z ječmene purifikací za použití běžných chromatografických technik (filtrační gely Sephadex G-75 a gelové iontoměniče MonoQ, Pharmacia), při monitorování enzymatické aktivity podle následujícího kolorimetrického postupu (Obzansky a Richardson, 1983):
Kyselina šťavelová + O2-------------------> 2CO2 + H2O2 oxalát-oxidáza
H2O2 + MBTH + DMA----------------> indamin + H2O peroxidáza
MBTH = 3-methyl-2-benzothiazolinon-hydrazon
DMA =N,N-dimethylanilin
To umožnilo purifikovat protein, který má na akrylamidovém gelu z denaturujících podmínek molekulovou hmotnost 26 000 daltonů. Část purifikované oxalát-oxidázy byla použita k získání králičích anti-oxalát-oxidázových protilátek; zbytek proteinu byl použit k provedení sekvencování přírodního proteinu (N-terminálního) nebo, po bromkyanovém štěpení, sekvencování určitých vnitřních peptidů. Získané výsledky jsou následující:
N-terminální: IDPDPLQDF-VADLDGKAVSVNGH
S
Vnitřní peptid č. 2: HFQFNVGKTEAY cDNA
Srovnání výše popsaných peptidových sekvencí s údaji obsaženými v knihovně proteinů SWISSProt nám umožnilo identifikovat pšeničný protein zvaný Germine, který publikovali roku 1989 Dratewka-Kos a kol. Další prováděné experimenty umožnily určit, že cDNA publikovaná autory kóduje protein obsahující 201 aminokyselin, který vykazuje oxalát-oxidázovou aktivitu. Ve zbytku popisu experimentů v tomto vynálezu bude používáno číslování nukleotidů z obrázku 2 ve článku publikovaném autory v J. Biol. Chem., 264,4896-4900.
Sekvence této cDNA je dlouhá 1075 nukleotidů s nepřekládanými 85 zbytky na 5'-konci, otevřeným čtecím rámcem o délce 672 nukleotidů (od polohy 86 do 757) a nepřekládaným 318 zbytky na 3 '-konci.
Srovnání sekvence proteinu odvozeného ze sekvence cDNA se sekvencí získanou sekvencováním přírodního proteinu ukazuje, že cDNA kóduje nejen maturovanou oxalát-oxidázu, ale také signální peptid, obsahující 23 aminokyselin, v N-terminální části. Oxalát-oxidáza je tudíž syntetizována ve formě preproteinu (signální peptid plus maturovaný peptid), který se podrobí maturaci odstraněním signálního peptidu za účelem uvolnění maturovaného aktivního enzymu.
Dále bude používána buď část kódující preprotein (nukleotidy 86 až 757), nebo pouze část kódující maturovaný protein (od polohy 155 do 757). V posledně zmíněném případě se před kodón ACC (kódující threonin, první aminokyselinu maturovaného proteinu) umístí kodón AUG (kódující methionin).
Protože Sclerotinia sclerotiorum napadá rostliny zejména přes stonek rostliny, je vhodné umožnit expresi oxalát-oxidázy buď v tkáních obsahujících chlorofyl, pro což je možné použít promotor malé podjednotky ribulosa-l,5-difosfát-karboxylá2y slunečnice roční Helianthus annuus (SSUHa, Waksman a kol., 1987), nebo v různých tkáních rostliny, pro což se použije všudypřítomný promotor 35S RNA viru květáku (CaMV 35S), jehož část byla zdvojena a který se nazývá „dvojitý CaMV“.
-2CZ 289623 B6
Chimémí geny podle vynálezu mohou být sestaveny například z následujících prvků:
A. Promotoru dvojitého CaMV, následovaného tou částí oxalát-oxidázové cDNA, která kóduje preprotein (signální peptid plus maturovaný peptid) a terminátorem „nos“ získaným z genu pTi 37 napolin-syntázy (Bevan a kol., 1983).
B. Promotoru dvojitého CaMV následovaného tou částí oxalát-oxidázové cDNA, která kóduje pouze maturovaný protein a dále následované terminátorem „nos“.
C. Gen identický s genem v bodě „A“, ale s promotorem malé podjednotky slunečnicové ribulosa-l,5-difosfát-karboxylázy (SSUHa) namísto dvojitého CaMV.
D. Gen identický s genem v bodě „B“, ale s promotorem SSUHa namísto dvojitého CaMV.
Každý chimémí gen se zavádí do rostlinné buňky systémem používajícím Agrobacterium nebo libovolným jiným o sobě známým systémem pro transformování rostlinných buněk. Z těchto transformovaných buněk se regenerují rostliny, které vykazují zvýšenou toleranci k Sclerotinia sclerotiorum.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Příprava dvou kódujících sekvencí
A. Preprotein: získá se z výše popsané cDNA, rozštěpené HindlII (v poloze 66). Získaný lepivý konec se otupí ošetřením Klenow polymerázou. Tato DNA se poté rozštěpí Nhel (v poloze 811).
Plazmid pUC 19 (Yanisch-Perron a kol., 1985) se paralelně rozštěpí Sací.
Získaný lepivý konec se otupí ošetřením Klenow polymerázou. Plazmid se poté rozštěpí Xbal (kompatibilní s Nhel).
Fragment cDNA a výše připravený plazmid se ligují. Takto získaný nový plazmid se nazývá pRPA-oxo-01 a jeho mapa je na obrázku 1.
B. Maturovaný protein: získá se zvýše popsané cDNA po rozštěpení BstNI (v poloze 173).
Získaný fragment se liguje s linkerem sekvence:
5' 3'
ATGACCGACCCAGACCCTCTCC TACTGGCTGGGTCTGGGAGAGGT 3' 5'
To vede k modifikaci N-terminální sekvence maturovaného proteinu, která se změní z TDPDPLQ na MTDPDPLQ.
Tento fragment cDNA se poté rozštěpí Nhel (v poloze 811), aby mohl být ligován s plazmidem pUC19 připraveným jak je popsáno výše. Takto vytvořený nový plazmid se nazývá pRPA-oxo-02 a jeho mapa je na obrázku 1.
-3CZ 289623 B6
Příklad 2
Příprava chimémích genů
a. Příprava vektorů obsahujících promotor a terminátor nos:
- příklad dvojitý CaMV: tento vektor se získá z plazmidu pRPA-BL—410 získaného následujícím způsobem:
Fúze „tranzitní peptid SSU (smáli subunit = malá podjednotka) kukuřičné RuBisCO/AroA gen“:
Gen tranzitního peptidu SSU kukuřičné RuBisCO je odvozen od fragmentu EcoRI-Sphl o délce 192 bp; získá se z cDNA odpovídající genu SSU z genu kukuřičné RuBisCO, kterou popsali 15 Lebrun a kol. (1987), sNeol oblastí obsahující iniciační kodón pro translaci a Aphl oblastí odpovídající místu štěpení tranzitního peptidu.
Translační fuze mezi kukuřičným tranzitním peptidem a genem pro bakteriální EPSPS se dosáhne ošetřením SphI-konce bakteriofágní T4 polymerázou a jeho ligací s Klenow polyme20 rázou ošetřeným Ncol-koncem AroA genu z pRPA-BL 104 znovu rozštěpeného EcoRI.
Fúze tranzitní peptid SSU kukuřičné RuBisCO/sekvence 22 aminokyselin maturované části SSU kukuřičné RuBisCO/AroA gen:
Podobným způsobem se fragment EcoRI-HindlI o délce 228 bp, získaný z cDNA genu SSU kukuřičné RuBisCO, liguje s Klenow polymerázou ošetřeným Ncol-koncem AroA genu zpRPA-BL-104 a znovu se rozštěpí EcoRI. K translační fúzi dojde mezi tranzitním peptidem SSU kukuřičné RuBisCo, 22 aminokyselinami maturované části SSU kukuřičné RuBisCO a genem pro bakteriální EPSPS.
Tranzitní peptid SSU slunečnicové RuBisCO:
Fragment se získá z cDNA, kterou izolovali Waksman a Freyssinet (1987). Oblast Sphl se vytvoří způsobem, který popsali Zoller a Smith (1984), vmiste štěpení tranzitního peptidu. 35 Tranzitní peptid SSU slunečnicové RuBisCO, který byl takto získán, je fragmentem EcoRI-Sphl o délce 171 bp.
Fůze tranzitní peptid SSU slunečnicové RuBisCO/sekvence 22 aminokyselin maturované části SSU kukuřičné RuBisCO/AroA gen:
Na produkt obsahující fúzi tranzitní peptid SSU kukuřičné RuBisCO/sekvence 22 aminokyselin SSU kukuřičné RuBisCO maturované části kukuřičného genu se působí fragmentem EcoRI-Sphl o délce 171 bp odpovídajícím tranzitnímu peptidu SSU zmíněného genu slunečnicové RuBisCO. Výsledný produkt vykazuje substituci fragmentů EciRI-Sphl a je translační fůzí „tranzitní peptid 45 SSU slunečnicové RuBisCO/sekvence 22 aminokyselin maturované části SSU kukuřičné RuBisCO/AroA gen“.
Fragment EcoRI-SalI se liguje s fragmentem Sall-Sstl obsahujícím sekvenci 3' nos a pravý konec T-DNA. Výsledným fragmentem EcoRI-Sstl obsahujícím „tranzitní peptid SSU slunečni50 cové RuBisCO/sekvenci 22 aminokyselin maturované části SSU kukuřičné RuBisCO/AroA gen/ /3' nos/pravý konec T-DNA“ se nahradí fragment EcoRI-Sstl obsahující pravý konec T-DNA v plazmidu 150 A alfa 2 obsahujícím promotor dvojitý CaMV. Transkripční fúze „dvojitý CaMV/tranzitní peptid SSU slunečnicové RuBisCO/sekvence 22 aminokyselin maturované části SSU kukuřičné RuBisCO/AroA gen/3' nos“ ve vektoru 150 A alfa 2 se nazývá pRPA-BL 294.
-4CZ 289623 B6
Fúze „tranzitní peptid SSU slunečnicové RuBisCO/sekvence 22 aminokyselin SSU kukuřičné RuBisCO/tranzitní peptid SSU kukuřičné RuBisCO/AroA gen“:
Výše vytvořený produkt se rozštěpí NcoI-HindlII, čímž se uvolní AroA gen. Poté se liguje s fragmentem NcoI-HindlII o délce 1,5 kbp obsahujícím fúzi „trazitní peptid SSU kukuřičné RuBisCO/AroA gen“. Výsledný produkt vykazuje substituci fragmentů NcoI-HindlII a je translační fúzí „tranzitní peptid SSU slunečnicové RuBisCO/sekvence 22 aminokyselin SSU RuBisCO maturované části kukuřičného genu/tranzitní peptid SSU kukuřičné RuBisCO/AroA gen“.
Fragment EcoRI-SalI se liguje s fragmentem Sall-Sstl obsahujícím sekvence 3' nos a pravý konec T-DNA. Výsledným fragmentem EcoRI-Sstl obsahujícím „tranzitní peptid SSU slunečnicové RuBisCO/sekvenci 22 aminokyselin SSU RuBisCO maturované části kukuřičného genu/tranzitní peptid SSU kukuřičné RuBisCO/AroA gen/3' nos/pravý konec T-DNA“ se nahradí fragment EcoRI-Sstl obsahující pravý konec TDNA v plazmidu 150 A alfa 2 obsahujícím promotor dvojitý CaMV. Transkripční fúze „dvojitý CaMV/tranzitní peptid SSU slunečnicové RuBisCO/sekvence 22 aminokyselin SSU RuBisCO maturované části kukuřičného genu/tranzitní peptid SSU kukuřičné RuBisCO/AroA gen/3' nos“ ve vektoru 150 A alfa 2 se nazývá pRPA-BL 410. Tento plazmid se rozštěpí EcoRI a Sáli, aby se odstranil strukturální gen „optimalizovaný tranzitní peptid - maturovanou EPSPS kódující oblast“, a vznikne deletovaný pRPABL-410 (viz obrázek 1).
- příklad SSUHa: tento vektor se získá z plazmidu pRPA-BL-207 (popsaného v evropské patentové přihlášce č. 0 337 899), který se rozštěpí EcoRI a HindlII, aby se odstranila oblast kódující nitrilázu, a vznikne deletovaný pRPA-BU-207 (viz obrázek 1).
b. Sestavení chimémích genů:
pRPA-oxo-03: získá se rozštěpením pRPA-oxo-01 pomocí EcoRI a Sall. Získaný fragment, který kóduje preprotein, se inzertuje mezi oblasti EcoRI a Sall downstream od dvojitého CaMV a upstream od terminátoru nos.
pRPA-oxo-04: získá se rozštěpením pRPA-oxo-02 pomocí EcoRI a Sall. Získaný fragment, který kóduje maturovaný protein, se poté inzertuje mezi oblasti EcoRI a Sall downstream od dvojitého CaMV a upstream od terminátoru nos.
pRPA-oxo-05: získá se rozštěpením pRPA-oxo-01 pomocí EcoRI a HindlII. Získaný fragment, který kóduje preprotein, se poté inzertuje mezi oblasti EcoRI a HindlII downstream od dvojitého SSUHa a upstream od terminátoru nos.
pRPA-oxo-06: získá se rozštěpením pRPA-oxo-02 pomocí EcoRI a HindlII. Získaný fragment, který kóduje maturovaný protein, se poté inzertuje mezi oblasti EcoRI a HindlII downstream od promotoru SSUHa a upstream od terminátoru nos.
-5CZ 289623 B6
Tabulka 1: Schematické zobrazení čtyř chimémích genů:
Označení Promotor Kódovaná oblast oxalát-oxidázy Terminátor
pRPA-oxo-03 dvojitý CaMV preprotein nos
pRPA-oxo-04 dvojitý CaMV maturovaný protein nos
pRPA-oxo-05 SSUHa preprotein nos
pRPA-oxo-06 SSUHa maturovaný protein nos
Příklad 3
Vytvoření transgenetických řepek
a. Transformace
Každý zvýše popsaných vektorů se introdukuje do neokogenního kmenu Agrobacterium tumefaciens EHA 101 (hood a kol., 1987) nesoucího kozmid pTVK 291 (komáři a kol., 1986).
Způsob transformace řepky, odrůdy Westar, je ve své podstatě založen na způsobu, který popsali 15 Boulter a kol. (1990), za použití koncentrace bakterií 2,5 x 109 na ml (optická denzita [OD] při 600 nm se rovná 1).
b. Regenerace
Způsob regenerace je ve své postatě založen na způsobu, který popsali Boulter a kol. (1990). Rostliny se zakoření na médiu podle De Blocka a kol. (1989), a poté se přivedou do fáze kvetení ve skleníku.
Příklad 4
Měření rezistence řepky na Sclerotinia sclerotiorum:
In vitro:
- Listové disky: rezistence se měří vážením hmotnosti tří listových disků po pěstování po dobu 11 dnů na médiu Murashige a Skoog (MS) s hormony, doplněném 1 mM kyseliny šťavelové.
Za těchto podmínek se zjistí, že v případě listových disků získaných z řepek modifikovaných za použití jednoho z chimémích genů pRPA-oxo-03, pRPA-oxo-04, pRPA-oxo-05 a pRPA-oxo06 hmotnost těchto listových disků podstatně vzrůstá, zatímco v případě listových disků získaných z nemodifikovaných řepek jejich hmotnost stagnuje nebo dokonce klesá.
Prodlužování kořenů: rezistence se měří in vitro též měřením prodloužení kořenů při pěstování ve vodě doplněné 5 mM šťavelové kyseliny po dobu 2 dnů. V tomto případě se zajistí, že kořeny rostlin řepky modifikované jedním z chimémích genů pRPA-oxo-03, pRPA-oxo-04 jsou schopné růstu a prodlužování, zatímco kořeny nemodifikovaných řepek nevykazují za těchto podmínek žádný růst.
-6CZ 289623 B6
In vivo:
Rezistence in vivo se měří ve skleníku po kontaminaci rostlin řepky získaných regenerací, jakmile se objeví první květy, a to buď nanesením spor Sclerotinia sclerotiorum na květní plátky, kdy dojde k infekci listů přirozeně během odpadávání květních plátků jejich prostřednictvím, nebo přímo nanesením mycelia nebo mycelium-obsahujících květních plátků na listy. Rostliny modifikované jedním z chimémích genů pRPA-oxo-03, pRPA-oxo-04, pRPA-oxo-05 apRPA-oxo-06 nedovolují houbě rozvíjet se a nevykazují žádné symptomy hniloby způsobené sklerotiniózou, zatímco nemodifikované rostliny rychle podléhají hnilobám způsobeným rozvojem Sclerotinia sclerotiorum.
Připojený obrázek 1 znázorňuje postup získání čtyř chimémích genů zobou kódujících genů pRPA-oxo-01 a pRPA-oxo-02. Používají se v něm zkratky s následujícím významem:
H =HidnIII B =BstN N =NheI E = Eco Rl Sc = Sac I S =SalI X =XbaI.
PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (10)

1. Způsob zlepšení rezistence rostliny k houbovým chorobám způsobeným houbami produkujícími kyselinu šťavelovou, zejména chorobám způsobeným Sclerotinia sp., vyznačující se tím, že se v této rostlině exprimuje protein vykazující oxalát-oxidázovou aktivitu.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se jako protein vykazující oxalátoxidázovou aktivitou použije germin.
3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že se jako germin použije pšeničný germin.
4. Chimémí gen pro zlepšení rezistence rostliny k houbovým chorobám způsobeným houbami produkujícími kyselinu šťavelovou, zejména chorobám způsobeným Sclerotinia sp., který jako kódující sekvenci obsahuje sekvenci DNA kódující protein vykazující oxalát-oxidázovou aktivitu.
5. Vektor pro transformování rostlin, který obsahuje chimémí gen podle nároku 4.
6. Transformovaná rostlinná buňka, která obsahuje vektor podle nároku 5.
7. Transformovaná rostlina získaná z buňky podle nároku 6.
8. Rostlina podle nároku 7, která je dvouděložná.
9. Rostlina podle nároku 8, kterou je řepka.
10. Způsob podle libovolného z nároků laž3, vyznačující se tím, že se exprese proteinu vykazujícího oxalát-oxidázovou aktivitou v rostlině provede genetickou transformací této rostliny chimémím genem podle nároku 4 nebo vektorem podle nároku 5.
CS19923369A 1991-03-05 1992-03-04 Způsob zlepąení rezistence rostliny k houbovým chorobám, chimérní gen, vektor a transformovaná rostlina CZ289623B6 (cs)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9102874A FR2673644A1 (fr) 1991-03-05 1991-03-05 Sequence adn codant pour une oxalate oxydase et plantes transformees contenant cette sequence et resistantes au sclerotinia.
PCT/FR1992/000195 WO1992015685A1 (fr) 1991-03-05 1992-03-04 Production de plantes resistantes aux attaques de sclerotinia sclerotiorum par introduction d'un gene codant pour une oxalate oxydase

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ336992A3 CZ336992A3 (en) 1994-01-19
CZ289623B6 true CZ289623B6 (cs) 2002-03-13

Family

ID=9410559

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS19923369A CZ289623B6 (cs) 1991-03-05 1992-03-04 Způsob zlepąení rezistence rostliny k houbovým chorobám, chimérní gen, vektor a transformovaná rostlina

Country Status (24)

Country Link
EP (1) EP0531498B1 (cs)
JP (1) JPH05506582A (cs)
KR (1) KR930700665A (cs)
CN (1) CN1051576C (cs)
AT (1) ATE338129T1 (cs)
AU (1) AU660976B2 (cs)
BG (1) BG61275B1 (cs)
BR (1) BR9204788A (cs)
CA (1) CA2082042C (cs)
CZ (1) CZ289623B6 (cs)
DE (1) DE69233653T2 (cs)
DK (1) DK0531498T3 (cs)
EG (1) EG21465A (cs)
ES (1) ES2273329T3 (cs)
FR (1) FR2673644A1 (cs)
HU (1) HUT65677A (cs)
IE (1) IE920691A1 (cs)
IL (1) IL101117A (cs)
MX (1) MX9200917A (cs)
NZ (1) NZ241829A (cs)
PT (1) PT100203B (cs)
UA (1) UA43308C2 (cs)
WO (1) WO1992015685A1 (cs)
ZA (1) ZA921647B (cs)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2152225T3 (es) * 1991-02-25 2001-02-01 Zeneca Ltd Uso de un gen que codifica oxalato-oxidasa para la transformacion de plantas.
BR9307548A (pt) * 1992-11-30 1999-06-01 Zeneca Ltd Fragmento de dna isolado molécula recombinante célula de planta transformada oxalato decarboxilase composição processo para proteger uma planta de ácido oxálico e planta
US6187571B1 (en) * 1992-12-07 2001-02-13 Biogemma Use of a DNA sequence coding for a protein capable of degrading oxalic acid as selection gene
AUPM379294A0 (en) * 1994-02-10 1994-03-03 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Expression of the glucose oxidase gene in transgenic organisms
US6166291A (en) 1997-07-18 2000-12-26 Pioneer Hi-Bred International, Inc. Production of pathogen resistant plants
ZA986308B (en) * 1997-07-18 1999-11-24 Pioneer Hi Bred Int The induction of stress-related factors in plants.
AU8919098A (en) * 1997-08-26 1999-03-16 North Carolina State University Fumonosin resistance
FR2844142B1 (fr) 2002-09-11 2007-08-17 Bayer Cropscience Sa Plantes transformees a biosynthese de prenylquinones amelioree
FR2848570B1 (fr) 2002-12-12 2005-04-01 Bayer Cropscience Sa Cassette d'expression codant pour une 5-enol pyruvylshikimate-3-phosphate synthase (epsps) et plantes tolerantes aux herbicides la contenant
CN100383239C (zh) * 2004-07-21 2008-04-23 华南农业大学 从小麦麸皮中提取草酸氧化酶的方法
AR074941A1 (es) 2009-01-07 2011-02-23 Bayer Cropscience Sa Plantas transplastomicas exentas de marcador de seleccion
BR112012016290A2 (pt) 2009-12-31 2015-09-01 Pioneer Hi Bred Int Ácido nucléico isolado ou recombinante, cassete de expressão, célula hospedeira não humana, planta e semente transgênica, variante de polipeptídeo oxox isolado ou recombinante, método de modulação do nível de proteina oxalato oxidase (oxox) em uma planta ou célula vegetal, método para aumentar a resistência de uma planta a um patógeno, planta resistente a patógeno, método para identificar variantes oxox com atividade de oxox mantida ou aumentada, método para gerar uma planta que tem resistência aumentada a uma patógeno
CN103060350A (zh) * 2011-10-21 2013-04-24 华中农业大学 核盘菌草酸脱羧酶基因SsOXDC2及其在大豆抗病改良中的应用
CN103911384B (zh) * 2014-01-21 2016-05-25 江苏大学 一种控制油菜菌核病的基因及其应用

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1988008450A1 (en) * 1987-05-01 1988-11-03 Birdwell Finlayson Gene therapy for metabolite disorders
ES2152225T3 (es) * 1991-02-25 2001-02-01 Zeneca Ltd Uso de un gen que codifica oxalato-oxidasa para la transformacion de plantas.

Also Published As

Publication number Publication date
DK0531498T3 (da) 2007-01-02
EG21465A (en) 2001-11-28
NZ241829A (en) 1994-04-27
WO1992015685A1 (fr) 1992-09-17
PT100203A (pt) 1993-07-30
ATE338129T1 (de) 2006-09-15
CZ336992A3 (en) 1994-01-19
CA2082042C (en) 2007-05-29
FR2673644B1 (cs) 1994-12-02
BR9204788A (pt) 1993-07-27
IE920691A1 (en) 1992-09-09
HU9203473D0 (en) 1993-01-28
CN1051576C (zh) 2000-04-19
EP0531498A1 (fr) 1993-03-17
AU1682092A (en) 1992-10-06
ZA921647B (en) 1992-11-25
AU660976B2 (en) 1995-07-13
BG97042A (bg) 1993-12-24
KR930700665A (ko) 1993-03-15
ES2273329T3 (es) 2007-05-01
JPH05506582A (ja) 1993-09-30
IL101117A (en) 2004-09-27
EP0531498B1 (fr) 2006-08-30
PT100203B (pt) 1999-06-30
FR2673644A1 (fr) 1992-09-11
DE69233653T2 (de) 2007-10-04
HUT65677A (en) 1994-07-28
BG61275B1 (en) 1997-04-30
MX9200917A (es) 1992-11-01
UA43308C2 (uk) 2001-12-17
CN1065683A (zh) 1992-10-28
CA2082042A1 (en) 1992-09-06
IL101117A0 (en) 1992-11-15
DE69233653D1 (de) 2006-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2106410C1 (ru) Рекомбинантный фрагмент днк, кодирующий специфическую нитрилазу, определяющую резистентность растений к гербицидам на основе 3,5-дигалоид-4-оксибензонитрила, и вектор экспрессии для рекомбинантного фрагмента днк (варианты)
EP0507698B1 (fr) Promoteurs d'histone
JP2511036B2 (ja) グルタチオンs−トランスフェラ−ゼ遺伝子及び該遺伝子を含有する除草剤耐性植物
EP0772682B1 (en) Modification of starch content in plants
CZ289623B6 (cs) Způsob zlepąení rezistence rostliny k houbovým chorobám, chimérní gen, vektor a transformovaná rostlina
JP3538428B2 (ja) 植物プロモーターおよび該プロモーターを用いた遺伝子発現方法
US6229065B1 (en) Production of plants resistant to attacks by Sclerotinia sclerotiorum by the introduction of a gene encoding an oxalate oxidase
CN108192920A (zh) 一种利用ndr1基因提高植物抗病性的方法
AU734951B2 (en) Processes for increasing the yield in plants
TWI534265B (zh) 用於操縱植物之光合細胞中果聚糖生合成之方法、基因建構體及基因轉殖植物細胞
Clarke et al. Chitinase accumulates systemically in wounded poplar trees
WO2010087805A9 (en) Insult resistant plants and methods of producing and using the same
CN107058317B (zh) 一种花粉特异性启动子及其应用
CN103261419B (zh) 一种调控植物花粉育性的构建体及其使用方法
US7557264B2 (en) Gossypium hirsutum tissue-specific promoters and their use
EP2435574A1 (en) A dna cassette, binary vector, and strain of a. tumefaciens and a method of producing cereal plant of increased productivity and/or root mass
NL1019308C2 (nl) Werkwijze voor het selecteren van genetisch getransformeerde cellen.
CN120442707B (zh) 棉花耐旱性和耐低温性相关蛋白GhCOX11及其应用
CN108341861A (zh) 一种来源于杜梨的抗病性相关基因及其编码蛋白与应用
CA2346153C (en) Method for obtaining transgenic plants expressing a protein with activity producing hydrogen peroxide by transformation by agrobacterium rhizogenes
JP2003250370A (ja) 病害抵抗性イネ科植物
CN106636183A (zh) Tbl1蛋白在调控植物乙酰化水平及防治水稻白叶枯病菌中的应用
CN116836249A (zh) 与小麦产量相关的三个同源基因及相关蛋白质
CZ2000451A3 (cs) Způsob zvýšení výnosů rostlin
MXPA00001296A (en) Processes for increasing the yield in plants

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MK4A Patent expired

Effective date: 20120304