DD273855A5 - Process for the preparation of a recombinant DNA molecule - Google Patents

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DD273855A5
DD273855A5 DD30287387A DD30287387A DD273855A5 DD 273855 A5 DD273855 A5 DD 273855A5 DD 30287387 A DD30287387 A DD 30287387A DD 30287387 A DD30287387 A DD 30287387A DD 273855 A5 DD273855 A5 DD 273855A5
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Georgia Helmer
John Duesing
Steven Rothstein
Liliana Scarafia
Mary-Dell Chilton
Hui-Chen Jean Lai
Chen-Pei David Tu
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Ciba Geigy Ag
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines rekombinanten DNA-Molekuels. DNA-Molekuel kann eine Herbizid-Toleranz, beruhend auf Detoxifikation des Herbizids auf eine Pflanze uebertragen. Erfindungsgemaess wird ein rekombiniertes DNA-Molekuel in der Weise hergestellt, dass mit Hilfe an sich bekannter Methoden verschiedene DNA-Sequenzabschnitte, die entweder aus genomischer DNA und/oder aus cDNA bestehen, zu einer vollstaendigen Glutathion-S-Transferase kodierenden DNA-Sequenz verknuepft wird. Erfindungsgemaess erfolgt die Verknuepfung von DNA-Sequenzabschnitten unter Verwendung in in vivo Rekombination von DNA-Sequenzen, die homologe Abschnitte aufweisen und/oder der in vitro Verknuepfung von Restriktionsfragmenten. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin die Anwendung der rekombinanten DNA-Technologie fuer die Transformation von Pflanzen, die zu einer Uebertragung einer Herbizid-Resistenz fuehrt. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die Konstruktion und Verwendung eines rekombinanten DNA-Molekuels, das ein Glutathion-S-Transferase- (GST-) Gen beinhaltet, das im Zuge der Expression in der Pflanze die enzymatische Aktivitaet der GST erhoeht.The invention relates to a method for producing a recombinant DNA molecule. DNA molecule can transfer herbicide tolerance based on detoxification of the herbicide to a plant. According to the invention, a recombined DNA molecule is prepared in such a way that by means of methods known per se various DNA sequence segments, which consist either of genomic DNA and / or of cDNA, are linked to form a complete glutathione-S-transferase-encoding DNA sequence , According to the invention, the linking of DNA sequence segments is carried out using in vivo recombination of DNA sequences which have homologous sections and / or the in vitro linkage of restriction fragments. The present invention further relates to the application of the recombinant DNA technology for the transformation of plants, which leads to a transmission of a herbicide resistance. More particularly, the present invention relates to the construction and use of a recombinant DNA molecule that includes a glutathione S-transferase (GST) gene that increases the enzymatic activity of GST upon expression in the plant.

Description

Hierzu 15 Seiten ZeichnungenFor this 15 pages drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines rekombinanten DNA-Moleküls, das befähigt ist, eine Herbizid-Toleranz, die auf der Detoxication des Herbizids beruht, auf eine Pflanze zu übertragen. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die Herstellung und Verwendung eines rekombinanten DNA-Moleküls, welches ein Glutathion-S-Transferase-(GST)-Gen umfaßt und das bei der Expression in der Pflanze die GST-Enzymaktivität ,n der Pflanze erhöht.The invention relates to a process for the preparation of a recombinant DNA molecule which is capable of transmitting a herbicide tolerance based on the detoxication of the herbicide to a plant. In particular, the present invention relates to the preparation and use of a recombinant DNA molecule comprising a glutathione S-transferase (GST) gene and which, when expressed in the plant, increases the GST enzyme activity of the plant.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Die Glutathion-S-Transferasen (EC 2.5.1.18) gehören zu einer Klasse von Enzymen, die bei der Detoxifikation von Xenobiotika eine wichtige Rolle spielen. Diese Enzyme findet man bei den meisten lebenden Organismen, einschließlich Mikroorganismen, Pflanzen, Insekten und höheren Tieren. Jedes der Glutathion-S-Transferase (GST)-Enzyme innerhalb dieser Klasse unterscheidet sich zwar vom anderen, aber alle diese Enzyme besitzen eine sich überlappende Substratsspezifität. Vergleiche: Jakobi et al., „Rat Glutathione S-transferasos: Binding and Physical Properties", in Glutathione: Metabolism and Function, ed. I. Arias and W. Jakoby (Raven Press, New York, 1976); Reddy et al., „Purification and Characterization of Individual Glutatbionu S-Transferase from Sheep Liver, ,Archives of Biochem. and Biophys., 224/87-101 (1983).Glutathione S-transferases (EC 2.5.1.18) belong to a class of enzymes that play an important role in the xenobiotics detoxification process. These enzymes are found in most living organisms, including microorganisms, plants, insects and higher animals. Each of the glutathione-S-transferase (GST) enzymes within this class differs from the other, but all of these enzymes have overlapping substrate specificity. See: Jakobi et al., "Glutathione S-transferase: Binding and Physical Properties", in Glutathione: Metabolism and Function, ed. I. Arias and W. Jakoby (Raven Press, New York, 1976), Reddy et al. , Purification and Characterization of Individual Glutathione S-Transferase from Sheep Liver,, Archives of Biochem., And Biophys., 224 / 87-101 (1983).

Unter den zahlreichen GST-Funktionen ist die Katalyse der Konjugation von Glutathion mit elektrophilen Verbindungen von besonderem Interesse. H. Rennenberg, „Glutathione Metabolism and Possible Biological Roles in Higher Plants," Phytochemistry,21: 2771-2781 (1982); vgl.: Meister and Täte, „Glutathione and Related Gamma-Glutamyl Comi iunds: Biosyntheses and Utilization," in Ann. Rev. Biochem., 45: 560-604 (1976). Zahlreiche Xenobiotika. darunter Herbizide. Pestizide und Isektizide gehören zu den elektrophilen Verbindungen. Im Verlauf der Konjugation des Glutathione und einer elektrophilen Verbindung reagiert die Sulfhydryl-Gruppe des Glutathions mit dem elektrophilen Zentrum dieser Verbindung, wobei das Glutathion als Nucleophil fungiert. Diese Konjugation wird von einem spezifischen GST-Enzym katalysiert. !Rennenberg, supra).Of the many GST functions, catalysis of the conjugation of glutathione with electrophilic compounds is of particular interest. Rennberg, "Glutathione Metabolism and Possible Biological Roles in Higher Plants," Phytochemistry, 21: 2771-2781 (1982); See: Meister and Täte, "Glutathione and Related Gamma-Glutamyl Complementaries: Biosynthesis and Utilization," in Ann. Rev. Biochem., 45: 560-604 (1976). Numerous xenobiotics. including herbicides. Pesticides and insecticides are among the electrophilic compounds. In the course of conjugation of the glutathione and an electrophilic compound, the sulfhydryl group of the glutathione reacts with the electrophilic center of that compound, with the glutathione acting as the nucleophile. This conjugation is catalyzed by a specific GST enzyme. ! Race mountain, supra).

Für die Pflanzen ist diese Reaktion von besonderer Bedeutung, da sie eine Möglichkeit zur Detoxifikation von Xenobiotika bietet. Die konjugierte, elektrophile, xenobiotische Verbindung wird dabei wasserlöslich und ist somit für die Pflanze nicht mehr toxisch.For plants, this reaction is of particular importance as it offers a means of detoxifying xenobiotics. The conjugated, electrophilic, xenobiotic compound becomes water-soluble and thus is no longer toxic to the plant.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es ist das Ziel dor Erfindung, Pflanzen mit einer Toleranz gegenüber Herbiziden auszustatten.It is the goal of the invention to provide plants with tolerance to herbicides.

Darlegung des Wesens dnr ErfindungExplanation of the nature of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugiunde, Pflanzen zu entwickeln, die gegenüber Herbiziden tolerant sind, indem man unter Verwendung gentechnologischer Methoden die Enzymaktivität der Glutathion-S-Transferase in besagten Pflanzen deutlich erhöht.The object of the invention is to develop plants which are tolerant of herbicides by significantly increasing the enzyme activity of glutathione-S-transferase in said plants using genetic engineering methods.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines rekombinanten DNA-Moleküls, das befähigt ist, eine Herbizid-Toleranz, die auf der Detoxifikation des Herbizids beruht, auf eine Pflanze zu übertragen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß mit Hilfe an sich bekannter Methoden verschiedene DNA-Sequenzabschnitte, die entweder aus genomischer DNA und/oder aus cDNA bestehen, zu einer vollständigsn Glutathion-S-Transferase dokierenden DNA Sequenz verknüpft w ^rden.This object is achieved according to the invention by a process for the preparation of a recombinant DNA molecule which is capable of transferring a herbicidal tolerance based on the detoxification of the herbicide to a plant which is characterized by the fact that it is known per se Methods various DNA sequence sections, which consist of either genomic DNA and / or cDNA, would have been linked to a completely glutathione S-transferase dokierenden DNA sequence.

Dabei erfolg die Verknüpfung von DNA-Sequenzabschnitten unter Verwendung der In-vivo-Rekombination von DNA-Sequenzen, die homologe Abschnitte aufweisen und/oder der In-viUo- Verknüpfung von Restriktionsfragmenten. Diese DNA-Sequenzabschnitte sind sowohl aus genomischer DNA als auch aus cDNA zusammengesetzt. Insbesondere sind diese DNA Sequenzabschnitte aus Genfragmenten von mehreren Organismen, die verschiedenen Gattungen angehören, zusammengesetzt. Sie sind auch aus Genfragmenten von mehr als einem Stamm, einer Varietät cder einer Spezies des gleichen Organismus zusammengesetzt. Sie sind weiterhin aus Anteilen von mehr als einem Gen aesselbjn Organismus zusammengesetzt.Successful linkage of DNA sequence segments using in vivo recombination of DNA sequences having homologous segments and / or in vitro linking of restriction fragments. These DNA sequence segments are composed of both genomic DNA and cDNA. In particular, these DNA sequence segments are composed of gene fragments from several organisms belonging to different genera. They are also composed of gene fragments of more than one strain, of a variety or of a species of the same organism. They are further composed of proportions of more than one gene of the organism.

Erfindungsgemäß stammt die DNA-Sequenz, die für ein Glutathion-S-Transferase-Polypeptid kodiert, von einem Sauger, insbesondere von einer Ratte.According to the invention, the DNA sequence coding for a glutathione-S-transferase polypeptide is derived from a sucker, in particular from a rat.

In dem erfindungsgemäß hergestellten DNA-Molekül, sowie dessen Varianten oder Mutanten, die für Polypeptide mit Glutathion-S-Transferase-Aktivität kodieren, weist die DNA-Sequenz, die für ein Glutathion-S-Transferase-Polypeptid der Ratte kodiert, die folgende Nukleolid-Sequenz auf:In the DNA molecule prepared according to the invention, as well as its variants or mutants which code for polypeptides with glutathione-S-transferase activity, the DNA sequence which codes for a rat glutathione-S-transferase polypeptide has the following nucleolides Sequence on:

40 50 6040 50 60

ATGGGTATGATACTGGGATACTGG MPMILGYWATGGGTATGATACTGGGATACTGG MPMILGYW

70 80 90 1OC 110 12070 80 90 1OC 110 120

aacgtccgcgggctgacagacccgatccgcctgctcgtggaatagacagactcaagctat nvrglthpirllleytdssyaacgtccgcgggctgacagacccgatccgcctgctcgtggaatagacagactcaagctat nvrglthpirllleytdssy

130 140 150 160 170 180130 140 150 160 170 180

GAGGAGAAGAGATACGCCATGGGCGACGCTCGCGACTATGACAGAAGCCAGTGGCTGAAT EEKRYAMGDAPDYDRSQWLNGAGGAGAAGAGATACGCCATGGGCGACGCTCGCGACTATGACAGAAGCCAGTGGCTGAAT EEKRYAMGDAPDYDRSQWLN

190 200 210 220 230 240190 200 210 220 230 240

GAGAAGTTCAAACTGGGCCTGGACTTCCCGAATCTGCCCTAGTTAATTGATGGATGGGGC · EKFKLGLDFPNLPYLIDGSRGAGAAGTTCAAACTGGGCCTGGACTTCCCGAATCTGCCCTAGTTAATTGATGGATGGGGC · EKFKLGLDFPNLPYLIDGSR

250 260 270 280 290 300250 260 270 280 290 300

AAGATTACCCAGAGCAATGCCATAATGGGCTACCTTGGGCGGAAGCACCAGCTGTGTGGA KITQSNAIMRYLARKHHLCGAAGATTACCCAGAGCAATGCCATAATGGGCTACCTTGGGCGGAAGCACCAGCTGTGTGGA KITQSNAIMRYLARKHHLCG

310 320 330 340 350 360310 320 330 340 350 360

GAGACAGAGGAGGAGCGGATTCGTGCAGACATTGTGGAGAACCAGGTCATGGACAACCGC ETEEERIRADIVENQVMDNRGAGACAGAGGAGGAGCGGATTCGTGCAGACATTGTGGAGAACCAGGTCATGGACAACCGC ETEEERIRADIVENQVMDNR

370 380 390 400 410 420370 380 390 400 410 420

ATGCAGCTCATGATGGTTTGTTACAACCGCGACTTTGAGAAGCAGAAGCCAGAGTTCTTG MQLIMLCYNPDFEKQKPEFLATGCAGCTCATGATGGTTTGTTACAACCGCGACTTTGAGAAGCAGAAGCCAGAGTTCTTG MQLIMLCYNPDFEKQKPEFL

430 440 450 460 470 480430 440 450 460 470 480

AAGACCATCCCTGAGAiVGATGAAGCTCTACTCTGAGTTCGTGGGCAAGGGACCATGGTTT KTIPEKMKLYSEFLGKRPWFAAGACCATCCCTGAGAiVGATGAAGCTCTACTCTGAGTTCGTGGGCAAGGGACCATGGTTT KTIPEKMKLYSEFLGKRPWF

490 500 510 520 530 540490 500 510 520 530 540

GCAGGGGACAAGGTCAGCTATGTGGATTTCCTTGCTTAT-'-kCATTCTTGACCAGTACCAC AGDKVTYVDFLAYDILDQYHGCAGGGGACAAGGTCAGCTATGTGGATTTCCTTGCTTAT -'- kCATTCTTGACCAGTACCAC AGDKVTYVDFLAYDILDQYH

550 560 570 580 590 600550 560 570 580 590 600

ATTTTTGAGCCGAAGTGCCTGGACGCCTTGCGAAACCTGAAGGAGTTCCTGGCCCGCTTC IFEPKCLDAFPNLKDFLARFATTTTTGAGCCGAAGTGCCTGGACGCCTTGCGAAACCTGAAGGAGTTCCTGGCCCGCTTC IFEPKCLDAFPNLKDFLARF

610 620 630 640 650 660610 620 630 640 650 660

GACGGCCTGAAGAAGATCTCTGCCTAÜATGAAGAGCAGCCGCTAOGTCTCAACACCTATA EGL K KlSAY M KSSRYL S TPIGACGGCCTGAAGAAGATCTCTGCCTAÜATGAAGAGCAGCCGCTAOGTCTCAACACCTATA EGL K CLESAY M KSSRYL S TPI

670 680 690 700 710 720670 680 690 700 710 720

TTTTCGAAGTTGGCCCAATGGAGT.iACAAGTAG FSKLAQWSNKTTTTCGAAGTTGGCCCAATGGAGT.iACAAGTAG FSKLAQWSNK

Diese DNA-Sequenz kann auch die folgende Nukleotid-Sequenz aufweisen:This DNA sequence may also have the following nucleotide sequence:

1 10 13 01 10 13 0

I1AC AGC ATG GGG GAT GCT CCC GAC TAT GAC AGA AGC CAGI 1 AC AGC ATG GGG GAT GCT CCC GAC TAT GAC AGA AGC CAG

Tyr Ser Met GIy Asp Ala Pro Asp Tyr Asp Arg Ser GInTyr Ser Met GIy Asp Ala Pro Asp Tyr Asp Arg Ser GIn

150 1 70150 1 70

TGG CTG AGT GAG AAG TTC AAA UTG GGC CTG GAC TTU CCC AAT CTGTGG CTG AGT GAG AAG TTC AAA UTG GGC CTG GAC TTU CCC AAT CTG

Trp Leu Ser GIu Lys Phe Lys Leu GIy Leu Asp Phe Pro Asn LeuTrp Leu Ser Giu Lys Phe Lys Leu Gily Leu Asp Phe Pro Asn Leu

19 0 21019 0 210

CCC TAG TTA ATT GAT GGG TCA CAC AAG ATC ACC CAG AGC AAT GCCCCC TAG TTA ATT GAT GGG TCA CAC AAG ATC ACC CAG AGC AAT GCC

.fro Tyr Leu lie Asp GIy Ser His Lyg lie Thr Gin Ser Asn AIa.fro Tyr Leu lie Asp Gly Ser His Lyg lie Thr Gin Ser Asn AIa

2 30 25 02 30 25 0

ATC CTG CGC TAC CTT GGC CGG AAG CAC AAC CTT TGT GGG GAG ACAATC CTG CGC TAC CTT GGC CGG AAG CAC AAC CTT TGT GGG GAG ACA

He Leu Arg Tyr Leu GIy Arg Lys His Asn Leu Cys GIy GIu ThrHe Leu Arg Tyr Leu GIy Arg Lys His Asn Leu Cys GIy GIu Thr

2 90 31 02 90 31 0

GAG GAG GAG AGG ATT CGT GTG GAC GTT TTG GAG AAC GAG GCT ATGGAG GAG GAG AGG ATT CGT GTG GAC GTT TTG GAG AAC GAG GCT ATG

GIu GIu GIu Arg He Arg VaI Asp VaI Leu GIu Asn Gin AIa MetGIu GIu GIu Arg He Arg VaI Asp VaI Leu GIu Asn Gin AIa Met

330 3 50330 3 50

GAC ACC CGC CTA CAG TTG GCC ATG GTC TGC TAC AGC CCT GAC TTTGAC ACC CGC CTA CAG TTG GCC ATG GTC TGC TAC AGC CCT GAC TTT

Asp Thr Arg Leu GIn Leu AIa Met VaI Cys Tyr Ser Pro Asp PheAsp Thr Arg Leu GIn Leu Ala Met VaI Cys Tyr Ser Pro Asp Phe

37 0 39037 0 390

GAG AGA AAG AAG CCA GAG TAC TTA GAG GGT CTC CCT GAG AAG ATGGAG AGA AAG AAG CCA GAG TAC TTA GAG GGT CTC CCT GAG AAG ATG

GIu Arg Lys Lys Pro GIu Tyr Leu GIu GIy Leu Pro GIy Lys MetGIu Arg Lys Lys Pro GIu Tyr Leu GIu GIy Leu Pro GIy Lys Met

4 10 43 0 4504 10 43 0 450

AAG CTT TAC TCC GAA TTC CTG GGC AAG CAG CCA TGG TTT GCA GGGAAG CTT TAC TCC GAA TTC CTG GGC AAG CAG CCA TGG TTT GCA GGG

Lys Leu Tyr Ser GIu Phe Leu GIy Lys GIn Pro Trp Phe Ala GIyLys Leu Tyr Ser Giu Phe Leu Giy Lys GIn Pro Trp Phe Ala Giy

4 70 49 04 70 49 0

AAC AAG ATT ACG TAT GTG GAT TTT CTT GTT TAC GAT GTO CTT GATAAC AAG ATT ACG TAT GTG GAT TTT CTT GTT TAC GAT GTO CTT GAT

Asn Lys He Thr Tyr VaI Asp Phe Leu VaI Tyr Asp VaI Leu AspAsn Lys He Thr Tyr VaI Asp Phe Leu VaI Tyr Asp VaI Leu Asp

510 5 30510 5 30

CAA CAC CGT ATA TTT GAA CCC AAG TGC CTG GAC GCC TTC CCA AACCAA CAC CGT ATA TTT GAA CCC AAG TGC CTG GAC GCC TTC CCA AAC

Gin His Arg He Phe GIu Pro Lys Cys Leu Asp Ala Phe Pro AsnGin His Arg He Phe Giu Pro Lys Cys Leu Asp Ala Phe Pro Asn

55 O 57055 O 570

CTC- AAG GAC TTC GTG GCT CGG TTT GAG GGC CTG AAG AAG ATA TCT Lou Lys Aap Phe VaI Ala Arg Phe GIu ο Iy Leu Lys Lys He SerCTC AAG GAC TTC GTG GCT CGG TTT GAG GGC CTG AAG AAG ATA TCT Lou Lys Aap Phe VaI Ala Arg Phe GIu ο Iy Leu Lys Lys He Ser

5 90 61 O5 90 61 O

GAC TAC ATG AAG AGC GGC CGC TTC CTC TCC AAG CCA ATC TTT GCA Asp Tyr Met Lys Ser GIy Arg Phe Leu Ser Lys Pro He Phe AIaGAC TAC ATG AAG AGC GGC CGC TTC CTC TCC AAG CCA ATC TTT GCA Asp Tyr Met Lys Ser Gly Arg Phe Leu Ser Lys Pro He Phe AIa

6 506 50

.4AG ATG GCC TTT TGG AAC CCA AAG TAG.4AG ATG GCC TTT TGG AAC CCA AAG DAY

Lys Met AIa Phe T.rp Asn Pro Lya EndLys Meta Phe T.rp Asn Pro Lya End

Srfindungsgemä'iSrfindungsgemä'i CCTCCT kann diese DNA-Sequenz auchcan this DNA sequence too 0 ACA0 ACA CTGCTG GGTGGT folgende Nukleotid-Sequenz aufweisen:have the following nucleotide sequence: TGGTGG GACGAC 30 ATC30 ATC CGTCGT GGGGGG CTGCTG GCTGCT CACCAC ATGATG ProPer 1 ATG1 ATG ThrThr LeuLeu GIyGly TACTAC TrpTrp AspAsp HeHe Argbad GIyGly LeuLeu AIaAla KisKis Metmead 50 ATT50 ATT Metmead CTGCTG TTCTTC CTGCTG TyrTyr 7 TAT7 ACT 0 ACA0 ACA GACGAC ACAACA AGCAGC TATDID GAGGAG 90 GAC90 GAC GCCGCC HeHe CGCCGC LeuLeu PhePhe LeuLeu GAGGAG TyrTyr ThrThr AspAsp ThrThr SerSer TyrTyr GIuGlu AspAsp AIaAla AAGAAG Argbad AGCAGC ATGATG 1 GGG1 GGG GIuGlu GCTGCT CCCCCC GACGAC TATDID GACGAC 13 AGA13 AGA 0 AGC0 AGC CAGCAG AAGAAG LysLys TACTAC SerSer Metmead GIyGly 10 GAT10 GAT AIaAla ProPer AspAsp TyrTyr AspAsp Argbad SerSer Gingin LysLys CTGCTG ThrThr GAGGAG 150 AAG150 AAG TTCTTC AspAsp CTGCTG GGCGGC CTGCTG 1 GAC1 GAC 70 TTC70 TTC CCCCCC AATAAT CTGCTG TGGTGG LeuLeu AiTAiT GIuGlu LysLys PhePhe AAAAAA LeuLeu GIyGly LeuLeu AspAsp PhePhe ProPer ΗβηΗβη LeuLeu TrpTrp TACTAC SerSer 0 ATT0 ATT GATGAT GGGGGG LysLys CACCAC AAGAAG 210 ATC210 ATC ACCACC CAGCAG AGCAGC AATAAT GCCGCC CCCCCC TyrTyr 19 TTA19 TTA HeHe Aapaap GIyGly TCATCA HisHis LyaLya HeHe ThrThr GInGin SerSer AsnAsn AIaAla ProPer 30 CTG30 CTG LeuLeu TACTAC CTTCTT GGCGGC SerSer 25 AAG25 AAG 0 CAC0 CAC AACAAC CTTCTT TGTTGT GGGGGG GAGGAG 270 ACA270 ACA 2 ATC2 ATC LeuLeu CGCCGC TyrTyr LeuLeu GIyGly CGGCGG LysLys HisHis Aanaan LeuLeu CysCys GIyGly GIuGlu ThrThr HeHe GAGGAG Argbad AGGAGG ATTATT 2 CGT2 CGT Argbad GACGAC GTTGTT TTGTTG GAGGAG AACAAC 31 CAG31 CAG 0 GCT0 GCT ATGATG GAGGAG GIuGlu GAGGAG Argbad HeHe Argbad 90 GTG90 GTG AspAsp VaIVal LeuLeu GIuGlu AsnAsn GInGin AIaAla Metmead GIuGlu ACCACC GIuGlu CTACTA 330 CAG330 CAG TTGTTG VaIVal ATGATG GTCGTC TGCTGC 3 TAC3 TAC 50 AGC50 AGC CCTCCT GACGAC TTTTTT GACGAC ThrThr CGCCGC LeuLeu GInGin LeuLeu GCCGCC Metmead VaIVal CysCys TyrTyr SerSer ProPer AspAsp PhePhe AspAsp AGAAGA V ArgV Arg 0 AAG0 AAG CCACCA GAGGAG AIaAla TTATTA GAGGAG 390 GGT390 GGT CTCCTC CCTCCT GAGGAG AAGAAG ATGATG GAGGAG Argbad 3737 LyaLya ProPer GIuGlu TACTAC LeuLeu GIuGlu GIyGly LeuLeu ProPer GIuGlu LysLys Metmead GIuGlu 10 CTT10 CTT J§-sJ§-s TCCTCC GAAGAA TTCTTC TyrTyr 43 GGC43 GGC 0 AAG0 AAG CAGCAG CCACCA TGGTGG TTTTTT GCAGCA 450 GGG450 GGG 4 AAG4 AAG LeuLeu TACTAC SerSer GIuGlu PhePhe CTGCTG GIyGly LysLys GInGin ProPer TrpTrp PhePhe AIaAla UlyUly LysLys TyrTyr 44 LeuLeu 4949 00 AAGAAG ACGACG TATDID GTGGTG 7070 TTTTTT CTTCTT GTTGTT TACTAC GATGAT GTCGTC CTTCTT GATGAT AACAAC LysLys ATTATT ThrThr TyrTyr VaIVal GATGAT PhePhe LeuLeu VaIVal TyrTyr AspAsp VaIVal LeuLeu AspAsp AsnAsn HeHe AspAsp

510 5 30510 5 30

CAA OAG CGT ATA TTT GAA CCC AAG TGC CTG GAC GCC TTC CCA AAC Gin His Arg JLIe Phe GIu Pro Lye Cys Leu Asp Ala Phe Pro AsnCAA OAG CGT ATA TTT GAA CCC AAG TGC CTG GAC GCC TTC CCA AAC Gin His Arg JLee Phe GIu Pro Lye Cys Leu Asp Ala Phe Pro Asn

55 0 57055 0 570

CTG AAG GAC TTC GTG GCT CGG TTT GAG GGC CTG AAG AAG ATA TCT Leu Lya Asp Phe VaI Ala Arg Phe GIu GIy Leu Lya Lyo He SerCTG AAG GAC TTC GTG GCT CGG TTT GAG GGC CTG AAG AAG ATA TCT Leu Lya Asp Phe VaI Ala Arg Phe GIu GIy Leu Lya Lyo He Ser

5 90 61 0 6305 90 61 0 630

GAC TAC ATG AAG AGC GGC CGC TTC CTC TCC AAG CCA ATC TTT GCA Asp Tyr Met Lys Ser GIy Arg Phe Leu Ser Lys Pro lie Phe AlaGAC TAC ATG AAG AGC GGC CGC TTC CTC TCC AAG CCA ATC TTT GCA Asp Tyr Met Lys Ser Gly Arg Phe Leu Ser Lys Pro lie Phe Ala

6 50 AlG ATG GCC TTT TGG AAC CCA AAG TAG6 50 AlG ATG GCC TTT TGG AAC CCA AAG DAY

Lys Met Ala Phe Trp Asn Pro Lys EndLys Met Ala Phe Trp Asn Pro Lys End

Erfindungsgemäß kann die besagte DNA-Sequenz auch die folgende Nukleotid-Sequenz aufweisen:According to the invention, said DNA sequence may also have the following nucleotide sequence:

10 3010 30

A GAC CCC AGC ACC ATG UCC ATG ACA CTG GGT TAC TGG GAC ATCA GAC CCC AGC ACC ATG UCC ATG ACA CTG GGT TAC TGG GAC ATC

Met Pro Met 'ihr Leu GIy Tyr Trp Asp HeMet Pro Met 'her Leu GIy Tyr Trp Asp Hey

5 0 705 0 70

CGT GGG CTA GCG CAT GCC ATC CGC CTG CTC CTG GAA TAC ACA GAC Arg GIy Leu Ala His Ala He Arg Leu Leu Leu GIu Tyr Thr AspCGT GGG CTA GCG CAT GCC ATC CGC CTG CTC CTG GAA TAC ACA GAC Arg GIy Leu Ala His Ala He Arg Leu Leu Leu GIu Tyr Thr Asp

90 11 0 13090 11 0 130

TCG AGC TAT GAG GAG AAG AGA TAC ACC ATG GGA GAC GCT CCC GAC Ser Ser Tyr GIu GIu Lys Arg Tyr Thr Met GIy Asp Ala Pro AspTCG AGC TAT GAG GAG AAG AGA TAC ACC ATG GGA GAC GCT CCC GAC Ser Ser Tyr GIu GIu Lys Arg Tyr Thr Met GIy Asp Ala Pro Asp

1 50 17 01 50 17 0

TTT GAC AGA AGC UAG TGG CTG AAT GAG AAG TTC AAA CTG GGC CTG .the Asp Arg Ser GIn Trp Leu Asn GIu Lys Phe Lys Leu GIy LeuTTT GAC AGA AGC UAG TGG CTG AAT GAG AAG TTC AAA CTG GGC CTG .the Asp Arg Ser GIn Trp Leu Asn GIu Lys Phe Lys Leu GIy Leu

190 2 10190 2 10

GAC TTC CCC AAT CTG CCC TAC TTA ATT GaT GGA TCA CAC aAG A'i'C Asp Phe Pro Asn Leu Pro Tyr Leu He Asp GIy ber His Lys HeGAC TTC CCC AAT CTG CCC TAC TTA ATT GaT GGA TCA CAC aAG A'i'C Asp Phe Pro Asn Leu Pro Tyr Leu He Asp GY about His Lys He

23 0 250 223 0 250 2

ACC UAG AGC AAT GCC ATC CTG UGC TAT CTT GGC CGU AAG UAC AAU Thr GIn Ser Asn Ala He Leu Arg Tyr Leu uly Arg Lys His AsnACC UAG AGC AAT GCC ATC CTG UGC ACT CTT GGC CGU AAG UAC AAU Thr GIn Ser Asn Ala He Leu Arg Tyr Leu uly Arg Lys His Asn

70 29 0 31070 29 0 310

CTG TGT GGG GAG ACA GAA GAG GAG AGG ATT CGT GTG GAC ATT CTG Leu Cye GIy GIu Thr GIu GIu GIu Arg He Arg VaI Asp He LeuCTG TGT GGG GAG ACA GAA GAG GAG AGG ATT CGT GTG GAC ATT CTG Leu Cye GIy GIu Thr GIu GIu GIu Arg He Arg VaI Asp He Leu

3 30 35 03 30 35 0

GAG AAT CAG CTC ATG GAC AAC CGC ATG GTG CTG GCG AGA CTT TGCGAG AAT CAG CTC ATG GAC AAC CGC ATG GTG CTG GCG AGA CTT TGC

GIu Asn GIn Leu Met Asp Asn Arg Met VaI Leu AIa Arg Leu CysGIu Asn GIn Leu Met Asp Asn Arg Met VaI Leu AIa Arg Leu Cys

370 3 90370 3 90

TAT AAC CCT GAC TTT GAG AAG CTG AAG CCA GGG TAC CTG GAG CAATAT AAC CCT GAC TTT GAG AAG CTG AAG CCA GGG TAC CTG GAG CAA

Tyr Asn Pro Asp Phe GIu Lys Leu Lys Pro GIy Tyr Leu GIu CInTyr Asn Pro Asp Phe Giu Lys Leu Lys Pro Giy Tyr Leu Giu CIn

41 0 430 441 0 430 4

CTG CCT GGA ATG ATG CGG CTT TAC TCC GAG TTC CTG GGC AAG CGG Leu Pro GIy Met Met Arg Leu Tyr Ser GIu Phe Leu GIy Lys ArgCTG CCT GGA ATG ATG CGG CTT TAC TCC GAG TTC CTG GGC AAG CGG Leu Pro GIy Met Met Arg Leu Tyr Ser GIu Phe Leu GIy Lys Arg

TGGTGG TTTTTT GCAGCA GGGGGG GACGAC 47 MG47 MG 0 ATC0 ATC ACCACC TTTTTT GTGGTG GATGAT TTCTTC 490 ATT490 ATT -11--11- 273 855273 855 50 OCA50 OCA TrpTrp PhePhe AluAlu GIyGly AspAsp HeHe ThrThr PhePhe VaIVal AspAsp PhePhe HeHe GCTGCT ProPer GATGAT GTTGTT CTTCTT 5 GAG5 GAG 10 AGG10 AGG MCMC CMCM GTGGTG TTTTTT GAGGAG 53 GCC53 GCC 0 ACG0 ACG TGCTGC AIaAla TACTAC AspAsp VaIVal LeuLeu GIuGlu Argbad AonAeon GInGin VaIVal PhePhe GIuGlu AlaAla ThrThr CysCys CTGCTG TyrTyr GCGGCG TTCTTC 550 CCA550 CCA AACAAC CTGCTG MGMG GATGAT TTCTTC 5 ATA5 ATA 70 GCG70 GCG CGCCGC TTTTTT GAGGAG LeuLeu GACGAC AlaAla PhePhe ProPer AnnAnn LeuLeu LysLys AspAsp PhePhe HeHe AIaAla Argbad PhePhe GIuGlu GGCGGC AspAsp 59 MG59 MG 0 MG0 MG ATCATC TCCTCC GACGAC TACTAC ATGATG 610 MG610 MG TCCTCC AGCAGC CGCCGC TTCTTC CTCCTC GIyGly CTGCTG LysLys LysLys HeHe SerSer AspAsp TyrTyr Metmead LysLys SerSer SerSer Argbad PhePhe LeuLeu 6 CCA6 CCA LeuLeu CCTCCT CTGCTG TTCTTC ACAACA MGMG 1-3 CTi OVJl1-3 CTi OVJl 0 GCT0 GCT ATTATT TGGTGG GGCGGC AGCAGC MGMG 670 TAG670 DAYS ProPer 30 AGA30 AGA ProPer LeuLeu PhePhe ThrThr LysLys Metmead AIaAla HeHe TrpTrp GIyGly SerSer LysLys EndEnd GACGAC Argbad GACGAC AGGAGG TGGTGG 6 GCT6 GCT 90 TTA90 TTA GGAGGA GMGM AGAAGA TACTAC CMCM 71 ATC71 ATC 0 TCC0 TCC TGGTGG AspAsp CCTCCT AspAsp Argbad TrpTrp AIaAla LeuLeu GIyGly GIuGlu Argbad TyrTyr GInGin HeHe SerSer TrpTrp GTTGTT ProPer CMCM GAGGAG 730 CCC730 CCC TMTM GGAGGA GCGGCG GGCGGC AGGAGG 7 ATT7 ATT 50 CCT50 CCT GAGGAG CCCCCC CAGCAG VaIVal TGCTGC Gingin GIuGlu ProPer EndEnd GIyGly AIaAla GIyGly Argbad HeHe ProPer GIuGlu ProPer GInGin AGCAGC CysCys 77 GTT77 GTT 0 TTC0 TTC TTCTTC CTTCTT CCTCCT TCCTCC ATTATT 790 CCA790 CCA GTCGTC CCCCCC AAGAAG CCTCCT TACTAC SerSer CATCAT VaIVal PhePhe PhePhe LeuLeu ProPer SerSer HeHe ProPer VaIVal ProPer LysLys ProPer TyrTyr 8 CAG8 CAG HisHis TCATCA TTTTTT TTTTTT GGTGGT CATCAT 83 CM83 CM 0 ATT0 ATT CCTCCT GCCGCC AMAT THE CACCAC AGGAGG 850 CTC850 CTC GInGin 10 CTC10 CTC SerSer PhePhe PhePhe GIyGly HisHis GInGin HeHe ProPer AIaAla LysLys HisHis Argbad LeuLeu TTATTA LeuLeu GCCGCC CTACTA GCAGCA 8 ACT8 ACT 70 CCT70 CCT TTCTTC CATCAT TAGDAY CMCM MTMT 89 AGC89 AGC 0 CTT0 CTT CTACTA LeuLeu AMAT THE AlaAla LeuLeu AIaAla ThrThr ProPer PhePhe HisHis EndEnd GInGin AsnAsn SerSer LeuLeu LeuLeu MGMG LysLys MGMG TGCTGC 910 CCC910 CCC GCCGCC CCCCCC ACCACC CCTCCT CGACGA 9 GCT9 GCT 30 CAT30 CAT GTGGTG ATTATT GGAGGA LysLys TTATTA LysLys CyeCye ProPer AIaAla ProPer ThrThr ProPer Argbad AIaAla HisHis VaIVal HeHe GIyGly TAGDAY LeuLeu 95 GCT95 GCT 0 CCC0 CCC MCMC ATGATG TGATGA TTATTA TTTTTT 970 TGG970 TGG GCAGCA GGTGGT CAGCAG GCTGCT CCCCCC EndEnd TTGTTG AlaAla ProPer AsnAsn Metmead EndEnd LeuLeu PhePhe TrpTrp AIaAla GIyGly GXngXn AIaAla ProPer 9 CGG9 CGG LeuLeu ATGATG GGGGGG TCTTCT ATCATC TGGTGG 101 AGA101 AGA 0 CAG0 CAG TAGDAY ATTATT GCTGCT AGCAGC 1 AGC1 AGC 030 TTT030 TTT Argbad 90 CAG90 CAG Metmead GIyGly SerSer HeHe TrpTrp Argbad GInGin EndEnd HeHe AlaAla SerSer SerSer PhePhe GACGAC Gingin CGTCGT AGCAGC CMCM 10 GCC10 GCC 50 CCT50 CCT CTTCTT CTTCTT GCTGCT GTTGTT TCCTCC 107 CGA107 CGA 0 GAC0 GAC TAGDAY AspAsp CACCAC Argbad SerSer GInGin AIaAla ProPer LeuLeu LeuLeu AlaAla VaIVal SerSer Argbad AspAsp EndEnd CTACTA HisHis GCAGCA 1 AGG1 AGG 090 TGT090 TGT GCTGCT GTGGTG TCCTCC CCACCA GCAGCA 11 CTT11 CTT 10 GTC10 GTC ACTACT GCCGCC TCTTCT LeuLeu TGATGA AlaAla ArsArs CysCys AIaAla VaIVal SerSer ProPer AlaAla LeuLeu VaIVal ThrThr AlaAla SerSer GTAGTA EndEnd VaIVal

113 O 1 150 11113 O 1 150 11

ACC CGC TCC TAC CGC TCT T1I1C TTC CTG CTG CTG TGA GCT GTA CCTACC CGC TCC TAC CGC TCT T 1 I 1 C TTC CTG CTG CTG TGA GCT GTA CCT

Thr Arg Ser Tyr Arg 3er Phe Phe Leu Leu Leu End Ala VaI ProThr Arg Ser Tyr Arg 3er Phe Phe Leu Leu Leu End Ala VaI Pro

70 119 0 1 21070 119 0 1 210

CCT GAC CAC AAA CCA GAA TAA ATC ATT CTC CCC TTA AAA AAA AAACCT GAC CAC AAA CCA GAA TAA ATC ATT CTC CCC TTA AAA AAA AAA

Pro Asp Hia Lya Prc GIu iünd lie He Leu Pro Leu Lya Lys Ly0 iiAA AAA AAA A s Lya Lya LyePro Asp Hia Lya Prc GIu and He Leu Pro Leu Lya Ly Ly0 ii AA AAA AAA A s Lya Lya Lye

Die erfindungsgemäß hergestellte DNA-Sequenz, die für ein Glutathion-S-Transferase-Polypeptid kodiert wird in operabler Weise mit einem pflanzlichen Promotor verknüpft ist und in eier pflanzlichen Zelle exprimiert. Erfindungsgemäß ist sie heterologen Ursprungs ist in bezug auf dun pflanzlicheil Promotor.The DNA sequence of the present invention, which encodes a glutathione S-transferase polypeptide, is operably linked to a plant promoter and expressed in the plant cell. According to the invention, it is of heterologous origin with respect to dun vegetable oil promoter.

Bei den pflanzlichen Zellen kann es sich um Zellen von Tabak, Sojabohnen oder Bauwolle handeln. Die pflanzlichen Zellen können Teile einer ganzen Pflanze sein.The plant cells may be cells of tobacco, soybeans or cotton. The plant cells can be parts of a whole plant.

Bei dem pflanzlichem Promotor kann es sich um einen Promotor handeln, der ausgewählt ist aus der Gruppe der nos-, ocs- und CaMV-Promotoren. Bei dem pflanzlichen Promotor kann es sich auch um den Promotor der kleinen Untereinheit der Ribulosebis-phosphat-Carboxylase der Sojabohne oder um den Promotor des Chlorophyll-a/b-Bindungsproteins handeln. Bei den Herbiziden kann es sich um ein Chloracetamid, einen Sulfonylharnstoff, ein Triazin, einen Diphenylether, ein Imidazolinon oder um ein Thiocarbamat handeln. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines DNA-Transfer-Vektors, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine chimäre Gensequenz, die aus einem Glutathion-S-Trasferase-Gen besteht, das in operabler Weise mit einem pflanz'* jnen Promotor verknüpft ist, in einen geeigneten Klonierungsvektor einspleißt, der Replikations- und Kontroll-Sequenzen enth '♦ die von Spezies stanmen, die mit der Wirtszelle kompatibel sind. Erfindungsgemäß handelt es sich bei der genannten Wirtszelle um einen Mikroorganismus oder um eine pflanzliche Zelle. Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Ver.'dhren zur Herstellung einer herbizidtoleranten Pflanzenzelle zur Verfügung gestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Pflanzenzelle mit einem rekombinanten DNA-Molekül gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 unter Anwendung an sich bekannter Transformationsverfahren transformiert.The plant promoter may be a promoter selected from the group of nos, ocs and CaMV promoters. The plant promoter may also be the promoter of the small subunit of the soybean ribulose bis-phosphate carboxylase or the promoter of the chlorophyll a / b binding protein. The herbicides may be a chloroacetamide, a sulfonylurea, a triazine, a diphenyl ether, an imidazolinone or a thiocarbamate. The invention also relates to a process for the preparation of a DNA transfer vector characterized by comprising a chimeric gene sequence consisting of a glutathione S -transferase gene operably linked to a plant-derived promoter is spliced into a suitable cloning vector containing replication and control sequences that stagnate from species compatible with the host cell. According to the invention, said host cell is a microorganism or a plant cell. According to the invention, a ver.'dhren for making a herbicide tolerant plant cell is also provided, which is characterized in that one transforms the plant cell with a recombinant DNA molecule according to any one of claims 1 to 14 using known transformation methods.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind somit rekombinante DNA-Moleküle, die tine Herbizid-Toleranz auf Pflanzen übertragen, wobei die Herbizide durch Produktion von Proteinon detoxifiziert werden. Zu den bekannten Detoxifikationsmechanismen gehören die Konjugation von Glutathion an elektrophile Verbindungen, eine Rea'rtion, die durch die Glutathion-S-Transferase katr'vsiert wird; die Konjugation von D-Aminosäure cn 2,4-Dichlorphenoxyessigsäure (2,4-D) sowie die Hydroxylierung und Koh'enhydrat-Konjugation bei Sulfonylharnstoffen.The present invention thus relates to recombinant DNA molecules which transfer tine herbicide tolerance to plants, wherein the herbicides are detoxified by production of proteinone. Known detoxification mechanisms include the conjugation of glutathione to electrophilic compounds, a reaction catalyzed by glutathione S-transferase; the conjugation of D-amino acid cn 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) as well as the hydroxylation and Koh'enhydrat conjugation in sulfonylureas.

Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung herbizidtolerante Pflanzen, die mit einem rekombinanten DNA-Molekül transformiert sind, welches für ein Enzym kodiert, das für die Detoxication von Herbiziden verantwortlich ist. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung in erster Linie rekombinante DNA-Moleküle, die durch eine Gen-Sequenz gekennzeichnet sind, welche für ein Glutathion-S-Transferase-Polypeptid kodiert, sowie herbizidtolerante transformierte Pflanzen, die eine erhöhte Glutathion-S-Transferase-Enzymaktivität aufweisen. Im Rahmen dieser Erfindung ist die Pflanzenzelle mit einem Glutathion-S-Transferase-Gen transformiert, welches im Zuge seiner Expression der Überexpression der Pflanze eine Herbizid-Toleranz verleiht.In particular, the present invention relates to herbicide tolerant plants transformed with a recombinant DNA molecule encoding an enzyme responsible for the detoxication of herbicides. Furthermore, the present invention relates primarily to recombinant DNA molecules characterized by a gene sequence encoding a glutathione S-transferase polypeptide, and to herbicide tolerant transformed plants having increased glutathione S-transferase enzyme activity , In the context of this invention, the plant cell is transformed with a glutathione-S-transferase gene which, in the course of its expression, confers herbicidal tolerance to the overexpression of the plant.

Die vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus auch aus transformierten Pflanzenzellen regenerierte Pflanzen sowie deren Samen, darüber hinaus auzh die Nachkommen von aus transgenen Pflanzenzellen regenerierte Pflanzen sowie Mutanten und Varianten davon.The present invention furthermore relates to from transformed plant cells regenerated plants and their seeds, furthermore au the progeny of regenerated from transgenic plant cells, plants as well as mutants and variants thereof zh.

Die Erfindung bezieht sich ebenso auf chimäre genetische Konstruktionen, die ein Glutathion-S-Transferase-Gen enthalten, auf Klonierungsvehikel und Wirtsorganismen sowie Methoden zur Übertragung der Herbizid-Toleranz auf Pflanzen. Nachfolgend sollen die beigefügten Abbildungen kurz charakterisiert und erläutert werden:The invention also relates to chimeric genetic constructs containing a glutathione S-transferase gene, to cloning vehicles and host organisms and to methods of transferring herbicide tolerance to plants. In the following, the enclosed figures are to be briefly characterized and explained:

Abbildung 1 legt die Sequenzierungs-Strat6gie für das pGTR200-cDNA-lnsert von Yb200 dar, einem Glutathion-S-Transferase-Gen aus der Rattenleber.Figure 1 sets forth the sequencing strategy for the pGTR200 cDNA insert from Y b 200, a rat liver glutathione S-transferase gene.

Abbildung 2 zeigt das Plasmid pCIB710, ein E. coli-Replikon, das den Promotor für das CaMV-35S-DNA- Transkript sowie dessen Terminator, und polyA-Zusatzsignal umfaßt.Figure 2 shows plasmid pCIB710, an E. coli replicon comprising the promoter for the CaMV 35S DNA transcript and its terminator, and polyA accessory signal.

Abbildung 3 zeigt die Konstruktion des Plasmids pCIB 12, ein E. coli-Fleplikon, enthaltend das chimäre Gen mit dem CaMV-35S Promotor, das mit dem Glutathion-S-Trasferase-cDNA-Gen aus Rattenleber Yb200, und dem CaMV Terminator verknüpft ist. Abbildung 4A veranschaulicht die Konstruktion des Plasmids pCIB 14, eines Replikon mit weitem Winsbereich, das zwei chimäre Gene innerhalb einer T-DNA Grenzsequenz enthält, wobei das chimäre Gen aus dem CaMV-35S-Promotor besteht, der mit dem Glutathion-S-Transferase-Gen Yb200, dem CaMV-Terminator und dem Kanamycin-Resistenz-Gen, ncs-neo-nos, verknüpft ist. Abbildung 4B zeigt die Fertigstellung eines Teüklones mit Hilfe der in-vlvo-Rekombinationsmethode. Abbildung 4C zeigt die Fertigstellung eines Teüklones mit Hilfe der in-vitro-VerknüpfungsmethocJe.Figure 3 shows the construction of plasmid pCIB 12, an E. coli strain containing the chimeric gene with the CaMV 35S promoter linked to the glutathione S -transferase cDNA gene from rat liver Y b 200, and the CaMV terminator is linked. Figure 4A illustrates the construction of plasmid pCIB 14, a wide-range replicon containing two chimeric genes within a T-DNA border sequence, where the chimeric gene consists of the CaMV 35S promoter linked to the glutathione S-transferase gene. Gen Y b 200, the CaMV terminator and the kanamycin resistance gene, ncs-neo-nos, is linked. Figure 4B shows the completion of a Teklone using the in vivo recombination method. Figure 4C shows the completion of a Teklone using the in vitro linkage method.

Abbildung 5 zeigt Fluoreszenz-Induktionsmuster, die für nichttransgene Tabak-Blätter typisch sind. Die obere Kurve erhält man, nachdem die Blätter 10"6M Atrazin über einen Zeitraum von 48 Stunden aufgenommen haben. Die untere Kurve erhält man bei Aufnahme reiner Pufferlösung.Figure 5 shows fluorescence induction patterns typical of non-transgenic tobacco leaves. The upper curve is obtained after the leaves have taken up 10 " 6 M atrazine over a period of 48 hours, the lower curve being obtained when pure buffer solution is taken up.

Abbildung 6 zeigt die Fluoreszenz-Induktionsmuster, die "nan in Blättern aus transgenen pCIB-14-Tabakpflanzen nach 48stündigem Aufsaugen von 10"5M Atrazin erhält, dabei lassen sich drei Klassen von Antworten ermitteln: (i) Keine Detoxifikation des Atrazins, obere Kurve; (ii) signifikante Detoxifikation des Atrazine, untere Kurve; (Ni) eine mittlere Detoxification, mittlere Kurve.Figure 6 shows the fluorescence induction patterns obtained in leaves of transgenic pCIB-14 tobacco plants after inoculating 10 " 5 M atrazine for 48 hours, revealing three classes of responses: (i) no detoxification of atrazine, upper curve ; (ii) significant detoxification of atrazine, lower curve; (Ni) a middle detoxification, middle curve.

Abbildung 7a zeigt die Konstruktion des Plasmids pCIB5Figure 7a shows the construction of plasmid pCIB5

Abbildung 7b zeigt die Konstruktion des Plasmids pCIB4 Figure 7b shows the construction of plasmid pCIB4

Abbildung 7c zeigt die Konstruktion des Plasmids pCIB2. Figure 7c shows the construction of plasmid pCIB2.

Abbildung 7d/e beschreibt die Konstruktion des Plasmids pCIB 10.Figure 7d / e describes the construction of plasmid pCIB 10.

Abbildung 7f/g beschreibt die Konstruktion des Plasmids pCIB 10a.Figure 7f / g describes the construction of plasmid pCIB 10a.

In der folgenden Beschreibung werden eine Reihe von Ausdrucken verwendet, die in dor rekombinanten DNA-Technologie sowie in der Pflanzengenetik gebräuchlich sind.In the following description, a number of printouts are used which are common in recombinant DNA technology as well as in plant genetics.

Um ein klares und einheitliches Verständnis der Beschreibung und der Ansprüche sowie des Umfangs, der den besagten Ausdrucken zukommen soll, zu gewährleisten, werden die folgenden Definitionen aufgestellt:To ensure a clear and consistent understanding of the description and claims as well as the scope of the said printouts, the following definitions are set forth:

Heterologe(s) Gen(e) oder DNA: Eine DNA-Sequenz, die für ein spezifisches Produkt, Produkte oder eine biologische Funk.ion kodiert und die von einer anderen Spezies stammt als derjenigen, in welche das besagte Gen eingeschleust wird; besagte DNA-Sequenz wird auch als Fremdgen oder Fremd-DNA bezeichnet.Heterologous gene (s) or DNA: A DNA sequence that codes for a specific product, product or biological radio- lation derived from a species other than that into which said gene is introduced; said DNA sequence is also referred to as foreign gene or foreign DNA.

Homologe(s) Gen(e) oder DNA: Eine DNA-Sequenz, die für ein spezifisches Produkt, Produkte oder eine unlogische Funktion kodiert und die aus der gleichen Spezies stammt, in weiche das besagte Gen eingeschleust wird.Homologous gene (s) or DNA: A DNA sequence encoding a specific product, product or illogical function derived from the same species into which said gene is introduced.

Pflanzen-Promotor: Eine Kontrollsequenz der DNA- Expression, die die Transkription jeder beliebigen homologen odar heteroIngen DNA-Gensequenz in einer Pflanze gewährleistet, sofern dies in operabler Weise mit einem solchen Promotor verknüpft ist.Plant promoter: A DNA expression control sequence that ensures transcription of any homologous odar heteroIngen DNA gene sequence in a plant, when operably linked to such a promoter.

Überproduzierender Pflanzen-Promotor (OPP): Pflanzen-Promotor, der in der Lage ist, in einer transgenen Pflanzenzelle die Expression einer jeden in operabler Weise verknüpften funktionalen Gensequenz(en) in einem Ausmaß (gemessen in Form der RNA oder der Polypeptidmenge) zu bewirken, das deutlich höher liegt, als dies natürlicherweise in Wirtszellen, die nicht mit besagtem OPP transformiert sind, beobachtet wird.Overproducing Plant Promoter (OPP): A plant promoter capable of effecting, in a transgenic plant cell, the expression of any operatively linked functional gene sequence (s) to an extent (as measured in terms of RNA or polypeptide amount) which is significantly higher than is naturally observed in host cells that are not transformed with said OPP.

Glutathion-S-Transferase: Die Definition dieses Enzyms erfolgt auf funktionale Art und Weise und schließt jede Glutathion-S-Transferase (GST) mit ein, die in der Lage ist, in einer gegebenen und gewünschten Pflanze die Konjugation von Glutathion und einer elektrophilen Verbindung zu katalysieren. Dieser Ausdruck umfaßt daher nicht nur das Enzym aus der spezifischen Pflanzenspezies, die in die genetische Transformation einbezogen ist, sondern schließt auch Glutathion-S-Transferasen (GSTen) aus anderen Pflanzenspezies sowie aus Mikroorganismen oder Säugerzellen mit ein, sofern diese GST in der Lage sind, in der transgenen Pflanzenzelle ihre natürliche Funktion zu erfüllen.Glutathione S-Transferase: The definition of this enzyme is functional and includes any glutathione S-transferase (GST) capable of conjugating glutathione and an electrophilic compound in a given and desired plant to catalyze. Thus, not only does this term include the enzyme from the specific plant species involved in the genetic transformation, but also includes glutathione-S-transferases (GSTs) from other plant species, as well as from microorganisms or mammalian cells, if these GSTs are capable to fulfill their natural function in the transgenic plant cell.

Der Begriff GST schließt Aminosäuresequenzen mit ein, die kürzer oder länger sind als die Sequenzen natürlicher GSTen, wieThe term GST includes amino acid sequences that are shorter or longer than the sequences of natural GSTs, such as

z. B. funktionell Hybride oder Teilfragmente von GSTen oder deren Analoge.z. B. functionally hybrids or partial fragments of GSTs or their analogs.

Pflanze: Jedes photosynthetisch aktive Mitglied aus dem Reich Planta, das durch einen membranumhüllten Nukleus, ein in Form von Chromosomen organisiertes genetischas Material, membranumhüllte cytoplasmatische Organelle und der Fähigkeit zur Durchführung einer Meiose charakterisiert ist.Plant: Any photosynthetic active member from the Planta realm characterized by a membrane-coated nucleus, a chromosomally organized genetischas material, membrane-coated cytoplasmic organelles, and the ability to perform meiosis.

Pflanzen-Zellen: Strukturelle und physiologische Einheit der Pflanze, bestehend aus einem Protoplasten und einer Zellwand.Plant Cells: Structural and physiological unit of the plant consisting of a protoplast and a cell wall.

Pflanzengewebe: Eine Gruppe von Pflanzenzellen, die in Form einer strukturellen und funktionellen Einheit organisiert sind.Plant tissue: A group of plant cells organized in the form of a structural and functional unit.

Pflanzenorgan: Ein abgegrenzter und deutlich sichtbar differenzierter Teil einer Pflanze, wie beispielsweise Wurzel.. Stamm, Blatt oder Embryo.Plant organ: A delimited and clearly visible differentiated part of a plant, such as root .. stem, leaf or embryo.

Detaillierte Beschreibung der vorliegenden ErfindungDetailed description of the present invention Herbizidtolerante Pflanzen mit erhöhter GST-Enzymaktivität:Herbicide-tolerant plants with increased GST enzyme activity:

Die vorliegende Erfindung betrifft rekombinante DNA- Moleküle, die einer Pflanze eine, auf der Detoxication des Herbizids basierende Herbizid-Toleranz verleihen.The present invention relates to recombinant DNA molecules which confer on a plant a herbicidal tolerance based on the detoxication of the herbicide.

Zu den bekannten Detoxifikationsmechanismen gehören die Hydroxylierung und Kohlanhydrat-Konjugation von Sulfonylharnstoff (Hutchison et al., Pesticide Biochem. and Physiol., 22: 243-249 [1984]), die D-Aminosäure-Konjugation an 2-4-D (Davidonis et al.. Plant Phys., 70: 357-360 [1982]) und die Konjugation von Glutathion an elektrophile Verbindungen, katalysiert durch die Glutathion S-Transferase.Known detoxification mechanisms include the hydroxylation and carbohydrate conjugation of sulfonylurea (Hutchison et al., Pesticide Biochem., Physiol., 22: 243-249 [1984]), D-amino acid conjugation to 2-4-D (Davidonis et al. Plant Phys., 70: 357-360 [1982]) and the conjugation of glutathione to electrophilic compounds catalyzed by glutathione S-transferase.

Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere herbizidtolerante Pflanzen, die mit einem rekombinanten DNA-Molekül transformiert sind, das für ein Enzym kodiert, welches für die Detoxifikation von Herbiziden verantwortlich ist. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung in erster Linie rekombinante DNA-Moleküle, die durch eine Gen-Sequenz gekennzeichnet sind, welche fOr ein Glutathion-S-Transferase Polypeptid kodiert, sowie herbizidtolerante transformierte Pflanzen, die eine erhöhte Glutathion-S-Transferase-Enzymaktivität aufweisen. Die Glutathion enthaltenen Pflanzenzellen und Pflanzen sind durch ein Glutathion-S-Transferase-Gon transformiert, das bei der Expression in besagter Pflanzenzelle oder Pflanze die GST-Enzymaktivität steigert und somit der Pflanze eine Toleranz gegenüber Herbiziden verleiht, im Rahmen dieser Erfindung werden für die Modifikation dieser Pflanzen genmanipulatorische Techniken verwendet.In particular, the present invention relates to herbicide-tolerant plants transformed with a recombinant DNA molecule encoding an enzyme responsible for the detoxification of herbicides. Furthermore, the present invention relates primarily to recombinant DNA molecules characterized by a gene sequence encoding a glutathione S-transferase polypeptide, and to herbicide tolerant transformed plants having increased glutathione S-transferase enzyme activity. The glutathione-containing plant cells and plants are transformed by a glutathione-S-transferase gon, which upon expression in said plant cell or plant enhances GST enzyme activity and thus confers herbicide tolerance to the plant These plants used gene manipulation techniques.

Unter einer „herbizidtoleranten Pflanze" ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung definitionsgemäß eine Pflanze zu verstehen, die in Gegenwart einer normalerweise wirksamen Herbizidkonzentration überlebt und vorzugsweise ein normales Wachstum zeigt.In the context of the present invention, a "herbicide-tolerant plant" is defined as a plant which survives in the presence of a normally effective herbicidal concentration and preferably exhibits normal growth.

Herbizid-Toleranz in Pflanzen bezieht sich erfindungsgemäß auf einen Detoxifikationsmechanismus in der Pflanze, auch wenn der Herbizid-Bindungs- oder -Zielort weiterhin sensitiv istHerbicide tolerance in plants according to the invention refers to a detoxification mechanism in the plant, even if the herbicide binding or target site is still sensitive

Unter Resistenz ist die maximal erreichbare Toleranz zu verstehen. Resistance means the maximum achievable tolerance.

Die Detoxifikation muß von anderen Mechanismen zur Übertragung einer Herbizid-Toleranz unterschieden werden, bei denen dar Herbizid-Bindungs- oder -Zielort verändert wird und nicht länger sensitiv ist.Detoxification must be distinguished from other mechanisms for transmitting herbicide tolerance in which the herbicidal binding or target site is altered and no longer sensitive.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bleibt der Herbizid-Bindungsort in der Pflanze unverändert sensitiv, wobei aber das Herbizid nicht gebunden wird, da es z. B. durch das GST-Enzym zuvor entgiftet wird.In the context of the present invention, the herbicide binding site in the plant remains unchanged sensitive, but the herbicide is not bound, since it is z. B. previously detoxified by the GST enzyme.

Der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendete Ausdruck „Herbizid-Toleranz" soll daher sowohl Toleranz als auch Resistenz gegenüber Herbiziden umfassen, wobei besagte Toleranz bzw. Resistenz auf die Detoxifikation von Herbiziden, beispielsweise aufgrund einer erhöhten GST-Enzymaktivität zurückzuführen ist. Eine herbizidtclerante Pflanze kann ohne Schädigungen in der Gegenwart bestimmter Herbizide überleben, die für herbizidsensitive Pflanzen letal sind oder deren Wachstum oder Vitalität beeinträchtigen.The term "herbicidal tolerance" used in the context of the present invention is therefore intended to encompass both tolerance and resistance to herbicides, said tolerance or resistance being due to the detoxification of herbicides, for example due to an increased GST enzyme activity survive damage in the presence of certain herbicides which are lethal to herbicidal-sensitive plants or impair their growth or vitality.

Unter Herbiziden sind im Rahmen der vorliegenden C. findung alle Herbizide zu verstehen, die deioxifiziert werden können, beispielsweise durch Bildung von Konjugaten an pflanzliches Glutathion oder Glutathionanaloge oder -homologe, bzw. an jede elektrophile Verbindung. Besonders bevorzugt im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind Herbizide, die einen Chlor-Rest aufweisen. Beispiele derartiger Herbizide, die aber keine Limitierung darstellen, sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung:In the context of the present invention, herbicides are to be understood as meaning all herbicides which can be deioxified, for example by formation of conjugates of plant glutathione or glutathione analogues or homologs, or of any electrophilic compound. Particularly preferred in the context of the present invention are herbicides which have a chlorine radical. Examples of such herbicides, which are not limiting, are within the scope of the present invention:

Triazine, einschließlich der Chloratrazi::e, Acetamide, einschließlich der Chloracetanilide, Sulfonylharnstoffe, Imidazolinone, Thiocarbamate, chlorierte Nitrobenzole, Diphenylether und andere. Einige spezifischen Beispiele solcher Herbizide umfassen das Atrazin, Alachlor, S-Ethyldipropylthiocarbamat und Diphenylether. Siehe ebenso: Herbicide Resistance in Plants (H. LeBaron and J. Gressel, ed., 1982).Triazines, including chloratracets, acetamides, including chloroacetanilides, sulfonylureas, imidazolinones, thiocarbamates, chlorinated nitrobenzenes, diphenyl ethers, and others. Some specific examples of such herbicides include atrazine, alachlor, S-ethyl dipropyl thiocarbamate and diphenyl ether. See also: Herbicide Resistance in Plants (H. LeBaron and J. Gressel, ed., 1982).

Bei einigen der genannten Herbizide *<andelt es sich um potente Photosynthesehemmer in der Pflanze.Some of the mentioned herbicides are potent photosynthetic inhibitors in the plant.

Frearetal Phytochemistry, 9: 2123 -2132 (1970) (Chlortriazine); Frear et al., Pesticide Biochem. an Physlol., 20: 299-310(1983) (Diphenylether); Lay et al.. Pesticide Biochem. and Physiol,, 6:442-456 (1976) (Thiocarbamate); and Frear et al.. Pesticide Biochem. and Physiol., 23: 56-65 (1985) (Metribuzin). Andere Herbizide führen zur Inaktivierung von Enzymen, die in der Biosynthese von Aminosäuren eine Rolle spielen.Frearetal Phytochemistry, 9: 2123-2132 (1970) (chlorotriazines); Frear et al., Pesticide Biochem. to Physlol., 20: 299-310 (1983) (diphenyl ether); Lay et al .. Pesticide Biochem. and Physiol ,, 6: 442-456 (1976) (thiocarbamates); and Frear et al .. Pesticide Biochem. and Physiol., 23: 56-65 (1985) (metribuzin). Other herbicides lead to the inactivation of enzymes involved in the biosynthesis of amino acids.

Auch wenn der Ausdruck „Herbizide" verwendet wird, um diese Verbindungen zu beschreiben, so ist der Gebrauch dieses Ausdruckes im Rahmen dieser Erfindung nicht als limitierend zu betrachten. So gibt es beispielsweise zahlreiche Insektizide und Pestizide (zur Kontrolle von Krankheiten, Parasiten und Fraßfeinden), die bei Applikation auf die Pflanze schädliche Auswirkungen auf die Vitalität der Pflanze haben. Das insektizid- oder pestizid-wirksame Agens kann möglicherweise durch die Blätter, den Stamm oder aus dem Boden über das Wurzelsystem in die Pflanze aufgenommen werden.Although the term "herbicides" is used to describe these compounds, the use of this term is not to be considered as limiting in the context of this invention, for example, there are numerous insecticides and pesticides (for the control of diseases, parasites and predators) which have harmful effects on the plant's vitality when applied to the plant The insecticidal or pesticidal agent may possibly be absorbed into the plant through the leaves, stem or soil via the root system.

Darüber hinaus gibt es zahlreiche Xenobiotika, die zu den elektrophilen Verbindungen gehören und die in einer durch die GST-Enzymaktivität katalysierten Reaktion an Glutathion konjugiert werden können. Diese xenobiotischen Verbindungen sind ebenso von der vorliegenden Erfindung umfaßt.In addition, there are numerous xenobiotics that are electrophilic compounds that can be conjugated to glutathione in a GST enzyme activity-catalyzed reaction. These xenobiotic compounds are also included in the present invention.

Eine spezifische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt Herbizide, die Sensibilisatoren darstellen, d.h. Inhibitoren der GST-Enzymaktivität. Diese Sensibilisatoren hemmen den endogenen Detoxifikationsmechanismus, indem sie ein GST-Sensibilisator-Konjugat bilden.A specific embodiment of the present invention comprises herbicides which are sensitizers, i. Inhibitors of GST enzyme activity. These sensitizers inhibit the endogenous detoxification mechanism by forming a GST sensitizer conjugate.

Die gleichzeitige Applikation eines Herbizids und eines Sensibilisator, z. B. Tridiphan, auf eine Pflanze, führt zu einer Hemmung der enzymkatalysierten Konjugation zwischen Glutathion und dem Herbizid. Ezra et al., „Tridiphane as a Synergist for Herbicides in Corn (Zea mays) and Proso Millet (Panicum miliaceum), Weed Science, 33:287-290 (1985).The simultaneous application of a herbicide and a sensitizer, z. B. tridiphan, on a plant, leads to an inhibition of enzyme-catalyzed conjugation between glutathione and the herbicide. Ezra et al., "Tridiphane as a Synergist for Herbicides in Corn (Zea mays) and Proso Millet (Panicum miliaceum), Weed Science, 33: 287-290 (1985).

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung führt daher die Anwendung genmanipulatcrischer Techniken zur Übertragung einer GST-Enzymaktivität oder einer erhöhten GST-Enzymaktivität auf eine Pflanze, zu einer transgene'i pflanze, die eine erhöhte Toleranz bzw. Resistenz gegenüber Sensibilisatoren wie Tridiphan aufweist.In the context of the present invention, therefore, the use of gene manipulative techniques to transfer GST enzyme activity or increased GST enzyme activity to a plant results in a transgenic plant having increased tolerance to sensitizers such as tridiphane.

Auf diese Weise können beispielsweise ein Sensibilisator und ein Herbizid in Kombination auf Herbizid-sensitive und gleichzeitig auf Herbizid-tolerante Pflanzen gemäß der vorliegenden Erfindung appliziert werden. Diese Kombination von Sensibilisator und Herbizid wird in der Regel für die Herbizid-sensitiven Pflanzen toxisch sein, nicht aber für transgene Pflanzen.In this way, for example, a sensitizer and a herbicide can be applied in combination to herbicide-sensitive and at the same time to herbicide-tolerant plants according to the present invention. This combination of sensitizer and herbicide will typically be toxic to the herbicide-sensitive plants, but not to transgenic plants.

Jede Pflanze, die Glutathion oder eine analoge Verbindung, wie beispielsweise Homo-Glutathion, enthält und die einer genetischen Manipulation unter Anwendung genmanipulatorischer Techniken zugänglich ist, kann im Rahmen dieser Erfindung verwendet werden. Die transgene Pflanze muß darüber hinaus in der Lage sein, das GST-Gen zu exprimierer..Any plant containing glutathione or an analogous compound such as homo-glutathione, which is susceptible to genetic manipulation using genetic engineering techniques, may be used in the invention. The transgenic plant must also be able to express the GST gene.

Unter Pflanzen sollen im Rahmen der vorliegenden Erfindung Pflanzenzellen, Pflanzenprotoplasten, pflanzliche Gewebekulturen, die kultiviert und zur Bildung ganzer Pflanzen induziert werden können, aber auch Pflanzenkalli, Pflanzenklumpen sowie Pflanzenzellen als intakte 2<>standteile einer Pflanze und Pflanzenteile verstanden werden.In the context of the present invention, plants are to be understood as meaning plant cells, plant protoplasts, plant tissue cultures which can be cultivated and induced to form whole plants, but also plant calli, plant lumps and plant cells as intact parts of a plant and plant parts.

Der Ausdruck „Pflanze" bezieht sich auch ai! Γ Sollen, der mit Hilfe genmanipulatorischer Techniken transformiert ist.The term "plant" also refers to that which is transformed by means of gene manipulation techniques.

Die höchsten Glutathionkonzentrationen in Pflanzen findet man in der Regel in den subzellulären Kompartimenten des pflanzlichen Gewebes, wie z. B. in den pflanzlichen Piastiden, insbesondere in den Chloroplasten (Rennenberg, H., Phytochemistry, 21: 2771-2 781 [1982]). Glutathion hat eine Gamma-L-Glutamyl-L-Cysieinyl-Glycin-Struktur. Eine homologe Form des Glutathion, das Homo-Glutathion, wurde in einige Pflanzen gefunden. Es 'iat die Struktur des Gamma-L-Glutainyl-L-Cy-teinyl-beta-Alanins (Carnegie, P., Biochem. J., 89: 459-471 [1963] und Carnegie. \, Biochem. J., 89:471-478 [1963]).The highest glutathione concentrations in plants are usually found in the subcellular compartments of the plant tissue, such. In the plant plastids, especially in the chloroplasts (Rennenberg, H., Phytochemistry, 21: 2771-2781 [1982]). Glutathione has a gamma-L-glutamyl-L-cysieinyl-glycine structure. A homologous form of glutathione, homo-glutathione, has been found in some plants. It has the structure of gamma-L-glutainyl-L-cycteinyl-beta-alanine (Carnegie, P., Biochem J., 89: 459-471 [1963] and Carnegie., Biochem. 89: 471-478 [1963]).

Pflanzen weisen unterschiedliche Mengen an Glutathion oder Homo-Glutathion auf. So findet man beispielsweise in verschiedenen Leguminosen in der Hauptsache Homo-Glutathion, während andere Leguminosen vorzugsweise Glutathion enthalten. Normalerweise liegt in Fällen, in denen eine der beiden Komponenten, entweder Homo-Glutathion oder Glutathion, in der Pflanze vorherrscht, die andere Komponente nur in geringer Konzentration, vor. (Rennenberg, supra).Plants have different amounts of glutathione or homo-glutathione. For example, in various legumes mainly homo-glutathione is found, while other legumes preferably contain glutathione. Normally, in cases where one of the two components, either homo-glutathione or glutathione, predominates in the plant, the other component is present only in low concentration. (Race mountain, supra).

Die für das Gluta;hion-S-Transferase (GST)-Gen kodierende Region, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann homologen oder heterologen Ursprungs sein, im Verhältnis zu der Pflanzenzelle oder der Pflanze, die transformiert werden soll. Es ist jedoch auf alle Fälle notwendig, daß die Gensequenz, die für GST kodiert exprimiert wird und zur Produktion eines funktionstüchtigen Enzyms oder Polypeptids in der resultierenden Pflanzenzelle führt. Bestandteil der vorliegenden Erfindung sind daher Pflanzen, die entweder homologe oder heterologe GST-Gene besitzen und die das GST-Enzym exprimieren.The region coding for the glutathione S-transferase (GST) gene used according to the present invention may be of homologous or heterologous origin relative to the plant cell or plant to be transformed. However, it is in any case necessary that the gene sequence encoding GST be expressed and result in the production of a functional enzyme or polypeptide in the resulting plant cell. The present invention therefore includes plants which possess either homologous or heterologous GST genes and which express the GST enzyme.

Weiterhin kann die GST aus anderen Pflanzen-Spezies oder aus Organismen stammen, die einer anderen taxonomischen Einheit angehören, so z. B. aus Mikroben oder aus Säugern.Furthermore, the GST may be derived from other plant species or from organisms belonging to a different taxonomic unit, e.g. From microbes or from mammals.

Wie zuvor beschrieben, handelt es sich bei dem GST-Enzym um eine Klasse multifunktioneller Enzyme. Daher ist es notwendig, ein GST-Gen auszuwählen, das die Konjugation von Glutathion und einer elektrophilen Verbindung katalysiert.As previously described, the GST enzyme is a class of multifunctional enzymes. Therefore, it is necessary to select a GST gene which catalyzes the conjugation of glutathione and an electrophilic compound.

Da Glutathion als Substrat der GST fungiert, war es vor dieser Erfindung ungewiß, ob das GST-Enzym, das für die Konjugation von Glutathion spezifisch ist, Homo-Glutathion in transformierten Pflanzen akzeptiert. Frear et al., Phytochemistry, 9:2123-2132Since glutathione acts as a substrate of GST, prior to this invention, it was uncertain whether the GST enzyme specific for the conjugation of glutathione would accept homo-glutathione in transformed plants. Frear et al., Phytochemistry, 9: 2123-2132

(1970) (weist nach, daß Glutathion-S-Transferase spezifisch für reduziertes Glutathion ist). Das benötigte GST-Enzym, das spezifisch ist für Glutathion, kann durch Verwendung eines Assays, bei dem zur Differenzierung der verschiedenen Glutathion-S-Transferasen die Substratspezifität bestimmt wird, identifiziert und ausgewählt werden. In einem typischen Assay kann die Glutathion-spezifische GST mit Hilfe einer Affinitätschromatographie charakterisiert werden (Tu et al., Biochem. and Blophys.(1970) (shows that glutathione-S-transferase is specific for reduced glutathione). The required GST enzyme specific for glutathione can be identified and selected by using an assay that determines substrate specificity to differentiate the different glutathione S-transferases. In a typical assay, glutathione-specific GST can be characterized by affinity chromatography (Tu et al., Biochem. And Blophys.

Research Comm., 108: 461-467 [19821; Tu et al., J.Biol. Chem., 258:4659-4662 [1983]; and Jakoby et al., in Glutathione;Metabolism and Function, (Raven Press, New York, 1976]).Research Comm., 108: 461-467 [19821; Tu et al., J. Biol. Chem., 258: 4659-4662 [1983]; and Jakoby et al., in Glutathione; Metabolism and Function, (Raven Press, New York, 1976]).

In einer spezifischen Ausfülirungsform dieser Erfindung handelt es sich bei der GST um eine pflanzliche GST, die der zu transformierenden Pflanze homolog ist. In einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung, handelt es sich bei der GST um einen pflanzliche GST, die heterolog ist zu der zu transformierenden Pflanze.In a specific embodiment of this invention, the GST is a plant GST that is homologous to the plant to be transformed. In another embodiment of this invention, the GST is a plant GST heterologous to the plant to be transformed.

Zu den Pflanzen, die einen GST-Überschuß haben, gehören Mais und Sorghum. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Säuger-GST. Säuger-GSTen sind bekannt und beschrieben bei Reddy et al.. Archives of Biochem. andBiophys., 224:87-101 (1983) (Schafsleber); Tu et al., J. Biol. Cham., 258:4 659-4662 (1983) (Rattengewebe aus Herz, Niere, Leber, Lunge, Milz und Testis). Das bevorzugte GST-Gen ist gekennzeichnet durch die kodierende Region des GST-Gens aus Rattenleber, insbesondere durch Yb200, beschrieben in Beispiel I sowie das vervollständigte Yb 187 beschrieben in Beispiel IB.The plants that have a GST surplus include corn and sorghum. Another embodiment of the present invention includes a mammalian GST. Mammalian GSTs are known and described in Reddy et al. Archives of Biochem. and Biophys., 224: 87-101 (1983) (sheep liver); Tu et al., J. Biol. Cham., 258: 4, 659-4662 (1983) (rat tissue from heart, kidney, liver, lung, spleen and testis). The preferred GST gene is characterized by the coding region of the GST gene from rat liver, in particular by Yb200 described in Example I and the completed Yb 187 described in Example IB.

Ein weiterer Bestandteil der vorliegenden Erfindung betrifft die kodierende Region eines GST-Gens aus dem Rattengehirn, insbesondere den cDNA Klon GIY·,, der in Beispiel IE beschrieben ist. Es sind jedoch auch andere Gene bekannt, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Siehe: Mannervik, B., Adv. Enzymol. Relat. Areas MoI. BIoI., 57:357-417 (1985), per Referenz in diese Erfindung inkorporiert.Another part of the present invention relates to the coding region of a GST gene from the rat brain, in particular the cDNA clone GIY ·, which is described in Example IE. However, other genes are also known which can be used in the context of the present invention. See: Mannervik, B., Adv. Enzymol. Relat. Areas MoI. BIoI., 57: 357-417 (1985), incorporated by reference into this invention.

Die für die Glutathion-S-Transferase kodierende DNA-Sequenz kann ausschließlich aus genomischer bzw. aus cDNA konstruiert sein. Eine andere Möglichkeit besteht in der Konstruktion einer hybriden DNA-Sequenz, beistehend sowohl aus cDNA als auch aus genomischer DNA. In diesem Fall kann die cDNA aus demselben Gen stammen wie die genomische DNA oder aber, sowohl die cDNA, wie auch die genomische DNA können aus verschiedenen Genen stammen. In jedem Fall können aber, sowohl die genomischen DNA und/oder die cDNA, jede für sich, aus dem gleichen oder aus verschiedenen Genen hergestellt sein.The DNA sequence coding for the glutathione-S-transferase can be constructed exclusively from genomic or from cDNA. Another possibility is the construction of a hybrid DNA sequence consisting of both cDNA and genomic DNA. In this case, the cDNA may be from the same gene as the genomic DNA, or both the cDNA and the genomic DNA may be from different genes. In any case, however, both the genomic DNA and / or the cDNA, each by itself, may be made from the same or different genes.

Wenn die DNA-Sequenz Anteile von mehr als einem Gen beinhaltet, können diese Gene entweder von ein und demselben Organismus, von mehreren Organismen, die mehr als einem Stamm, einer Varietät oder einer Spezies derselben Gattung angehören, oder aber von Organismen, die mehr als einer Gattung derselben oder einer anderen taxonomif chen Einheit (Reich) angehören, abstammen.If the DNA sequence includes portions of more than one gene, these genes may be either from one and the same organism, from several organisms belonging to more than one strain, variety or species of the same genus, or from organisms containing more than belonging to a genus of the same or another taxonomic unit (Reich).

Die verschiedenen DNA-Sequenzabschnitte können mit Hilfe an sich bekannter Methoden miteinander zu einer vollständigen Glutathion S-Transferase kodierenden DNA-Sequenz verknüpft sein. Geeignete Methoden schließen beispielsweise die In vivo Rekombination von DNA-Sequenzen, die homologe Abschnitte aufweisen sowie die In vitro Verknüpfung von Restriktionsfragmenten mit ein.The various DNA sequence sections can be linked to one another by means of methods known per se to form a complete glutathione S-transferase-encoding DNA sequence. Suitable methods include, for example, in vivo recombination of DNA sequences having homologous portions as well as in vitro linking of restriction fragments.

Es werden somit eine Vielzahl von Ausführungsformen von dem breiten Konzept dieser Erfindung umfaßt.Thus, a variety of embodiments are included within the broad concept of this invention.

Eine dieser erfindungsgemäßen Ausführungsformen ist durch eine chimäre Gen-Sequenz gekennzeichnet, enthaltend:One of these embodiments of the invention is characterized by a chimeric gene sequence containing:

(a) eine erste Gen-Sequenz, die für ein Glutathions-S-Transferase Polypeptid kodiert, das nach erfolgter Expression des Gens in einer gegebenen Pflanzenzelle Glutathion S-Transferase-Aktivität aufweist; und(a) a first gene sequence encoding a glutathione S-transferase polypeptide having glutathione S-transferase activity upon expression of the gene in a given plant cell; and

(b) eine oder merware zusätzliche Gensequenzen, die in operabler Weise mit beiden Seiten der für GST-kodierenden Region verknüpft sind. Diese zusätzlichen Gensequenzen enthalten Promotor- und/oder Terminator-Regionen. Die pflanzlichen regulatorischen Sequenzen können im Verhältnis zu der Wirtszelle heterolog oder homolog sein.(b) one or more additional gene sequences operably linked to both sides of the GST coding region. These additional gene sequences contain promoter and / or terminator regions. The plant regulatory sequences may be heterologous or homologous relative to the host cell.

Jeder Promotor und jeder Terminator, der in der Lage ist, eine Induktion der Expression einer für GST-kodierenden Region zu bewirken, kann als Bestandteil der Chimären Gensequenz verwendet werden. Beispiele geeigneter Promotoren und Terminatoren sind z. B. solche der Nopalin-Synthase-Gene (nos), der Octopin-Synthase-Gene (ocs) sowie der Cauliflower Mosaik Virus Gene (CaMV).Any promoter and terminator capable of inducing induction of expression of a GST coding region may be used as part of the chimeric gene sequence. Examples of suitable promoters and terminators are e.g. These include the nopaline synthase genes (nos), the octopine synthase genes (ocs) and the cauliflower mosaic virus genes (CaMV).

Ein wirksamer Vertreter eines Pflanzenpromotors, der Verwendung finden kann, ist ein überproduzierender Pflanzenpromotor.An effective representative of a plant promoter that can be used is an overproducing plant promoter.

Diese Art von Promotoren sollte, sofern sie in operabler Weise mit der Gensequenz für die GST verknüpft ist, in der Lage sein, die Expression besagter GST in einer Weise zu vermitteln, daß die transformierte Pflanze gegenüber einem Herbizid aufgrund der vorhandenen bzw. aufgrund einer erhöhten GST-Enzymaktivität tolerant ist.This type of promoter, if operably linked to the gene sequence for the GST, should be able to mediate the expression of said GST in such a way that the transformed plant is resistant to a herbicide due to its presence GST enzyme activity is tolerant.

Überproduzierende Pflanzenpromotoren, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung zur Anwendung kommen können, schließen den Promotor der kleinen Untereinheit (small subunit; ss) der Ribulose-1,5-bisphosphat-Carboxylase aus Sojabohnen (Berry-Lowe et al., J. Molecular and App. Gen., 1: 483-498 [1982]) sowie den Promotor des Chlorophyll-a/b-Bindungsproteins ein. Diese beiden Promotoren sind dafür bekannt daß sie in eukaryontischen Pflanzenzellen durch Licht induziert werden (sieheOverproducing plant promoters that can be used in the present invention include the small subunit (ss) of soybean ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase (Berry-Lowe et al., J. Molecular and App Gen., 1: 483-498 [1982]) and the promoter of the chlorophyll a / b binding protein. These two promoters are known to be induced by light in eukaryotic plant cells (see

z. B. Genetic Engineering of Plants, an Agricultural Perspective, A. Cashmore, Plenum, New York 1983, Seite 29-38; Coruzzi G. et al.. The Journal Of Biological Chemistry, 258:1399 [1983] und Dunsmuir, P. et al., Journal of Molecular and Applied Genetics, 2:z. Genetic Engineering of Plants, to Agricultural Perspective, A. Cashmore, Plenum, New York 1983, pages 29-38; Coruzzi G. et al., The Journal of Biological Chemistry, 258: 1399 [1983] and Dunsmuir, P. et al., Journal of Molecular and Applied Genetics, 2:

Die chimäre Gensequenz, die aus einem Glutathion-S-Transferase-Gen besteht, das in operabler Weise mit einem pflanzlichen Promotor verknüpft ist, kann in einen geeigneten Klonierungsvektor eingespleißt werden. Im allgemeinen verwendet man Plasmid- oder Virus-(Bakteriophage)-Vektoren mit Replikations- und Kontrollsequenzen, die von Spezies stammen, die mit der Wirtszelle kompatibel sind.The chimeric gene sequence consisting of a glutathione S-transferase gene operably linked to a plant promoter can be spliced into a suitable cloning vector. In general, one uses plasmid or virus (bacteriophage) vectors with replication and control sequences derived from species compatible with the host cell.

Der Klonierungsvektor trägt in der Regel einen Replikationsursprung, außerdem spezifische Gene, die zu phenotypischen Selektionsmerkmalen in der transformierten Wirtszelle führen, insbesondere zu Resistenzen gegenüber Antibiotika oder gegenüber bestimmten Herbiziden. Die transformierten Vektoren können anhand dieser phenotypischen Wirker nach einer Transformation in einer Wirtszelle selektiert werden.The cloning vector usually carries an origin of replication, as well as specific genes that lead to phenotypic selection characteristics in the transformed host cell, in particular to resistance to antibiotics or to certain herbicides. The transformed vectors can be selected from these phenotypic agents after transformation in a host cell.

Als Wirtszellen kommen im Rahmen dieser Erfindung Prokaryonten in Frage, einschließlich bakterieller Wirte, wie z. B.As host cells in the context of this invention are prokaryotes in question, including bacterial hosts such. B.

A. tumefaciens, E.coli, S. typhimurium und Serratia marcescens, sowie Cyanobakterien. Ferner können auch eukaryontische Wirte wie Hefen, mycelbildende Pilze und Pflanzenzellen im Rahmen dieser Erfindung verwendet werden.A. tumefaciens, E.coli, S. typhimurium and Serratia marcescens, as well as cyanobacteria. Furthermore, eukaryotic hosts such as yeasts, mycelium-forming fungi and plant cells may also be used in the invention.

Der Klonierungsvektor und die mit diesem Vektor transformierte Wirtszelle werden erfindungsgemäß dazu verwendet, die Kopienzahl des Vektors zu erhöhen. Mit einer erhöhten Kopienzahl ist es möglich, den Vektor, der das GST-Gen trägt, zu isolieren und z. B. für die Einschleusung der chimären Gensequenz in die pflanzliche Zelle zu verwenden.The cloning vector and the host cell transformed with this vector are used according to the invention to increase the copy number of the vector. With an increased copy number, it is possible to isolate the vector carrying the GST gene and, for. B. for the introduction of the chimeric gene sequence in the plant cell to use.

Die Einschleusung von DNA in Wirtszellen kann mit Hilfe von an sich bekannten Verfahren durchgeführt werden. So können beispielsweise bakterielle Wirtszellen nach einer Behandlung mit Calciumchlorid transformiert werden. In Pflanzenzellen läßt sich DNA durch direkten Kontakt mit den aus den Zellen hergestellten Protoplasten einschleusen.The introduction of DNA into host cells can be carried out by methods known per se. For example, bacterial host cells can be transformed after treatment with calcium chloride. In plant cells, DNA can be introduced by direct contact with the protoplasts produced from the cells.

Eine andere Möglichkeit zur Einführung von DNA in Pflanzenzellen besteht darin, daß man die Zellen mit Viren oder mit Agrobacterium in Kontakt bringt. Dies kann durch Infektion sensitiver Pflanzenzeilen oder durch Co-Cultivierung von Protoplasten, die sich aus Pflanzenzellen ableiten, bewerkstelligt werden.Another way to introduce DNA into plant cells is to bring the cells into contact with viruses or with Agrobacterium. This can be accomplished by infection of sensitive plant lines or co-culturing of protoplasts derived from plant cells.

Diese Verfahren werden im folgenden noch genau diskutiert.These procedures will be discussed in detail below.

Für die direkte Einschleusung von DNA in Pflanzenzellen stehen eine Reihe von Verfahren zur Verfugung. So kann das genetische Material, das in einem Vektor enthalten ist, beispielsweise mit Hilfe von Mikropipetten für den mechanischen Transfer der rekombinanten DNA direkt in die Pflanzenzellen mikroinjiziert werden. Das genetische Material kann ebenso nach einer Behandlung der Protoplast in mit Polyethylenglykol in diese eingebracht werden. (Paszkowski et al., EMBO J., 3: 2717-2722For the direct introduction of DNA into plant cells, a number of methods are available. For example, the genetic material contained in a vector can be microinjected directly into the plant cells by means of micropipettes for the mechanical transfer of the recombinant DNA. The genetic material may also be introduced into the polyethylene glycol after treatment of the protoplast with it. (Paszkowski et al., EMBO J., 3: 2717-2722

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft die Einschleusung des GST-Gens in die Pflanzenzelle mit Hilfe der Elektroporation (Shillito et al.. Biotechnology, 3: 1099-1103 [1985); Fromm et al., Proc. Natl. Acad. Sei. USA, 82: 5824 [1985]).Another object of the present invention relates to the introduction of the GST gene into the plant cell by means of electroporation (Shillito et al. Biotechnology, 3: 1099-1103 [1985]; Fromm et al., Proc. Natl. Acad. Be. USA, 82: 5824 [1985]).

Bei dieser Technik werden pflanzliche Protoplasten in der Gegenwart von Plasmiden, die das GST-Gen enthalten, einer Elektroporation unterzogen.In this technique, plant protoplasts are electroporated in the presence of plasmids containing the GST gene.

Elektrische Impulse hoher Feldstärke führen zu einer reversiblen Permeabilitätserhöhung von Biomembranen und ermöglichen damit die Einschleusung der Plasmide, Elektroporierte pflanzliche Protoplasten erneuern ihre Zellwand, teilen sich und bilden Kallusgewebe. Die Selektion der transformierten Pflanzenzellen mit dem exprimierten GST-Enzym kann mit Hilfe der zuvor beschriebenen phenotypischen Marker erfolgen.Electrical impulses of high field strength lead to a reversible increase in permeability of biomembranes and thus facilitate the introduction of the plasmids, electroporated plant protoplasts renew their cell wall, divide and form callus tissue. The selection of the transformed plant cells with the expressed GST enzyme can be carried out with the aid of the phenotypic markers described above.

Das Cauliflower Mosaik Virus (CaMV) kann im Rahmen dieser Erfindung ebenso als Vektor für die Einschleusung des GST-Gens in die Pflanze verwendet werden (Hohn et al., in „Molecular Biology of Plant Tumors", Academic Press, New York, 1982, Seite 549-560; Howell, US-Patent No.4,407,956).The cauliflower mosaic virus (CaMV) can also be used as a vector for the introduction of the GST gene into the plant in the context of this invention (Hohn et al., In "Molecular Biology of Plant Tumors", Academic Press, New York, 1982, Page 549-560; Howell, U.S. Patent No. 4,407,956).

Das gesamte virale DNA-Genom von CaMV wird dabei in ein bakterielles Elternplasmid integriert unter Ausbildung eines rekombinanten DNA Moleküls, das in Bakterien vermehrt werden kann. Nach erfolgter Klonierung wird das rekombinante Plasmid mit Hilfe ve Restriktionsenzymen entweder zufällig oder an ganz spezifischen nicht essentiellen Stellen innerhalb des viralen Teils dos rekombinanten Plasmids gespalten, z. B. innerhalb des Gens, das für die Übertragbarkeit des Virus durch Blattläuse kodiert, um die GST-Gensequenz einbauen zu können.The entire viral DNA genome of CaMV is thereby integrated into a bacterial parent plasmid to form a recombinant DNA molecule that can be propagated in bacteria. After cloning, the recombinant plasmid is cleaved by means of restriction enzymes either randomly or at specific non-essential sites within the viral portion of the recombinant plasmid, e.g. Within the gene coding for the transmissibility of the virus by aphids in order to incorporate the GST gene sequence.

Ein kleines Oligonucleotid, ein sog. Linker, der eine einzige, spezifische Restriktionserkennungsstelle besitzt, kann ebenfalls integriert werden. Das so modifizierte) rekombinante Plasmid wird erneut kloniert und durch Einspleißen der GST-Gensequen?:· t eine nur einmal vorkommende Restriktionsstelle weiter modifiziert.A small oligonucleotide, a so-called linker, which has a unique, specific restriction recognition site can also be integrated. The recombinant plasmid thus modified is cloned again and further modified by splicing in the GST gene sequences: a single restriction site.

Der modifizierte virale Anteil des rekombinanten Plasmids wird dann aus dem bakteriellen Eltern-Plasmid ausgeschnitten und für die Inokulation der Pflanzenzellen oder der gesamten Pflanzen verwendet.The modified viral portion of the recombinant plasmid is then excised from the parent bacterial plasmid and used for inoculation of the plant cells or the whole plants.

Eine andere Methode zur Einschleusung der GST-Gene in die Zelle bedient sich der Infektion der Pflanzenzelle mit Agrobacterlum tumefaclens, welches mit dem GST-Gen transformiert ist. Die transgenen Pflanzenzellen werden anschließend unter geeigneten; dem Fachmann bekannten Kultivierungsbedingungen kultiviert, so daß sie Schößlinge und Wurzeln ausbilden und letztlich ganze Pflanzen resultieren.Another method for introducing the GST genes into the cell uses the infection of the plant cell with Agrobacterium tumefaclens, which is transformed with the GST gene. The transgenic plant cells are then subjected to appropriate; culturing conditions known to those skilled in the art, so that they form shoots and roots and ultimately whole plants result.

Die GST-Gensequenzen lassen sich beispielsweise mit Hilfe des Ti-Plasmids von Agrobacterlum tumefaclens in geeignete Pflanzenzellen überführen (DeCleene et al.. Bot. Rev.,47:147-194 [1981]; Bot. Rev.,42:389-466 (1976]). Das Ti-Piasmid wird im Verlaufe der Infektion durch Agrobacterium tumefaciens auf die Pflanzen übertragen und stabil ins Pflanzengenom integriert.The GST gene sequences can be converted into suitable plant cells, for example with the aid of the Ti plasmid of Agrobacterium tumefaclens (DeCleene et al. Bot. Rev., 47: 147-194 [1981]; Bot. Rev., 42: 389-466 (1976).) In the course of infection by Agrobacterium tumefaciens, the Ti-Piasmid is transferred to the plants and stably integrated into the plant genome.

(Horsch et al., Science, 233: 496-498 [1984]; Fraley et al., Proc. Natl. Acad. ScI. USA, 80: 4803 (1983]).(Horsch et al., Science, 233: 496-498 [1984]; Fraley et al., Proc Natl Acad ScI., USA, 80: 4803 (1983)).

Für Pflanzen, deren Zellen für eine Infektion mit Agrobacterlum nicht sensitiv sind, kann man auf die Co-Kultivierung von Agrobacterium mit dem entsprechenden Protoplasten zurückgreifen.For plants whose cells are not sensitive to infection with Agrobacterium, one can resort to the co-cultivation of Agrobacterium with the corresponding protoplasts.

Ti-Plasmide besitzen zwei Regionen, die für die Herstellung transformierter Zellen essentiell sind. Eine davon, die Transfer-DNA Region, wird auf die Pflanze übertragen und führt zur Induktion von Tumoren. Die andere, die virulenzverleihende (vir) Region, ist nur für die Ausbildung, nicht aber für dia Aufrechterhaltung der Tumoren essentiell. Die Transfer-DNA-Region kann in ihren Dimensionen durch Einbau dar GST-Gensequenz vergrößert werden, ohne daß die Übertragungsfähigkeit beeinträchtigt wird.Ti plasmids have two regions that are essential for the production of transformed cells. One of them, the transfer DNA region, is transferred to the plant and leads to the induction of tumors. The other, the virulence-conferring (vir) region, is essential only for the formation but not for the maintenance of the tumors. The transfer DNA region can be increased in size by incorporation of the GST gene sequence without impairing transmissibility.

Durch Entfernen der tumorverursachenden Gene, wodurch die transgenen Pflanzenzellen nichttumorös bleiben und durcfi Einbau eines selektionierbaren Markers, kann das modifizierte Ti-Plasmid als Vektor für den Transfer der erfindungsgemäßen Genkonstruktion in eine geeignete Pflanzenzelle verwendet werden.By removing the tumor-causing genes, whereby the transgenic plant cells remain non-tumorigenic and by incorporating a selectable marker, the modified Ti plasmid can be used as a vector for the transfer of the gene construction according to the invention into a suitable plant cell.

Die vir-Region bewirkt den Transfer der T-DNA Region von Agrobacterium auf das Genom der Pflanzenzelle, unabhängig davon, ob die T-DNA-Region und die vir-Region auf demselben Vektor oder auf verschiedenen Vektoren innerhalb derselben Agrobacterium-Zelle vorliegen. Eine vir-Region auf einem Chromosom induziert ebenso den Transfer e'er T-DNA von einem Vektor in eine Pflanzenzelle.The vir region effects the transfer of the T-DNA region of Agrobacterium to the genome of the plant cell, regardless of whether the T-DNA region and the vir region are present on the same vector or on different vectors within the same Agrobacterium cell. A vir region on a chromosome also induces transfer of T-DNA from a vector into a plant cell.

Bevorzugt wird ein System zur Übertragung einer T-DNA-Region von einem Agrobacterium in Pflanzenzellen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die vir-Region und die T-DNA-Region auf verschiedenen Vektoren liegen. Ein solches System ist unter dem Begriff „binäres Vektor-System "bekannt und der die T-DNA enthaltende Vektor wird als ein „binärer Vektor" bezeichnet.Preferred is a system for transferring a T-DNA region from an Agrobacterium to plant cells, characterized in that the vir region and the T-DNA region are on different vectors. Such a system is known by the term "binary vector system" and the vector containing the T-DNA is referred to as a "binary vector".

JederT-DNA enthaltende Vektor, der in Pflanzenzellen übertragbar ist und der eine Selektion der transformierten Zellen erlaubt, ist für die Verwendung im Rahmen dieser Erfindung geeignet. Bevorzugt ist ein Vektor, der aus einem Promotor, einer kodierenden Sequenz und pCIB10 hergestellt ist.Any T-DNA containing vector that is transmissible in plant cells and that allows for selection of the transformed cells is suitable for use in this invention. Preferred is a vector made from a promoter, a coding sequence and pCIB10.

Jeder Vektor mit einer vir-Region, der den Transfer einer T-DNA-Region von Agrobacterium auf Pflanzenzellen bewirkt, kann im Rahmen dieser Erfindung verwendet werden. Der bevorzugte Vektor mit einer vir-Region ist pCIB 542, Pflanzenzellen oder Pflanzen, die gemäß der vorliegenden Erfindung transformiert worden sind, können mit Hilfe eines geeigneten phenotypischen Markers, der neben dem GST-Gen Bestandteil der DNA ist, selektioniert werden. Beispiele solcher phenotypischer Marker, die aber nicht als limitierend aufzufassen sind, beinhalten Antibiotikaresistenz-Marker, wie beispielsweise Kanamycinresistenz- und Hygromycinresistenz-Gene, oder Herbizidresistenz-Marker. Andere phenotypische Marker sind dem Fachmann bekannt und können ebenfalls im Rahmen dieser Erfindung verwendet werden.Any vector having a vir region that effects transfer of a T-DNA region of Agrobacterium to plant cells may be used in the invention. The preferred vector having a vir region is pCIB 542, plant cells or plants transformed according to the present invention can be selected by means of a suitable phenotypic marker which is part of the DNA in addition to the GST gene. Examples of such phenotypic markers, but are not intended to be limiting, include antibiotic resistance markers, such as kanamycin resistance and hygromycin resistance genes, or herbicide resistance markers. Other phenotypic markers are known to those skilled in the art and may also be used within the scope of this invention.

Alle Pflanzen, deren Zellen sich durch direkte Einschleusung von DNA oder durch Kontakt mit Agrobacterium transformieren lassen und anschließend zu vollständigen Pflanzen regenerierbar sind, können dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung transgener ganzer Pflanzen, die das übertragene GST-Gen enthalten, unterzogen werden. Es existiert eine ständig wachsende Anzahl von Hiweisen, die darauf schließen lassen, daß sich im Prinzip alle Pflanzen aus kultivierten Zellen oder Geweben regenerieren lassen, einschließlich, über nicht beschränkt auf, alle wichtige Getreidearten, Zuckerrohr, Zuckerrüben, Baumwolle, Obstbäumen und anderer Baumarten, Leguminosen sowie Gemüsen.All plants whose cells can be transformed by direct introduction of DNA or by contact with Agrobacterium and subsequently regenerated to complete plants can be subjected to the process according to the invention for the production of transgenic whole plants containing the transferred GST gene. There is a growing body of evidence suggesting that, in principle, all plants can be regenerated from cultured cells or tissues including, but not limited to, all major cereals, sugarcane, sugarbeet, cotton, fruit trees and other tree species, Legumes and vegetables.

Zu den Zielkulturen im Rahmen der vorliegenden Erfindung zählen beispielsweise auch jene, ausgewählt aus; der Reihe: Fragarie, Lotus, Medlcago, Onobrychis, Trif olium, Trigonella, Vigna, Citrus, Linum, Geranium, Manihot, Daucus, Arabidopsis, Brassica, Raphanus, Sinapls, Atropa, Capsicum, Datura, Hyoscyamus, Lycopersfon, Nlcotlar.a, Solanum, Petunia, Digitalis, Majorana, Cichorlum, Helianthus, Lactura, Bromus, Asparagus, Antirrhinum, Hemerocallis, Nemesia, Pelargonium, Panicum, Pennlsetum, Ranunculus, Senecio, Salpiglossis, Cucumis, Browallia, Glycine, Lolium, Zea, Triticum und Sorghum, einschließlich derjenigen, ausgewählt aus der Reihe: Ipomoea, Passiflora, Cyclam6ti, Malus, Prunus, Rosa, Rubus, Populus, Santalum, Allium, Lilium, Narcissus, Ananas, Arachis, Phaseolus und Pisum.The target crops in the context of the present invention include, for example, those selected from; of the series: Fragaria, Lotus, Medlcago, Onobrychis, Trifolium, Trigonella, Vigna, Citrus, Linum, Geranium, Manihot, Daucus, Arabidopsis, Brassica, Raphanus, Sinapls, Atropa, Capsicum, Datura, Hyoscyamus, Lycopersfon, Nlcotlar.a, Solanum, Petunia, Digitalis, Majorana, Cichorlum, Helianthus, Lactura, Bromus, Asparagus, Antirrhinum, Hemerocallis, Nemesia, Pelargonium, Panicum, Pennlsetum, Ranunculus, Senecio, Salpiglossis, Cucumis, Browallia, Glycine, Lolium, Zea, Triticum and Sorghum. including those selected from the series: Ipomoea, Passiflora, Cyclam6ti, Malus, Prunus, Rosa, Rubus, Populus, Santalum, Allium, Lilium, Narcissus, Pineapple, Arachis, Phaseolus and Pisum.

Die Kenntnisse darüber, inwieweit alle diese Pflanzen mit Hilfe von Agrobacterium transformiert werden können, sind zur Zeit noch beschränkt. In vitro lassen sich beispielsweise auch Pflanzenspezies transformieren, die keine natürlichen Wirtspflanzen für Agrobacterium sind. So sind beispielsweise monokotyle Pflanzen, insbesondere die Getreidearten und Gräser, keine natürlichen Wirte für Agrobacterium.The knowledge about the extent to which all these plants can be transformed with the help of Agrobacterium are still limited at present. In vitro, for example, it is also possible to transform plant species which are not natural host plants for Agrobacterium. For example, monocotyledonous plants, especially the cereals and grasses, are not natural hosts for Agrobacterium.

Es gibt in der Zwischenzeit vermehrt Hinweise darauf, daß sich auch Monokotyledonen mit Agrobacterium transformieren lassen, so daß unter Verwendung von neuen experimentellen Ansätzen, die jetzt verfügbar werden, auch Getreide und Gräser-Spezies einer Transformation zugänglich sind (Grimsley, N., et al., Nature, 325: 177-179 (1987J).In the meantime, there is increasing evidence that monocotyledons can also be transformed with Agrobacterium, so that using new experimental approaches that are now becoming available, crops and grasses species are also susceptible to transformation (Grimsley, N., et al , Nature, 325: 177-179 (1987J).

Die Regeneration von in Kultur gehaltenen Protoplasten zu ganzon Pflanzen ist bei Evans, et al., „Protoplast Isolation and Culture", in Handbook of Plant Cell Culture, 1:124-176 (MacMillan Publishing Cn N™ York 1 f)R3); M.R.Davey, „Recent Developments in the Culture find Regeneration of Plant Protoplasts", Protoplasts, 1983 - Lecture Proceedings, Seite 19-29, (Birkhäuser, Basel 1983); P. J. Dale, „Protoplast Culture and Plant Regeneration of Cereals and Other Recalcitrant Crops", in Protoplasts 1983- Lecture Proceedings, Seite 31-41, (Birkhäuser, Basel 1983); und H. Binding, „Regeneration of Plants", in Plant Protoplasts, Seite 21-37, (CRC Press, Boca Raton 1985) beschrieben.Regeneration of cultured protoplasts to whole plants is described in Evans, et al., Protoplast Isolation and Culture, Handbook of Plant Cell Culture, 1: 124-176 (MacMillan Publishing Cn N ™ York 1 f) R3); MRDavey, "Recent Developments in the Culture of Regeneration of Plant Protoplasts", Protoplasts, 1983 - Lecture Proceedings, pages 19-29, (Birkhäuser, Basel 1983); PJ Dale, "Protoplast Culture and Plant Regeneration of Cereals and Other Recalcitrant Crops," in Protoplast's 1983 Lecture Proceedings, pages 31-41, (Birkhäuser, Basel 1983), and H. Binding, "Regeneration of Plants," in Plant Protoplasts , Pages 21-37, (CRC Press, Boca Raton 1985).

Die Regeneration unterscheidet sich von Pflanzenspezies zu Pflanzenspezies. Im allgemeinen aber wird zunächst eine Suspension von transformierten Protoplasten, Zellen oder von Gewebe, die zahlreiche Kopien der GST-Gene enthalten, hergestellt. Ausgehend von diesen Suspensionen kann anschließend die Induktion der Embryobildung erfolgen. Man läßt die Entwicklung der Embryonen bis zum Stadium der Reife und Keimung fortschreiten, wie dies auch bei natürlicherweise vorkommenden Embryonen der Fall ist. Die Kulturmedien enthalten in der Regel verschiedene Aminosäuren und Hormone, v.'ie z. B. Auxin und Cytokinine. Es erweist sich ebenfalls als vorteilhaft, dem Medium Glutaminsäure und Prolin zuzugeben, insbesondere bei Spezies wie Mais und Alfalfa. Die Sproß- und Wurzelbildung erfolgt im allgemeinen simultan. Eine effiziente Regeneration hängt in erster Linie vom Medium, vom Genotyp und von der Vorgeschichte der Kultur ab. Werden diese drei Variablen hinreichend kontrolliert, dann ist die Regeneration vollständig reproduzierbar- und wiederholbar. Pflanzen, die für die erfindungsgemäße Verwendung geeignet sind, schließen beispielsweise Spezies aus den Gattungen Lotus, Medicago, Onobrychis, Trifolium, Trigonella, Citrus, Linum, Mani sot, Daucus, Arabidopsis, Brassica, Raphanus, Sinapis, Atropa, Capsicum, Datura, Hyoscyamus, Lycopersicon, Nicotlana, Solanum, Petunia, Majorana, Cichorium, Helianthus, Lactuca, Asparagus, Antirrhinum, Panicum, Pennlsetum, Ranunculus, Salpiglossis, Glycine, Gossypium, Malus, Prunus, Rosa, Populus, Allium, Lilium, Narcissus, Ananas, Arachis, Phaseolus und Pisum ein.The regeneration differs from plant species to plant species. In general, however, a suspension of transformed protoplasts, cells, or tissues containing numerous copies of the GST genes is first prepared. On the basis of these suspensions, the induction of embryo formation can subsequently take place. The development of the embryos is allowed to proceed to maturity and germination, as is the case with naturally occurring embryos. The culture media usually contain various amino acids and hormones, v.'ie z. Auxin and cytokinins. It also proves to be advantageous to add glutamic acid and proline to the medium, especially in species such as maize and alfalfa. Sprouting and rooting generally occur simultaneously. Efficient regeneration depends primarily on the medium, the genotype and the history of the culture. If these three variables are adequately controlled, the regeneration is completely reproducible and repeatable. Plants suitable for use in the invention include, for example, species of the genera Lotus, Medicago, Onobrychis, Trifolium, Trigonella, Citrus, Linum, Mani sot, Daucus, Arabidopsis, Brassica, Raphanus, Sinapis, Atropa, Capsicum, Datura, Hyoscyamus , Lycopersicon, Nicotlana, Solanum, Petunia, Majorana, Cichorium, Helianthus, Lactuca, Asparagus, Antirrhinum, Panicum, Pennlsetum, Ranunculus, Salpiglossis, Glycine, Gossypium, Malus, Prunus, Rosa, Populus, Allium, Lilium, Narcissus, Pineapple, Arachis , Phaseolus and Pisum.

Nachdem man herausgefunden hat, daß Oryza (Reis) aus Protoplasten zu ganzen Pflanzen regeneriert werden kann, sollte es jetzt auch möglich sein, andere Pflanzen aus der Familie der Gramineae zu regenerieren. Es können im Rahmen der vorliegenden Erfindung daher auch die folgenden Pflanzen verwendet werden: Lolium, Zea, Triticum, Sorghum und Bromus. Besonders bevorzugt gemäß dieser Erfindung sind Pflanzen aui den Gattungen Nlcotana spp. (z.B. Tabak), Glycine spp. (insbesondere Glycine max, Sojabohne) und Gossypium spp. (Baumwolle).After discovering that oryza (rice) can be regenerated from protoplasts to whole plants, it should now also be possible to regenerate other plants of the Gramineae family. The following plants can therefore also be used in the context of the present invention: lolium, zea, triticum, sorghum and bromus. Particularly preferred according to this invention are plants of the genera Nlcotana spp. (e.g., tobacco), Glycine spp. (especially Glycine max, soybean) and Gossypium spp. (Cotton).

Die reifen Pflanzen, die aus transformierten Pflanzenzellen herangezogen wurden, werden zur Samenproduktion mit sich selbst gakreuzt. Einige der Sarners enthalten die Gone für eine gesteigerte GST-Enzymaktivität in einem Verhältnis, das genau den etablierten Gesetzen der Vererbung gehorcht. Diese Samen können zur Produktion herbizidtoleranter Pflanzen verwendet werden. Die Toleranz dieser Samen läßt sich beispielsweise durch Wachstum der Samen in herbizidhaltiger Erde bestimmen. Alternativ dazu kann auch die Herbizid-Toleranz der transformierten Pflanze bestimmt werden, und zwar durch Applikation des Herbizids auf die Pflanze.The mature plants grown from transformed plant cells are crossbred with themselves for semen production. Some of the Sarners include the Gone for increased GST enzyme activity in a ratio that obeys the established laws of inheritance. These seeds can be used to produce herbicide tolerant plants. The tolerance of these seeds can be determined, for example, by growth of the seeds in soil containing herbicide. Alternatively, the herbicidal tolerance of the transformed plant can be determined by applying the herbicide to the plant.

Homozygote Linien können durch wiederholte Selbstfertilisation und Herstellung von Inzuchtlinien gewonnen werden. Diese Inzuchtlinien können dann wiederum zur Entwicklung von herbizidtolemnten Hybriden verwendet werden. Bei diesem Verfahren wird eine herbizidtolerante Inzuchtlinie mit einer anderen Inzuchtlinie zur Produktion herbizidresistenter Hybride gekreuzt. Teile, die von regenerierten Pflanzen erhalten werden können, wie z. B. Blüten, Samen, Blätter, Zweige, Früchte u. a. sind ebenfalls Bestandteil der vorliegenden Erfindung, sofern diese Teile herbizidtolerante Zellen beinhalten. Nachkommen !einschließlich hybrider Nachkommen), Varietäten uncJ Mutanten der regenerierten Pflanzen sind ebenfalls Bestandteil der vorliegenden Erfindung.Homozygous lines can be obtained by repeated self-fertilization and inbred line production. These inbred lines can in turn be used to develop herbicidal tolemnt hybrids. In this method, a herbicide-tolerant inbred line is crossed with another inbred line for producing herbicide-resistant hybrids. Parts that can be obtained from regenerated plants, such. B. flowers, seeds, leaves, branches, fruits u. a. are also part of the present invention, provided that these parts include herbicide tolerant cells. Progeny, including hybrid offspring), varieties and mutants of the regenerated plants are also part of the present invention.

Verwendung der GST-Genkonstruktionen und herbizidtoleranter PflanzenUse of GST gene constructions and herbicide tolerant plants

Die zuvor beschriebenen GST Genkonstruktionen können in Vektoren als Zwischenprodukte bei der Herstellung herbizidtoleranter Pflanzenzellen, Pfianzenorgane, Pflanzengewebe sowie ganzer Pflanzen verwendet werden. Die Bedeutung herbizidtoleranter Pflanzen gemäß der vorliegenden Erfindung ist offensichtlich. Diese Pflanzen ermöglichen es den Landwirten nämlich, zunächst eine herbizidtolerante Feldfrucht auszupflanzen und das Feld anschließend zur Bekämpfung von Unkräutern mit dem Herbizid zu behandeln, ohne dabei die Feldfrucht zu schädigen.The previously described GST gene constructs can be used in vectors as intermediates in the preparation of herbicide tolerant plant cells, plant organs, plant tissues, and whole plants. The importance of herbicide tolerant plants according to the present invention is evident. Namely, these plants allow farmers to first plant a herbicide-tolerant crop and then treat the field with the herbicide to control weeds without damaging the crop.

Darüber hinaus erlaubt es eine herbizidtolerante Planze den Landwirten, Feldf.-üchte auf Flächen anzupflanzen, die zuvor mit Herbiziden behandelt worden sind, beispielsweise im Zuge einer Fruchtfolge, bei der einer von Natur aus toleranten Pflanze einer von Natur aus toleranten Pflanze eine natürlicherweise sensitive Pflanze folgt. Diese herbizidbehandelten Anbauflächen können einen „Herbizidüberschuß" im Boden enthalten, so daß von Natur aus herbizidsensitive Pflanzen im Rahmen einer Fruchtfolge durch diesen Herbizidüberschuß im Boden geschädigt werden können, wenn sie sich nicht als tolerant erweisen (Sheets, T., Residue Reviews, 32: 287-310 [1970); Burnside et al.. Weed Science, 19:290-293(1971]).In addition, a herbicide tolerant plant allows farmers to grow field crops on areas that have been previously treated with herbicides, for example in a crop rotation, where a naturally tolerant plant of a naturally tolerant plant is a naturally sensitive plant follows. These herbicidally treated crops may contain a "herbicide excess" in the soil such that inherently herbicidal sensitive crops may be damaged by this excess herbicide in the soil if they do not prove to be tolerant (Sheets, T., Residue Reviews, 32: 287-310 [1970]; Burnside et al., Weed Science, 19: 290-293 (1971)).

Landwirte pflanzen beispielsweise in der Regel Mais und Sojabohnen in wechselnder Folge an. Während die Maispflanzen von Natur aus tolerant sind gegenüber bestimmten Herbiziden, wie ?.. B. verschiedenen Triazinen, wie Atrazin, können die empfindliche!en Sojabohnenpflanzen geschädigt werden, wenn sie auf eine Fläche ausgepflanzt werden, die zuvor mit Herbiziden behandelt worden ist.For example, farmers usually grow corn and soybeans in alternating successions. While the corn plants are inherently tolerant to certain herbicides, eh? .. as various triazines such as atrazine, the sensitive! S soybean plants can be damaged if they are planted in an area that has previously been treated with herbicides.

Bei der Verwendung einer herbizidtoleranten Pflanze gemäß vorliegender Erfindung, wird eine Schädigung aufgrund eines Herbizidüberschusses im Boden vermieden (Fink at al., Weed Science, 17:35-36 [1969] [Sojabohnen]; Khan et al., Weed Research, 21: 9-12 [1981) (Hafer und Timotheuspflanzenl; Brinkmann et al.. Crop Science, 20:185-189 [1980] [Hafer]; Eckert et al., J.RangeMgmt.,25: 219-224 [Ί972] [Quecke]).When using a herbicide tolerant plant according to the present invention, damage due to herbicidal excess in the soil is avoided (Fink et al., Weed Science, 17: 35-36 [1969] [Soybeans]; Khan et al., Weed Research, 21: 9-12 [1981] (Oats and Timothy plants; Brinkmann et al., Crop Science, 20: 185-189 [1980] [Oats]; Eckert et al., J.RangeMgmt., 25: 219-224 [Ί972] [ Wheatgrass]).

Die vorliegende Erfindung schließt ebenfalls ein Verfahren zur Pflanzenkontrolle mit ein, welches sich dadurch kennzeichnet, daß man eine Mischpopulation, bestehend aus einer herbizidsensitiven Pflanze, wie z. B. einem Unkraut, und uiner erfindungsgemäß herbizidtoleranten Pflanze mit einer für die Bekämpfung der herbizidsensitiven Pflanze wirksamen Menge eines Herbizids in Kontakt bringt, Daher ist das Verfahren der Blattbehandlur;g von herbizidtoleranten Pflanzen und herbizidsensitiven Unkräutern mit Herbiziden auf dem Feld, wobei beide Pflanzentypen im Verlaufe der Behandlungsoperation gleichzeitig mit dem Herbizid in Kontakt gebracht werden, ebenfalls ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung.The present invention also includes a method of plant control, which is characterized in that a mixed population consisting of a herbicide-sensitive plant such. Thus, the method of foliar treatment of herbicide-tolerant plants and herbicide-sensitive weeds with herbicides in the field, both types of plant in the field of herbicides, is a herbicide-tolerant plant At the same time as the treatment operation is brought into contact with the herbicide, it is also an object of the present invention.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein zuvor bereits beschriebenes Verfahren der Pflanzenkontrolle, das sich dadurch kennzeichnet, daß ein Herbizid und ein Sensibilisator in einer Mischpopulation gleichzeitig sowohl auf herbizidtolerante als auch auf herbizidsensitive Pflanzen appliziert werden.Another object of the present invention relates to a previously described method of plant control, which is characterized in that a herbicide and a sensitizer in a mixed population are applied simultaneously to both herbicide tolerant and herbicide-sensitive plants.

Der Begriff „pflanzenkontrollierende Menge eines Herbizids" beschreibt auf funktionell Weise eine Aufwandmenge eines Herbizids, die in der Lage ist, das Wachstum oder die Entwicklung einer bestimmten Pflanze zu beeinträchtigen. Die Aufwandmenge kann demnach entweder möglichst klein gehalten werden, so daß sie für einen Rückgang bzw. eine Unterdrückung des Wachstums oder der Entwicklung ausreicht, oder aber sie kann so groß gewählt werden, daß eine irreversible Schädigung der sensitiven Pflanze eintritt.The term "plant controlling amount of a herbicide" functionally describes a rate of application of a herbicide capable of affecting the growth or development of a particular plant, thus either minimizing the rate of application so as to decrease it or suppression of growth or development is sufficient, or it may be so large that irreversible damage to the sensitive plant occurs.

Die tatsächliche Aufwandmenge hängt zum einen von dem verwendeten Herbizid, zum anderen von der zu kontrollierenden Pflanze ab. Für dikotyle Pflanzen und Unkräuter z.B. werden in der Regel Aufwandmengen zwischen 0,5 und 1,5 kg/ha benötigt.The actual application rate depends on the one hand on the herbicide used, on the other hand on the plant to be controlled. For dicotyledonous plants and weeds e.g. As a rule, application rates between 0.5 and 1.5 kg / ha are needed.

Für monokotyle Pflanzen liegen die benötigten Herbizidkonzentrationen im allgemeinen zwischen 0,5 und etwa 2,0kg/ha.For monocotyledonous plants the required herbicidal concentrations are generally between 0.5 and about 2.0 kg / ha.

Verschiedene Herbizide, wie beispielsweise die Sulfonylharnstoffe, sind dafür bekannt, daß sie bereits in sehr geringen Aufwandmengen wirksam sind.Various herbicides, such as the sulfonylureas, are known to be effective even at very low rates.

Die Herbizide können mit den entsprechenden Pflanzen untar Verwendung gut bekannter Sprüh- oder Steuerverfahren in Kontakt gebracht werden. So kann beispielsweise die vorpublizierte Blattapplikation zur Kontrolle von Unkräutern durch Atrazin in Gegenwart von Atrazin-toleranten Pflanzen gemäß vorliegender Erfindung verwendet werden.The herbicides may be contacted with the subject plants using well-known spraying or control methods. For example, the prepublished foliar application may be used to control weeds by atrazine in the presence of atrazine-tolerant plants of the present invention.

Nach der allgemeinen Beschreibung der vorliegenden Erfindung soll nun zum besseren Verständnis auf spezifische Ausführungsbeispiele Bezug genommen werden, die zum Zwecke der Illustration in die Beschreibung mitaufgenommen werden, und die keinen limitierenden Charakter haben, es sei denn, es wird speziell darauf hingewiesen.In the general description of the present invention, reference will now be made, for purposes of brevity, to specific embodiments which are included in the specification for purposes of illustration and which are not limiting unless specifically noted.

Ausführungsbelspie'Ausführungsbelspie '

Die Erfindung wird nachstehend an einigen Beispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to some examples.

Die in den folgenden Beispielen verwendeten Verfahren sind generell bei Maniatis et al.. Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratory, (1982), beschrieben. Enzyme können, wenn nicht extra darauf hingewiesen wird, von New England Biolabs bezogen werden. Sie werden entsprechend den Angaben der Herstellers verwendet, es sei denn, es wird gesondert darauf hingevtfesen.The methods used in the following examples are generally described in Maniatis et al. Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratory, (1982). Enzymes may be purchased from New England Biolabs unless otherwise noted. They will be used in accordance with the manufacturer's instructions, unless it is separately referred to.

Beispiel IA: Isolierung des GST-cDNA-Klons Y„200Example IA: Isolation of the GST cDNA clone Y "200

Antikörper:Antibody:

Antisera gegen homogene Lober-Glutathion-S-Iransierason (GSTen) (affinitätschromatographische Fraktion) werden entsprechend vorbeschriebener Verfahren hergestellt (Tu et al., Nudele Acids Res., 10:5407-5419 [1982]). Die IgG Fraktion wird über eine Protein-A-Sepharose (Pharmacia) Säule gereinigt und durch Ultrafiltration (Amicon, XM—50 Membran) aufkonzentriort, entsprechend der Beschreibung bei Kraus und Rosenberg (Kraus & Rosenberg, Proc. Natl. Acad. ScI. USA, 79:Antisera to homogeneous Lober-glutathione-S-transierasone (GSTen) (affinity chromatographic fraction) are prepared according to previously described procedures (Tu et al., Nudele Acids Res., 10: 5407-5419 [1982]). The IgG fraction is purified on a Protein A Sepharose (Pharmacia) column and concentrated by ultrafiltration (Amicon, XM-50 membrane) as described by Kraus and Rosenberg (Kraus & Rosenberg, Proc Natl Acad ScI USA , 79:

/ini*_dni9 [1982]). Sie wird anschließend in 50%igem Glycerol und 0,2mg/ml Heparin bei -18°C aufbewahrt./ ini * _dni9 [1982]). It is then stored in 50% glycerol and 0.2 mg / ml heparin at -18 ° C.

Isolierung von PolysomenIsolation of polysomes

Die Lebern (etwa 26g) von zwei männlichen Sprague-Dawley-Ratten (Körpergewicht etwa 300g) werden mit einem Potter-Elvehjem-Komogenisator in 150ml (Endvolumen) 5OmM Tris-HCI, pH 7,5,25mM MgCI2,0,25M Sucroselösung enthaltend Bentonit (1 mg/ml). Heparin (C,2 mg/ml) und Cycloheximid (1 pg/ml) in verschiedenen Aliquots zu einem 15%igen (w/v) Homogenisat homogenisiert. Die Polysomenisolation wird exakt nach dem von Kraus und Rosenberg (siehe oben) beschriebenen Verfahren durchgeführt. Die Ausbeuten vor und nach der Dialyse betragen 1389 A260 Einheiten bzw. 1208A2M Einheiten.The livers (about 26 g) of two male Sprague-Dawley rats (body weight about 300 g) are mixed with a Potter Elvehjem Komogenisator in 150 ml (final volume) 50 mM Tris-HCl, pH 7.5.25 mM MgCl 2 , 0.25 M sucrose solution containing bentonite (1 mg / ml). Homogenized heparin (C, 2 mg / ml) and cycloheximide (1 μg / ml) in different aliquots to a 15% (w / v) homogenate. The polysome isolation is performed exactly according to the method described by Kraus and Rosenberg (see above). Yields before and after dialysis are 1 389 A 260 units and 1208 A 2 M units, respectively.

Immobilisierung der Polysomen-Antikörporkomplexe und Elutlon spezifischer mRNA 1130A26o Polysomen-Einheiten werden für die Immunabsorption mit Anti-GST IgG (7,1 mg) wiedergewonnen. Die Protein A Sepharose Affinitätschromatographie sowie die Elution gebundener RNA-Moleküle werden entsprechend den Anweisungen bei Kraus und Rosenberg supra durchgeführt. Die sluierten RNA-Mcleküle werden sofort an ύ,5Μ NaCI und 0,5% Dodecylsulfat angepaßt und über eine Oligo(dT)-Cellulose Säule weiter gereinigt (Aviv & Leder, Proc. Natl. Acad. ScI. USA, 69:1408-1412 [1972]; Bantle et al.. Anal. Biochem., 72:413-417 [1976]). Die gereinigten Poly(A+)-RNA Moleküle werden anhand einer in vitro Translation und einer Immunpräzipitation (Tu et al., Nucleic Acids Res., 10: 5407-5419 [1982]; Pelham and Jackson, Eur.Immobilization of Polysome Antibody Complexes and Elutlon Specific mRNA 1130A 2 6o Polysome units are recovered for immunoabsorption with anti-GST IgG (7.1 mg). Protein A Sepharose affinity chromatography and the elution of bound RNA molecules are performed according to the instructions of Kraus and Rosenberg supra. The sliced RNA molecules are immediately adapted to ύ, 5Μ NaCl and 0.5% dodecyl sulfate and further purified on an oligo (dT) cellulose column (Aviv & Leder, Proc Natl Acad Sci USA, 69: 1408- 1412 [1972]; Bantle et al., Anal. Biochem., 72: 413-417 [1976]). The purified poly (A +) RNA molecules are detected by in vitro translation and immunoprecipitation (Tu et al., Nucleic Acids Res., 10: 5407-5419 [1982], Pelham and Jackson, Eur.

J. Biochem., 87:247-256 (1976]) analysiert, bevor sie für die cDNA Synthese verwendet werden. Das immunpräzipitierte Material wird auf einem Dodecylsulfat Polyacrylamid-Gel aufgetrennt und durch Fluorographie sichtbar gemacht (Laemmli, Nature, 227:J. Biochem., 87: 247-256 (1976)) before being used for cDNA synthesis. The immunoprecipitated material is separated on a dodecyl sulfate polyacrylamide gel and visualized by fluorography (Laemmli, Nature, 227:

680-684 [1970]; Swanstrom and Shenk, Anal. Biochem., 86:184-192 [1978]).680-684 [1970]; Swanstrom and Shenk, Anal. Biochem., 86: 184-192 [1978]).

Isolierung der GST-cDNA KloneIsolation of GST cDNA clones

Die Synthese der cDNA wird, abgesehen von kleineren Abweichungen, analog zu der Methode von Okayama und Berg (Okayama and Berg, Mol. Cell BIoI., 2:161-170 (1832)) durchgeführt, entsprechend einer Modifikation von Gubler und Hoffmann (Gubler und Hoffmann, Gene, 25: 263-269 (1983)). Für die cDNA Synthese werden ungefähr 100-500ng of PoIy(A+) RNA aus immunpräzipitierten Polysomen verwendet. Die reverse Transkription der mRNA in die entsprechende cDNA erfolgt in einer Reaktionseinheit von 40μΙ, die 5OmMTnS-HCI pH 8,3,10OmM NaCI, 1OmM MgCI2,1OmM DTT, 4mM Natriumpyrophosphat, 1,25mM der visrdNTP's, 1800U/mlRNAsin(PromegaBiotec), 100Mg/mlOligo-(dT)u-i8 (Pharmacia/PL) und 3000U/ml Reverse Transkriptase (Molecular Genetics) enthält.The synthesis of the cDNA is carried out analogously to the method of Okayama and Berg (Okayama and Berg, Mol. Cell BIoI., 2: 161-170 (1832)), except for minor deviations, according to a modification of Gubler and Hoffmann (Gubler and Hoffman, Gene, 25: 263-269 (1983)). Approximately 100-500ng of poly (A +) RNA from immunoprecipitated polysomes are used for cDNA synthesis. The reverse transcription of the mRNA into the corresponding cDNA is carried out in a reaction unit of 40μΙ, the 5OmMTnS-HCl pH 8,3,10OmM NaCl, 1OmM MgCl 2 , 1OmM DTT, 4mM sodium pyrophosphate, 1.25mM of visrdNTP's, 1800U / mlRNAsin (PromegaBiotec) , 100 μg / ml Oligo (dT) u-i8 (Pharmacia / PL) and 3000 U / ml reverse transcriptase (Molecular Genetics).

Das Reaktionsgemisch wird für einen Zeitraum von 25 Minuten bei einer Temperatur von 430C inkubiert. Anschließend wird die Reaktion durch Zugabe von 2μΙ 0,5 M EDTA beendet. Das Reaktionsgemisch wird mit einem Volumenteil Phenol !Chloroform extrahiert und die wäßrige Phase anschließend mit einem halben Volumenteil Chloroform rückextrahiert. Auch die organische Phase wird erneut rückextrahiert und zwar mit TE-Puffer.The reaction mixture is incubated for a period of 25 minutes at a temperature of 43 0 C. The reaction is then terminated by addition of 2μΙ 0.5 M EDTA. The reaction mixture is extracted with one part by volume of phenol / chloroform and the aqueous phase is then back-extracted with half a volume of chloroform. The organic phase is back-extracted again with TE buffer.

Die wäßrigen Phasen werden anschließend vereinigt. Nach Zugabe von einem Volumenteil 4M Ammoniumacetat werden die Nucleinsäuren durch Hinzufügen von zwei Volumenteilen Ethanol präzipitiert und anschließend 20-30 Minuten auf Trockeneis kaltgestellt. Die Lösung wird dann 5 Minuten auf Zimmertemperatur erwärmt und 15 Minuten in einor Eppendorf-Zentrifuge („Microfuge") bei einer Temperatur von 4°C zentrifugiert. Das so erhaltene Pellet wird in 25 μΙ TE-Puffer aufgelöst. Der Vorgang der Nuclcinsäure-Präzipitation und Wiedergewinnung wird, wie zuvor beschrieben, durch Zugabe von Ammoniumacetat (25μΙ; 4M) und 100μΙ Ethanol wiederholt. Das so erhaltene Pellet wird dann mit 70%igem Ethanol gewaschen, getrocknet und in 20μΙ Wasser gelöst.The aqueous phases are then combined. After adding one volume of 4M ammonium acetate, the nucleic acids are precipitated by addition of two volumes of ethanol followed by cold-rolling on dry ice for 20-30 minutes. The solution is then warmed to room temperature for 5 minutes and centrifuged for 15 minutes in an Eppendorf centrifuge ("Microfuge") at a temperature of 4 ° C. The pellet thus obtained is dissolved in 25 μM TE buffer The process of nucleic acid precipitation and recovery is repeated as described above by addition of ammonium acetate (25μΙ; 4M) and 100μΙ of ethanol The resulting pellet is then washed with 70% ethanol, dried and dissolved in 20μΙ of water.

Der Austausch des mRNA Stianges des mRNAtcDNA-Hybrids wird in einer Reaktionseinhsit von 50 μΙ durchgeführt, die 2OmM Tris-HCI pH 7,5,5mM MgCI2,1OmM Ammoniumsulfat, 10OmM KCI, 0,15mM beta-NAD, 0,04 mM der vier dNTP's, 20μΙ des Erststrang-Produkts, 1Ο-2Ομΰϊβ32Ρ·αΑΤΡ, 10U/ml E.coli DNA Ligase (New England Biolabs), 230U/ml DNA Pclymerase (Boehringer Mannheim) und 8,5U/ml E.coli RNAse H (Pharmacia/PL) enthält. Die Inkubationszeit beträgt 90 Minuten bei einer Temperatur von 12°C bis 14°C sowie eine weitere Stundo bei Raumtemperatur. Die doppelsKängige cDNA wird durch PnenoLChloroform Extraktion gereinigt und durch Ethanol-Präzipitation wiedergewonnen, entsprechend der Beschreibung für das Erststrang-Produkt. Das zuletzt erhaltene getrocknete Pellet wird in 20μΙ Wasser gelöst.Replacement of the mRNA tcDNA hybrid mRNA is performed in a 50 μΙ reaction unit containing 20 mM Tris-HCl pH 7.5.5 mM MgCl 2 , 10 mM ammonium sulfate, 10 mM KCl, 0.15 mM beta-NAD, 0.04 mM four dNTP's, 20μΙ of the first strand product, 1Ο-2Ομΰϊβ 32 ΡΡαΑΤΡ, 10U / ml E. coli DNA ligase (New England Biolabs), 230U / ml DNA polymerase (Boehringer Mannheim) and 8.5U / ml E. coli RNAse H (Pharmacia / PL). The incubation period is 90 minutes at a temperature of 12 ° C to 14 ° C and another Stundo at room temperature. The double-stranded cDNA is purified by PnenoLChloroform extraction and recovered by ethanol precipitation as described for the first strand product. The last dried pellet is dissolved in 20μΙ water.

10μΙ der Doppelstrang-cDNA werden in einem Gesamtvolumen von 20μΙ, enthaltend 10OmM Kaliumkakodylat pH 7,0,1 mM CoCI2,0,2mM DTT, 0,1 mM dCTP und 500U/ml terminate Deoxynucleotid Transferase (Pharmacia/PL) mit einem dCTP Anhang versehen. Die Inkubationszeit beträgt 1 bis 2 Minuten bei einer Temperatur von 370C. Anschließend werden 20μΙ 4mM EDTA hinzugefügt und das Enzym durch lOminütige Inkubation bei 650C Hitze-inaktiviert.10μΙ of the double-stranded cDNA are probed in a total volume of 20μΙ containing 10μm potassium cacodylate pH 7.0mM CoCI 2 , 0.2mM DTT, 0.1mM dCTP and 500U / ml terminal deoxynucleotide transferase (Pharmacia / PL) with a dCTP Annex provided. The incubation period is 1 to 2 minutes at a temperature of 37 0 C. Then 20μΙ 4mM EDTA are added and the enzyme heat-inactivated by incubation at 65 0 C for 10 minutes.

Pstl-verdaute und mit einem dG-Anhang versehene pBR322 (Bethesda Research Labs, Inc.) wird in einem molaren Verhältnis von etwa 1:1 zu der dC haltigen, doppelsträngigen cDNA hinzugegeben (d h. mit einem etwa 5-10fachen Überschuß im Hinblick auf das Molekulargeu icht des Vektors im Vergleich zu der angenommenen cDNA-Menge). Die DNA-haltige Lösung (cDNA + Vektor) wird liszu einer DNA-Gesamtkonzentration von 0,5--2,0ng^l(0,5ng sind optimal) in Gegenwart von 1OmM Tris-HCI pH 7,5,1 mM ED ΓΛ und 15OmM NaCI verdünnt. Diese Mischung wird zunächst 5 Minuten bei 650C inkubiert, anschließend erfolgt die eigentliche Renaturierungsreaktion („annealing") bei einer Temperatur von 55-58°C über einen Zeitraum von 90 Minuten.PstI-digested and dG-tagged pBR322 (Bethesda Research Labs, Inc.) is added in a molar ratio of about 1: 1 to the dC-containing double-stranded cDNA (i.e., about 5-10 fold excess in size) on the molecular weight of the vector compared to the assumed amount of cDNA). The DNA-containing solution (cDNA + vector) is liszu a total DNA concentration of 0.5-2.0 ng ^ l (0.5 ng are optimal) in the presence of 1OmM Tris-HCl pH 7.5, 1 mM ED ΓΛ and 15 mM NaCl diluted. This mixture is first incubated for 5 minutes at 65 0 C, then the actual renaturation reaction ("annealing") takes place at a temperature of 55-58 ° C over a period of 90 minutes.

Der E.coli Stamm MM 294 wird mit dem renaturierten cDMA:Vektor-Komplex transformiert unter Verwendung von 5μΙ DNA pro 200 μΙ Aliquot an transformationskompetenten Zellen (Hanahan, J. Mol. BIoI., 155:557-580 [1983]). Die Transformationsfrequenz der Kontrolle liegt bei 1-2 x 10'Transformanten pro μgkovalεnt geschlossener zirkulärer pBR322 DNA. Die transformierten Zellen werden auf LM-Platiers (ohne Magnesium), die 17pg/ml Tetrazyklin enthalten, ausplattiert (Hanahan, supra). Die so erhaltenen K ilonien werden auf Ampicillinempfindlichküit hin untersucht. Die Tetrazyklin resistenten und Ampillicin sensitiven (etwa 50%) Kolonien werden für die weitere Analyse herausgesucht.E. coli strain MM 294 is transformed with the renatured cDMA: vector complex using 5μΙ DNA per 200 μΙ aliquot of transformation competent cells (Hanahan, J. Mol. BIoI., 155: 557-580 [1983]). The transformation frequency of the control is 1-2 x 10 transformants per μg of covalently closed circular pBR322 DNA. The transformed cells are plated on LM-plates (without magnesium) containing 17pg / ml tetracycline (Hanahan, supra). The colonies thus obtained are assayed for ampicillin sensitivity. The tetracycline resistant and ampicillin sensitive (about 50%) colonies are picked for further analysis.

Hybrid selektierte In vitro Translation von pGTR200Hybrid selected in vitro translation of pGTR200

Plasmid DNA-Moleküle von 354 Ampillicin sensitiven Transformanten werden untor Anwendung eines alkalischen Lyseverfahrens (Birnboim and DoIy, Nudele Acid Research, 7:1513-1523 (1979]) gereinigt. Die gereinigten DNA-Moleküle werden anschließend zur Bestimmung der Größe der integrierten cDNA-Moleküle mit Pst I verdaut. Von diesen enthielten nach der Durchführung einer Agarose-Gei-Eiektrophorese insgesamt 134 sichtbare cDNA-lnserts. Inserts mit mehr als 800 Nucleotiden werden mit Hilfe der Southern blot Hybridisierung einer weitergehenden Analyse unterzogen (Southern, J. Mol.Plasmid DNA molecules from 354 ampicillin sensitive transformants are purified using an alkaline lysis method (Birnboim and Doyl, Nudele Acid Research, 7: 1513-1523 (1979)) .The purified DNA molecules are then used to determine the size of the integrated cDNA library. Of these, a total of 134 visible cDNA inserts were contained after performing agarose-gel electrophoresis, and more than 800 nucleotide inserts were subjected to further analysis by Southern blot hybridization (Southern, J. Mol.

BIoI., 98: 503-517 [1975]) unter Verwendung von Y, (pGTR261) und Yc (pGTR262) als Probemoleküle (Lai et al., J. BIoI. Chem., 259: 5536-5 542 [1984J; Tu at a!., J. Βίο!. Chem., 259: 9434-9439 [1984]).BiOI, 98: 503-517 [1975]) using Y, (pGTR261) and Y c (pGTR262) (as sample molecules Lai et al, J. Chem BiOI, 259: 5536-5542 [1984J;.... Tu at a!, J. Βίo !. Chem., 259: 9434-9439 [1984]).

12 Klone, die nicht mit diesen Probemolekülen hybridisieren, werden anschließend mit Hilfe der Hybrid selektierten in vitro Translation (Cleveland et al.. Cell, 20: 95-105 (198O]) weiter charakterisiert. Einer dieser negativen Klone wird mit pGTR200 bezeichnet. Poly(A+)-RNA-Moleküle aus Rattenleber, die durch pGTR 200-DNA, welche an aktivierter Aminophenylthioether Cellulose (APT-Papier) immobilisiert vorliegt, 'tldktioniert wurden, werden bei 750C und 100"C eluiert und anschließend für die in vitro Translation im Kaninchen Retikulozyten Lysat-System verwendet. Die in vitro Translationsprodukte werden mit Hilfe von Antisera gegen die Gesamt-Rattenleber-GSTen immunpräzipitiert, gefolgt von einer Dodecylsulfat-Polyacrylamid Gelelektrophorese. Das immunpräzipitierte Produkt besitzt die gleiche Mobilität wie Yb. Durch pGTR 200 wird keine andere Klasse von GST-Untereinheiten selektiert. Früher durchgeführte Hybrid selektierte In vitro Translationsexperimente mit Y, und Yc Klonen erbrachten keine Produkte mit Yb-Untereinheiten (Lai et al., supra; Tu et al., supra).12 clones that do not hybridize with these probes are further characterized by hybrid selected in vitro translation (Cleveland et al., Cell, 20: 95-105 (198O)) One of these negative clones is designated pGTR200 (A +) - RNA molecules from rat liver, were tldktioniert by pGTR 200 DNA that of activated aminophenylthioether cellulose (APT paper) is immobilized, 'are at 75 0 C and 100 "C eluted and then used for the in vitro Translation in the rabbit reticulocyte lysate system The in vitro translation products are immunoprecipitated by antisera against the total rat liver GSTs, followed by dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis The immunoprecipitated product has the same mobility as Y b By pGTR 200 no other class of GST subunits selected. Previously performed hybrid selected in vitro translation experiments with Y, and Y c no Y b subunit products (Lai et al., supra; Tu et al., Supra).

Nucleotld-Sequenz des pGTR200DNA-lnsertNucleotide sequence of the pGTR200DNA insert

Die DNA Sequenz der cDNA in pGTR200 wird entsprechend der in Abbildung 1 wiedergegebenen Strategie mit Hilfe des chemischen Verfahrens nach Maxam und Gilbert (Maxam and Gilbert.. Methods Enzymol... 65:499-F6011980]) durchgeführt. Die DNA Fragmente, die aufgrund der Spaltung mit verschiedenen Restriktionsenzymen erhalten werden, werden am 3'-Ende markiert. Jede Bestimmung wurde mindestens einmal wiederholt.The DNA sequence of the cDNA in pGTR200 is carried out according to the strategy shown in Figure 1 using the chemical method of Maxam and Gilbert (Maxam and Gilbert .. Methods Enzymol. 65: 499-F6011980]). The DNA fragments obtained due to cleavage with various restriction enzymes are labeled at the 3 'end. Each determination was repeated at least once.

Die Nucleotidsequenz ist unten wiedergegeben. Für die 218 Reste des offenen Leserrahmens wurde der Einbuchstaben-Code für Aminosäuren verwendet (Old and Primrose, Principles of Gene Manipulation, [1985], Blackwell's Publications, London, S. 346). Das Poly(A)-Additionssignal, AATΑΛΑ ist unterstrichen.The nucleotide sequence is shown below. For the 218 residues of the open reading frame, the one-letter code for amino acids was used (Old and Primrose, Principles of Gene Manipulation, [1985], Blackwell's Publications, London, p. 346). The poly (A) addition signal, AATΑΛΑ is underlined.

10 20 30 40 50 6010 20 30 40 50 60

CTGAAGCCAAATTGAGAAGACCACAGCGCCAGAACCATGCCTATGATACTGGGATACTGGCTGAAGCCAAATTGAGAAGACCACAGCGCCAGAACCATGCCTATGATACTGGGATACTGG

MPMILGYWMPMILGYW

70 80 90 100 110 120 AACGTCCGCGGGCTGACACACCCGATCCGLCTGCTCCTGGAATACACAGACTCAAGCTAT NVRGLTHPIRLLLEYTDSSY70 80 90 100 110 120 AACGTCCGCGGGCTGACACACCCGATCCGLCTGCTCCTGGAATACACAGACTCAAGCTAT NVRGLTHPIRLLLEYTDSSY

130 140 150 160 170 180 GAGGAGAAGAGATACGCCATGGGCGACGCTCCCGACTATGACAGAAGCCAGTGGCTGAAT EEKRYAMGDAPDYDRSQWLN130 140 150 160 170 180 GAGGAGAAGAGATACGCCATGGGCGACGCTCCCGACTATGACAGAAGCCAGTGGCTGAAT EEKRYAMGDAPDYDRSQWLN

190 200 210 220 230 240 GAGAAGTTCAAACTGGGCCTGGACTTCCCCAATCTGCCCTACTTAATTGATGGATCGCGC ekfklgldfpnlpylidgsr190 200 210 220 230 240 GAGAAGTTCAAACTGGGCCTGGACTTCCCCAATCTGCCCTACTTAATTGATGGATCGCGC ekfklgldfpnlpylidgsr

250 260 270 280 290 300 AAGATTACCCAGAGCAATGCCATAATGCGCTACCTTGCCCGCAAGCACCACCTGTGTGGA KITQSNAIMRYLARKHHLCG250 260 270 280 290 300 AAGATTACCCAGAGCAATGCCATAATGCGCTACCTTGCCCGCAAGCACCACCTGTGTGGA KITQSNAIMRYLARKHHLCG

310 320 330 340 350 360 GAGACAGAGGAGGAGCGGATTCGTGCAGACATTGTGGAGAACCAGGTCATGGACAACCGC ETEEERIRADIVENQVMDNK310 320 330 340 350 360 GAGACAGAGGAGGAGCGGATTCGTGCAGACATTGTGGAGAACCAGGTCATGGACAACCGC ETEEERIRADIVENQVMDNK

370 380 390 400 410 420 atgcagctcatcatgctttgttacaaccccgactttgagaagcagaagccagagttcttg mqlimlcynpdfekqkpefl370 380 390 400 410 420 atgcagctcatcatgctttgttacaaccccgactttgagaagcagaagccagagttcttg mqlimlcynpdfekqkpefl

430 440 450 460 470 430 AAGACCATCCCTGAGAAGATGAAGCTCTACTCTGAGTTCCTGGGCAAGCGACCATGGTTT KTIPEKMKLYSFFLGKRPWF430 440 450 460 470 430 AAGACCATCCCTGAGAAGATGAAGCTCTACTCTGAGTTCCTGGGCAAGCGACCATGGTTT KTIPEKMKLYSFFLGKRPWF

490 500 510 520 530 540 GCAGGGGACAAGGTCACCTATGTGGATTTCCTTGCTTATGACATTCTTGACCAGTACCAC AGDKVTYVDFLAYDILDQYH490 500 510 520 530 540 GCAGGGGACAAGGTCACCTATGTGGATTTCCTTGCTTATGACATTCTTGACCAGTACCAC AGDKVTYVDFLAYDILDQYH

550 560 570 580 590 600 ATTTTTGAGCCCAAGTGCCTGGACOCCTTCCCAAACCTGAAGGACTTCCTGGCCCGCTTC IFEPKCLDAFPNLKDFLARF550 560 570 580 590 600 ATTTTTGAGCCCAAGTGCCTGGACOCCTTCCCAAACCTGAAGGACTTCCTGGCCCGCTTC IFEPKCLDAFPNLKDFLARF

610 620 630 640 650 660 GAGGGCCTGAAGAAGATCTCTGCCTACATGAAGAGCAGCCGCTACCTCTCAACACCTATA EGLKKISAYMKSSRYLSTPI610 620 630 640 650 660 GAGGGCCTGAAGAAGATCTCTGCCTACATGAAGAGCAGCCGCTACCTCTCAACACCTATA EGLKKISAYMKSSRYLSTPI

670 680 690 700 710 720 TTTTCGAAGTTGGCCCAATGGAGTAACAAGTAGGCCCTTGCTACACTGGCACTCACAGAG FSKLAQWSNK*670 680 690 700 710 720 TTTTCGAAGTTGGCCCAATGGAGTAACAAGTAGGCCCTTGCTACACTGGCACTCACAGAG FSKLAQWSNK *

730 740 750 760 770 780 AGGACCTGTCCACATTGGATCCTGCAGGCACCCTGGCCTTCTGCACTGTGGTTCTCTCTC730,740,750,760,770,780 AGGACCTGTCCACATTGGATCCTGCAGGCACCCTGGCCTTCTGCACTGTGGTTCTCTCTC

790 800 810 820 830 840 CTTCCTGCTCCCTTCTCCAGCTTTGTCAGCCCCATCTCCTCAACCTCACCCCAGTCATGC790,800,810,820,830,840 CTTCCTGCTCCCTTCTCCAGCTTTGTCAGCCCCATCTCCTCAACCTCACCCCAGTCATGC

850 860 870 880 890 900 CCACATAGTCTTCATTCTCCCCACTTTCTTTCATAGTGGTCCCCTTCTTTATTGACACCT850 860 870 880 890 900 CCACATAGTCTTCATTCTCCCCACTTTCTTTCATAGTGGTCCCCTTCTTTATTGACACCT

910 920 930 940 950 960 TAACACAACCTCACAGTCCTTTTCTGTGATTTGAGGTCTGCCCTGAACTCAGTCTCCCTA910 920 930 940 950 960 TAACACAACCTCACAGTCCTTTTCTGTGATTTGAGGTCTGCCCTGAACTCAGTCTCCCTA

970 980 990 1000 1010 1020970 980 990 1000 1010 1020

GACTTACCCCAAATGTMCACTGTCTCAGTGCCAGCCTGTTCCTGGTGGGGGAGCTGCCCGACTTACCCCAAATGTMCACTGTCTCAGTGCCAGCCTGTTCCTGGTGGGGGAGCTGCCC

1030 1040 1050 1060 10701030 1040 1050 1060 1070

CAGGCCTGTCTCATCTTTAATAAAGCCTGAAACACAAAAAAAAAAAAAAAAAACAGGCCTGTCTCATCTTT AATAAA GCCTGAAACACAAAAAAAAAAAAAA

Beispiel IB: Isolierung des partiellen GST-cDNA-Klons Yb187Example IB: Isolation of partial GST cDNA clone Y b 187

Mit Hilfe dor im Prinzip gleichen Methode erhält man den cDNA-Klon Yb187. Bei Yb 187 handelt es sich um einen partiellen cDNA-Klon, dem am 5'-Ende der codierenden Sequenz 96 Nucleodite fehlen. Die Nucleotid- und die entsprechende Aminosäure-Sequenz sowie die Sequenz für die 96 fehlenden Nucleotide und für Yb 187 sind im folgenden wiedergegeben:With the help of dor in principle the same method gives the cDNA clone Y b 187. Y b 187 is a partial cDNA clone lacking at the 5 'end of the coding sequence 96 nucleodites. The nucleotide and corresponding amino acid sequence as well as the sequence for the 96 missing nucleotides and for Y b 187 are given below:

1 0 301 0 30

ATG CCT ATG ACA CTG GGT TAC TGG GAC ATC CGT GGG CTG GCT CAC Met Pro Met Thr Leu GIy Tyr Trp Asp He Arg GIy Leu Ala HisATG CCT ATG ACA CTG GGT TAC TGG GAC ATC CGT GGG CTG GCT CAC Met Pro Met Thr Leu GIy Tyr Trp Asp He Arg Gly Leu Ala His

50 7 0 9050 7 0 90

GCC ATT CGC CTG TTC CTG GAG TAT ACA GAC ACA AGC TAT GAG GAC Ala He Arg Leu Phe Leu GIu Tyr Thr Asp Thr Ser Tyr GIu AspGCC ATT CGC CTG TTC CTG GAG ACT ACA GAC ACA AGC ACT GAG GAC Ala He Arg Leu Phe Leu GIu Tyr Thr Asp Thr Ser Tyr GIu Asp

1 10 13 01 10 13 0

AAG AAG TAC AGC ATG GGG GAT GCT CCC GAC TAT GAC AGA AGC CAG Lys Lys Tyr Ser Met GIy Asp Ala Pro Asp Tyr Asp Arg Ser GInAAG AAG TAC AGC ATG GGG GAT GCT CCC GAC TAT GAC AGA AGC CAG Lys Lys Tyr Ser Met GIy Asp Ala Pro Asp Tyr Asp Arg Ser GIn

150 1 70150 1 70

TGG CTG AGT GAG AAG TTC AAA CTG GGC CTG GAC TTC CCC AAT CTG Trp Leu Ser GIu Lys Phe Lys Leu GIy Leu Asp Phe Pro Asn LeuTGG CTG AGT GAG AAG TTC AAA CTG GGC CTG GAC TTC CCC AAT CTG Trp Leu Ser Glu Lys Phe Lys Leu Gily Leu Asp Phe Pro Asn Leu

19 0 21019 0 210

CCC TAC TTA ATT GAT GGG TCA CAC AAG ATC ACC CAG AGC AAT GCC Pro Tyr Leu He Asp GIy Ser His Lys He Thr GIn Ser Aan AIaCCC TAC TTA ATT GAT GGG TCA CAC AAG ATC ACC CAG AGC AAT GCC Pro Tyr Leu He Asp Gly Ser His Lys He Thr GIn Ser Aan Ala

2 30 25 0 2702 30 25 0 270

ATC CTG CGC TAC CTT GGC CGG AAG CAC AAC CTT TGT GGG GAG ACA He Leu Arg Tyr Leu GIy Arg Lys His Asn Leu Cys GIy GIu ThrATC CTG CGC TAC CTT GGC CGG AAG CAC AAC CTT TGT GGG GAG ACA He Leu Arg Tyr Leu GIy Arg Lys His Asn Leu Cys GIy GIu Thr

2 90 31 02 90 31 0

GAG GAG GAG AGG ATT CGT GTG GAC GTT TTG GAG AAC CAG GCT ATG GIu GIu GIu Arg He Arg VaI Asp VaI Leu GIu Asn Gin AIa MetGAG GAG GAG AGG ATT CGT GTG GAC GTT TTG GAG AAC CAG GCT ATG GIu GIu GIu Arg He Arg VaI Asp VaI Leu GIu Asn Gin AIa Met

330 3 50330 3 50

GAC ACC CGC CTA CAG TTG GCC ATG GTC TGC TAC AGC CCT GAC TTT Asp Thr Arg Leu GIn Leu AIa Met VaI Cys Tyr Ser Pro Asp PheGAC ACC CGC CTA CAG TTG GCC ATG GTC TGC TAC AGC CCT GAC TTT Asp Thr Arg Leu GIn Leu AIa Met VaI Cys Tyr Ser Pro Asp Phe

37 0 39037 0 390

GAG AGA AAG AAG CCA GAG TAC TTA GAG GGT CTC CCT GAG AAG ATG Giu Arg Lys Lys Pro GIu Tyr Leu GIu GIy Leu Pro GIu Lys MetGAG AGA AAG AAG CCA GAG TAC TTA GAG GGT CTC CCT GAG AAG ATG Giu Arg Lys Lys Pro GIu Tyr Leu GIu GIy Leu Pro GIu Lys Met

4 10 43 0 450 AAG CTT TAC TCC GAA TTC CTG GGC AAG CAG CCA TGG TTT GCA GGG Lys Leu Tyr Ser GIu Phe Leu GIy Lys GIn Pro Trp Phe Ala GIy4 10 43 0 450 AAG CTT TAC TCC GAA TTC CTG GGC AAG CAG CCA TGG TTT GCA GGG Lys Leu Tyr Ser GIu Phe Leu GIy Lys GIn Pro Trp Phe Ala GIy

4 70 49 04 70 49 0

AAC AAG ATT ACG TAT GTG GAT TTT CTT GTT TAC GAT GTC CTT GAT Asn Lys He Thr Tyr VaI Asp Phe Leu VaI Tyr Asp VaI Leu AspAAC AAG ATT ACG TAT GTG GAT TTT CTT GTT TAC GAT GTC CTT GAT Asn Lys He Thr Tyr VaI Asp Phe Leu VaI Tyr Asp VaI Leu Asp

510 5 30510 5 30

CAA CAC CGT ATA TTT GAA CCC AAG TGC CTG GAC GCC TTC CCA AAC Gin His Arg He Phe GIu Pro Lys Cys Leu Asp Ala Phe Pro AsnCAA CAC CGT ATA TTT GAA CCC AAG TGC CTG GAC GCC TTC CCA AAC Gin His Arg He Phe GIu Pro Lys Cys Leu Asp Ala Phe Pro Asn

55 0 57055 0 570

CTG AAG GAC TTC GTG GCT CGG TTT GAG GGC CTG AAG AAG ATA TCT Leu Lys Asp Phe VaI AIa Arg Phe GIu GIy Leu Lys Lys He SerCTG AAG GAC TTC GTG GCT CGG TTT GAG GGC CTG AAG AAG ATA TCT Leu Lys Asp Phe VaI AIa Arg Phe GIu GIy Leu Lys Lys He Ser

5 90 61 0 630 " GAC TAC ATG AAG AGC GGC CGC ITC CTC TCC AAG CCA ATC TTT GCA Asp Tyr Met Lys Ser GIy Arg Phe Leu Ser Lys Pro He Phe AIa5 90 61 0 630 "GAC TAC ATG AAG AGC GGC CGC ITC CTC TCC AAG CCA ATC TTT GCA Asp Tyr Met Lys Ser Gly Arg Phe Leu Ser Lys Pro He Phe AIa

6 506 50

AAG ATG GCC TTT TGG AAC CCA AAG TAG Lys Met Ala Phe Trp Asn Pro Lys EndAAG ATG GCC TTT TGG AAC CCA AAG TAG Lys Met Ala Phe Trp Asn Pro Lys End

Beispiel IC: Der vollständige, Yb 187 entsprechende KlonExample IC: The complete clone corresponding to Y b 187

Die fehlenden Nucleotide werden entweder In vivo durch Rekombination oder in vitro durch Verknüpfung der entsprechenden Restriktionsf agmente zu Yb187 hinzugefügt. Diese Verfahren sind in den Abbildungen 4B und 4C dargestellt.The missing nucleotides are added either in vivo by recombination or in vitro by linking the appropriate restriction enzymes to Y b 187. These methods are shown in Figures 4B and 4C.

Eine Rekomr ination kann durch die Einführung eines genomischon DNA Klons, als Bestandteil des Plasmids colE1 (z. B. pUC8 oder pBR32ü) und eines cDNA Klons, der sich auf dem Plasmid inc Pl (z.B. pRK290) befindet, in den E.coli Stamm SR43 (ATCC Hinterlegungsnummer 67217, hinterlegt am 22. September 1986) durchgeführt werden. Der Stamm SR43 trägt dio Mutationen polA1 supF183 (Tacon, W. & Sherratt, D., Mol. Gen. Genet., 147: 331-33511976)), so daß die Repiikation des colE1-Plasmids bei einer restriktiven Temperatur (420C) gehemmt ist.Recombination can be achieved by the introduction of a genomic clone DNA clone, as a component of the plasmid colE1 (eg pUC8 or pBR32ü) and a cDNA clone, which is located on the plasmid inc PI (eg pRK290), in the E. coli strain SR43 (ATCC Accession No. 67217, filed September 22, 1986). The strain SR43 carries the mutations polA1 supF183 (Tacon, W. & Sherratt, D., Mol. Gen. Genet., 147: 331-33511976)), so that the repiikation of the colE1 plasmid at a restrictive temperature (42 0 C ) is inhibited.

Eine Überführung der SR 43-Bakterien, welche die beiden genannten Plasmide enthalten, von einer permissiven Temperatur von 280C auf 420C unter gleichzeitiger Beibehaltung der Selektionierbarkeit auf Antibiotikaresistenz, die auf dem Plasmid-colE1 (z.B.A conversion of SR 43 bacteria containing the two said plasmids from a permissive temperature of 28 0 C to 42 0 C while maintaining the selectivity to antibiotic resistance, on the plasmid colE1 (eg

Ap-Resistenz von pBR322) liegt, gestattet die Selektion von Bakterien, die eine kointegriorte Form der zwei Plasmids enthalten.Ap-resistance of pBR322) allows the selection of bacteria containing a cointegrate form of the two plasmids.

Solche kointegrierten Plasmid kommen durch Rekombination homologer DNA Regionen zustande.Such cointegrated plasmids come about through recombination of homologous DNA regions.

Die Isolierung kointegriarter Plasmide ermöglicht die Klonierung der Gesamt cDNA Sequenz sowie der strc ufwärts gelegenen genomischen DNA in Form eines einzigen Pstl oder BamHI Fragments.The isolation of cointegrated plasmids allows the cloning of the entire cDNA sequence and the upstream genomic DNA in the form of a single PstI or BamHI fragment.

Restriktion der stromaufwärts gelegenen DNA mit Ba 131, gefolgt von der Addition eines BamHI-Linkers, gestattet die Isolierung von Klonen, die die gesamte kodierende Region (bestätigt durch DNA-Sequenz-Analyse) enthalten.Restriction of the upstream DNA with Ba 131, followed by the addition of a BamHI linker, allows the isolation of clones containing the entire coding region (confirmed by DNA sequence analysis).

Die gesamte kodierende Region wird in Form eines BamHI-Fragments in pCIB710 kloniert, entsprechend der Beschreibung in Beispiel IA, und für die Übertragung auf die Pflanzenzelle verwendet.The entire coding region is cloned in the form of a BamHI fragment into pCIB710, as described in Example IA, and used for plant cell transfer.

Dasselbe Fragment wird für die Expression in E.coli in pDR540 kloniert, wie in Beispiel IV, unten, beschrieben.The same fragment is cloned into pDR540 for expression in E. coli as described in Example IV, below.

Eine andere Möglichkeit für die Konstruktion eines vollständigen Klones, der Yb187 entspricht, besteht in der Verknüpfung geeigneter Restriktionsfragmente der cDNA und der genomischen Klone (Abbildung I).Another possibility for constructing a complete clone corresponding to Y b 187 is to link appropriate restriction fragments of the cDNA and genomic clones (Figure I).

Das Plasmid pUC 19 enthält das 5'-Ende des genomischen Klons, eingespleißt als ein Pstl-Hindlll-Fragment, welches annäherungsweise die ersten 400 Basen der kodierenden Sequenz enthält.Plasmid pUC 19 contains the 5 'end of the genomic clone spliced in as a PstI-HindIII fragment containing approximately the first 400 bases of the coding sequence.

Das 3'-Ende der kodierenden Sequenz der cDNA kr.nn als ein 630 Baser» umfassendes Hinfl-Fragment von dem partiellen cDNA-Klon in BR 325 isoliert werden. Das an seiner einzigen | linfl-Stelle geschnittene pUC Plasmid und das Hinfl Fragment, welches das 3'-Endedes Gens trägt, werden miteinander verknüpft, wobei die gesamte kodierende Sequenz des GST-Gens wiederhergestellt wird. Das komplette Gen wird als ein Bgll-Pstl-Fragment isoliert.The 3 'end of the coding sequence of cDNA kr.nn can be isolated as a 630 base »Hinfl fragment from the partial cDNA clone in BR 325. That at his only | The linFl site cut pUC plasmid and the Hinfl fragment carrying the 3 'end of the gene are linked together to restore the entire coding sequence of the GST gene. The complete gene is isolated as a Bgll-PstI fragment.

Eine Isolierung der gesamten kodierenden Rogion, ohne die stromaufwärts gelegenen DNA Sequenzen, laßt sich durch Herausschneiden der stromaufwärts gelegenen DNA mit Hilfe von Ba 131 gefolgt von einer BamHI-Linker-Addition erreichen.Isolation of the entire coding rogion, without the upstream DNA sequences, can be achieved by excision of the upstream DNA using Ba 131 followed by BamHI linker addition.

Dieses BamHI-Fragment wird dann in pCIB710 bzw. in pDR 540 eingespleißt, entsprechend den oben gemachten Angaben.This BamHI fragment is then spliced into pCIB710 or into pDR 540, respectively, according to the information given above.

Beispiel ID: Hybride KloneExample ID: Hybrid clones

Hybride Klone, die sich aus kodierenden Sequenzen für verschiedene Gene herleiten, werden im Prinzip in der gleichen Art und Weise konstruiert, wie dies zuvor für die Kombination des partiellen cDNA Klons Yb 187 und der fehlenden Nucleotide beschrieben wurde (Beispiel IC), indem hetereologe Gene als Ausgangsmaterial für die zwei DNA-Fragmente verwendet we den.Hybrid clones derived from coding sequences for different genes are, in principle, constructed in the same manner as previously described for the combination of the partial cDNA clone Yb 187 and the missing nucleotides (example IC), using heterologous genes as starting material for the two DNA fragments we used the.

Beispiel IE: Isolierung des GST-cDNA-Klons GIYb Example IE: Isolation of the GST cDNA clone GIY b

Mit Hilfe des Phagen-Expressionsvektors λ gt11 (Young, R. A. and Davis, R. W., Proc. Natl. Acad. Sei. USA, 80:1194 [1983]).wird eine cDNA-Genbibliothek hergestellt ausgehend von einer poly(A) RNA, die zuvor aus Rattengehirn isoliert wurde gemäß den oben beschriebenen Verfahren (siehe Beispiel IA).Using the phage expression vector λ gt11 (Young, RA and Davis, RW, Proc Natl Acad., USA, 80: 1194 [1983]), a cDNA library is prepared starting from a poly (A) RNA, previously isolated from rat brain according to the methods described above (see Example IA).

Die cDNA wird anschließend mit Hilfe eines Antikörper-Screenings unter Verwendung von Antikörpern, die gegen GST aus dem Rattengehirn gerichtet sind, isoliert.The cDNA is then isolated by antibody screening using antibodies directed against GST from the rat brain.

Die Isolierung der RNA sowie die Herstellung und Isolierung der zugehörigen cDNA erfolgt nach bereits bekannten Verfahren, wie sie z. B. Lei Young und Davis beschrieben sind (Young, R. A. and Davis, R. W., Science, 222:778-782 (1983]).The isolation of the RNA and the preparation and isolation of the associated cDNA is carried out according to previously known methods, as described, for. Lei Young and Davis (Young, R.A. and Davis, R.W., Science, 222: 778-782 (1983)).

Die Nucleotidi'equenz und die zugehörige Aminosäuresequenz des resultierenden cDNA Klons GIYb sind im folgenden wiedergegeben:The nucleotide sequence and the associated amino acid sequence of the resulting cDNA clone GIY b are shown below:

10 3010 30

A GAC CCC AGC ACC ATG CCC ATG ACA CTG GGT TAC TGG GAC ATC Met Pro Met Thr Leu GIy Tyr Trp Asp HeA GAC CCC AGC ACC ATG CCC ATG ACA CTG GGT TAC TGG GAC ATC Met Pro Met Thr Leu GIy Tyr Trp Asp He

5 0 705 0 70

CGT GGG CTA GCG CAT GCC ATC CGC CTG CTC CTG GAA TAC ACA GAC Arg GIy Leu Ala His Ala He Arg Leu Leu Leu GIu Tyr Thr AspCGT GGG CTA GCG CAT GCC ATC CGC CTG CTC CTG GAA TAC ACA GAC Arg GIy Leu Ala His Ala He Arg Leu Leu Leu GIu Tyr Thr Asp

90 11 0 13090 11 0 130

TCG AGC TAT GAG GAG AAG AGA TAC ACC ATG GGA GAC GCT CCC GAC Ser Ser Tyr GIu GIu Lys Arg Tyr Thr Met GIy Asp Ala Pro AspTCG AGC TAT GAG GAG AAG AGA TAC ACC ATG GGA GAC GCT CCC GAC Ser Ser Tyr GIu GIu Lys Arg Tyr Thr Met GIy Asp Ala Pro Asp

1 50 17 01 50 17 0

TTT GAC AGA AGC CAG TGG CTG AAT GAG AAG TTC AAA CTG GGC CTG Phe Asp Arg Ser GIn Trp Leu Asn GIu Lys Phe Lys Leu GIy LeuTTT GAC AGA AGC CAG TGG CTG AAT GAG AAG TTC AAA CTG GGC CTG Phe Asp Arg Ser GIn Trp Leu Asn GIu Lys Phe Lys Leu GIy Leu

190 2 10190 2 10

GAC TTC CCC AAT CTG CCC TAC TTA ATT GAT GGA TCA CAC AAG ATC Asp Phe Pro Asn Leu Pro Tyr Leu He Asp GIy Ser His Lys HeGAC TTC CCC AAT CTG CCC TAC TTA ATT GAT GGA TCA CAC AAG ATC Asp Phe Pro Asn Leu Pro Tyr Leu He Asp GYy Ser His Lys He

23 O 250 223 O 250 2

ACC CAG AGC AAT GCC ATC CTG CGC TAT CTT GGC CGC AAG CAC AAC Thr Gin Ser Aan Ala lie Leu Arg Tyr Leu GIy Arg Lye Hie AenACC CAG AGC AAT GCC ATC CTG CGC TAT CTT GGC CGC AAG CAC AAC Thr Gin Ser Aan Ala lie Leu Arg Tyr Leu Giy Arg Lye Hie Aen

70 29 0 31070 29 0 310

CTG TGT GGG GAG ACA GAA GAG GAG AGG ATT CGT GTG GAC ATT CTG Leu Cys GIy GIu Thr GIu GIu GIu Arg He Arg VaI Asp He LeuCTG TGT GGG GAG ACA GAA GAG GAG AGG ATT CGT GTG GAC ATT CTG Leu Cys GIy GIu Thr GIu GIu GIu Arg He Arg VaI Asp He Leu

AATAAT CAGCAG 33 3030 GACGAC AACAAC CGCCGC ATGATG GTGGTG CTGCTG 3535 00 CTTCTT TGCTGC GAGGAG AsnAsn GInGin CTCCTC ATGATG AspAsp AsnAsn Argbad Metmead VaIVal LeuLeu GCGGCG AGAAGA LeuLeu CysCys GIuGlu LeuLeu Metmead 33 9090 AIaAla Argbad AACAAC CCTCCT 370370 GAGGAG AAGAAG CTGCTG AAGAAG CCACCA GGGGGG GAGGAG CAACAA TATDID AsnAsn ProPer GACGAC TTTTTT GIuGlu Ly sLy s LeuLeu LyeLye ProPer GIyGly TACTAC CTGCTG GIuGlu GInGin TyrTyr 4141 00 AspAsp PhePhe 430430 TyrTyr LeuLeu 44 CCTCCT GGAGGA CGGCGG CTTCTT TACTAC rpr· r\ ίυυ rpr · r \ ίυυ GAGGAG TTCTTC AAGAAG CGGCGG CTGCTG ProPer GIyGly ATGATG ATGATG Argbad LeuLeu TyrTyr SerSer GIuGlu PhePhe CTGCTG GGCGGC Ly sLy s Argbad LeuLeu Metmead Metmead LeuLeu GIyGly

50 47 0 49050 47 0 490

CCA TGG TTT GCA GGG GAC AAG ATC ACC TTT GTG GAT TTC ATT GCT Pro Trp Phe Ala GIy Asp Lye He Thr Phe VaI Asp Phe He AIaCCA TGG TTT GCA GGG GAC AAG ATC ACC TTT GTG GAT TTC ATT GCT Pro Trp Phe Ala GIy Asp Lye He Thr Phe VaI Asp Phe He AIa

5 10 53 05 10 53 0

TAC GAT GTT CTT GAG AGG AAC CAA GTG TTT GAG GCC ACG TGC CTG Tyr Asp VaI Leu GIu Arg Asn Gin VaI Phe GIu AIa Thr Cys LeuTAC GAT GTT CTT GAG AGG AAC CAA GTG TTT GAG GCC ACG TGC CTG Tyr Asp VaI Leu GIu Arg Asn Gin VaI Phe GIu AIa Thr Cys Leu

550 5 70550 5 70

GAC GCG TTC CCA AAC CTG AAG GAT TTC ATA GCG CGC TTT GAG GGC Asp Ala Phe Pro Asn Leu Lye Asp Phe He AIa Arg Phe GIu GIyGAC GCG TTC CCA AAC CTG AAG GAT TTC ATA GCG CGC TTT GAG GGC Asp Ala Phe Pro Asn Leu Lye Asp Phe He AIa Arg Phe GIu GIy

59 0 610 659 0 610 6

CTG AAG AAG ATC TCC GAC TAC ATG AAG TCC AGC CGC TTC CTC CCA Leu Lys Lya He Ser Asp Tyr Met Lys Ser Ser Arg Phe Leu ProCTG AAG AAG ATC TCC GAC TAC ATG AAG TCC AGC CGC TTC CTC CCA Leu Lys Lya He Ser Asp Tyr Met Lys Ser Ser Arg Phe Leu Pro

30 65 030 65 0

AGA CCT CXG TTC ACA AAG ATG GCT ATT JGG Arg Pro Leu Phe Thr Lys Met Ala He TrpAGA CCT CXG TTC ACA AAG ATG GCT ATT JGG Arg Pro Leu Phe Thr Lys Met Ala He Trp

6 906 90

CCT GAC AGG TGG GCT TTA GGA GAA AGA TAC Pro Asp Arg Trp AIa Leu GIy GIu Arg TyrCCT GAC AGG TGG GCT TTA GGA GAA AGA TAC Pro Asp Arg Trp AIa Leu GIy GIu Arg Tyr

730 7730 7

TGC CAA GAG CCC TAA GGA GCG GGC AGG ATT Cys Gin GIu Pro End GIy Ala GIy Arg HeTGC CAA GAG CCC TAA GGA GCG GGC AGG ATT Cys Gin GIu Pro End GIy Ala GIy Arg He

77 0 79077 0 790

CAT GTT TTC TTC CTT CCT TCC ATT CCA GTC His VaI Phe Phe Leu Pro Ser He Pro VaICAT GTT TTC TTC CTT CCT TCC ATT CCA GTC His VaI Phe Phe Leu Pro Ser He Pro VaI

10 83 0 85010 83 0 850

CTC TCA TTT TTT GGT CAT CAA ATT CCT GCC AAA CAC AGG CTC TTA Leu Ser Phe' Phe GIy His Gin He Pro Ala Lys His Arg Leu LeuCTC TCA TTT TTT GGT CAT CAA ATT CCT GCC AAA CAC AGG CTC TTA Leu Ser Phe 'Phe Gly His Gin He Pro Ala Lys His Arg Leu Leu

8 70 89 08 70 89 0

AAA GCC CTA GCA ACT CCT TTC CAT TAG CAA AAT AGC CTT CTA AAG Lys AIa Leu AIa Thr Pro Phe His End Gin Asn Ser Leu Leu LysAAA GCC CTA GCA ACT CCT TTC CAT DAY CAA AAT AGC CTT CTA AAG Lys AIa Leu AIa Thr Pro Phe His End Gin Asn Ser Leu Leu Lys

910 9 30910 9 30

TTA AAG TGC CCC GCC CCC ACC CCT CGA GCT CAT GTG ATT GGA TAG Leu Lys Cys Pro-AIa Pro Thr Pro Arg Ala His VaI He GIy EndTTA AAG TGC CCC GCC CCC ACC CCT CGA GCT CAT GTG ATT GGA TAG Leu Lys Cys Pro-AIa Pro Thr Pro Arg Ala His VaI He GIy End

95 0 970 995 0 970 9

TTG GCT CCC AAC ATG TGA TTA TTT TGG GCA GGT CAG GCT CCC CGG Leu Ala Pro Asn Met End Leu Phe Trp Ala GIy Gin AIa Pro ArgTTG GCT CCC AAC ATG TGA TTT TGG GCA GGT CAG GCT CGG CCC Leu Ala Pro Asn Met End Leu Phe Trp Ala GIy Gin AIa Pro Arg

90 101 0 1 03090 101 0 1 030

CAG ATG GGG TCT ATC TGG AGA CAG TAG ATT GCT AGC AGC TTT GAC GIn Met GIy Ser He Trp Arg Gin End He Ala Ser Ser Phe AspCAG ATG GGG TCT ATC TGG AGA CAG TAG ATT GCT AGC AGC TTT GAC GIn Met Gly Ser He Trp Arg Gin End He Ala Ser Ser Phe Asp

AGCAGC AAGAAG 670670 GACGAC GGCGGC SerSer LysLys TAGDAY AspAsp GIyGly 7171 00 EndEnd ATCATC TCCTCC GTTGTT CAACAA HeHe SerSer TGGTGG VaIVal Gingin TrpTrp 5050 GAGGAG CCCCCC AGCAGC CCTCCT GIuGlu ProPer CAGCAG SerSer ProPer GInGin 88th AAGAAG CCTCCT CAGCAG CCCCCC Lv sLv s ProPer TACTAC GInGin ProPer TyrTyr

10 50 107 010 50 107 0

CAC CGT AGC CAA GCC CCT CTT CTT GCT GTT TCC CGA GAC TAG CTA His Arg Ser Gin Ala Pro Leu Leu Ala VaI Ser Arg Asp End Leu ιCAC CGT AGC CAA GCC CCT CTT CTT GCT GTT TCC CGA GAC TAG CTA His Arg Ser Gin Ala Pro Leu Leu Ala VaI Ser Arg Asp End Leu ι

1 090 11 1.01 090 11 1.0

TGA GCA AGG TGT GCT GTG TCC CCA GCA CTT GTC ACT GCC TCT GTA End Ala Arg Cys Ala VaI Ser Pro Ala Leu VaI Thr Ala Ser VaITGA GCA AGG TGT GCT GTG TCC CCA GCA CTT GTC ACT GCC TCT GTA End Ala Arg Cys Ala VaI Ser Pro Ala Leu VaI Thr Ala Ser VaI

113 0 1 150 11 ; 113 0 1 150 11 ;

ACC CGC TCC TAC CGC TCT TTC TTC CTG CTG CTG TGA GCT GTA CCT Thr Arg Ser Tyr Arg Ser Phe Phe Leu Leu Leu End Ala VaI ProACC CGC TCC TAC CGC TCT TTC TTC CTG CTG CTG TGA GCT GTA CCT Thr Arg Ser Tyr Arg Ser Phe Phe Leu Leu Leu End Ala VaI Pro

70 119 0 1 21070 119 0 1 210

CCT GAC CAC AAA CCA GAA TAA ATC ATT CTC CCC TTA AAA AAA AAA Pro Asp His Lye Pro GIu End lie lie Leu Pro Leu Lye Lys LysCCT GAC CAC AAA CCA GAA TAA ATC ATT CTC CCC TTA AAA AAA AAA Pro Asp His Lye Pro Giu End Lie Leu Pro Leu Lye Lys Lys

AAA AAA AAA A Lys Lys LysAAA AAA AAA A Lys Lys Lys

Beispiel Ii: Konstruktion des Plasmids pCIB710Example Ii: Construction of plasmid pCIB710

Das Plasmid pLW111, ATCC Nr.40235, besteht aus den drei kleineren EcoRI-Frogmenten des BJI-Stammes von Cauliflower Mosaik Virus (CaMV) (Franck et al., Cell, 21:285-294 [1980]), die in pMB9 kloniert werden. Das Plasmid pLW111 wird mit BgIII verdaut und ein 1149 Bp umfassendes Fragment (Basenpaare # 6494-7643) isoliert. Dieses Fragment wird in die BamHI-Stelle von pUC 19 eingespleißt. Dieses Restriktionsfragment kodiert sowohl für den Promotor der CaMV 35 S RNA als auch für das PoIyA Additionssignal (d. h. den Terminator) für dieses Transkript.Plasmid pLW111, ATCC # 40235, consists of the three smaller EcoRI fragments of the BJI strain of Cauliflower Mosaic Virus (CaMV) (Franck et al., Cell, 21: 285-294 [1980]), which clones into pMB9 become. The plasmid pLW111 is digested with BglII and a 1149 bp fragment (base pairs # 6494-7643) isolated. This fragment is spliced into the BamHI site of pUC19. This restriction fragment encodes both the promoter of the CaMV 35S RNA and the polyA addition signal (i.e., the terminator) for this transcript.

In Vitro MutageneseIn vitro mutagenesis

Zwischen diesen Promotor und Terminator wird via in vitro Mutagenese eine einzelne BamHl-Pestriktionsschnittstelle eingefügt.Between this promoter and terminator a single BamHI-restriction site is inserted via in vitro mutagenesis.

Es wird ein 36-Basen umfassendes Oligonucleotid synthetisiert, welches, abgesehen von einer BamHI-Restriktionsstelle, die bei dem Basenpaar #7464 in die Sequenz eingeb? Jt ist, mit der entsprechenden Sequenz der CaMV-Region identisch ist.A 36-base oligonucleotide is synthesized which, except for a BamHI restriction site inserted into base sequence # 7464 in the sequence. Jt is identical to the corresponding sequence of the CaMV region.

Das oben erwähnte 1149Bp umfassende BgIIl Fragment wird zunächst in M 13mp 19 kloniert; anschließend wird eine einzelsträngige Phagen-DNA isoliert. Diese Einzelstrang-DNA wird dann mit dem synthetischen Oligonucleotid gepaart („annealad").The above mentioned 1149 bp Bgl II fragment is first cloned into M 13mp 19; then a single-stranded phage DNA is isolated. This single-stranded DNA is then annealed to the synthetic oligonucleotide.

Unter Verwendung dieses Oligonucleotids als Primer wird dann zunächst ein neuer DNA-Strang synthetisiert und die DNA anschließend in den E.coli Stamm JM101 (Zöllei & Smith, DNA 3:479-488 [19801) mittels Transfektion eingeschleust.Using this oligonucleotide as a primer, a new DNA strand is first synthesized and then the DNA is transfected into E. coli strain JM101 (Zöllei & Smith, DNA 3: 479-488 [19801].

Die Isolierung des M 13-Phagen mit der eingebauten BamHI-Stelle wird entsprechend der Beschreibung bei Zoller & Smith, supra, durchgeführt.Isolation of the M13 phage with the incorporated BamHI site is performed as described by Zoller & Smith, supra.

Selektion des gewünschten Mutanten-PhagenSelection of the desired mutant phage

Das 36-Basen-Oligonuclf otid wird in einer Kinase-Reaktion mit 32P-ATP markiert. Eine Auswahl von durch Transfektion erhaltener M13 Phagen-Plaques wird auf einen Nitrocellulose-Filter übertragen. Dieser Filter wird mit dem markierten 36 Basen umfassenden Oligonucleotid hybridisiert, und anschließend bei steigenden Temperaturen gewaschen. Das markierte Oligonucleotid, gebunden an den Mutanten-Phagen, ist noch bei höheren Waschtemperaturen stabil. Einer dieser bei erhöhter Temperatur stabilen Phagen wird isoliert und zur Bestätigung der Anwesenheit der BamHI-Stelle sequenziert.The 36-base oligonucleotide is labeled in a kinase reaction with 32 P-ATP. A selection of transfected M13 phage plaques are transferred to a nitrocellulose filter. This filter is hybridized with the labeled 36-base oligonucleotide and then washed at increasing temperatures. The labeled oligonucleotide attached to the mutant phage is still stable at higher wash temperatures. One of these elevated temperature stable phages is isolated and sequenced to confirm the presence of the BamHI site.

Konstruktion von pCIB710Construction of pCIB710

Von diesem Phagen isolierte doppelsträngige DNA wird mit Hindill ur.d EcoRI verdaut. pUC19 wird ebenfalls mit Hindlll und EcoRI gespalten. Diese beiden verdauten DNA-Moleküle werden anschließend miteinander verknüpft. Transformanten werden aufgrund ihrer Ampicillin-Resistenz selektiert. Einer der Transformanten, die aus dieser Verknüpfungsreaktion hervorgehen, ist pCIB710, ein Plasmid, das in Abbildung 2 dargestellt ist.Double-stranded DNA isolated from this phage is digested with HindIII ur.d EcoRI. pUC19 is also cleaved with HindIII and EcoRI. These two digested DNA molecules are then linked together. Transformants are selected for their ampicillin resistance. One of the transformants resulting from this linkage reaction is pCIB710, a plasmid shown in Figure 2.

Beispiel III: Konstruktion der Plasmide pCIB 11, pCIB 12, pCIB 13 und pCIB 14Example III: Construction of plasmids pCIB 11, pCIB 12, pCIB 13 and pCIB 14

1. Das Plasmid pGTR 200 wird mit Haell, Pstl und Pvull verdaut und das 678Bp umfassende Haell/Pstl-Fragment, das die GST kodierende Sequenz enthält, aus einem Agarose-Gel isoliert.1. Plasmid pGTR 200 is digested with Haell, PstI and Pvull and the 678 bp Haell / PstI fragment containing the GST coding sequence isolated from an agarose gel.

2. Dieses Haell/Pstl-Fragment erhält durch Behandlung mit T4 DNA-Polymerase glatte Enden, an die mit Hilfe der T4 DNA-Ligase BamHI-Linker (dCGGATCCG-New England Biolabs) angeknüpft werden.2. This Haell / PstI fragment is blunt-ended by treatment with T4 DNA polymerase, which is linked by the T4 DNA ligase BamHI linker (dCGGATCCG-New England Biolabs).

3. Das Plasmid pCIB710 wird mit BamHI geschnitten und anschließend mit alkalischer Phosphotaseaus Kälberdarm (Boehringer Mannheim) behandelt.3. The plasmid pCIB710 is cut with BamHI and then treated with calf intestinal alkaline phosphatase (Boehringer Mannheim).

4. Das oben beschriebene, mit einem BamHI-Linker versehene GST-Fragment wird in das mit BamHI verdaute Plasmid pCIB710 eingespleißt, die Liyationsmischung in den E.coli Stamm HB101 transformiert und die gewünschten Transformanten anhand ihrer Ampillicin-Resistenz selektiert. Es lassen sich sowohl Transformanten charakterisieren, welche die GST kodierende Sequenz im Hinblick auf die Transkription, ausgehend vom CaMV-Promotor, in der richtigen Orientierung (pCIB 12) enthalten, als auch solche mit einer entgegengesetzten Orientierung (pCIB 11).4. The above-described, with a BamHI linker GST fragment is spliced into the digested with BamHI plasmid pCIB710, the Liyationsmischung transformed into E. coli strain HB101 and selected the desired transformants on the basis of their ampicillin resistance. It is possible to characterize both transformants which contain the GST-coding sequence with regard to transcription, starting from the CaMV promoter, in the correct orientation (pCIB 12), as well as those with an opposite orientation (pCIB 11).

5. Das Plasmid pCIB 10 (siehe Beispiel IV) wird mit Hilfe von Xbal und EcoRI verdaut.5. The plasmid pCIB 10 (see Example IV) is digested using XbaI and EcoRI.

6. Das Plasmid pCIB 12 wird ebenfalls mit Hilfe von Xbal und EcoRI verdaut und das kleinere Fragment aus einem Agarose-Gel isoliert.6. The plasmid pCIB 12 is also digested with the aid of XbaI and EcoRI and the smaller fragment isolated from an agarose gel.

7. Das isolierte Xbal/EcoRI Fragment, welches das Chimäre Gen trägt, wird in das zuvor verdaute Plasmid pCIB 10 eingespleißt; das gesamte Ligationsgemisch wird anschließend in E.coli HB101 transformiert. Die Transformanten werden aufgrund ihrer Kanamycin-Resistenz selektiert. Diese Transformanten, die die GST kodierende Sequenz in der passenden Orientierung im Hinblick auf die Transkription, ausgehend vom CaMV-Promotor, enthalten, werden mit pCIB 14 (siehe Abbildung 3) bezeichnet.7. The isolated XbaI / EcoRI fragment carrying the chimeric gene is spliced into the previously digested plasmid pCIB10; the entire ligation mixture is then transformed into E. coli HB101. The transformants are selected for their kanamycin resistance. These transformants, which contain the GST coding sequence in the appropriate orientation with respect to transcription from the CaMV promoter, are designated pCIB 14 (see Figure 3).

8. Das Plasmid pCIB 11 wird zur Konstruktion von pCIB 13 in ähnlicher Weise manipuliert. Es handelt sich bei pCIB 13 um ein Plasmid, welches die GST kodierende Region in einer Orientierung enthält, die einer geregelten Transkrip'Jon, ausgehend vom CaMV-Promotor, entgegensteht.8. Plasmid pCIB 11 is similarly manipulated to construct pCIB13. PCIB 13 is a plasmid containing the GST coding region in an orientation that precludes a regulated transcript from the CaMV promoter.

Einführung von pCIB 13 und pCIB 14 in AgrobacteriumIntroduction of pCIB 13 and pCIB 14 in Agrobacterium

Gereinigte Plasmid-DNA vom Typ pCIB 13 oder pCIB 14 wird mit Hilfe der Transformation in Agrobacterium tumefaclens A136 eingeschleust (Watson et al., J. Bacteriol.. 123:255-264 [1975]), welches das PlasmidpCIB542 (siehe ebenso Beispiel VII, unten) enthält. Die Transformanten werden auf Kanamycin (50pg/ml) und auf Spectinomycin (Σδμρ/ΓηΙ) selektiert.Purified plasmid DNA of type pCIB 13 or pCIB 14 is introduced by means of the transformation into Agrobacterium tumefaclens A136 (Watson et al., J. Bacteriol. 123: 255-264 [1975]), which contains the plasmid pCIB542 (see also Example VII , below). Transformants are selected on kanamycin (50pg / ml) and on spectinomycin (Σδμρ / ηηΙ).

Beispiel IV: Einbau des Yb200 GST in den trp-lac-Expresslons-VektorExample IV: Incorporation of the Y b 200 GST in the trp-lac Expresslons Vector

Das Plasmid pCIB 12 wird mit BamHI verdaut und ein 708 Bp umfassendes, mit einem Bam-Linker versehenes GST-Genfragment isoliert. Das Plasmid pDR540 (Pharmacia P-L Biochemicals), ein trp-lac-Expressions-Vektor (Rüssel, D. R. and Bennett, G. N., Gene, 20: 231-243 [1982]) wird ebenfalls mit BamHI verdaut und das GST-Fragment in die entsprechende Restriktionsschnittstelle eingespleißt. Das resultierende rekombinante Plasmid wird in den E.coli Stamm JM103 transformiert.Plasmid pCIB 12 is digested with BamHI and a 708 bp Bam-linked GST gene fragment isolated. The plasmid pDR540 (Pharmacia PL Biochemicals), a trp-lac expression vector (Russel, DR and Bennett, GN, Gene, 20: 231-243 [1982]) is also digested with BamHI and the GST fragment transformed into the corresponding Spliced restriction restriction site. The resulting recombinant plasmid is transformed into E. coli strain JM103.

Kulturen des resultierenden Stammes sind zu jedem beliebigen Zeitpunkt durch Zugabe von 1,OmM Isopropyl-beta-D-thiogalactosid (IPTG) induzierbar.Cultures of the resulting strain are inducible at any time by the addition of 1, OmM isopropyl-beta-D-thiogalactoside (IPTG).

Nach Induktion durch IPTG und Expression des Yb200 GST-Gens wird der bakterielle Wirt pelletiert. Das gebildete Pellet wird anschließend in 59ml 0,2 M Tris-HCL, pH8,0, und 1 mM EDTA resuspendiert. Zu dieser Suspension werden 0,5ml 10OmM Phenylmethylsulfonylfluorid (PMSF) in Ethanol und 5ml Lysozym (10mg/ml) in Pufferlösung hinzugefügt.After induction by IPTG and expression of the Y b 200 GST gene, the bacterial host is pelleted. The pellet formed is then resuspended in 59 ml of 0.2 M Tris-HCl, pH 8.0, and 1 mM EDTA. To this suspension is added 0.5 ml of 10 mM phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF) in ethanol and 5 ml of lysozyme (10 mg / ml) in buffer solution.

Die Suspension wird für etwa 15 Minuten bei einer Temperatur von 370C inkubiert, bis die bakteriellen Zellen lysiert sind. Die in der Suspension vorliegenden lysierten Bakterienzellen werden erneut pelletiert. Der Überstand wird gesammelt und anschließend gegen 25mM Tris-HCI, pH8,0, mit 1/100Volumen PMSF dialysiert.The suspension is incubated for about 15 minutes at a temperature of 37 0 C until the bacterial cells are lysed. The lysed bacterial cells present in the suspension are pelleted again. The supernatant is collected and then dialyzed against 25 mM Tris-HCl, pH 8.0, with 1/100 volume PMSF.

Der dialysierte Überstand wird dann auf GST-Aktivität hin untersucht. Anschließend wird der dialysierte Überstand auf eine S-Hexylglutathion-agarose Affinitätssäule gepackt, bei einer Durchflußrate von 0,5 ml/Minute. Die Säule wird mit 25mM Tris-HCI und 0,2MKCI gewaschen bis das Absorptionsvermögen bei 280nm unter einen Wert von 0,005 absinkt. Nachdem alles nicht gebundene Material von der Säule heruntergewaschen ist, wird das gebundene Material mit 25mM Tris-HCI, 0,2 M KCI (pH8,0) enthaltend 5mM S-Hexylglutathion und 2,5mM Glutathion, eluiert. Die eluierten Fraktionen werden anhand ihres Absorptionsvermögens bei 280nm kontrolliert.The dialyzed supernatant is then assayed for GST activity. Subsequently, the dialyzed supernatant is packed on an S-hexylglutathione-agarose affinity column, at a flow rate of 0.5 ml / min. The column is washed with 25 mM Tris-HCl and 0.2 MKCl until the absorbance at 280 nm drops below a value of 0.005. After all unbound material has been washed off the column, the bound material is eluted with 25 mM Tris-HCl, 0.2 M KCl (pH 8.0) containing 5 mM S-hexylglutathione and 2.5 mM glutathione. The eluted fractions are monitored for their absorbance at 280nm.

Die Fraktionen, von denen man annimmt, daß sie das gereinigte Enzym enthalten, werden einzeln gegen 0,1 M NaPOyPuffer (pH6,5), der PEG zur Konzentrierung der raktion enthält, und anschließend gegen den gleichen Puffer ohne PEG, dialysiert.The fractions suspected of containing the purified enzyme are individually dialyzed against 0.1 M NaPO 4 buffer (pH 6.5) containing PEG to concentrate the reaction and then against the same buffer without PEG.

Die Volumina in jeder der dialysierten Fraktionen werden registriert. Für jede Fraktion wird die Konzentration und die Menge der Probe kalkuliert und anschließend in der Weise verdünnt, daß am Ende in jeder Fraktion der gleiche Anteil im Verhältnis zu der Ausgangsfraktion vorhanden ist. Jede Fraktion wird auf ihre Enzymaktivität hin untersucht.The volumes in each of the dialysed fractions are registered. For each fraction, the concentration and the amount of the sample are calculated and then diluted so that at the end in each fraction the same proportion relative to the starting fraction is present. Each fraction is examined for enzyme activity.

Die Bestimmung der Enzymaktivität wird unter Verwendung von 1-Chlor-2,4-dinitrobenzol (CIDNB) als Substrat durchgeführt.The determination of enzyme activity is carried out using 1-chloro-2,4-dinitrobenzene (CIDNB) as a substrate.

Für jede Reaktion wird zu 5mM reduziertem Glutathion (30,8 mg/ml in Puffer, 0,1 M Natriumphosphat, pH 6,5) und GST-Enzym 1 mM CIDNB (20,2mg/ml in Ethanol) zugegeben.For each reaction, to 5 mM reduced glutathione (30.8 mg / ml in buffer, 0.1 M sodium phosphate, pH 6.5) and GST enzyme is added 1 mM CIDNB (20.2 mg / ml in ethanol).

CIDNB und reduziertes Glutathion werden täglich frisch hergestellt. Die Reaktionseinheit hat ein Endvolumen von 1 ml. Die Reaktion wird bei Zimmertemperatur durchgeführt und durch Zugabe von CIDNB gestartet. Der Reaktionsverlauf wird mit Hilfe eines Gilford Spektrophotometers bei einer Wellenlänge von 340 nm überwacht. Ein typischer Reaktionsverlauf beinhaltet 10 bis 50 Einheiten GST, wobei 1 Einheit dem Umsatz von 1 mmol Substrat pro Minute und ml entspricht.CIDNB and reduced glutathione are made fresh daily. The reaction unit has a final volume of 1 ml. The reaction is carried out at room temperature and started by addition of CIDNB. The course of the reaction is monitored by means of a Gilford spectrophotometer at a wavelength of 340 nm. A typical course of the reaction involves 10 to 50 units of GST, where 1 unit corresponds to the conversion of 1 mmol of substrate per minute and ml.

Die Proteinkonzentration der enzymatisch aktiven Fraktionen im Ausgangsmaterial wird bestimmt (Biorad, BSA Standard). Jede der enzymatisch aktiven Fraktionen wird auf einem 15%igen Lämmli Gel analysiert unter Verwendung von Verdünnungsreihen von Standard-Enzymen (I.Opg, 0,3pg und 0,1 \ig) als quantitative Standards. Der Nachweis des gereinigten Enzyms erfolgt mit Hilfe des „Immunblotting" unter Verwendung spezifischer Antikörper.The protein concentration of the enzymatically active fractions in the starting material is determined (Biorad, BSA standard). Each of the enzymatically active fractions is analyzed on a 15% Lämmli gel using serial dilutions of standard enzymes (I.Opg, 0.3pg and 0.1 μg ) as quantitative standards. Detection of the purified enzyme is by immunoblotting using specific antibodies.

Beispiel V:Example V:

Konstruktion von pCIB 10 und pCIBIOaConstruction of pCIB 10 and pCIBIOa

Die Konstruktion dar Plasmide pCIB 10 und pCIB 10a ist in der hängigen US-Patentanmeldung mit der Serial-Nummer 757.098, die am 19. Juli 1985 unter dem Titel „Transformation of Plastids and Mitochondria" eingereicht wurde und die per Referenz hierin inkorporiert ist, beschrieben.The construction of plasmids pCIB 10 and pCIB 10a is described in pending U.S. Patent Application Serial No. 757,098, filed July 19, 1985, entitled "Transformation of Plastids and Mitochondria" and incorporated herein by reference ,

Dio folgenden Einzelschritte, die in der oben genannten Referenz-Patentanmeldung wie folgt beschrieben und numeriert wurden, werden für die Konstruktion der Plasmide durchgeführt (siehe Abbildung 7a-g):The following individual steps, which have been described and numbered as follows in the abovementioned reference patent application, are carried out for the construction of the plasmids (see FIG. 7a-g):

Konstruktion von pCIB10Construction of pCIB10

15. Ein T-DNA Fragment, das die linke Grenzsequenz des Plasmids pTiT37 trägt, wird von pBR 325 (EcoRI 29) (Yadav et al., Proc. Natl. Acad. Sei. USA, 79: 6322 [1982]) isoliert. pBR325 (EcoRI29) wird mit EcoRI geschnitten und das 1,1 Kb umfassende Fragment mit Hindlll-Linkern (New England Biolabs) verknüpft.15. A T-DNA fragment carrying the left border sequence of plasmid pTiT37 is isolated from pBR 325 (EcoRI 29) (Yadav et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 79: 6322 [1982]). pBR325 (EcoRI29) is cut with EcoRI and the 1.1 Kb fragment linked to HindIII linkers (New England Biolabs).

16. Das Plasmid pBR322 (Bolivar et al., Gene, 2: 75) wird mit Kind III geschnitten.16. Plasmid pBR322 (Bolivar et al., Gene, 2:75) is cut with Child III.

17. Das in Schritt 15 genannte, die linke Grenzsequenz enthaltende Fragment, wird in das Hindill verdaute Plasmid pBR322 eingespleißt.17. The fragment containing the left border sequence mentioned in step 15 is spliced into the HindIII digested plasmid pBR322.

18. Das Plasmid pBR322 mit der linken Grenzsequenz aus Schritt 17 wird mit CIaI und Hindill verdaut; das 1,1 Kb umfassende Hind Ill/Clal Fragment wird isoliert (Hepburn et al., J. Mol. Appl. Genet,, 2:211 [1983]).18. The plasmid pBR322 with the left border sequence from step 17 is digested with CIaI and HindIII; The 1.1 kb HindIII / ClaI fragment is isolated (Hepburn et al., J. Mol. Appl. Genet. 2: 211 [1983]).

19. Das Plasmid pUC18 (Norrander et al., Gene, 26:101 [1983]) wird mit Hind IM und EcoRI geschnitten; ein 60Bb umfassender Poly linker wird mit Hilfe der T4 Polynucleotidkinase und Gamma 32P-dATP endmarkiert und aus einem Acrylamid-Gel isoliert.19. The plasmid pUC18 (Norrander et al., Gene, 26: 101 [1983]) is cut with Hind IM and EcoRI; a 60-bb poly-linker is end-labeled with the aid of T4 polynucleotide kinase and gamma 32 P-dATP and isolated from an acrylamide gel.

20. Das Plasmid pBR322 wird mit EcoRI und CIaI geschnitten und das große Fragment isoliert.20. The plasmid pBR322 is cut with EcoRI and CIaI and the large fragment isolated.

21. Der 60 Bp umfassende Hind IH/EcoRI Polylinker und das 1,1 Kb umfassende Hind Ill/Clal Fragment von EcoRI 29 werden in das Plasmid pBR 322, das zuvor mit CIaI und EcoRI geschnitten wurde, eingespleißt, daszuvor mit CIaI und EcoRI geschnitten wurde, eingespleißt, unter Bildung von PCiB5 (Schritt 15-21, siehe Abbildung 7a).21. The 60 bp Hind IH / Eco RI polylinker and the 1.1 Kb Hind III / ClaI fragment of Eco RI 29 are spliced into the plasmid pBR 322 previously cleaved with CIaI and Eco RI previously cleaved with CIaI and Eco RI was spliced to give PCiB5 (step 15-21, see Figure 7a).

22. Aus Bin 6 (Bevan, Nucleic Acids Res., 12: 8711 [1984]) wird ein chimäres Gen, das für Kanamycinresistenz kodiert (nos-neonos), in Form eines Sall/EcoRI Fragments gewonnen.22. From Bin 6 (Bevan, Nucleic Acids Res., 12: 8711 [1984]) a chimeric gene coding for kanamycin resistance (nos-neonos) is obtained in the form of a Sall / EcoRI fragment.

23. Das Plasmid pUC 18 wird mit EcoRI und Sail geschnitten.23. The plasmid pUC 18 is cut with EcoRI and Sail.

24. Das Sall/EcoRI Fragment, welches das in Schritt 22 erwähnte chimäre Gen enthält, wird in das mit EcoRI und Sail geschnittene Plasmid pUC 18 eingespleist.24. The Sall / EcoRI fragment containing the chimeric gene mentioned in step 22 is inserted into the EcoRI and Sail cut plasmid pUC18.

25. Die BamHI-Erkennungsstelle in der Terminationssequenz dieses Chimären Gons wird durch Schneiden mit BamHI zerstört, unter Verwendung von T4 + DNA-Polymerase ei. inzt und schließlich wieder verknüpft.25. The BamHI recognition site in the termination sequence of this chimeric gene is disrupted by cutting with BamHI, using T4 + DNA polymerase ei. and finally linked again.

26. Das resultierende Plasmid wird mit Sst Il (Bethesda Research Laboratories) und Hind III geschnitten.26. The resulting plasmid is cut with Sst II (Bethesda Research Laboratories) and Hind III.

27. Ein 1,0Kb umfassendes Fragment, welches den 5' gelegenen Teil des nos-Promotors und die rechte Grenzsequenz des Plasmids pTiT37 <rägt, wird durch Schneiden von pBR32ö (Hind23) mit Hind III und Sstll isoliert.27. A 1.0Kb fragment which covers the 5 'portion of the nos promoter and the right border sequence of the plasmid pTiT37 is isolated by cutting pBR326 (Hind23) with Hind III and Sstll.

28. Dieses 1,0 Kb umfassende Hind Il/Sstll-Fragment wird in das Plasmid pUC 18 aus Schritt 26eingespleißt, unter Bildung von pCIB4 (Schritt 22-28, siehe Abbildung 7 b).28. This 1.0 Kb Hind II / Sst II fragment is spliced into plasmid pUC 18 from step 26 to give pCIB4 (step 22-28, see Figure 7 b).

29. Das Plasmid pCIB5, das die linke DNA Grenzsequenz enthält, wird mit Aatll geschnitten, durch Behandlung mit T4 DNA Polymorase mit glatten Enden versehen und anschließend mit EcoRI erneut geschnitten.29. Plasmid pCIB5, containing the left DNA border sequence, is cut with Aatll, blunted by treatment with T4 DNA polymorase, and then cut again with EcoRI.

30. pCIB4 wird mit Hind III geschnitten, durch Behandlung mit dem Klenow Fragment der E. coil DNA Polymerase mit glatten Enden versehen und anschließend mit EcoRI geschnitten.30. pCIB4 is cut with Hind III, blunted by treatment with the Klenow fragment of E. coil DNA polymerase, and then cut with EcoRI.

31. Das nach Restriktion erhaltene Plasmid pCIB5 aus Schritt 29 wird mit dem verkürzten Plasmid pCIB4 (Schritt 30) unter Bildung von pCIB2 verknüpft, einem ColEI-Replikon, das die linke und die rechte T-DNA Grenzsaquenz enthält, die ein chimäres Kanamycin Resistenzgen und einen Polylinker flankierten (Schritt 29-31, siehe Abbildung 7c).31. Restricted plasmid pCIB5 from step 29 is linked to the truncated plasmid pCIB4 (step 30) to form pCIB2, a ColEI replicon containing the left and right T-DNA borderline sequence containing a chimeric kanamycin resistance gene flanked a polylinker (step 29-31, see Figure 7c).

32. Das Plasmid pRZ 102 (Jorgenson et al., Mol. Gen. Genet; 177: 65 [1979]) wird mit BamHI ven Uiut und unter Verwendung von Klenow ergänzt.32. Plasmid pRZ 102 (Jorgenson et al., Mol. Gen. Genet. 177: 65 [1979]) is supplemented with BamHI ven Uiut and using Klenow.

33. Es wird eine teilweise AIu I-Verdauung des Plasmids pAO3 (Oka, J. Mol. Biol., 174: 217 (1981]) durchgeführt.33. Partial Alu I digestion of the plasmid pA03 (Oka, J. Mol. Biol., 174: 217 (1981)) is carried out.

34. Das AIu I-Verdauungsprodukt des Plasmids pAO3 wird in das Plasmid pRZ 102 aus Schritt 32 eingespleißt, wobei die gewünschten Transformanten aufgrund ihrer Kanamycin-Resistenz selektiert werden können.34. The AIu I digest of the plasmid pAO3 is spliced into the plasmid pRZ 102 from step 32, whereby the desired transformants can be selected for their kanamycin resistance.

35. Das resultierende Plasmid besitzt die kodierende Sequenz von Tn903 auf einem 1,05Kb BamHI-Fragment, das nach einer BamHI-Verdauung isoliert wird. Dieses Fragment wird anschließend mit Klenow-DNA-Polymerase behandelt.35. The resulting plasmid has the coding sequence of Tn903 on a 1.05 Kb BamHI fragment which is isolated after BamHI digestion. This fragment is then treated with Klenow DNA polymerase.

36. Das Plasmid pRK252, ein Aokömmling des Plasmids RK 2, das einen weiten Wirtsbereich aufweist, kann von Dr. Don Helinski an der University of California in San Diego (USA) bezogen werden. Diesem Plasmid fehlt die BgI Il-Seite, die in dem Stammplasmid pRK290 (Ditta et al., Proc. Natl. Acad. Sei. USA, 77: 7347 (198O]) vorliegt.36. The plasmid pRK252, an aomeptide of the plasmid RK 2, which has a broad host range, can be described by Dr. med. Don Helinski at the University of California in San Diego (USA). This plasmid lacks the Bgl II site, which is present in the parent plasmid pRK290 (Ditta et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 77: 7347 (198O)).

pRK252 wird mit Smal und Sail verdaut, und mit Hilfe von Klenow ergänzt; das aus dieser Verdauung resultierende große Fragment wird isoliert.pRK252 is digested with Smal and Sail, and supplemented with the help of Klenow; the large fragment resulting from this digestion is isolated.

37. Das in Schritt 35 isolierte, das Tn903 enthaltende Fragment, wird in das große Fragment von pRK252 eingespleißt, unter Bildung von pRK252Km (Schritt 32-37, siehe Abbildung 7d).37. The Tn903-containing fragment isolated in step 35 is spliced into the large fragment of pRK252 to give pRK252Km (step 32-37, see Figure 7d).

38. Das Plasmid pRK252 Km wird rr.it EcoRI geschnitten, unter Verwendung von Klenow mit glatten Enden versehen und mit BgI Il-Linkern (New England Biolabs) verknüpft.38. Plasmid pRK252 Km is cut with EcoRI, blunt-ended using Klenow and linked to Bgl II linkers (New England Biolabs).

39. Das Plasmid pC>B2 wird mit EcoRV geschnitten und das kleinere Fragment, das die rechte Grenzsequenz und die nos-neonos-Sequenz enthält, wird isoliert. Dieses Fragment wird mit Klenow-Polymerase ergänzt und mit BgI Il-Linkern (New England Biclabs) verknüpft.39. The plasmid pC> B2 is cut with EcoRV and the smaller fragment containing the right border sequence and the nos-neonos sequence is isolated. This fragment is supplemented with Klenow polymerase and linked to Bgl II linkers (New England Biclabs).

40. Das BgI Il Fragment aus Schritt 39 wird mit dem Plasmid pRK 252 Km aus Schritt 38, das einen Linker trägt, verknüpft, unter Bildung von pCIB 10 (Schritt 38-40, siehe Abbildung 7e).40. The Bgl II fragment from step 39 is linked to the pRK 252 Km plasmid from step 38 which carries a linker to form pCIB 10 (step 38-40, see Figure 7e).

Konstruktion von pCIB 10a:Construction of pCIB 10a:

41. Das Plasmid pRZ102 (Jorgensen, et al., Mol. Gen. Genet., 177: [1979]) wird mit BamHI verdaut und unter Verwendung von Klenow aufgefüllt.41. Plasmid pRZ102 (Jorgensen, et al., Mol. Gen. Genet., 177: [1979]) is digested with BamHI and filled in using Klenow.

42. Teilverdauung des Plasmids ρAO3 (Oka et al., Nature 276: 845 [1978]).42. Partial Digestion of the Plasmid ρAO3 (Oka et al., Nature 276: 845 [1978]).

43. Das mit Hilfe von AIuI verdaute Material wird in das nach Restriktion erhaltene Piasmid pRZ 102 aus Schritt 32 eingespleißt, wobei die gewünschten Transformanten aufgrund ihrer Kanamycin-Resistenz selektiert werden.43. The material digested with the aid of AIuI is spliced into the restriction-restricted piasmid pRZ 102 from step 32, the desired transformants being selected for their kanamycin resistance.

44. Das resultierende Plasmid besitzt die kodierende Sequenz von Tn903 auf einem 1,05Kb umfassenden BamHI-Fragment; dieses Fragment wird nach erfolgter BamHI-Verdauung und nach Auffüllen mit Hilfe von Klenow isoliert.44. The resulting plasmid has the coding sequence of Tn903 on a 1.05Kb BamHI fragment; this fragment is isolated after completion of BamHI digestion and after filling with the aid of Klenow.

45. Das Plasmid pRK290, ein Derivat des Plasmids RK2, das einen weiten Wirtsbereich umfaßt, kann von Dr. Don Helinski an der Universität von Kalifornien, San Diego (USA), bezogen werden. pRK290 wird mit Smal und Sail verdaut, mit Klenow ergänzt und das aus dieser Verdauung resultierende große Fragment isoliert.45. The plasmid pRK290, a derivative of the plasmid RK2, which comprises a broad host range, can be obtained from Dr. med. Don Helinski at the University of California, San Diego (USA). pRK290 is digested with Smal and Sail, supplemented with Klenow, and the large fragment resulting from this digestion isolated.

46. Das Tn 903 enthaltende Fragment, welches in Schritt 35 isoliert wurde, wird in das große Fragment von pRK2 eingespleißt unter Bildung von pRK290Km.46. The Tn 903-containing fragment isolated in step 35 is spliced into the large fragment of pRK2 to give pRK290Km.

47. Das Plasmid aus Schritt46 wird mit BgI Il verdaut, mit Hilfe von Klenow ergänzt und unter Zerstörung seiner BgI Il-Stei!e wieder verknüpft. Es entsteht das Plasmid pKR290 Km (Schritt 41-47, siehe Abbildung 7 f).47. The plasmid from step 46 is digested with Bgl II, supplemented with the aid of Klenow, and recombined to destroy its BglI site. The result is the plasmid pKR290 Km (step 41-47, see Figure 7 f).

48. Das Plasmid pRK290Km wird mit EcoRI geschnitten, unter Verwendung von Klenow mit glatten Enden versehen und mit BgI Il-Linkern (New England Biolabs) ausgestattet.48. Plasmid pRK290Km is cut with EcoRI, blunt-ended using Klenow and fitted with Bgl II linkers (New England Biolabs).

49. Das Plasmid pCIB2 wird mit EcoRV geschnitten und ebenfalls mit BgI Il-Linkern (New England Biolabs) versehen.49. The plasmid pCIB2 is cut with EcoRV and also provided with Bgl II linkers (New England Biolabs).

50. Das mit BgI Il-Linkern ausgestattete Plasmid pCIB2 aus Schritt 39 wird in den Vektor aus Schritt 47 eingespleißt unter Bildung von pCIB 10a (Schritt 48-50, siehe Abbildung 7g!.50. The plasmid pCIB2 from step 39, equipped with Bgl I linkers, is spliced into the vector from step 47 to give pCIB 10a (step 48-50, see Figure 7g!

Die unter Funkt 41-50 beschriebenen Verfahrensschritte können in gleicher Weise unter Verwendung des Plasmids pRK252 anstelle von pRK290 durchgeführt werden.The process steps described in item 41-50 can be carried out in the same way using the plasmid pRK252 instead of pRK290.

Beispiel Vl: Konstruktion von pCIB23 und pCIB24, Vektoren, die das GST-Enzym auf die Chloroplasten der transformiertenExample VI Construction of pCIB23 and pCIB24, vectors that transformed the GST enzyme to the chloroplasts of Pflanzen ausrichtenAlign plants

Das Plasmid pSRS2.1, das die 5' Sequenz der kleinen Untereinheit (SSU) der Ribulose-bis-phosphat-carboxylase (fUiPBC) von Sojabohnen enthält (Berry-Lowe et al., J. Mol. Appl. Genet., 1:483-498 [1982]) ist bei Dr. Richard Meagher vom Department of Genetics der University of Georgia in Athens, Georgia 30602 (USA) erhältlich.The plasmid pSRS2.1, which contains the 5 'sequence of the small subunit (SSU) of ribulose-bis-phosphate-carboxylase (fUiPBC) of soybeans (Berry-Lowe et al., J. Mol. Appl. Genet., 1: 483-498 [1982]) is with Dr. med. Richard Meagher of the Department of Genetics of the University of Georgia at Athens, Georgia 30602 (USA).

Dieses Plasmid wird mit EcoRI verdaut. Das 2,1 Kb umfassende Fragment, das die SSU 5'Region aus Sojabohnen enthält, wird von einem Agarose-Gel isoliert. Das 2,1 Kb EcoRI-Fragment wii ' anschließend mit Ddel verdaut und ein 471 Bp umfassendes Ddel-Fragment wird isoliert. Dieses Fragment enthält das Transit-Peptid und einen Teil des zweiten Exon. Das 471 Bb umfassende Ddel-Fragment wird mit Klenow (New England Biolabs DNA Polymerase) behandelt, Ein mit Kinase behandelter BgI Il-Linker [d(CAGATCTG) New England Biolabs] wird mit diesem Fragment verknüpft. Dieses BgI Il-Fragment wird anschließend mit Taql verdaut und die resultierenden Taql Fragmente werden mit Klenow (Bethesda Research Labs DNA Polymerase) behandelt. Die resultierenden glatt endenden Fragmente werden mit BamHI-Linkern verknüpft, die zuvor mit Kinase behandelt worden sind (d(CGCGGATCCGCG) New England Biolabs] und anschließend gereinigt. Diese BamHI-Fragmente werden dann mit BgIII und BamHI verdaut. Ein BamHI/Bgl Il-Fragment von annähernd 400Bp, das die SSU 5' Region enthält, wird gereinigt.This plasmid is digested with EcoRI. The 2.1 Kb fragment containing the SSU 5 'soybean region is isolated from an agarose gel. The 2.1 Kb EcoRI fragment wii 'is then digested with Ddel and a 471 bp Ddel fragment is isolated. This fragment contains the transit peptide and part of the second exon. The 471 bb Ddel fragment is treated with Klenow (New England Biolabs DNA Polymerase). A kinased Bgl II linker [d (CAGATCTG) New England Biolabs] is linked to this fragment. This Bgl II fragment is then digested with TaqI and the resulting TaqI fragments are treated with Klenow (Bethesda Research Labs DNA Polymerase). The resulting smooth-ending fragments are linked to BamHI linkers previously treated with kinase (d (CGCGGATCCGCG) New England Biolabs] and then purified, these BamHI fragments are then digested with BglII and BamHI. Approximately 400 bp fragment containing the SSU 5 'region is purified.

Das Plasmid pCIB710 wird mit BamHI geschnitten und anschließend mit alkalischer Phosphatase aus Kälberdarm behandelt. Das 400Bp umfassende BamHI/Bglll-Fragment (siehe oben) wird in dieses Plasmid (pCIB710) eingespleißt. Das Verknüpfungsprodukt wird in E. coil HB101 übertragen und die Transformanten werden auf Ampillicin selektiert.The plasmid pCIB710 is cut with BamHI and then treated with calf intestinal alkaline phosphatase. The 400 bp BamHI / BglII fragment (see above) is spliced into this plasmid (pCIB710). The linker product is transferred to E. coli HB101 and the transformants are selected for ampicillin.

Man findet auf diese Weise Transformanten, die das BamHI/Bglll-Fragment in beiden Orientierungen tragen. Im Plasmid pSCR 2 befindet sich die 5' Region des Transit-Polypeptids unmittelbar neben dem 35 S Promotor. Demgegenüber liegt das DamHI/Bgl II-Fragment im Plasmid pSCR1 in der entgegengesetzten Orientierung vor.In this way one finds transformants carrying the BamHI / BglII fragment in both orientations. In plasmid pSCR 2, the 5 'region of the transit polypeptide is immediately adjacent to the 35S promoter. In contrast, the DamHI / Bgl II fragment in the plasmid pSCR1 is in the opposite orientation.

Das Plasmid pCIB 12 wird mit BamHI verdaut und das 708Bp umfassonde BamHI-Fragment, das das GST-Gen trägt, wird isoliert.The plasmid pCIB 12 is digested with BamHI and the 708 bp BamHI fragment carrying the GST gene is isolated.

Das Plasmid pSCR 2 wird ebenfalls mit BamHI geschnitten und anschließend mit alkalischer Phosphatase aus Kälberdarm behandelt. Das 708Bp umfassende BamHI-Fragment aus dem Plasmid pCIB 12 wird dann in das mit BamHI behandelte Plasmid pSCR2 eingespleißt. Das Verknüpfungsprodukt wird in HB101 überführt und die Transformanten auf Ampillicin selektiert.The plasmid pSCR 2 is also cut with BamHI and then treated with calf intestinal alkaline phosphatase. The 708 bp BamHI fragment from the plasmid pCIB 12 is then spliced into the BamHI-treated plasmid pSCR2. The linkage product is transferred to HB101 and the transformants selected for ampicillin.

Man findet Transformanten, die das GST-Gen in beiden Orientierungen im Hinblick auf die Kontroll-Region am 5' Ende aufweisen. Der Klon pCIB 22 besitzt das GST-Gen in einer für die Transkription, ausgehend vom CaMV-Promotor, geeigneten Orientierung. Im Klon pCIB21 dagegen weist das GST-Gen die entgegengesetzte Orientierung auf. pCIB22 wird mit Xbal/EcoRI verdaut. Das Fragment, welches das Chimäre Gen trägt, wird aus einem Gel isoliert und gereinigt.One finds transformants having the GST gene in both orientations with respect to the control region at the 5 'end. The clone pCIB 22 has the GST gene in a direction suitable for transcription, starting from the CaMV promoter. In clone pCIB21, on the other hand, the GST gene has the opposite orientation. pCIB22 is digested with XbaI / EcoRI. The fragment carrying the chimeric gene is isolated from a gel and purified.

Das Plasmid pCIB 10 wird ebenfalls mit Xbal und EcoRI verdaut. Das Xbal/EcoRI Fragment, welches das chimäre Gen trägt, wird in das zuvor verdaute Plasmid pCIB 10 eingespleißt und die Transformanten werden anhand ihrer Kanamycin-Resistenz selektiert. Bei dem resultierenden Plasmid pCIB24 handelt es sich um ein Plasmid mit weitern Wirtsbereich, welchos das chimäre Gen in unmittelbarer Verbindung mit einer Chlo.oplasten Transit-Peptid-Sequenz enthält.The plasmid pCIB 10 is also digested with XbaI and EcoRI. The XbaI / EcoRI fragment carrying the chimeric gene is spliced into the previously digested plasmid pCIB10 and the transformants are selected for their kanamycin resistance. The resulting plasmid pCIB24 is a host-wide plasmid containing the chimeric gene in direct association with a chlo-plast transit peptide sequence.

Das Plasmid pCIB23 wird, ausgehend von dem Klon pCIB21 anstelle von pCIB22 und unter Verwandung ähnlicher manipulatorischer Schr.tte, konstruiert. Dieses Plasmid enthält das GST-Gen in der entgegengesetzten Orientierung im Vergleich zupCIB24.The plasmid pCIB23 is constructed starting from the clone pCIB21 instead of pCIB22, and subjecting similar manipulatory cleavage. This plasmid contains the GST gene in the opposite orientation compared to pCIB24.

Diese Plasmide werden in Agrobacterium Stämme übertragen und zwar in ähnlicher Weise wie d,?s zuvor für pCIB13 und pCIB 14 beschrieben wurde.These plasmids are transferred into Agrobacterium strains in a manner similar to that previously described for pCIB13 and pCIB14.

Beispiel VII: Konstruktion des Pl&smids pCIB542, eines Agropin VIr Helfer-Plasmids, das ein Spectlnomycin-Resistenz-Ger im Bereich der T-DNA trÖQtExample VII: Construction of the plasmid pCIB542, an Agropin VIr helper plasmid, which treats a spectinomycin resistance gene in the T-DNA region

Das Ti Plasmid pTiBo542 (Sciaky, D., Montoya, A. L. & Chilton, M-D, Plasmid, 1:238-253 [1978)) ist von besonderem Interesse, da Agtobakterien, die dieses Plasmid enthalten, in der Lage sind, die agronomisch bedeutsamen Leguminosen, Alfalfa und Sojabohnen zu infizieren (Hood, E. E., et öl., Bio/Tuchnology, 2: 702-703 [1984]).The Ti plasmid pTiBo542 (Sciaky, D., Montoya, AL & Chilton, MD, Plasmid, 1: 238-253 [1978]) is of particular interest because agtobacteria containing this plasmid are capable of producing the agronomically important ones Legumes, alfalfa and soybeans (Hood, EE, et al., Bio / Tuchnology, 2: 702-703 [1984]).

Die Konstruktion eines pTiBo542-Derivats, das im Bereich seinerT-DNAeine Deietion aufweist, ist bei Hood, Elizabeth E., (1985) Ph. D. thesis; Washingto ι University, St. Louis, Mo. (USA) beschrieben. Bei dieser Konstruktion mit der Bezeichnung EHA101, ist dio T-DNA durch ein Kanamycin-Resistenz-Gen ersetzt. Das Ausgangsplasmid von EHA101, A201, ist bei ATCC unter der ATCC-Nr. 53487 hinterlogt.The construction of a pTiBo542 derivative having a deietion in the region of its T-DNA is described by Hood, Elizabeth E., (1985) Ph. D. thesis; Washingto University, St. Louis, Mo. (USA). In this construction, designated EHA101, the T-DNA is replaced with a kanamycin resistance gene. The starting plasmid of EHA101, A201, is ATCC under ATCC no. 53487 behind.

Ausgehend von EHA101 wird ein Derivat konstruiert, bei dem das Kanamycin-Resistenz-Gen durch ein Spectinomycin-Resistens-Gen ersetzt ist. Das Plasmid ρ pi delta 307 (E.Hood, Washington University, Ph. D.thesis [1985]) besitzt eine 1,7 Kb umfassende Region, die homolog ist zur linken Seite von Barn a des Plasmids pTiBo542 (Hood, et al., [1984]), sowie eine 8Kb umfassend? Region, die homolog ist zur rechten Seite von Barn 2 a von pTiBo 542, getrennt durch eine einzelne EcoRI-Stelle. Das Plasmid pMON 30, ATCC-Nr 67113, enthält das Spectinomycin/Streptomycin-Resistenz-Gen (spc/str) von Tn 7 (Hollingshead, S. and Vapnek, D„ Plasmid, 13:17-30 [1985]). Das Plasmid pMON 30 wird mit EcoRI verdaut; das 5,5Kb umfassende Fragment, das die spc/str-Gene enthält, wird aus einem Agarose-Gel isoliert und in das durch EcoRI verkürzte Plasmid ρ pi delta 307 eingespleißt. Das gewünschte Rekombinationsprodukt wird in Form eines Spectinomycin-resistenten (50pm/ml) und eines Tetrazyklin-resistenten (10pg/ml) Transformanten selektiert. Dieses Plasmid wird in den Agrobacterium Stamm AI36/EHA101 eingeschleust und anhand seines Streptomycinresistenz-, Tetrazyklinresistenz- und Kanamycinresistenz-Phenotyps selektiert. Merodiploide Zellen („homogenotes") (Matzke, A. J.M. & Chilton, M-D, J.Mol. Appl. Geriet., 1: 39-49 [1981 ]) mit dem EHA101-Plasmid und dem Spectinomycin-Plasmid werden nach der Einschleusung des Austreibungsplasmids R751-pMG2 (Jacoby, G. et al., J.Bacteriol. 127:1 278-1 285 [1976]) und Selektion auf Gentamycin (50μg/ml) und Spectinomycin ausgelesen. Die bevorzugte merodiploide Zelle zeichnet sich durch einen Gentamycin-resistenten, Spektinomycin-resistenten, Tetrazyklinsensitiven und Kanamycin-sensitiven Phenotyp aus. Die Struktur des resultierenden Plasmids wird mit Hilfe von „Southern blot" Untersuchungen bestätigt.Starting from EHA101, a derivative is constructed in which the kanamycin resistance gene is replaced by a spectinomycin resistance gene. Plasmid pi delta 307 (E.Hood, Washington University, Ph. D. thesis [1985]) has a 1.7 Kb region homologous to the left side of Barn a of plasmid pTiBo542 (Hood, et al. , [1984]), as well as an 8Kb comprehensive? Region homologous to the right side of Barn 2 a of pTiBo 542 separated by a single EcoRI site. Plasmid pMON 30, ATCC No. 67113, contains the spectinomycin / streptomycin resistance gene (spc / str) of Tn 7 (Hollingshead, S. and Vapnek, D "Plasmid, 13: 17-30 [1985]). The plasmid pMON 30 is digested with EcoRI; the 5.5 kb fragment containing the spc / str genes is isolated from an agarose gel and spliced into the EcoRI truncated plasmid pi delta 307. The desired recombination product is selected in the form of a spectinomycin-resistant (50 pm / ml) and a tetracycline-resistant (10pg / ml) transformant. This plasmid is introduced into Agrobacterium strain AI36 / EHA101 and selected for its streptomycin resistance, tetracycline resistance and kanamycin resistance phenotype. Merodiploid cells ("homogenotes") (Matzke, AJM & Chilton, MD, J. Mol. Appl. Geriet., 1: 39-49 [1981]) with the EHA101 plasmid and the spectinomycin plasmid are after introduction of the expulsion plasmid R751-pMG2 (Jacoby, G. et al., J. Bacteriol 127: 1 278-1 285 [1976]) and selection for gentamycin (50 μg / ml) and spectinomycin The preferred merodiploid cell is characterized by a gentamycin resistant, spectinomycin-resistant, tetracycline-sensitive, and kanamycin-sensitive phenotype The structure of the resulting plasmid is confirmed by Southern blot studies.

Beispiel VIII: Test von Pflanzen auf Atrazintoleranz Aufgrund zahlreicher Untersuchungen, wieExample VIII: Test of plants for atrazine tolerance Based on numerous studies, such as

1) der Fluoreszenzinduktion; und1) the fluorescence induction; and

2) der Wachstumsfähigkeit von Sämlingen bei Atrazin-Konzentrationen,2) the growth ability of seedlings at atrazine concentrations,

die für Kontroll- oder Wild-Typ-Pflanzen toxisch sind konnte gezeigt werden, dafi regenerierte Tabakpflanzen, die die GST-Genkonstruktion pCIB 14 tragen, tolerant sind gegenüber Atrazin.which are toxic to control or wild-type plants, it has been shown that regenerated tobacco plants bearing the GST gene construction pCIB 14 are tolerant to atrazine.

Die Fluoreszenzinduktion gibt Auskunft über den Zustand das photochemischen Apparates der Pflanze (Voss et al.. Weed Science, 32: 675-680 (1984)). Im Verlauf dieses Assays wird Blattgewebe mit Licht einer bestimmten Wellenlänge bestrahlt und die resultierende Fluoressenz bei einer zweiten Wellenlänge registriert. Abbildung 5zeigtein Fluoreszenzinduktionsmuster, das typisch ist für ein ausgestanztes (nicht transformiertes) Tabakblatt, das mit Pufferlösung infiltriert ist, die über den abgeschnittenen Petiolus (Blattstiel) aufgenommen wird (unter Kurve). Man erkennt zunächst einen starken Anstieg der Fluoreszenz, wenn das Licht eingeschaltet wird, der dann einen Peak erreicht, gefolgt von einer allmählichen Abnahme des Signals mit der Zeit.The fluorescence induction gives information about the state of the photochemical apparatus of the plant (Voss et al .. Weed Science, 32: 675-680 (1984)). In the course of this assay, leaf tissue is irradiated with light of a particular wavelength and the resulting fluoroenzyme is registered at a second wavelength. Figure 5 shows a fluorescence induction pattern typical of a punched out (untransformed) tobacco leaf infiltrated with buffer solution taken over the truncated petiolus (under petiole). One first recognizes a large increase in fluorescence when the light is turned on, which then reaches a peak, followed by a gradual decrease in the signal over time.

Dieses Muster mach deutlich, daß die Chloroplasten durch das einfallende Licht bei einer Wellenlänge, die charakteristisch ist für das System, zur Fluoreszenz angeregt werden. An diesem Punkt wird Energie aus dem Photosystem in Form von Elektronen herausgeschleust, die über die Elektronentransportwege von Photosystem Il und I abfließen - dies wird wiedergegeben durch den allmählichen Abfall der Kurve für das Fluoreszenzsignal.This pattern makes it clear that the chloroplasts are excited to fluoresce by the incident light at a wavelength characteristic of the system. At this point, energy is released from the photosystem in the form of electrons, which flow away via the electron transport pathways of photosystems II and I - this is reflected by the gradual decrease in the fluorescence signal curve.

Wenn aber das Blatt mit einer 10"bM Atrazinlösung infiltriert ist, ergibt sich ein Bild, wie es in der oberen Kurve der Abbildung 5 wiedergegeben ist. In diesem Teil wird ebenfalls zunächst die Lichtenergie absorbiert, wodurch die Chloroplar.ten zur Fluoreszenz angeregt werden. Es findet aber kein Energieabfluß statt, da der Elektronenfluß auf der Stufe der Chinonbindung des Photosystem Il blockiert ist. Es sieht aus, als wäre das Photosystem im angeregten Zustand erstarrt. Daher läßt sich nach der anfänglich starken Zunahme der Fluoreszenz keinerlei Abfall erkennen.However, when the leaf is infiltrated with a 10 " b M atrazine solution, the result is an image as shown in the upper curve of Figure 5. In this part, the light energy is also initially absorbed, causing the chloroparatures to fluoresce However, there is no energy efflux because the electron flow is blocked at the quinone-binding level of photosystem II, and it looks as if the photosystem is solidified in the excited state, so that no drop is seen after the initial increase in fluorescence.

Werden diese Messungen bei gemäß der vorliegenden Erfindung genetisch manipulierten Tabakpflanzen in Gegenwart von 10"bM Atrazin durchgeführt, sozeigen alle Kontrollpflanzen die gleichen Fluoreszenz-Induktionsmuster wie die nicht transgenen Tabakpflanzen.If these measurements are performed in accordance with the present invention genetically engineered tobacco plants in the presence of 10 "b M atrazine, sozeigen all control plants, the same fluorescence induction pattern as the non-transgenic tobacco plants.

Werden die Messungen dagegen bei den Versuchspflanzen vorgenommen, so lassen sich drei Klassen von Fluoreszenz-Induktionsmustern unterscheiden (Abbildung 6).On the other hand, when the measurements are made on the test plants, three classes of fluorescence induction patterns can be distinguished (Figure 6).

Einige der transgenen Pflanzen zeiger keinerlei Anhaltspunkte für eine Atrazin-Detoxifikation (die oberste Kurve), einige zeigen eine mittlere Detoxifikation (mittlere Kurve) und einige lassen eine signifikante (untere Kurve) Atrazin-Detoxifikation erkennen, was aufgrund des normalen Elektronenabflusses durch das Photosystem offensichtlich wird. Von 27 Pflanzen, die auf diese Weise charakterisiert wurden, zeigten 5 eindeutige Hinweise auf die Fähigkeit zur Detoxifikation von Atrazin.Some of the transgenic plants show no evidence of atrazine detoxification (the topmost curve), some show middle detoxification (middle curve) and some show significant (lower curve) atrazine detoxification, which is evident due to normal electron trajectory through the photosystem becomes. Out of 27 plants characterized in this way, 5 showed clear evidence of the ability to detoxify atrazine.

Beispiel IX: Agrobacterium-Infektion pflanzlichen MaterialsExample IX: Agrobacterium infection of plant material

Die verschiedenen Genotypen · -on Agrobacterlum tumefaclens werden auf einem AB Minimal-Medium (Watson, B. et al.,The various genotypes of Agrobacterium tumefaclens are grown on an AB minimal medium (Watson, B. et al.

J. Bacteriol., 123:255-264 [1975J), dem Mannitol zugesetzt ist, 48 Stunden bei einer Temperatur von 280C kultiviert. Die Bakterien werden pelletiert, in MSBN-Medium mit einer zweifachen Verdünnung resuspendiert und für drei Stunden bei äiner Temperatur von 250C inkubiert. Für die Herstellung des MSBN-Mediums wird eine vorgefertigte pulvei förmige Mixtur verwendet, die von KC Biological bezogen werden kann und die die Makro- und Mikroelemente des Murashige und Skoog Mediums in Form ihrer Salze enthält. Die Endkonzentration der Bestandteile des MSBN-Mediums entspricht derjenigen des Mediums nach Murashige und Skoog. Zusätzlich enthält das MSBN-Medium (Endkonzentrationen): Benzyladenin (1 rng/l); Naphthylessigsäure (0,1 mg/l|; Myo-Inositol (1 mg/l]; Nicotinsäure (1 mg/l); Pyridoxin [1 mg/ll; Thiamin HCI [10mg); und Sucrose [30mg/l)). Der pH wird auf einen Wert von pH 5,7 'jis 5,8 eingestellt.J. Bacteriol. 123: 255-264 [1975J), is added to the mannitol, cultured for 48 hours at a temperature of 28 0 C. The bacteria are pelleted, resuspended in MSBN medium with a two-fold dilution and incubated for three hours at äiner temperature of 25 0 C. For the preparation of the MSBN medium, a prefabricated powdery mixture is used which can be obtained from KC Biological and which contains the macro and microelements of the Murashige and Skoog medium in the form of their salts. The final concentration of the constituents of the MSBN medium corresponds to that of the medium according to Murashige and Skoog. In addition, the MSBN medium (final concentrations) contains: Benzyladenine (1ng / L); Naphthylacetic acid (0.1 mg / L); myo-inositol (1 mg / L); nicotinic acid (1 mg / L); pyridoxine [1 mg / L; thiamine HCl [10 mg]; and sucrose [30 mg / L)]. The pH is adjusted to a pH of 5.7 to 5.8.

Man läßt Blattscheiben in In vitro kultivierten Nicotians tabacumcv. petite Havana SR 1 Pflanzen 10 Minuten auf einer Bakteriensuspension aufschwimmen in einer Modifikation einer Methode von Horsch, R. et al., Science, 227:1229-1231 (1985).Leaf discs are allowed to grow in Nicotians tabacumcv cultured in vitro. petite Havana SR 1 plants float for 10 minutes on a bacterial suspension in a modification of a method of Horsch, R. et al., Science, 227: 1229-1231 (1985).

Die Blattscheiben werden dann auf Filterpapier auf ein MSBN-Medium ohne Antibiotika übertragen. Nach 48 Stunden werden die Blattstückchen in flüssiges MSBN-Medium eingetaucht, das 500mg/l Carbenicillin enthält, und anschließend auf ein festes Selektionsmedium übertragen, das 100mg/l Kanamycin und 500mg/l Carbenicillin enthält.The leaf discs are then transferred to filter paper on MSBN medium without antibiotics. After 48 hours, the leaf pieces are dipped in liquid MSBN medium containing 500 mg / l carbenicillin and then transferred to a solid selection medium containing 100 mg / l kanamycin and 500 mg / l carbenicillin.

Pflanzenreifung und SelbstbestäubungPlant maturation and self-pollination

Schößlinge, die sich auf dem Selektionsmedium aus den KaIIi entwickeln, werden entfernt und auf OMS-Medium mit 100mg/l Kanamycin und 250mg/l Carbenicillin übertragen. Man läßt dann die Entwicklung für drei weitere Wochen fortschreiten.Saplings that develop on the selection medium from the kaIIi are removed and transferred to OMS medium containing 100 mg / l kanamycin and 250 mg / l carbenicillin. The development is then allowed to proceed for three more weeks.

Anschließend werden die Pflänzchen in Erde ausgepflanzt und ins Gewächshaus überführt. Die Blütenbildung beginnt 4 bis 8 Wochen nach dem Verbringen der Pflanzen ins Gewächshaus. Zu dem Zeitpunkt, da sich die Blüte öffnet und ihre Anthereri sich voneinander trennen, werden diese mit Hilfe einer Pinzette entfernt und zur Selbstbestäubung jeder einzelnen Blüte auf die Narben aufgerieben. Die Samenkapseln reifen innerhalb von 40 Tagen.The plantlets are then planted in soil and transferred to the greenhouse. Flowering begins 4 to 8 weeks after the plants have been transferred to the greenhouse. By the time the flower opens and its anthereri separate, they are removed with the help of tweezers and rubbed on the scars to self-pollinate each individual flower. The seed capsules mature within 40 days.

Testung der Samen-Nachkommenschaft von Kontrollpflanzen, transgenen Kontrollpflanzen und transgenen Versuchspflanzen Die Samen werden zunächst unter keimfreien Bedingungen aus der reifen Samenkapsel entfernt undd in sterilen Petrischalen aufbewahrt. Die Samen werden anschließend auf ein mittelweiches Samenkeimungsmedium (SKM) überführt, das zusammengesetzt ist aus sämtlichen Makro- und Mikroelementen in Form ihrer Salze und in einer Konzentration, entsprechend dem Medium nach Murashige & Skoog (KC Biological), aus 1 mg/l Thiaminhydrochlorid sowie 0,6% gereinigtem Agar (Difco*).Semen progeny testing of control plants, transgenic control plants and transgenic test plants The seeds are first removed from the mature seed capsule under aseptic conditions and stored in sterile petri dishes. The seeds are then transferred to a medium-soft seed germination medium (SKM) composed of all macro- and microelements in the form of their salts and in a concentration corresponding to the medium of Murashige & Skoog (KC Biological), from 1 mg / l thiamine hydrochloride as well 0.6% purified agar (Difco *).

Dem Medium wird Atrazin in Analysequalität, in einer Konzentration von 10"7M, 3 x 10"7M, 5 x 10"7M, 8 χ 10"7M und 10"6M ' zugesetzt.The medium is atrazine "7 M, 8 χ 10" 7 M, and 10 "6 M was added in analytical quality, in a concentration of 10" 7 M, 3 x 10 "7 M, 5 x 10 '.

Wachstum und Überlebensrate der Sämlinge wird bei den genannten Konzentrationen sowie bei einem Atrazingehalt von Null, über einen Zeitraum von 14 Tagen bestimmt; die Ergebnisse sind in Tabelle 1, unten, wiedergegeben. Alle Kontrollpflanzen und transgenen Kontrollpflanzen keimen zwar aus, erreichen aber in ihrem Wachstum bei Atrazinkonzentrationen von 5 χ 10"7M oder bei höheren Konzentrationen lediglich das Kotyledonenstadium. Unter den Sämlingen, die sich aus Samen entwickeln, der aus der Selbstbestäubung von pCIB 14-Pflanzen hervorgegangen ist, bleiben bei einer Atrazinkonzentration von 5 x 10"7M annähernd 75% grün und bilden Primärblätter aus, während diese Sämlinge bei Atrazinkonzentrationen von 8 χ 10"7 M oder höheren Konzentrationen nur noch Kotyledonen ausbilden bevor sie ausbleichen und absterben.Seedlings' growth and survival is determined at said concentrations and at atrazine content of zero over a period of 14 days; the results are shown in Table 1, below. Although all control plants and transgenic control plants germinate, but reach their growth with atrazine concentrations of 5 χ 10 "7 M or at higher concentrations, only the Kotyledonenstadium. Among the seedlings develop from seed from self-pollination of pCIB 14 plants has emerged, "approximately 75% green 7 M and form primary leaves, whereas these seedlings with atrazine concentrations of 8 χ 10" remain at an atrazine concentration of 5 x 10 7 M or higher concentrations only form cotyledons before bleach and die.

Obwohl die toleranten Sämlinge auf Atrazinhaltigem Medium nicht das gleiche gute Wachstum wie auf Atrazinfreiem Medium zeigen, können sie dennoch sehr leicht von den sensitiven Kontrollen auf dem gleichen Medium unterschieden werden.Although the tolerant seedlings on atrazine-containing medium do not show the same good growth as on atrazine-free medium, they can still be easily distinguished from the sensitive controls on the same medium.

Atrazln-Konzentrationen (M)Atrazine concentrations (M)

Genotyp der Sämlinge 10"7M 3 χ 10"7M 5 χ 10"7M 8 κ 10"7M 10"6MGenotype of the seedlings 10 " 7 M 3 χ 10" 7 M 5 χ 10 " 7 M 8 κ 10" 7 M 10 " 6 M

Kontrolle + + 0 0 0Control + + 0 0 0

LBA4404 ++00 0LBA4404 ++ 00 0

Βίη6 + + 0 0 0Βίη6 + + 0 0 0

pCIB13 ++00 0pCIB13 ++ 00 0

pCIB 14 + + + 0 0pCIB 14 + + + 0 0

Die Tabelle macht den Unterschied im Wachstum und Überleben zwischen den Nachkommen von transgenen pCIB 14-Pflanzen und den Kontrollen deutlich. Positives Wachstum ist durch „+" gekennzeichnet, negatives Wachstum durch ein „0".The table clearly shows the difference in growth and survival between the progeny of transgenic pCIB 14 plants and the controls. Positive growth is indicated by "+", negative growth by a "0".

Obwohl die vorliegende Erfindung zuvor anhand von Abbildungen und Beispielen zum Zwecke der Anschaulichkeit und Verständlichkeit in verschiedenen Einzelheiten beschrieben worden ist, ist dennoch klar daß im Rahmen dieser Erfindung gewisse Veränderungen und Modifikationen durchführbar sind, deren Grenzen einzig und allein durch den Umfang der beigefügten Ansprüche vorgegeben sind.Although the present invention has been described in detail hereinbefore by way of illustration and example for the purposes of clarity and understanding, it is to be understood that within the scope of this invention certain changes and modifications can be practiced whose limitations are solely dictated by the scope of the appended claims are.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bilden nicht nur jene DNA-Moleküle, die mit konkreter Nucleotid-Sequenz angegeben sind und für ein Glutathion-S-Transferase-Polypeptid kodieren, einen Bestandteil der Erfindung, sondern gleichermaßen deren Varianten oder Mutanten, die für Polypeptide mit Glutathion-S-Transferase-Aktivität kodieren.In the context of the present invention, not only those DNA molecules which are specified with specific nucleotide sequence and encode a glutathione S-transferase polypeptide form part of the invention, but likewise their variants or mutants which are suitable for polypeptides with glutathione Encode -S-transferase activity.

Claims (25)

Patentansprüche:claims: 1. Verfahren zur Herstellung eines rekombinanten DNA-Moleküls, das befähigt ist eine Herbizid-Toleranz, die auf dor Detoxication des Herbizids beruht, auf eine Pflanze zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, daß manAnspruch [en] A process for producing a recombinant DNA molecule capable of conferring herbicidal tolerance based on the herbicide's detoxication to a plant, characterized by a) mit Hilfe an sich bekannter Verfahren eine Glutathion S-Transferase kodierende DNA-Sequenz aus einer geeioneten Quelle isoliert unda) isolated using a method known per se, a glutathione S-transferase-encoding DNA sequence from a geeioneten source and b) besagte kodierende Region auf beiden Seiten mit einer odei . nehreren zusätzlichen DNA-Sequenzen in operabler Weise verknüpft.b) said coding region on both sides with an odei. several additional DNA sequences operably linked. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man mit Hilfe an sich bekannter Methoden verschiedene DNA-Sequenzabschnitte, die entweder aus genomischer DNA und/oder aus cDNA bestehen, zu einer vollständigen Glutathion-S-Transferase kodierenden DNA-Sequenz verknüpft.2. The method according to claim 1, characterized in that linked by means of methods known per se different DNA sequence sections, which consist of either genomic DNA and / or cDNA, to a complete glutathione S-transferase-encoding DNA sequence. 3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfung von DNA-Sequenzabschnitten unter Verwendung der In vivo Rekombination von DNA-Sequenzen, die homologe Abschnitte aufweisen und/oder der in vitro Verknüpfung von Restriktionsfragmenten erfolgt.3. The method according to claim 1, characterized in that the linking of DNA sequence sections using the in vivo recombination of DNA sequences having homologous sections and / or the in vitro linking of restriction fragments takes place. 4. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß besagte DNA-Sequenzabschnitte sowohl aus genomischer DNAaIs auch cDNA zusammengesetzt sind.4. The method according to claim 2, characterized in that said DNA sequence sections are composed both of genomic DNAaIs also cDNA. 5. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß besagte DNA-Sequenzabschnitte aus Genfragmenten von mehreren Organismen, die verschiedenen Gattungen angehören, zusammengesetzt sind.5. The method according to claim 2, characterized in that said DNA sequence segments from gene fragments of several organisms belonging to different genera are composed. 6. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß besagte DNA-Sequenzabschnitte aus Genfragmenten von mehr als einem Stamm, einer Varietät oder einer Spezies des gleichen Organismus zusammengesetzt sind.6. The method according to claim 2, characterized in that said DNA sequence segments are composed of gene fragments of more than one strain, a variety or a species of the same organism. 7. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß besagte DNA-Sequenzabschnitte aus Anteilen von mehr als einem Gen desselben Organismus zusammengesetzt sind.7. The method according to claim 2, characterized in that said DNA sequence sections are composed of portions of more than one gene of the same organism. 8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß besagte DNA-Sequenz, die für ein Glutathion-S-Transferase Polypeptid kodiert, von einem Sauger stammt.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that said DNA sequence encoding a glutathione S-transferase polypeptide, is derived from a sucker. 9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß besagte DNA-Sequenz, die für ein Glutathion-S-Transferase P^lypeptid kodiert, von einer Ratte stammt.9. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that said DNA sequence encoding a glutathione S-transferase P ^ lypeptid derived from a rat. 10. Verfahre'i zur Herstellung eines rekombinanten l)NA Moleküls gemäß Anspruch 9 sowie dessen Varianten oder Mutanten, die für Polypeptide mit Glutathion-S-Transfoijse Aktivität kodieren, dadurch gekennzeichnet, daß besagte DNA-Sequenz, die für ein Glutathion-S-Transferase Polypeptid der Ratte kodiert, die folgende Nukleotid-Sequenz aufweist:10. Verfiere'i for producing a recombinant l) NA molecule according to claim 9 and its variants or mutants which code for polypeptides with glutathione-S-Transfoijse activity, characterized in that said DNA sequence which is suitable for a glutathione-S The rat transferase polypeptide encodes the following nucleotide sequence: 40 50 6040 50 60 ATGCCTATGATACTGGGATACTGGATGCCTATGATACTGGGATACTGG MPMILGYWMPMILGYW 70 80 90 100 110 120 AACGTCCGCGGGCTGACACACCCGATCCGCCTGCTCCTGGAATACACAGACTCAAGCTAT NVRGLTHPIRLLLEYTDSSY70 80 90 100 110 120 AACGTCCGCGGGCTGACACACCCGATCCGCCTGCTCCTGGAATACACAGACTCAAGCTAT NVRGLTHPIRLLLEYTDSSY 130 140 150 160 170 180 GAGGAGAAGAGATACGCCATGGGCGACGCTCCCGACTATGACAGAAGCCAGTGGCTGAAT EEKRYAMGDAPDYDRSQWLN130 140 150 160 170 180 GAGGAGAAGAGATACGCCATGGGCGACGCTCCCGACTATGACAGAAGCCAGTGGCTGAAT EEKRYAMGDAPDYDRSQWLN 190 200 210 220 230 240190 200 210 220 230 240 GAGAAGrTCAMCTGGGCCTGGACTTCCCCAATCTGCCCTACTTAATTGATGGATCGCGC EKFKLGLOFPNLPYLIDGSRGAGAAGrTCAMCTGGGCCTGGACTTCCCCAATCTGCCCTACTTAATTGATGGATCGCGC EKFKLGLOFPNLPYLIDGSR 250 260 270 280 290 300250 260 270 280 290 300 AAGATTACCCAGAGCAATGCCATAATGCGCTACCTTGCCCGCAAGCACCACCTGTGTGGA KITQSNAIMRYLARKHHLCGAAGATTACCCAGAGCAATGCCATAATGCGCTACCTTGCCCGCAAGCACCACCTGTGTGGA KITQSNAIMRYLARKHHLCG 310 320 330 340 350 360310 320 330 340 350 360 GAGACAGAGGAGGAGCGGATTCGTGCAGACATTGTGGAGAACCAGGTCATGGACAACCGC ETEEERIRADIVENQVMDNR 370 380 390 400 410 420GAGACAGAGGAGGAGCGGATTCGTGCAGACATTGTGGAGAACCAGGTCATGGACAACCGC ETEEERIRADIVENQVMDNR 370 380 390 400 410 420 ATGCAGCTCATCATGCTTTGTTACAACCCCGACTTTGAGAAGCAGAAGCCAGAGTTCTTG MQLIMLCYNPDFEKQKPEFLATGCAGCTCATCATGCTTTGTTACAACCCCGACTTTGAGAAGCAGAAGCCAGAGTTCTTG MQLIMLCYNPDFEKQKPEFL 430 440 450 460 470 480430 440 450 460 470 480 AAG^CCATCCCTGAGAAGATGAAGCTCTACTCTGAGTTCCTGGGCAAGCGACCATGGTTT KTIPEKMKLYSEFLGKRPWFAAG ^ CCATCCCTGAGAAGATGAAGCTCTACTCTGAGTTCCTGGGCAAGCGACCATGGTTT KTIPEKMKLYSEFLGKRPWF 490 500 510 520 530 540490 500 510 520 530 540 GCAGGGGACAAGGTCACCTATGTGGATTTCCTTGCTTATGACATTCTTGACCAGTACCAC AGDKVTYVDFLAYD ILDQYHGCAGGGGACAAGGTCACCTATGTGGATTTCCTTGCTTATGACATTCTTGACCAGTACCAC AGDKVTYVDFLAYD ILDQYH 550 560 570 580 590 600550 560 570 580 590 600 ATTTTTGAGCCCAAGTGCCTGGACGCCTTCCCAAACCTGAAGGACTTCCTGGCCCGCTTC IFEPKCLDAFPNLKDFLARFATTTTTGAGCCCAAGTGCCTGGACGCCTTCCCAAACCTGAAGGACTTCCTGGCCCGCTTC IFEPKCLDAFPNLKDFLARF 610 620 630 640 650 660 ·610 620 630 640 650 660 · GAGGGCCTGAAGAAGATCTCTGCCTACATGAAGAGCAGCCGCTACCTCTCAACACCTATA EGLKKISAYMKSSR YLSTPIGAGGGCCTGAAGAAGATCTCTGCCTACATGAAGAGCAGCCGCTACCTCTCAACACCTATA EGLKKISAYMKSSR YLSTPI 670 680 690 700 710 720670 680 690 700 710 720 TTTTCGAAGTTGGCCCAATGGAGTAACAAGTAG
FSKLAQWSNK
TTTTCGAAGTTGGCCCAATGGAGTAACAAGTAG
FSKLAQWSNK
11. Verfahren zur Herstellung eines rekombinanten DNA-Moleküls gemäß Anspruch 9 sowie dessen Varianten oder Mutanten, die für Polypeptide mit Glutathion-S-Transferase Aktivität kodieren, dadurch gekennzeichnet, daß besagte DNA-Sequenz, die für ein Glutathion-S-Transferase Polypeptid der Ratte kodiert, die folgende Nukleotid-Sequenz aufweist:11. A method for producing a recombinant DNA molecule according to claim 9 and its variants or mutants which code for polypeptides with glutathione S-transferase activity, characterized in that said DNA sequence encoding a glutathione S-transferase polypeptide of Rat coded, having the following nucleotide sequence: 1 10 13 01 10 13 0 TAC AGC ATG GGG GAT GCT CCC GAC TAT GAC AGA AGC CAG Tyr Ser Met GIy Asp Ala Pro Asp Tyt Asp Arg Ser GinTAC AGC ATG GGG GAT GCT CCC GAC TAT GAC AGA AGC CAG Tyr Ser Met GIy Asp Ala Pro Asp Tyt Asp Arg Ser Gin 150 1 70150 1 70 TGG CTG AGT GAG AAG TTC AAA CTG GGC CTG GAC TTC CCC AAT CTG Trp Leu Ser GIu Lys Phe Lys Lou GIy Leu Asp Phe Pro Asn LeuTGG CTG AGT GAG AAG TTC AAA CTG GGC CTG GAC TTC CCC AAT CTG Trp Leu Ser GIu Lys Phe Lys Lou GIy Leu Asp Phe Pro Asn Leu 19 0 21019 0 210 CCC TAC TTA ATT GAT GGG TCA CAC AAG ATC ACC CAG AGC AAT GCC Pro Tyr Leu Ue Aep GIy Ser His Lys He Thr Gin S^r Asn AIaCCC TAC TTA ATT GAT GGG TCA CAC AAG ATC ACC CAG AGC AAT GCC Pro Tyr Leu Ue Aep Gly Ser His Lys He Thr Gin S ^ r Asn AIa 2 30 25 0 2702 30 25 0 270 ATC CTG CGC TAC CTT GGC CGG AAG CAC AAC CTT TGT GGG GAG ACA He Leu Arg Tyr Leu GIy Arg Lys His Αβη Leu Cye GIy GIu ThrATC CTG CGC TAC CTT GGC CGG AAG CAC AAC CTT TGT GGG GAG ACA He Leu Arg Tyr Leu GIy Arg Lys His Αβη Leu Cye GIy GIu Thr 2 90 31 02 90 31 0 GAG GAG GAG AGG ATT CGT GTG GAC GTT TTG GAG AAC CAu GCT ATG GIu GIu GIu Arg He Arg VaI Asp VaI Leu GIu Asn Gin AIa MetGAG GAG GAG AGG ATT CGT GTG GAC GTT TTG GAG AAC CAu GCT ATG GIu GIu GIu Arg He Arg VaI Asp VaI Leu GIu Asn Gin AIa Met 330 3 50330 3 50 GAC ACC CGC CTA CAG TTG GCC ATG GTC TGC TAC AGC CCT GAC TTT Asp Thr Arg Leu GIn Leu AIa Met VaI Cys Tyr Ser Pro Asp PheGAC ACC CGC CTA CAG TTG GCC ATG GTC TGC TAC AGC CCT GAC TTT Asp Thr Arg Leu GIn Leu AIa Met VaI Cys Tyr Ser Pro Asp Phe 37 O 39037 O 390 GAG AGA AAG AAG CCA GAG TAC TTA GAG GGT CTC CCT GAG AAG ATG GIu Arg Lys Lys Pro GIu Tyr Leu GIu GIy Leu Pro GIy Lys MetGAG AGA AAG AAG CCA GAG TAC TTA GAG GGT CTC CCT GAG AAG ATG GIu Arg Lys Lys Pro GIu Tyr Leu GIu GIy Leu Pro Giy Lys Met 4 10 43 O 450 AAG CTT TAC TCC GAA TTC CTG GGC AAG CAG CCA TGG TTT GCA GGG Lys Leu Tyr Ser GIu Phe Leu GIy Lys GIn Pro Trp Phe Ala GIy4 10 43 O 450 AAG CTT TAC TCC GAA TTC CTG GGC AAG CAG CCA T GG TTT GCA GGG Lys Leu Tyr Ser GIu Phe Leu GIy Lys GIn Pro Trp Phe Ala GIy 4 70 49 O4 70 49 O AAC AAG ATT ACG TAT GTG GAT TTT CTT GTT TAC GAT GTC CTT GAT Asn Lys He Thr Tyr VaI Asp Phe Leu VaI Tyr Asp VaI Leu AspAAC AAG ATT ACG TAT GTG GAT TTT CTT GTT TAC GAT GTC CTT GAT Asn Lys He Thr Tyr VaI Asp Phe Leu VaI Tyr Asp VaI Leu Asp 510 5 30510 5 30 CAA CAC CGT ATA TTT GAA CCC AAG TGC CTG GAC GCC TTC CCA AAC Gin His Arg He Phe GIu Pro Lys Cys Leu Asp Ala Phe Pro AsnCAA CAC CGT ATA TTT GAA CCC AAG TGC CTG GAC GCC TTC CCA AAC Gin His Arg He Phe GIu Pro Lys Cys Leu Asp Ala Phe Pro Asn 55 O 57055 O 570 CTG AAG GAC TTC GTG GCT CGG TTT GAG GGC CTG AAG AAG ATA TCTCTG AAG GAC TTC GTG GCT CGG TTT GAG GGC CTG AAG AAG ATA TCT Leu Lys Asp Phe VaI AIa Arg Phe GIu GIy Leu Lys Lys He SerLeu Lys Asp Phe VaI AIa Arg Phe GIu GIy Leu Lys Lys He Ser 5 90 61 O 630 GAC TAC ATG AAG AGC GGC CGC TTC CTC TCC AAG CCA ATC TTT GCA Asp Tyr Met Lys Ser GIy Arg Phe Leu Ser Lys Pro lie Phe AIa5 90 61 O 630 GAC TAC ATG AAG AGC GGC CGC TTC CTC TCC AAG CCA ATC TTT GCA Asp Tyr Met Lys Ser Gly Arg Phe Leu Ser Lys Pro lie Phe AIa 6 506 50 AAG ATG GCC TTT JGG AAC CCA AAG TAG
Lys Met AIa Phe Trp Aan Pro Lys End
AAG ATG GCC TTT JGG AAC CCA AAG DAY
Lys Meta Phe Trp Aan Pro Lys End
12. Verfahren zur Herstellung eines rekombinanten DNA-Moleküls gemäß Anspruch 9 sowie dessen Varianten oder Mutanten, di? für Polypeptide mit Glutathion-S-Transferase Aktivität kodieren, dadurch gekennzeichnet, dali besagte DNA-Sequenz, die für ein Glutathion-S-Transferase Polypeptid der Ratte kodiert, die folgende Nukleotid-Sequenz aufweist:12. A method for producing a recombinant DNA molecule according to claim 9 and its variants or mutants, di? for polypeptides with glutathione S-transferase activity, characterized in that said DNA sequence which codes for a rat glutathione S-transferase polypeptide having the following nucleotide sequence: 10 3010 30 ATG CCT ATG ACA CTG GGT TAC TGG GAC ATC CGT GGG CTG GCT CAC Met Pro Met Thr Leu GIy Tyr Trp Asp He Arg GIy Leu Ala HisATG CCT ATG ACA CTG GGT TAC TGG GAC ATC CGT GGG CTG GCT CAC Met Pro Met Thr Leu GIy Tyr Trp Asp He Arg Gly Leu Ala His 50 7 0 9050 7 0 90 GCC ATT CGC CTG TTC CTG GAG TAT ACA GAC ACA AGC TAT GAG GAC Ala He Arg Leu Phe Leu GIu Tyr Thr Asp Thr Ser Tyr GIu AspGCC ATT CGC CTG TTC CTG GAG ACT ACA GAC ACA AGC ACT GAG GAC Ala He Arg Leu Phe Leu GIu Tyr Thr Asp Thr Ser Tyr GIu Asp 1 10 13 01 10 13 0 AAG AAG TAC AGC ATG GGG GAT GCT CCC GAC TAT GAC AGA AGC CAG Lya Lys Tyr Ser Mat GIy Asp Ala Pro Asp Tyr Asp Arg Ser GinAAG AAG TAC AGC ATG GGG GAT GCT CCC GAC TAT GAC AGA AGC CAG Lya Lys Tyr Ser Mat GIy Asp Ala Pro Asp Tyr Asp Arg Ser Gin 150 1 70150 1 70 TGG CTG AGT GAG AAG TTC AAA CTG GGC CTG GAC TTC CCC AAT CTG Trp Leu Ser GIu Lys Phe Lys Leu GIy Leu Asp Phe Pro Asn LeuTGG CTG AGT GAG AAG TTC AAA CTG GGC CTG GAC TTC CCC AAT CTG Trp Leu Ser Glu Lys Phe Lys Leu Gily Leu Asp Phe Pro Asn Leu 19 0 21019 0 210 CCC TAC TTA ATT GAT GGG TCA CAC AAG ATC ACC CAG AGC AAT GCC Pro Tyr Lou lie Asp GIy Ser His Lys He Thr GIn Ser Asn AIaCCC TAC TTA ATT GAT GGG TCA CAC AAG ATC ACC CAG AGC AAT GCC Pro Tyr Lou lie Asp Gly Ser His Lys He Thr GIn Ser Asn AIa 2 30 25 0 2702 30 25 0 270 ATC CTG CGC TAC CTT GGC CGG AAG CAC AAC CTT TGT GGG GAG ACA He Leu Arg Tyr Leu GIy Arg Lys His Asn Leu Cys GIy CIu ThrATC CTG CGC TAC CTT GGC CGG AAG CAC AAC CTT TGT GGG GAG ACA He Leu Arg Tyr Leu GIy Arg Lys His Asn Leu Cys GIy CIu Thr 2 90 31 02 90 31 0 GAG GAG GAG AGG ATT CGT GTG GAC GTT TTG GAG AAC CAG GCT ATG GIu GIu GIu Arg He Arg VaI Asp VaI Leu GIu Asn Gin AIa MetGAG GAG GAG AGG ATT CGT GTG GAC GTT TTG GAG AAC CAG GCT ATG GIu GIu GIu Arg He Arg VaI Asp VaI Leu GIu Asn Gin AIa Met 330 3 50330 3 50 GAC ACC CGC CTA CAG TTG GCC ATG GTC TGC TAC AGC CCT GAC TTT Asp Thr Arg Leu GIn Leu AIa Met VaI Cys Tyr Ser Pro Asp PheGAC ACC CGC CTA CAG TTG GCC ATG GTC TGC TAC AGC CCT GAC TTT Asp Thr Arg Leu GIn Leu AIa Met VaI Cys Tyr Ser Pro Asp Phe 37 ü 39037 ü 390 GAG AGA AAG AAG CCA GAG TAC TTA GAG GGT CTC CCT GAG AAb ATG GIu Arg Lys Lys Pro GIu Tyr Leu GIu GIy Leu Pro GIu Lys MetGAG AGA AAG AAG CCA GAG TAC TTA GAG GGT CTC CCT GAG AAb ATG GIu Arg Lys Lys Pro GIu Tyr Leu GIu GIy Leu Pro GIu Lys Met 4 10 43 O 450 AAG CTT TAC TCC BAA TTC CTG GGC AAG CAG CCA TGG TTT GCA GGG Lys Leu Tyr Ser GIu Phe Leu GIy Lys GIn Pro Trp Phe Ala GIy4 10 43 O 450 AAG CTT TAC TCC BAA TTC CTG GGC AAG CAG CCA TGG TTT GCA GGG Lys Leu Tyr Ser GIu Phe Leu GIy Lys GIn Pro Trp Phe Ala GIy 4 70 49 O4 70 49 O AAO AAG ATT ACG TAT GTG GAT TTT CTT GTT TAC GAT GTC CTT GAT Asn Lys He Thr Tyr VaI Asp Phe Leu VaI Tyr Asp VaI Leu AspAAO AAG ATT ACG TAT GTG GAT TTT CTT GTT TAC GAT GTC CTT GAT Asn Lys He Thr Tyr VaI Asp Phe Leu VaI Tyr Asp VaI Leu Asp 510 5 30510 5 30 CAA CAC CGT ATA TTT GAA CCC AAG TGC CTG GAC GCC TTC CCA AAC Gin His Arg He Phe GIu Pro Lys Cys Leu Asp Ala Phe Pro AsnCAA CAC CGT ATA TTT GAA CCC AAG TGC CTG GAC GCC TTC CCA AAC Gin His Arg He Phe GIu Pro Lys Cys Leu Asp Ala Phe Pro Asn 55 O 57055 O 570 CTG AAG GAC TTC GTG GCT CGG TTT GAG GGC CTG AAG AAG ATA TCT Leu Lys Asp Phe VaI AIa Arg Phe GIu GIy Leu Lys Lys He SerCTG AAG GAC TTC GTG GCT CGG TTT GAG GGC CTG AAG AAG ATA TCT Leu Lys Asp Phe VaI AIa Arg Phe GIu GIy Leu Lys Lys He Ser 5 90 61 O 630 GAC TAC ATG AAG AGC GGC CGC TTC CTC TCC AAG CCA ATC TTT GCA Aep Tyr Met Lys Ser GIy Arg Phe Leu Ser Lys Pro Ils "he AIa5 90 61 O 630 GAC TAC ATG AAG AGC GGC CGC TTC CTC TCC AAG CCA ATC TTT GCA Aep Tyr Met Lys Ser GIy Arg Phe Leu Ser Lys Pro Ils "he AIa 6 506 50 AAG ATG GCC TTT TGG AAC CCA AAG TAG
Lys Met AIa Phe Trp Asn Pro Lys End
AAG ATG GCC TTT TGG AAC CCA AAG DAY
Lys Met AI Phe Trp Asn Pro Lys End
13. Verfahren zur Herstellung eines rekombinanten DNA-Moleküls gemäß Anspruch 9 sowie dessen Varianten oder Mutanten, die für Polypeptide mit Glutathion-S-Transferase Aktivität kodieren, dadurch gekennzeichnet, daß besagte DNA-Sequenz, die für ein Glutäthion-S-Transferase Polypeptid der Ratte kodiert, die folgende Nukleotid-Sequenz aufweist:13. A process for the preparation of a recombinant DNA molecule according to claim 9 and its variants or mutants which code for polypeptides with glutathione-S-transferase activity, characterized in that said DNA sequence encoding a glutathione S-transferase polypeptide of Rat coded, having the following nucleotide sequence: 10 3010 30 A GAC CCC AGC ACC ATG CCC ATG ACA CTG GGT TAC TGG GAC ATCA GAC CCC AGC ACC ATG CCC ATG ACA CTG GGT TAC TGG GAC ATC Met Pro Met Thr Leu GIy Tyr Trp Aap HeMet Pro Met Thr Lei GIy Tyr Trp Aap He 5 0 705 0 70 CGT GGG CTA GCG CAT GCC ATC CGC CTG CTC CTG GAA TAC ACA GAC Arg GIy Leu Ala His Ala lie Arg Leu Leu Leu GIu Tyr Thr AspCGT GGG CTA GCG CAT GCC ATC CGC CTG CTC CTG GAA TAC ACA GAC Arg Glu Leu Ala His Ala lie Arg Leu Leu Leu Glu Tyr Thr Asp 90 11 0 13090 11 0 130 TCG AGC TAT GAG GAG AAG AGA TAC ACC ATG GGA GAC GCT CCC GAC Ser Ser Tyr GIu GIu Lys Arg Tyr Thr Met GIy Asp Ala Pro AspTCG AGC TAT GAG GAG AAG AGA TAC ACC ATG GGA GAC GCT CCC GAC Ser Ser Tyr GIu GIu Lys Arg Tyr Thr Met GIy Asp Ala Pro Asp 1 50 17 01 50 17 0 TTT GAC AGA AGC CAG TGG CTG AAT GAG AAG TTC AAA CTG GGC CTG Phe A3p Arg Ser Gin Trp Leu Asn GIu Lys Phe Lys Leu GIy LeuTTT GAC AGA AGC CAG TGG CTG AAT GAG AAG TTC AAA CTG GGC CTG Phe A3p Arg Ser Gin Trp Leu Asn Giu Lys Phe Lys Leu Gily Leu 190 2 10190 2 10 GAC TTC CCC AAT CTG CCC TAC TTA ATT GAT GGA TCA CAC AAG ATC Asp Phe Pro Asn Leu Pro Tyr Leu lie Asp GIy Ser His Lys HeGAC TTC CCC AAT CTG CCC TAC TTA ATT GAT GGA TCA CAC AAG ATC Asp Phe Pro Asn Leu Pro Tyr Leu Lai Asp GIy Ser His Lys He 23 0 250 223 0 250 2 ACC CAG AGC AAT GCC ATC CTG CGC TAT CTT GGC CGC AAG CiAC AAC Thr GIn Ser Asn Ala He Leu Arg Tyr Leu GIy Arg Lys His AsnACC CAG AGC AAT GCC ATC CTG CGC TAT CTT GGC CGC AAG CiAC AAC Thr GIn Ser Asn Ala He Leu Arg Tyr Leu GIy Arg Lys His Asn 70 29 0 31070 29 0 310 CTG TGT GGG GAG ACA GAA GAG GAG AGG ATT CGT GTG GAC ATT CTG Leu Cys GIy Glu Thr GIu GIu GIu Arg He Arg VaI Asp He LeuCTG TGT GGG GAG ACA GAA GAG GAG AGG ATT CGT GTG GAC ATT CTG Leu Cys GIy Glu Thr GIu GIu GIu Arg He Arg VaI Asp He Leu 10 50 107 010 50 107 0 CAC CGT AGC CAA GCC CCT CTT CTT GCT GTT TCC CGA GAC TAG CTA His Arg Ser Gin AIa Pro Leu Leu Ala VaI Ser Arg Asp End LeuCAC CGT AGC CAA GCC CCT CTT CTT GCT GTT TCC CGA GAC TAG CTA His Arg Ser Gin AIa Pro Leu Leu Ala VaI Ser Arg Asp End Leu 1 090 11 101 090 11 10 TGA GCA AGG TGT GCT GTG TCC CCA GCA CTT GTC ACT GCC TCT GTA End Ala Arg Cys Ala VaI Ser Pro Ala Leu VaI Thr Ala Ser VaITGA GCA AGG TGT GCT GTG TCC CCA GCA CTT GTC ACT GCC TCT GTA End Ala Arg Cys Ala VaI Ser Pro Ala Leu VaI Thr Ala Ser VaI 113 0 1 150 11113 0 1 150 11 ACC CGC TCC TAC CGC TCT TTC TTC CTG CTG CTG TGA GCT GTA CCT Thr Arg Ser Tyr Arg Ser Phe Phe Leu Leu Leu End Ala VaI ProACC CGC TCC TAC CGC TCT TTC TTC CTG CTG CTG TGA GCT GTA CCT Thr Arg Ser Tyr Arg Ser Phe Phe Leu Leu Leu End Ala VaI Pro 70 119 0 1 21070 119 0 1 210 CCT GAC CAC AAA CCA GAA TAA ATC ATT CTC CCC TTA AAA AAA AAA Pro Asp His Lys Pro Glu End He He Leu Pro Leu Lys Lye LysCCT GAC CAC AAA CCA GAA TAA ATC ATT CTC CCC TTA AAA AAA AAA Pro Asp His Lys Pro Glu End He He Leu Pro Leu Lys Lye Lys AAA AAA AAA A
Lys Lys Lys
AAA AAA AAA A
Lys Lys Lys
14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche ι bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß besagte DNA-Sequenz, die für ein Glutathion-S-Transferase Polypeptid kodiert, in operabler Weise mit einem pflanzlichen Promotor und/oder einer Terminator-Region verknüpft ist und in der pflanzlichen Zelle exprimiert wird.14. The method according to any one of claims ι to 13, characterized in that said DNA sequence encoding a glutathione S-transferase polypeptide is operably linked to a plant promoter and / or a terminator region and in the plant cell is expressed. 15. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß besagte DNA-Sequenz heterologen Ursprungs ist in bezug auf den pflanzlichen Promotor.15. The method according to claim 14, characterized in that said DNA sequence is of heterologous origin with respect to the plant promoter. 16. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den pflanzlichen Zellen um Zellen von Tabak, Sojabohnen oder Baumwolle handelt.16. The method according to claim 14, characterized in that it is the cells of cells of tobacco, soybeans or cotton in the plant cells. 17. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die pflanzlichen Zellen Teile einer ganzen Pflanze sind.17. The method according to claim 14, characterized in that the plant cells are parts of a whole plant. 18. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem pflanzlichen Promotor um einen Promotor, ausgewählt aus der Gruppe der nos-, ocs- und CaMV-Promotoren, handelt.18. Process according to claim 14, characterized in that the plant promoter is a promoter selected from the group of nos, ocs and CaMV promoters. 19. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei besagtem pflanzlichen Promotor um den Promotor der kleinen Untereinheit der Ribulos ois-phosphat-Carboxylase der Sojabohne oder um den Promotor des Chlorophyll-c, b-Bindungsproteine handelt.19. The method according to claim 14, characterized in that said plant promoter is the promoter of the small subunit of the ribulose ois-phosphate carboxylase of soybean or the promoter of the chlorophyll-c, b-binding proteins. 20. Verfahren gemäß Anspruch 1, d ldurch gekennzeichnet, daß es sich bei besagten Herbiziden um ein Chloracotamid, einen Sulfonyiharnsioff, ein Triazin, einen Dipnenylether, ein Imidazolinon oder um ein Thiocarbamat handelt.20. The method according to claim 1, d ldurch characterized in that said herbicides are a chloroacotamide, a Sulfonyiharnsioff, a triazine, a dipnenyl ether, an imidazolinone or a thiocarbamate. 21. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß besagtes rekombinantes DNA-Molekül neben der für ein Glutathion-S-Transferase Polypeptid kodierenden DNA-Sequenz noch weitere Sequenzabschnitte enthält, die besagtes rekombinsntes DNA-Molekül für eine Verwendung als Transfer-Vektor geeignet macht.21. The method according to claim 1, characterized in that said recombinant DNA molecule in addition to the glutathione S-transferase polypeptide-encoding DNA sequence contains further sequence sections which makes said recombinant DNA molecule suitable for use as a transfer vector , 22. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß besagtes rekombinantes DNA-Molekül neben der für ein Glutathion-S-Transferase Polypeptid kodierenden DNA-Sequenz noch weitere Sequenzabschnitte enthält, die besagtes rekombinantes DNA-Molekül für eine Verwendung als Expressions-Vektor geeignet machen.22. The method according to claim 1, characterized in that said recombinant DNA molecule in addition to the DNA sequence coding for a glutathione S-transferase polypeptide contains further sequence sections which make said recombinant DNA molecule suitable for use as an expression vector , 23. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß besagte, ein Glutathion-S-Transferase kodierende DNA-Sequenz, in operabler Weise mit einem in pflanzlichen Zellen aktiven Promotorverknüpft ist sowie mit weiteren Replikations- und Kontrollsequenzen, die von Spezies stammen, die mit der Wirtszelle kompatible sind und die für die spezifische Funktion der Expressions- und/oder Transvektoren essentiell sind.23. The method according to any one of claims 21 or 22, characterized in that said, a glutathione S-transferase-encoding DNA sequence is operably linked to an active promoter in plant cells and with other replication and control sequences of species which are compatible with the host cell and which are essential for the specific function of the expression and / or transvectors. 24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 und 22, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei besagter Wirtszelle um einen Mikroorganismus handelt.24. The method according to any one of claims 21 and 22, characterized in that said host cell is a microorganism. 25. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 und 22, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei besagter Wirtszelle um eine pflanzliche Zelle handelt.25. The method according to any one of claims 21 and 22, characterized in that it is said to be a plant cell in said host cell.
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