DE19845231A1 - Use of DNA encoding 1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate synthase to produce plants with increased tocopherol, vitamin K, chlorophyll and carotenoid content - Google Patents

Use of DNA encoding 1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate synthase to produce plants with increased tocopherol, vitamin K, chlorophyll and carotenoid content

Info

Publication number
DE19845231A1
DE19845231A1 DE1998145231 DE19845231A DE19845231A1 DE 19845231 A1 DE19845231 A1 DE 19845231A1 DE 1998145231 DE1998145231 DE 1998145231 DE 19845231 A DE19845231 A DE 19845231A DE 19845231 A1 DE19845231 A1 DE 19845231A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
plant
plants
seq
gene
doxs
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE1998145231
Other languages
German (de)
Inventor
Marcus Ebneth
Karin Herbers
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institut fuer Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung
Original Assignee
Institut fuer Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institut fuer Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung filed Critical Institut fuer Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung
Priority to DE1998145231 priority Critical patent/DE19845231A1/en
Priority to CA002339519A priority patent/CA2339519A1/en
Priority to AU54157/99A priority patent/AU757440B2/en
Priority to EP99940083A priority patent/EP1102852A1/en
Priority to PCT/EP1999/005467 priority patent/WO2000008169A1/en
Priority to JP2000563793A priority patent/JP2002525034A/en
Publication of DE19845231A1 publication Critical patent/DE19845231A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/0004Oxidoreductases (1.)
    • C12N9/0069Oxidoreductases (1.) acting on single donors with incorporation of molecular oxygen, i.e. oxygenases (1.13)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8242Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with non-agronomic quality (output) traits, e.g. for industrial processing; Value added, non-agronomic traits
    • C12N15/8243Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with non-agronomic quality (output) traits, e.g. for industrial processing; Value added, non-agronomic traits involving biosynthetic or metabolic pathways, i.e. metabolic engineering, e.g. nicotine, caffeine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/0004Oxidoreductases (1.)
    • C12N9/0006Oxidoreductases (1.) acting on CH-OH groups as donors (1.1)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/10Transferases (2.)
    • C12N9/1022Transferases (2.) transferring aldehyde or ketonic groups (2.2)

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

Use of a DNA sequence encoding 1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate synthase (DOXS), and optionally p-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase (HPPD) and/or geranylgeranyl-pyrophosphate oxidoreductase (GGPPOR), to produce a plant with increased tocopherol, vitamin K, chlorophyll and/or carotenoid content is new. Independent claims are also included for the following: (1) a method to produce a plant with increased tocopherol, vitamin K, chlorophyll and/or carotenoid content comprises expressing DNA as above in the plant; (2) a method to transform a plant comprises contacting an expression cassette containing a promoter and a DNA sequence as above to a plant cell, callus tissue, a whole plant or protoplast of a plant cell; (3) a plant with an increased tocopherol, vitamin K, chlorophyll and/or carotenoid content; and (4) a test system based on expression of an expression cassette containing a 2458 or 1863 base pairs (bp) sequence to identify inhibitors of DOXS.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von DNA-Sequen­ zen codierend für eine 1-Deoxy-D-Xylulose-5-Phosphat Synthase (DOXS), codierend für eine p-Hydroxyphenylpyruvat Dioxygenase (HPPD) und eine Geranylgeranylpyrophosphat Oxidoreduktase (GGPPOR) zur Herstellung von Pflanzen mit erhöhtem Tocopherol-, Vitamin K-, Chlorophyll- und/oder Carotinoid-Gehalt, speziell die Verwendung von DNA-Sequenzen SEQ-ID No. 1, SEQ-ID No. 3 und SEQ-ID No. 5 oder mit diesen hybridisierende DNA-Sequenzen, einem Verfahren zur Herstellung von Pflanzen mit erhöhtem Tocopherol-, Vitamin K-, Chlorophyll- und/oder Carotinoid-Gehalt, sowie die derart hergestellte Pflanze selbst.The present invention relates to the use of DNA sequences zen coding for a 1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate synthase (DOXS), coding for a p-hydroxyphenyl pyruvate dioxygenase (HPPD) and a geranylgeranyl pyrophosphate oxidoreductase (GGPPOR) for the production of plants with increased tocopherol, Vitamin K, chlorophyll and / or carotenoid content, especially that Use of DNA sequences SEQ-ID No. 1, SEQ ID No. 3 and SEQ ID No. 5 or DNA sequences hybridizing with these, one Process for the production of plants with increased tocopherol, Vitamin K, chlorophyll and / or carotenoid content, as well as the thus produced plant itself.

Ein wichtiges Ziel pflanzenmolekulargenetischer Arbeiten ist bis­ her die Erzeugung von Pflanzen mit erhöhtem Gehalt an Zuckern, Enzymen und Aminosäuren. Wirtschaftlich interessant ist jedoch auch die Entwicklung von Pflanzen mit erhöhtem Gehalt an Vitami­ nen, wie z. B. der Erhöhung des Tocopherol-Gehaltes.An important goal of plant molecular genetic work is up to forth the production of plants with an increased sugar content, Enzymes and amino acids. However, it is economically interesting also the development of plants with an increased vitamin content NEN, such as B. the increase in tocopherol content.

Die in der Natur vorkommenden acht Verbindungen mit Vitamin E-Ak­ tivität sind Derivate des 6-Chromanols (Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A 27 (1996), VCH Verlagsgesell­ schaft, Chapter 4., 478-488, Vitamin E). Die erste Gruppe (1a-d) stammt von Tocopherol ab, die zweite Gruppe besteht aus Derivaten des Tocotrienols (2a-d):
The eight naturally occurring compounds with vitamin E activity are derivatives of 6-chromanol (Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A 27 (1996), VCH Verlagsgesellschaft, Chapter 4., 478-488, Vitamin E). The first group (1a-d) is derived from tocopherol, the second group consists of tocotrienol derivatives (2a-d):

1a, α-Tocopherol: R1 = R2 = R3 = CH3
1b, β-Tocopherol [148-03-8]: R1 = R3 = CH3, R2 = H
1c, γ-Tocopherol [54-28-4]: R1 = H, R2 = R3 = CH3
1d, δ-Tocopherol [119-13-1]: R1 = R2 = H, R3 = CH3
1a, α-tocopherol: R 1 = R 2 = R 3 = CH 3
1b, β-tocopherol [148-03-8]: R 1 = R 3 = CH 3 , R 2 = H
1c, γ-tocopherol [54-28-4]: R 1 = H, R 2 = R 3 = CH 3
1d, δ-tocopherol [119-13-1]: R 1 = R 2 = H, R 3 = CH 3

2a, α-Tocotrienol [1721-51-3]: R1 = R2 = R3 = CH3
2b, β-Tocotrienol [490-23-3]: R1 = R3 = CH3, R2 = H
2c, γ-Tocotrienol [14101-61-2]: R1 = H, R2 = R3 = CH3
2d, δ-Tocotrienol [25612-59-3]: R1 = R2 = H, R3 = CH3.
2a, α-tocotrienol [1721-51-3]: R 1 = R 2 = R 3 = CH 3
2b, β-tocotrienol [490-23-3]: R 1 = R 3 = CH 3 , R 2 = H
2c, γ-tocotrienol [14101-61-2]: R 1 = H, R 2 = R 3 = CH 3
2d, δ-tocotrienol [25612-59-3]: R 1 = R 2 = H, R 3 = CH 3 .

Wirtschaftlich große Bedeutung besitzt α-Tocopherol.Α-Tocopherol is of great economic importance.

Der Entwicklung von Kulturpflanzen mit erhöhtem Tocopherol-Gehalt durch Gewebekultur oder Samenmutagenese und natürliche Auswahl sind Grenzen gesetzt. So muß einerseits der Tocopherol-Gehalt be­ reits in Gewebekultur erfaßbar sein und andererseits können nur diejenigen Pflanzen über Gewebekulturtechniken manipuliert werden, deren Regeneration zu ganzen Pflanzen aus Zellkulturen gelingt. Außerdem können Kulturpflanzen nach Mutagenese und Se­ lektion unerwünschte Eigenschaften zeigen, die durch teilweise mehrmalige Rückkreuzungen wieder beseitigt werden müssen. Auch wäre die Erhöhung des Tocopherol-Gehaltes durch Kreuzung auf Pflanzen der selben Art beschränkt.The development of crops with increased tocopherol content through tissue culture or seed mutagenesis and natural selection there are limits. On the one hand, the tocopherol content must be can already be grasped in tissue culture and, on the other hand, can only those plants manipulated via tissue culture techniques their regeneration to whole plants from cell cultures succeed. In addition, after mutagenesis and Se lesson show unwanted properties by partially repeated backcrosses must be eliminated. Also would be to increase the tocopherol content by crossing Plants of the same species are restricted.

Aus diesen Gründen ist das gentechnische Vorgehen, die für die Tocopherol Syntheseleistung kodierenden, essentiellen Biosynthe­ segene zu isolieren und in Kulturpflanzen gezielt zu übertragen, dem klassischen Züchtungsverfahren überlegen. Dieses Verfahren setzt voraus, daß die Biosynthese und deren Regulation bekannt ist und daß Gene, die die Biosyntheseleistung beeinflussen, iden­ tifiziert werden.For these reasons, the genetic engineering approach is necessary for the Essential biosynthesis encoding tocopherol synthesis performance isolate blessings and transfer them in crops, superior to the classic breeding process. This method assumes that biosynthesis and its regulation are known and that genes that affect biosynthetic performance are identical be certified.

Isoprenoide oder Terpenoide bestehen aus verschiedenen Klassen lipidlöslicher Moleküle und werden teilweise oder vollständig aus C5-Isopren-Einheiten gebildet. Reine Prenyllipide (z. B. Carotinoide) bestehen aus C-Gerüsten, die ausschließlich auf Iso­ pren-Einheiten zurückgehen, während gemischte Prenyllipide (z. B. Chlorophyll) eine Isoprenoid-Seitenkette besitzen, die mit einem aromatischen Kern verbunden ist.Isoprenoids or terpenoids consist of different classes of lipid-soluble molecules and are partially or completely formed from C 5 isoprene units. Pure prenyl lipids (e.g. carotenoids) consist of C-frameworks, which are exclusively based on isoprene units, while mixed prenyl lipids (e.g. chlorophyll) have an isoprenoid side chain which is linked to an aromatic nucleus.

Ausgangspunkt der Biosynthese von Prenyllipiden sind 3 × Acetyl- CoA Einheiten, die über β-Hydroxymethylglutaryl-CoA (HMG-CoA) und Mevalonat in die Ausgangs-Isopren-Einheit (C5), dem Isopentenylpy­ rophosphat (IPP), umgewandelt werden. Kürzlich wurde durch in vivo Fütterungsexperimente mit C13 gezeigt, daß in verschiedenen Eubakterien, Grünalgen und pflanzlichen Chloroplasten ein Mevalo­ nat-unabhängiger Weg zur Bildung von IPP beschritten wird:
The starting point for the biosynthesis of prenyl lipids are 3 × acetyl-CoA units, which are converted via β-hydroxymethylglutaryl-CoA (HMG-CoA) and mevalonate into the starting isoprene unit (C 5 ), the isopentenyl pyrophosphate (IPP). It has recently been shown by in vivo feeding experiments with C 13 that in various eubacteria, green algae and plant chloroplasts a Mevalo nat-independent route to the formation of IPP is followed:

Dabei werden Hydroxyethylthiamin, das durch Decarboxylierung von Pyruvat entsteht, und Glycerinaldehyd-3-Phosphat (3-GAP) in einer durch die 1-Deoxy-D-Xylulose-5-Phosphat Synthase vermittelten "Transketolase"-Reaktion zunächst in 1-Deoxy-D-Xylulose-5-Phos­ phat umgewandelt (Schwender et al., FEBS Lett. 414 (1), 129-134 (1997); Arigoni et al., Proc. Natl. Acad. Sci USA 94 (2), 10600-10605 (1997); Lange et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95 (5), 2100-2104 (1998); Lichtenthaler et al., FEBS Lett. 400 (3), 271-274 (1997). Dieses wird dann durch eine intramolekulare Um­ ordnung in IPP umgesetzt (Arigoni et al., 1997). Biochemische Da­ ten deuten darauf hin, daß der Mevalonat-Weg im Zytosol operiert und zur Bildung von Phytosterolen führt. Das Antibiotikum Mevino­ lin, ein spezifischer Inhibitor der Mevalonat-Bildung, führt le­ diglich zur Inhibition der Sterol-Biosynthese im Zytoplasma, wäh­ rend die Prenyllipid-Bildung in den Plastiden unbeeinflußt ist (Bach und Lichtenthaler, Physiol. Plant 59 (1993), 50-60). Der Mevalonat-unabhängige Weg ist dagegen plastidär lokalisiert und führt vornehmlich zur Bildung von Carotinoiden und plastidären Prenyllipiden (Schwender et al., 1997; Arigoni et al., 1997).Hydroxyethylthiamine, which is obtained by decarboxylation of Pyruvate is formed and glyceraldehyde-3-phosphate (3-GAP) in one mediated by the 1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate synthase "Transketolase" reaction first in 1-deoxy-D-xylulose-5-Phos phat converted (Schwender et al., FEBS Lett. 414 (1), 129-134 (1997); Arigoni et al., Proc. Natl. Acad. Sci USA 94 (2), 10600-10605 (1997); Lange et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95 (5), 2100-2104 (1998); Lichtenthaler et al., FEBS Lett. 400 (3), 271-274 (1997). This is then determined by an intramolecular order order implemented in IPP (Arigoni et al., 1997). Biochemical Da ten indicate that the mevalonate pathway operates in the cytosol and leads to the formation of phytosterols. The antibiotic Mevino lin, a specific inhibitor of mevalonate formation, leads le only for the inhibition of sterol biosynthesis in the cytoplasm  The prenyl lipid formation in the plastids is unaffected (Bach and Lichtenthaler, Physiol. Plant 59 (1993), 50-60). The Mevalonate-independent path, however, is localized and plastid leads primarily to the formation of carotenoids and plastid Prenyl lipids (Schwender et al., 1997; Arigoni et al., 1997).

IPP steht im Gleichgewicht mit seinem Isomer, dem Dimethylallyl Pyrophosphat (DMAPP). Eine Kondensation von IPP mit DMAPP in Kopf-Schwanz Anlagerung ergibt das Monoterpen (C10) Geranyl-Pyro­ phosphat (GPP). Die Addition von weiteren IPP Einheiten führt zum Sesquiterpen (C15), Farnesy-Pyrophosphat (FPP) und zum Diterpen (C20) Geranyl-Geranyl-Pyrophosphat (GGPP). Die Verknüpfung zweier GGPP Moleküle führt zur Bildung der C40-Vorläufer für Carotinoide. GGPP wird durch eine Prenylketten-Hydrogenase zum Phytyl-Pyro­ phosphat (PPP) umgeformt, dem Ausgangsstoff für die weitere Bildung von Tocopherolen.IPP is in equilibrium with its isomer, dimethylallyl pyrophosphate (DMAPP). Condensation of IPP with DMAPP in head-to-tail attachment gives the monoterpene (C 10 ) geranyl pyrophosphate (GPP). The addition of further IPP units leads to sesquiterpene (C 15 ), Farnesy pyrophosphate (FPP) and diterpene (C 20 ) geranyl-geranyl pyrophosphate (GGPP). Linking two GGPP molecules leads to the formation of the C 40 precursors for carotenoids. GGPP is converted to phytyl pyrophosphate (PPP) by a prenyl chain hydrogenase, the starting material for the further formation of tocopherols.

Bei den Ringstrukturen der gemischten Prenyllipide, die zur Bildung der Vitamine E und K führen, handelt es sich um Quinone, deren Ausgangsmetabolite aus dem Shikimat-Weg stammen. Die aroma­ tischen Aminosäuren Phenylalanin bzw. Tyrosin werden in Hydroxy­ phenyl-Pyruvat umgewandelt, welches durch Dioxygenierung in Homo­ gentisinsäure überführt wird. Diese wird an PPP gebunden, um den Vorläufer von α-Tocopherol und α-Tocoquinon, das 2-Methyl-6-phy­ tylquinol, zu bilden. Durch Methylierungsschritte mit S-Adenosyl­ methionin als Methyl-Gruppen-Donor entsteht zunächst 2,3-Dimethyl-6-phytylquinol, dann durch Zyklisierung γ-Tocopherol und durch nochmalige Methylierung α-Tocopherol (Richter, Bioche­ mie der Pflanzen, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 1996).The ring structures of the mixed prenyl lipids used for Lead to the formation of vitamins E and K, they are quinones, whose starting metabolites come from the Shikimate pathway. The aroma Table amino acids phenylalanine and tyrosine are in hydroxy phenyl pyruvate, which is converted into homo by dioxygenation gentisic acid is transferred. This is tied to PPP in order to Precursors of α-tocopherol and α-tocopoquinone, the 2-methyl-6-phy tylquinol. By methylation steps with S-adenosyl methionine as a methyl group donor is initially formed 2,3-dimethyl-6-phytylquinol, then by cyclization γ-tocopherol and by repeated methylation of α-tocopherol (Richter, Bioche mie of plants, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 1996).

In der Literatur finden sich Beispiele die zeigen, daß die Mani­ pulation eines Enzyms den Metabolit-Fluß direktional beeinflußen kann. In Experimenten mit einer veränderten Expression der Phy­ toen Synthase, welche zwei GGPP-Moleküle zu 15-cis-Phytoen mit­ einander verknüpft, konnte ein direkter Einfluß auf die Carotino­ id-Mengen dieser transgenen Tomatenpflanzen gemessen werden (Fray und Grierson, Plant Mol. Biol. 22 (4), 589-602 (1993); Fray et al., Plant J., 8, 693-701 (1995)). Wie zu erwarten, zeigen transgene Tabakpflanzen mit verringerten Mengen an Phenylalanin-Ammonium Lyase reduzierte Phenylpropanoid-Mengen. Das Enzym Phenylalanin- Ammonium Lyase katalysiert den Abbau von Phenylalanin, entzieht es also der Phenylpropanoid-Biosynthese (Bate et al.,Proc. Natl. Acad. Sci USA 91 (16): 7608-7612 (1994); Howles et al., Plant Physiol. 112. 1617-1624 (1996)). There are examples in the literature which show that the Mani of an enzyme directionally affect the metabolite flow can. In experiments with a changed expression of the Phy toen synthase, which uses two GGPP molecules to form 15-cis-phytoene linked together, could have a direct impact on the carotino id quantities of these transgenic tomato plants are measured (Fray and Grierson, Plant Mol. Biol. 22 (4), 589-602 (1993); Fray et al., Plant J., 8, 693-701 (1995)). As expected, show transgenic Tobacco plants with reduced amounts of phenylalanine ammonium Lyase reduced amounts of phenylpropanoid. The enzyme phenylalanine Ammonium lyase catalyzes the breakdown of phenylalanine, deprives it is phenylpropanoid biosynthesis (Bate et al., Proc. Natl. Acad. Sci USA 91 (16): 7608-7612 (1994); Howles et al., Plant Physiol. 112, 1617-1624 (1996)).  

Über die Erhöhung des Metabolitflusses zur Steigerung des Toco­ pherol-Gehaltes in Pflanzen durch Überexpression einzelner Bio­ synthesegene ist bisher wenig bekannt. Lediglich WO 97/27285 be­ schreibt eine Modifikation des Tocopherol-Gehaltes durch ver­ stärkte Expression bzw. durch Herunterregulation des Enzyms p-Hy­ droxyphenylpyruvatdioxygenase (HPPD).About increasing the metabolite flow to increase the toco pherol content in plants through overexpression of individual bio Little is known so far about synthesis genes. Only WO 97/27285 be writes a modification of the tocopherol content by ver increased expression or by down-regulation of the enzyme p-Hy droxyphenylpyruvate dioxygenase (HPPD).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war die Entwicklung einer transgenen Pflanze mit erhöhtem Gehalt an Tocopherolen, Vita­ min K, Chlorophyllen und Carotinoiden.The object of the present invention was to develop a transgenic plant with increased tocopherol content, Vita min K, chlorophylls and carotenoids.

Die Aufgabe wurden überraschenderweise gelöst durch die Über­ expression eines 1-Deoxy-D-Xylulose-5-Phosphat Synthase (DOXS)-Gens, eines p-Hydroxyphenylpyruvat Dioxygenase (HPPD)-Gens und eines Geranylgeranylpyrophosphat Oxidoreduktase (GGPPOR)-Gens in den Pflanzen, siehe Abb. 1.The task was surprisingly achieved by the overexpression of a 1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate synthase (DOXS) gene, a p-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase (HPPD) gene and a geranylgeranyl pyrophosphate oxidoreductase (GGPPOR) gene in the plants , see Fig. 1.

Um den Metabolit-Fluß aus dem Primärstoffwechsel in den Isopre­ noid-Stoffwechsel zu verstärken, wurde die Bildung von IPP als allgemeines Ausgangssubstrat für alle plastidären Isoprenoide er­ höht. Zu diesem Zweck wurde in transgenen Tabak- und Rapspflanzen die Aktivität der DOXS durch Überexpression der DOXS aus E. coli erhöht. Dies kann auch durch Expression homologer oder anderer heterologer DOXS-Gene erreicht werden. DOXS-Nukleotidsequenzen sind aus Arabidopsis thaliana (Acc. No. U 27099), Reis (Acc. No. AF024512) und Pfefferminze (Acc. No. AF019383) beschrieben.To the metabolite flow from the primary metabolism into the isoprene To boost noid metabolism, the formation of IPP was considered general starting substrate for all plastid isoprenoids increases. For this purpose, in transgenic tobacco and rapeseed plants the activity of the DOXS by overexpression of the DOXS from E. coli elevated. This can also be done by expressing homologues or others heterologous DOXS genes can be achieved. DOXS nucleotide sequences are from Arabidopsis thaliana (Acc. No. U 27099), rice (Acc. No. AF024512) and peppermint (Acc. No. AF019383).

Hierzu wird beispielsweise das DOXS-Gen aus E. coli (SEQ-ID No. 1; Rosa Putra et al., Tetrahedron Lett. 39(1998), 23-26; Acc. No. 035440) in transgenen Pflanzen verstärkt exprimiert. Um eine Plastidenlokalisation zu gewährleisten wird der E. coli DOXS in einem weiteren Konstrukt eine Transitsignalsequenz vorangestellt. Auch geeignet als Expressionskassette ist eine DNA-Sequenz, die für ein DOXS-Gen codiert, das mit Seq-ID No. 1 hybridisiert und das aus anderen Organismen bzw. aus anderen Pflanzen stammt.For this purpose, for example, the DOXS gene from E. coli (SEQ-ID No. 1; Rosa Putra et al., Tetrahedron Lett. 39: 23-26 (1998); Acc. No. 035440) in transgenic plants. To one The E. coli DOXS in will ensure plastid localization another construct preceded by a transit signal sequence. A DNA sequence which is also suitable as an expression cassette encodes a DOXS gene that is labeled with Seq-ID No. 1 hybridizes and that comes from other organisms or other plants.

Das nun vermehrt zur Verfügung stehende D-1-Desoxy-Xylu­ lose-5-Phosphat wird weiter in Richtung Geranylgeranylpyrophosp­ hat umgesetzt.The now increasingly available D-1-deoxy-xylu lose-5-phosphate continues towards geranylgeranylpyrophosp has implemented.

Um das vermehrt zur Verfügung stehende GGPP in Richtung Toco­ pherole und Carotinoide umzusetzen, wird in einem weiteren erfindungswesentlichen Schritt zusätzlich die Aktivität des En­ zyms Geranylgeranyl-Pyrophosphat Oxidoreduktase durch Über­ expression eines entsprechenden homologen oder heterologen Gens gesteigert. Durch diese Maßnahme wird eine verstärkte Bildung von Phytylpyrophosphat durch verstärkte Umsetzung von Geranylgeranyl- Pyrophosphat zu Phytylpyrophosphat erreicht.About the increasingly available GGPP towards Toco Implementing pherols and carotenoids will be done in another step essential to the invention, the activity of the ene zymes geranylgeranyl pyrophosphate oxidoreductase by over expression of a corresponding homologous or heterologous gene increased. This measure will increase the education of  Phytyl pyrophosphate through increased implementation of geranylgeranyl Pyrophosphate to phytyl pyrophosphate reached.

Hierzu wird beispielsweise das GGPPOR-Gen aus Arabidopsis tha­ liana (SEQ-ID No. 5) in transgenen Pflanzen verstärkt exprimiert. Um eine Plastidenlokalisation zu gewährleisten ist der Arabidop­ sis GGPPOR eine Transitsignalsequenz vorangestellt. Auch geeignet als Expressionskassette ist eine DNA-Sequenz, die für ein GGPPOR- Gen codiert, das mit Seq-ID No. 5 hybridisiert und das aus ande­ ren Organismen bzw. aus anderen Pflanzen stammt.For example, the GGPPOR gene from Arabidopsis tha liana (SEQ-ID No. 5) is increasingly expressed in transgenic plants. To ensure plastid localization is the Arabidop sis GGPPOR preceded by a transit signal sequence. Also suitable as an expression cassette is a DNA sequence that is suitable for a GGPPOR Gene encoded with Seq ID No. 5 hybridized and that from others organisms or from other plants.

In Ausführungsbeispiel 4 ist die Klonierung des GGPPOR-Gens aus Arabidopsis thaliana beschrieben.In embodiment 4, the cloning of the GGPPOR gene is complete Arabidopsis thaliana.

Um das vermehrt zur Verfügung stehende PPP in Richtung Toco­ pherole und Carotinoide umzusetzen, wird in einem weiteren erfindungswesentlichen Schritt zusätzlich die Aktivität des En­ zyms p-Hydroxyphenylpyruvat Dioxygenase (HPPD) durch Über­ expression eines entsprechenden homologen oder heterologen Gens gesteigert. Durch diese Maßnahme wird eine verstärkte Bildung von Homogentisinsäure durch verstärkte Umsetzung von Hydroxyphenylpy­ ruvat in Homogentisinsäure erreicht.To the increasingly available PPP towards Toco Implementing pherols and carotenoids will be done in another step essential to the invention, the activity of the ene zyms p-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase (HPPD) by Über expression of a corresponding homologous or heterologous gene increased. This measure will increase the education of Homogentisic acid through increased conversion of hydroxyphenylpy ruvat reached in homogentisic acid.

cDNAs, die für dieses Enzym kodieren, wurden aus verschiedenen Organismen wie beispielsweise aus Mikroorganismen, aus Pflanzen und aus dem Menschen beschrieben.cDNAs encoding this enzyme have been derived from several Organisms such as from microorganisms, from plants and described from humans.

In Ausführungsbeispiel 3 wird die Klonierung des HPPD-Gens aus Streptomyces avermitilis beschrieben (Denoya et al., J. Bacte- riol. 176 (1994), 5312-5319; SEQ-ID No. 3). Um eine Plastidenloka­ lisation zu gewährleisten ist der HPPD aus Streptomyces eine Transitsignalsequenz vorangestellt. Auch geeignet als Expres­ sionskassette ist eine DNA-Sequenz, die für ein HPPD-Gen codiert, das mit Seq-ID No. 3 hybridisiert und das aus anderen Organismen bzw. aus Pflanzen stammt.In embodiment 3, the cloning of the HPPD gene is performed Streptomyces avermitilis (Denoya et al., J. Bacte- riol. 176: 5312-5319 (1994); SEQ ID No. 3). To a plastid loaf To ensure that the HPPD from Streptomyces is a Transit signal sequence preceded. Also suitable as an express ion cassette is a DNA sequence that codes for an HPPD gene, the one with Seq-ID No. 3 hybridizes and that from other organisms or comes from plants.

Die Erhöhung der plastidären D-1-Desoxy-Xylulose-5-Phosphat, der Phytylpyrophosphat und der Homogentisinsäure Bildung führt zur verstärkten Bildung aller plastidären Isoprenoide. Die erhöhte Bereitstellung dieser Vorstufen gewährleistet, daß genügend Sub­ strat für die Bildung von Tocopherolen, Chlorophylle, Vitamin K und Phylloquinone in den Plastiden zur Verfügung steht.The increase in plastid D-1-deoxy-xylulose-5-phosphate, the Phytyl pyrophosphate and the homogentisic acid formation leads to increased formation of all plastidic isoprenoids. The increased The provision of these preliminary stages ensures that sufficient sub strat for the formation of tocopherols, chlorophylls, vitamin K and phylloquinone is available in the plastids.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen transgenen Pflanzen erfolgt durch Transformation der Pflanzen mit einem das DOXS-, das HPPD- Gen und das GGPPOR-Gen enthaltenden Konstrukt (Beispiel 5). Als Modellpflanzen für die Produktion von Tocopherolen, Vitamin K, Chlorophyllen und Carotinoiden wurden Tabak und Raps eingesetzt.The transgenic plants according to the invention are produced by transforming the plants with the DOXS-, the HPPD- Gene and the construct containing the GGPPOR gene (Example 5). As Model plants for the production of tocopherols, vitamin K,  Chlorophylls and carotenoids were used in tobacco and rapeseed.

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der DNA-Sequenzen SEQ-ID No. 1, SEQ-ID No. 3 und SEQ-ID No. 5, die für eine DOXS, eine HPPD und eine GGPPOR oder deren funktionelle Äquivalente ko­ dieren, zur Herstellung einer Pflanze mit erhöhtem Tocopherol-, Vitamin K-, Chlorophyll- und/oder Carotinoid-Gehalt. Die Nuklein­ säuresequenzen können dabei z. B. DNA- oder cDNA-Sequenzen sein. Zur Insertion in eine Expressionskassette geeignete kodierende Sequenzen sind beispielsweise solche, die für eine DOXS, eine HPPD und eine GGPPOR kodieren und die dem Wirt die Fähigkeit zur Überproduktion von Tocopherol verleihen.The invention relates to the use of the DNA sequences SEQ ID No. 1, SEQ ID No. 3 and SEQ-ID No. 5, for a DOXS, an HPPD and a GGPPOR or their functional equivalents ko dieren, for the production of a plant with increased tocopherol, Vitamin K, chlorophyll and / or carotenoid content. The nucleus acid sequences can z. B. DNA or cDNA sequences. Coding suitable for insertion into an expression cassette Sequences are, for example, those for a DOXS, a Encode HPPD and a GGPPOR and give the host the ability to Giving overproduction of tocopherol.

Die Expressionskassetten beinhalten außerdem regulative Nuklein­ säuresequenzen, welche die Expression der kodierenden Sequenz in der Wirtszelle steuern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt eine Expressionskassette stromaufwärts, d. h. am 5'-Ende der kodierenden Sequenz, einen Promotor und stromabwärts, d. h. am 3'-Ende, ein Polyadenylierungssignal und gegebenenfalls weitere regulatorische Elemente, welche mit der dazwischenliegenden ko­ dierenden Sequenz für das DOXS-, das HPPD- bzw. das GGPPOR-Gen operativ verknüpft sind. Unter einer operativen Verknüpfung ver­ steht man die sequenzielle Anordnung von Promotor, kodierender Sequenz, Terminator und ggf. weiterer regulativer Elemente der­ art, daß jedes der regulativen Elemente seine Funktion bei der Expression der kodierenden Sequenz bestimmungsgemäß erfüllen kann. Die zur operativen Verknüpfung bevorzugten aber nicht dar­ auf beschränkten Sequenzen sind Targeting-Sequenzen zur Gewähr­ leistung der subzellulären Lokalisation im Apoplasten, in der Va­ kuole, in Plastiden, im Mitochondrium, im Endoplasmatischen Reti­ kulum (ER), im Zellkern, in Ölkörperchen oder anderen Komparti­ menten und Translationsverstärker wie die 5'-Führungssequenz aus dem Tabak-Mosaik-Virus (Gallie et al., Nucl. Acids Res. 15 (1987), 8693-8711).The expression cassettes also contain regulatory nucleotides acid sequences which express the expression of the coding sequence in control the host cell. According to a preferred embodiment comprises an expression cassette upstream, i. H. at the 5 'end the coding sequence, a promoter and downstream, d. H. at the 3'-end, a polyadenylation signal and optionally others regulatory elements, which with the intervening ko sequence for the DOXS, HPPD and GGPPOR genes are operationally linked. Under an operational link ver the sequential arrangement of promoter, coding Sequence, terminator and possibly other regulatory elements of the that each of the regulatory elements has its function in the Meet expression of the coding sequence as intended can. However, those preferred for operative linking are not targeting sequences are guaranteed on restricted sequences performance of the subcellular localization in the apoplast, in the Va cool, in plastids, in the mitochondrion, in the endoplasmic reti kulum (ER), in the cell nucleus, in oil corpuscles or other compartments elements and translation enhancers such as the 5 'guide sequence the tobacco mosaic virus (Gallie et al., Nucl. Acids Res. 15 (1987), 8693-8711).

Beispielhaft kann die pflanzliche Expressionskassette in den Ta­ bak-Transformationsvektor pBinAR-Hyg eingebaut werden. Abb. 2 zeigt die Tabaktransformationsvektoren pBinAR-Hyg mit 35S-Promo­ tor (A) bzw. pBinAR-Hyg mit samenspezifischem Promotor Phaseolin 796 (B):
As an example, the plant expression cassette can be installed in the tobacco transformation vector pBinAR-Hyg. Fig. 2 shows the tobacco transformation vectors pBinAR-Hyg with 35S promoter (A) or pBinAR-Hyg with seed-specific promoter Phaseolin 796 (B):

  • - HPT: Hygromycin-Phosphotransferase- HPT: hygromycin phosphotransferase
  • - OCS: Octopin-Synthase-Terminator- OCS: octopine synthase terminator
  • - PNOS: Nopalin-Synthase-Promotor- PNOS: nopaline synthase promoter
  • - außerdem sind solche Restriktionsschnittstellen eingezeich­ net, die nur einmal den Vektor schneiden.- Such restriction interfaces are also shown net that only cut the vector once.

Als Promotoren der Expressionskassette ist grundsätzlich jeder Promotor geeignet, der die Expression von Fremdgenen in Pflanzen steuern kann. Vorzugsweise verwendet man insbesondere einen pflanzlichen Promotor oder einen Promotor, der einem Pflanzenvi­ rus entstammt. Insbesondere bevorzugt ist der CaMV 35S-Promotor aus dem Blumenkohl-Mosaik-Virus (Franck et al., Cell 21 (1980), 285-294). Dieser Promotor enthält bekanntlich unterschiedliche Erkennungssequenzen für transkriptionale Effektoren, die in ihrer Gesamtheit zu einer permanenten und konstitutiven Expression des eingeführten Gens führen (Benfey et al., EMBO J. 8 (1989), 2195-2202).In principle, everyone is the promoter of the expression cassette Promoter suitable for the expression of foreign genes in plants can control. In particular, one is preferably used vegetable promoter or a promoter which is a vegetable vi rus comes from. The CaMV 35S promoter is particularly preferred from the cauliflower mosaic virus (Franck et al., Cell 21 (1980), 285-294). As is known, this promoter contains different ones Recognition sequences for transcriptional effectors that are in their Whole to a permanent and constitutive expression of the introduced gene (Benfey et al., EMBO J. 8 (1989), 2195-2202).

Die Expressionskassette kann auch einen chemisch induzierbaren Promotor enthalten, durch den die Expression des exogenen DOXS-, HPPD-, bzw. GGPPOR-Gens in der Pflanze zu einem bestimmten Zeit­ punkt gesteuert werden kann. Derartige Promotoren wie z. B. der PRP1-Promotor (Ward et al., Plant. Mol. Biol. 22 (1993), 361-366), ein durch Salizylsäure induzierbarer Promotor (WO 95/19443), ein durch Benzenesulfonamid-induzierbarer (EP-A 388186), ein durch Tetrazyklin-induzierbarer (Gatz et al., (1992) Plant J. 2, 397-404), ein durch Abscisinsäure-induzier­ barer (EP-A 335528) bzw. ein durch Ethanol- oder Cyclohexanon-in­ duzierbarer (WO 93/21334) Promotor können u. a. verwendet werden.The expression cassette can also be a chemically inducible one Contain promoter through which the expression of the exogenous DOXS, HPPD or GGPPOR gene in the plant at a certain time point can be controlled. Such promoters such. B. the PRP1 promoter (Ward et al., Plant. Mol. Biol. 22 (1993), 361-366), a salicylic acid inducible promoter (WO 95/19443), an inducible by benzenesulfonamide (EP-A 388186), a tetracycline-inducible (Gatz et al., (1992) Plant J. 2, 397-404), an abscisic acid-induced barer (EP-A 335528) or by ethanol or cyclohexanone-in inducible (WO 93/21334) promoter can u. a. be used.

Weiterhin sind insbesonders solche Promotoren bevorzugt, die die Expression in Geweben oder Pflanzenteilen sicherstellen, in denen die Biosynthese von Tocopherol bzw. dessen Vorstufen stattfindet. Insbesondere zu nennen sind Promotoren, die eine blattspezifische Expression gewährleisten. Zu nennen sind der Promotor der cyto­ solischen FBPase aus Kartoffel oder der ST-LSI Promotor aus Kar­ toffel (Stockhaus et al., EMBO J. 8 (1989), 2445-245).Furthermore, those promoters are preferred which are the Ensure expression in tissues or parts of plants in which the biosynthesis of tocopherol or its precursors takes place. Promoters that are leaf-specific are particularly noteworthy Ensure expression. The promoter of cyto should be mentioned FBPase from potato or the ST-LSI promoter from Kar toffel (Stockhaus et al., 1989, EMBO J. 8: 2445-245).

Mit Hilfe eines samenspezifischen Promotors konnte ein Fremd­ protein stabil bis zu einem Anteil von 0,67% des gesamten lösli­ chen Samenproteins in den Samen transgener Tabakpflanzen expri­ miert werden (Fiedler und Conrad, Bio/Technology 10 (1995), 1090-1094). Die Expressionskassette kann daher beispielsweise einen samenspezifischen Promotor (bevorzugt den Phaseolin- Promotor (US 5504200), den USP- (Baumlein, H. et al., Mol. Gen. Genet. (1991) 225 (3), 459-467) oder LEB4-Promotor (Fiedler und Conrad, 1995)), das LEB4-Signalpeptid, das zu exprimierende Gen und ein ER-Retentionssignal enthalten.With the help of a seed-specific promoter, a stranger could protein stable up to a share of 0.67% of the total sol Chen seed protein in the seeds of transgenic tobacco plants expri be lubricated (Fiedler and Conrad, Bio / Technology 10 (1995), 1090-1094). The expression cassette can therefore, for example a seed-specific promoter (preferably the phaseolin Promoter (US 5504200), the USP- (Baumlein, H. et al., Mol. Gen. Genet. (1991) 225 (3), 459-467) or LEB4 promoter (Fiedler and Conrad, 1995)), the LEB4 signal peptide, the gene to be expressed and contain an ER retention signal.

Die Herstellung einer Expressionskassette erfolgt durch Fusion eines geeigneten Promotors mit einer geeigneten DOXS-, HPPD- bzw. GGPPOR-DNA Sequenz und vorzugsweise einer zwischen Promotor und DOXS-, HPPD- bzw. GGPPOR-DNA-Sequenz inserierten DNA, die für ein chloroplastenspezifisches Transitpeptid kodiert, sowie einem Po­ lyadenylierungssignal nach gängigen Rekombinations- und Klonierungstechniken, wie sie beispielsweise in T. Maniatis, E. F. Fritsch und J. Sambrook, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1989) so­ wie in T. J. Silhavy, M. L. Berman und L. W. Enquist, Experiments with Gene Fusions, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1984) und in Ausubel, F. M. et al., Current Protocols in Molecular Biology, Greene Publishing Assoc. and Wiley-Inter­ science (1987) beschrieben sind.An expression cassette is produced by fusion a suitable promoter with a suitable DOXS, HPPD or GGPPOR DNA sequence and preferably one between promoter and DOXS, HPPD or GGPPOR DNA sequence inserted DNA, which for a  chloroplast-specific transit peptide encoded, and a Po lyadenylation signal according to common recombination and Cloning techniques such as those described in T. Maniatis, E.F. Fritsch and J. Sambrook, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1989) see above as in T. J. Silhavy, M. L. Berman and L. W. Enquist, Experiments with Gene Fusions, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1984) and Ausubel, F.M. et al., Current Protocols in Molecular Biology, Greene Publishing Assoc. and Wiley-Inter science (1987).

Insbesondere bevorzugt sind Sequenzen, die ein Targeting in den Apoplasten, in Plastiden, in die Vakuole, in das Mitochondrium, in das Endoplasmatische Retikulum (ER) oder durch ein Fehlen ent­ sprechender operativer Sequenzen einen Verbleib im Kompartiment des Entstehens, dem Zytosol, gewährleisten (Kermode, Crit. Rev. Plant Sci. 15, 4 (1996), 285-423). Für die Menge der Proteinakku­ mulation in transgenen Pflanzen besonders förderlich erwiesen hat sich eine Lokalisation im ER (Schouten et al., Plant Mol. Biol. 30 (1996), 781-792).Sequences which target in the Apoplasts, in plastids, in the vacuole, in the mitochondrion, in the endoplasmic reticulum (ER) or due to a lack of ent speaking operative sequences remain in the compartment ensure the emergence, the cytosol (Kermode, Crit. Rev. Plant Sci. 15: 4 (1996), 285-423). For the amount of protein battery mulation in transgenic plants has proven particularly beneficial localization in the ER (Schouten et al., Plant Mol. Biol. 30: 781-792 (1996)).

Es können auch Expressionskassetten verwendet werden, deren DNA- Sequenz für ein DOXS-, HPPD- bzw. GGPPOR-Fusionsprotein kodiert, wobei ein Teil des Fusionsproteins ein Transitpeptid ist, das die Translokation des Polypeptides steuert. Bevorzugt sind für die Chloroplasten spezifische Transitpeptide, welche nach Transloka­ tion des DOXS-, HPPD- bzw. GGPPOR-Gens in die Chloroplasten vom DOXS-, HPPD- bzw. GGPPOR-Teil enzymatisch abgespalten werden. Insbesondere bevorzugt ist das Transitpeptid, das von der plasti­ dären Transketolase (TK) oder einem funktionellen Äquivalent die­ ses Transitpeptids (z. B. dem Transitpeptid der kleinen Unter­ einheit der Rubisco oder der Ferredoxin NADP Oxidoreduktase) ab­ geleitet ist.Expression cassettes can also be used whose DNA Coded sequence for a DOXS, HPPD or GGPPOR fusion protein, wherein part of the fusion protein is a transit peptide which is the Controls translocation of the polypeptide. Are preferred for the Chloroplast-specific transit peptides, which according to Transloka tion of the DOXS, HPPD or GGPPOR gene in the chloroplast from DOXS, HPPD or GGPPOR part are split off enzymatically. The transit peptide, which is derived from the plasti där Transketolase (TK) or a functional equivalent the This transit peptide (e.g. the transit sub-peptide of the small sub unit of Rubisco or ferredoxin NADP oxidoreductase) is headed.

Besonders bevorzugt sind DNA-Sequenzen von drei Kassetten des Plastiden-Transitpeptids der plastidären Transketolase aus Kar­ toffel in drei Leserastern als KpnI/BamHI Fragmente mit einem ATG-Codon in der NcoI Schnittstelle:
DNA sequences of three cassettes of the plastid transit peptide of plastid transketolase from potato in three reading frames are particularly preferred as KpnI / BamHI fragments with an ATG codon in the NcoI interface:

Die inserierte Nukleotid-Sequenz kodierend für eine DOXS, HPPD bzw. GGPPOR kann synthetisch hergestellt oder natürlich gewonnen sein oder eine Mischung aus synthetischen und natürlichen DNA-Be­ standteilen enthalten, sowie aus verschiedenen heterologen DOXS-, HPPD- bzw. GGPPOR-Genabschnitten verschiedener Organismen beste­ hen. Im allgemeinen werden synthetische Nukleotid-Sequenzen mit Kodons erzeugt, die von Pflanzen bevorzugt werden. Diese von Pflanzen bevorzugten Kodons können aus Kodons mit der höchsten Proteinhäufigkeit bestimmt werden, die in den meisten interessan­ ten Pflanzenspezies exprimiert werden. Bei der Präparation einer Expressionskassette können verschiedene DNA-Fragmente manipuliert werden, um eine Nukleotid-Sequenz zu erhalten, die zweckmäßiger­ weise in der korrekten Richtung liest und die mit einem korrekten Leseraster ausgestattet ist. Für die Verbindung der DNA-Fragmente miteinander können an die Fragmente Adaptoren oder Linker ange­ setzt werden.The inserted nucleotide sequence coding for a DOXS, HPPD or GGPPOR can be produced synthetically or obtained naturally be or a mixture of synthetic and natural DNA Be components, as well as from various heterologous DOXS, HPPD or GGPPOR gene sections of different organisms best hen. In general, synthetic nucleotide sequences with Generates codons that plants prefer. This one from Plants' preferred codons can be made from codons with the highest Protein frequency can be determined, which is of most interest ten plant species are expressed. When preparing a Expression cassette can manipulate various DNA fragments to obtain a nucleotide sequence that is more convenient reads in the correct direction and with a correct one Reading frame is equipped. For connecting the DNA fragments with one another adapters or linkers can be attached to the fragments be set.

Zweckmäßigerweise können die Promotor- und die Terminator-Regio­ nen in Transkriptionsrichtung mit einem Linker oder Polylinker, der eine oder mehrere Restriktionsstellen für die Insertion die­ ser Sequenz enthält, versehen werden. In der Regel hat der Linker 1 bis 10, meistens 1 bis 8, vorzugsweise 2 bis 6 Restriktions­ stellen. Im allgemeinen hat der Linker innerhalb der regulatori­ schen Bereiche eine Größe von weniger als 100 bp, häufig weniger als 60 bp, mindestens jedoch 5 bp. Der Promotor kann sowohl nativ bzw. homolog als auch fremdartig bzw. heterolog zur Wirtspflanze sein. Die Expressionskassette beinhaltet in der 5'-3'-Transkrip­ tionsrichtung den Promotor, eine DNA-Sequenz die für ein DOXS-, HPPD- bzw. GGPPOR-Gen codiert und eine Region für die transkrip­ tionale Termination. Verschiedene Terminationsbereiche sind ge­ geneinander beliebig austauschbar.The promoter and terminator regions can expediently be used in the direction of transcription with a linker or polylinker, the one or more restriction sites for the insertion the contains this sequence. Usually the linker 1 to 10, mostly 1 to 8, preferably 2 to 6 restrictions put. In general, the linker has within the regulatory areas of less than 100 bp, often less than 60 bp, but at least 5 bp. The promoter can be both native or homologous as well as alien or heterologous to the host plant  his. The expression cassette contains in the 5'-3 'transcript direction of the promoter, a DNA sequence that is used for a DOXS, HPPD or GGPPOR gene coded and a region for the transkrip national termination. Different termination areas are ge interchangeable with each other.

Ferner können Manipulationen, die passende Restriktionsschnitt­ stellen bereitstellen oder die überflüssige DNA oder Restrikti­ onsschnittstellen entfernen, eingesetzt werden. Wo Insertionen, Deletionen oder Substitutionen wie z. B. Transitionen und Trans­ versionen in Frage kommen, können in vitro-Mutagenese, "primerre­ pair", Restriktion oder Ligation verwendet werden. Bei geeigneten Manipulationen, wie z. B. Restriktion, "chewing-back" oder Auffül­ len von Überhängen für "bluntends", können komplementäre Enden der Fragmente für die Ligation zur Verfügung gestellt werden.Manipulations can also find the appropriate restriction cut provide or dispose of the superfluous DNA or restriction Remove interfaces, be used. Where insertions, Deletions or substitutions such. B. Transitions and Trans versions may be considered in vitro mutagenesis, "primerre pair ", restriction or ligation can be used. With suitable Manipulations, such as B. restriction, "chewing-back" or replenishment len of overhangs for "bluntends" can have complementary ends of the fragments are made available for ligation.

Von Bedeutung für den erfindungsgemäßen Erfolg kann u. a. das An­ hängen des spezifischen ER-Retentionssignals SEKDEL sein (Schou­ ten, A. et al., Plant Mol. Biol. 30 (1996), 781-792), die durchschnittliche Expressionshöhe wird damit verdreifacht bis vervierfacht. Es können auch andere Retentionssignale, die natür­ licherweise bei im ER lokalisierten pflanzlichen und tierischen Proteinen vorkommen, für den Aufbau der Kassette eingesetzt wer­ den.Of importance for the success of the invention can u. a. the on depend on the specific ER retention signal SEKDEL (Schou ten, A. et al., Plant Mol. Biol. 30 (1996), 781-792), average expression level is tripled to quadrupled. There may also be other retention signals that are natural licher with plant and animal localized in the ER Proteins occur, who are used for the construction of the cassette the.

Bevorzugte Polyadenylierungssignale sind pflanzliche Polyadeny­ lierungssignale, vorzugsweise solche, die im wesentlichen T-DNA- Polyadenylierungssignale aus Agrobacterium tumefaciens, ins­ besondere des Gens 3 der T-DNA (Octopin Synthase) des Ti-Plasmids pTiACH5 entsprechen (Gielen et al., EMBO J. 3 (1984), 835 ff) oder funktionelle Äquivalente.Preferred polyadenylation signals are vegetable polyadenylation lation signals, preferably those which are essentially T-DNA Polyadenylation signals from Agrobacterium tumefaciens, ins particular of gene 3 of T-DNA (octopine synthase) of the Ti plasmid correspond to pTiACH5 (Gielen et al., EMBO J. 3 (1984), 835 ff) or functional equivalents.

Eine Expressionskassette kann beispielsweise einen konstitutiven Promotor (bevorzugt den CaMV 35S-Promotor), das LeB4-Signalpep­ tid, das zu exprimierende Gen und das ER-Retentionssignal enthal­ ten. Als ER-Retentionssignal wird bevorzugt die Aminosäuresequenz KDEL (Lysin, Asparaginsäure, Glutaminsäure, Leucin) verwendet.An expression cassette can be a constitutive one, for example Promoter (preferably the CaMV 35S promoter), the LeB4 signal pep tid, the gene to be expressed and the ER retention signal The amino acid sequence is preferred as the ER retention signal KDEL (lysine, aspartic acid, glutamic acid, leucine) is used.

Vorzugsweise wird die fusionierte Expressionskassette, die für ein DOXS-Gen, ein HPPD-Gen und ein GGPPOR-Gen kodiert, in einen Vektor, beispielsweise pBin19, kloniert, der geeignet ist, Agro­ bacterium tumefaciens zu transformieren. Mit einem solchen Vektor transformierte Agrobakterien können dann in bekannter Weise zur Transformation von Pflanzen, insbesondere von Kulturpflanzen, wie z. B. von Tabakpflanzen, verwendet werden, indem beispielsweise verwundete Blätter oder Blattstücke in einer Agrobakterienlösung gebadet und anschließend in geeigneten Medien kultiviert werden. Preferably, the fused expression cassette used for encodes a DOXS gene, an HPPD gene and a GGPPOR gene into one Vector, for example pBin19, cloned, which is suitable, agro to transform bacterium tumefaciens. With such a vector transformed agrobacteria can then be used in a known manner Transformation of plants, especially crops, such as e.g. B. of tobacco plants can be used by, for example wounded leaves or pieces of leaf in an agrobacterial solution bathed and then cultivated in suitable media.  

Die Transformation von Pflanzen durch Agrobakterien ist unter an­ derem bekannt aus F. F. White, Vectors for Gene Transfer in Higher Plants; in Transgenic Plants, Vol. 1, Engineering and Utiliza­ tion, herausgegeben von S. D. Kung und R. Wu, Academic Press, 1993, S. 15-38. Aus den transformierten Zellen der verwundeten Blätter bzw. Blattstücke können in bekannter Weise transgene Pflanzen regeneriert werden, die ein in die Expressionskassette integriertes Gen für die Expression eines DOXS-Gens, eines HPPD- Gens bzw. eines GGPPOR-Gens enthalten.The transformation of plants by agrobacteria is among others also known from F. F. White, Vectors for Gene Transfer in Higher Plants; in Transgenic Plants, Vol. 1, Engineering and Utiliza tion, edited by S. D. Kung and R. Wu, Academic Press, 1993, pp. 15-38. From the transformed cells of the wounded Leaves or leaf pieces can be transgenic in a known manner Plants are regenerated, which one in the expression cassette integrated gene for the expression of a DOXS gene, an HPPD Gene or a GGPPOR gene included.

Zur Transformation einer Wirtspflanze mit einer für eine DOXS, eine HPPD und eine GGPPOR kodierenden DNA wird eine Expressions­ kassette als Insertion in einen rekombinanten Vektor eingebaut, dessen Vektor-DNA zusätzliche funktionelle Regulationssignale, beispielsweise Sequenzen für Replikation oder Integration ent­ hält. Geeignete Vektoren sind unter anderem in "Methods in Plant Molecular Biology and Biotechnology" (CRC Press), Kap. 6/7, S. 71-119 (1993) beschrieben.To transform a host plant with one for a DOXS, an HPPD and a GGPPOR-encoding DNA becomes an expression cassette inserted as an insertion in a recombinant vector, whose vector DNA additional functional regulation signals, for example sequences for replication or integration holds. Suitable vectors are inter alia in "Methods in Plant Molecular Biology and Biotechnology "(CRC Press), Chap. 6/7, Pp. 71-119 (1993).

Unter Verwendung der oben zitierten Rekombinations- und Klonierungstechniken können die Expressionskassetten in geeignete Vektoren kloniert werden, die ihre Vermehrung, beispielsweise in E. coli, ermöglichen. Geeignete Klonierungsvektoren sind u. a. pBR332, pUC-Serien, M13mp-Serien und pACYC184. Besonders geeignet sind binäre Vektoren, die sowohl in E. coli als auch in Agrobak­ terien replizieren können.Using the recombination and Cloning techniques can transform the expression cassettes into suitable ones Vectors are cloned that reproduce, for example in E. coli. Suitable cloning vectors include a. pBR332, pUC series, M13mp series and pACYC184. Particularly suitable are binary vectors found in both E. coli and Agrobak can replicate series.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft die Verwendung einer Expressionskassette enthaltend DNA-Sequenzen SEQ-ID No. 1, SEQ-ID No. 3 und SEQ-ID No. 5 oder mit diesen hybridisierende DNA-Sequenzen zur Transformation von Pflanzen, -zellen, -geweben oder Pflanzenteilen. Vorzugsweise ist Ziel der Verwendung die Er­ höhung des Tocopherol-, Vitamin K-, Chlorophyll- und Carotinoid- Gehaltes der Pflanze.Another object of the invention relates to the use an expression cassette containing DNA sequences SEQ-ID No. 1, SEQ ID No. 3 and SEQ-ID No. 5 or hybridizing with these DNA sequences for the transformation of plants, cells, tissues or parts of plants. The preferred use is the Er increase in tocopherol, vitamin K, chlorophyll and carotenoid Content of the plant.

Dabei kann je nach Wahl des Promotors die Expression spezifisch in den Blättern, in den Samen oder anderen Teilen der Pflanze er­ folgen. Solche transgenen Pflanzen, deren Vermehrungsgut, sowie deren Pflanzenzellen, -gewebe oder -teile sind ein weiterer Ge­ genstand der vorliegenden Erfindung.Depending on the choice of the promoter, the expression can be specific in the leaves, seeds or other parts of the plant consequences. Such transgenic plants, their propagation material, as well their plant cells, tissues or parts are another Ge subject of the present invention.

Die Expressionskassette kann darüberhinaus auch zur Transforma­ tion von Bakterien, Cyanobakterien, Hefen, filamentösen Pilzen und Algen mit dem Ziel einer Erhöhung der Tocopherol-, Vitamin K-, Chlorophyll- und/oder Carotinoid-Produktion eingesetzt wer­ den. The expression cassette can also be used for transforma tion of bacteria, cyanobacteria, yeast, filamentous fungi and algae with the aim of increasing the tocopherol, vitamin K, chlorophyll and / or carotenoid production who used the.  

Die Übertragung von Fremdgenen in das Genom einer Pflanze wird als Transformation bezeichnet. Es werden dabei die beschriebenen Methoden zur Transformation und Regeneration von Pflanzen aus Pflanzengeweben oder Pflanzenzellen zur transienten oder stabilen Transformation genutzt. Geeignete Methoden sind die Protoplasten­ transformation durch Polyethylenglykol-induzierte DNA-Aufnahme, das biolistische Verfahren mit der Genkanone - die sogenannte particle bombardment Methode, die Elektroporation, die Inkubation trockener Embryonen in DNA-haltiger Lösung, die Mikroinjektion und der durch Agrobacterium vermittelte Gentransfer. Die genann­ ten Verfahren sind beispielsweise in B. Jenes et al., Techniques for Gene Transfer, in: Transgenic Plants, Vol. 1, Engineering and Utilization, herausgegeben von S. D. Kung und R. Wu, Academic Press (1993), 128-143 sowie in Potrykus, Annu. Rev. Plant Phy­ siol. Plant Molec. Biol. 42 (1991), 205-225) beschrieben. Vorzugsweise wird das zu exprimierende Konstrukt in einen Vektor kloniert, der geeignet ist, Agrobacterium tumefaciens zu trans­ formieren, beispielsweise pBin19 (Bevan et al., Nucl. Acids Res. 12 (1984), 8711).The transfer of foreign genes into the genome of a plant is made referred to as transformation. There are the described Methods for transforming and regenerating plants Plant tissues or plant cells for transient or stable Transformation used. Protoplasts are suitable methods transformation by polyethylene glycol-induced DNA uptake, the biolistic method with the gene cannon - the so-called particle bombardment method, electroporation, incubation dry embryos in DNA-containing solution, microinjection and Agrobacterium mediated gene transfer. The called Methods are described, for example, in B. Jenes et al., Techniques for Gene Transfer, in: Transgenic Plants, Vol. 1, Engineering and Utilization, edited by S. D. Kung and R. Wu, Academic Press (1993), 128-143 and in Potrykus, Annu. Rev. Plant Phy siol. Plant Molec. Biol. 42 (1991), 205-225). The construct to be expressed is preferably converted into a vector cloned, which is suitable for trans Agrobacterium tumefaciens form, for example pBin19 (Bevan et al., Nucl. Acids Res. 12 (1984), 8711).

Mit einer Expressionskassette transformierte Agrobakterien können ebenfalls in bekannter Weise zur Transformation von Pflanzen, insbesondere von Kulturpflanzen, wie Getreide, Mais, Hafer, Soja, Reis, Baumwolle, Zuckerrübe, Canola, Sonnenblume, Flachs, Hanf, Kartoffel, Tabak, Tomate, Raps, Alfalfa, Salat und den verschie­ denen Baum-, Nuß- und Weinspezies, verwendet werden, z. B. indem verwundete Blätter oder Blattstücke in einer Agrobakterienlösung gebadet und anschließend in geeigneten Medien kultiviert werden.Agrobacteria transformed with an expression cassette can also in a known manner for the transformation of plants, especially of crops, such as cereals, corn, oats, soybeans, Rice, cotton, sugar beet, canola, sunflower, flax, hemp, Potato, tobacco, tomato, rapeseed, alfalfa, lettuce and various which tree, nut and wine species are used, e.g. B. by wounded leaves or pieces of leaf in an agrobacterial solution bathed and then cultivated in suitable media.

Funktionell äquivalente Sequenzen, die für ein DOXS-, HPPD- bzw. GGPPOR-Gen kodieren, sind solche Sequenzen, welche trotz abwei­ chender Nukleotidsequenz noch die gewünschten Funktionen besit­ zen. Funktionelle Äquivalente umfassen somit natürlich vorkom­ mende Varianten der hierin beschriebenen Sequenzen sowie künstli­ che, z. B. durch chemische Synthese erhaltene, an den Kodon-Ge­ brauch einer Pflanze angepaßte, künstliche Nukleotid-Sequenzen.Functionally equivalent sequences that are required for a DOXS, HPPD or GGPPOR gene encode are those sequences which, despite differing The nucleotide sequence still has the desired functions Zen. Functional equivalents naturally include sometimes mende variants of the sequences described herein and artificial che, e.g. B. obtained by chemical synthesis to the codon Ge need artificial nucleotide sequences adapted to a plant.

Unter einem funktionellen Äquivalent versteht man insbesondere auch natürliche oder künstliche Mutationen einer ursprünglich isolierten für eine DOXS, HPPD bzw. GGPPOR kodierende Sequenz, welche weiterhin die gewünschte Funktion zeigt. Mutationen umfas­ sen Substitutionen, Additionen, Deletionen, Vertauschungen oder Insertionen eines oder mehrerer Nukleotidreste. Somit werden beispielsweise auch solche Nukleotidsequenzen durch die vorlie­ gende Erfindung mit umfaßt, welche man durch Modifikation der DOXS-, HPPD- bzw. GGPPOR-Nukleotidsequenz erhält. Ziel einer sol­ chen Modifikation kann z. B. die weitere Eingrenzung der darin enthaltenen kodierenden Sequenz oder z. B. auch die Einfügung wei­ terer Restriktionsenzym-Schnittstellen sein.A functional equivalent is understood to mean in particular also natural or artificial mutations of one originally isolated sequence coding for a DOXS, HPPD or GGPPOR, which still shows the desired function. Mutations substitutions, additions, deletions, exchanges or Insertions of one or more nucleotide residues. So be for example, such nucleotide sequences by the available The present invention includes which can be modified by modifying the DOXS, HPPD or GGPPOR nucleotide sequence. The goal of a sol Chen modification z. B. the further narrowing down of it  contained coding sequence or z. B. also the insertion white more restriction enzyme interfaces.

Funktionelle Äquivalente sind auch solche Varianten, deren Funk­ tion, verglichen mit dem Ausgangsgen bzw. Genfragment, abge­ schwächt oder verstärkt ist.Functional equivalents are also those variants whose radio tion compared to the parent gene or gene fragment is weakening or strengthening.

Außerdem sind artifizielle DNA-Sequenzen geeignet, solange sie, wie oben beschrieben, die gewünschte Eigenschaft beispielsweise der Erhöhung des Tocopherol-Gehaltes in der Pflanze durch Über­ expression des DOXS-, des HPPD- und des GGPPOR-Gens in Kultur­ pflanzen vermitteln. Solche artifiziellen DNA-Sequenzen können beispielsweise durch Rückübersetzung mittels Molecular Modelling konstruierter Proteine, die DOXS-, HPPD- bzw. GGPPOR-Aktivität aufweisen oder durch in vitro-Selektion ermittelt werden. Beson­ ders geeignet sind kodierende DNA-Sequenzen, die durch Rücküber­ setzung einer Polypeptidsequenz gemäß der für die Wirtspflanze spezifischen Kodon-Nutzung erhalten wurden. Die spezifische Ko­ don-Nutzung kann ein mit pflanzengenetischen Methoden vertrauter Fachmann durch Computerauswertungen anderer, bekannter Gene der zu transformierenden Pflanze leicht ermitteln.In addition, artificial DNA sequences are suitable as long as they as described above, the desired property for example the increase in the tocopherol content in the plant through over Expression of the DOXS, HPPD and GGPPOR genes in culture convey plants. Such artificial DNA sequences can for example by back-translation using molecular modeling constructed proteins, the DOXS, HPPD or GGPPOR activity have or be determined by in vitro selection. Especially encoding DNA sequences which are suitable by Rücküber setting a polypeptide sequence according to that for the host plant specific codon usage. The specific knockout Don use can be a familiar with plant genetic methods Expert through computer analysis of other known genes of Easily identify the plant to be transformed.

Als weitere geeignete äquivalente Nukleinsäure-Sequenzen sind zu nennen Sequenzen, welche für Fusionsproteine kodieren, wobei Be­ standteil des Fusionsproteins ein DOXS-, HPPD- bzw. GGPPOR-Poly­ peptid oder ein funktionell äquivalenter Teil davon ist. Der zweite Teil des Fusionsproteins kann z. B. ein weiteres Polypeptid mit enzymatischer Aktivität sein oder eine antigene Polypeptid­ sequenz mit deren Hilfe ein Nachweis auf DOXS-, HPPD- bzw. GGPPOR Expression möglich ist (z. B. myc-tag oder his-tag). Bevorzugt handelt es sich dabei jedoch um eine regulative Proteinsequenz, wie z. B. ein Signal- oder Transitpeptid, das das DOXS-, HPPD- bzw. GGPPOR-Protein an den gewünschten Wirkort leitet.Other suitable equivalent nucleic acid sequences include name sequences which code for fusion proteins, Be part of the fusion protein is a DOXS, HPPD or GGPPOR poly peptide or a functionally equivalent part thereof. The second part of the fusion protein can e.g. B. another polypeptide with enzymatic activity or an antigenic polypeptide sequence with the help of evidence of DOXS, HPPD or GGPPOR Expression is possible (e.g. myc-tag or his-tag). Prefers however, this is a regulatory protein sequence, such as B. a signal or transit peptide that contains the DOXS, HPPD or GGPPOR protein to the desired site of action.

Erhöhung des Tocopherol-, Vitamin K-, Chlorophyll- und/oder Caro­ tinoid-Gehaltes bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung die künstlich erworbene Fähigkeit einer erhöhten Biosyntheseleistung dieser Verbindungen durch funktionelle Überexpression des DOXS-, des HPPD- und des GGPPOR-Gens in der Pflanze gegenüber der nicht gentechnisch modifizierten Pflanze für die Dauer mindestens einer Pflanzengeneration.Increase in tocopherol, vitamin K, chlorophyll and / or caro tinoid content means in the context of the present invention artificially acquired ability to increase biosynthesis of these compounds by functional overexpression of the DOXS-, of the HPPD and GGPPOR genes in the plant versus that genetically modified plant for at least one Plant generation.

Der Biosyntheseort von Tocopherol ist im allgemeinen das Blattge­ webe, so daß eine blattspezifische Expression des DOXS-, des HPPD- und des GGPPOR-Gens sinnvoll ist. Es ist jedoch nahelie­ gend, daß die Tocopherol-Biosynthese nicht auf das Blattgewebe beschränkt sein muß, sondern auch in allen übrigen Teilen der Pflanze - beispielsweise in fetthaltigen Samen - gewebespezifisch erfolgen kann.The tocopherol biosynthesis site is generally the leaf weave, so that a leaf-specific expression of the DOXS, the HPPD and the GGPPOR gene is useful. However, it is obvious enough that the tocopherol biosynthesis does not affect the leaf tissue must be limited, but also in all other parts of the  Plant - for example in fatty seeds - tissue-specific can be done.

Darüberhinaus ist eine konstitutive Expression des DOXS-, des HPPD- und des GGPPOR-Gens von Vorteil. Andererseits kann aber auch eine induzierbare Expression wünschenswert erscheinen.In addition, a constitutive expression of the DOXS-, the HPPD and the GGPPOR gene advantageous. On the other hand, however inducible expression also appears desirable.

Die Wirksamkeit der Expression des transgen exprimierten DOXS-, HPPD- und GGPPOR-Gens kann beispielsweise in vitro durch Sproßme­ ristemvermehrung ermittelt werden. Zudem kann eine in Art und Höhe veränderte Expression des DOXS-, des HPPD- bzw. des GGPPOR- Gens und deren Auswirkung auf die Tocopherol-Biosyntheseleistung an Testpflanzen in Gewächshausversuchen getestet werden.The effectiveness of expression of the transgenically expressed DOXS, For example, HPPD and GGPPOR genes can be sprouted in vitro increase in instep can be determined. In addition, one in kind and Expression of the DOXS-, HPPD- or GGPPOR- Gens and their impact on tocopherol biosynthetic performance be tested on test plants in greenhouse experiments.

Gegenstand der Erfindung sind außerdem transgene Pflanzen, trans­ formiert mit einer Expressionskassette enthaltend die Sequenz SEQ-ID No. 1, SEQ-ID No. 3 und SEQ-ID No. 5 oder mit diesen hy­ bridisierende DNA-Sequenzen, sowie transgene Zellen, Gewebe, Teile und Vermehrungsgut solcher Pflanzen. Besonders bevorzugt sind dabei transgene Kulturpflanzen, wie z. B. Gerste, Weizen, Roggen, Mais, Hafer, Soja, Reis, Baumwolle, Zuckerrübe, Canola, Sonnenblume, Flachs, Hanf, Kartoffel, Tabak, Tomate, Raps, Al­ falfa, Salat und die verschiedenen Baum-, Nuß- und Weinspezies.The invention also relates to transgenic plants, trans formed with an expression cassette containing the sequence SEQ ID No. 1, SEQ ID No. 3 and SEQ-ID No. 5 or with these hy bridging DNA sequences, as well as transgenic cells, tissues, Parts and propagation material of such plants. Particularly preferred are transgenic crops, such as. B. barley, wheat, Rye, corn, oats, soybeans, rice, cotton, sugar beet, canola, Sunflower, flax, hemp, potato, tobacco, tomato, rapeseed, al falfa, lettuce and the various tree, nut and wine species.

Pflanzen im Sinne der Erfindung sind mono- und dikotyle Pflanzen oder Algen.Plants in the sense of the invention are mono- and dicotyledonous plants or algae.

Durch Überexpression der für eine DOXS kodierenden Gensequenz SEQ ID NO: 1 in einer Pflanze kann prinzipiell eine erhöhte Resistenz gegenüber Inhibitoren der DOXS erreicht werden. Die derart herge­ stellten transgenen Pflanzen sind ebenfalls Gegenstand der Erfin­ dung.By overexpressing the gene sequence SEQ ID NO: 1 in a plant can in principle be an increased resistance against inhibitors of DOXS can be achieved. The herge Transgenic plants are also the subject of the Erfin dung.

Durch Überexpression der für eine HPPD kodierenden Gensequenz SEQ ID NO: 3 in einer Pflanze kann prinzipiell eine erhöhte Resistenz gegenüber Inhibitoren der HPPD erreicht werden. Die derart herge­ stellten transgenen Pflanzen sind ebenfalls Gegenstand der Erfin­ dung.By overexpressing the gene sequence coding for an HPPD SEQ ID NO: 3 in a plant can in principle have increased resistance against inhibitors of HPPD can be achieved. The herge Transgenic plants are also the subject of the Erfin dung.

Durch Überexpression der für eine GGPPOR kodierenden Gensequenz SEQ ID NO: 5 in einer Pflanze kann prinzipiell eine erhöhte Resistenz gegenüber Inhibitoren der GGPPOR erreicht werden. Die derart hergestellten transgenen Pflanzen sind ebenfalls Gegen­ stand der Erfindung. By overexpressing the gene sequence coding for a GGPPOR In principle, SEQ ID NO: 5 in a plant can be increased Resistance to inhibitors of GGPPOR can be achieved. The transgenic plants produced in this way are also counter state of the invention.  

Durch Überexpression der für eine DOXS kodierenden Gensequenz SEQ-ID NO: 1, einer für die HPPD kodierenden Gensequenz SEQ-ID NO: 3 und einer für die GGPPOR kodierenden Gensequenz SEQ-ID No. 5 in einer Pflanze kann prinzipiell eine erhöhte Resistenz gegen­ über Inhibitoren der DOXS, der HPPD und der GGPPOR erreicht wer­ den. Die derart hergestellten transgenen Pflanzen sind ebenfalls Gegenstand der Erfindung.By overexpressing the gene sequence coding for a DOXS SEQ-ID NO: 1, a gene sequence coding for the HPPD SEQ-ID NO: 3 and a gene sequence coding for the GGPPOR SEQ-ID No. 5 In principle, a plant can have increased resistance to via inhibitors of DOXS, HPPD and GGPPOR the. The transgenic plants so produced are also Subject of the invention.

Weitere Gegenstände der Erfindung sind:
Further objects of the invention are:

  • - Verfahren zur Transformation einer Pflanze, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man Expressionskassetten enthaltend eine DNA- Sequenz SEQ-ID No. 1, eine DNA-Sequenz SEQ-ID No. 3 und eine DNA-Sequenz SEQ-ID No. 5 oder mit diesen hybridisierende DNA- Sequenzen in eine Pflanzenzelle, in Kallusgewebe, eine ganze Pflanze oder Protoplasten von Pflanzen einbringt.- Process for transforming a plant, characterized thereby records that expression cassettes containing a DNA Sequence SEQ ID No. 1, a DNA sequence SEQ-ID No. 3 and one DNA sequence SEQ-ID No. 5 or DNA hybridizing with these Sequences in a plant cell, in callus tissue, a whole Plant or protoplasts of plants.
  • - Verwendung der Expressionskassette enthaltend eine DNA-Se­ quenz SEQ-ID No. 1, eine DNA-Sequenz SEQ-ID No. 3 und eine DNA-Sequenz SEQ-ID No. 5 oder mit diesen hybridisierende DNA- Sequenzen zur Herstellung von Pflanzen mit erhöhter Resistenz gegenüber Inhibitoren der DOXS, der HPPD und der GGPPOR durch verstärkte Expression der DNA-Sequenzen SEQ-ID No. 1, SEQ-ID No. 3 und SEQ-ID No. 5 oder mit diesen hybridisierende DNA Sequenzen.- Use of the expression cassette containing a DNA Se quenz SEQ-ID No. 1, a DNA sequence SEQ-ID No. 3 and one DNA sequence SEQ-ID No. 5 or DNA hybridizing with these Sequences for the production of plants with increased resistance against inhibitors of DOXS, HPPD and GGPPOR increased expression of the DNA sequences SEQ-ID No. 1, SEQ ID No. 3 and SEQ-ID No. 5 or DNA hybridizing with these Sequences.
  • - Verwendung der DNA-Sequenzen SEQ-ID No. 1, SEQ-ID No. 3 und SEQ-ID No. 5 oder mit diesen hybridisierende DNA-Sequenzen zur Herstellung von Pflanzen mit erhöhtem Tocopherol-, Vita­ min K-, Chlorophyll- und/oder Carotinoid-Gehalt durch Expres­ sion einer DOXS-, einer HPPD- und einer GGPPOR-DNA-Sequenz in Pflanzen.- Use of the DNA sequences SEQ-ID No. 1, SEQ ID No. 3 and SEQ ID No. 5 or DNA sequences hybridizing with these for the production of plants with increased tocopherol, vita min K, chlorophyll and / or carotenoid content by express sion of a DOXS, an HPPD and a GGPPOR DNA sequence in Plants.

Die Erfindung wird durch die nun folgenden Beispiele erläutert, ist aber nicht auf diese beschränkt:The invention is illustrated by the following examples, but is not limited to these:

Allgemeine KlonierungsverfahrenGeneral cloning procedures

Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Klonie­ rungsschritte wie z. B. Restriktionsspaltungen, Agarose-Gel­ elektrophorese, Reinigung von DNA-Fragmenten, Transfer von Nu­ kleinsäuren auf Nitrozellulose und Nylonmembranen, Verknüpfen von DNA-Fragmenten, Transformation von E. coli Zellen, Anzucht von Bakterien, Vermehrung von Phagen und Sequenzanalyse rekombinanter DNA wurden wie bei Sambrook et al. (1989) Cold Spring Harbor La­ boratory Press; ISBN 0-87969-309-6 beschrieben durchgeführt. The clone carried out in the context of the present invention steps such as B. restriction cleavages, agarose gel electrophoresis, purification of DNA fragments, transfer of nu small acids on nitrocellulose and nylon membranes, linking of DNA fragments, transformation of E. coli cells, cultivation of Bacteria, phage propagation and recombinant sequence analysis DNA was as in Sambrook et al. (1989) Cold Spring Harbor La boratory press; ISBN 0-87969-309-6.  

Die im folgenden verwendeten Bakterienstämme (E. coli, XL-I Blue) wurden von Stratagene bezogen. Der zur Pflanzentransformation verwendete Agrobakterienstamm (Agrobacterium tumefaciens, C58C1 mit dem Plasmid pGV2260 oder pGV3850kann) wurde von Deblaere et al. in Nucl. Acids Res. 13 (1985), 4777 beschrieben. Alternativ können auch der Agrobakterienstamm LBA4404 (Clontech) oder andere geeignete Stämme eingesetzt werden. Zur Klonierung können die Vektoren pUC19 (Yanish-Perron, Gene 33 (1985), 103-119) pBluescript SK- (Stratagene), pGEM-T (Promega), pZerO (Invitro­ gen), pBin19 (Bevan et al., Nucl. Acids Res. 12 (1984), 8711-8720) und pBinAR (Höfgen und Willmitzer, Plant Science 66 (1990), 221-230) benutzt werden.The bacterial strains used below (E. coli, XL-I Blue) were sourced from Stratagene. The one for plant transformation Agrobacterium strain used (Agrobacterium tumefaciens, C58C1 with the plasmid pGV2260 or pGV3850) was developed by Deblaere et al. in nucl. Acids Res. 13 (1985), 4777. Alternatively can also be the agrobacterial strain LBA4404 (Clontech) or others suitable strains are used. For cloning, the Vectors pUC19 (Yanish-Perron, Gene 33 (1985), 103-119) pBluescript SK- (Stratagene), pGEM-T (Promega), pZerO (Invitro gen), pBin19 (Bevan et al., Nucl. Acids Res. 12 (1984), 8711-8720) and pBinAR (Höfgen and Willmitzer, Plant Science 66 (1990), 221-230) can be used.

Sequenzanalyse rekombinanter DNASequence analysis of recombinant DNA

Die Sequenzierung rekombinanter DNA-Moleküle erfolgte mit einem Laserfluoreszenz-DNA-Sequenzierer der Firma Licor (Vertrieb durch MWG Biotech, Ebersbach) nach der Methode von Sanger (Sanger et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 74 (1977), 5463-5467).Recombinant DNA molecules were sequenced using a Laser fluorescence DNA sequencer from Licor (distributed by MWG Biotech, Ebersbach) using the Sanger method (Sanger et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 74: 5463-5467 (1977).

Beispiel 1example 1 Isolierung genomischer DNA des Bakteriums Escherichia coli XL1 BlueIsolation of genomic DNA from the bacterium Escherichia coli XL1 Blue

Eine Kultur von Escherichia coli XL1 Blue wurde in 300 ml Luria Broth-Medium für 12 Stunden bei 37°C angezogen. Aus dieser Kultur wurde die genomische DNA des Bakteriums isoliert, indem diese zu­ nächst bei 5000 Umdrehungen in einer Sorvall RC50-Fuge pelletiert wurde. Anschliessend wurde das Pellet in 1/30 Volumen der Ur­ sprungskultur Lysis-Puffer (25 mM EDTA, 0,5% SDS; 50 mM Tris HCl, pH 8,0) resuspendiert. Ein gleiches Volumen Phenol/Chloroform/Iso­ amylalkohol (25 : 24 : 1) wurde zugegeben und bei 70 Grad 10 Minu­ ten inkubiert. Anschliessend wurde in einer Heraeus Untertisch- Zentrifuge bei 3500 U 15 Minuten die wässrige Phase von der phenolischen getrennt. Der wässrige Überstand wurde mit 2,5 Volu­ men Ethanol und 1/10 Volumen 8 M Lithiumchlorid versetzt und die Nukleinsäuren bei Raumtemperatur für 10 Minuten gefällt. Das Pel­ let wurde anschliessend in 400 µl TE/RNAse aufgenommen und bei 37 Grad für 10 Minuten inkubiert. Die Lösung wurde erneut mit einem Volumen Phenol/Chloroform/Isoamylalkohol (25 : 24 : 1) ausgeschüttelt und der Überstand gefällt mit 2,5 Volumen Ethanol und 1/10 Volu­ men 8 M Lithiumchlorid. Das Pellet wurde anschliessend mit 80% Ethanol gewaschen und in 400 µl TE/RNAse aufgenommen. A culture of Escherichia coli XL1 Blue was grown in 300 ml Luria Broth medium for 12 hours at 37 ° C. The genomic DNA of the bacterium was isolated from this culture by first pelleting it at 5000 revolutions in a Sorvall RC 50 fugue. The pellet was then resuspended in 1/30 volume of the original culture lysis buffer (25 mM EDTA, 0.5% SDS; 50 mM Tris HCl, pH 8.0). An equal volume of phenol / chloroform / isoamyl alcohol (25: 24: 1) was added and incubated at 70 degrees for 10 minutes. The aqueous phase was then separated from the phenolic in a Heraeus under-table centrifuge at 3500 U for 15 minutes. The aqueous supernatant was mixed with 2.5 volumes of ethanol and 1/10 volume of 8 M lithium chloride and the nucleic acids were precipitated at room temperature for 10 minutes. The pel let was then taken up in 400 ul TE / RNAse and incubated at 37 degrees for 10 minutes. The solution was shaken again with a volume of phenol / chloroform / isoamyl alcohol (25: 24: 1) and the supernatant was precipitated with 2.5 volumes of ethanol and 1/10 volume of 8 M lithium chloride. The pellet was then washed with 80% ethanol and taken up in 400 ul TE / RNAse.

Beispiel 2Example 2 Isolierung der DOXS aus E. coliIsolation of the DOXS from E. coli

Von der DNA-Sequenz der DOXS (Acc. Number AF035440) wurden für eine PCR Oligonukleotide abgeleitet, denen am 5'-Ende eine BamHI und am 3'-Ende eine XbaI bzw. eine weitere BamHI Restriktions­ schnittstelle angefügt wurde. Das Oligonukleotid am 5' Ende um­ faßt die Sequenz 5'-ATGGATCCATGAGTTTT-GATATTGCCAAATAC-3' (Nukleotide 1-24 der DNA-Sequenz; unterstrichen dargestellt) beginnend mit dem ATG-Startcodon des Gens, das Oligonukleotid am 3'-Ende umfaßt die Sequenz 5'-ATTCTAGATTATGCCAGCCAGGCCTTG-3' bzw. 5'-ATG­ GATCCTTATGCCAGCCAGGCCTTG-3' (Nukleotide 1845-1863 der revers kom­ plementären DNA-Sequenz; unterstrichen dargestellt) beginnend mit dem Stop-Kodon des Gens. Die PCR-Reaktion mit den beiden BamHI ent­ haltenden Oligonukleotiden wurde durchgeführt mit der Pfu- Polymerase (Stratagene GmbH, Heidelberg) nach Herstellerangaben. Als Template wurden 500 ng der genomischen DNA aus E. coli einge­ setzt. Das PCR-Programm lautete:
5 Zyklen: 4 sec 94°C, 30 sec 52°C, 2 min 72°C;
5 Zyklen: 4 sec 94°C, 30 sec 48°C, 2 min 72°C;
25 Zyklen: 4 sec 94°C, 30 sec 44°C, 2 min 72°C.
For the PCR, oligonucleotides were derived from the DNA sequence of the DOXS (Acc. Number AF035440), to which a BamHI restriction site was added at the 5 'end and a XbaI or another BamHI restriction site was added at the 3' end. The oligonucleotide at the 5 'end comprises the sequence 5'-ATGGATCC ATGAGTTTT-GATATTGCCAAATAC -3' (nucleotides 1-24 of the DNA sequence; shown underlined) starting with the ATG start codon of the gene comprising the oligonucleotide at the 3 'end the sequence 5'-ATTCTAGA TTATGCCAGCCAGGCCTTG -3 'or 5'-ATG GATCC TTATGCCAGCCAGGCCTTG -3' (nucleotides 1845-1863 of the reverse complementary DNA sequence; underlined) starting with the stop codon of the gene. The PCR reaction with the two BamHI-containing oligonucleotides was carried out with the Pfu polymerase (Stratagene GmbH, Heidelberg) according to the manufacturer's instructions. 500 ng of the genomic DNA from E. coli were used as template. The PCR program was:
5 cycles: 4 sec 94 ° C, 30 sec 52 ° C, 2 min 72 ° C;
5 cycles: 4 sec 94 ° C, 30 sec 48 ° C, 2 min 72 ° C;
25 cycles: 4 sec 94 ° C, 30 sec 44 ° C, 2 min 72 ° C.

Das Fragment wurde mittels Gene-Clean-Kit (Dianova GmbH, Hilden) gereinigt und nach Herstellerangaben in den Vektor PCR-Script (Stratagene GmbH, Heidelberg) kloniert. Die Richtigkeit der Se­ quenz wurde durch Sequenzierung festgestellt. Das Fragment wurde BamHI aus dem PCR-Script-Vektor isoliert und in einen ent­ sprechend geschnittenen Bin19-Vektor ligiert, der zusätzlich das Transitpeptid der Transketolase aus Kartoffel hinter dem CaMV 35S Promotor enthält. Das Transitpeptid gewährleistet die plastidäre Lokalisierung. Die Konstrukte sind in Abb. 3 und 4 darge­ stellt und die Fragmente haben die folgende Bedeutung:
Fragment A (529 bp) beinhaltet den 35S-Promotor des Cauliflower- Mosaik-Virus (Nukleotide 6909 bis 7437 des Cauliflower-Mosaik-Vi­ rus). Fragment B (259 bp) beinhaltet das Transitpeptid der Trans­ ketolase. Fragment E beinhaltet das Gen der DOXS. Fragment D (192 bp) enthält das Polyadenylierungssignal des Gens 3 der T-DNA des Ti-Plasmids pTIACH5 (Gielen et al., 1984) zur Transkriptionster­ mination.
The fragment was cleaned using a gene clean kit (Dianova GmbH, Hilden) and cloned into the vector PCR script (Stratagene GmbH, Heidelberg) according to the manufacturer's instructions. The correctness of the sequence was determined by sequencing. The BamHI fragment was isolated from the PCR script vector and ligated into a correspondingly cut Bin19 vector which additionally contains the transit peptide of the transketolase from potato behind the CaMV 35S promoter. The transit peptide ensures plastid localization. The constructs are shown in Figs. 3 and 4 and the fragments have the following meaning:
Fragment A (529 bp) contains the 35S promoter of the Cauliflower Mosaic Virus (nucleotides 6909 to 7437 of the Cauliflower Mosaic Virus). Fragment B (259 bp) contains the transit peptide of the trans ketolase. Fragment E contains the gene of the DOXS. Fragment D (192 bp) contains the polyadenylation signal of gene 3 of the T-DNA of the Ti plasmid pTIACH5 (Gielen et al., 1984) for transcription termination.

Die PCR-Reaktion mit den 5'-BamHI und 3'-XbaI enthaltenden Oligo­ nukleotiden wurde durchgeführt mit Taq-Polymerase (Takara, Sosei Co., Ltd.) nach Herstellerangaben. Als Template wurden 500 ng der genomischen DNA aus E. coli eingesetzt. Das PCR-Programm lautete:
5 Zyklen: 4 sec 94°C, 4 sec 50°C, 2 min 30°C
5 Zyklen: 4 sec 94°C, 30 sec 46°C, 2 min 68°C
25 Zyklen: 4 sec 94°C, 30 sec 42°C, 2 min 68°C.
The PCR reaction with the 5'-BamHI and 3'-XbaI containing oligonucleotides was carried out using Taq polymerase (Takara, Sosei Co., Ltd.) according to the manufacturer's instructions. 500 ng of the genomic DNA from E. coli were used as template. The PCR program was:
5 cycles: 4 sec 94 ° C, 4 sec 50 ° C, 2 min 30 ° C
5 cycles: 4 sec 94 ° C, 30 sec 46 ° C, 2 min 68 ° C
25 cycles: 4 sec 94 ° C, 30 sec 42 ° C, 2 min 68 ° C.

Das Fragment wurde mit dem Gene-Clean-Kit gereinigt und in den Vektor pGemT (Promega GmbH, Mannheim) ligiert. Es wurde als BamHI/XbaI-Fragment in einen entsprechend geschnittenen pBin19AR- Vektor hinter den CaMV 35S Promotor kloniert. Die Sequenz wurde durch Sequenzierung überprüft (SEQ-ID No. 1). Dabei wurden zwei nicht konservative Basenaustausche festgestellt, die im Vergleich zur veröffentlichten Sequenz zur Veränderung der Aminosäure 152 (Asparagin) in Valin und Aminosäure 330 (Cystein) in Tryptophan führen.The fragment was cleaned with the Gene Clean Kit and placed in the Vector pGemT (Promega GmbH, Mannheim) ligated. It was considered BamHI / XbaI fragment in an appropriately cut pBin19AR- Vector cloned behind the CaMV 35S promoter. The sequence was checked by sequencing (SEQ-ID No. 1). There were two non-conservative base changes found, compared to the published sequence for changing amino acid 152 (Asparagine) in valine and amino acid 330 (cysteine) in tryptophan to lead.

Beispiel 3Example 3 Klonierung des Gens einer HPPD aus Streptomyces avermitilis U11864Cloning of a Streptomyces avermitilis HPPD gene U11864 Isolierung genomischer DNA des Bakteriums Streptomyces avermiti­ lis U11864Isolation of genomic DNA from Streptomyces avermiti lis U11864

Eine Kultur von Streptomyces avermitilis U11864 wurde in 300 ml YEME-Medium (5 g Malz-Extrakt, 2 g Hefe-Extrakt, 2 g Glukose) für 96 h bei 28°C angezogen. Aus dieser Kultur wurde die genomische DNA des Bakteriums isoliert, indem diese zunächst bei 5000 U in einer Sorvall RC5C-Fuge pelletiert wurde. Anschliessend wurde das Pellet in 1/30 Volumen Lysis-Puffer (25 mM EDTA, 0,5% SDS, 50 mM Tris-HCl, pH 8.0) resuspendiert. Ein gleiches Volumen Phenol/Chloro­ form/Isoamylalkohol (25 : 24 : 1) wurde zugegeben und bei 70°C 10 Minuten inkubiert. Anschliessend wurde in einer Heraeus Unter­ tisch-Zentrifuge bei 3500 U 15 Minuten die wässrige Phase von der phenolischen getrennt. Der wässrige Überstand wurde mit 2,5 Volu­ men Ethanol und 1/10 Volumen 8 M Lithiumchlorid versetzt und die Nukleinsäuren bei Raumtemperatur für 10 Minuten gefällt. Das Pel­ let wurde anschliessend in 400 µl TE/RNAse aufgenommen und bei 37 Grad für 10 Minuten inkubiert. Die Lösung wurde erneut mit einem Volumen Phenol/Chloroform/Isoamylalkohol (25 : 24 : 1) ausgeschüttelt und der Überstand gefällt mit 2,5 Volumen Ethanol und 1/10 Volu­ men 8 M Lithiumchlorid. Das Pellet wurde anschließend mit 80% Ethanol gewaschen und in 400 µl TE/RNAse aufgenommen. A culture of Streptomyces avermitilis U11864 was grown in 300 ml YEME medium (5 g malt extract, 2 g yeast extract, 2 g glucose) for Dressed for 96 h at 28 ° C. This culture became the genomic DNA of the bacterium isolated by first at 5000 U in a Sorvall RC5C joint was pelleted. Then it became Pellet in 1/30 volume lysis buffer (25mM EDTA, 0.5% SDS, 50mM Tris-HCl, pH 8.0) resuspended. An equal volume of phenol / chloro form / isoamyl alcohol (25: 24: 1) was added and at 70 ° C Incubated for 10 minutes. Then in a Heraeus Unter table centrifuge at 3500 U for 15 minutes the aqueous phase of the phenolic separated. The aqueous supernatant was 2.5 vol men ethanol and 1/10 volume 8 M lithium chloride and the Nucleic acids precipitated at room temperature for 10 minutes. The pel let was then taken up in 400 ul TE / RNAse and at 37 degrees incubated for 10 minutes. The solution was repeated with a Volume of phenol / chloroform / isoamyl alcohol (25: 24: 1) shaken out and the supernatant is precipitated with 2.5 volumes of ethanol and 1/10 volume men 8 M lithium chloride. The pellet was then 80% Washed ethanol and taken up in 400 ul TE / RNAse.  

Von der DNA-Sequenz der HPPD aus Streptomyces avermitilis (Denoya et al., 1994; Acc. Number U11864) wurden für eine PCR Oligo­ nukleotide abgeleitet, denen am 5'-Ende eine BamHI und am 3'-Ende eine XbaI Restriktionsschnittstelle angefügt worden war. Das Oligonukleotid am 5'-Ende umfasst die Sequenz 5'-GGATCCAGCGGA­ CAAGCCAAC-3' (37 bis 55 Basen vom ATG in 5'-Richtung entfernt; kursiv geschrieben), das Oligonukleotid am 3'-Ende umfaßt die Se­ quenz 5'-TCTAGATTATGCCAGCCAGGCCTTG-3' (Nukleotide 1845-1863 der revers komplementären DNA-Sequenz; unterstrichen dargestellt).For the PCR oligo, nucleotides were derived from the DNA sequence of the HPPD from Streptomyces avermitilis (Denoya et al., 1994; Acc. Number U11864), to which a BamHI and an XbaI restriction site were added at the 5 'end and at the 3' end was. The oligonucleotide at the 5 'end comprises the sequence 5'-GGAT CCAGCGGA CAAGCCAAC -3 ' (37 to 55 bases from the ATG in the 5 'direction; written in italics), the oligonucleotide at the 3' end comprises the sequence 5 ' -TCTAGA TTATGCCAGCCAGGCCTTG -3 '(nucleotides 1845-1863 of the reverse complementary DNA sequence; underlined).

Die PCR-Reaktion wurde durchgeführt mit Pfu-Polymerase (Strata­ gene GmbH, Heidelberg) nach Herstellerangaben. Als Vorlage wurden 400 ng der genomischen DNA eingesetzt. Das PCR-Programm lautete:
5 Zyklen: 4 sec 94°C, 30 sec 54°C, 2 min 72°C
5 Zyklen: 4 sec 94°C, 30 sec 52°C, 2 min 72°C
25 Zyklen: 4 sec 94°C, 30 sec 50°C, 2 min 72°C.
The PCR reaction was carried out with Pfu polymerase (Strata gene GmbH, Heidelberg) according to the manufacturer's instructions. 400 ng of the genomic DNA were used as template. The PCR program was:
5 cycles: 4 sec 94 ° C, 30 sec 54 ° C, 2 min 72 ° C
5 cycles: 4 sec 94 ° C, 30 sec 52 ° C, 2 min 72 ° C
25 cycles: 4 sec 94 ° C, 30 sec 50 ° C, 2 min 72 ° C.

Das Fragment wurde mittels Gene-Clean-Kit (Dianova GmbH, Hilden) gereinigt und nach Herstellerangeben in den Vektor PCR-Script (Stratagene GmbH, Heidelberg) kloniert. Die Richtigkeit der Se­ quenz wurde durch Sequenzierung überprüft. Dabei wurde festge­ stellt, daß das isolierte Gen für eine zusätzliche Aminosäure ko­ diert. Es enthält die drei Basen TAC (kodierend für Tyrosin), vor dem Nukleotid N429 der zitierten Sequenz (Denoya et al., 1994).The fragment was removed using a gene clean kit (Dianova GmbH, Hilden) cleaned and according to the manufacturer's instructions in the vector PCR script (Stratagene GmbH, Heidelberg) cloned. The correctness of the Se quenz was checked by sequencing. It was fixed represents that the isolated gene ko for an additional amino acid dated. It contains the three bases TAC (coding for tyrosine) the nucleotide N429 of the cited sequence (Denoya et al., 1994).

Das Fragment wurde mit einem BamHI und XbaI Verdau aus dem Vektor isoliert und in einen entsprechend geschnittenen Bin19AR-Vektor hinter den CaMV 35S Promotor ligiert, zur Expression des Gens im Zytosol. Aus dem gleichen PCR-Script-Vektor wurde das Gen als BamHI-Fragment isoliert und in einen entsprechend geschnittenen pBin19-Vektor ligiert, der hinter dem CaMV 35S Promotor noch zu­ sätzlich das Transitpeptid der plastidären Transketolase aus Kar­ toffel enthält. Das Transitpeptid gewährleistet die plastidäre Lokalisierung. Die Konstrukte sind in Abb. 5 und 6 darge­ stellt und die Fragmente haben folgende Bedeutung:
Fragment A (529 bp) beinhaltet den 35S-Promotor des Cauliflower- Mosaik-Virus (Nukleotide 6909 bis 7437 des Cauliflower-Mosaik-Vi­ rus). Fragment B (259 bp) beinhaltet das Transitpeptid der Trans­ ketolase. Fragment C beinhaltet das Gen der HPPD. Fragment D (192 bp) enthält das Polyadenylierungssignal des Gens 3 der T-DNA des Ti-Plasmids pTIACH5 (Gielen, J. et al., EMBO J. 3 (1984), 835-846) zur Transkriptionstermination.
The fragment was isolated from the vector with a BamHI and XbaI digest and ligated into a correspondingly cut Bin19AR vector behind the CaMV 35S promoter, for expression of the gene in the cytosol. The gene was isolated as a BamHI fragment from the same PCR script vector and ligated into a correspondingly cut pBin19 vector, which additionally contains the transit peptide of the potato plastid transketolase behind the CaMV 35S promoter. The transit peptide ensures plastid localization. The constructs are shown in Figs. 5 and 6 and the fragments have the following meaning:
Fragment A (529 bp) contains the 35S promoter of the Cauliflower Mosaic Virus (nucleotides 6909 to 7437 of the Cauliflower Mosaic Virus). Fragment B (259 bp) contains the transit peptide of the trans ketolase. Fragment C contains the HPPD gene. Fragment D (192 bp) contains the polyadenylation signal of gene 3 of the T-DNA of the Ti plasmid pTIACH5 (Gielen, J. et al., EMBO J. 3 (1984), 835-846) for transcription termination.

Beispiel 4Example 4 Klonierung des Gens einer GGPPOR aus Arabidopsis thalianaCloning of a GGPPOR gene from Arabidopsis thaliana Isolierung von Gesamt-RNA aus voll entfalteten Blättern von Ara­ bidopsis thalianaIsolation of total RNA from fully unfolded leaves of macaw bidopsis thaliana

Voll entfaltete Blätter von A. thaliana wurden geerntet und in flüssigem Stickstoff eingefroren. Das Material wurde anschließend im Mörser pulverisiert und in 26-Puffer (8 M Guanidium-hydro­ chlorid, 20 mM MES, 20 mM EDTA pH 7,0) aufgenommen. Die Suspension wurde in Reaktionsgefäße überführt und mit einem Volu­ men Phenol/Chloroform/Isoamylalkohol 25 : 24 : 1 ausgeschüttelt. Nach 10minütiger Zentrifugation bei 15000 U/min wurde der Überstand in ein neues Reaktionsgefäß überführt und mit 1/20 Volumen 1 N Essigsäure und 0,7 Volumen Ethanol (absolut) die RNA gefällt. Nach erneuter Zentrifugation wurde das Pellet zunächst mit 3 M Natriumacetatlösung gewaschen und nach einer weiteren Zentri­ fugation in 70% Ethanol. Anschließend wurde das Pellet in DEPC- Wasser gelöst und die RNA-Konzentration photometrisch bestimmt.Fully unfolded leaves of A. thaliana were harvested and grown in frozen liquid nitrogen. The material was subsequently powdered in a mortar and in 26 buffers (8 M guanidium hydro chloride, 20 mM MES, 20 mM EDTA pH 7.0). The Suspension was transferred to reaction vessels and with a Volu phenol / chloroform / isoamyl alcohol 25: 24: 1. To The supernatant was centrifuged at 15,000 rpm for 10 minutes transferred to a new reaction vessel and with 1/20 volume 1 N Acetic acid and 0.7 volumes of ethanol (absolute) precipitated the RNA. After centrifugation again, the pellet was first spun with 3 M Washed sodium acetate solution and after another centri fugation in 70% ethanol. The pellet was then Dissolved water and the RNA concentration determined photometrically.

Herstellung von cDNA aus gesamt RNA voll entfalteter Blätter von A. thalianaProduction of cDNA from total RNA of fully unfolded leaves of A. thaliana

20 µg Gesamt-RNA wurden zunächst mit 3,3 µl 3 M Natriumacetatlö­ sung und 2 µl 1 M Magnesiumsulfatlösung versetzt und auf 100 µl Endvolumen mit DEPC Wasser aufgefüllt. Dazu wurde 1 µl RNase freie DNase (Boehringer Mannheim) gegeben und 45 min bei 37°C inkubiert. Nach Entfernen des Enzyms durch Ausschütteln mit Phe­ nol/Chloroform/Isoamylalkohol wurde die RNA mit Ethanol gefällt und das Pellet in 100 µl DEPC Wasser aufgenommen. 2,5 µg RNA aus dieser Lösung wurden mittels eines cDNA-Kits (Gibco, Life Techno­ logies) in cDNA umgeschrieben.20 µg of total RNA was initially mixed with 3.3 µl of 3 M sodium acetate solution and 2 µl of 1 M magnesium sulfate solution and to 100 µl Final volume filled up with DEPC water. For this purpose, 1 ul RNase free DNase (Boehringer Mannheim) and 45 min at 37 ° C incubated. After removing the enzyme by shaking with Phe nol / chloroform / isoamyl alcohol, the RNA was precipitated with ethanol and the pellet was taken up in 100 ul DEPC water. 2.5 µg of RNA of this solution using a cDNA kit (Gibco, Life Techno logies) rewritten in cDNA.

Von der DNA-Sequenz der Geranylgeranyl-Pyrophosphat Oxidoreduk­ tase (Keller et al. Eur. J. Biochem. (1998) 251 (1-2), 413-417); Acces­ sion Number Y14044) wurden für eine PCR Oligonukleotide abgelei­ tet, denen am 5'-Ende eine BamHI und am 3'-Ende eine SalI Re­ striktionsschnittstelle angefügt worden war. Das Oligonukleotid am 5'-Ende umfaßt die Sequenz 5'-ATGGATCCATGGCGACGACGGTTACACTC-3' beginnend mit dem ersten Kodon der cDNA (unterstrichen dargestellt), das Oligonukleotid am 3'-Ende umfaßt die Sequenz 5'-ATGTCGACGTGATGA­ TAGATTACTAACAGAC-3' beginnend mit dem Basenpaar 1494 der cDNA Se­ quenz (unterstrichen dargestellt). From the DNA sequence of geranylgeranyl pyrophosphate oxidoreductase (Keller et al. Eur. J. Biochem. (1998) 251 (1-2), 413-417); Accession number Y14044) were derived for a PCR oligonucleotide to which a BamHI had been added at the 5 'end and a SalI restriction interface had been added at the 3' end. The oligonucleotide at the 5 'end comprises the sequence 5'-ATGGATCC ATGGCGACGACGGTTACACTC -3' starting with the first codon of the cDNA (underlined), the oligonucleotide at the 3 'end comprises the sequence 5'-ATGTCGAC GTGATGA TAGATTACTAACAGAC -3 ' with the base pair 1494 of the cDNA sequence (underlined).

Die PCR-Reaktion wurde durchgeführt mit Pfu-Polymerase von Stra­ tagene GmbH, Heidelberg nach Herstellerangaben. Als Template wurde 1/8 Volumen der cDNA eingesetzt (entspricht 0,3 µg RNA). Das PCR-Prograirim lautete:
5 Zyklen: 94°C für 4 sec, 48°C für 30 sec, 72°C für 2 min
5 Zyklen: 94°C für 4 sec, 46°C für 30 sec, 72°C für 2 min
25 Zyklen: 94°C für 4 sec, 44°C für 30 sec, 72°C für 2 min.
The PCR reaction was carried out using Pfu polymerase from Stra tagene GmbH, Heidelberg, according to the manufacturer's instructions. 1/8 volume of the cDNA was used as template (corresponds to 0.3 µg RNA). The PCR program was:
5 cycles: 94 ° C for 4 sec, 48 ° C for 30 sec, 72 ° C for 2 min
5 cycles: 94 ° C for 4 sec, 46 ° C for 30 sec, 72 ° C for 2 min
25 cycles: 94 ° C for 4 sec, 44 ° C for 30 sec, 72 ° C for 2 min.

Das Fragment wurde mittels Gene-Clean-Kit (Dianova GmbH, Hilden) gereinigt und nach Herstellerangaben in den Vektor PCR-Script von Stratagene GmbH, Heidelberg kloniert. Die Richtigkeit des Frag­ ments wurde durch Sequenzierung überprüft (SEQ ID No. 5). Mittels der durch die Primer an die Sequenz angefügten Restrikti­ onsschnittstellen wurde das Gen als BamHI/SalI-Fragment in den entsprechend geschnittenen Vektor BinAR-Hyg kloniert. Dieser ent­ hält den 35S-Promotor des Blumenkohlmosaikvirus und das Polyade­ nylierungssignal des Gens 3 der T-DNA des Ti-Plasmids pTIACH5 (Gielen et al., EMBO J. 3 (1984), 835-846) zur Transkriptionster­ mination. Das Plasmid vermittelt in Pflanzen Resistenz gegen das Antibiotikum Hygromycin und ist so geeignet, Pflanzen mit Kanamy­ cinresistenz zu superinfizieren. Da das Plastidentransitpeptid der GGPPOR mitkloniert wurde, sollte das Protein in transgenen Pflanzen in die Plastiden transportiert werden. Das Konstrukt ist in Abb. 7 dargestellt. Die Fragmente haben die folgende Be­ deutung:
Fragment A (529 bp) beinhaltet den 355-Promotor des Cauliflower- Mosaik-Virus (Nukleotide 6909 bis 7437 des Cauliflower-Mosaik-Vi­ rus). Fragment D enthält das Polyadenylierungssignal des Gens 3 der T-DNA des Ti-Plasmids pTIACH5 (Gielen et al., 1984) zur Transkriptionstermination. Fragment F enthält das Gen der GGPPOR inklusive der intrinsischen Plastidentransitsequenz.
The fragment was purified using a gene clean kit (Dianova GmbH, Hilden) and cloned according to the manufacturer's instructions into the vector PCR script from Stratagene GmbH, Heidelberg. The correctness of the fragment was checked by sequencing (SEQ ID No. 5). Using the restriction sites attached to the sequence by the primers, the gene was cloned as a BamHI / SalI fragment into the correspondingly cut vector BinAR-Hyg. This ent contains the 35S promoter of the cauliflower mosaic virus and the polyadenylation signal of gene 3 of the T-DNA of the Ti plasmid pTIACH5 (Gielen et al., EMBO J. 3 (1984), 835-846) for transcription termination. The plasmid mediates resistance to the antibiotic hygromycin in plants and is thus suitable for superinfecting plants with Kanamycin resistance. Since the plastid transit peptide of the GGPPOR was also cloned, the protein should be transported into the plastids in transgenic plants. The construct is shown in Fig. 7. The fragments have the following meaning:
Fragment A (529 bp) contains the 355 promoter of the Cauliflower Mosaic Virus (nucleotides 6909 to 7437 of the Cauliflower Mosaic Virus). Fragment D contains the polyadenylation signal of gene 3 of the T-DNA of the Ti plasmid pTIACH5 (Gielen et al., 1984) for transcription termination. Fragment F contains the gene of the GGPPOR including the intrinsic plastid transit sequence.

Beispiel 5Example 5 Herstellung von Konstrukten zur Pflanzentransformation mit DOXS-, GGPPOR- und HPPD-DNA-SequenzenProduction of constructs for plant transformation with DOXS, GGPPOR and HPPD DNA sequences

Zur Herstellung von Pflanzen, welche transgen für die DOXS, die GGPPOR und die HPPD sind, wurde ein binärer Vektor angefertigt, der alle drei Gensequenzen enthält (Abb. 8). Das GGPPOR-Gen war mit der intrinsischen Plastidenlokalisationssequenz versehen (wie in Beispiel 4 beschrieben). Der verwendete pBinAR-Hyg Vektor vermittelt in Pflanzen Resistenz gegen das Antibiotikum Hygromy­ cin und ist so geeignet, Pflanzen mit Kanamycinresistenz zu su­ perinfizieren.For the production of plants which are transgenic for the DOXS, the GGPPOR and the HPPD, a binary vector was prepared which contains all three gene sequences ( Fig. 8). The GGPPOR gene was tagged with the intrinsic plastid localization sequence (as described in Example 4). The pBinAR-Hyg vector used in plants mediates resistance to the antibiotic hygromy cin and is thus suitable for perinfecting plants with kanamycin resistance.

Zur Klonierung der HPPD in Vektoren, welche zusätzlich noch eine andere cDNA enthalten, wurden für eine PCR Oligonukleotide abge­ leitet, denen am 5'-Ende und am 3'-Ende eine BamHI Restriktions­ schnittstelle angefügt worden war. Das Oligonukleotid am 5'-Ende umfaßt die Sequenz 5'-GGATCCTCCAGCGGACAAGCCAAC-3' (Nukleotide 37 bis 55 vom ATG in 5'-Richtung entfernt; unterstrichen dargestellt), das Oligonukleotid am 3'-Ende umfaßt die Sequenz 5'-ATGGATC- CCGCGCCGCCTACAGGTTG-3' (endend mit Basenpaar 1140 der kodierenden Sequenz, beginnend 8 Basenpaare 3' des TAG Stopp-Codons; Kursiv geschrieben). Die PCR-Reaktion wurde durchgeführt mit Tli- Polymerase von Promega GmbH, Mannheim nach Herstellerangaben. Als Template wurden 10 ng des Plasmids pBinAR-HPPD eingesetzt. Das PCR-Programm lautete:
5 Zyklen: 94°C 4 sec, 68°C 30 sec, 72°C 2 min
5 Zyklen: 94°C 4 sec, 64°C 30 sec, 72°C 2 min
25 Zyklen: 94°C 4 sec, 60°C 30 sec, 72°C 2 min.
To clone the HPPD into vectors which additionally contain another cDNA, oligonucleotides were derived for a PCR, to which a BamHI restriction site had been added at the 5 'end and at the 3' end. The oligonucleotide at the 5 'end comprises the sequence 5'-GGA TCCTCCAGCGGACAAGCCAAC -3' (nucleotides 37 to 55 from the ATG in the 5 'direction; underlined), the oligonucleotide at the 3' end comprises the sequence 5'-ATGGATC - CCGCGCCGCCTACAGGTTG-3 '(ending with base pair 1140 of the coding sequence, starting 8 base pairs 3' of the TAG stop codon; written in italics). The PCR reaction was carried out using Tli polymerase from Promega GmbH, Mannheim, according to the manufacturer's instructions. 10 ng of the plasmid pBinAR-HPPD were used as template. The PCR program was:
5 cycles: 94 ° C 4 sec, 68 ° C 30 sec, 72 ° C 2 min
5 cycles: 94 ° C 4 sec, 64 ° C 30 sec, 72 ° C 2 min
25 cycles: 94 ° C 4 sec, 60 ° C 30 sec, 72 ° C 2 min.

Das Fragment wurde mittels Gene-Clean-Kit (Dianova GmbH, Hilden) gereinigt und nach Herstellerangaben in den Vektor PCR-Script von Stratagene GmbH, Heidelberg kloniert. Die Richtigkeit der Sequenz wurde durch Sequenzierung überprüft. Aus dem Vektor PCR-Script wurde es als BamHI-Fragment ausgeschnitten und in einen ent­ sprechend geschnittenen pBinAR-Vektor ligiert, der zusätzlich das Transitpeptid der Transketolase enthält, zur Einführung des Gen­ produkts in den Plastiden. Es entstand das Plasmid pBinAR2-TP- p-HPPD.The fragment was removed using a gene clean kit (Dianova GmbH, Hilden) cleaned and according to the manufacturer's instructions in the vector PCR script from Stratagene GmbH, Heidelberg cloned. The correctness of the sequence was checked by sequencing. From the vector PCR script it was cut out as a BamHI fragment and into an ent speaking pBinAR vector ligated, which additionally the Transketolase transit peptide to introduce the gene product in the plastids. The plasmid pBinAR2-TP- was created p-HPPD.

Zur Klonierung wurde aus dem Plasmid pBinAR2-TP-HPPD der 35S-Pro­ motor, das Transketolase-Transitpeptid, das p-HPPD-Gen und das Polyadenylierungssignal des Gens 3 der T-DNA des Ti-Plasmids pTIACH5 (Gielen et al. 1984) zur Transkriptionstermination mittels PCR isoliert. Den Oligonukleotiden für den Promotor und den Terminator wurde jeweils eine HindIII-Schnittstelle angefügt. Die Sequenz des Oligonukleotids, welches sich an den 5'-Bereich des Promotors anlagert (unterstrichen dargestellt) lautet 5'-ATAAGCTT­ CATGGAGTCAAA-GATTCAAATAGA-3', die des Oligonukleotids, welches sich an die Terminationssequenz (unterstrichen dargestellt) anlagert lautet 5'-ATAAGCTTGGAC-AATCAGTAAATTGAACGGAG-3'. Das erhaltene Fragment wurde mittels Gene-Clean-Kit (Dianova GmbH, Hilden) ge­ reinigt und nach Herstellerangaben in den Vektor PCR-Script von Stratagene GmbH, Heidelberg kloniert. Die Richtigkeit der Sequenz wurde durch Sequenzierung überprüft. Aus diesem PCR-Script-Vektor wurde es als HindIII-Fragment in den entsprechend geschnittenen Vektor pBin19 (Bevan, 1984, Nucleic Acids Res. 12, 8711-8721) übertragen.For cloning, the plasmid pBinAR2-TP-HPPD was used to convert the 35S-Pro motor, the transketolase transit peptide, the p-HPPD gene and the polyadenylation signal of gene 3 of the T-DNA of the Ti plasmid pTIACH5 (Gielen et al. 1984) isolated for transcription termination by means of PCR. A Hind III site was added to each of the oligonucleotides for the promoter and the terminator. The sequence of the oligonucleotide which attaches to the 5 'region of the promoter (underlined) is 5'-ATAAGCTT CATGGAGTCAAA-GATTCAAATAGA -3', that of the oligonucleotide which attaches to the termination sequence (underlined) is 5'- ATAAGCTT GGAC-AATCAGTAAATTGAACGGAG -3 '. The fragment obtained was purified using a gene clean kit (Dianova GmbH, Hilden) and cloned according to the manufacturer's instructions into the vector PCR script from Stratagene GmbH, Heidelberg. The correctness of the sequence was checked by sequencing. From this PCR script vector, it was transferred as a HindIII fragment into the correspondingly cut vector pBin19 (Bevan, 1984, Nucleic Acids Res. 12, 8711-8721).

Aus dem Plasmid pBinAR-TP-DOXS wurde der 35S-Promotor, das Trans­ ketolase-Transitpeptid, das DOXS-Gen und das Polyadenylierungssi­ gnal des Gens 3 der T-DNA des Ti-Plasmids pTIACH5 (Gielen et al., 1984) zur Transkriptionstermination mittels PCR isoliert. Den Oligonukleotiden für den Promotor und die Terminatorsequenz wurde jeweils eine EcoRI-Schnittstelle angefügt. Die Sequenz des Oligo­ nukleotids, welches sich an den Promotor (unterstrichen dargestellt) an­ lagert lautet 5'-ATGAATTCCATGGAGTCAAAGATTCAAATAGA-3', die des Oligonukleotids, welches sich an die Terminatorsequenz (kursiv geschrieben) anlagert lautet 5'-ATGAATTCGGACAATCAGTAAATTGAACGGA­ G-3'. Das Fragment wurde mittels Gene-Clean-Kit (Dianova GmbH, Hilden) gereinigt und nach Herstellerangaben in den Vektor PCR- Script von Stratagene GmbH, Heidelberg kloniert. Die Richtigkeit der Sequenz wurde durch Sequenzierung überprüft. Aus dem PCR- Script Vektor wurde es als EcoRI-Fragment in den entsprechend ge­ schnittenen Vektor übertragen, welcher bereits wie oben beschrie­ ben die Sequenz der HPPD enthielt.The plasmid pBinAR-TP-DOXS became the 35S promoter, the trans ketolase transit peptide, the DOXS gene and the polyadenylation signal of gene 3 of the T-DNA of the Ti plasmid pTIACH5 (Gielen et al., 1984) for transcription termination isolated by PCR. An EcoRI site was added to each of the oligonucleotides for the promoter and the terminator sequence. The sequence of the oligo nucleotide which is attached to the promoter (underlined) is 5'-ATGAATTC CATGGAGTCAAAGATTCAAATAGA -3 ', that of the oligonucleotide which is attached to the terminator sequence (italics) is 5'-ATGAATTC GGACAATCAGTAAATTGAACGGA '. The fragment was cleaned using a gene clean kit (Dianova GmbH, Hilden) and cloned according to the manufacturer's instructions into the vector PCR script from Stratagene GmbH, Heidelberg. The correctness of the sequence was checked by sequencing. From the PCR script vector, it was transferred as an EcoRI fragment into the correspondingly cut vector, which already contained the sequence of the HPPD as described above.

Aus dem Plasmid pBinARHyg-GGPPOR wurde der 35S-Promotor, das GGPPOR-Gen und das Polyadenylierungssignal des Gens 3 der T-DNA des Ti-Plasmids pTIACH5 (Gielen et al., 1984) zur Transkriptions­ termination mittels PCR isoliert. Den Oligonukleotiden für den Promotor und den Terminator wurde jeweils eine XbaI-Schnittstelle angefügt. Die Sequenz des Oligonukleotids, welches sich an den Promotor (unterstrichen dargestellt) anlagert lautet 5'-ATTCTAGACATG­ GAGTCAAA-GATTCAAATAGA-3', die des Oligonukleotids, welches sich an die Terminatorsequenz (unterstrichen dargestellt) anlagert lautet 5'-ATTCTAGAGGACAA-TCAGTAAATTGAACGGAG-3'. Das Fragment wurde mittels Gene-Clean-Kit (Dianova GmbH, Hilden) gereinigt und nach Herstellerangaben in den Vektor PCR-Script von Stratagene GmbH, Heidelberg kloniert. Die Richtigkeit der Sequenz wurde durch Sequenzierung überprüft. Aus dem PCR-Script Vektor wurde es als XbaI-Fragment in den entsprechend geschnittenen Vektor übertra­ gen, welcher bereits wie oben beschrieben die Sequenzen der HPPD und der DOXS enthielt. Es entstand das Konstrukt pBinAR-DOXS- GGPPOR-HPPD (Abb. 8), dessen Fragmente folgende Bedeutung haben:
Fragment A (529 bp) beinhaltet den 35S-Promotor des Cauliflower- Mosaik-Virus (Nukleotide 6909 bis 7437 des Cauliflower-Mosaik-Vi­ rus). Fragment B enthält das Transitpeptid der plastidären Trans­ ketolase. Fragment C enthält das Gen der HPPD. Fragment D enthält das Polyadenylierungssignal des Gens 3 der T-DNA des Ti-Plasmids pTIACH5 (Gielen et al., 1984) zur Transkriptionstermination.
The 35S promoter, the GGPPOR gene and the polyadenylation signal of gene 3 of the T-DNA of the Ti plasmid pTIACH5 (Gielen et al., 1984) were isolated from the plasmid pBinARHyg-GGPPOR for transcription termination by means of PCR. An XbaI interface was added to each of the oligonucleotides for the promoter and the terminator. Anneals the sequence of the oligonucleotide which (underlined) at the promoter is 5'-CATG ATTCTAGA GAGTCAAA GATTCAAATAGA-3 ', which anneals the oligonucleotide which (underlined) at the terminator sequence is 5'-ATTCTAGA GGACAA-TCAGTAAATTGAACGGAG -3 '. The fragment was purified using a gene clean kit (Dianova GmbH, Hilden) and cloned according to the manufacturer's instructions into the vector PCR script from Stratagene GmbH, Heidelberg. The correctness of the sequence was checked by sequencing. From the PCR script vector, it was transferred as an XbaI fragment into the correspondingly cut vector, which already contained the sequences of the HPPD and the DOXS as described above. The construct pBinAR-DOXS-GGPPOR-HPPD ( Fig. 8) was created, the fragments of which have the following meaning:
Fragment A (529 bp) contains the 35S promoter of the Cauliflower Mosaic Virus (nucleotides 6909 to 7437 of the Cauliflower Mosaic Virus). Fragment B contains the transit peptide of the plastid trans ketolase. Fragment C contains the gene of the HPPD. Fragment D contains the polyadenylation signal of gene 3 of the T-DNA of the Ti plasmid pTIACH5 (Gielen et al., 1984) for transcription termination.

Fragment E enthält das Gen der DOXS. Fragment F enthält das Gen der GGPPOR inklusive der intrinsischen Plastidentransitsequenz.Fragment E contains the gene of the DOXS. Fragment F contains the gene the GGPPOR including the intrinsic plastid transit sequence.

Beispiel 6Example 6 Herstellung von transgenen Tabakpflanzen (Nicotiana tabacum L. cv. Samsun NN)Production of transgenic tobacco plants (Nicotiana tabacum L. cv.Samsun NN)

Für die Herstellung transgener Tabakpflanzen, die einen veränder­ ten Prenyllipidgehalt aufweisen, wurden Tabakblattscheiben mit Sequenzen der DOXS, der HPPD und der GGPPOR transformiert. Zur Transformation von Tabakpflanzen wurden 10 ml einer unter Selek­ tion gewachsenen Übernachtkultur von Agrobacterium tumefaciens abzentrifugiert, der Überstand verworfen und die Bakterien in gleichem Volumen Antibiotika-freien Mediums resuspendiert. In einer sterilen Petrischale wurden Blattscheiben steriler Pflanzen (Durchmesser ca. 1 cm) in dieser Bakteriensuspension gebadet. An­ schließend wurden die Blattscheiben in Petrischalen auf MS-Medium (Murashige und Skoog, Physiol. Plant (1962) 15, 473) mit 2% Sac­ charose und 0.8% Bacto-Agar ausgelegt. Nach 2-tägiger Inkubation im Dunkeln bei 25°C wurden sie auf M5-Medium mit 100 mg/l Kanamy­ cin, 500 mg/l Claforan, 1 mg/l Benzylaminopurin (BAP), 0.2 mg/l Naphtylessigsäure (NAA), 1.6% Glukose und 0.8% Bacto-Agar über­ tragen und die Kultivierung (16 Stunden Licht/8 Stunden Dunkel­ heit) fortgesetzt. Wachsende Sprosse wurden auf hormonfreies MS- Medium mit 2% Saccharose, 250 mg/l Claforan und 0.8% Bacto-Agar überführt.For the production of transgenic tobacco plants that change have prenyl lipid content, tobacco leaf slices were used Sequences of the DOXS, the HPPD and the GGPPOR are transformed. For Transformation of tobacco plants were 10 ml one under Selek tion grown overnight culture of Agrobacterium tumefaciens centrifuged, the supernatant discarded and the bacteria in same volume of antibiotic-free medium resuspended. In Leaf disks of sterile plants were placed in a sterile petri dish (Diameter approx. 1 cm) bathed in this bacterial suspension. On finally the leaf disks were placed in petri dishes on MS medium (Murashige and Skoog, Physiol. Plant (1962) 15, 473) with 2% Sac charose and 0.8% Bacto agar. After 2 days of incubation in the dark at 25 ° C they were on M5 medium with 100 mg / l kanamy cin, 500 mg / l Claforan, 1 mg / l benzylaminopurine (BAP), 0.2 mg / l Naphtylacetic acid (NAA), 1.6% glucose and 0.8% bacto-agar via and cultivation (16 hours light / 8 hours dark continued). Growing sprouts were on hormone-free MS Medium with 2% sucrose, 250 mg / l Claforan and 0.8% Bacto agar transferred.

Beispiel 7Example 7 Herstellung von transgenen Rapspflanzen (Brassica napus)Production of transgenic oilseed rape plants (Brassica napus)

Die Herstellung der transgenen Rapspflanzen, die einen veränder­ ten Prenyllipidgehalt aufweisen, orientierte sich an einem Proto­ koll von Bade, J. B. und Damm, B. (in Gene Transfer to Plants, Po­ trykus, I. und Spangenberg, G., eds, Springer Lab Manual, Sprin­ ger Verlag, 1995, 30-38), in welchem auch die Zusammensetzungen der verwendeten Medien und Puffer angegeben sind.The production of the transgenic rape plants that change you ten prenyl lipid content was based on a proto koll by Bade, J.B. and Damm, B. (in Gene Transfer to Plants, Po trykus, I. and Spangenberg, G., eds, Springer Lab Manual, Sprin ger Verlag, 1995, 30-38), in which also the compositions of the media and buffers used are specified.

Die Transformationen erfolgten mit dem Agrobacterium tumefaciens Stamm LBA4404 (Clontech GmbH, Heidelberg). Als binäre Vektoren wurden die bereits oben beschriebenen binären Konstrukte mit den gesamten cDNAs der DOXS, der HPPD und der GGPPOR verwendet. In allen hier verwendeten binären Vektoren wurde die NOS-Terminator­ sequenz durch das Polyadenylierungssignal des Gens 3 der T-DNA des Ti-Plasmids pTIACH5 (Gielen et al., 1984) zur Transkriptions­ termination ersetzt. Brassica napus Samen wurden mit 70% (v/v) Ethanol oberflächensteril gemacht, 10 min bei 55°C in H2O gewaschen, in 1%iger Hypochlorit-Lösung (25% v/v Teepol, 0,1% v/v Tween 20) für 20 min inkubiert und sechsmal mit sterilem H2O für jeweils 20 min gewaschen. Die Samen wurden drei Tage auf Filter­ papier getrocknet und 10-15 Samen in einem Glasskolben mit 15 ml Keimungsmedium zur Keimung gebracht. Von mehreren Keimlingen (ca. 10 cm groß) wurden die Wurzeln und Apices entfernt und die ver­ bleibenden Hypokotyle in ca. 6 mm lange Stücke geschnitten. Die so gewonnenen ca. 600 Explante werden 30 min mit 50 ml Basalme­ dium gewaschen und in einen 300 ml Kolben überführt. Nach Zugabe von 100 ml Kallus-Induktionsmedium wurden die Kulturen für 24 h bei 100 U/min inkubiert.The transformations were carried out with the Agrobacterium tumefaciens strain LBA4404 (Clontech GmbH, Heidelberg). The binary constructs already described above with the entire cDNAs of the DOXS, the HPPD and the GGPPOR were used as binary vectors. In all binary vectors used here, the NOS terminator sequence was replaced by the polyadenylation signal of gene 3 of the T-DNA of the Ti plasmid pTIACH5 (Gielen et al., 1984) for transcription termination. Brassica napus seeds were sterilized with 70% (v / v) ethanol, washed for 10 min at 55 ° C in H 2 O, in 1% hypochlorite solution (25% v / v Teepol, 0.1% v / v Tween 20) incubated for 20 min and washed six times with sterile H 2 O for 20 min each. The seeds were dried on filter paper for three days and 10-15 seeds were germinated in a glass flask with 15 ml of germination medium. The roots and apices were removed from several seedlings (approx. 10 cm in size) and the remaining hypocotyls were cut into pieces approx. 6 mm long. The approx. 600 explants obtained in this way are washed with 50 ml of basal medium for 30 min and transferred to a 300 ml flask. After adding 100 ml of callus induction medium, the cultures were incubated for 24 h at 100 rpm.

Vom Agrobacterium-Stamm wurde eine Übernachtkultur bei 29°C in Lu­ ria Broth-Medium mit Kanamycin (20 mg/l) angesetzt, davon 2 ml in 50 ml Luria Broth-Medium ohne Kanamycin für 4 h bei 29°C bis zu einer OD600 von 0,4-0,5 inkubiert. Nach der Pelletierung der Kultur bei 2000 U/min für 25 min wurde das Zellpellet in 25 ml Basalmedium resuspendiert. Die Konzentration der Bakterien in der Lösung wurde durch Zugabe von weiterem Basalmedium auf eine OD600 von 0.3 eingestellt.An overnight culture of the Agrobacterium strain was set up at 29 ° C. in Lu ria Broth medium with kanamycin (20 mg / l), of which 2 ml in 50 ml Luria Broth medium without kanamycin for 4 h at 29 ° C. until an OD 600 incubated from 0.4-0.5. After pelleting the culture at 2000 rpm for 25 min, the cell pellet was resuspended in 25 ml of basal medium. The concentration of the bacteria in the solution was adjusted to an OD 600 of 0.3 by adding further basal medium.

Aus den Raps-Explanten wurde das Kallus-Induktionsmedium mit ste­ rilen Pipetten entfernt, 50 ml Agrobacterium-Lösung hinzugefügt, vorsichtig gemischt und für 20 min inkubiert. Die Agrobacterien- Suspension wurde entfernt, die Raps-Explante für 1 min mit 50 ml Kallus-Induktionsmedium gewaschen und anschließend 100 ml Kallus- Induktionsmedium hinzugefügt. Die Co-Kultivierung wurde für 24 h auf einem Rotationsschüttler bei 100 U/min durchgeführt. Die Co- Kultivierung wurde durch Wegnahme des Kallus-Induktionsmediums gestoppt und die Explante zweimal für jeweils 1 min mit 25 ml und zweimal für 60 min mit jeweils 100 ml Waschmedium bei 100 U/min gewaschen. Das Waschmedium mit den Explanten wurde in 15 cm Pe­ trischalen überführt und das Medium mit sterilen Pipetten ent­ fernt.The callus induction medium with ste removed pipettes, added 50 ml Agrobacterium solution, mixed gently and incubated for 20 min. The Agrobacteria Suspension was removed, the oilseed rape explant for 1 min with 50 ml Callus induction medium washed and then 100 ml callus Induction medium added. The co-cultivation was carried out for 24 h carried out on a rotary shaker at 100 rpm. The co- Cultivation was done by removing the callus induction medium stopped and the explant twice for 1 min each with 25 ml and twice for 60 min with 100 ml of washing medium at 100 rpm washed. The washing medium with the explants was in 15 cm Pe transferred tri dishes and ent the medium with sterile pipettes ent distant.

Zur Regeneration wurden jeweils 20-30 Explante in 90 mm Petri­ schalen überführt, welche 25 ml Sproß-Induktionsmedium mit Kana­ mycin enthielten. Die Petrischalen wurden mit 2 Lagen Leukopor verschlossen und bei 25°C und 2000 lux bei Photoperioden von 16 Stunden Licht/8 Stunden Dunkelheit inkubiert. Alle 12 Tage wurden die sich entwickelnden Kalli auf frische Petrischalen mit Sproß- Induktionsmedium überführt. Alle weiteren Schritte zur Regenera­ tion ganzer Pflanzen wurde wie von Bade, J. B. und Damm, B. (in Gene Transfer to Plants, Potrykus, I. und Spangenberg, G., eds, Springer Lab Manual, Springer Verlag, 1995, 30-38) beschrieben durchgeführt.20-30 explants in 90 mm petri were used for regeneration transferred shells, which 25 ml sprout induction medium with Kana contained mycin. The petri dishes were covered with 2 layers of leucopor closed and at 25 ° C and 2000 lux with photoperiods of 16 Hours of light / 8 hours of darkness. Every 12 days the developing calli on fresh petri dishes with sprout Induction medium transferred. All further steps to the Regenera tion of whole plants was as described by Bade, J.B. and Damm, B. (in Gene Transfer to Plants, Potrykus, I. and Spangenberg, G., eds,  Springer Lab Manual, Springer Verlag, 1995, 30-38) carried out.

Beispiel 8Example 8 Steigerung der Tocopherolbiosynthese in RapsIncrease in tocopherol biosynthesis in oilseed rape

Die cDNA der DOXS, der HPPD und der GGPPOR wurde mit einem CaMV35S-Promotor versehen und in Raps unter Verwendung des 35S- Promotors überexprimiert. Parallel dazu wurde der samenspezifi­ sche Promotor des Phaseolingenes verwendet, um den Tocopherolge­ halt spezifisch im Rapssamen zu erhöhen. Mit den entsprechenden Konstrukten transformierte Rapspflanzen wurden im Gewächshaus an­ gezogen. Anschließend wurde der α-Tocopherolgehalt der Gesamt­ pflanze bzw. der Samen der Pflanze bestimmt. In allen Fällen war die α-Tocopherolkonzentration im Vergleich zur nicht transfomier­ ten Pflanze erhöht. The cDNA of the DOXS, the HPPD and the GGPPOR was labeled with a CaMV35S promoter and in rapeseed using the 35S Promotors overexpressed. At the same time, the seed-specific cal promoter of the phaseolin gene used to the tocophero sequence stop specifically increasing in rapeseed. With the appropriate Constructs transformed rape plants were grown in the greenhouse drawn. Then the total α-tocopherol content plant or the seeds of the plant. In all cases the α-tocopherol concentration compared to the non-transformed plant increased.  

SEQUENZPROTOKOLL SEQUENCE LOG

Claims (7)

1. Verwendung von DNA-Sequenzen codierend für eine 1-Deoxy-D-Xy­ lulose-5-Phosphat Synthase (DOXS), codierend für eine Hydro­ xyphenylpyruvat Dioxygenase (HPPD) und codierend für eine Ge­ ranylgeranyl-Pyrophosphat Oxidoreduktase (GGPPOR) zur Her­ stellung von Pflanzen mit erhöhtem Tocopherol-, Vitamin K-, Chlorophyll- und/oder Carotinoid-Gehalt.1. Use of DNA sequences coding for a 1-deoxy-D-Xy lulose-5-phosphate synthase (DOXS), coding for a hydro xyphenylpyruvate dioxygenase (HPPD) and coding for a Ge ranylgeranyl pyrophosphate oxidoreductase (GGPPOR) position of plants with increased tocopherol, vitamin K, Chlorophyll and / or carotenoid content. 2. Verwendung einer DNA-Sequenz SEQ-ID No. 1, einer DNA-Sequenz SEQ-ID No. 3 und einer DNA-Sequenz SEQ-ID No. 5 oder mit die­ sen hybridisierende DNA-Sequenzen kodierend für eine 1-Deoxy- D-Xylulose-5-Phosphat Synthase (DOXS), eine Hydroxyphenylpy­ ruvat Dioxygenase (HPPD) und eine Geranylgeranyl-Pyrophosphat Oxidoreduktase (GGPPOR) zur Herstellung von Pflanzen mit er­ höhtem Gehalt an Tocopherolen, Vitamin K, Chlorophyllen und/oder Carotinoiden.2. Use of a DNA sequence SEQ-ID No. 1, a DNA sequence SEQ ID No. 3 and a DNA sequence SEQ-ID No. 5 or with the hybridizing DNA sequences coding for a 1-deoxy D-xylulose-5-phosphate synthase (DOXS), a hydroxyphenylpy ruvat dioxygenase (HPPD) and a geranylgeranyl pyrophosphate Oxidoreductase (GGPPOR) for the production of plants with it high content of tocopherols, vitamin K, chlorophylls and / or Carotenoids. 3. Verfahren zur Herstellung von Pflanzen mit erhöhtem Toco­ pherol-, Vitamin K-, Chlorophyll- und/oder Carotinoid-Gehalt, dadurch gekennzeichnet, daß DNA-Sequenzen SEQ-ID No. 1, SEQ-ID No. 3 und SEQ-ID No. 5 oder mit diesen hybridisierende DNA-Sequenzen in Pflanzen exprimiert werden.3. Process for the production of plants with increased toco pherol, vitamin K, chlorophyll and / or carotenoid content, characterized in that DNA sequences SEQ-ID No. 1, SEQ ID No. 3 and SEQ-ID No. 5 or hybridizing with these DNA sequences are expressed in plants. 4. Verfahren zur Transformation einer Pflanze dadurch gekenn­ zeichnet, daß man eine Expressionskassette enthaltend einen Promotor und DNA-Sequenzen SEQ-ID No. 1, SEQ-ID No. 3 und SEQ-ID No. 5 in eine Pflanzenzelle, in Kallusgewebe, eine ganze Pflanze oder Protoplasten von Pflanzenzellen einbringt.4. Processes for transforming a plant characterized thereby records that one contains an expression cassette Promoter and DNA Sequences SEQ ID No. 1, SEQ ID No. 3 and SEQ ID No. 5 in a plant cell, in callus tissue, one whole plant or protoplasts of plant cells. 5. Verfahren zur Transformation von Pflanzen gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Transformation mit Hilfe des Stammes Agrobacterium tumefaciens, der Elektroporation oder der particle bombardment Methode erfolgt.5. A method for transforming plants according to claim 4, characterized in that the transformation using the Agrobacterium tumefaciens, electroporation or the particle bombardment method. 6. Pflanze mit erhöhtem Tocopherol-, Vitamin K-, Chlorophyll- und/oder Carotinoid-Gehalt enthaltend eine Expressionskas­ sette gemäß Anspruch 4.6. Plant with increased tocopherol, vitamin K, chlorophyll and / or carotenoid content containing an expression cas sette according to claim 4. 7. Pflanze nach Anspruch 6, ausgewählt aus der Gruppe Soja, Ca­ nola, Gerste, Hafer, Weizen, Raps, Mais oder Sonnenblume.7. Plant according to claim 6, selected from the group of soybeans, approx nola, barley, oats, wheat, rapeseed, corn or sunflower.
DE1998145231 1998-08-05 1998-10-01 Use of DNA encoding 1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate synthase to produce plants with increased tocopherol, vitamin K, chlorophyll and carotenoid content Withdrawn DE19845231A1 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998145231 DE19845231A1 (en) 1998-10-01 1998-10-01 Use of DNA encoding 1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate synthase to produce plants with increased tocopherol, vitamin K, chlorophyll and carotenoid content
CA002339519A CA2339519A1 (en) 1998-08-05 1999-07-30 Dna sequence coding for a 1-deoxy-d-xylulose-5-phosphate synthase and the overproduction thereof in plants
AU54157/99A AU757440B2 (en) 1998-08-05 1999-07-30 DNA sequence coding for a 1-deoxy-d-xylulose-5-phosphate synthase and the overproduction thereof in plants
EP99940083A EP1102852A1 (en) 1998-08-05 1999-07-30 Dna sequence coding for a 1-deoxy-d-xylulose-5-phosphate synthase and the overproduction thereof in plants
PCT/EP1999/005467 WO2000008169A1 (en) 1998-08-05 1999-07-30 Dna sequence coding for a 1-deoxy-d-xylulose-5-phosphate synthase and the overproduction thereof in plants
JP2000563793A JP2002525034A (en) 1998-08-05 1999-07-30 DNA sequence encoding 1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate synthase and its overproduction in plants

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998145231 DE19845231A1 (en) 1998-10-01 1998-10-01 Use of DNA encoding 1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate synthase to produce plants with increased tocopherol, vitamin K, chlorophyll and carotenoid content

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19845231A1 true DE19845231A1 (en) 2000-04-06

Family

ID=7883060

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1998145231 Withdrawn DE19845231A1 (en) 1998-08-05 1998-10-01 Use of DNA encoding 1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate synthase to produce plants with increased tocopherol, vitamin K, chlorophyll and carotenoid content

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19845231A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2430200A (en) * 2005-09-16 2007-03-21 Bridgestone Corp A gene cluster involved in biosynthesis of isopentenyl diphosphate by the non-mevalonate pathway of Hevea brasiliensis

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2430200A (en) * 2005-09-16 2007-03-21 Bridgestone Corp A gene cluster involved in biosynthesis of isopentenyl diphosphate by the non-mevalonate pathway of Hevea brasiliensis
US7803985B2 (en) 2005-09-16 2010-09-28 Bridgestone Corporation Gene cluster involved in biosynthesis of isopentenyl diphosphate in the non-mevalonate pathway of Hevea brasiliensis
US8921654B2 (en) 2005-09-16 2014-12-30 Bridgestone Corporation Gene cluster involved in biosynthesis of isopentenyl diphosphate in the non-mevalonate pathway of Hevea brasiliensis

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2000008169A1 (en) Dna sequence coding for a 1-deoxy-d-xylulose-5-phosphate synthase and the overproduction thereof in plants
WO1999004021A1 (en) Dna sequence coding for a hydroxyphenylpyruvate dioxygenase and overproduction thereof in plants
EP1294913B1 (en) Changing the fine chemical content in organisms by genetically modifying the shikimate pathway
EP1159428B1 (en) Method for improving the agronomic and nutritional value of plants
DE19918949A1 (en) Overexpression of a DNA sequence coding for a 1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate reductoisomerase in plants
DE10009002A1 (en) A new homogentisatephytyltransferase protein encoded by the open reading frame slr1376 from Synechocystis species. PCC6803 is useful to provide transgenic plants producing vitamin E
WO2001004330A1 (en) Identification and overexpression of a dna sequence coding for 2-methyl-6-phytylhydroquinone-methyltransferase in plants
DE19835219A1 (en) Use of 1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate synthase DNA to produce plants with increased tocopherol, vitamin K, chlorophyll and/or carotenoid content
DE10046462A1 (en) Improved procedures for vitamin E biosynthesis
EP1025250A2 (en) Modification of the tocopherol content of transgenic plants
DE19937957A1 (en) Homogenate dioxygenase
DE19845231A1 (en) Use of DNA encoding 1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate synthase to produce plants with increased tocopherol, vitamin K, chlorophyll and carotenoid content
DE19903493A1 (en) Overexpression of a DNA sequence coding for a transketolase in plants
DE10111676A1 (en) Increasing vitamin E content in organisms by increasing tyrosine aminotransferase activity
DE19845224A1 (en) Use of DNA encoding 1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate synthase to produce plants with increased tocopherol, vitamin K, chlorophyll and carotenoid content
DE19845216A1 (en) Use of DNA encoding 1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate synthase to produce plants with increased tocopherol, vitamin K, chlorophyll and carotenoid content
WO2004058934A2 (en) Method for producing transgenic plants having an elevated vitamin e content by modifying the serine-acetyltransferase content
DE10030647A1 (en) Preparing fine chemicals, particularly Vitamins E and K, useful as antioxidants e.g. in foods or medicine, by growing organisms with altered shikimate biosynthesis pathway
DE10064454A1 (en) Preparing fine chemicals, particularly Vitamins E and K, useful as antioxidants e.g. in foods or medicine, by growing organisms with altered shikimate biosynthesis pathway
EP1198578A2 (en) PLANT S-ADENOSYLMETHIONIN:Mg-PROTOPORPHYRIN-IX-O-METHYLTRANSFERASE, PLANTS WITH VARIABLE CHLOROPHYLL CONTENTS AND/OR HERBICIDE TOLERANCE, AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
DE10231587A1 (en) Transgenic expression constructs and methods for increasing the vitamin E content in plant organisms

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee