DE3824670A1 - DNA SEGMENT, PLASMIDES CONTAINING THIS SEGMENT, TRANSFORMED BACTERIA, AND TRANSFORMED PLANT MATERIAL - Google Patents

DNA SEGMENT, PLASMIDES CONTAINING THIS SEGMENT, TRANSFORMED BACTERIA, AND TRANSFORMED PLANT MATERIAL

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DE3824670A1 DE19883824670 DE3824670A DE3824670A1 DE 3824670 A1 DE3824670 A1 DE 3824670A1 DE 19883824670 DE19883824670 DE 19883824670 DE 3824670 A DE3824670 A DE 3824670A DE 3824670 A1 DE3824670 A1 DE 3824670A1
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Abstract

This invention concerns a DNA segment whose gene product is suitable for making an oriV sequence capable of replication in cis or trans form. The gene product is a fusion peptide of trfB and trfA. Recombinant plasmids containing this DNA sequence, transformed bacteria and transformed plant material, as well as seeds of this plant material are also disclosed.

Description

Die Erfindung betrifft ein DNA-Segment, dessen Genprodukt geeignet ist, eine oriV Sequenz in cis oder in trans replikationsfähig zu machen, sowie Plasmide, die dieses Segment enthalten, durch diese Plasmide transformierte Bakterien sowie transformiertes Pflanzenmaterial und Saatgut aus transformiertem Pflanzenmaterial.The invention relates to a DNA segment whose gene product is suitable for making an oriV sequence capable of replication in cis or in trans, as well as plasmids containing this segment, bacteria transformed by these plasmids, as well as transformed plant material and seeds from transformed plant material.

Das natürlich vorkommende Plasmid RK2, das identisch oder nahezu identisch ist mit den Plasmiden RP1, RP4, R18 und R86 der Inkompatibilitätsgruppe P1 ist ein broad host range Plasmid, das Resistenzgene gegen die Antibiotika Tetracyclin, Ampicillin und Kanamycin aufweist. Die Sequenz des vegetativen Origins (oriV) und das Genprodukt des transacting factor A Gens (trfA) ist für die Replikation hinreichend (Fig. 1). Die Basensequenz des trfA Gens wurde in Christopher A. Smith und Christopher M. Thomas, J. Mol. Biol. (1984), 175, pp 251-262 aufgeklärt. Es ermöglicht die Replikation des oriV in vielen Spezies von gramnegativen Bakterien. Das Plasmid besitzt jedoch ein kompliziertes Replikationssystem. Für die routinemäßige Anwendung ist aber auch seine Größe von 56 Kilobasenpaaren (Kb) ein großer Nachteil. Es wurde versucht, diese Nachteile durch Konstruktion kleinerer Plasmide ausgehend von RK2-Plasmid zu beheben. So ist aus Ditta et al, Proc. Natl. Acad-Sci. Vol 77 (12), Seiten 7347-7351, USA 1980 eine tetracyclinresistente Plasmidkomponente des RK2 Plasmids mit der Bezeichnung pRK 290 bekannt (Fig. 2). pRK 290 kann mit Hilfe eines Hilfsplasmids übertragen werden, besitzt aber selbst nicht die Fähigkeit, sich selbst oder andere Plasmide zu übertragen. Das Plasmid ist 20 Kb groß, es ist also ein relativ großes Plasmid, das außerdem schwer isolierbar ist und außerdem nur in niedrigen Kopierzahlen vorhanden ist (5-8 Kopien pro Chromosomenäquivalent in Eschericha coli).The naturally occurring plasmid RK2, which is identical or almost identical to the plasmids RP1, RP4, R18 and R86 of the incompatibility group P1, is a broad host range plasmid that contains resistance genes to the antibiotics tetracycline, ampicillin and kanamycin. The sequence of the vegetative origin (oriV) and the gene product of the transacting factor A gene (trfA) is sufficient for replication ( Fig. 1). The base sequence of the trfA gene was elucidated in Christopher A. Smith and Christopher M. Thomas, J. Mol. Biol. (1984), 175, pp 251-262. It enables the replication of oriV in many species of gram-negative bacteria. However, the plasmid has a complicated replication system. For routine use, its size of 56 kilobase pairs (Kb) is also a major disadvantage. Attempts have been made to overcome these disadvantages by constructing smaller plasmids based on the RK2 plasmid. For example, a tetracycline-resistant plasmid component of the RK2 plasmid, called pRK 290, is known from Ditta et al., Proc. Natl. Acad-Sci. Vol 77 (12), pages 7347-7351, USA 1980 ( Fig. 2). pRK 290 can be transferred using an auxiliary plasmid, but does not have the ability to transfer itself or other plasmids. The plasmid is 20 Kb in size, making it a relatively large plasmid that is also difficult to isolate and is only present in low copy numbers (5-8 copies per chromosome equivalent in Eschericha coli).

Es wurde nun gefunden, daß das in den Plasmiden RK2 und pRK 290 enthaltende trfA Gen, so mit dem trfB Gen, dessen Basensequenz in Nucleic Acid Res. 14 (11), 4453 beschrieben ist, unter Deletion dazwischenliegender Sequenzen fusioniert werden kann, daß eine DNA-Sequenz gebildet wird, deren Genprodukt die Replikation des oriV ermöglicht.It has now been found that the trfA gene contained in the plasmids RK2 and pRK 290 can be fused with the trfB gene, the base sequence of which is described in Nucleic Acid Res. 14 (11), 4453, with deletion of intervening sequences, so that a DNA sequence is formed whose gene product enables the replication of oriV.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demnach ein DNA-Segment, dessen Genprodukt geeignet ist, eine oriV Sequenz in cis oder in trans replikationsfähig zu machen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Segment eine Sequenz ausgewählt aus einer Gruppe enthaltend folgende Nukleotidsequenz

und Subfragmente und Mutanten davon, die im wesentlichen die gleiche Fähigkeit zur Replikation des oriV besitzen, enthält.
The present invention therefore relates to a DNA segment whose gene product is suitable for making an oriV sequence capable of replication in cis or in trans, which is characterized in that the segment contains a sequence selected from a group containing the following nucleotide sequence

and subfragments and mutants thereof which have essentially the same ability to replicate oriV.

Das Genprodukt dieser Sequenz und davon abgeleiteter Sequenzen ermöglicht die Replikation von Plasmiden, die den oriV enthalten in einer Reihe von Mikroorganismen, insbesondere in gramnegativen Bakterien.The gene product of this sequence and derived sequences enables the replication of plasmids containing oriV in a number of microorganisms, particularly in Gram-negative bacteria.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen DNA-Segments, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Plasmid pRK 290 mit der Restriktionsendonuklease SpH I schneidet, das DNA-Stück zwischen 17,8 kb und 8,3 kb mit Hilfe der T4-DNA-Ligase ligiert, erneut mit der Restriktionsendonuklease SpH I schneidet, in die Schnittstelle das Plasmid pUC 18 einfügt, mit Hilfe der T4-DNA-Ligase ligiert, dieses Plasmid mit der Restriktionsendonuklease Kpn I linearisiert und mit der Exonuklease Bal 31 von beiden Enden her verkürzt, wobei das Ausmaß der Verkürzung mittels Gelelektrophorese kontrolliert wird, worauf die Enden mit T4-DNA-Ligase ligiert werden.The invention further relates to a process for producing the DNA segment according to the invention, which is characterized in that the plasmid pRK 290 is cut with the restriction endonuclease SpH I, the DNA piece between 17.8 kb and 8.3 kb is ligated with the aid of the T4 DNA ligase, again with the Restriction endonuclease SpH I is cut, the plasmid pUC 18 is inserted into the cleavage site, ligated using T4 DNA ligase, this plasmid is linearized using restriction endonuclease Kpn I and shortened from both ends using exonuclease Bal 31, the extent of shortening being controlled by gel electrophoresis, after which the ends are ligated using T4 DNA ligase.

Das erfindungsgemäße DNA-Segment wird ausgehend von Plasmid pRK 290 durch verschiedene DNA-modifizierende Enzyme hergestellt. Dies sind zunächst Restriktionsendonukleasen, die doppelsträngige DNA im Bereich einer definierten Erkennungssequenz aufschneiden. Dabei entstehen Fragmente, an deren Enden entweder einzelsträngige Überhänge (cohäsive Enden, sticky ends) zurückbleiben oder es werden beide Stränge am selben Basenpaar durchschnitten und es entstehen sog. stumpfe Enden oder blunt ends. Mit Hilfe einer DNA-Ligase werden diese Fragmente anschließend in der gewünschten Weise wieder zusammengesetzt (ligiert). Dabei ist es möglich, blunt end Fragmente frei zu kombinieren, während bei sticky end Fragmenten Ligation nur möglich ist, wenn eine korrekte Basenpaarung der einzelsträngigen Überhänge gegeben ist.The DNA segment according to the invention is produced from plasmid pRK 290 using various DNA-modifying enzymes. These are initially restriction endonucleases that cut double-stranded DNA in the area of a defined recognition sequence. This creates fragments at the ends of which either single-stranded overhangs (cohesive ends, sticky ends) remain or both strands are cut at the same base pair, creating so-called blunt ends or blunt ends. These fragments are then reassembled (ligated) in the desired manner using a DNA ligase. It is possible to freely combine blunt end fragments, whereas with sticky end fragments ligation is only possible if the single-stranded overhangs are correctly paired with the bases.

Zur Deletion größerer Bereiche der Plasmid DNA wird die Exonuklease Bal 31 verwendet, die einzel- oder doppelsträngige linearisierte DNA von den Enden her kontinuierlich etwa symmetrisch abbaut und dabei blunt ends hinterläßt. Das Ausmaß der Verkürzung wird mittels Gelelektrophorese kontrolliert und die Plasmid DNA anschließend wieder mit einer DNA-Ligase ligiert. Das erfindungsgemäße DNA-Segment ist ein Fusionsgen aus transacting factor B und transacting factor A, wobei jedoch nicht die vollständigen Basensequenzen der Strukturgene erhalten bleiben. In der im Anspruch 1 exemplarisch angegebenen Sequenz würden beispielsweise im Genprodukt dieser Sequenz die ersten 25 Aminosäuren des trf-A-Proteins, durch die ersten 117 Aminosäuren eines am trfB-Gen codierten Proteins IncC oder durch die ersten 12 Aminosäuren eines anderen Peptids (P 259) ersetzt (C. M. Thomas, C. A. Smith, Nucleic Acid Res. 14 (11), 4453 (1986)). An der Fusionsstelle ist die Nucleotidsequenz GTG, die für die Aminosäure Valin codiert, entstanden. Das erfindungsgemäße DNA-Segment ist jedoch nicht auf diese Nucleotidsequenz eingeschränkt, sondern umfaßt auch Subfragmente und Mutanten davon, deren Genprodukte im wesentlichen die gleiche Fähigkeit besitzen, eine oriV Sequenz in cis oder trans replikationsfähig zu machen.To delete larger areas of the plasmid DNA, the exonuclease Bal 31 is used, which continuously breaks down single- or double-stranded linearized DNA from the ends in a roughly symmetrical manner, leaving behind blunt ends. The extent of the shortening is checked using gel electrophoresis and the plasmid DNA is then ligated again using a DNA ligase. The DNA segment according to the invention is a fusion gene of transacting factor B and transacting factor A, although the complete base sequences of the structural genes are not retained. In the sequence given as an example in claim 1, for example, in the gene product of this sequence the first 25 amino acids of the trf-A protein would be replaced by the first 117 amino acids of a protein IncC encoded on the trfB gene or by the first 12 amino acids of another peptide (P 259) (C. M. Thomas, C. A. Smith, Nucleic Acid Res. 14 (11), 4453 (1986)). The nucleotide sequence GTG, which encodes the amino acid valine, is formed at the fusion site. However, the DNA segment according to the invention is not restricted to this nucleotide sequence, but also includes subfragments and mutants thereof whose gene products have essentially the same ability to make an oriV sequence capable of replication in cis or trans.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein rekombinantes Plasmid, enthaltend ein DNA-Segment nach Anspruch 1.Another object of the invention is a recombinant plasmid containing a DNA segment according to claim 1.

Aus dem auf die oben beschriebene Weise hergestellten Plasmid, das ein erfindungsgemäßes DNA-Segment enthält, können durch den Fachmann bekannte Methoden Derivate hergestellt werden, die beispielsweise andere Resistenzgene wie Kanamycin- oder Ampicillinresistenzgene oder die Bordersequenzen von Ti (Tumorinducing) oder Ri (Rootinducing) Plasmiden enthalten. Agrobakterium tumefaciens und Agrobacterium rhizogenes enthalten natürliche Plasmide, Ti-Plasmide bzw. Ri-Plasmide, die auf Grund bestimmter funktioneller Bestandteile die Fähigkeit besitzen, DNA-Segmente in Pflanzen zu übertragen. Insbesondere enthalten diese Segmente Sequenzen, die Informationen zur Synthese von Wachstumshormonen enthalten. Für die Übertragung in die Pflanzenzelle werden die flankierenden Basenpaare dieser Sequenzen benötigt, die etwa 30 Basenpaare enthalten und beiderseits nahezu identisch sind. Diese Bordersequenzen sind das eigentliche Erfordernis für die Übertragung der dazwischenliegenden DNA-Stücke in die Pflanzenzelle. Zwischen den Bordersequenzen liegende beliebige DNA-Stücke können in die Pflanzenzelle übertragen werden.From the plasmid produced in the manner described above, which contains a DNA segment according to the invention, derivatives can be produced by methods known to the person skilled in the art, which contain, for example, other resistance genes such as kanamycin or ampicillin resistance genes or the border sequences of Ti (tumor inducing) or Ri (root inducing) plasmids. Agrobacterium tumefaciens and Agrobacterium rhizogenes contain natural plasmids, Ti plasmids and Ri plasmids, respectively, which, due to certain functional components, have the ability to transfer DNA segments into plants. In particular, these segments contain sequences that contain information on the synthesis of growth hormones. For transfer into the plant cell, the flanking base pairs of these sequences are required, which contain around 30 base pairs and are almost identical on both sides. These border sequences are the actual requirement for the transfer of the intervening DNA pieces into the plant cell. Any DNA fragments located between the border sequences can be transferred into the plant cell.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind Mikroorganismen, insbesondere gram-negative Bakterien, die mit einem eine der erfindungsgemäßen DNA-Sequenzen enthaltenden Plasmid transformiert wurden.The invention further relates to microorganisms, in particular gram-negative bacteria, which have been transformed with a plasmid containing one of the DNA sequences according to the invention.

Zur Transformation wird in an sich bekannter Weise ein geeigneter Bakterienstamm, beispielsweise E coli HB 101, E coli JM 103, Agrobacterium tumefaciens, Agrobacterium rhizogenes Pseudomonasarten u. dgl. mit einem geeigneten Transformationspuffer behandelt, und mit Plasmid-DNA versetzt. Die Transformanten werden anschließend beispielsweise durch Plattieren selektiert.For transformation, a suitable bacterial strain, for example E. coli HB 101, E. coli JM 103, Agrobacterium tumefaciens, Agrobacterium rhizogenes, Pseudomonas species, etc., is treated in a conventional manner with a suitable transformation buffer and plasmid DNA is added. The transformants are then selected, for example by plating.

Methoden zur Transformation von Mikroorganismen, insbesondere Bakterien, sind dem Fachmann bekannt und beispielsweise in Meth. in Enzymology Vol. 101, p. 507 ff (1983), Mol, Gen. Gen. Vol 163, 181 (1978), J. Mol. Biol. 53, 159-162 (1970), Proc. Natl. Acad. Sci., USA 69, 2110-2114 (1972) beschrieben. Da transformierte Bakterien eine mehr oder weniger ausgeprägte Tendenz aufweisen zu degenerieren, müssen die Bakterien unter günstigen Lebensbedingungen gehalten werden, um ihre künstlich erzeugten Fähigkeiten zu bewahren. Der Fachmann wird diese Bedingungen in Abhängigkeit vom verwendeten Bakterienstamm leicht bestimmen können.Methods for transforming microorganisms, particularly bacteria, are known to the person skilled in the art and are described, for example, in Meth. in Enzymology Vol. 101, p. 507 ff (1983), Mol, Gen. Gen. Vol 163, 181 (1978), J. Mol. Biol. 53, 159-162 (1970), Proc. Natl. Acad. Sci., USA 69, 2110-2114 (1972). Since transformed bacteria have a more or less pronounced tendency to degenerate, the bacteria must be kept under favorable living conditions in order to retain their artificially created abilities. The person skilled in the art will easily be able to determine these conditions depending on the bacterial strain used.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist Pflanzenmaterial, das durch Agrobakterien, die ein erfindungsgemäßen Plasmid enthalten, transformiert wurde sowie Saatgut aus diesem Pflanzenmaterial. Die Transformation von Pflanzenmaterial mittels Agrobakterien ist beispielsweise in Chilton M. D., Drummond M. J., Merlo D. J., Sciaky D., Montoja, A. L., Gordon M. P., Nester E. W., Cell 11, (1977) pp 263-271; Chilton M. D., Tepfer D. A., Davin C., Casse-Dellart F., Tempe J., Nature 295 (1982) pp 432-434 sowie Barton K. A., Chilton M. D., Methodes in Enzym. 101 (1983) pp 527-539 beschrieben.The invention further relates to plant material which has been transformed by agrobacteria which contain a plasmid according to the invention, as well as seeds from this plant material. The transformation of plant material using agrobacteria is described, for example, in Chilton M. D., Drummond M. J., Merlo D. J., Sciaky D., Montoja, A. L., Gordon M. P., Nester E. W., Cell 11, (1977) pp 263-271; Chilton M. D., Tepfer D. A., Davin C., Casse-Dellart F., Tempe J., Nature 295 (1982) pp 432-434 and Barton K. A., Chilton M. D., Methods in Enzym. 101 (1983) pp 527-539.

Es besteht, wie bereits beschrieben, die Möglichkeit, jede zwischen den Bordersequenzen der Ti- oder Ri-Plasmide liegende Sequenz auf die Pflanze übertragen und somit ihre Eigenschaften zu beeinflussen.As already described, it is possible to transfer any sequence located between the border sequences of the Ti or Ri plasmids to the plant and thus influence its properties.

BeispieleExamples 1. Konstruktion eines Plasmids enthaltend ein erfindungsgemäßes DNA-Segment (Fig. 2). (pPS 99)1. Construction of a plasmid containing a DNA segment according to the invention ( Fig. 2). (pPS 99)

Das Plasmid pRK 290 wurde mit der Restriktionsendonucleose Sph I (aus Steptomycees phaeochromogenes) an den Schnittstellen Sp (Fig. 2) mit der Erkennungssequenz

geschnitten. Die Reaktion wird mit Plasmid-DNA in einem Inkubationspuffer aus 10 mmol/l TrisHCl, 50 mmol/l NaCl, 10 mmol/l MgCl&sub2; und 1 mmol/l Dithiothreit (pH 7,5) bei 37°C durchgeführt. Anschließend wird das große Fragment mit Hilfe der T4-DNA Ligase in 40 µl 50 mM Tris/HCL pH 7,8, 10 mM MgCl&sub2;, 10 mM Dithiothreit 1 mM Adenosintriphosphat wieder zu einem Plasmid geschlossen, das die Region zwischen 17,8 Kb und 8,3 Kb des ursprünglichen Plasmids pRK 290 aufweist (Plasmid I in Fig. 2).
The plasmid pRK 290 was modified with the restriction endonucleosis Sph I (from Steptomycees phaeochromogenes) at the cleavage sites Sp ( Fig. 2) with the recognition sequence

The reaction is carried out with plasmid DNA in an incubation buffer of 10 mmol/l TrisHCl, 50 mmol/l NaCl, 10 mmol/l MgCl₂ and 1 mmol/l dithiothreitol (pH 7.5) at 37°C. The large fragment is then closed again using T4 DNA ligase in 40 µl 50 mM Tris/HCl pH 7.8, 10 mM MgCl₂, 10 mM dithiothreitol and 1 mM adenosine triphosphate to form a plasmid which contains the region between 17.8 Kb and 8.3 Kb of the original plasmid pRK 290 (plasmid I in Fig. 2).

In einem weiteren Schritt wurde das 2,7 Kb große Plasmid pUC18 (beschrieben in Vieira J., Messing J., 1982, Gene 19 S. 259) in das Plasmid I an der Schnittstelle Sp eingesetzt. Dazu werden Plasmid I und pUC18 unter den oben beschriebenen Bedingungen mit Sph I linearisiert und anschließend wieder mit T4 DNA-Ligase ligiert. (Plasmid II in Fig. 2.) Das so hergestellte Plasmid enthält aus dem pUC18 Fragment eine einzige KpnI Restriktionsstelle (K) mit der Erkennungssequenz

die der Startpunkt für eine anschließende Deletion mit der Exonuclease Bal 31 ist. Die Sequenzen des trfB und des trfA liegen durch die Insertion des pUC18 etwa gleich weit von dieser KpnI Restriktionsstelle entfernt.
In a further step, the 2.7 Kb plasmid pUC18 (described in Vieira J., Messing J., 1982, Gene 19 p. 259) was inserted into plasmid I at the Sp cleavage site. To do this, plasmid I and pUC18 are linearized with Sph I under the conditions described above and then ligated again with T4 DNA ligase. (Plasmid II in Fig. 2.) The plasmid thus produced contains a single KpnI restriction site (K) from the pUC18 fragment with the recognition sequence

which is the starting point for a subsequent deletion with the exonuclease Bal 31. The sequences of trfB and trfA are approximately equidistant from this KpnI restriction site due to the insertion of pUC18.

Plasmid II wurde also vorerst mit der Restriktionsendonuclease Kpn I (aus in einem Inkubationspuffer bestehend aus 10 mmol/l Tris HCl (pH 7,5) 10 mmol/l MgCl&sub2; und 1 mmol/l Dithiothreit linearisiert und anschließend mit der Exonuklease Bal 31 (aus Alteromonas espeijiani) von beiden Enden her verkürzt.Plasmid II was first linearized with the restriction endonuclease Kpn I (from in an incubation buffer consisting of 10 mmol/l Tris HCl (pH 7.5), 10 mmol/l MgCl₂ and 1 mmol/l dithiothreitol) and then shortened from both ends with the exonuclease Bal 31 (from Alteromonas espeijiani).

Das Ausmaß der Verkürzung wurde mittels Gelelektrophorese auf 1% Agarosegel kontrolliert. Mit Hilfe der T4-DNA Ligase wurde schließlich ein 6,6 Kb großes Plasmid, das ein DNA Segment des Anspruchs 1 enthält, ligiert.The extent of the truncation was checked by gel electrophoresis on 1% agarose gel. Finally, a 6.6 Kb plasmid containing a DNA segment of claim 1 was ligated using T4 DNA ligase.

2. Transformation des E. coli HB 1012. Transformation of E. coli HB 101

Die Transformation des E-coli Stammes kann in an sich bekannter Weise beispielsweise in Mandel M., und Higa A. J. Mol. Biol. 53 159-162 (1970), und Cohen, S. N., Chang, A. C. Y., and Hsu, L. Proc. Natl. Acad. Sci., USA 69, 2110-2114 (1972) angegebenen Vorschrift erfolgen.The transformation of the E. coli strain can be carried out in a manner known per se, for example in the procedure given by Mandel M., and Higa A. J. Mol. Biol. 53 159-162 (1970), and Cohen, S. N., Chang, A. C. Y., and Hsu, L. Proc. Natl. Acad. Sci., USA 69, 2110-2114 (1972).

Dazu werden 5 ml Lurea Broth - ein Nährmedium bestehend aus Fleischextrakt, Hefeextrakt und Salz - mit 1 ml Vorkultur von E. coli HB 101 inokuliert und bei 37°C geschüttelt, bis ein Viertel der maximalen Zelldichte (Extinktion im Photometer ca. 0,4-0,6) erreicht ist.For this purpose, 5 ml of Lurea Broth - a nutrient medium consisting of meat extract, yeast extract and salt - is inoculated with 1 ml of preculture of E. coli HB 101 and shaken at 37°C until a quarter of the maximum cell density (extinction in the photometer approx. 0.4-0.6) is reached.

Die Zellen werden durch Zentrifugieren bei 5000 rpm geerntet und in 25 ml Transformationspuffer, bestehend aus 150 mmol KCl, 50 mmol CaCl&sub2;, 5 mmol MgCl&sub2; und 1 mmol Tris HCl (pH 7,5), in Eis suspendiert. Nach erneuter Zentrifugation werden die Zellen in 2 ml Transformationspuffer resuspendiert. Von dieser Suspension werden 0,1 ml mit Plasmid DNA (pPS 99) unter Eiskühlung versetzt, nach 1 Stunde auf 42°C erwärmt und nach 90 Sekunden 1,2 ml Lurea Broth bei 37°C zugesetzt. Nach 5-15 Minuten wird auf Selektionsagar (Lurea Broth mit 1,5% Agar und geeignetem Antibiotikum plattiert). Die Transformanten sind nach 15-24 Stunden sichtbar.The cells are harvested by centrifugation at 5000 rpm and suspended in ice in 25 ml of transformation buffer consisting of 150 mmol KCl, 50 mmol CaCl₂, 5 mmol MgCl₂ and 1 mmol Tris HCl (pH 7.5). After centrifugation again, the cells are resuspended in 2 ml of transformation buffer. 0.1 ml of this suspension is mixed with plasmid DNA (pPS 99) under ice cooling, warmed to 42°C after 1 hour and 1.2 ml of Lurea Broth at 37°C is added after 90 seconds. After 5-15 minutes, the cells are plated on selection agar (Lurea Broth with 1.5% agar and a suitable antibiotic). The transformants are visible after 15-24 hours.

Ein auf diese Weise erhaltener transformierter E. coli HB 101 Stamm wurde am 16. Juni 1988 bei Deutschen Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH unter der Nummer DSM 4673 hinterlegt.A transformed E. coli HB 101 strain obtained in this way was deposited on 16 June 1988 with the German Collection of Microorganisms and Cell Cultures GmbH under the number DSM 4673.

3. Transformation von Agrobakterien3. Transformation of agrobacteria

Unter anderem wurden die Konstruktionen, die in Fig. 3 dargestellt sind, auf ihre Replikationsfähigkeit in Agrobakterien getestet.Among other things, the constructions shown in Fig. 3 were tested for their replication ability in Agrobacteria.

Es wurden 100 ml YEP (1% Hefeextrakt, 1% Pepton, 0,5% NaCl) mit 2 ml Vorkultur bei 30°C 4-6 h lang inokuliert. Die Zellen wurden 4-6 h bei 30°C gezüchtet und durch Zentrifugation bei 5000 rpm für 10 Minuten geerntet. Anschließend wurden die Zellen in 10 mM NaCl suspendiert und wiederum zentrifugiert. Dann wurde in 1 ml YEP resuspendiert.100 ml of YEP (1% yeast extract, 1% peptone, 0.5% NaCl) was inoculated with 2 ml of preculture at 30°C for 4-6 hours. The cells were grown at 30°C for 4-6 hours and harvested by centrifugation at 5000 rpm for 10 minutes. The cells were then suspended in 10 mM NaCl and centrifuged again. They were then resuspended in 1 ml of YEP.

0,2 ml dieser Suspension wurden mit 1 µg Plasmid-DNA versetzt und sofort bei -80°C in einem EtOH-Bad eingefroren. Nach 5 min wurden die Zellen aufgetaut und 25 Minuten bei 37°C gehalten. Danach wurde mit 0,5 ml YEP verdünnt und 1-2 h bei 30°C inkubiert.0.2 ml of this suspension was mixed with 1 µg plasmid DNA and immediately frozen at -80°C in an EtOH bath. After 5 min, the cells were thawed and kept at 37°C for 25 minutes. They were then diluted with 0.5 ml YEP and incubated for 1-2 h at 30°C.

Danach wurden die Zellen auf Selektionsagar Nutrient broth (0,8%, 1,5% Agar) oder YEP (mit 1,5% Agar) mit dem gewünschten Antibiotikum plattiert.The cells were then plated on selection agar nutrient broth (0.8%, 1.5% agar) or YEP (with 1.5% agar) with the desired antibiotic.

Auf diese Weise wurden Agrobakterien mit den in Fig. 3 dargestellten Plasmiden transformiert und in jedem Fall Transformanten erhalten, die den gewünschten Phaenotyp (Antibiotikumresistenz(en)) aufwiesen. Aus diesen Transformanten konnten die eingesetzten Plasmide wiedergewonnen werden, was durch Transformation von Escherichia coli mit dieser DNA und anschließender Restriktionsanalyse bewiesen werden konnten.In this way, Agrobacteria were transformed with the plasmids shown in Fig. 3 and in each case transformants were obtained that had the desired phenotype (antibiotic resistance(s)). The plasmids used could be recovered from these transformants, which could be demonstrated by transforming Escherichia coli with this DNA and subsequent restriction analysis.

Die in Fig. 3 angeführten Abkürzungen bedeuten:The abbreviations shown in Fig. 3 mean:

Ampr Ampicillinresistenzgen, Tetr Tetracyclinresistenzgen, NPT: Neomycinphosphotransferasegen, kodiert für Kanamycinresistenz, Pnos: Promotor der Nopalinsynathetase, SNPT: Strukturgen des NPT, Tnos: Terminator des Nopalinsynthethetasegens, ori (pUC) origin of Replication des Plasmids pUC18, oriV: origin of replication des Plasmids RK2, trfBA das beschriebene Fragment-essentiell für die Replikation des oriV, F: Fusionsstelle des trfA Strukturgens mit der trfB Region, recl: Stück der T-DNA des Ti-Plasmids als linkes Rekombinationsfragment. EcoRI, BgIII, PvuII, BamHI, AvaI, HindIII, KpnI: Restriktionsenzyme. Die Einheit PnosSNPTTnos kann in Pflanzen Neomycin und Kanamycin-Resistenz bewirken.Amp r ampicillin resistance gene, Tet r tetracycline resistance gene, NPT: neomycin phosphotransferase gene, encodes for kanamycin resistance, Pnos: promoter of nopaline synthetase, SNPT: structural gene of NPT, Tnos: terminator of the nopaline synthetase gene, ori (pUC) origin of replication of the plasmid pUC18, oriV: origin of replication of the plasmid RK2, trfBA the described fragment - essential for the replication of oriV, F: fusion site of the trfA structural gene with the trfB region, recl: piece of the T-DNA of the Ti plasmid as left recombination fragment. EcoRI, BglIII, PvuII, BamHI, AvaI, HindIII, KpnI: restriction enzymes. The unit PnosSNPTTnos can cause neomycin and kanamycin resistance in plants.

Claims (10)

1. DNA-Segment, dessen Genprodukt geeignet ist, eine oriV Sequenz in cis oder in trans replikationsfähig zu machen, dadurch gekennzeichnet, daß das Segment eine Sequenz ausgewählt aus einer Gruppe enthaltend folgende Nukleotidsequenz

und Subfragmente und Mutanten davon, die im wesentlichen die gleiche Fähigkeit zur Replikation des oriV besitzen, entfällt.
1. DNA segment whose gene product is suitable for making an oriV sequence capable of replication in cis or in trans, characterized in that the segment contains a sequence selected from a group containing the following nucleotide sequence

and subfragments and mutants thereof which have essentially the same ability to replicate oriV are omitted.
2. Verfahren zur Herstellung eines DNA-Segmentes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Plasmid pRK 290 mit der Restriktionsendonuklease SpH I, schneidet, das DNA-Stück zwischen 17,8 kb und 8,3 kb mit Hilfe der T4-DNA-Ligase ligiert, erneut mit der Restriktionsendonuklease SpH I schneidet, in die Schnittstelle das Plasmid pUC 18 einfügt, mit Hilfe der T4-DNA-Ligase ligiert, dieses Plasmid mit der Restriktionsendonuklease Kpn I linearisiert und mit der Exonuklease Bal 31 von beiden Enden her verkürzt, wobei das Ausmaß der Verkürzung mittels Gelelektrophorese kontrolliert wird, worauf die Enden mit T4-Ligase ligiert werden. 2. Process for the preparation of a DNA segment according to claim 1, characterized in that the plasmid pRK 290 is cut with the restriction endonuclease SpH I, the DNA piece between 17.8 kb and 8.3 kb is ligated with the aid of the T4 DNA ligase, cut again with the restriction endonuclease SpH I, the plasmid pUC 18 is inserted into the cleavage site, ligated with the aid of the T4 DNA ligase, this plasmid is treated with the Restriction endonuclease Kpn I is linearized and shortened from both ends with exonuclease Bal 31, the extent of shortening being controlled by gel electrophoresis, after which the ends are ligated with T4 ligase. 3. Rekombinantes Plasmid, enthaltend ein DNA-Segment nach Anspruch 1. 3. A recombinant plasmid containing a DNA segment according to claim 1. 4. Rekombinantes Plasmid nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Resistenzgen gegen mindestens ein Antibiotikum enthält. 4. Recombinant plasmid according to claim 3, characterized in that it contains a resistance gene against at least one antibiotic. 5. Rekombinantes Plasmid nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß es die Bordersequenzen von Ti oder Ri-Plasmiden aufweist. 5. Recombinant plasmid according to one of claims 3 or 4, characterized in that it has the border sequences of Ti or Ri plasmids. 6. Transformierte Bakterien, enthaltend ein Plasmid nach einem der Ansprüche 3 bis 5. 6. Transformed bacteria containing a plasmid according to any one of claims 3 to 5. 7. Transformierte Bakterien nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bakterien aus der Gruppe der gramnegativen Bakterien ausgewählt sind. 7. Transformed bacteria according to claim 6, characterized in that the bacteria are selected from the group of gram-negative bacteria. 8. Transformierte Bakterien nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus der Gruppe der Agrobakterien ausgewählt sind. 8. Transformed bacteria according to claim 7, characterized in that they are selected from the group of agrobacteria. 9. Pflanzenmaterial, das durch Bakterien nach Anspruch 8 transformiert wurde. 9. Plant material transformed by bacteria according to claim 8. 10. Saatgut aus Pflanzenmaterial nach Anspruch 9. 10. Seed from plant material according to claim 9.
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