EA042693B1 - AXMI477, AXMI482, AXMI486 AND AXMI525 TOXIN GENES AND METHODS OF THEIR APPLICATION - Google Patents
AXMI477, AXMI482, AXMI486 AND AXMI525 TOXIN GENES AND METHODS OF THEIR APPLICATION Download PDFInfo
- Publication number
- EA042693B1 EA042693B1 EA201991665 EA042693B1 EA 042693 B1 EA042693 B1 EA 042693B1 EA 201991665 EA201991665 EA 201991665 EA 042693 B1 EA042693 B1 EA 042693B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- nucleotide sequence
- amino acid
- seq
- sequence
- plant
- Prior art date
Links
Description
Ссылка на родственные заявкиLink to related applications
Эта заявка испрашивает приоритет предварительной заявки США, порядковый номер 61/913905, поданной 9 декабря 2013 г., и предварительной заявки США, порядковый номер 61/913911, поданной 9 декабря 2013 г., содержание которых во всей своей полноте включено в данный документ ссылкой.This application claims priority of U.S. Provisional Application Ser. No. 61/913905, filed December 9, 2013, and U.S. Provisional Application Ser. No. 61/913911, filed December 9, 2013, the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety .
Ссылка на перечень последовательностей, поданный электронным образомLink to the electronically filed sequence listing
Официальная копия перечня последовательностей подана на рассмотрение электронным образом через EFS-Web как перечень последовательностей в формате ASCII, причем файл размером 97 килобайт зарегистрирован 14 ноября 2014 г. под названием APA136054_ST25.txt одновременно со спецификацией. Перечень последовательностей в этом документе в формате ASCII является частью спецификации и включен во всей своей полноте в данный документ ссылкой.The official copy of the sequence listing is electronically submitted via EFS-Web as an ASCII sequence listing, with a 97 kilobyte file filed on November 14, 2014 under the name APA136054_ST25.txt at the same time as the specification. The sequence listing in this document in ASCII format is part of the specification and is incorporated herein by reference in its entirety.
Область изобретенияField of invention
Настоящее изобретение относится к области молекулярной биологии. В настоящем документе обеспечиваются новые гены, которые кодируют пестицидные белки. Данные белки и кодирующие их нуклеотидные последовательности применяются для приготовления пестицидных составов и при получении трансгенных растений, устойчивых к сельскохозяйственным вредителям.The present invention relates to the field of molecular biology. Provided herein are novel genes that encode pesticidal proteins. These proteins and their coding nucleotide sequences are used to prepare pesticide formulations and to obtain transgenic plants resistant to agricultural pests.
Предпосылки изобретенияBackground of the invention
Bacillus thuringiensis является грамположительной спорообразующей почвенной бактерией, которая обладает способностью продуцировать кристаллические включения, проявляющие специфическую токсичность относительно некоторых отрядов и видов насекомых, но безвредны для растений и других нецелевых организмов. В связи с этим композиции, содержащие штаммы Bacillus thuringiensis или их инсектицидные белки, могут применяться в качестве экологически приемлемых инсектицидов для контроля сельскохозяйственных насекомых-вредителей или насекомых-переносчиков для лечения различных заболеваний человека и животных.Bacillus thuringiensis is a Gram-positive, spore-forming soil bacterium that has the ability to produce crystalline inclusions that exhibit specific toxicity to certain orders and insect species, but are harmless to plants and other non-target organisms. In this regard, compositions containing strains of Bacillus thuringiensis or their insecticidal proteins can be used as environmentally acceptable insecticides for the control of agricultural insect pests or insect vectors for the treatment of various human and animal diseases.
Кристаллические (Cry) белки (дельта-эндотоксины) из Bacillus thuringiensis обладают мощной инсектицидной активностью относительно личинок насекомых, относящихся преимущественно к отрядам чешуекрылые, полужесткокрылые, двукрылые и жесткокрылые. Данные белки также продемонстрировали активность относительно отрядов вредителей Hymenoptera, Homoptera, Phthiraptera, Mallophaga и Acari, а также других отрядов беспозвоночных, таких как Nemathelminthes, Platyhelminthes и Sarcomastigorphora (Feitelson (1993) The Bacillus Thuringiensis family tree. In Advanced Engineered Pesticides, Marcel Dekker, Inc., New York, N. Y.) Данные белки изначально классифицировали как CryI-CryV, преимущественно на основе их инсектицидной активности. Основные классы были Lepidoptera-специфичны (I), Lepidoptera-специфичны и Diptera-специфичны (II), Coleoptera-специфичны (III), Diptera-специфичны (IV) и нематода-специфичны (V) и (VI). Белки дополнительно классифицировали в подсемейства; более близкородственным белкам в составе каждого семейства присвоили относящиеся к подгруппе буквы Cry1A, Cry1B, Cry1C и т.д. Еще более близкородственные белки в рамках каждой подгруппы получали такие обозначения как Cry1C1, Cry1C2 и т.д.Crystalline (Cry) proteins (delta-endotoxins) from Bacillus thuringiensis have potent insecticidal activity against insect larvae, predominantly belonging to the orders Lepidoptera, Hemiptera, Diptera and Coleoptera. These proteins have also shown activity against the pest orders Hymenoptera, Homoptera, Phthiraptera, Mallophaga, and Acari, as well as other invertebrate orders such as Nemathelminthes, Platyhelminthes, and Sarcomastigorphora (Feitelson (1993) The Bacillus Thuringiensis family tree. In Advanced Engineered Pesticides, Marcel Dekker, Inc., New York, N. Y.) These proteins were originally classified as CryI-CryV, primarily on the basis of their insecticidal activity. The main classes were Lepidoptera-specific (I), Lepidoptera-specific and Diptera-specific (II), Coleoptera-specific (III), Diptera-specific (IV), and nematode-specific (V) and (VI). Proteins were further classified into subfamilies; the more closely related proteins within each family were assigned subgroup letters Cry1A, Cry1B, Cry1C, and so on. Even more closely related proteins within each subgroup were designated as Cry1C1, Cry1C2, and so on.
Номенклатура для генов Cry была описана скорее на основе гомологии аминокислотных последовательностей, чем на основе целевой специфичности по отношению к насекомому (Crickmore et al. (1998) Microbiol. Mol. Biol. Rev. 62:807-813). По этой классификации каждому токсину присваивается уникальное название, включающее первичную категорию (арабская цифра), вторичную категорию (заглавная буква), третичную категорию (строчная буква) и четвертичную категорию (вторая арабская цифра). Римские цифры были заменены арабскими цифрами в первичной категории. Белки с идентичностью последовательностей менее 45% имеют различные первичные категории, а критериями для вторичной и третичной категорий являются идентичность 78% и 95% соответственно.The nomenclature for the Cry genes has been described based on amino acid sequence homology rather than target insect specificity (Crickmore et al. (1998) Microbiol. Mol. Biol. Rev. 62:807-813). This classification assigns a unique name to each toxin, including a primary category (Arabic numeral), a secondary category (capital letter), a tertiary category (lower case letter), and a quaternary category (second Arabic numeral). Roman numerals have been replaced by Arabic numerals in the primary category. Proteins with less than 45% sequence identity have different primary categories, and the criteria for secondary and tertiary categories are 78% and 95% identity, respectively.
Кристаллический белок не проявляет инсектицидной активности до того момента, пока он не будет поглощен насекомым и не раствориться в его средней кишке. Поглощенный протоксин подвергается гидролизу протеазами в пищеварительном тракте насекомых с образованием активных токсичных молекул. (Hofte and Whiteley (1989) Microbiol. Rev. 53:242-255). Данный токсин связывается с апикальными рецепторами щеточной каймы в средней кишке целевых личинок и встраивается в апикальную мембрану, создавая ионные каналы или поры, что в результате приводит к гибели личинки.The crystalline protein does not exhibit insecticidal activity until it is ingested by the insect and dissolved in its midgut. The ingested protoxin undergoes hydrolysis by proteases in the digestive tract of insects to form active toxic molecules. (Hofte and Whiteley (1989) Microbiol. Rev. 53:242-255). This toxin binds to apical brush border receptors in the midgut of target larvae and inserts into the apical membrane, creating ion channels or pores, resulting in larval death.
Дельта-эндотоксины в целом имеют пять консервативных доменов последовательностей и три консервативных структурных домена (см., например, de Maagd et al. (2001) Trends Genetics 17:193-199). Первый консервативный структурный домен состоит из семи альфа-спиралей и участвует в проникновении через мембрану и образовании пор. Домен II состоит из трех складчатых бета-слоев, которые упорядочены в структуре греческого ключа, а домен III состоит из двух анти-параллельных складчатых бета-слоев в структуре типа jelly-roll (de Maagd et al., 2001, см. выше). Домены II и III участвуют в узнавании и связывании рецепторов и поэтому считаются девыражениеантами специфичности токсина.Delta-endotoxins generally have five conserved sequence domains and three conserved structural domains (see, for example, de Maagd et al. (2001) Trends Genetics 17:193-199). The first conserved structural domain consists of seven alpha helices and is involved in membrane penetration and pore formation. Domain II consists of three pleated beta sheets that are ordered in a Greek key structure, while domain III consists of two anti-parallel pleated beta sheets in a jelly-roll structure (de Maagd et al., 2001, supra). Domains II and III are involved in the recognition and binding of receptors and are therefore considered de-expressionants of toxin specificity.
В связи с тем уроном, который могут нанести насекомые, и улучшением урожайности путем контроля над насекомыми-вредителями, существует постоянная потребность в открытии новых форм пестицидных токсинов.Due to the damage that insects can cause and the improvement in crop yields through pest control, there is a constant need to discover new forms of pesticide toxins.
Краткое описание изобретенияBrief description of the invention
Обеспечиваются композиции и способы придания пестицидной активности бактериям, растениям,Compositions and methods are provided for imparting pesticidal activity to bacteria, plants,
- 1 042693 клеткам, тканям и семенам растений. Композиции включают молекулы нуклеиновых кислот, кодирующие последовательности пестицидных и инсектицидных полипептидов, векторы, содержащие данные молекулы нуклеиновых кислот, и клетки-хозяева, содержащие такие векторы. Композиции также содержат последовательности пестицидных полипептидов и антитела к данным полипептидам. Нуклеотидные последовательности могут применяться в ДНК-конструктах или экспрессионных кассетах для трансформации и экспрессии в организмах, в том числе микроорганизмах и растениях. Нуклеотидные или аминокислотные последовательности могут представлять собой синтетические последовательности, которые были сконструированы для экспрессии в организме, включая, но без ограничений, микроорганизм или растение. Композиции также включают бактерии, растения, клетки, ткани и семена растений, содержащие нуклеотидную последовательность настоящего изобретения.- 1 042693 cells, tissues and seeds of plants. The compositions include nucleic acid molecules encoding pesticidal and insecticidal polypeptide sequences, vectors containing these nucleic acid molecules, and host cells containing such vectors. The compositions also contain pesticidal polypeptide sequences and antibodies to these polypeptides. Nucleotide sequences can be used in DNA constructs or expression cassettes for transformation and expression in organisms, including microorganisms and plants. Nucleotide or amino acid sequences can be synthetic sequences that have been engineered for expression in an organism, including, but not limited to, a microorganism or plant. The compositions also include bacteria, plants, cells, tissues and plant seeds containing the nucleotide sequence of the present invention.
В частности, предложены выделенные или рекомбинантные молекулы нуклеиновых кислот, которые кодируют пестицидный белок. Кроме того, охвачены аминокислотные последовательности, соответствующие пестицидному белку. В частности, настоящее изобретение предлагает выделенную или рекомбинантную молекулу нуклеиновой кислоты, которая содержит нуклеотидную последовательность, кодирующую аминокислотную последовательность, приведенную в SEQ ID NO: 5-26, или нуклеотидную последовательность, изложенную в SEQ ID NO: 1-4, а также их биологически-активные варианты и фрагменты. Нуклеотидные последовательности, которые комплементарны нуклеотидной последовательности настоящего изобретения, или которые гибридизуются с последовательностью настоящего изобретения или комплементарной им цепи, также охватываются. Дополнительно обеспечиваются векторы, клеткихозяева, растения и семена, содержащие нуклеотидные последовательности настоящего изобретения, или нуклеотидные последовательности, кодирующие аминокислотные последовательности настоящего изобретения, а также их биологически-активные варианты и фрагменты.In particular, isolated or recombinant nucleic acid molecules are provided that encode a pesticidal protein. In addition, amino acid sequences corresponding to the pesticidal protein are included. In particular, the present invention provides an isolated or recombinant nucleic acid molecule that contains a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 5-26, or the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1-4, as well as their biologically -active options and fragments. Nucleotide sequences that are complementary to the nucleotide sequence of the present invention, or that hybridize to the sequence of the present invention or its complementary strand, are also covered. Additionally provided are vectors, host cells, plants, and seeds containing the nucleotide sequences of the present invention, or nucleotide sequences encoding the amino acid sequences of the present invention, as well as biologically active variants and fragments thereof.
Обеспечиваются способы получения полипептидов настоящего изобретения и применения данных полипептидов для контроля или уничтожения насекомых, относящихся к отрядам чешуекрылые, полужесткокрылые, жесткокрылые, нематоды или двукрылые. Также включены способы и наборы для обнаружения в образце нуклеиновых кислот и полипептидов настоящего изобретения.Methods are provided for preparing the polypeptides of the present invention and using these polypeptides to control or kill insects belonging to the orders Lepidoptera, Hemiptera, Coleoptera, Nematodes, or Diptera. Also included are methods and kits for detecting nucleic acids and polypeptides of the present invention in a sample.
Композиции и способы настоящего изобретения пригодны для получения организмов с повышенной устойчивостью или резистентностью к вредителям. Данные организмы и композиции, содержащие организмы, являются подходящими для сельскохозяйственных целей. Композиции настоящего изобретения также пригодны для создания измененных или улучшенных белков, которые обладают пестицидной активностью, или для обнаружения присутствия пестицидных белков или нуклеиновых кислот в продуктах или организмах.The compositions and methods of the present invention are suitable for producing organisms with increased or resistance to pests. These organisms and compositions containing the organisms are suitable for agricultural purposes. The compositions of the present invention are also useful for creating altered or improved proteins that have pesticidal activity, or for detecting the presence of pesticidal proteins or nucleic acids in products or organisms.
Подробное описаниеDetailed description
Настоящее изобретение относится к композициям и способам регулирования устойчивости или резистентности к вредителям у организмов, в частности, растений или растительных клеток. Под устойчивостью подразумевают, что вредитель (например, насекомое) погибает после попадания внутрь него или другого контакта с полипептидами настоящего изобретения. Под толерантностью подразумевают нарушение или угнетение функций движения, питания, размножения или других функций организма вредителя. Способы включают трансформацию организмов с применением нуклеотидной последовательности, кодирующей пестицидный белок настоящего изобретения. В частности, нуклеотидные последовательности настоящего изобретения применяются для получения растений и микроорганизмов, которые обладают пестицидной активностью. Таким образом, обеспечиваются трансформированные бактерии, растения, растительные клетки, ткани и семена растений. Композиции представляют собой пестицидные нуклеиновые кислоты и белки из Bacillus или других видов. Последовательности находят применение в конструировании векторов экспрессии для последующей трансформации в организмы, представляющие интерес, в качестве зондов для выделения других гомологичных (или частично гомологичных) генов и для создания измененных пестицидных белков с применением способов, известных в данной области техники, таких как перестановка доменных блоков или перестановка в ДНК, например, с использованием представителей семейств эндотоксинов Cry1, Cry2 и Cry9. Белки находят применение в осуществлении контроля или индуцировании гибели популяций вредителей из отрядов чешуекрылые, полужесткокрылые, жесткокрылые, двукрылые и нематоды и для получения композиций с пестицидной активностью.The present invention relates to compositions and methods for controlling resistance or resistance to pests in organisms, in particular plants or plant cells. By resistance is meant that the pest (eg, insect) dies after ingestion or other contact with the polypeptides of the present invention. By tolerance is meant a violation or inhibition of the functions of movement, nutrition, reproduction or other functions of the organism of the pest. The methods include transformation of organisms using a nucleotide sequence encoding a pesticidal protein of the present invention. In particular, the nucleotide sequences of the present invention are used to obtain plants and microorganisms that have pesticidal activity. Thus, transformed bacteria, plants, plant cells, plant tissues and seeds are provided. The compositions are pesticidal nucleic acids and proteins from Bacillus or other species. The sequences find use in constructing expression vectors for subsequent transformation into organisms of interest, as probes for isolating other homologous (or partially homologous) genes, and for generating altered pesticidal proteins using methods known in the art such as domain block shuffling. or DNA shuffling, for example using members of the Cry1, Cry2 and Cry9 endotoxin families. The proteins find use in controlling or inducing the death of populations of pests from the orders Lepidoptera, Hemiptera, Coleoptera, Diptera, and Nematodes and in the preparation of compositions with pesticidal activity.
Под выражением пестицидный токсин или пестицидный белок подразумевают токсин, который обладает токсической активностью относительно одного или нескольких вредителей, включая, но без ограничений, представителей отрядов Lepidoptera, Diptera, Hemiptera и Coleoptera или типа Nematoda, или белок, который гомологичен к такому белку. Пестицидные белки были выделены из организмов, которые включают, например, Bacillus sp., Clostridium bifermentans и Paenibacillus popilliae. Пестицидные белки содержат аминокислотные последовательности, выведенные от нуклеотидных последовательностей полной длины, раскрываемых в настоящем документе, и аминокислотные последовательности, которые короче последовательностей полной длины либо за счет использования альтернативного ниже расположенного участка начала трансляции, либо за счет процессинга, который приводит к образованию более короткого белка, характеризующегося пестицидной активностью. Процессинг может иметь место в том организме, в котором экспрессируется белок, или в организме вредителя после поглощения белка.By the term pesticidal toxin or pesticidal protein is meant a toxin that has toxic activity against one or more pests, including, but not limited to, members of the orders Lepidoptera, Diptera, Hemiptera, and Coleoptera, or the Nematoda phylum, or a protein that is homologous to such a protein. Pesticide proteins have been isolated from organisms which include, for example, Bacillus sp., Clostridium bifermentans and Paenibacillus popilliae. Pesticide proteins contain amino acid sequences derived from the full length nucleotide sequences disclosed herein and amino acid sequences that are shorter than the full length sequences, either through the use of an alternative downstream translation start site or through processing that results in a shorter protein. , characterized by pesticidal activity. Processing can take place in the organism in which the protein is expressed, or in the organism of the pest after ingestion of the protein.
- 2 042693- 2 042693
Таким образом, в данном документе обеспечиваются новые выделенные или рекомбинантные нуклеотидные последовательности, которые обеспечивают пестицидную активность. Данные нуклеотидные последовательности кодируют полипептиды с гомологией к известным дельта-эндотоксинам или бинарным токсинам. Также в настоящем документе обеспечиваются аминокислотные последовательности пестицидных белков. Белок, синтезируемый в результате трансляции данного гена, позволяет клеткам контролировать или вызывать гибель вредителей при попадании в их пищеварительный тракт.Thus, novel isolated or recombinant nucleotide sequences are provided herein that provide pesticidal activity. These nucleotide sequences encode polypeptides with homology to known delta-endotoxins or binary toxins. Also provided herein are the amino acid sequences of the pesticidal proteins. The protein synthesized as a result of the translation of this gene allows cells to control or cause the death of pests when they enter their digestive tract.
Выделенные молекулы нуклеиновых кислот и их варианты и фрагментыIsolated nucleic acid molecules and their variants and fragments
Один аспект настоящего изобретения относится к выделенным или рекомбинантным молекулам нуклеиновых кислот, которые содержат нуклеотидные последовательности, кодирующие пестицидные белки и полипептиды или их биологически активные части, а также молекулы нуклеиновых кислот, подходящие для применения в качестве гибридизационных зондов для идентификации молекул нуклеиновых кислот, которые кодируют белки с участками гомологии последовательностей. Также в данном документе охвачены нуклеотидные последовательности, способные к гибридизации с нуклеотидными последовательностями настоящего изобретения в строгих условиях, как определено в другом разделе данного документа. Как используется в данном документе, выражение молекула нуклеиновой кислоты включает молекулы ДНК (например, рекомбинантную ДНК, кДНК или геномную ДНК) и молекулы РНК (например, иРНК) и аналоги ДНК или РНК, созданные с применением аналогов нуклеотидов. Молекула нуклеиновой кислоты может быть одноцепочечной или двухцепочечной, но предпочтительно является двухцепочечной ДНК.One aspect of the present invention relates to isolated or recombinant nucleic acid molecules that contain nucleotide sequences encoding pesticidal proteins and polypeptides or their biologically active parts, as well as nucleic acid molecules suitable for use as hybridization probes to identify nucleic acid molecules that encode proteins with regions of sequence homology. Also encompassed herein are nucleotide sequences capable of hybridizing to the nucleotide sequences of the present invention under stringent conditions, as defined elsewhere in this document. As used herein, the expression nucleic acid molecule includes DNA molecules (eg, recombinant DNA, cDNA, or genomic DNA) and RNA molecules (eg, mRNA) and DNA or RNA analogs created using nucleotide analogs. The nucleic acid molecule may be single or double stranded, but is preferably double stranded DNA.
Выражение выделенная или рекомбинантная нуклеотидная последовательность (или ДНК) используется в данном документе для обозначения нуклеотидной последовательности (или ДНК), которая более не находится в естественной для нее среде, например, находясь в системе in vitro или в рекомбинантной бактериальной или растительной клетке-хозяине. В некоторых вариантах осуществления выделенная или рекомбинантная нуклеиновая кислота не содержит последовательностей (предпочтительно последовательностей, кодирующих белок), которые в естественных условиях фланкируют нуклеиновую кислоту (т.е. последовательностей, которые расположены в 5' и 3' концах нуклеиновой кислоты) в геномной ДНК организма, из которого получена нуклеиновая кислота. В контексте данного изобретения выражение выделенные, при использовании в отношении молекул нуклеиновых кислот, исключает выделенные хромосомы. Например, в различных вариантах осуществления выделенный дельта-эндотоксин, кодирующий молекулу нуклеиновой кислоты, может содержать нуклеотидные последовательности длиной менее, чем примерно 5 тысяч пар оснований (т.п.о.), 4 т.п.о., 3 т.п.о., 2 т.п.о., 1 т.п.о., 0,5 т.п.о. или 0,1 т.п.о., которые в естественных условиях фланкируют молекулу нуклеиновой кислоты в геномной ДНК клетки, из которой была получена нуклеиновая кислота. В различных вариантах осуществления белок дельта-эндотоксин, который практически не содержит клеточного материала, включает составы белка, содержащие менее примерно 30, 20, 10 или на 5% (на сухую массу) белка дельта-эндотоксина (также называемого в данном документе загрязняющий белок).The expression isolated or recombinant nucleotide sequence (or DNA) is used herein to refer to a nucleotide sequence (or DNA) that is no longer in its natural environment, such as in an in vitro system or in a recombinant bacterial or plant host cell. In some embodiments, the isolated or recombinant nucleic acid does not contain sequences (preferably protein-coding sequences) that naturally flank the nucleic acid (i.e., sequences that are located at the 5' and 3' ends of the nucleic acid) in the organism's genomic DNA from which the nucleic acid is derived. In the context of the present invention, the expression isolated, when used in relation to nucleic acid molecules, excludes isolated chromosomes. For example, in various embodiments, an isolated delta-endotoxin encoding a nucleic acid molecule may comprise nucleotide sequences less than about 5 kb, 4 kb, 3 kb .o., 2 kb, 1 kb, 0.5 kb or 0.1 kb, which naturally flank the nucleic acid molecule in the genomic DNA of the cell from which the nucleic acid was derived. In various embodiments, a delta-endotoxin protein that is substantially free of cellular material includes protein formulations containing less than about 30%, 20%, 10%, or 5% (by dry weight) of delta-endotoxin protein (also referred to herein as contaminant protein) .
Нуклеотидные последовательности, кодирующие белки настоящего изобретения, включают последовательность, изложенную в SEQ ID NO: 1-4, и ее варианты, фрагменты и комплементарные цепи. Под комплементарной подразумевают нуклеотидную последовательность, которая является достаточно комплементарной данной нуклеотидной последовательности, чтобы она могла гибридизоваться с заданной нуклеотидной последовательностью с образованием стабильного дуплекса. Соответствующие аминокислотные последовательности пестицидных белков, которые кодируются данными нуклеотидными последовательностями, изложены в SEQ ID NO: 5-26.Nucleotide sequences encoding the proteins of the present invention include the sequence set forth in SEQ ID NO: 1-4, and its variants, fragments and complementary chains. By complementary is meant a nucleotide sequence that is sufficiently complementary to a given nucleotide sequence such that it can hybridize to a given nucleotide sequence to form a stable duplex. The corresponding amino acid sequences of the pesticide proteins that are encoded by these nucleotide sequences are set forth in SEQ ID NOs: 5-26.
Молекулы нуклеиновых кислот, которые представляют собой фрагменты данных нуклеотидных последовательностей, кодирующих пестицидные белки, также включены в настоящее изобретение. Под фрагментом подразумевают часть нуклеотидной последовательности, кодирующей пестицидный белок. Фрагмент нуклеотидной последовательности может кодировать биологически активную часть пестицидного белка, или это может быть фрагмент, который может использоваться в качестве гибридизационного зонда или ПЦР-праймера с применением способов, которые раскрыты ниже. Молекулы нуклеиновых кислот, которые представляют собой фрагменты нуклеотидной последовательности, кодирующей пестицидный белок, содержат по меньшей мере примерно 50, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1350, 1400 смежных нуклеотидов, или число нуклеотидов, достигающее числа нуклеотидов, присутствующих в нуклеотидной последовательности полной длины, кодирующей пестицидный белок, раскрытый в данном документе, в зависимости от предполагаемого применения. Под смежными нуклеотидами подразумевают нуклеотидные остатки, которые непосредственно прилегают друг к другу. Фрагменты нуклеотидных последовательностей настоящего изобретения будут кодировать фрагменты белков, которые сохраняют биологическую активность пестицидного белка и, следовательно, сохраняют пестицидную активность. Таким образом, биологически-активные фрагменты полипептидов, раскрытых в данном документе, также включены в настоящее изобретение. Под выражением сохраняет активность подразумевают, что фрагмент будет обладать по меньшей мере примерно 30%, по меньшей мере примерно 50%, по меньшей мере примерно 70, 80, 90, 95% или более высокой пестицидной активностью пестицидного белка. В одном варианте осуществления пестицидная активность представляетNucleic acid molecules that are fragments of these nucleotide sequences encoding pesticidal proteins are also included in the present invention. By fragment is meant a portion of the nucleotide sequence encoding a pesticidal protein. A fragment of the nucleotide sequence may encode a biologically active part of the pesticidal protein, or it may be a fragment that can be used as a hybridization probe or PCR primer using the methods described below. Nucleic acid molecules, which are fragments of a nucleotide sequence encoding a pesticidal protein, contain at least about 50, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1350, 1400 contiguous nucleotides, or a number of nucleotides up to the number of nucleotides present in the full length nucleotide sequence encoding the pesticidal protein disclosed herein, depending on the intended use. By adjacent nucleotides is meant nucleotide residues that are directly adjacent to each other. Fragments of the nucleotide sequences of the present invention will encode protein fragments that retain the biological activity of the pesticidal protein and therefore retain the pesticidal activity. Thus, biologically active fragments of the polypeptides disclosed herein are also included in the present invention. By retaining activity is meant that the fragment will have at least about 30%, at least about 50%, at least about 70%, 80%, 90%, 95% or more of the pesticidal activity of the pesticidal protein. In one embodiment, the pesticidal activity is
- 3 042693 собой активность относительно жесткокрылых. В другом варианте осуществления пестицидная активность представляет собой активность относительно чешуекрылых. В другом варианте осуществления пестицидная активность представляет собой активность относительно нематод. В другом варианте осуществления пестицидная активность представляет собой активность относительно двукрылых. В другом варианте осуществления пестицидная активность представляет собой активность относительно полужесткокрылых. Способы измерения пестицидной активности хорошо известны в данной области техники. См., например, Czapla and Lang (1990) J. Econ. Entomol. 83:2480-2485; Andrews et al. (1988) Biochem. J. 252:199-206; Marrone et al. (1985) J. of Economic Entomology 78:290-293; и патент США № 5743477, все из которых включены в данный документ во всей полноте посредством ссылки.- 3 042693 activity relative to Coleoptera. In another embodiment, the pesticidal activity is activity against Lepidoptera. In another embodiment, the pesticidal activity is activity against nematodes. In another embodiment, the pesticidal activity is activity against Diptera. In another embodiment, the pesticidal activity is activity against hemipterans. Methods for measuring pesticidal activity are well known in the art. See, for example, Czapla and Lang (1990) J. Econ. Entomol. 83:2480-2485; Andrews et al. (1988) Biochem. J. 252:199-206; Marrone et al. (1985) J. of Economic Entomology 78:290-293; and US Pat. No. 5,743,477, all of which are incorporated herein in their entirety by reference.
Фрагмент нуклеотидной последовательности, кодирующей пестицидный белок, который кодирует биологически активную часть белка данного изобретения, будет кодировать по меньшей мере примерно 15, 25, 30, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000, 1050 смежных аминокислот или вплоть до всего количества аминокислот, присутствующих в белке полной длины пестицидного белка данного изобретения. В некоторых вариантах осуществления фрагмент представляет собой фрагмент, образующийся в результате протеолитического расщепления. Например, фрагмент, образующийся в результате протеолитического расщепления, может иметь Nконцевое или С-концевое усечение длиной по меньшей мере примерно 30 аминокислот, по меньшей мере примерно 40 аминокислот, по меньшей мере примерно 50, по меньшей мере примерно 100 аминокислот, примерно 120, примерно 130, примерно 140, примерно 150, примерно 160, примерно 170, примерно 180, примерно 190, примерно 200, примерно 210, примерно 220, примерно 230, примерно 240, примерно 250, примерно 275, примерно 300, примерно 350, примерно 400, примерно 450, примерно 500 или примерно 550 аминокислот относительно SEQ ID NO: 2, 3, 4, 5, 6, или 7. В некоторых вариантах осуществления фрагменты, которые включены в данный документ, образованы в результате удаления С-концевого домена кристаллизации, например, путем протеолиза или путем вставки стоп-кодона в кодирующую последовательность. В некоторых вариантах осуществления фрагменты, которые включены в данный документ, образованы в результате удаления N-концевого сигнального пептида. N-концевые усечения могут дополнительно включать в себя остаток метионина на N-конце.A fragment of the nucleotide sequence encoding a pesticidal protein that encodes the biologically active portion of the protein of this invention will encode at least about , 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000, 1050 contiguous amino acids or up to the total number of amino acids present in the full length protein of the pesticidal protein of the present invention. In some embodiments, the implementation of the fragment is a fragment resulting from proteolytic cleavage. For example, a fragment resulting from proteolytic cleavage may have an N-terminal or C-terminal truncation of at least about 30 amino acids, at least about 40 amino acids, at least about 50, at least about 100 amino acids, about 120, about 130, about 140, about 150, about 160, about 170, about 180, about 190, about 200, about 210, about 220, about 230, about 240, about 250, about 275, about 300, about 350, about 400, about 450, about 500, or about 550 amino acids relative to SEQ ID NO: 2, 3, 4, 5, 6, or 7. In some embodiments, the fragments that are included herein are formed by removing the C-terminal crystallization domain, for example , by proteolysis, or by inserting a stop codon into the coding sequence. In some embodiments, the implementation of the fragments that are included in this document, formed by removing the N-terminal signal peptide. N-terminal truncations may further include a methionine residue at the N-terminus.
Предпочтительные пестицидные белки настоящего изобретения кодируются нуклеотидной последовательностью, которая в достаточной степени идентична нуклеотидной последовательности SEQ ID NO: 1-4, или пестицидные белки в достаточной степени идентичны аминокислотной последовательности, изложенной в SEQ ID NO: 5-26. Под выражением в достаточной степени идентична подразумевают аминокислотную или нуклеотидную последовательность, которая обладает по меньшей мере примерно 60% или 65% идентичностью последовательности, примерно 70% или 75% идентичностью последовательности, примерно 80% или 85% идентичностью последовательности, примерно 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99% или более высокой идентичностью последовательности по сравнению с эталонной последовательностью, как показано с применением одной из программ выравнивания, описанных в данном документе, с применением стандартных параметров. Специалисту в данной области техники будет понятно, что эти значения могут быть соответствующим образом скорректированы для определения соответствующей идентичности белков, которые кодируются двумя нуклеотидными последовательностями, с учетом вырожденности кодонов, сходства аминокислот, позиционирования рамки считывания и т.п.Preferred pesticidal proteins of the present invention are encoded by a nucleotide sequence that is sufficiently identical to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1-4, or the pesticidal proteins are sufficiently identical to the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 5-26. By sufficiently identical is meant an amino acid or nucleotide sequence that has at least about 60% or 65% sequence identity, about 70% or 75% sequence identity, about 80% or 85% sequence identity, about 90, 91, 92 , 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99% or higher sequence identity compared to the reference sequence as shown using one of the alignment programs described herein using standard parameters. One skilled in the art will appreciate that these values can be adjusted accordingly to determine the respective identity of the proteins that are encoded by the two nucleotide sequences, taking into account codon degeneracy, amino acid similarity, reading frame positioning, and the like.
Для определения процента идентичности двух аминокислотных последовательностей или двух нуклеиновых кислот, последовательности выравнивают в целях оптимального сравнения. Процент идентичности между двумя последовательностями является функцией от числа идентичных положений, общих для последовательностей (т.е. процент идентичности = число идентичных положений/общее число положений (например, перекрывающиеся положения)х100). В одном варианте осуществления две последовательности имеют одинаковую длину. В другом варианте осуществления процент идентичности рассчитывается по всей протяженности эталонной последовательности (т.е. последовательности, раскрываемой в данном документе, как любой из последовательностей SEQ ID NO: 1-26). Процент идентичности между двумя последовательностями может быть определен с применением методик, сходных с теми, которые описаны ниже, допуская гэпы в последовательности или не допуская их. При расчете процента идентичности, обычно подсчитывается число точных совпадений. Пропуск, т.е. положение при выравнивании, в котором остаток присутствует в одной последовательности, но не в другой, рассматривается как положение с неидентичными остатками.To determine the percent identity of two amino acid sequences or two nucleic acids, the sequences are aligned for optimal comparison. The percent identity between two sequences is a function of the number of identical positions shared by the sequences (ie, percent identity = number of identical positions/total number of positions (eg, overlapping positions) x 100). In one embodiment, the two sequences are the same length. In another embodiment, percent identity is calculated over the entire length of the reference sequence (ie, the sequence disclosed herein as any of SEQ ID NOs: 1-26). Percent identity between two sequences can be determined using techniques similar to those described below, allowing gaps in the sequence or not. When calculating percent identity, the number of exact matches is usually counted. Pass, i.e. an alignment position in which a residue is present in one sequence but not in the other is considered a position with non-identical residues.
Определение процента идентичности между двумя последовательностями может быть достигнуто с использованием математического алгоритма. Неограничивающим примером математического алгоритма, примененного для сравнения двух последовательностей является алгоритм, приведенный в публикации Karlin and Altschul (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87:2264, модифицированный как в публикации Karlin and Altschul (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:5873-5877. Такой алгоритм встроен в программы BLASTN и BLASTX по Altschul et al. (1990) J. Mol. Biol. 215:403. Поиски нуклеотидов BLAST могут осуществляться при помощи программы BLASTN, оценка = 100, длина слова = 12, для получения нуклеотидных последовательностей, гомологичных пестицидо-подобным молекулам нуклеиновых кислот настоящего изобретения. Поиски белков BLAST могут осуществляться при помощи программыDetermining the percent identity between two sequences can be achieved using a mathematical algorithm. A non-limiting example of a mathematical algorithm used to compare two sequences is the algorithm given in Karlin and Altschul (1990) Proc. Natl. Acad. sci. USA 87:2264, modified as in Karlin and Altschul (1993) Proc. Natl. Acad. sci. USA 90:5873-5877. Such an algorithm is built into the BLASTN and BLASTX programs by Altschul et al. (1990) J. Mol. Biol. 215:403. BLAST nucleotide searches can be performed using the BLASTN program, score=100, wordlength=12, to obtain nucleotide sequences homologous to the pesticide-like nucleic acid molecules of the present invention. Searches for BLAST proteins can be carried out using the program
- 4 042693- 4 042693
BLASTX, оценка = 50, длина слова = 3, для получения аминокислотных последовательностей, гомологичных молекулам пестицидных белков настоящего изобретения. Для получения выравниваний с гэпами в целях сравнения, может применяться программа Gapped BLAST (в BLAST 2.0) как описано в Altschul et al. (1997) Нуклеиновые кислоты Res. 25:3389. В качестве альтернативы может применяться программа PSI-Blast для того, чтобы провести повторный поиск, который обнаруживает отдаленные связи между молекулами. См. Altschul et al. (1997) supra. При работе с программами BLAST, Gapped BLAST и PSIBlast, могут применяться параметры по умолчанию, установленные для соответствующих программ (например, BLASTX и BLASTN). Выравнивание может также проводиться вручную путем сверки.BLASTX, score=50, wordlength=3, to obtain amino acid sequences homologous to the pesticidal protein molecules of the present invention. To obtain gapped alignments for comparison purposes, the Gapped BLAST program (in BLAST 2.0) can be used as described in Altschul et al. (1997) Nucleic acids Res. 25:3389. Alternatively, the PSI-Blast program can be used to perform a re-searching that finds distant bonds between molecules. See Altschul et al. (1997) supra. When working with the BLAST, Gapped BLAST and PSIBlast programs, the default parameters set for the respective programs (eg BLASTX and BLASTN) can be applied. Alignment can also be done manually by reconciliation.
Другим неограничивающим примером математического алгоритма, используемым для сравнения последовательности, является алгоритм ClustalW (Higgins et al. (1994) Nucleic Acids Res. 22:4673-4680). ClustalW сравнивает последовательности и выравнивает всю протяженность последовательности аминокислоты или ДНК и таким образом может предоставить данные о консервативности для всей аминокислотной последовательности. Алгоритм ClustalW применяется в нескольких имеющихся на рынке пакетах программного обеспечения для анализа ДНК/аминокислот, в таких как модуль ALIGNX, входящий в пакет программ Vector NTI (Invitrogen Corporation, Карлсбад, штат Калифорния). После выравнивание аминокислотных последовательностей при помощи программы ClustalW, может быть оценен процент идентичности аминокислот. Неограничивающий пример компьютерных программ, которые применяются для анализа выравниваний ClustalW, включает GENEDOC™. GENEDOC™ (Karl Nicholas) позволяет провести оценку сходства и идентичности аминокислот (или ДНК) у многочисленных белков. Другим неограничивающим примером математического алгоритма, используемого для сравнения последовательности, является алгоритм Myers and Miller (1988) CABIOS 4:11-17. Такой алгоритм интегрирован в программу ALIGN (версия 2.0), которая является частью пакета программ GCG Wisconsin Genetics, Версия 10 (может быть приобретена у Accelrys, Inc., 9685 Scranton Rd., Сан-Диего, Калифорния, США). При работе с программой ALIGN для сравнения аминокислотных последовательностей могут использоваться таблица замен остатков РАМ120, штраф за продолжение гэпа, равный 12, и штраф за открытие гэпа, равный 4.Another non-limiting example of a mathematical algorithm used for sequence comparison is the ClustalW algorithm (Higgins et al. (1994) Nucleic Acids Res. 22:4673-4680). ClustalW compares sequences and aligns the entire length of an amino acid or DNA sequence and thus can provide conservatism data for the entire amino acid sequence. The ClustalW algorithm is used in several commercially available DNA/amino acid analysis software packages, such as the ALIGNX module included in the Vector NTI software package (Invitrogen Corporation, Carlsbad, CA). After aligning amino acid sequences using the ClustalW program, the percent amino acid identity can be estimated. A non-limiting example of computer programs that are used to analyze ClustalW alignments include GENEDOC™. GENEDOC™ (Karl Nicholas) evaluates the amino acid (or DNA) similarity and identity of numerous proteins. Another non-limiting example of a mathematical algorithm used for sequence comparison is Myers and Miller (1988) CABIOS 4:11-17. Such an algorithm is integrated into the ALIGN program (version 2.0), which is part of the GCG Wisconsin Genetics, Version 10 software package (available from Accelrys, Inc., 9685 Scranton Rd., San Diego, CA, USA). When working with the ALIGN program, a PAM120 residue substitution table, a gap continuation penalty of 12, and a gap opening penalty of 4 can be used to compare amino acid sequences.
Если не указано иное, GAP Версия 10, которая использует алгоритм, описанный у Needleman и Wunsch (1970) J. Mol. Biol. 48(3):443-453, будет использована для определения идентичности или сходства последовательности, с использованием следующих параметров: % идентичности и % сходства для нуклеотидной последовательности с применением штрафа за открытие разрыва, равного 50 и штрафа за продолжение, равного 3, и матрицы весов выравнивания nwsgapdna.cmp; % идентичности или % сходства для аминокислотной последовательности с применением штрафа за открытие разрыва, равного 8, и штрафа за продолжение, равного 2, и программы BLOSUM62 программы подсчета баллов. Также могут использоваться эквивалентные программы. Под эквивалентной программой подразумевают любую программа для сравнения последовательностей, которая для любых двух сравниваемых последовательностей производит выравнивание, имеющее идентичные совпадения нуклеотидных остатков и идентичный процент идентичности последовательностей по сравнению с соответствующим выравниванием, полученным с использованием GAP Version 10.Unless otherwise noted, GAP Version 10, which uses the algorithm described in Needleman and Wunsch (1970) J. Mol. Biol. 48(3):443-453 will be used to determine sequence identity or similarity using the following parameters: % identity and % similarity for the nucleotide sequence using a gap opening penalty of 50 and a continuation penalty of 3 and a matrix alignment weights nwsgapdna.cmp; % identity or % similarity for an amino acid sequence using a gap opening penalty of 8 and a continuation penalty of 2 and the BLOSUM62 scoring program. Equivalent programs may also be used. By equivalent program is meant any sequence comparison program that, for any two compared sequences, produces an alignment that has identical nucleotide residue matches and an identical percent sequence identity compared to the corresponding alignment obtained using GAP Version 10.
Настоящее изобретение также охватывает варианты молекул нуклеиновых кислот. Варианты нуклеотидных последовательностей, кодирующих пестицидные белки, включают те последовательности, которые кодируют пестицидные белки, раскрываемые в данном документе, но которые различаются консервативно в связи с вырожденностью генетического кода, а также те последовательности, которые являются в достаточной степени идентичными, как обсуждалось выше. Аллельные варианты, возникающие в естественных условиях, могут быть идентифицированы с применением хорошо известных молекулярно-биологических методик, таких как методики полимеразной цепной реакции (ПЦР) и гибридизации, которые описаны ниже. Варианты нуклеотидных последовательностей также включают полученные синтетическим путем нуклеотидные последовательности, которые были созданы, например, с применением сайт-специфического мутагенез а, но которые еще кодируют пестицидные белки, раскрываемые в данном документе, как обсуждается ниже. Варианты белков, которые включены в настоящее изобретение, являются биологически активными, что означает, что они продолжают проявлять требуемую биологическую активность нативного белка, то есть, пестицидную активность. Под выражением сохраняет активность подразумевают, что вариант будет обладать по меньшей мере приблизительно 30%, по меньшей мере приблизительно 50%, по меньшей мере приблизительно 70% или по меньшей мере приблизительно 80% пестицидной активностью нативного белка. Способы измерения пестицидной активности хорошо известны в данной области техники. См., например, Czapla and Lang (1990) J. Econ. Entomol. 83: 24802485; Andrews et al. (1988) Biochem. J. 252:199-206; Marrone et al. (1985) J. of Economic Entomology 78:290-293; и Патент США № 5743477, все из которых включены в данный документ во всей полноте посредством ссылки.The present invention also encompasses variants of nucleic acid molecules. Nucleotide sequence variants encoding pesticidal proteins include those sequences that encode the pesticidal proteins disclosed herein but that differ conservatively due to the degeneracy of the genetic code, as well as those sequences that are sufficiently identical, as discussed above. Naturally occurring allelic variants can be identified using well known molecular biology techniques such as polymerase chain reaction (PCR) and hybridization techniques, which are described below. Nucleotide sequence variants also include synthetically generated nucleotide sequences that have been generated, for example, using site-directed mutagenesis a, but which still encode the pesticidal proteins disclosed herein, as discussed below. The protein variants that are included in the present invention are biologically active, which means that they continue to exhibit the desired biological activity of the native protein, ie pesticidal activity. By retaining activity is meant that the variant will have at least about 30%, at least about 50%, at least about 70%, or at least about 80% of the pesticidal activity of the native protein. Methods for measuring pesticidal activity are well known in the art. See, for example, Czapla and Lang (1990) J. Econ. Entomol. 83: 24802485; Andrews et al. (1988) Biochem. J. 252:199-206; Marrone et al. (1985) J. of Economic Entomology 78:290-293; and US Patent No. 5,743,477, all of which are incorporated herein in their entirety by reference.
Опытному специалисту также будет понятно, что изменения могут быть внесены за счет мутаций нуклеотидных последовательностей настоящего изобретения, что тем самым приведет к изменениям в аминокислотной последовательности, кодирующей пестицидные белки, не изменяя биологической активности белков. Следовательно, варианты выделенных молекул нуклеиновых кислот могут быть созданы путем введения одной или нескольких нуклеотидных замен, вставок или делеций в соответствующейThe skilled artisan will also appreciate that changes can be made by mutating the nucleotide sequences of the present invention, thereby leading to changes in the amino acid sequence encoding the pesticidal proteins without altering the biological activity of the proteins. Therefore, variants of isolated nucleic acid molecules can be created by introducing one or more nucleotide substitutions, insertions, or deletions at the appropriate
- 5 042693 нуклеотидной последовательности, раскрываемой в данном документе, таким образом, чтобы одна или несколько замен, вставок или делеций аминокислот были введены в кодируемый белок. Мутации могут вызываться с применением стандартных методик, таких как сайт-специфический мутагенез и ПЦРопосредованный мутагенез. Такие варианты нуклеотидных последовательностей также включены в настоящее изобретение.- 5 042693 nucleotide sequence disclosed in this document, so that one or more substitutions, insertions or deletions of amino acids were introduced into the encoded protein. Mutations can be caused using standard techniques such as site-directed mutagenesis and PCR-mediated mutagenesis. Such variants of the nucleotide sequences are also included in the present invention.
Например, консервативные аминокислотные замены могут быть осуществлены в одном или нескольких, предсказанных, заменимых аминокислотных остатках. Заменимый аминокислотный остаток представляет собой остаток, который может быть изменен по сравнению с последовательностью пестицидного белка дикого типа без изменений биологической активности, тогда как незаменимый аминокислотный остаток необходим для осуществления биологической активности. Консервативная аминокислотная замена является таковой, если аминокислотный остаток заменяется аминокислотным остатком, имеющим сходную боковую цепь. Семейства аминокислотных остатков, обладающих сходными боковыми цепями, были определены в данной области техники. Данные семейства включают аминокислоты с основными боковыми цепями (например, лизин, аргинин, гистидин), кислотными боковыми цепями (например, аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота), незаряженными полярными боковыми цепями (например, глицин, аспарагин, глутамин, серин, треонин, тирозин, цистеин), неполярными боковыми цепями (например, аланин, валин, лейцин, изолейцин, пролин, фенилаланин, метионин, триптофан), бета-разветвленными боковыми цепями (например, треонин, валин, изолейцин) и ароматическими боковыми цепями (например, тирозин, фенилаланин, триптофан, гистидин).For example, conservative amino acid substitutions can be made at one or more predicted non-essential amino acid residues. A non-essential amino acid residue is a residue that can be changed from a wild-type pesticidal protein sequence without changing biological activity, while an essential amino acid residue is required for biological activity to occur. A conservative amino acid substitution is one where an amino acid residue is replaced by an amino acid residue having a similar side chain. Families of amino acid residues having similar side chains have been defined in the art. These families include amino acids with basic side chains (e.g., lysine, arginine, histidine), acidic side chains (e.g., aspartic acid, glutamic acid), uncharged polar side chains (e.g., glycine, asparagine, glutamine, serine, threonine, tyrosine, cysteine), nonpolar side chains (eg, alanine, valine, leucine, isoleucine, proline, phenylalanine, methionine, tryptophan), beta-branched side chains (eg, threonine, valine, isoleucine), and aromatic side chains (eg, tyrosine, phenylalanine , tryptophan, histidine).
Дельта-эндотоксины, как правило, имеют пять консервативных доменов последовательностей и три консервативных структурных домена (см., например, de Maagd et al. (2001) Trends Genetics 17:193-199). Первый консервативный структурный домен содержит семь альфа-спиралей и связан со встраиванием в мембрану и образованием пор.Delta-endotoxins typically have five conserved sequence domains and three conserved structural domains (see, for example, de Maagd et al. (2001) Trends Genetics 17:193-199). The first conserved structural domain contains seven alpha helices and is associated with membrane incorporation and pore formation.
Домен II состоит из трех складчатых бета-слоев, которые упорядочены в структуре греческого ключа, а домен III состоит из двух анти-параллельных складчатых бета-слоев в структуре типа jelly-roll (de Maagd et al, 2001, см. выше). Домены II и III участвуют в узнавании и связывании рецепторов и, следовательно, считаются детерминантами специфичности токсина.Domain II consists of three pleated beta sheets that are ordered in a Greek key structure, while domain III consists of two anti-parallel pleated beta sheets in a jelly-roll structure (de Maagd et al, 2001, supra). Domains II and III are involved in receptor recognition and binding and are therefore considered to be determinants of toxin specificity.
Аминокислотные замены могут быть осуществлены в неконсервативных участках, которые сохраняют функцию. В целом, такие замены не осуществляют для консервативных аминокислотных остатков, или для аминокислотных остатков, находящихся внутри консервативного мотива, где такие остатки являются незаменимыми для активности белка. Примеры остатков, которые являются консервативными и которые могут быть незаменимы для активности белка, включают, например, остатки, которые являются идентичными для всех белков, включенных в выравнивание последовательностей сходных или родственных токсинов, по отношению к последовательности настоящего изобретения (например, остатки, которые идентичны при выравнивании гомологичных белков). Примеры остатков, которые являются консервативными, но которые могут позволять консервативные аминокислотные замены и при этом сохранять активность, включают, например, остатки которые имеют только консервативные замены для всех белков, включенных в выравнивание последовательностей сходных или родственных токсинов, по отношению к последовательности настоящего изобретения (например, остатки, которые имеют только консервативные замены для всех включенных в выравнивание гомологичных белков). Однако специалисту в данной области техники будет понятно, что функциональные варианты могут иметь незначительные консервативные или неконсервативные различия в консервативных остатках.Amino acid substitutions can be made at non-conserved sites that retain function. In general, such substitutions are not made for conserved amino acid residues, or for amino acid residues within a conservative motif where such residues are essential to the activity of the protein. Examples of residues that are conserved and that may be indispensable for the activity of a protein include, for example, residues that are identical for all proteins included in the sequence alignment of similar or related toxins with respect to the sequence of the present invention (for example, residues that are identical when aligning homologous proteins). Examples of residues that are conservative, but that can allow conservative amino acid substitutions and still retain activity, include, for example, residues that have only conservative substitutions for all proteins included in the sequence alignment of similar or related toxins relative to the sequence of the present invention ( for example, residues that have only conservative substitutions for all homologous proteins included in the alignment). However, one of skill in the art will appreciate that functional variants may have minor conservative or non-conservative differences in conservative residues.
В качестве альтернативы, варианты нуклеотидных последовательностей могут быть получены путем индуцирования мутаций случайным образом по всей протяженности или части кодирующей последовательности, как, например, с применением насыщающего мутагенеза, и полученные в результате мутанты могут быть скринированы в отношении их способности обеспечивать пестицидную активность для выявления мутантов, сохраняющих активность. После индукции мутагенеза кодируемый белок может экспрессироваться рекомбинантно, а активность этого белка можно определить с использование стандартных методик анализа.Alternatively, variants of the nucleotide sequences can be generated by randomly inducing mutations over all or part of the coding sequence, such as using saturation mutagenesis, and the resulting mutants can be screened for their ability to confer pesticidal activity to detect mutants. that remain active. After induction of mutagenesis, the encoded protein can be expressed recombinantly, and the activity of this protein can be determined using standard assay techniques.
С применением таких способов как ПЦР, гибридизация и т.п. можно идентифицировать соответствующие пестицидные последовательности, такие последовательности, которые обладают значительной идентичностью к последовательности настоящего изобретения. См., например, Sambrook and Russell (2001) Molecular Cloning: A Laboratory Manual. (Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY) и Innis, et al. (1990) PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications (Academic Press, NY).Using methods such as PCR, hybridization, and the like. suitable pesticidal sequences can be identified, such sequences that have significant identity to the sequence of the present invention. See, for example, Sambrook and Russell (2001) Molecular Cloning: A Laboratory Manual. (Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY) and Innis, et al. (1990) PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications (Academic Press, NY).
При использовании способа гибридизации вся пестицидная нуклеотидная последовательность или ее часть могут использоваться для скрининга кДНК или геномных библиотек. Способы конструирования такой кДНК и геномных библиотек в целом известны в данной области техники и раскрыты в Sambrook and Russell, 2001, supra. В качестве так называемых гибридизационных зондов могут выступать фрагменты геномной ДНК, фрагменты кДНК, фрагменты РНК или другие олигонуклеотиды, и они могут быть мечены детектируемой группой, такой как 32Р, или любым другим детектируемым маркером, таким как другие радиоактивные изотопы, флуоресцентное соединение, фермент или кофактор фермента. Зонды для гибридизации могут быть получены путем введения метки в синтетические олигонуклеотиды на ос- 6 042693 нове известной нуклеотидной последовательности, кодирующей пестицидный белок, раскрываемой в данном документе. Дополнительно могут использоваться вырожденные праймеры, сконструированные на основе консервативных нуклеотидов или аминокислотных остатков в нуклеотидной последовательности или кодируемой аминокислотной последовательности. Зонд обычно содержит участок нуклеотидной последовательности, который гибридизируется в жестких условиях по меньшей мере с примерно 12, по меньшей мере примерно 25, по меньшей мере примерно 50, 75, 100, 125, 150, 175 или 200 последовательными нуклеотидами нуклеотидной последовательности, кодирующей пестицидный белок настоящего изобретения или его фрагмент или вариант. Способы получения зондов для гибридизации в целом известны в данной области техники и раскрыты в Sambrook and Russell, 2001, supra, включены в данном документе посредством ссылки.When using the hybridization method, all or part of the pesticidal nucleotide sequence can be used to screen cDNA or genomic libraries. Methods for constructing such cDNA and genomic libraries are generally known in the art and are disclosed in Sambrook and Russell, 2001, supra. The so-called hybridization probes may be genomic DNA fragments, cDNA fragments, RNA fragments or other oligonucleotides and may be labeled with a detectable group such as 32P or any other detectable marker such as other radioactive isotopes, a fluorescent compound, an enzyme or enzyme cofactor. Hybridization probes can be generated by labeling synthetic oligonucleotides based on the known nucleotide sequence encoding the pesticidal protein disclosed herein. Additionally, degenerate primers designed based on conservative nucleotides or amino acid residues in the nucleotide sequence or encoded amino acid sequence can be used. The probe typically contains a region of a nucleotide sequence that hybridizes under stringent conditions to at least about 12, at least about 25, at least about 50, 75, 100, 125, 150, 175, or 200 consecutive nucleotides of the nucleotide sequence encoding the pesticidal protein. of the present invention, or a fragment or variant thereof. Methods for making probes for hybridization are generally known in the art and are disclosed in Sambrook and Russell, 2001, supra, incorporated herein by reference.
Например, целая пестицидная последовательность, раскрываемая в данном документе, или одна или несколько ее частей, могут использоваться в качестве зонда, способного к специфической гибридизации с соответствующими последовательностями, подобным последовательностям пестицидного белка, и молекулами информационных РНК. Для достижения специфической гибридизации при различных условиях, такие зонды содержат последовательности, которые являются уникальными и предпочтительно имеют в длину по меньшей мере примерно 10 нуклеотидов или по меньшей мере примерно 20 нуклеотидов. Такие зонды могут использоваться для амплификации соответствующих пестицидных последовательностей из выбранного организма с помощью ПЦР. Данную методику можно применять для выделения дополнительных кодирующих последовательностей из требуемого организма или в качестве диагностического анализа для определения присутствия кодирующей последовательности в организме. Методики гибридизации включают гибридизационный скрининг высеянных на чашки библиотек ДНК (в виде бляшек или колоний; см., например, Sambrook et al. (1989) Molecular Cloning: A Laboratory Manual (2d ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York).For example, the entire pesticidal sequence disclosed herein, or one or more parts thereof, can be used as a probe capable of specific hybridization with corresponding pesticidal protein-like sequences and messenger RNA molecules. To achieve specific hybridization under various conditions, such probes contain sequences that are unique and preferably are at least about 10 nucleotides long, or at least about 20 nucleotides long. Such probes can be used to amplify appropriate pesticide sequences from a selected organism by PCR. This technique can be used to isolate additional coding sequences from a desired organism or as a diagnostic assay to determine the presence of a coding sequence in an organism. Hybridization techniques include hybridization screening of plated DNA libraries (as plaques or colonies; see e.g. Sambrook et al. (1989) Molecular Cloning: A Laboratory Manual (2d ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York).
Таким образом, настоящее изобретение включает зонды для гибридизации, а также нуклеотидные последовательности способные к гибридизации всей или части нуклеотидной последовательности настоящего изобретения (например, длиной по меньшей мере примерно 300 нуклеотидов, по меньшей мере примерно 400, по меньшей мере примерно 500, 1000, 1200, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500 или до полной длины нуклеотидной последовательности, раскрываемой в данном документе). Гибридизация таких последовательностей может осуществляться в строгих условиях. Под выражением жесткие условия или жесткие условия гибридизации подразумевают условия, при которых зонд будет гибридизироваться со своей целевой последовательностью до более высокой детектируемой степени, чем с другими последовательностями (например, по меньшей мере в 2 раза выше фонового уровня). Строгие условия зависят от последовательности и будут различаться при разных обстоятельствах. Контролируя строгость условий гибридизации и/или отмывания, могут быть идентифицированы целевые последовательности, которые на 100% комплементарны зонду (гомологичное зондирование). В качестве альтернативы, условия жесткости могут быть скорректированы для предоставления возможности возникновения несоответствия в последовательности для того, чтобы боле низкие степени сходства могли быть детектированы (гетерологичное зондирование). В целом, зонд имеет длину менее примерно 1000 нуклеотидов, предпочтительно менее 500 нуклеотидов.Thus, the present invention includes hybridization probes as well as nucleotide sequences capable of hybridizing all or part of the nucleotide sequence of the present invention (e.g., at least about 300 nucleotides in length, at least about 400, at least about 500, 1000, 1200 , 1500, 2000, 2500, 3000, 3500 or up to the full length of the nucleotide sequence disclosed herein). Hybridization of such sequences can be carried out under stringent conditions. By "stringent conditions" or "stringent hybridization conditions" is meant conditions under which a probe will hybridize to its target sequence to a higher detectable extent than to other sequences (eg, at least 2 times background). Strict conditions are sequence dependent and will vary under different circumstances. By controlling the stringency of the hybridization and/or washing conditions, target sequences that are 100% complementary to the probe can be identified (homologous probing). Alternatively, the stringency conditions can be adjusted to allow mismatches to occur in the sequence so that lower degrees of similarity can be detected (heterologous probing). In general, the probe is less than about 1000 nucleotides in length, preferably less than 500 nucleotides.
Как правило, жесткими условиями будут такие, в которых концентрация солей составляет менее примерно 1,5 М ионов Na, обычно от примерно 0,01 до 1,0М ионов Na (или других солей) при рН от 7,0 до 8,3, а температура составляет по меньшей мере примерно 30°С для коротких зондов (например, от 10 до 50 нуклеотидов) и по меньшей мере примерно 60°С для длинных зондов (например, более 50 нуклеотидов). Строгих условий можно также достичь добавлением дестабилизирующих средств, таких как формамид. Иллюстративные условия низкой жесткости включают гибридизацию с буферным раствором, содержащим от 30 до 35% формамида, 1М NaCl, 1% SDS (додецилсульфат натрия) при 37°С, и отмывание в SSC от 1X до 2Х (20Х SSC = 3,0М NaCl/0,3 M тринатрийцитрат) при 50-55°С. Иллюстративные условия средней жесткости включают гибридизацию с раствором, содержащим от 40 до 45% формамида, 1,0М NaCl, 1% SDS при 37°С, и отмывание в SSC от 0,5Х до 1X SSC при 55-60°С. Типичные условия высокой жесткости включают гибридизацию с раствором, содержащим 50% формамида, 1М NaCl, 1% SDS при температуре 37°С, и отмывание в 0,1Х SSC при 60-65°С. Необязательно, буферы для отмывания могут включать от примерно 0,1% до примерно 1% SDS. Продолжительность гибридизации составляет в целом менее примерно 24 ч, обычно от примерно 4 до примерно 12 ч.Typically, stringent conditions will be those in which the salt concentration is less than about 1.5 M Na ions, typically from about 0.01 to 1.0 M Na ions (or other salts) at a pH of 7.0 to 8.3, and the temperature is at least about 30° C. for short probes (eg, 10 to 50 nucleotides) and at least about 60° C. for long probes (eg, more than 50 nucleotides). Stringent conditions can also be achieved by adding destabilizing agents such as formamide. Exemplary low stringency conditions include hybridization with a buffer solution containing 30 to 35% formamide, 1M NaCl, 1% SDS (sodium dodecyl sulfate) at 37°C, and washing in SSC from 1X to 2X (20X SSC = 3.0M NaCl/ 0.3 M trisodium citrate) at 50-55°C. Exemplary medium stringency conditions include hybridization with a solution containing 40 to 45% formamide, 1.0M NaCl, 1% SDS at 37°C, and washing in SSC from 0.5X to 1X SSC at 55-60°C. Typical high stringency conditions include hybridization with a solution containing 50% formamide, 1M NaCl, 1% SDS at 37°C, and washing in 0.1X SSC at 60-65°C. Optionally, wash buffers may include from about 0.1% to about 1% SDS. The duration of hybridization is generally less than about 24 hours, typically from about 4 to about 12 hours.
Специфичность, как правило, зависит от отмываний после гибридизации, при которых наиболее важными факторами являются ионная сила и температура конечного раствора для отмывания. Для ДНКДНК гибридов, значение Tm может быть аппроксимировано из уравнения Meinkoth and Wahl (1984) Anal. Biochem. 138:267-284: Tm = 81,5°C + 16,6 (log M) + 0,41 (%GC) - 0,61 (% form) - 500/L; где M - это молярность моновалентных катионов, %GC - это процентное содержание гуанозин-содержащих и цитозин-содержащих нуклеотидов в ДНК, % form - это процентное содержание формамида в растворе для гибридизации, a L - длина гибрида в паре оснований. Tm - это температура (при заданной ионной силе и рН), при которой 50% комплементарной целевой последовательности гибридизуется с идеально соответствующим зондом. Tm снижается примерно на 1°С при нарушении соответствия на каждый 1%; такимSpecificity generally depends on washes after hybridization, in which the most important factors are the ionic strength and temperature of the final wash solution. For DNA/DNA hybrids, the Tm value can be approximated from the Meinkoth and Wahl (1984) Anal equation. Biochem. 138:267-284: Tm = 81.5°C + 16.6 (log M) + 0.41 (% GC) - 0.61 (% form) - 500/L; where M is the molarity of monovalent cations, %GC is the percentage of guanosine-containing and cytosine-containing nucleotides in DNA, % form is the percentage of formamide in the hybridization solution, and L is the length of the hybrid in a base pair. Tm is the temperature (at a given ionic strength and pH) at which 50% of a complementary target sequence hybridizes to a perfectly matched probe. Tm decreases by about 1°C for every 1% mismatch; so
- 7 042693 образом, Tm, условия гибридизации и/или отмывания могут быть скорректированы для гибридизации с последовательностями с требуемой степенью идентичности. Например, при проведении поиска последовательностей с >90% идентичностью, Tm может быть снижена на 10°С. В целом, жесткие условия выбирают таким образом, чтобы температура была примерно на 5°С ниже точки плавления (Tm) для конкретной последовательности и комплементарной ей цепи при заданных значениях ионной силы и рН. Однако очень жесткие условия могут использовать гибридизацию и/или отмывание при температуре на 1, 2, 3 или 4°С ниже точки плавления (Tm); условия средней жесткости могут использовать гибридизацию и/или отмывание при температуре на 6, 7, 8, 9 или 10°С ниже точки плавления (Tm); условия низкой степени строгости могут использовать гибридизацию и/или отмывание при температуре на 11, 12, 13, 14, 15 или 20°С ниже точки плавления (Tm). С применением уравнения, композиций для гибридизации и отмывания и требуемой Tm, среднему специалисту в данной области техники будет понятно, что вариации в степени жесткости условий гибридизации и/или растворов для отмывания в сущности описаны. Если требуемая степень несоответствия приводит к Tm менее 45°С (водный раствор) или 32°С (раствор формамида), то предпочтительным является повышение концентрации с тем, чтобы могла использоваться более высокая температура. Подробное руководство по гибридизации нуклеиновых кислот приведено в Tijssen (1993) Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology-Hybridization with Nucleic Acid Probes, Part I, Chapter 2 (Elsevier, New York); и Ausubel et al., eds. (1995) Current Protocols in Molecular Biology, Chapter 2 (Greene Publishing and Wiley-Interscience, New York). См. Sambrook et al. (1989) Molecular Cloning: A Laboratory Manual (2d ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York).- 7 042693 Thus, Tm, hybridization and/or washing conditions can be adjusted to hybridize with sequences with the desired degree of identity. For example, when searching for sequences with >90% identity, Tm can be reduced by 10°C. In general, stringent conditions are chosen such that the temperature is about 5° C. below the melting point (Tm) for a particular sequence and its complementary strand at given ionic strength and pH. However, very stringent conditions may use hybridization and/or washing at a temperature of 1, 2, 3 or 4°C below the melting point (Tm); conditions of medium stringency can use hybridization and/or washing at a temperature of 6, 7, 8, 9 or 10°C below the melting point (Tm); low stringency conditions may use hybridization and/or washing at 11, 12, 13, 14, 15, or 20° C. below the melting point (Tm). Using the equation, the hybridization and wash compositions, and the required Tm, one of ordinary skill in the art will appreciate that variations in the degree of stringency of hybridization conditions and/or washes are essentially described. If the desired degree of mismatch results in a Tm of less than 45° C. (aqueous solution) or 32° C. (formamide solution), then increasing the concentration is preferable so that a higher temperature can be used. Detailed guidance on nucleic acid hybridization is provided in Tijssen (1993) Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology-Hybridization with Nucleic Acid Probes, Part I, Chapter 2 (Elsevier, New York); and Ausubel et al., eds. (1995) Current Protocols in Molecular Biology, Chapter 2 (Greene Publishing and Wiley-Interscience, New York). See Sambrook et al. (1989) Molecular Cloning: A Laboratory Manual (2d ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York).
Выделенные белки и их варианты и фрагментыIsolated proteins and their variants and fragments
Пестицидные белки также охвачены в настоящем изобретении. Под пестицидным белком подразумевают белок, имеющий аминокислотную последовательность, изложенную в SEQ ID NO: 5-26. Их фрагменты, биологически активные части и варианты также представлены и могут использоваться для осуществления на практике способов настоящего изобретения. Выражение выделенный белок или рекомбинантный белок применяют в отношении белка, который более не находится в своих естественных условиях, а находится, например, в системе in vitro или в рекомбинантной бактериальной или растительной клетке-хозяине.Pesticide proteins are also covered in the present invention. By pesticidal protein is meant a protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NOs: 5-26. Fragments, biologically active parts and variants thereof are also provided and can be used to practice the methods of the present invention. The term isolated protein or recombinant protein is used to refer to a protein that is no longer in its natural environment, but is, for example, in an in vitro system or in a recombinant bacterial or plant host cell.
Фрагменты или биологически активные части включают фрагменты полипептида, который содержит аминокислотные последовательности, в достаточной степени идентичные аминокислотной последовательности, изложенной в SEQ ID NO: 5-26, и проявляющие пестицидную активность. Биологически активной частью пестицидного белка может быть полипептид длиной, например, 10, 25, 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000, 1050, 1100, 1150, 1200, 1250, 1300, 1350 или более аминокислот. Такие биологически активные части могут быть получены с использованием рекомбинантных методик и оценены в отношении пестицидной активности. Способы измерения пестицидной активности хорошо известны в данной области техники. См., например, Czapla and Lang (1990) J. Econ. Entomol. 83:2480-2485; Andrews et al. (1988) Biochem. J. 252:199-206; Marrone et al. (1985) J. of Economic Entomology 78:290-293; и патент США № 5743477, все из которых включены в данный документ во всей полноте посредством ссылки. Как используется в данном документе, фрагмент содержит по меньшей мере 8 смежных аминокислот из SEQ ID NO: 5-26. Вместе с тем, настоящее изобретение охватывает другие фрагменты, такие как любой фрагмент в белке, длиной более примерно 10, 20, 30, 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000, 1050, 1100, 1150, 1200, 1250, 1300, 1350 или более аминокислот.Fragments or biologically active parts include fragments of a polypeptide that contains amino acid sequences that are sufficiently identical to the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 5-26, and exhibit pesticidal activity. The biologically active portion of the pesticidal protein may be a polypeptide of length, e.g. 900, 950, 1000, 1050, 1100, 1150, 1200, 1250, 1300, 1350 or more amino acids. Such biologically active parts can be obtained using recombinant techniques and evaluated for pesticidal activity. Methods for measuring pesticidal activity are well known in the art. See, for example, Czapla and Lang (1990) J. Econ. Entomol. 83:2480-2485; Andrews et al. (1988) Biochem. J. 252:199-206; Marrone et al. (1985) J. of Economic Entomology 78:290-293; and US Pat. No. 5,743,477, all of which are incorporated herein in their entirety by reference. As used herein, the fragment contains at least 8 contiguous amino acids from SEQ ID NO: 5-26. However, the present invention encompasses other fragments, such as any fragment in a protein greater than about 10, 20, 30, 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000, 1050, 1100, 1150, 1200, 1250, 1300, 1350 or more amino acids.
Под вариантами подразумевают белки или полипептиды, имеющие аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере приблизительно на 60%, 65%, приблизительно на 70%, 75%, приблизительно на 80%, 85%, приблизительно на 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98 или 99% идентична аминокислотной последовательности любой из последовательностей SEQ ID NO: 5-26. Варианты также включают полипептиды, кодируемые молекулой нуклеиновой кислоты, которая гибридизируется с молекулой нуклеиновой кислоты из SEQ ID NO: 1-4 или комплементарной ей цепью в жестких условиях. Варианты включают полипептиды, которые различаются аминокислотными последовательностями в результате мутагенеза. Варианты белков, которые охвачены в настоящем изобретении, являются биологически активными, то есть они продолжают сохранять требуемую биологическую активность нативного белка, то есть, сохраняют пестицидную активность. В некоторых вариантах осуществления варианты обладают улучшенной активностью относительно нативного белка. Способы измерения пестицидной активности хорошо известны в данной области техники. См., например, Czapla and Lang (1990) J. Econ. Entomol. 83:2480-2485; Andrews et al. (1988) Biochem. J. 252:199-206; Marrone et al. (1985) J. of Economic Entomology 78:290-293; и патент США № 5743477, все из которых включены в данный документ во всей полноте посредством ссылки.Variants are understood to mean proteins or polypeptides having an amino acid sequence that is at least about 60%, 65%, about 70%, 75%, about 80%, 85%, about 90, 91, 92, 93, 94 , 95, 96, 97, 98 or 99% identical to the amino acid sequence of any of the sequences of SEQ ID NO: 5-26. Variants also include polypeptides encoded by a nucleic acid molecule that hybridizes to the nucleic acid molecule of SEQ ID NO: 1-4 or its complementary strand under stringent conditions. Variants include polypeptides that differ in amino acid sequences as a result of mutagenesis. The protein variants that are encompassed by the present invention are biologically active, that is, they continue to retain the desired biological activity of the native protein, that is, they retain pesticidal activity. In some embodiments, the variants have improved activity relative to the native protein. Methods for measuring pesticidal activity are well known in the art. See, for example, Czapla and Lang (1990) J. Econ. Entomol. 83:2480-2485; Andrews et al. (1988) Biochem. J. 252:199-206; Marrone et al. (1985) J. of Economic Entomology 78:290-293; and US Pat. No. 5,743,477, all of which are incorporated herein in their entirety by reference.
Гены бактерий, такие как гены axmi данного изобретения, довольно часто имеют несколько метиониновых инициаторных кодонов, расположенных в близости к началу открытой рамки считывания. Часто инициация трансляции в одном или нескольких из данных стартовых кодонов будет приводить к образованиию функционального белка. Данные стартовые кодоны могут включать в своем составе ATGкодоны. Однако бактерии, такие как Bacillus sp. также узнают кодон GTG в качестве стартового кодона,Bacterial genes, such as the axmi genes of the present invention, quite often have several methionine start codons located close to the start of the open reading frame. Often, translation initiation at one or more of these start codons will result in the formation of a functional protein. These start codons may include ATG codons. However, bacteria such as Bacillus sp. also recognize the GTG codon as a start codon,
- 8 042693 и белки, которые инициируют трансляцию в GTG-кодонах, содержат метионин в качестве первой аминокислоты. В редких случаях трансляция в бактериальных системах может начинаться в TTG-кодоне, хотя в данном случае TTG кодирует метионин. Кроме того, часто не определено изначально какие из данных кодонов используются в естественных условиях в бактерии. Таким образом, понятно, что применение одного из альтернативных метиониновых кодонов может также приводить к созданию пестицидных белков. Эти пестицидные белки охвачены в настоящем изобретении и могут применяться в способах настоящего изобретения. Будет понятно, что при экспрессии в растениях, необходимо будет изменить альтернативный стартовый кодон на ATG для прохождения трансляции соответствующим образом.- 8 042693 and proteins that initiate translation at GTG codons contain methionine as the first amino acid. In rare cases, translation in bacterial systems can start at the TTG codon, although in this case TTG codes for methionine. In addition, it is often not initially determined which of these codons are used naturally in bacteria. Thus, it is understood that the use of one of the alternative methionine codons may also lead to the creation of pesticidal proteins. These pesticidal proteins are encompassed by the present invention and can be used in the methods of the present invention. It will be understood that when expressed in plants, it will be necessary to change the alternative start codon to ATG in order to properly translate.
В различных вариантах осуществления настоящего изобретения пестицидные белки содержат последовательности, выведенные от нуклеотидных последовательностей полной длины, раскрываемых в данном документе, и аминокислотные последовательности, которые короче последовательностей полной длины за счет использования расположенного ниже альтернативного участка начала трансляции. Таким образом, нуклеотидная последовательность настоящего изобретения и/или векторы, клетки-хозяева и растения, содержащие нуклеотидную последовательность настоящего изобретения (и способы получения и применения нуклеотидной последовательности настоящего изобретения) могут содержать нуклеотидную последовательность, которая кодирует аминокислотную последовательность, соответствующую SEQ ID NO: 6, 7, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 16, 17, 18, 19, 21, 22, 23, 24, 25 и 26.In various embodiments of the present invention, the pesticidal proteins comprise sequences derived from the full length nucleotide sequences disclosed herein and amino acid sequences that are shorter than the full length sequences by using a downstream alternative translation start site. Thus, the nucleotide sequence of the present invention and/or vectors, host cells and plants containing the nucleotide sequence of the present invention (and methods of obtaining and using the nucleotide sequence of the present invention) may contain a nucleotide sequence that encodes an amino acid sequence corresponding to SEQ ID NO: 6 , 7, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 16, 17, 18, 19, 21, 22, 23, 24, 25 and 26.
Также охвачены антитела к полипептидам настоящего изобретения или к их вариантам или фрагментам. Способы получения антител хорошо известны в данной области техники (см., например, Harlow and Lane (1988) Antibodies: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY; патент США № 4196265).Also covered are antibodies to the polypeptides of the present invention, or variants or fragments thereof. Methods for making antibodies are well known in the art (see, for example, Harlow and Lane (1988) Antibodies: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY; US Pat. No. 4,196,265).
Таким образом, один аспект настоящего изобретения касается антител, одноцепочечных антигенсвязывающих молекул или других белков, которые специфически связываются с одним или несколькими белками или пептидными молекулами настоящего изобретения и их гомологами, слияния или фрагментами. В особенно предпочтительном варианте осуществления, антитело специфично связывается с белком, имеющим аминокислотную последовательность, изложенную в SEQ ID NO: 5-26, или ее фрагментом. В другом варианте осуществления антитело специфично связывается с белком слияния, содержащим аминокислотную последовательность, выбранную из аминокислотной последовательности, изложенной в SEQ ID NO: 5-26, или ее фрагмент.Thus, one aspect of the present invention relates to antibodies, single-chain antigen-binding molecules or other proteins that specifically bind to one or more proteins or peptide molecules of the present invention and their homologues, fusions or fragments. In a particularly preferred embodiment, the antibody specifically binds to a protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 5-26, or a fragment thereof. In another embodiment, the antibody specifically binds to a fusion protein containing an amino acid sequence selected from the amino acid sequence set forth in SEQ ID NOs: 5-26, or a fragment thereof.
Антитела настоящего изобретения могут применяться для количественного или качественного определения содержания белка или пептидной молекулы настоящего изобретения или обнаружения посттрансляционных модификаций белков. Как используется в данном документе, об антителе или пептиде сказано, что они специфично связываются с молекулой белка или пептида настоящего изобретения, если такое связывание не полностью ингибируется присутствием неродственных молекул.The antibodies of the present invention may be used to quantify or quantify the content of a protein or peptide molecule of the present invention, or to detect post-translational modifications of proteins. As used herein, an antibody or peptide is said to specifically bind to a protein or peptide molecule of the present invention if such binding is not completely inhibited by the presence of unrelated molecules.
Антитела настоящего изобретения могут содержаться в наборе, применяемом для обнаружения молекул белка или пептида данного изобретения. Изобретение дополнительно охватывает способ обнаружения молекулы белка или пептида данного изобретения (в частности, белка, кодируемого аминокислотной последовательностью, изложенной в SEQ ID NO: 5-26, включая его варианты или фрагменты, способные специфично связываться с антителом данного изобретения), включающий в себя приведение в контакт образца с антителом данного изобретения и определение того, содержит ли образец молекулу белка или пептида данного изобретения. Способ применения антител для обнаружения интересующего белка или пептида известны в данной области техники.The antibodies of the present invention may be contained in a kit used to detect protein or peptide molecules of the present invention. The invention further encompasses a method for detecting a molecule of a protein or peptide of the present invention (in particular, a protein encoded by the amino acid sequence set forth in SEQ ID NOs: 5-26, including variants or fragments thereof capable of specifically binding to an antibody of the present invention), comprising: contacting the sample with an antibody of the present invention; and determining whether the sample contains a protein or peptide molecule of the present invention. The method of using antibodies to detect a protein or peptide of interest is known in the art.
Измененные или улучшенные вариантыChanged or improved options
Известно, что последовательности ДНК пестицидного белка могут быть изменены с использованием различных способов, и что эти изменения могут привести к образованию последовательности ДНК, кодирующей белки с аминокислотными последовательностями, отличающимися от тех, которые кодируют пестицидные белки настоящего изобретения. Данный белок может быть изменен различными способами, включая аминокислотные замены, делеции, усечения и вставки одной или нескольких аминокислотных последовательностей из SEQ ID NO: 5-26, включая до примерно 2, примерно 3, примерно 4, примерно 5, примерно 6, примерно 7, примерно 8, примерно 9, примерно 10, примерно 15, примерно 20, примерно 25, примерно 30, примерно 35, примерно 40, примерно 45, примерно 50, примерно 55, примерно 60, примерно 65, примерно 70, примерно 75, примерно 80, примерно 85, примерно 90, примерно 100, примерно 105, примерно 110, примерно 115, примерно 120, примерно 125, примерно 130, примерно 135, примерно 140, примерно 145, примерно 150, примерно 155 или более аминокислотных замен, делеций или вставок. Способы проведения таких манипуляций в целом известны в данной области техники. Например, варианты аминокислотной последовательности пестицидного белка могут быть получены с применением мутаций в ДНК. Это может также быть достигнуто с применением одной из нескольких разновидностей мутагенеза и/или путем направленного развития. В некоторых аспектах изменения, кодируемые аминокислотными последовательностями, не будут оказывать существенного влияния на функцию белка. Такие варианты будут обладать требуемой пестицидной активностью. Однако понятно, что способность пестицидного белка обеспечивать пестицидную активность может быть улучшена путем применения таких методик к композициям настоящего изобретения. Например, можно экспрессироватьIt is known that the DNA sequences of a pesticidal protein can be altered using various methods and that these alterations may result in a DNA sequence encoding proteins with different amino acid sequences from those encoding the pesticidal proteins of the present invention. This protein can be altered in a variety of ways, including amino acid substitutions, deletions, truncations, and insertions of one or more amino acid sequences from SEQ ID NO: 5-26, including up to about 2, about 3, about 4, about 5, about 6, about 7 about 8, about 9, about 10, about 15, about 20, about 25, about 30, about 35, about 40, about 45, about 50, about 55, about 60, about 65, about 70, about 75, about 80, about 85, about 90, about 100, about 105, about 110, about 115, about 120, about 125, about 130, about 135, about 140, about 145, about 150, about 155 or more amino acid substitutions, deletions, or inserts. Methods for carrying out such manipulations are generally known in the art. For example, variants of the amino acid sequence of a pesticidal protein can be generated using mutations in the DNA. This can also be achieved using one of several varieties of mutagenesis and/or by directed development. In some aspects, the changes encoded by the amino acid sequences will not significantly affect the function of the protein. Such variants will have the desired pesticidal activity. However, it is understood that the ability of a pesticidal protein to provide pesticidal activity can be improved by applying such techniques to the compositions of the present invention. For example, one can express
- 9 042693 пестицидный белок в клетках-хозяевах, которые проявляют высокие уровни ошибок встраивания оснований при репликации ДНК, такие как XL-1 Red (Stratagene, Ла-Хойя, Калифорния). После размножения в таких штаммах, можно выделить ДНК (например, путем получения плазмидной ДНК или путем амплифицирования с помощью ПЦР и клонирования полученного в результате ПЦР-фрагмента в вектор), провести культивирование пестицидного белка с мутациями в немутагенном штамме, и идентифицировать мутировавшие гены с пестицидной активностью, например путем проведения анализа для исследования пестицидной активности. В целом, белок смешивается и применяется в анализах скармливания. См., например Marrone et al. (1985) J. of Economic Entomology 78:290-293. Такие анализы могут включать приведения растения в контакт с одним или несколькими вредителями и определение способности растения к выживанию и/или способности вызывать гибель вредителей. Примеры мутаций, которые приводят к повышению токсичности, обнаруживаются в Schnepf et al. (1998) Microbiol. Mol. Biol. Rev. 62:775-806.- 9 042693 pesticidal protein in host cells that exhibit high levels of base insertion errors in DNA replication, such as XL-1 Red (Stratagene, La Jolla, CA). After propagation in such strains, DNA can be isolated (for example, by obtaining plasmid DNA or by amplifying by PCR and cloning the resulting PCR fragment into a vector), culturing the pesticidal protein with mutations in a non-mutagenic strain, and identifying the mutated pesticidal genes. activity, for example by conducting an assay to investigate pesticidal activity. In general, protein is mixed and applied in feeding analyses. See, for example, Marrone et al. (1985) J. of Economic Entomology 78:290-293. Such assays may include bringing the plant into contact with one or more pests and determining the plant's ability to survive and/or kill the pest. Examples of mutations that lead to increased toxicity are found in Schnepf et al. (1998) Microbiol. Mol. Biol. Rev. 62:775-806.
В качестве альтернативы могут быть внесены изменения в последовательность многих белков в области амино- или карбокси-конца, не оказывая при этом существенного влияния на активность. Такие изменения могут включать вставки, делеции или изменения, индуцированные с применением современных молекулярных способов, таких как ПЦР, в том числе ПЦР-амплификации, которые изменяют или удлиняют последовательность, кодирующую белок, за счет вставок последовательностей, кодирующих аминокислоты, в олигонуклеотиды, используемые в ПЦР-амплификации. В качестве альтернативы, добавленные последовательности белков могут содержать целые последовательности, кодирующие белок, такие как те, которые обычно применяются в данной области техники для получения белков слияния. Такие белки слияния часто используют (1) для повышения экспрессии белка, представляющего интерес, (2) введения домен связывания, ферментативной активности или эпитопа для того, чтобы облегчить очистку белка, детектирование белка или для других целей экспериментального применения, известных в данной области техники, (3) направления секреции или трансляции белка в субклеточную органеллу, такую как периплазматическое пространство грамотрицательных бактерий, эндоплазматический ретикулум эукариотических клеток, при этом последнее часто приводит к гликозилированию белка.Alternatively, changes can be made to the sequence of many proteins in the region of the amino or carboxy terminus without significantly affecting the activity. Such changes may include insertions, deletions, or changes induced using modern molecular techniques such as PCR, including PCR amplifications that alter or extend the protein coding sequence by inserting amino acid coding sequences into oligonucleotides used in PCR amplifications. Alternatively, the added protein sequences may comprise entire protein-coding sequences, such as those commonly used in the art to produce fusion proteins. Such fusion proteins are often used to (1) increase the expression of a protein of interest, (2) introduce a binding domain, enzymatic activity, or epitope in order to facilitate protein purification, protein detection, or for other experimental applications known in the art, (3) directing the secretion or translation of the protein to a subcellular organelle such as the periplasmic space of Gram-negative bacteria, the endoplasmic reticulum of eukaryotic cells, the latter often resulting in glycosylation of the protein.
Варианты нуклеотидных и аминокислотных последовательностей настоящего изобретения также охватывают последовательности полученные с применением процедур, приводящих к рекомбинации, и вызывающих образование мутаций, таких как перестановка в ДНК. При выполнении такой методики могут использоваться один или несколько различных участков, кодирующих пестицидные белки, для создания нового пестицидного белка, обладающего требуемыми свойствами. Таким образом, библиотеки рекомбинантных полинуклеотидов создают из популяции родственных последовательностей полинуклеотидов, которые содержат участки последовательности, обладающей существенной идентичностью и могут быть гомологично рекомбинированы in vitro или in vivo. Например, с применением данного подхода мотивы последовательностей, кодирующие домен, представляющий интерес, могут быть подвергнуты перестановке между геном, определяющим пестицидную активность, настоящего изобретения и другими известными пестицидными генами для получения нового гена, кодирующего последовательность белка интереса с улучшенным свойством, как, например, с повышенной инсектицидной активностью. Стратегии такой перестановки в ДНК известны в данной области техники. См., например, Stemmer (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:10747-10751; Stemmer (1994) Nature 370:389-391; Crameri et al. (1997) Nature Biotech. 15:436-438; Moore et al. (1997) J. Mol. Biol. 272:336-347; Zhang et al. (1997) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94:4504-4509; Crameri et al. (1998) Nature 391:288-291; и патенты США № 5605793 и № 5837458.Variants of the nucleotide and amino acid sequences of the present invention also cover sequences obtained using procedures that lead to recombination and cause the formation of mutations, such as shuffling in DNA. In carrying out such a technique, one or more different regions encoding pesticidal proteins can be used to create a new pesticidal protein with the desired properties. Thus, libraries of recombinant polynucleotides are generated from a population of related polynucleotide sequences that contain regions of sequence with significant identity and can be homologously recombined in vitro or in vivo. For example, using this approach, sequence motifs encoding a domain of interest can be swapped between the pesticidal activity gene of the present invention and other known pesticide genes to produce a new gene encoding a protein sequence of interest with an improved property, such as with high insecticidal activity. Strategies for such DNA rearrangement are known in the art. See, for example, Stemmer (1994) Proc. Natl. Acad. sci. USA 91:10747-10751; Stemmer (1994) Nature 370:389-391; Crameri et al. (1997) Nature Biotech. 15:436-438; Moore et al. (1997) J. Mol. Biol. 272:336-347; Zhang et al. (1997) Proc. Natl. Acad. sci. USA 94:4504-4509; Crameri et al. (1998) Nature 391:288-291; and US Pat. Nos. 5,605,793 and 5,837,458.
Перемещение или перестановка доменов является еще одним механизмом создания измененных пестицидных белков. Домены могут перемещаться между пестицидными белками, приводя к образованию гибридных или химерных токсинов с улучшенной пестицидной активностью или различными целевыми характеристиками. Способы создания рекомбинантных белков и их исследования в отношении пестицидной активности хорошо известны в данной области техники (см., например, Naimov et al. (2001) Appl. Environ. Microbiol. 67:5328-5330; de Maagd et al. (1996) Appl. Environ. Microbiol. 62:1537-1543; Geetal. (1991) J. Biol. Chem. 266:17954-17958; Schnepf et al. (1990) J. Biol. Chem. 265:20923-20930; Rang et al. 91999) Appl. Environ. Microbiol. 65:2918-2925).Domain shuffling or shuffling is another mechanism for creating altered pesticidal proteins. Domains can move between pesticidal proteins, leading to the formation of hybrid or chimeric toxins with improved pesticidal activity or different target characteristics. Methods for making recombinant proteins and testing them for pesticidal activity are well known in the art (see, for example, Naimov et al. (2001) Appl. Environ. Microbiol. 67:5328-5330; de Maagd et al. (1996) Appl Environ Microbiol 62:1537-1543 Geetal (1991) J Biol Chem 266:17954-17958 Schnepf et al (1990) J Biol Chem 265:20923-20930 Rang et al.91999) Appl. Environ. microbiol. 65:2918-2925).
ВекторыVectors
Пестицидная последовательность настоящего изобретения, может быть представлена в экспрессионной кассете для экспрессии в растении, представляющем интерес. Под растительной экспрессионной кассетой подразумевают ДНК-конструкцию, которая способна приводить к экспрессии белка из открытой рамки считывания в клетке растения. Обычно они содержат промотор и кодирующую последовательность. Часто такие конструкции будут также содержать а 3'-нетранслируемый участок. Такие конструкции могут содержать сигнальную последовательность или лидерную последовательность для облегчения котрансляционного или посттрансляционного транспорта пептида к определенным внутриклеточным структурам, таким как хлоропласт (или другая пластида), эндоплазматический ретикулум или комплекс Гольджи.The pesticidal sequence of the present invention may be presented in an expression cassette for expression in a plant of interest. By plant expression cassette is meant a DNA construct that is capable of leading to the expression of an open reading frame protein in a plant cell. They usually contain a promoter and a coding sequence. Often such constructs will also contain a 3' untranslated region. Such constructs may contain a signal sequence or leader sequence to facilitate co-translational or post-translational transport of the peptide to certain intracellular structures such as the chloroplast (or other plastid), endoplasmic reticulum, or Golgi complex.
Под сигнальной последовательностью подразумевают последовательность, для которой известно или предполагается, что она приводит к ко-трансляционному или посттрансляционному транспорту пепBy a signal sequence is meant a sequence known or suspected to result in co-translational or post-translational transport
- 10 042693 тидов через клеточную мембрану. У эукариот она обычно связана с секрецией в аппарате Гольджи, с некоторой степенью имеющего в результате место гликозилирования. Инсектицидные токсины бактерий часто синтезируются в качестве протоксинов, которые протеолитически активируются в кишечнике целевого насекомого (Chang (1987) Methods Enzymol. 153:507-516). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения сигнальная последовательность локализована в нативной последовательности, или может быть получена из последовательности настоящего изобретения. Под лидерной последовательностью подразумевают любую последовательность, которая при трансляции приводит к образованию аминокислотной последовательности, достаточной для запуска котрансляционного транспорта пептидной цепи к субклеточной органелле. Таким образом, лидерные последовательности включают в своем составе лидерные последовательности, оказывающие направленное воздействие на транспорт и/или гликозилирование за счет прохождения в эндоплазматический ретикулум, прохождения в вакуоли, пластиды, в том числе хлоропласты, митохондрии и подобные.- 10 042693 tids through the cell membrane. In eukaryotes, it is usually associated with secretion in the Golgi apparatus, with some degree of glycosylation occurring as a result. Bacterial insecticidal toxins are often synthesized as protoxins that are proteolytically activated in the gut of the target insect (Chang (1987) Methods Enzymol. 153:507-516). In some embodiments, the implementation of the present invention, the signal sequence is localized in the native sequence, or can be obtained from the sequence of the present invention. By leader sequence is meant any sequence which, when translated, results in an amino acid sequence sufficient to drive the co-translational transport of the peptide chain to a subcellular organelle. Thus, leader sequences include leader sequences that have a targeted effect on transport and/or glycosylation by passing into the endoplasmic reticulum, passing into vacuoles, plastids, including chloroplasts, mitochondria, and the like.
Под растительным трансформационным вектором подразумевают молекулу ДНК, которая необходима для эффективной трансформации клетки растения. Такая молекула может содержать одну или несколько растительных экспрессионных кассет и может быть организована в более чем одну векторную молекулу ДНК. Например, бинарные векторы представляют собой растительные трансформационные векторы, которые используют два несмежных ДНК-вектора для кодирования всех требуемых функций с активностью в цис- и транс-положениях для трансформации растительных клеток (Hellens и Mullineaux (2000) Trends in Plant Science 5:446-451). Выражение вектор относится к конструкции нуклеиновой кислоты, предназначенной для переноса между разными клетками-хозяевами. Вектором экспрессии называется вектор, который обладает способностью вводить, интегрировать и экспрессировать последовательности гетерологичной ДНК или ее фрагменты в чужеродной клетке. Кассета будет иметь в своем составе 5' и/или 3' регуляторные последовательности, функционально связанные с последовательностью настоящего изобретения. Под функционально связанным подразумевают функциональное сцепление между последовательностью промотора и второй последовательностью, где последовательность промотора инициирует и опосредует транскрипцию последовательности ДНК, соответствующей второй последовательности. В целом, выражение функционально связанный означает, что сцепленные нуклеотидные последовательности являются смежными и, в тех случаях, когда необходимо объединить два участка, кодирующие белок, они являются смежными и находятся в одной и той же рамке считывания. Кассета может дополнительно содержать по меньшей мере один дополнительный ген, подлежащий котрансформации в организм. В качестве альтернативы, дополнительный ген(ы) могут доставлять множеством экспрессионных кассет.By plant transformation vector is meant a DNA molecule that is necessary for efficient transformation of a plant cell. Such a molecule may contain one or more plant expression cassettes and may be organized into more than one vector DNA molecule. For example, binary vectors are plant transformation vectors that use two non-contiguous DNA vectors to encode all required functions with both cis and trans activity for plant cell transformation (Hellens and Mullineaux (2000) Trends in Plant Science 5:446- 451). The term vector refers to a nucleic acid construct intended to be transferred between different host cells. An expression vector is a vector that has the ability to introduce, integrate and express heterologous DNA sequences or fragments thereof in a foreign cell. The cassette will contain 5' and/or 3' regulatory sequences operably linked to the sequence of the present invention. By operably linked is meant a functional linkage between a promoter sequence and a second sequence, wherein the promoter sequence initiates and mediates transcription of the DNA sequence corresponding to the second sequence. In general, the expression operably linked means that the linked nucleotide sequences are contiguous and, in cases where two protein-coding regions need to be joined, they are contiguous and in the same reading frame. The cassette may further comprise at least one additional gene to be co-transformed into the organism. Alternatively, the additional gene(s) may be delivered by multiple expression cassettes.
В различных вариантах осуществления нуклеотидная последовательность настоящего изобретения является функционально связанный с промотором, например, с растительным промотором. Промотором называется нуклеотидная последовательность, функция которой заключается в управлении транскрипцией нижележащей кодирующей последовательности. Промотор вместе с другими транскрипционными и трансляционными регуляторными нуклеотидными последовательностями (которые также называются контрольными последовательностями) необходимы для экспрессии последовательности ДНК, представляющей интерес.In various embodiments, the nucleotide sequence of the present invention is operably linked to a promoter, such as a plant promoter. A promoter is a nucleotide sequence whose function is to direct the transcription of the underlying coding sequence. A promoter, along with other transcriptional and translational regulatory nucleotide sequences (also referred to as control sequences), are required for the expression of a DNA sequence of interest.
Такая экспрессионная кассета обеспечивается множеством участков рестрикции для вставки пестицидной последовательности, подлежащей транскрипционной регуляции регуляторными участками.Such an expression cassette is provided with a plurality of restriction sites for the insertion of a pesticidal sequence subject to transcriptional regulation by regulatory regions.
Экспрессионная кассета будет иметь в своем составе в 5'-3' направлении транскрипции участок инициации транскрипции и трансляции (т.е. промотор), ДНК-последовательность настоящего изобретения и участок терминации трансляции и транскрипции (т.е. участок терминации), функционирующий в растении. Промотор может быть нативным или аналогичным, или может быть чужеродным или гетерологичным по отношению к растению-хозяину и/или к последовательности ДНК настоящего изобретения. Дополнительно, промотор может представлять собой естественную последовательность или, в качестве альтернативы, синтетическую последовательность. Там, где промотор является нативным или гомологичным по отношению к растению-хозяину, подразумевают, что промотор обнаруживается в нативном растении, в которое вводят этот промотор. Там, где промотор является чужеродным или гетерологичным по отношению к последовательности ДНК настоящего изобретения, подразумевают, что промотор не является нативным или возникающим в естественных условиях для функционально связанной последовательности ДНК настоящего изобретения.The expression cassette will comprise, in the 5'-3' direction of transcription, a transcription and translation initiation site (i.e., a promoter), a DNA sequence of the present invention, and a translation and transcription termination site (i.e., a termination site) functioning in plant. The promoter may be native or similar, or may be foreign or heterologous to the host plant and/or to the DNA sequence of the present invention. Additionally, the promoter may be a natural sequence or, alternatively, a synthetic sequence. Where a promoter is native or homologous to a host plant, the promoter is meant to be found in the native plant into which the promoter is introduced. Where a promoter is foreign or heterologous to a DNA sequence of the present invention, it is understood that the promoter is not native or naturally occurring to the operably linked DNA sequence of the present invention.
Участок выражениеации может быть нативным с участком инициации транскрипции, может быть нативным с функционально связанной последовательностью ДНК, представляющей интерес, может быть нативным с растением-хозяином, или может быть получен из другого источника (т.е. чужеродным или гетерологичным по отношению к промотору, последовательности ДНК, представляющей интерес, растению-хозяину или любой их комбинации). Подходящие участки терминации могут быть получены из Tiплазмиды A. tumefaciens, такие как участки терминации октопинсинтазы и нопалинсинтазы. См. также Guerineau et al. (1991) Mol. Gen. Genet. 262:141-144; Proudfoot (1991) Cell 64:671-674; Sanfacon et al. (1991) Genes Dev. 5:141-149; Mogen et al. (1990) Plant Cell 2:1261-1272; Munroe et al. (1990) Gene 91:151158; Ballas et al. (1989) Nucleic Acids Res. 17:7891-7903; и Joshi et al. (1987) Nucleic Acid Res. 15:9627- 11 042693The expression site may be native with a transcription initiation site, may be native with an operably linked DNA sequence of interest, may be native with the host plant, or may be derived from another source (i.e. foreign or heterologous to the promoter, DNA sequence of interest to the host plant, or any combination thereof). Suitable termination sites can be obtained from the A. tumefaciens Tiplasmid, such as the octopine synthase and nopaline synthase termination sites. See also Guerineau et al. (1991) Mol. Gen. Genet. 262:141-144; Proudfoot (1991) Cell 64:671-674; Sanfacon et al. (1991) Genes Dev. 5:141-149; Mogen et al. (1990) Plant Cell 2:1261-1272; Munroe et al. (1990) Gene 91:151158; Ballas et al. (1989) Nucleic Acids Res. 17:7891-7903; and Joshi et al. (1987) Nucleic Acid Res. 15:9627-11 042693
9639.9639.
В требуемых случаях ген(ы) могут быть оптимизированы для повышения экспрессии в трансформированной клетке-хозяине. Таким образом, гены могут быть синтезированы с использованием предпочтительных для клетки-хозяина кодонов для улучшения экспрессии, или могут быть синтезированы с использованием кодонов при частоте использования кодонов, предпочтительных для клетки-хозяина. В целом, содержание GC в гене повысится. См., например, Campbell and Gowri (1990) PlantPhysiol. 92:1-11, где приводится обсуждения применения предпочтительных для клетки-хозяина кодонов. В данной области техники существуют способы синтеза предпочтительных для растения генов. См., например, патенты США № 5380831 и № 5436391, публикацию патента США № 20090137409 и Murray et al. (1989) Nucleic Acids Res. 17:477-498, которые включены в данный документ посредством ссылки.Where appropriate, the gene(s) can be optimized to increase expression in the transformed host cell. Thus, genes can be synthesized using host cell-preferred codons to improve expression, or can be synthesized using codons at a host cell-preferred codon frequency. In general, the GC content of the gene will increase. See, for example, Campbell and Gowri (1990) Plant Physiol. 92:1-11 for a discussion of the use of host cell preferred codons. There are methods in the art for synthesizing plant-preferred genes. See, for example, US Pat. Nos. 5,380,831 and 5,436,391, US Patent Publication No. 20090137409, and Murray et al. (1989) Nucleic Acids Res. 17:477-498, which are incorporated herein by reference.
В одном варианте осуществления пестицидный белок направляют в хлоропласт для экспрессии. Таким образом, в тех случаях, где пестицидный белок не вводится непосредственно в хлоропласт, экспрессионная кассета будет дополнительно содержать нуклеиновую кислоту, кодирующую транзитный пептид, направляющий пестицидный белок в хлоропласты. Такие транзитные пептиды известны в данной области техники. См., например, Von Heijne et al. (1991) Plant Mol. Biol. Rep. 9:104-126; Clark et al. (1989) J. Biol. Chem. 264:17544-17550; Della-Cioppa et al. (1987) Plant Physiol. 84:965-968; Romer et al. (1993) Biochem. Biophys. Res. Commun. 196:1414-1421; и Shah et al. (1986) Science 233:478-481.In one embodiment, the pesticidal protein is directed to the chloroplast for expression. Thus, in cases where the pesticidal protein is not introduced directly into the chloroplast, the expression cassette will additionally contain a nucleic acid encoding a transit peptide that directs the pesticidal protein to the chloroplasts. Such transit peptides are known in the art. See, for example, Von Heijne et al. (1991) Plant Mol. Biol. Rep. 9:104-126; Clark et al. (1989) J. Biol. Chem. 264:17544-17550; Della Cioppa et al. (1987) Plant Physiol. 84:965-968; Romer et al. (1993) Biochem. Biophys. Res. commun. 196:1414-1421; and Shah et al. (1986) Science 233:478-481.
Ген, определяющий пестицидную активность, который должен быть направлен в хлоропласт, может быть оптимизирован для экспрессии в хлоропласте для учета различия в использовании кодона в ядре растения и этой органелле. Таким образом, нуклеиновые кислоты, представляющие интерес, могут быть синтезированы с использованием кодонов, предпочтительных для хлоропластов. См., например, патент США № 5380831, который включен в в данный документ посредством ссылки.The gene for pesticidal activity to be directed to the chloroplast can be optimized for expression in the chloroplast to account for the difference in codon usage between the plant nucleus and that organelle. Thus, nucleic acids of interest can be synthesized using chloroplast-preferred codons. See, for example, US patent No. 5380831, which is incorporated into this document by reference.
Трансформация растенийplant transformation
Способы настоящего изобретения включают введение нуклеотидного конструкта в растение. Под введением подразумевают обеспечение растения нуклеотидной конструкцией таким образом, чтобы конструкция получила доступ к внутреннему пространству клетки растения. Способы настоящего изобретения не требуют применения конкретного способа введения нуклеотидной конструкции в растение, а лишь для того, чтобы нуклеотидная конструкция получила доступ к внутреннему пространству по меньшей мере одной клетки растения. В данной области техники известны способы введения нуклеотидных конструкций в растения, включая, но без ограничений, способы стабильной трансформации, способы временной трансформации и способы, опосредованные вирусами.The methods of the present invention include introducing a nucleotide construct into a plant. By introducing is meant providing the plant with a nucleotide construct in such a way that the construct gains access to the interior of the plant cell. The methods of the present invention do not require the use of a specific method for introducing the nucleotide construct into the plant, but only for the nucleotide construct to gain access to the interior of at least one plant cell. Methods for introducing nucleotide constructs into plants are known in the art, including, but not limited to, stable transformation methods, transient transformation methods, and virus-mediated methods.
Под растением подразумевают целые растения, органы растения (например, листья, стебли, корни и т.д.), семена, растительные клетки, побеги, зародыши и потомство данных растений. Растительные клетки могут быть дифференцированными или недифференцированными (например, каллюс, суспензия культуры клеток, протопласты, клетки листа, клетки корня, клетки флоэмы, пыльца).By plant is meant whole plants, plant organs (eg leaves, stems, roots, etc.), seeds, plant cells, shoots, embryos and progeny of these plants. Plant cells may be differentiated or undifferentiated (eg callus, cell culture suspension, protoplasts, leaf cells, root cells, phloem cells, pollen).
Трансгенные растения или трансформированные растения или стабильно трансформированные растения или клетки или ткани относятся к растениям, которые имеют введенные или интегрированные в растительную клетку экзогенные нуклеотидные последовательности или фрагменты ДНК. Данные нуклеотидные последовательности имеют в своем составе такие, которые являются экзогенными, или не представлены в нетрансформированной растительной клетке, а также такие, которые могут быть эндогенными, или присутствовать в нетрансформированной растительной клетке. Выражение гетерологичный в целом относится к нуклеотидным последовательностям, которые не являются эндогенными по отношению к клетке или не являются частью нативного генома, в котором они присутствуют, и которые были внесены в клетку путем заражения, трансфекции, микроинъекции, электропорации, бомбардировки микрочастицами и т.п.Transgenic plants or transformed plants or stably transformed plants or cells or tissues refer to plants that have introduced or integrated into the plant cell exogenous nucleotide sequences or DNA fragments. These nucleotide sequences include those that are exogenous, or not present in the non-transformed plant cell, as well as those that may be endogenous, or present in the non-transformed plant cell. The term heterologous generally refers to nucleotide sequences that are not endogenous to the cell or are not part of the native genome in which they are present and that have been introduced into the cell by infection, transfection, microinjection, electroporation, microparticle bombardment, and the like. .
Трансгенные растения настоящего изобретения экспрессируют одну или несколько новых последовательностей токсинов, раскрываемых в данном документе. В различных вариантах осуществления трансгенное растение дополнительно содержит один или несколько дополнительных генов устойчивости к насекомым (например, Cry1, такие как представители семейств Cry1A, Cry1B, Cry1C, Cry1D, Cry1E и Cry1F; Cry2, такой как представитель семейства Оу2А; Cry9, такие как представители семейств Оу9А, Сгу9В, Cry9C, Cry9D, Оу9Е и Cry9F и т.д.). Специалисту в данной области техники будет понятно, что трансгенное растение может содержать любой ген, сообщающий сельскохозяйственный признак, представляющий интерес.The transgenic plants of the present invention express one or more of the novel toxin sequences disclosed herein. In various embodiments, the transgenic plant further comprises one or more additional insect resistance genes (e.g., Cry1, such as members of the Cry1A, Cry1B, Cry1C, Cry1D, Cry1E, and Cry1F families; Cry2, such as a member of the Oy2A family; Cry9, such as members of the Oy2A family; families Oy9A, Cry9B, Cry9C, Cry9D, Oy9E and Cry9F, etc.). One of skill in the art will appreciate that a transgenic plant may contain any gene conferring an agricultural trait of interest.
Трансформация растительных клеток может быть осуществлена с применением одного или нескольких методов, известных в данной области техники. Ген, определяющий пестицидную активность, настоящего изобретения может быть модифицирован для получения или повышения экспрессии в клетках растений. Как правило, конструкт, который экспрессирует такой белок, содержит промотор, регулирующий транскрипцию гена, а также 3' нетранслируемый участок, который обеспечивает терминацию транскрипции и полиаденилирование. Структура таких конструктов хорошо известна в данной области техники. В некоторых случаях, целесообразным может быть конструирование гена таким образом, что будет приводить к секреции синтезируемого в результате пептида или другому направленному действию в клетке растения. Например, ген может быть сконструирован таким образом, чтобы содержать сигналь- 12 042693 ный пептид для облегчения переноса пептида в эндоплазматический ретикулум. Также предпочтительным может быть конструирование содержащей интрон экспрессионной кассеты таким образом, что иРНК-процессинг данного интрона требуется для экспрессии.Transformation of plant cells can be carried out using one or more methods known in the art. The pesticidal activity gene of the present invention can be modified to obtain or increase expression in plant cells. Typically, a construct that expresses such a protein contains a promoter that regulates the transcription of the gene, as well as a 3' untranslated region that provides for transcriptional termination and polyadenylation. The structure of such constructs is well known in the art. In some cases, it may be desirable to construct a gene in such a way that it will result in the secretion of the resulting peptide or other targeted action in the plant cell. For example, a gene can be engineered to contain a signal peptide to facilitate transfer of the peptide to the endoplasmic reticulum. It may also be preferred to design an intron-containing expression cassette such that mRNA processing of the intron is required for expression.
Как правило, данная растительная экспрессионная кассета будет введена в растительный трансформирующий вектор. Данный растительный трансформирующий вектор может содержать один или несколько ДНК-векторов, необходимых для достижения трансформации растения. Например, обычной практикой в данной области техники является использование растительных трансформирующих векторов, которые содержат более одного смежного сегмента ДНК. В данной области техники эти векторы часто называют бинарными векторами. Бинарные векторы, также как векторы с хелперными плазмидами наиболее часто используются для Agrobacterium-опосредованной трансформации, где размер и суммарная длина сегментов ДНК, необходимых для достижения эффективной трансформации, являются достаточно большими, и целесообразно разделить функции по отдельным молекулам ДНК. Бинарные векторы, как правило, содержат плазмидный вектор, который содержит действующие в цис-положении последовательности, необходимые для переноса Т-ДНК (такие как расположенные на левой границе и на правой границе фрагмента), селектируемый маркер, который сконструирован таким образом, чтобы быть способным к экспрессии в клетке растения, и ген, представляющий интерес, (ген, сконструированный таким образом, чтобы быть способным к экспрессии в растительной клетке, для которой требуется создание трансгенных растений). Также в данном плазмидном векторе присутствуют последовательности, необходимые для репликации бактерий. Действующие в цис-положении последовательности организованы таким образом, который обеспечивает эффективный перенос в растительные клетки и экспрессии в них. Например, ген селектируемого маркера и ген, определяющий пестицидную активность, локализованы между левой и правой границами. Часто второй плазмидный вектор содержит действующие в трансположении факторы, которые опосредуют перенос Т-ДНК из Agrobacterium в растительные клетки. Плазмида часто содержит гены вирулентности (гены Vir), которые обеспечивают инфицирование растительных клеток Agrobacterium и перенос ДНК путем расщепления в области пограничных последовательностей и vir-опосредованный перенос ДНК, как известно в данной области техники (Hell ens and Mullineaux (2000) Trends in Plant Science 5:446-451). Несколько типов штаммов Agrobacterium (например, LBA4404, GV3101, EHA101, EHA105 и т.д.) могут быть использованы для трансформации растений. Второй плазмидный вектор не является необходимым для трансформации растения с применением других способов, таких как бомбардировка микрочастицами, микроинъекция, электропорация, трансфекция с помощью полиэтиленгликоля и т.д.Typically, this plant expression cassette will be introduced into a plant transformation vector. This plant transformation vector may contain one or more DNA vectors necessary to achieve transformation of the plant. For example, it is common practice in the art to use plant transform vectors that contain more than one contiguous DNA segment. In the art, these vectors are often referred to as binary vectors. Binary vectors, as well as vectors with helper plasmids, are most commonly used for Agrobacterium-mediated transformation, where the size and total length of the DNA segments required to achieve efficient transformation are large enough that it is advisable to separate the functions into individual DNA molecules. Binary vectors typically contain a plasmid vector that contains cis-acting sequences necessary for T-DNA transfer (such as those located at the left border and at the right border of the fragment), a selectable marker that is designed to be able to to be expressed in a plant cell, and a gene of interest (a gene designed to be capable of being expressed in a plant cell, which requires the creation of transgenic plants). Also in this plasmid vector there are sequences necessary for bacterial replication. The cis-acting sequences are organized in a way that allows for efficient transfer to and expression in plant cells. For example, a selectable marker gene and a gene that determines pesticidal activity are located between the left and right borders. Often, the second plasmid vector contains transposition factors that mediate the transfer of T-DNA from Agrobacterium into plant cells. The plasmid often contains virulence genes (Vir genes) that allow for infection of Agrobacterium plant cells and DNA transfer by cleavage at border sequences and vir-mediated DNA transfer as known in the art (Hellens and Mullineaux (2000) Trends in Plant Science 5:446-451). Several types of Agrobacterium strains (eg LBA4404, GV3101, EHA101, EHA105, etc.) can be used to transform plants. The second plasmid vector is not necessary for plant transformation using other methods such as microparticle bombardment, microinjection, electroporation, polyethylene glycol transfection, etc.
В целом, способы трансформации растений включают перенос гетерологичной ДНК в целевые растительные клетки (например, в незрелые или зрелые зародыши, суспензионные культуры, недифференцированный каллюс, протопласты и т.д.), с последующим применением соответствующего отбора с максимальным пороговым уровнем соответствующего отбора (в зависимости от селектируемого маркерного гена) для того, чтобы выделить трансформированные растительные клетки из группы нетрансформированной клеточной массы. Эксплантаты обычно переносят в свежую порцию такой же культуральной среды и культивируют стандартно. Далее трансформированные клетки дифференцируются в побеги после помещения их на регенерационную среду, в которую добавлено средство для селекции в концентрации максимального порогового уровня. Побеги затем переносят на селективный субстрат для укоренения растений для укоренения побега или саженца. Трансгенный саженец затем вырастает в зрелое растение и производит фертильные семена (например, Hiei et al. (1994) The Plant Journal 6:271-282; Ishida et al. (1996) Nature Biotechnology 14:745-750). Эксплантаты, как правило, переносят в свежую порцию такой же культуральной среду и стандартно культивируют. Общее описание методик и способов получения трансгенных растений приведено в Ayres and Park (1994) Critical Reviews in Plant Science 13:219-239 и Bommineni and Jauhar (1997) Maydica 42:107-120. Поскольку трансформированный материал содержит многочисленные клетки; как трансформированные, так и нетрансформированные клетки присутствуют в любой части обработанного целевого каллюса или ткани или группы клеток. Способность вызывать гибель нетрансформированных клеток и позволять пролиферацию трансформированных клеток позволяет получить культуры трансформированных растений. Часто, способность к удалению нетрансформированных клеток является ограничением для быстрого выделения трансформированных растительных клеток и успешного создания трансгенных растений.In general, plant transformation methods involve transferring heterologous DNA into target plant cells (e.g., immature or mature embryos, suspension cultures, undifferentiated callus, protoplasts, etc.), followed by the application of appropriate selection with a maximum threshold level of appropriate selection (in selectable marker gene) in order to isolate the transformed plant cells from the group of non-transformed cell mass. The explants are usually transferred to a fresh portion of the same culture medium and cultured in a standard manner. Further, the transformed cells are differentiated into shoots after they are placed on a regeneration medium, to which a selection agent is added at a concentration of the maximum threshold level. The shoots are then transferred to a selective plant rooting substrate to establish the shoot or seedling. The transgenic seedling then grows into a mature plant and produces fertile seeds (eg, Hiei et al. (1994) The Plant Journal 6:271-282; Ishida et al. (1996) Nature Biotechnology 14:745-750). The explants are usually transferred to a fresh batch of the same culture medium and cultured in a standard manner. For a general description of techniques and methods for producing transgenic plants, see Ayres and Park (1994) Critical Reviews in Plant Science 13:219-239 and Bommineni and Jauhar (1997) Maydica 42:107-120. Since the transformed material contains numerous cells; both transformed and non-transformed cells are present in any part of the treated target callus or tissue or group of cells. The ability to cause the death of non-transformed cells and allow the proliferation of transformed cells allows to obtain cultures of transformed plants. Often, the ability to remove non-transformed cells is a limitation for the rapid isolation of transformed plant cells and the successful creation of transgenic plants.
Протоколы трансформации, а также протоколы для введения нуклеотидных последовательностей в растения могут варьировать в зависимости от типа растения или клетки растения, т.е. однодольные или двудольные, предназначенных для трансформации. Создание трансгенных растений можно осуществлять с применением одного из нескольких способов, включая, но без ограничений, микроинъекцию, электропорацию, направленный перенос генов, введение гетерологичной ДНК с помощью Agrobacterium в растительные клетки (Agrobacterium-опосредованная трансформация), бомбардировка растительных клеток конъюгированной с частицами гетерологичной чужеродной ДНК, способом ускоренных частиц, трансформация с примением аэрозольного пучкового инжектора (опубликованная заявка на патент США № 20010026941; патент США № 4945050; международная публикация № WO 91/00915; опубликованная заявка на патент США № 2002015066), Lec1-трансформация и различные другие способы переноса ДНК,Transformation protocols, as well as protocols for introducing nucleotide sequences into plants, may vary depending on the type of plant or plant cell, i. monocotyledonous or dicotyledonous, intended for transformation. Generation of transgenic plants can be accomplished using one of several methods including, but not limited to, microinjection, electroporation, targeted gene transfer, Agrobacterium-assisted introduction of heterologous DNA into plant cells (Agrobacterium-mediated transformation), bombardment of plant cells with particle-conjugated heterologous foreign DNA, accelerated particle method, transformation using an aerosol beam injector (US Published Application No. 20010026941; US Patent No. 4945050; International Publication No. WO 91/00915; US Patent Application Published No. 2002015066), Lec1 transformation and various other methods DNA transfer,
- 13 042693 не опосредованные прямым введением частиц.- 13 042693 not mediated by the direct introduction of particles.
Способы для трансформации хлоропластов известны в данной области техники. См., например, Svab et al. (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87:8526-8530; Svab and Maliga (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:913-917; Svab and Maliga (1993) EMBO J. 12:601-606. Данный способ основан на использовании генной пушки для доставки ДНК, содержащей селектируемый маркер, и направленного введения ДНК в геном пластиды посредством гомологичной рекомбинации. Дополнительно, трансформация пластид может быть достигнута с помощью транс-активации молчащего, пластидного трансгена за счет тканепредпочтительной экспрессии пластидной, ядерной РНК-полимеразы. Такая система описана в McBride et al. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:7301-7305.Methods for transforming chloroplasts are known in the art. See, for example, Svab et al. (1990) Proc. Natl. Acad. sci. USA 87:8526-8530; Svab and Maliga (1993) Proc. Natl. Acad. sci. USA 90:913-917; Svab and Maliga (1993) EMBO J. 12:601-606. This method is based on the use of a gene gun for the delivery of DNA containing a selectable marker and the targeted introduction of DNA into the plastid genome through homologous recombination. Additionally, plastid transformation can be achieved by trans-activating a silent, plastid transgene through tissue-preferential expression of a plastid, nuclear RNA polymerase. Such a system is described in McBride et al. (1994) Proc. Natl. Acad. sci. USA 91:7301-7305.
После интеграции гетерологичной чужеродной ДНК в растительные клетки используют соответствующий отбор с максимальным пороговым уровнем соответствующего отбора в среде, чтобы вызвать гибель ^трансформированных клеток и отделить, а также вызвать пролиферацию предположительно трансформированных клеток, которые выживают в результате данной селекционной обработки, производя регулярный перенос клеток в свежую среду. Посредством непрерывного пассажа и введения соответствующего средства для отбора идентифицируют и стимулируют пролиферацию клеток, которые были трансформированы с помощью плазмидного вектора. Молекулярные и биохимические способы затем могут быть использованы для подтверждения присутствия интегрированного гетерологичного гена, представляющего интерес, в геноме трансгенного растения.Once the heterologous foreign DNA has been integrated into plant cells, appropriate selection is used, with a maximum threshold level of appropriate selection in the medium, to induce the death of the N-transformed cells and to separate and proliferate putatively transformed cells that survive this selection treatment, producing regular cell transfer into fresh environment. Through continuous passage and the introduction of an appropriate selection agent, the cells that have been transformed with the plasmid vector are identified and stimulated to proliferate. Molecular and biochemical methods can then be used to confirm the presence of an integrated heterologous gene of interest in the genome of the transgenic plant.
Клетки, которые были трансформированы, могут быть выращены в растения в соответствии с общепринятыми способами. См., например, McCormick et al. (1986) Plant Cell Reports 5:81-84. Данные растения затем можно выращивать и либо опылять такой же трансформированной линией, либо другой линией, и полученный в результате гибрид, обладающий конститутивной экспрессией требуемой фенотипической характеристики, может быть идентифицирован. Два или более поколений могут быть выращены для того, чтобы удостовериться, что экспрессия требуемого фенотипического признака стабильно сохраняется и наследуется, а затем семена собирают для того, чтобы удостовериться, что экспрессия желаемого фенотипического признака была достигнута. Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает трансформированные семена (также называемые трансгенные семена), содержащие нуклеотидную конструкцию настоящего изобретения, например, экспрессионную кассету настоящего изобретения, стабильно встроенную в их геном.Cells that have been transformed can be grown into plants according to conventional methods. See, for example, McCormick et al. (1986) Plant Cell Reports 5:81-84. These plants can then be grown and either pollinated with the same transformed line or with a different line, and the resulting hybrid having constitutive expression of the desired phenotypic characteristic can be identified. Two or more generations can be grown to ensure that expression of the desired phenotypic trait is stably maintained and inherited, and then seeds are harvested to ensure that expression of the desired phenotypic trait has been achieved. Thus, the present invention provides transformed seeds (also referred to as transgenic seeds) containing the nucleotide construct of the present invention, for example, the expression cassette of the present invention, stably integrated into their genome.
Оценка трансформации растенийAssessment of plant transformation
После введения гетерологичной чужеродной ДНК в растительные клетки, подтверждают трансформацию или интеграцию гетерологичного гена в геном растений различными способами, такими как анализ нуклеиновых кислот, белков и метаболитов, ассоциированных с интегрированным геном.After introducing the heterologous foreign DNA into plant cells, the transformation or integration of the heterologous gene into the plant genome is confirmed by various methods such as analysis of nucleic acids, proteins and metabolites associated with the integrated gene.
ПЦР-анализ представляет собой экспресс-методику скрининга трансформированных клеток, ткани или побегов на присутствие введенного гена на более ранней стадии до пересаживания в почву (Sambrook and Russell (2001) Molecular Cloning: A Laboratory Manual. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY). ПНР осуществляют с использованием олигонуклеотидных праймеров, специфичных к гену, представляющему интерес, или фону вектора Agrobacterium и т.д.PCR analysis is a rapid technique for screening transformed cells, tissue, or shoots for the presence of an introduced gene at an earlier stage prior to transplantation into soil (Sambrook and Russell (2001) Molecular Cloning: A Laboratory Manual. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor , NY). PNR is carried out using oligonucleotide primers specific for the gene of interest or Agrobacterium vector background, etc.
Трансформацию растений можно подтвердить с помощью Саузерн-блот анализа геномной ДНК (Sambrook and Russell, 2001, supra). В целом, общую ДНК экстрагируют из трансформанта, расщепляют с помощью соответствующих рестрикционных ферментов, фракционируют в агарозном геле и переносят на нитроцеллюлозную или нейлоновую мембрану. Мембрану или блот далее исследуют с помощью, например, меченого радиоактивным Р фрагментом целевой ДНК для подтверждения интеграции введенного гена в геном растений согласно стандартным методикам (Sambrook and Russell, 2001, см. выше).Plant transformation can be confirmed by Southern blot analysis of genomic DNA (Sambrook and Russell, 2001, supra). In general, total DNA is extracted from the transformant, digested with appropriate restriction enzymes, fractionated on an agarose gel, and transferred to a nitrocellulose or nylon membrane. The membrane or blot is then examined with, for example, a radioactive P labeled target DNA fragment to confirm the integration of the introduced gene into the plant genome according to standard techniques (Sambrook and Russell, 2001, supra).
В ходе нозерн-блот анализа выделяют РНК из специальных тканей трансформанта, фракционируют в агарозном геле, содержащем формальдегид, и переносят на нейлоновый фильтр согласно стандартным методам, которые регулярно используют в данной области техники (Sambrook and Russell, 2001, supra). Затем исследуют экспрессию РНК, кодируемую геном, определяющим пестицидную активность, путем гибридизации на фильтре с радиоактивным зондом, полученной из пестицидного гена, посредством способов, известных в данной области техники (Sambrook and Russell, 2001, supra).In Northern blot analysis, RNA is isolated from special transformant tissues, fractionated on an agarose gel containing formaldehyde, and transferred to a nylon filter according to standard methods routinely used in the art (Sambrook and Russell, 2001, supra). The expression of the RNA encoded by the pesticidal activity gene is then examined by filter hybridization with a radioactive probe derived from the pesticide gene by methods known in the art (Sambrook and Russell, 2001, supra).
Подтверждение присутствия белка, кодируемого геном, определяющим пестицидную активность, можно осуществлять на трансгенных растениях с использованием стандартных процедур вестерн-блота, биохимических анализов и им подобных на трансгенных растениях (Sambrook and Russell, 2001, supra) с использованием антител, которые связываются с одним или несколькими эпитопами, присутствующими на пестицидном белке.Confirmation of the presence of a protein encoded by a gene that determines pesticidal activity can be performed on transgenic plants using standard Western blot procedures, biochemical assays and the like on transgenic plants (Sambrook and Russell, 2001, supra) using antibodies that bind to one or multiple epitopes present on the pesticidal protein.
Пестицидная активность у растенийPesticide activity in plants
В другом аспекте настоящего изобретения можно создать трансгенные растения, в которых экспрессируется пестицидный белок, который обладает пестицидной активностью. Для создания трансгенных растений можно использовать способы, описанные выше в качестве примера, но способ, по которому получают трансгенные растительные клетки, не является критически важным для настоящего изобретения. На усмотрение экспериментатора можно применять способы, известные или описанные в данной области техники, такие как Agrobacterium-опосредованная трансформация, биолистическая трансформаIn another aspect of the present invention, transgenic plants can be created that express a pesticidal protein that has pesticidal activity. The exemplary methods described above can be used to generate transgenic plants, but the method by which transgenic plant cells are obtained is not critical to the present invention. At the discretion of the experimenter, methods known or described in the art may be used, such as Agrobacterium-mediated transformation, biolistic transformation
- 14 042693 ция и способы, не опосредованные частицами. Растения, экспрессирующие пестицидный белок, можно выделить посредством общеизвестных способов, описанных в данной области техники, например, посредством трансформации каллюса, отбора трансформированного каллюса и регенерации плодоносного растения из такого трансгенного каллюса. В ходе такого способа можно использовать любой ген в качестве селектируемого маркера при условии, что его экспрессия в растительных клетках предоставит возможность для идентификации или селекции трансформированных клеток.- 14 042693 non-particle mediated methods and methods. Plants expressing the pesticidal protein can be isolated by well-known methods described in the art, for example, by transforming the callus, selecting the transformed callus, and regenerating a fruitful plant from such transgenic callus. Any gene can be used as a selectable marker in such a method, provided that its expression in plant cells allows the identification or selection of transformed cells.
Для применения в растительных клетках был разработан целый ряд маркеров, таких, как устойчивость к хлорамфениколу, аминогликозиду G418, гигромицину или им подобным. Также в качестве селектируемых маркеров можно использовать другие гены, которые кодируют продукт, вовлеченный в метаболизм хлоропластов. Например, отдельное использование могут найти гены, которые обеспечивают устойчивость к гербицидам для растений, таким как глифосат, бромоксинил или имидазолинон. Такие гены были описаны в литературе (Stalker et al. (1985) J. Biol. Chem. 263:6310-6314 (нитрилазный ген устойчивости к бромоксинилу); и Sathasivan et al. Acids Res. 18:2188 (AHAS imidazolinone resistance gene). Дополнительно гены, раскрытые в данном документе, являются пригодными в качестве маркеров для оценки трансформации бактериальных или растительных клеток. Способы обнаружения присутствия трансгена в растении, органе растения (например, листьях, стеблях, корнях и т.д.), семени, растительной клетке, ростке, зародыше или их потомстве хорошо известны в данной области техники. В одном варианте осуществления присутствие трансгена обнаруживают путем иследования пестицидной активности.A number of markers have been developed for use in plant cells, such as resistance to chloramphenicol, aminoglycoside G418, hygromycin, or the like. Other genes that encode a product involved in chloroplast metabolism can also be used as selectable markers. For example, genes that confer resistance to plant herbicides such as glyphosate, bromoxynil, or imidazolinone may find particular use. Such genes have been described in the literature (Stalker et al. (1985) J. Biol. Chem. 263:6310-6314 (nitrilase bromoxynil resistance gene); and Sathasivan et al. Acids Res. 18:2188 (AHAS imidazolinone resistance gene) Additionally, the genes disclosed herein are useful as markers for assessing the transformation of bacterial or plant cells.Methods for detecting the presence of a transgene in a plant, plant organ (e.g., leaves, stems, roots, etc.), seed, plant cell , sprout, embryo, or progeny thereof are well known in the art In one embodiment, the presence of the transgene is detected by testing for pesticidal activity.
Плодоносные растения, в которых экспрессируется пестицидный белок, можно исследовать на пестицидную активность, и для дальнейшего скрещивания можно проводить селекцию растений, в которых проявляется оптимальная активность. В данной области техники доступны способы анализа на пестицидную активность. Обычно белок перемешивают и используют в анализах скармливания. Смотрите, например Marrone et al. (1985) J. of Economic Entomology 78:290-293.Fruit-bearing plants that express the pesticidal protein can be tested for pesticidal activity, and plants can be selected for further crosses that exhibit optimal activity. Methods for assaying for pesticidal activity are available in the art. Typically the protein is mixed and used in feeding assays. See for example Marrone et al. (1985) J. of Economic Entomology 78:290-293.
Настоящее изобретение можно применять для трансформации любого вида растений, включая, но без ограничений, однодольные и двудольные растения. Примеры представляющих интерес растений включают, но без ограничений, кукурузу (маис), сорго, пшеницу, подсолнечник, помидор, крестоцветные, перцевые, картофель, хлопчатник, рис, сою, сахарную свеклу, сахарный тростник, табак, ячмень и масличный рапс, Brassica sp., люцерну, рожь, просо, сафлор, земляные орехи, сладкий картофель, маниок, кофейное дерево, кокос, ананас, цитрусовые деревья, дерево какао, чайный куст, банан, авокадо, фиговое дерево, гуаву, манговое дерево, маслину, папайю, кешью, макадамию, миндаль, овсяные, овощи, декоративные растения и хвойные.The present invention can be used to transform any plant species, including but not limited to monocots and dicots. Examples of plants of interest include, but are not limited to, corn (maize), sorghum, wheat, sunflower, tomato, cruciferous, pepper, potato, cotton, rice, soybean, sugar beet, sugar cane, tobacco, barley and oilseed rape, Brassica sp. ., alfalfa, rye, millet, safflower, peanuts, sweet potato, cassava, coffee tree, coconut, pineapple, citrus trees, cocoa tree, tea bush, banana, avocado, fig tree, guava, mango tree, olive tree, papaya, cashews, macadamia, almonds, oats, vegetables, ornamental plants and conifers.
Овощи включают, но без ограничений, помидоры, латук, зеленую фасоль, фасоль лима, виды гороха и представителей рода Curcumis, таких как огурец, канталупа и мускусная дыня. Декоративные растения включают, но без ограничений, азалию, гортензию, гибискус, розы, тюльпаны, желтые нарциссы, петунию, гвоздику, пуансеттию и хризантему. Предпочтительно растения настоящего изобретения представляют собой культурные растения (например, маис, сорго, пшеницу, подсолнечник, помидор, крестоцветные, перцевые, картофель, хлопчатник, рис, сою, сахарную свеклу, сахарный тростник, табак, ячмень, масличный рапс и т.д.).Vegetables include, but are not limited to, tomatoes, lettuce, green beans, lima beans, pea species, and members of the Curcumis genus such as cucumber, cantaloupe, and muskmelon. Ornamental plants include, but are not limited to, azalea, hydrangea, hibiscus, roses, tulips, yellow daffodils, petunia, carnation, poinsettia, and chrysanthemum. Preferably, the plants of the present invention are crop plants (e.g., maize, sorghum, wheat, sunflower, tomato, cruciferous, pepper, potato, cotton, rice, soybean, sugar beet, sugar cane, tobacco, barley, oilseed rape, etc. ).
Применение в борьбе с вредителямиApplication in pest control
В данной области техники известны общие способы использования штаммов, содержащих нуклеотидную последовательность настоящего изобретения или ее вариант, в качестве пестицидных средств в борьбе с вредителями или при создании других организмов. Смотрите, например, патент США № 5039523 и ЕР 0480762 А2.General methods of using strains containing the nucleotide sequence of the present invention, or a variant thereof, are known in the art as pesticides in pest control or in the creation of other organisms. See, for example, US patent No. 5039523 and EP 0480762 A2.
Штаммы Bacillus, содержащие нуклеотидную последовательность настоящего изобретения или ее вариант, или микроорганизмы, которые генетически изменяли таким образом, чтобы они содержали ген, определяющий пестицидную активность, по настоящему изобретению и белок, можно применять для защиты сельскохозяйственных культур и продуктов от вредителей. В одном аспекте настоящего изобретения, цельные, т.е. нелизированные клетки организма, продуцирующего токсин (пестицид), обрабатывают реактивами, которые пролонгируют активность токсина, продуцируемого в клетке, когда клетку помещают в среду целевого вредителя (вредителей).Bacillus strains containing the nucleotide sequence of the present invention or a variant thereof, or microorganisms that are genetically modified to contain the gene for pesticidal activity of the present invention and a protein, can be used to protect crops and products from pests. In one aspect of the present invention, integral, i. non-lysed cells of the toxin-producing organism (pesticide) are treated with reagents that prolong the activity of the toxin produced in the cell when the cell is placed in the environment of the target pest(s).
В качестве альтернативы, пестицид получают за счет введения гена, определяющего пестицидную активность, в клетку-хозина. Экспрессия гена, определяющего пестицидную активность, прямо или косвенно приводит к внутриклеточной продукции и поддержанию уровня пестицида. В одном аспекте настоящего изобретения данные клетки затем обрабатывают в условиях, которые пролонгируют активность токсина, продуцируемого в клетке, когда клетку помещают в среду целевого вредителя (вредителей). Полученный в результате продукт сохраняет токсичность, характерную для токсина. Из этих инкапсулированных естественным образом пестицидов можно затем составить препарат в соответствии с традиционными методиками для внесения в среду обитания целевого вредителя, например, почву, воду и на листву растений. Смотрите, например, ЕРА 0192319 и ссылки, цитируемые в нем. В качестве альтернативы, можно составить препарат из клеток, экспрессирующих ген данного изобретения, таким образом, чтобы обеспечить применение полученного в результате материала в качестве пестицида.Alternatively, the pesticide is produced by introducing a gene for pesticidal activity into the host cell. Expression of a gene that determines pesticidal activity directly or indirectly leads to intracellular production and maintenance of the pesticide level. In one aspect of the present invention, these cells are then treated under conditions that prolong the activity of the toxin produced in the cell when the cell is placed in the environment of the target pest(s). The resulting product retains the toxicity characteristic of the toxin. These naturally encapsulated pesticides can then be formulated according to conventional techniques for application to the target pest's habitat, such as soil, water, and plant foliage. See, for example, EPA 0192319 and the references cited therein. Alternatively, it is possible to formulate a preparation of cells expressing the gene of this invention, in such a way as to ensure the use of the resulting material as a pesticide.
Активные ингредиенты настоящего изобретения обычно наносят в форме композиций, и их можноThe active ingredients of the present invention are usually applied in the form of compositions and can be
- 15 042693 наносить одновременно или последовательно с другими соединениями на посевную площадь или растение,подлежащее обработке. Этими соединениями могут быть удобрения, гербициды, криопротекторы, поверхностно-активные вещества, детергенты, пестицидные мыла, масла, используемые в период покоя, полимеры и/или составы из медленно высвобождающихся или биоразлагаемых носителей, которые дают возможность долгосрочного дозированного высвобождения в целевой области после разового внесения состава. Они также могут представлять собой селективные гербициды, химические инсектициды, вируциды, микробициды, амебициды, пестициды, фунгициды, бактерициды, нематоциды, моллюскоциды или смеси нескольких из данных препаратов, если требуется, вместе с дополнительными сельскохозяйственно-приемлемыми носителями, поверхностно-активными веществами или вспомогательными веществами, способствующими нанесению, которые обычно используют в данной области составления. Подходящие носители и вспомогательные вещества могут быть твердыми или жидкими и соответствуют веществам, которые обычно используют в технологии составления, например, натуральные или восстновленные минеральные вещества, растворители, диспергирующие вещества, смачивающие средства, вещества, придающие липкость, связывающие вещества или удобрения. Подобным образом, составы можно получить в форме съедобных приманок, или им можно придать форму ловушек для вредителей, чтобы обеспечить возможность скармливания целевому вредителю или попадания внутрь него пестицидного состава.- 15 042693 apply simultaneously or sequentially with other compounds to the cultivated area or the plant to be treated. These compounds can be fertilizers, herbicides, cryoprotectants, surfactants, detergents, pesticidal soaps, dormancy oils, polymers and/or slow release or biodegradable carrier formulations that allow long-term dosed release in the target area after a single dose. adding the composition. They may also be selective herbicides, chemical insecticides, virucides, microbicides, amoebicides, pesticides, fungicides, bactericides, nematocides, molluscicides, or mixtures of several of these preparations, if required, together with additional agriculturally acceptable carriers, surfactants or auxiliary agents. application aids that are commonly used in the formulation art. Suitable carriers and adjuvants may be solid or liquid and correspond to those commonly used in formulation technology, such as natural or reconstituted minerals, solvents, dispersants, wetting agents, tackifiers, binders or fertilizers. Similarly, the formulations may be in the form of edible baits, or may be shaped into pest traps to allow the pesticide formulation to be fed to or ingested by the target pest.
Способы нанесения активного ингредиента настоящего изобретения или агрохимической композиции настоящего изобретения, которая содержит по меньшей мере один из пестицидных белков, продуцируемых бактериальными штаммами настоящего изобретения, включают нанесение на листья, покрытие семян и внесение в почву. Количество нанесений и норма нанесения зависит от интенсивности заражения соответствующим вредителем.Methods for applying an active ingredient of the present invention or an agrochemical composition of the present invention that contains at least one of the pesticidal proteins produced by the bacterial strains of the present invention include foliar application, seed coating, and soil application. The number of applications and application rate depends on the intensity of the infestation of the respective pest.
Композицию можно составлять в виде порошка, дуста, пеллеты, гранулы, аэрозоля эмульсии, коллоида, раствора или им подобных и можно получить посредством таких традиционных способов, как сушка, лиофилизация, гомогенизация, экстракция, фильтрация, центрифугирование, осаждение или концентрирование культуры клеток, включающих полипептид. Во всех таких композициях, которые содержат по меньшей мере один такой пестицидный полипептид, данный полипептид может присутствовать в концентрации (в массовых долях) от примерно 1% до примерно 99%.The composition may be formulated as a powder, dust, pellet, granule, aerosol emulsion, colloid, solution, or the like, and may be prepared by conventional methods such as drying, lyophilization, homogenization, extraction, filtration, centrifugation, sedimentation, or cell culture concentration, including polypeptide. In all such compositions that contain at least one such pesticidal polypeptide, the polypeptide may be present at a concentration (w/w) of from about 1% to about 99%.
С помощью способов настоящего изобретения на данной площади можно уничтожить или снизить количества чешуекрылых, полужесткокрылых, двукрылых или жесткокрылых вредителей, или могут быть использованы профилактически в окружающей среде для предотвращения заражения чувствительным вредителем. Предпочтительно вредитель проглатывает или контактирует с пестицидноэффективным количеством полипептида. Под пестицидно-эффективным количеством подразумевают количество пестицида, которое способно вызывать гибель по меньшей мере одного вредителя или заметно ограничивать рост вредителя, питание или нормальное физиологическое развитие. Данное количество будет изменяться в зависимости от таких факторов как, например, конкретные целевые вредители, подлежащими контролю, конкретная окружающая среда, местонахождение, растение, культура или сельскохозяйственный участок, подлежащий обработке, условия окружающей среды и способ, норма, концентрация, стабильность и количество нанесения полипептидной композиции, обеспечивающей пестицидный эффект. Составы можно также изменять с учетом климатических условий, воздействия на окружающую среду и/или частоты нанесения и/или тяжести заражения вредителями.With the methods of the present invention, Lepidoptera, Hemiptera, Diptera or Coleoptera pests can be killed or reduced in a given area, or can be used prophylactically in the environment to prevent infestation by a susceptible pest. Preferably, the pest ingests or comes into contact with a pesticidally effective amount of the polypeptide. By pesticidally effective amount is meant an amount of a pesticide that is capable of causing the death of at least one pest or markedly restricting the pest's growth, nutrition, or normal physiological development. This amount will vary depending on factors such as, for example, the specific target pests to be controlled, the specific environment, location, plant, crop or agricultural area to be treated, environmental conditions and method, rate, concentration, stability and amount of application. a polypeptide composition providing a pesticidal effect. The formulations may also be varied to suit climatic conditions, environmental impact and/or frequency of application and/or severity of pest infestation.
Описанные пестицидные композиции можно приготовить путем составления препарата либо из бактериальной клетки, кристалла и/или суспензии спор, либо из выделенного белкового компонента с требуемым сельскохозяйственно-приемлемым носителем. Композиции могут быть составлены до введения с помощью соответствующих способов, таких как лиофилизация, высушивание сублимацией, сушка, или в водном носителе, среде или подходящем разбавителе, таком как солевой раствор или другой буфер. Составленные композиции могут быть в форме дуста или гранулированного материала, или суспензии в масле (растительном или минеральном), или водных, или масляных/водных эмульсий, или в качестве смачиваещогся порошка, или в комбинации с любым другим веществом-носителем, подходящим для применения в области сельского хозяйства. Подходящие носители для сельского хозяйства могут быть твердыми или жидкими, и они хорошо известны в данной области техники. Выражение сельскохозяйственно-приемлемый носитель охватывает все вспомогательные вещества инертные компоненты, диспергирующие вещества, поверхностно-активные вещества, вещества, придающие липкость, связующие вещества и т.д., которые обычно применяют в технологии составлении пестицидных препаратов; они хорошо известны специалистам в данной области составления пестицидных препаратов. Данные составы можно смешивать с одним или несколькими твердыми или жидкими вспомогательными веществами и получать различными способами, например, путем равномерного смешивания, перемешивания и/или измельчания пестицидной композиции с подходящими вспомогательными веществами с применением традиционных методик составления. Подходящие составы и способы нанесения описаны в патенте США № 6468523, который включен в данный документ посредством ссылки.The described pesticidal compositions can be prepared by formulating either a bacterial cell, a crystal and/or a suspension of spores, or an isolated protein component with the desired agriculturally acceptable carrier. The compositions may be formulated prior to administration by appropriate means such as lyophilization, freeze-drying, drying, or in an aqueous vehicle, vehicle, or suitable diluent such as saline or other buffer. The formulated compositions may be in the form of a dust or granular material, or suspension in oil (vegetable or mineral), or aqueous or oil/water emulsions, or as a wettable powder, or in combination with any other carrier material suitable for use in the field of agriculture. Suitable agricultural carriers can be solid or liquid and are well known in the art. The term "agriculturally acceptable carrier" encompasses all adjuvants, inerts, dispersants, surfactants, tackifiers, binders, etc., which are commonly used in pesticide formulation technology; they are well known to those skilled in the art of pesticide formulation. These formulations can be mixed with one or more solid or liquid adjuvants and obtained in various ways, for example, by uniformly mixing, mixing and/or grinding the pesticide composition with suitable adjuvants using conventional formulation techniques. Suitable compositions and application methods are described in US patent No. 6468523, which is incorporated into this document by reference.
Вредитель включает, но без ограничений, насекомых, грибы, бактерии, нематод, клещей, иксодовых клещей и им подобных. Насекомые-вредители включают насекомых, выбранных из отрядов Coleoptera, Diptera, Hymenoptera, Lepidoptera, Mallophaga, Homoptera, Hemiptera, Orthroptera, Thysanoptera, Der- 16 042693 maptera, Isoptera, Anoplura, Siphonaptera, Trichoptera и т.д., в частности, Coleoptera, Lepidoptera и Diptera.The pest includes, but is not limited to, insects, fungi, bacteria, nematodes, mites, ticks, and the like. Insect pests include insects selected from the orders Coleoptera, Diptera, Hymenoptera, Lepidoptera, Mallophaga, Homoptera, Hemiptera, Orthroptera, Thysanoptera, Der- 16 042693 maptera, Isoptera, Anoplura, Siphonaptera, Trichoptera, etc., in particular Coleoptera , Lepidoptera and Diptera.
Отряд Coleoptera включает подотряды Adephaga и Polyphaga. Подотряд Adephaga включает надсемейства Caraboidea и Gyrinoidea, в то время как подотряд Polyphaga включает надсемейства Hydrophiloidea, Staphylinoidea, Cantharoidea, Cleroidea, Elateroidea, Dascilloidea, Dryopoidea, Byrrhoidea, Cucujoidea, Meloidea, Mordelloidea, Tenebrionoidea, Bostrichoidea, Scarabaeoidea, Cerambycoidea, Chrysomeloidea и Curculionoidea. Надсемейство Caraboidea включает семейства Cicindelidae, Carabidae и Dytiscidae. Надсемейство Gyrinoidea включает семейство Gyrinidae. Надсемейство Hydrophiloidea включает семейство Hydrophilidae. Надсемейство Staphylinoidea включает семейства Silphidae и Staphylinidae. Надсемейство Cantharoidea включает семейства Cantharidae и Lampyridae. Надсемейство Cleroidea включает семейства Cleridae и Dermestidae. Надсемейство Elateroidea включает семейства Elateridae и Buprestidae. Надсемейство Cucujoidea включает семейство Coccinellidae. Надсемейство Meloidea включает семейство Meloidae. Надсемейство Tenebrionoidea включает семейство Tenebrionidae. Надсемейство Scarabaeoidea включает семейства Passalidae и Scarabaeidae. Надсемейство Cerambycoidea включает семейство Cerambycidae. Надсемейство Chrysomeloidea включает семейство Chrysomelidae. Надсемейство Curculionoidea включает семейства Curculionidae и Scolytidae.The order Coleoptera includes the suborders Adephaga and Polyphaga. The suborder Adephaga includes the superfamilies Caraboidea and Gyrinoidea, while the suborder Polyphaga includes the superfamilies Hydrophiloidea, Staphylinoidea, Cantharoidea, Cleroidea, Elateroidea, Dascilloidea, Dryopoidea, Byrrhoidea, Cucujoidea, Meloidea, Mordelloidea, Tenebrionoidea, Bostrichoidea, Scarabaeoidea, Cerymbycoidea, and Chculionoidea. The superfamily Caraboidea includes the families Cicindelidae, Carabidae, and Dytiscidae. The superfamily Gyrinoidea includes the family Gyrinidae. The superfamily Hydrophiloidea includes the family Hydrophilidae. The superfamily Staphylinoidea includes the families Silphidae and Staphylinidae. The superfamily Cantharoidea includes the families Cantharidae and Lampyridae. The superfamily Cleroidea includes the families Cleridae and Dermestidae. The superfamily Elateroidea includes the families Elateridae and Buprestidae. The superfamily Cucujoidea includes the family Coccinellidae. The superfamily Meloidea includes the family Meloidae. The superfamily Tenebrionoidea includes the family Tenebrionidae. The superfamily Scarabaeoidea includes the families Passalidae and Scarabaeidae. The superfamily Cerambycoidea includes the family Cerambycidae. The superfamily Chrysomeloidea includes the family Chrysomelidae. The superfamily Curculionoidea includes the families Curculionidae and Scolytidae.
Отряд Diptera включает подотряды Nematocera, Brachycera и Cyclorrhapha. Подотряд Nematocera включает семейства Tipulidae, Psychodidae, Culicidae, Ceratopogonidae, Chironomidae, Simuliidae, Bibionidae и Cecidomyiidae. Подотряд Brachycera включает семейства Stratiomyidae, Tabanidae, Therevidae, Asilidae, Mydidae, Bombyliidae и Dolichopodidae. Подотряд Cyclorrhapha включает секции Aschiza и Aschiza. Секция Aschiza включает семейства Phoridae, Syrphidae и Conopidae. Секция Aschiza включает подсекции Acalyptratae и Calyptratae. Секция Acalyptratae включает семейства Otitidae, Tephritidae, Agromyzidae и Drosophilidae. Секция Calyptratae включает семейства Hippoboscidae, Oestridae, Tachinidae, Anthomyiidae, Muscidae, Calliphoridae и Sarcophagidae.The order Diptera includes the suborders Nematocera, Brachycera, and Cyclorrhapha. The suborder Nematocera includes the families Tipulidae, Psychodidae, Culicidae, Ceratopogonidae, Chironomidae, Simuliidae, Bibionidae, and Cecidomyiidae. The suborder Brachycera includes the families Stratiomyidae, Tabanidae, Therevidae, Asilidae, Mydidae, Bombyliidae, and Dolichopodidae. The suborder Cyclorrhapha includes sections Aschiza and Aschiza. Section Aschiza includes the families Phoridae, Syrphidae, and Conopidae. Section Aschiza includes subsections Acalyptratae and Calyptratae. The section Acalyptratae includes the families Otitidae, Tephritidae, Agromyzidae, and Drosophilidae. The section Calyptratae includes the families Hippoboscidae, Oestridae, Tachinidae, Anthomyiidae, Muscidae, Calliphoridae, and Sarcophagidae.
Отряд Lepidoptera включает семейства Papilionidae, Pieridae, Lycaenidae, Nymphalidae, Danaidae, Satyridae, Hesperiidae, Sphingidae, Saturniidae, Geometridae, Arctiidae, Noctuidae, Lymantriidae, Sesiidae и Tineidae.The order Lepidoptera includes the families Papilionidae, Pieridae, Lycaenidae, Nymphalidae, Danaidae, Satyridae, Hesperiidae, Sphingidae, Saturniidae, Geometridae, Arctiidae, Noctuidae, Lymantriidae, Sesiidae, and Tineidae.
Нематоды включают паразитические нематоды, такие как клубеньковые, цистообразующие и поражающие нематоды, включающие Heterodera spp., Meloidogyne spp. и Globodera spp.; в частности, представителей цистообразующих нематод, включая, но без ограничений, Heterodera glycines (соевую цистообразующую нематоду); Heterodera schachtii (свекловичную цистообразующую нематоду); Heterodera avenae (зерновую цистообразующую нематоду); и Globodera rostochiensis и Globodera pailida (картофельные цистообразующие нематоды). Поражающие нематоды включают Pratylenchus spp.Nematodes include parasitic nematodes such as nodule, cyst and attack nematodes including Heterodera spp., Meloidogyne spp. and Globodera spp.; in particular, representatives of cyst nematodes, including, but not limited to, Heterodera glycines (soybean cyst nematode); Heterodera schachtii (beet cyst nematode); Heterodera avenae (grain cyst nematode); and Globodera rostochiensis and Globodera pailida (potato cyst nematodes). Infecting nematodes include Pratylenchus spp.
Полужесткокрылые вредители (которые включают виды, обозначаемые как Hemiptera, Homoptera или Heteroptera) включают, но без ограничений, Lygus spp., такие как западный луговой клоп (Lygus hesperus), клоп луговой (Lygus lineolaris) и люцерновый клоп (Lygus elisus); тлю растительную, такую как зеленая персиковая тля (Myzus persicae), хлопковая тля (Aphis gossypii), вишневая тля или черешневая тля (Myzus cerasi), соевая тля (Aphis glycines Matsumura); цикадку темную (Nilaparvata lugens) и рисовую зеленую цикадку (Nephotettix spp.); и щитников, таких как зеленый щитник (Acrosternum hilare), клопщитник мраморный (Halyomorpha halys), южный зеленый щитник (Nezara viridula), рисовый щитник (Oebalus pugnax), щитник красноногий (Pentatoma rufipes), европейский щитник (Rhaphigaster nebulosa) и щитник троилус Troilus luridus.Hemiptera pests (which include species referred to as Hemiptera, Homoptera, or Heteroptera) include, but are not limited to, Lygus spp. such as western meadow bug (Lygus hesperus), meadow bug (Lygus lineolaris), and alfalfa bug (Lygus elisus); plant aphids such as green peach aphid (Myzus persicae), cotton aphid (Aphis gossypii), cherry or cherry aphid (Myzus cerasi), soybean aphid (Aphis glycines Matsumura); black leafhopper (Nilaparvata lugens) and rice green leafhopper (Nephotettix spp.); and stink stink bugs such as green stink stink (Acrosternum hilare), marble stink stink (Halyomorpha halys), southern green stink stink (Nezara viridula), rice stink stink (Oebalus pugnax), red-legged stink stink (Pentatoma rufipes), European stink stink (Rhaphigaster nebulosa) and troilus stink stink Troilus luridus.
Насекомые-вредители по настоящему настоящего изобретению для основных культур включают: маис: Ostrinia nubilalis, европейского кукурузного мотылька; Agrotis ipsilon, совку-ипсилон; Helicoverpa zea, кукурузную совку; Spodoptera frugiperda, совку травяную; Diatraea grandiosella, огневку кукурузную юго-западную; Elasmopalpus lignosellus, зернового точильщика; Diatraea saccharalis, огневку сахарного тростника; Diabrotica virgifera, западного кукурузного корневого жука; Diabrotica longicornis barberi, северного кукурузного корневого жука; Diabrotica undecimpunctata howardi, южного кукурузного корневого жука; Melanotus spp., жуков-щелкунов; Cyclocephala borealis, хрущика северного (личинку хруща); Cyclocephala immaculata, хрущика южного (личинку хруща); Popilliajaponica, хрущика японского; Chaetocnema pulicaria, земляную кукурузную блошку; Sphenophorus maidis, кукурузного долгоносика; Rhopalosiphum maidis, кукурузную листовую тлю; Anuraphis maidiradicis, кукурузную корневую тлю; Blissus leucopterus leucopterus, клопа-черепашку пшеничного североамериканского; Melanoplus femurrubrum, красноногую кобылку; Melanoplus sanguinipes, мигрирующую кобылку; Hylemya platura, личинку ростковой мухи; Agromyza parvicornis, моль-пестрянку кукурузную; Anaphothrips obscrurus, трипса злакового; Solenopsis milesta, муравья-вора; Tetranychus urticae, обыкновенного паутинного клеща; Сорго: Chilo partellus, соргового точильщика; Spodoptera frugiperda, совку травяную; Helicoverpa zea, кукурузную совку; Elasmopalpus lignosellus, маленького точильщика стебля кукурузы; Feltia subterranea, гусеницу озимой совки; Phyllophaga crinita, личинку майского жука; Eleodes, Conoderus и Aeolus spp., проволочников; Oulema melanopus, пьявицу красногрудую; Chaetocnema pulicaria, кукурузную блошку; Sphenophorus maidis, кукурузного долгоносика; Rhopalosiphum maidis; кукурузную листовую тлю; Sipha flava, желтую тлю сахарного тростника; Blissus leucopterus leucopterus, клопа-черепашку пшеничного североамериканского; Contarinia sorghicola, галлицу сорговую; Tetranychus cinnabarinus, красного паутинного клеща;Insect pests of the present invention for major crops include: maize: Ostrinia nubilalis, European corn borer; Agrotis ipsilon, epsilon cutworm; Helicoverpa zea, armyworm; Spodoptera frugiperda, grass cutworm; Diatraea grandiosella, southwestern corn moth; Elasmopalpus lignosellus, grain grinder; Diatraea saccharalis, sugar cane moth; Diabrotica virgifera, the western corn root beetle; Diabrotica longicornis barberi, northern corn root beetle; Diabrotica undecimpunctata howardi, southern corn root beetle; Melanotus spp., click beetles; Cyclocephala borealis, northern beetle (beetle larva); Cyclocephala immaculata, southern beetle (beetle larva); Popilliajaponica, Japanese beetle; Chaetocnema pulicaria, ground corn flea; Sphenophorus maidis, corn weevil; Rhopalosiphum maidis, corn leaf aphid; Anuraphis maidiradicis, corn root aphid; Blissus leucopterus leucopterus, North American wheat bug; Melanoplus femurrubrum, the red-footed filly; Melanoplus sanguinipes, a migratory filly; Hylemya platura, the larva of the sprout fly; Agromyza parvicornis, corn moth; Anaphothrips obscrurus, cereal thrips; Solenopsis milesta, thief ant; Tetranychus urticae, the common spider mite; Sorghum: Chilo partellus, sorghum grinder; Spodoptera frugiperda, grass cutworm; Helicoverpa zea, armyworm; Elasmopalpus lignosellus, a small corn stalk grinder; Feltia subterranea, the caterpillar of the winter cutworm; Phyllophaga crinita, Maybug larva; Eleodes, Conoderus and Aeolus spp., wireworms; Oulema melanopus, red-breasted leech; Chaetocnema pulicaria, corn flea; Sphenophorus maidis, corn weevil; Rhopalosiphum maidis; corn leaf aphid; Sipha flava, the yellow sugar cane aphid; Blissus leucopterus leucopterus, North American wheat bug; Contarinia sorghicola, sorghum gall midge; Tetranychus cinnabarinus, the red spider mite;
- 17 042693- 17 042693
Tetranychus urticae, обыкновенного паутинного клеща; пшеница: Pseudaletia unipunctata, совку луговую; Spodoptera frugiperda, совку травяную; Elasmopalpus lignosellus, маленького точильщика стебля кукурузы; Agrotis orthogonia, прямоугольную совку; Elasmopalpus lignosellus, маленького точильщика стебля кукурузы; Oulema melanopus, пьявицу красногрудую; Hypera punctata, долгоносика листового клеверного; Diabrotica undecimpunctata howardi, южного кукурузного корневого жука; русскую пшеничную тлю; Schizaphis graminum, обыкновенную злаковую тлю; Macrosiphum avenae, большую злаковую тлю; Melanoplus femurrubrum, красноногую кобылку; Melanoplus differentialis, отличительную кобылку; Melanoplus sanguinipes, мигрирующую кобылку; Mayetiola destructor, гессенскую муху; Sitodiplosis mosellana, оранжевую злаковую галлицу; Meromyza americana, личинку американской меромизы; Hylemya coarctata, озимую муху; Frankliniella fusca, табачного трипса; Cephus cinctus, хлебного пилильщика; Aceria tulipae, луковичного клеща тюльпанов; Подсолнечник: Suleima helianthana, подсолнечниковую почковую листовертку; Homoeosoma electellum, подсолнечниковую огневку; zygogramma exclamationis, подсолнечниковую восклицательную совку; Bothyrus gibbosus, морковного жука; Neolasioptera murtfeldtiana, галицу семян подсолнечника; Хлопчатник: Heliothis virescens, хлопчатниковую листовертку; Helicoverpa zea, хлопковую совку; Spodoptera exigua, совку малую; Pectinophora gossypiella, розового коробочного червя хлопчатника; Anthonomus grandis, хлопкового долгоносика; Aphis gossypii, хлопковую тлю; Pseudatomoscelis seriatus, хлопкового слепняка; Trialeurodes abutilonea, хлопковую белокрылку; Lygus lineolaris, травяного клопа; Melanoplus femurrubrum, красноногую кобылку; Melanoplus differentialis, отличительную кобылку; Thrips tabaci, трипса табачного; Franklinkiella fusca, табачного трипса; Tetranychus cinnabarinus, красного паутинного клеща; Tetranychus urticae, обыкновенного паутинного клеща; рис: Diatraea saccharalis, точильщика сахарного тростника; Spodoptera frugiperda, совку травяную; Helicoverpa zea, кукурузную совку; листогрыза вида Colaspis brunnea; Lissorhoptrus oryzophilus, рисового водяного долгоносика; Sitophilus oryzae, рисового долгоносика; Nephotettix nigropictus, рисовую цикадку; Blissus leucopterus leucopterus, клопа-черепашку пшеничного североамериканского; Acrosternum hilare, зеленого клопа-щитника; соя: Pseudoplusia includens, соевую пяденицу; Anticarsia gemmatalis, гусеницу совки бархатных бобов; Plathypena scabra, зеленого вредителя клевера; Ostrinia nubilalis, европейского кукурузного мотылька; Agrotis ipsilon, совку-ипсилон; Spodoptera exigua, совку малую; Heliothis virescens, хлопковую листовертку; Helicoverpa zea, кукурузную совку; Epilachna varivestis, мексиканскую бобовую зерновку; Myzus persicae, зеленую персиковую тлю; Empoasca fabae, цикадку картофельную; Acrosternum hilare, зеленого клопа-щитника; Melanoplus femurrubrum, красноногую кобылку; Melanoplus differentialis, отличительную кобылку; Hylemya platura, личинку ростковой мухи; Sericothrips variabilis, трипса соевого; Thrips tabaci, трипса лукового; Tetranychus turkestani, туркестанского паутинного клеща; Tetranychus urticae, обыкновенного паутинного клеща; ячмень: Ostrinia nubilalis, европейского кукурузного мотылька; Agrotis ipsilon, совку-ипсилон; Schizaphis graminum, обыкновенную злаковую тлю; Blissus leucopterus leucopterus, клопа-черепашку пшеничного североамериканского; Acrosternum hilare, зеленого клопа-щитника; Euschistus servus, коричневого клопа-щитника; Delia platura, личинку ростковой мухи; Mayetiola destructor, гессенскую муху; Petrobia latens, петробию многоядную; масличный рапс: Brevicoryne brassicae, капустную тлю; Phyllotreta cruciferae, блошку крестоцветную; Mamestra configurata, совку латуковую; Plutella xylostella, капустную совку; Delia ssp., личинок весенней капустной мухи.Tetranychus urticae, the common spider mite; wheat: Pseudaletia unipunctata, cutworm; Spodoptera frugiperda, grass cutworm; Elasmopalpus lignosellus, a small corn stalk grinder; Agrotis orthogonia, rectangular cutworm; Elasmopalpus lignosellus, a small corn stalk grinder; Oulema melanopus, red-breasted leech; Hypera punctata, clover leaf weevil; Diabrotica undecimpunctata howardi, southern corn root beetle; Russian wheat aphid; Schizaphis graminum, common grass aphid; Macrosiphum avenae, large grass aphid; Melanoplus femurrubrum, the red-footed filly; Melanoplus differentialis, the distinctive filly; Melanoplus sanguinipes, a migratory filly; Mayetiola destructor, Hessian fly; Sitodiplosis mosellana, orange grass midge; Meromyza americana, the larva of the American meromyza; Hylemya coarctata, winter fly; Frankliniella fusca, tobacco thrips; Cephus cinctus, the grain sawfly; Aceria tulipae, the tulip bulb mite; Sunflower: Suleima helianthana, sunflower bud; Homoeosoma electellum, sunflower moth; zygogramma exclamationis, sunflower exclamation bollworm; Bothyrus gibbosus, the carrot beetle; Neolasioptera murtfeldtiana, sunflower seed gall; Cotton plant: Heliothis virescens, cotton leaf roller; Helicoverpa zea, cotton bollworm; Spodoptera exigua, little cutworm; Pectinophora gossypiella, the pink cotton bollworm; Anthonomus grandis, cotton weevil; Aphis gossypii, cotton aphid; Pseudatomoscelis seriatus, cotton bug; Trialeurodes autilonea, cotton whitefly; Lygus lineolaris, grass bug; Melanoplus femurrubrum, the red-footed filly; Melanoplus differentialis, the distinctive filly; Thrips tabaci, tobacco thrips; Franklinkiella fusca, tobacco thrips; Tetranychus cinnabarinus, the red spider mite; Tetranychus urticae, the common spider mite; rice: Diatraea saccharalis, sugar cane grinder; Spodoptera frugiperda, grass cutworm; Helicoverpa zea, armyworm; leafworm of the species Colaspis brunnea; Lissorhoptrus oryzophilus, the rice water weevil; Sitophilus oryzae, rice weevil; Nephotettix nigropictus, rice leafhopper; Blissus leucopterus leucopterus, North American wheat bug; Acrosternum hilare, the green stink bug; soy: Pseudoplusia includens, soy moth; Anticarsia gemmatalis, velvet bean cutworm; Plathypena scabra, a green clover pest; Ostrinia nubilalis, the European corn borer; Agrotis ipsilon, epsilon cutworm; Spodoptera exigua, little cutworm; Heliothis virescens, cotton leaflet; Helicoverpa zea, armyworm; Epilachna varivestis, the Mexican bean weevil; Myzus persicae, the green peach aphid; Empoasca fabae, potato leafhopper; Acrosternum hilare, the green stink bug; Melanoplus femurrubrum, the red-footed filly; Melanoplus differentialis, the distinctive filly; Hylemya platura, the larva of the sprout fly; Sericothrips variabilis, soybean thrips; Thrips tabaci, onion thrips; Tetranychus turkestani, the Turkestan spider mite; Tetranychus urticae, the common spider mite; barley: Ostrinia nubilalis, European corn borer; Agrotis ipsilon, epsilon cutworm; Schizaphis graminum, common grass aphid; Blissus leucopterus leucopterus, North American wheat bug; Acrosternum hilare, the green stink bug; Euschistus servus, the brown stink bug; Delia platura, the larva of the sprout fly; Mayetiola destructor, Hessian fly; Petrobia latens, petrobia polyphagous; oilseed rape: Brevicoryne brassicae, cabbage aphid; Phyllotreta cruciferae, cruciferous flea; Mamestra configurata, lettuce cutworm; Plutella xylostella, cabbage cutworm; Delia ssp., spring cabbage fly larvae.
Нематоды включают паразитические нематоды, такие как клубеньковые, цистообразующие и поражающие нематоды, включающие Heterodera spp., Meloidogyne spp. и Globodera spp.; в частности, представителей цистообразующих нематод, включая, но без ограничений, Heterodera glycines (соевую цистообразующую нематоду); Heterodera schachtii (свекловичную цистообразующую нематоду); Heterodera avenae (зерновую цистообразующую нематоду); и Globodera rostochiensis и Globodera pailida (картофельные цистообразующие нематоды). Поражающие нематоды включают Pratylenchus spp.Nematodes include parasitic nematodes such as nodule, cyst and attack nematodes including Heterodera spp., Meloidogyne spp. and Globodera spp.; in particular, representatives of cyst nematodes, including, but not limited to, Heterodera glycines (soybean cyst nematode); Heterodera schachtii (beet cyst nematode); Heterodera avenae (grain cyst nematode); and Globodera rostochiensis and Globodera pailida (potato cyst nematodes). Infecting nematodes include Pratylenchus spp.
Способы повышения урожайности растенийWays to increase plant yield
Обеспечиваются способы повышения урожайности растений. Способы включают обеспечение растения или растительной клетки, которые экспрессируют полинуклеотид, кодирующий последовательность пестицидного полипептида, раскрытого в данном документе, и выращивание растения или полученного из него семени в поле, зараженном (или подверженном заражению) вредителем, относительно которого указанный полипептид обладает пестицидной активностью. В некоторых вариантах осуществления полипептид обладает пестицидной активностью относительно чешуекрылого, жесткокрылого, двукрылого, полужесткокрылого или нематоды вредителя, а указанное поле заражено чешуекрылым, полужесткокрылым, жесткокрылым, двукрылым или нематодой вредителем. Как определено в данном документе, урожайность растения относится к качеству и/или количеству биомассы, производимой растением. Под биомассой подразумевают любой оцениваемый продукт растительного происхождения. Повышение продукции биомассы представляет собой любое улучшение измеряемого выхода продукта растительного происхождения. Повышение урожайности растений имеет несколько коммерческих применений. Например, повышение биомассы листьев растений может повысить урожайность листовых овощей для потребления людьми или животными. Дополнительно повышение биомассы листьев можно применять для повышения производства фармацевтических или промышленных продуктов растительного происхождения. Повышение урожайности может включать любое статистически значимое повышеMethods for increasing plant yields are provided. The methods include providing a plant or plant cell that expresses a polynucleotide encoding the sequence of a pesticidal polypeptide disclosed herein and growing the plant or seed derived from it in a field infested (or susceptible to infestation) by a pest against which said polypeptide has pesticidal activity. In some embodiments, the polypeptide has pesticidal activity against a lepidoptera, hemipteran, dipteran, hemipteran, or nematode pest and said field is infested with a lepidoptera, hemipteran, hemipteran, dipteran, or nematode pest. As defined herein, plant yield refers to the quality and/or amount of biomass produced by a plant. By biomass is meant any valued product of plant origin. An increase in biomass production is any improvement in the measurable yield of a plant product. Increasing crop yields has several commercial applications. For example, increasing the biomass of plant leaves can increase the yield of leafy vegetables for human or animal consumption. Additionally, the increase in leaf biomass can be used to increase the production of pharmaceutical or industrial plant products. The increase in yield may include any statistically significant increase
- 18 042693 ние, включая, но без ограничений, повышение по меньшей мере на 1%, повышение по меньшей мере на 3%, повышение по меньшей мере на 5%, повышение по меньшей мере на 10%, повышение по меньшей мере на 20%, по меньшей мере на 30%, по меньшей мере на 50%, по меньшей мере на 70%, по меньшей мере на 100% или более значительное повышение урожайности по сравнению с растением, в котором не экспрессируется последовательность пестицидного белка. При использовании конкретных способов урожайность растений повышается в результате повышения устойчивости к вредителям растения, в котором экспрессируется пестицидный белок, раскрытый в данном документе. Экспрессия пестицидного белка приводит к снижению способности вредителя к заражению или поеданию.at least 1% increase, at least 3% increase, at least 5% increase, at least 10% increase, at least 20% increase , at least 30%, at least 50%, at least 70%, at least 100% or more significant yield increase compared to a plant that does not express the pesticidal protein sequence. When using specific methods, plant yield is increased as a result of increased pest resistance of a plant that expresses the pesticidal protein disclosed herein. Expression of the pesticidal protein results in a reduction in the pest's ability to infect or eat.
Растения можно также обрабатывать одним или несколькими химическими композициями, содержащими один или несколько гербицидов, инсектицидов или фунгицидов. Иллюстративные химические композиции включают: гербициды для фруктов/овощей: атразин, бромацил, диурон, глифосат, линурон, метрибузин, симазин, трифлуралин, флуазифоп, глюфосинат, галосульфурон Gowan, паракват, пропизамид, сетоксидим, бутафенацил, галосульфурон, индазифлам; инсектициды для фруктов/овощей: алдикарб, Bacillus thuriengiensis, карбарил, карбофуран, хлорпирифос, циперметрин, дельтаметрин, абамектин, цифлутрин/бета-цифлутрин, эсфенвалерат, лямбда-цигалотрин, ацеквиноцил, бифеназат, метоксифенозид, новалурон, хромафенозид, тиаклоприд, динотефуран, флуацрипирим, спиродиклофен, гаммацигалотрин, спиромезифен, спиносад, ринаксипир, циазипир, трифлумурон, спиротетрамат, имидаклоприд, флубендиамид, тиодикарб, метафлумизон, сульфоксафлор, цифлуметофен, цианопирафен, клотианидин, тиаметоксам, спинеторам, тиодикарб, флоникамид, метиокарб, эмамектин бензоат, индоксакарб, фенамифос, пирипроксифен, фенбутатин оксид; фунгициды для фруктов/овощей: аметоктрадин, азоксистробин, бентиаваликарб, боскалид, каптан, карбендазим, хлороталонил, медь, циазофамид, цифлуфенамид, цимоксанил, ципроконазол, ципродинил, дифеноконазол, диметоморф, дитианон, фенамидон, фенгексамид, флуазинам, флудиоксонил, флуопиколид, флуопирам, флуоксастробин, флуксапироксад, фолпет, фосетил, ипродион, ипроваликарб, изопиразам, крезоксим-метил, манкоцеб, мандипропамид, металаксил/мефеноксам, метирам, метрафенон, миклобутанил, пенконазол, пентиопирад, пикоксистробин, пропамокарб, пропиконазол, пропинеб, проквиназид, протиоконазол, пираклостробин, пириметанил, квиноксифен, спироксамин, сера, тебуконазол, тиофанат-метил, трифлоксистробин; гербициды для зерновых: 2,4-D, амидосульфурон, бромоксинил, карфентразон-этил, хлоротолурон, хлорсульфурон, клодинафоп-, клопиралид, дикамба, диклофоп-метил, дифлуфеникан, феноксапроп, флорасулам, флукарбазоннатрий, флуфенацет, флупиросульфурон-М, флуроксипир, флуртамон, глифосат, йодосульфурон,иоксинил, изопротурон, МСРА, месосульфурон, метсульфурон, пендиметалин, пиноксаден, пропоксикарбазон, просульфокарб, пироксулам, сульфосульфурон, тифенсульфурон, тралкоксидим, триасульфурон, трибенурон, трифлуралин, тритосульфурон; фунгицидыдля зерновых: азоксистробин, биксафен, боскалид, карбендазим, хлороталонил, цифлуфенамид, ципроконазол, ципродинил, димоксистробин, эпоксиконазол, фенпропидин, фенпропиморф, флуопирам, флуоксастробин, флуквинконазол, флуксапироксад, изопиразам, крезоксим-метил, метконазол, метрафенон, пентиопирад, пикоксистробин, прохлораз, пропиконазол, проквиназид, протиоконазол, пираклостробин, квиноксифен, спироксамин, тебуконазол, тиофанат-метил, трифлоксистробин; инсектициды для зерновых: диметоат, лямбда-цигалотрин, дельтаметрин, альфа-циперметрин, β-цифлутрин, бифентрин, имидаклоприд, клотианидин, тиаметоксам, тиаклоприд, ацетамиприд, динетофуран, хлорпирифос, пиримикарб, метиокарб, сульфоксафлор; гербициды для маиса: атразин, алахлор, бромоксинил, ацетохлор, дикамба, клопиралид, (S-)диметенамид, глюфосинат, глифосат, изоксафлютол, (S-)метолахлор, мезотрион, никосульфурон, примисульфурон, римсульфурон, сулкотрион, форамсульфурон, топрамезон, темботрион, сафлуфенацил, тиенкарбазон, флуфенацет, пироксасульфон; инсектициды для маиса: карбофуран, хлорпирифос, бифентрин, фипронил, имидаклоприд, лямбда-цигалотрин, тефлутрин, тербуфос, тиаметоксам, клотианидин, спиромесифен, флубендиамид, трифлумурон, ринаксипир, дельтаметрин, тиодикарб, β-цифлутрин, циперметрин, бифентрин, люфенурон, тебупиримфос, этипрол, циазипир, тиаклоприд, ацетамиприд, динетофуран, авермектин; фунгициды для маиса: азоксистробин, биксафен, боскалид, ципроконазол, димоксистробин, эпоксиконазол, фенитропан, флуопирам, флуоксастробин, флуксапироксад, изопиразам, метконазол, пентиопирад, пикоксистробин, пропиконазол, протиоконазол, пираклостробин, тебуконазол, трифлоксистробин; гербициды для риса: бутахлор, пропанил, азимсульфурон, бенсульфурон, цигалофоп, даимурон, фентразамид, имазосульфурон, мефенацет, оксазикломефон, пиразосульфурон, пирибутикарб, квинклорак, тиобенкарб, инданофан, флуфенацет, фентразамид, галосульфурон, оксазикломефон, бензобициклон, пирифталид, пеноксулам, биспирибак, оксадиаргил, этоксисульфурон, претилахлор, мезотрион, тефурилтрион, оксадиазон, феноксапроп, пиримисульфан; инсектициды для риса: диазинон, фенобукарб, бенфуракарб, бупрофезин, динотефуран, фипронил, имидаклоприд, изопрокарб, тиаклоприд, хромафенозид, клотианидин, этипрол, флубендиамид, ринаксипир, дельтаметрин, ацетамиприд, тиаметоксам, циазипир, спиносад, спинеторам, эмамектин-бензоат, циперметрин, хлорпирифос, этофенпрокс, карбофуран, бенфуракарб, сульфоксафлор; фунгициды для риса: азоксистробин, карбендазим, карпропамид, диклоцимет, дифеноконазол, эдифенфос, феримзон, гентамицин, гексаконазол, гимексазол, ипробенфос (IBP), изопротиолан, изотианил, касугамицин, манкоцеб, метоминостробин, орисастробин, пенцикурон, пробенаPlants can also be treated with one or more chemical compositions containing one or more herbicides, insecticides or fungicides. Illustrative chemical compositions include: fruit/vegetable herbicides: atrazine, bromacyl, diuron, glyphosate, linuron, metribuzin, simazine, trifluralin, fluazifop, glufosinate, Gowan halosulfuron, paraquat, propizamide, sethoxydim, butafenacil, halosulfuron, indaziflam; fruit/vegetable insecticides: aldicarb, Bacillus thuriengiensis, carbaryl, carbofuran, chlorpyrifos, cypermethrin, deltamethrin, abamectin, cyfluthrin/beta-cyfluthrin, esfenvalerate, lambda-cyhalothrin, acequinocil, biphenazate, methoxyfuroside, novaluron, chromapane, fludinothiacri- noside , спиродиклофен, гаммацигалотрин, спиромезифен, спиносад, ринаксипир, циазипир, трифлумурон, спиротетрамат, имидаклоприд, флубендиамид, тиодикарб, метафлумизон, сульфоксафлор, цифлуметофен, цианопирафен, клотианидин, тиаметоксам, спинеторам, тиодикарб, флоникамид, метиокарб, эмамектин бензоат, индоксакарб, фенамифос, pyriproxyfen, fenbutatin oxide; fruit/vegetable fungicides: amethoctradin, azoxystrobin, benthiavalicarb, boscalid, captan, carbendazim, chlorothalonil, copper, cyazofamide, cyflufenamide, cymoxanil, cyproconazole, cyprodinil, difenoconazole, dimethomorph, dithianone, fenamidone, fenhexamid, fluazinam, fluopyramid, fluoxastrobin, fluxapiroxad, folpet, fosetil, iprodione, iprovalicarb, isopyrazam, kresoxim-methyl, mancozeb, mandipropamide, metalaxyl/mefenoxam, metiram, metrafenone, myclobutanil, penconazole, penthiopyrad, picoxystrobin, propamocarb, propiconazole, propineb, proquinazid, pyraclostrobin, pyrimethanil, quinoxifene, spiroxamine, sulfur, tebuconazole, thiophanate-methyl, trifloxystrobin; cereal herbicides: 2,4-D, amidosulfuron, bromoxynil, carfentrazone-ethyl, chlorotoluron, chlorsulfuron, clodinafop-, clopyralid, dicamba, diclofop-methyl, diflufenican, fenoxaprop, florasulam, flucarbazon sodium, flufenacet, flupirosulfuron-M, fluroxypyr, flurtamone , glyphosate, iodosulfuron, ioxynil, isoproturon, MCPA, mesosulfuron, metsulfuron, pendimethalin, pinoxaden, propoxycarbazone, prosulfocarb, pyroxulam, sulfosulfuron, tifensulfuron, tralkoxydim, triasulfuron, tribenuron, trifluralin, tritosulfuron; cereal fungicides: azoxystrobin, bixaphene, boscalid, carbendazim, chlorothalonil, cyflufenamid, cyproconazole, cyprodinil, dimoxystrobin, epoxyconazole, fenpropidine, fenpropimorph, fluopyram, fluoxastrobin, fluquinconazole, fluxapiroxad, isopyrazam, kresoxim-methyl, picoxystropyradinone, metraconazole , propiconazole, proquinazid, prothioconazole, pyraclostrobin, quinoxifene, spiroxamine, tebuconazole, thiophanate-methyl, trifloxystrobin; cereal insecticides: dimethoate, lambda-cyhalothrin, deltamethrin, alpha-cypermethrin, β-cyfluthrin, bifenthrin, imidacloprid, clothianidin, thiamethoxam, thiacloprid, acetamiprid, dinetofuran, chlorpyrifos, pyrimicarb, methiocarb, sulfoxaflor; maize herbicides: atrazine, alachlor, bromoxynil, acetochlor, dicamba, clopyralid, (S-) dimethenamid, glufosinate, glyphosate, isoxaflutol, (S-) metolachlor, mesotrione, nicosulfuron, primisulfuron, rimsulfuron, sulcotrione, foramsulfuron, topramesone, tembotrione, saflufenacil, thiencarbazone, flufenacet, pyroxasulfone; insecticides for maize: carbofuran, chlorpyrifos, bifenthrin, fipronil, imidacloprid, lambda-cyhalothrin, tefluthrin, terbufos, thiamethoxam, clothianidin, spiromesifen, flubendiamide, triflumuron, rinaxipyr, deltamethrin, thiodicarb, β-cyfluthrin, cyperomethrin, lufenumethrin, bibufenumethrin ethiprole, ciazipyr, thiacloprid, acetamiprid, dinetofuran, avermectin; maize fungicides: azoxystrobin, bixaphene, boscalid, cyproconazole, dimoxystrobin, epoxiconazole, fenitropan, fluopyram, fluoxastrobin, fluxapiroxad, isopyrazam, metconazole, penthiopyrad, picoxystrobin, propiconazole, prothioconazole, pyraclostrobin, tebuconazole, trifloxystrobin; herbicides for rice: butachlor, propanil, azimsulfuron, bensulfuron, cyhalofop, daimuron, fentrazamide, imazosulfuron, mefenacet, oxaziclomefon, pyrazosulfuron, pyributicarb, quinclorac, thiobencarb, indanophane, fluphenacet, fentrazamide, halosulfuron, oxazicycloxuloximide, benzobicyclomide oxadiargyl, ethoxysulfuron, pretilachlor, mesotrione, tefuryltrione, oxadiazon, fenoxaprop, pyrimisulfan; rice insecticides: diazinon, fenobucarb, benfuracarb, buprofezin, dinotefuran, fipronil, imidacloprid, isoprocarb, thiacloprid, chromafenoside, clothianidin, ethiprole, flubendiamide, rinaxipyr, deltamethrin, acetamiprid, thiamethoxam, cyazipyr, spinoperosad, cymcytin-atem chlorpyrifos, etofenprox, carbofuran, benfuracarb, sulfoxaflor; rice fungicides: azoxystrobin, carbendazim, carpropamide, diclocimet, difenoconazole, edifenphos, ferimzone, gentamicin, hexaconazole, gimexazole, iprobenphos (IBP), isoprothiolane, isothianil, kasugamycin, mancozeb, methominostrobin, orysastrobin, pencycuron, probena
- 19 042693 зол, пропиконазол, пропинеб, пироквилон, тебуконазол, тиофанат-метил, тиадинил, трициклазол, трифлоксистробин, валидамицин; гербициды для хлопчатника: диурон, флуометурон, MSMA, оксифлуорфен, прометрин, трифлуралин, карфентразон, клетодим, флуазифоп-бутил, глифосат, норфлуразон, пендиметалин, пиритиобак-натрий, трифлоксисульфурон, тепралоксидим, глюфосинат, флумиоксазин, тидиазурон; инсектициды для хлопчатника: ацефат, алдикарб, хлорпирифос, циперметрин, дельтаметрин, абамектин, ацетамиприд, эмамектин бензоат, имидаклоприд, индоксакарб, лямбда-цигалотрин, спиносад, тиодикарб, гамма-цигалотрин, спиромесифен, пиридалил, флоникамид, флубендиамид, трифлумурон, ринакиспир, бета-цифлутрин, спиротетрамат, клотианидин, тиаметоксам, тиаклоприд, динетофуран, флубендиамид, циазипир, спиносад, спиноторам, гамма-цигалотрин, 4-[[(6-хлорпиридин-3-ил)метил](2,2дифторэтил)амино]фуран-2(5Н)-он, тиокарб, авермектин, флоникамид, пиридалил, спиромесифен, сульфоксафлор; фунгициды для хлопчатника: азоксистробин, биксафен, боскалид, карбендазим, хлороталонил, медь, ципроконазол, дифеноконазол, димоксистробин, эпоксиконазол, фенамидон, флуазинам, флуопирам, флуоксастробин, флуксапироксад, ипродион, изопиразам, изотианил, манкоцеб, манеб, метоминостробин, пентиопирад, пикоксистробин, пропинеб, протиоконазол, пираклостробин, квинтозен, тебуконазол, тетраконазол, тиофанат-метил, трифлоксистробин; гербициды для сои: алахлор, бентазон, трифлуралин, хлоримурон-этил, хлорансулам-метил, феноксапроп, фомесафен, флуазифоп, глифосат, имазамокс, имазаквин, имазетапир, (S-)метолахлор, метрибузин, пендиметалин, тепралоксидим, глюфосинат; инсектициды для сои: лямбда-цигалотрин, метомил, имидаклоприд, клотианидин, тиаметоксам, тиаклоприд, ацетамиприд, динетофуран, флубендиамид, ринаксипир, циазипир, спиносад, спинеторам, эмамектин-бензоат, фипронил, этипрол, дельтаметрин, β-цифлутрин, гамма- и лямбда-цигалотрин, 4-[[(6хлорпиридин-3-ил)метил](2,2-дифторэтил)амино]фуран-2(5Н)-он, спиротетрамат, спинодиклофен, трифлумурон, флоникамид, тиодикарб, бета-цифлутрин; фунгициды для сои: азоксистробин, биксафен, боскалид, карбендазим, хлороталонил, медь, ципроконазол, дифеноконазол, димоксистробин, эпоксиконазол, флуазинам, флуопирам, флуоксастробин, флутриафол, флуксапироксад, изопиразам, ипродион, изотианил, манкоцеб, манеб, метконазол, метоминостробин, миклобутанил, пентиопирад, пикоксистробин, пропиконазол, пропинеб, протиоконазол, пираклостробин, тебуконазол, тетраконазол, тиофанат-метил, трифлоксистробин; гербициды для сахарной свеклы: хлоридазон, десмедифам, этофумезат, фенмедифам, триаллат, клопиралид, флуазифоп, ленацил, метамитрон, квинмерак, циклоксидим, трифлусульфурон, тепралоксидим, хизалофоп; инсектициды для сахарной свеклы: имидаклоприд, клотианидин, тиаметоксам, тиаклоприд, ацетамиприд, динетофуран, дельтаметрин, β-цифлутрин, гамма/лямбда-цигалотрин, 4[[(6-хлорпиридин-3-ил)метил](2,2-дифторэтил)амино]фуран-2(5Н)-он, тефлутрин, ринаксипир, циаксипир, фипронил, карбофуран; гербициды для канолы: клопиралид, диклофоп, флуазифоп, глюфосинат, глифосат, метазахлор, трифлуралин этаметсульфурон, квинмерак, хизалофоп, Clethodim, тепралоксидим; фунгициды для канолы: азоксистробин, биксафен, боскалид, карбендазим, ципроконазол, дифеноконазол, димоксистробин, эпоксиконазол, флуазинам, флуопирам, флуоксастробин, флусилазол, флуксапироксад, ипродион, изопиразам, мепикват-хлорид, метконазол, метоминостробин, паклобутразол, пентиопирад., пикоксистробин, прохлораз, протиоконазол, пираклостробин, тебуконазол, тиофанат-метил, трифлоксистробин, винклозолин; инсектициды для канолы: карбофуран, тиаклоприд, дельтаметрин, имидаклоприд, клотианидин, тиаметоксам, ацетамиприд, динетофуран, В-цифлутрин, гамма- и лямбдацигалотрин, тау-флувалериат, этипрол, спиносад, спинеторам, флубендиамид, ринаксипир, циазипир, 4[[(6-хлорпиридин-3-ил)метил] (2,2-дифторэтил)амино]фуран-2(5Н)-он.- 19 042693 zol, propiconazole, propineb, pyroquilon, tebuconazole, thiophanate-methyl, thiadinil, tricyclazole, trifloxystrobin, validamycin; cotton herbicides: diuron, fluometuron, MSMA, oxyfluorfen, promethrin, trifluralin, carfentrazone, cletodym, fluazifop-butyl, glyphosate, norflurazon, pendimethalin, pyrithiobac-sodium, trifloxysulfuron, tepraloxydim, glufosinate, flumioxazine, thidiazuron; cotton insecticides: acephate, aldicarb, chlorpyrifos, cypermethrin, deltamethrin, abamectin, acetamiprid, emamectin benzoate, imidacloprid, indoxacarb, lambda-cyhalothrin, spinosad, thiodicarb, gamma-cyhalothrin, spiromesifen, pyridalyl, flonicamid, betaspiraspira, flubendiamide, flubendiamide, -cyfluthrin, spirotetramat, clothianidin, thiamethoxam, thiacloprid, dinetofuran, flubendiamide, cyazipyr, spinosad, spinotoram, gamma-cyhalothrin, 4-[[(6-chloropyridin-3-yl)methyl](2,2difluoroethyl)amino]furan-2 (5H)-one, thiocarb, avermectin, flonicamid, pyridalil, spiromesifen, sulfoxaflor; cotton fungicides: azoxystrobin, bixaphene, boscalid, carbendazim, chlorothalonil, copper, cyproconazole, difenoconazole, dimoxystrobin, epoxiconazole, fenamidone, fluazinam, fluopyram, fluoxastrobin, fluxapiroxad, iprodione, isopyrazam, isothianil, mancozeb, maneb, methopyradinostrobin, penoxystrobin, propineb, prothioconazole, pyraclostrobin, quintozen, tebuconazole, tetraconazole, thiophanate-methyl, trifloxystrobin; soybean herbicides: alachlor, bentazone, trifluralin, chlorimuron-ethyl, chloransulam-methyl, fenoxaprop, fomesafen, fluazifop, glyphosate, imazamox, imazakvin, imazethapyr, (S-)metolachlor, metribuzin, pendimethalin, tepraloxydim, glufosinate; soybean insecticides: lambda-cyhalothrin, methomyl, imidacloprid, clothianidin, thiamethoxam, thiacloprid, acetamiprid, dinetofuran, flubendiamide, rinakipir, cyazipyr, spinosad, spinetoram, emamectin benzoate, fipronil, ethiprol, deltamethrin, β-cyfluthrin, gamma and lambda -cyhalothrin, 4-[[(6chloropyridin-3-yl)methyl](2,2-difluoroethyl)amino]furan-2(5H)-one, spirotetramat, spinodiclofen, triflumuron, flonicamid, thiodicarb, beta-cyfluthrin; soybean fungicides: azoxystrobin, bixaphene, boscalid, carbendazim, chlorothalonil, copper, cyproconazole, difenoconazole, dimoxystrobin, epoxiconazole, fluazinam, fluopyram, fluoxastrobin, flutriafol, fluxapiroxad, isopyrazam, iprodione, isothianil, mancozeb, maneb, metconazole, methominoclotan, penthiopyrad, picoxystrobin, propiconazole, propineb, prothioconazole, pyraclostrobin, tebuconazole, tetraconazole, thiophanate-methyl, trifloxystrobin; sugar beet herbicides: chloridazone, desmedifam, etofumezat, phenmedifam, triallat, clopyralid, fluazifop, lenacil, metamitron, quinmerac, cycloxidim, triflusulfuron, tepraloxydim, chizalofop; sugar beet insecticides: imidacloprid, clothianidin, thiamethoxam, thiacloprid, acetamiprid, dinetofuran, deltamethrin, β-cyfluthrin, gamma/lambda-cyhalothrin, 4[[(6-chloropyridin-3-yl)methyl](2,2-difluoroethyl) amino]furan-2(5H)-one, tefluthrin, rinaxipyr, cyaxipyr, fipronil, carbofuran; herbicides for canola: clopyralid, diclofop, fluazifop, glufosinate, glyphosate, metazachlor, trifluralin etametsulfuron, quinmerac, quizalofop, Clethodim, tepraloxydim; canola fungicides: azoxystrobin, bixaphene, boscalid, carbendazim, cyproconazole, difenoconazole, dimoxystrobin, epoxiconazole, fluazinam, fluopyram, fluoxastrobin, flusilazole, fluxapiroxad, iprodione, isopyrazam, mepiquat chloride, metconazole, methominostrobin, piclobyratazole, prochlorazstrobutrazol, pentiopyrabutrazol. , prothioconazole, pyraclostrobin, tebuconazole, thiophanate-methyl, trifloxystrobin, vinclozolin; canola insecticides: carbofuran, thiacloprid, deltamethrin, imidacloprid, clothianidin, thiamethoxam, acetamiprid, dinetofuran, B-cyfluthrin, gamma- and lambda-cyhalothrin, tau-fluvaleriate, ethiprole, spinosad, spinetoram, flubendiamide, rinaxipir, cyazipyr, 4[[(6 -chloropyridin-3-yl)methyl](2,2-difluoroethyl)amino]furan-2(5H)-one.
Следующие примеры предложены с целью иллюстрации, а не с целью ограничения.The following examples are offered by way of illustration and not by way of limitation.
Экспериментальные примерыExperimental examples
Пример 1. Обнаружение новых генов, определяющих пестицидную активность, у Bacillus thuringiensis.Example 1. Discovery of new genes that determine pesticidal activity in Bacillus thuringiensis.
Новые пестицидные гены были идентифицированы из бактериальных штаммов АТХ47307 и АТХ56002, используя следующие этапы.New pesticide genes were identified from bacterial strains ATX47307 and ATX56002 using the following steps.
Получение всей ДНК из штамма. Общая ДНК содержит как геномную ДНК, так и внехромосомную ДНК. Внехромосомная ДНК содержит смесь некоторых или всех из следующего: плазмиды различного размера; фаговые хромосомы; другие неохарактеризованные внехромосомные молекулы.Obtaining all DNA from a strain. Total DNA contains both genomic DNA and extrachromosomal DNA. Extrachromosomal DNA contains a mixture of some or all of the following: plasmids of various sizes; phage chromosomes; other uncharacterized extrachromosomal molecules.
Секвенирование ДНК. Общую ДНК секвенируют с помощью способов секвенирования следующего поколения.DNA sequencing. The total DNA is sequenced using next generation sequencing methods.
Идентификация предполагаемых генов токсина посредством анализов гомологии и/или других вычислительных анализов.Identification of putative toxin genes by homology and/or other computational analyses.
Получение окончательной уточненной последовательности представляющего интерес гена по одной из нескольких стратегий ПЦР или клонирования (например, TAIL-PCR), если необходимо.Obtain the final refined sequence of the gene of interest by one of several PCR or cloning strategies (eg, TAIL-PCR), if necessary.
- 20 042693- 20 042693
Таблица 1Table 1
Новый ген, идентифицированный у штамма АТХ47307New gene identified in strain ATX47307
Axmi477.2 и Axmi477.3 представляют собой белки, кодируемые из нижележащего относительно Axmi477 участка начала трансляции.Axmi477.2 and Axmi477.3 are proteins encoded from downstream of Axmi477 the translation start site.
Таблица 2table 2
Новый ген, идентифицированный у штамма АТХ47307New gene identified in strain ATX47307
Axmi482.2, Axmi482.3 и Axmi482.4 представляют собой белки, кодируемые из нижележащего относительно Axmi482 участка начала трансляции.Axmi482.2, Axmi482.3 and Axmi482.4 are proteins encoded from downstream of Axmi482 the translation start region.
Таблица 3Table 3
Новый ген, идентифицированный у штамма АТХ65002New gene identified in strain ATX65002
Axmi486.2, Axmi486.3, Axmi486.4 и Axmi486.5 представляют собой белки, кодируемые из нижележащего относительно Axmi486 участка начала трансляции.Axmi486.2, Axmi486.3, Axmi486.4 and Axmi486.5 are proteins encoded from downstream of Axmi486 the translation start site.
Таблица 4Table 4
Новый ген, идентифицированный у штамма АТХ65002New gene identified in strain ATX65002
Axmi525.2, Axmi525.3, Axmi525.4, Axmi525.5, Axmi525.6 и Axmi525.7 представляют собой белки, кодируемые из нижележащего относительно Axmi525 участка начала трансляции.Axmi525.2, Axmi525.3, Axmi525.4, Axmi525.5, Axmi525.6 and Axmi525.7 are proteins encoded from the downstream Axmi525 translation start region.
Пример 2. Анализы пестицидной активности.Example 2 Pesticide Activity Assays.
Нуклеотидные последовательности согласно настоящему изобретению можно исследовать в отношении их способности вырабатывать пестицидные белки. Способность пестицидного белка действовать на вредителя в качестве пестицида часто анализируют с помощью ряда методов. Один метод, хорошо известный в данной области техники, заключается в осуществлении анализа со скармливанием. В ходе такого анализа со скармливанием вредителя подвергают воздействию образца, содержащего либо соединения, которые необходимо исследовать, либо контрольные образцы. Часто его осуществляют при помещении материала, который необходимо исследовать, или подходящего раствора такого материала на материал, который вредитель будет поглощать, как например, искусственная питательная среда. Материал, который необходимо исследовать, может состоять из жидкости, твердого вещества или взвеси. Материал, который необходимо исследовать, можно поместить на поверхность и затем дать ему возможность высохнуть. В качестве альтернативы, материал, который необходимо исследовать, можно смешать с рас- 21 042693 плавленной искусственной питательной средой и затем распределить в камере для анализа. Камерой для анализа может быть, например, чашка, тарелка или лунка микротитровального планшета.The nucleotide sequences of the present invention can be tested for their ability to produce pesticidal proteins. The ability of a pesticidal protein to act as a pesticide on a pest is often analyzed using a number of methods. One method well known in the art is to perform a fed assay. In this feeding assay, the pest is exposed to a sample containing either the compounds to be tested or control samples. This is often done by placing the material to be tested, or a suitable solution of such material, on a material that the pest will ingest, such as an artificial breeding ground. The material to be examined may be liquid, solid, or slurry. The material to be examined can be placed on the surface and then allowed to dry. Alternatively, the material to be tested can be mixed with molten artificial culture medium and then distributed in the analysis chamber. The assay chamber may be, for example, a cup, plate, or well of a microtiter plate.
Анализы с сосущими вредителямий (например, тлей) могут включать отделение тестируемого материала от насекомого перегородкой, в идеальном случае секцией, которую сосущее насекомое может проколоть частями сосущего ротового аппарата, чтобы обеспечить поглощение исследуемого материала. Часто исследуемый материал смешивают со стимулятором поедания, таким как сахароза, чтобы способствовать поглощению исследуемого соединения.Assays with sucking pests (eg, aphids) may involve separating the test material from the insect with a septum, ideally a section that the sucking insect can pierce with parts of the sucking mouthparts to allow absorption of the test material. Often, the test material is mixed with a feeding stimulant such as sucrose to promote absorption of the test compound.
Другие типы анализов могут включать микроинъекцию исследуемого материала в ротовую полость или кишечник вредителя, а также разработку трансгенных растений с последующим исследованием способности вредителя питаться на трансгенном растении. Исследование растений может включать изоляцию частей растений, которые обычно потребляются, например, в небольшие камеры, прикрепленные к листу, или изоляцию целых растений в камерах, в которых содержаться насекомые.Other types of assays may include microinjection of test material into the mouth or gut of the pest, as well as development of transgenic plants and then testing the pest's ability to feed on the transgenic plant. Plant research may involve isolating parts of plants that are normally consumed, for example, in small chambers attached to a leaf, or isolating whole plants in chambers that contain insects.
Другие способы и подходы для оценки вредителей известны в данной области техники и могут быть найдены, например, у Robertson and Preisler, eds. (1992) Pesticide bioassays with arthropods CRC, Boca Raton, FL. В качестве альтернативы, анализы обычно описаны в журналах Arthropod Management Tests и Journal of Economic Entomology или их обсуждают с членами Энтомологического общества Америки (ESA).Other methods and approaches for assessing pests are known in the art and can be found in, for example, Robertson and Preisler, eds. (1992) Pesticide bioassays with arthropods CRC, Boca Raton, FL. Alternatively, the assays are usually described in the Arthropod Management Tests and Journal of Economic Entomology, or discussed with members of the Entomological Society of America (ESA).
В некоторых вариантах осуществления участки ДНК, кодирующие участок токсина в пестицидных белках, раскрытых в данном документе, клонируют в вектор экспрессии pMAL-C4x E. coli за геном malE, кодирующим мальтоза-связывающий белок (МВР). Эти слияния внутри рамки приводят в результате к экспрессии гибридных белков MBP-Axmi в Е. coli.In some embodiments, DNA regions encoding a toxin region in the pesticide proteins disclosed herein are cloned into the E. coli pMAL-C4x expression vector behind the malE gene encoding a maltose binding protein (MBP). These in-frame fusions result in the expression of MBP-Axmi fusion proteins in E. coli.
Для экспрессии в Е. coli BL21*DE3 трансформируют отдельными плазмидами. Отдельные колонии инокулируют в среду Лурия-Бертани, дополненную карбенициллином и глюкозой, и выращивают в течение ночи при 37°С. На следующие сутки свежую среду инокулируют 1% суточной культуры и выращивают при 37°С до логарифмической фазы роста. Затем культуры индуцируют 0,3 мМ IPTG в течение ночи при 20°С. Каждый осадок клеток суспендируют в 20 мМ буфере Tris-Cl, pH 7,4+200 мМ NaCl+1 мМ DTT + ингибиторы протеаз и разрушают ультразвуком. Для подтверждения экспрессии гибридных белков можно применять анализ с помощью SDS-PAGE.For expression in E. coli, BL21*DE3 is transformed with separate plasmids. Individual colonies are inoculated into Luria-Bertani medium supplemented with carbenicillin and glucose and grown overnight at 37°C. The following day, fresh medium is inoculated with 1% daily culture and grown at 37° C. to a logarithmic growth phase. Cultures are then induced with 0.3 mM IPTG overnight at 20°C. Each cell pellet is suspended in 20 mM Tris-Cl buffer, pH 7.4 + 200 mM NaCl + 1 mM DTT + protease inhibitors and sonicated. SDS-PAGE analysis can be used to confirm the expression of fusion proteins.
Все бесклеточные экстракты затем прогоняют через колонку с амилозой, присоединенную к хроматографу для жидкостной экспресс-хроматографии белков (FPLC) для аффинной очистки гибридных белков MBP-axmi. Связавшиеся гибридные белки элюируют из смолы с помощью 10 мМ раствора мальтозы. Очищенные гибридные белки затем расщепляют либо фактором Ха, либо трипсином для удаления аминоконцевой МВР-метки с белка Axmi. Расщепление и растворимость белков можно определить с помощью SDS-PAGE.All cell-free extracts are then run through an amylose column attached to a rapid protein liquid chromatography (FPLC) chromatograph for affinity purification of the MBP-axmi fusion proteins. The bound fusion proteins are eluted from the resin with a 10 mM maltose solution. The purified fusion proteins are then digested with either factor Xa or trypsin to remove the amino-terminal MBP tag from the Axmi protein. Protein digestion and solubility can be determined using SDS-PAGE.
Пример 3. Экспрессия и очистка.Example 3 Expression and purification.
Усеченные варианты Axmi477 (который изложен в данном документе как SEQ ID NO: 8), Axmi482 (который изложен в данном документе как SEQ ID NO: 13), Axmi486 (который изложен в данном документе как SEQ ID NO: 16) и Axmi525 (который изложен в данном документе как SEQ ID NO: 26) экспрессировали и анализировали в отношении биологической активности. Гены амплифицировали с помощью ПЦР из их соответствующих штаммов, используя полимеразу слитой ДНК HERCULASE® II с праймерами со встроенными AscI линкерами в 3'-конце. Амплифицированный ПЦР-продукт расщепляли с помощью AscI и лигировали в вектор рМа1С4Х. Клонирования подтверждали путем секвенирования и трансформировали в компетентные клетки В121. Каждую отдельную колонию инокулировали в среду Лурия-Бертани, и выращивали при 37°С до log-фазы, и индуцировали 0,5 мМ IPTG при 20°С в течение 18 ч. Очищенный белок расщепляли с помощью фактора Ха при соотношении 1:50 при комнатной температуре в течение ночи. Очищенный белок подвергли анализу биологической активности против отобранных насекомых-вредителей согласно стандартному протоколу. Результаты приведены в табл. 5-8.Truncated versions of Axmi477 (which is described herein as SEQ ID NO: 8), Axmi482 (which is described herein as SEQ ID NO: 13), Axmi486 (which is described herein as SEQ ID NO: 16), and Axmi525 (which is set forth herein as SEQ ID NO: 26) were expressed and analyzed for biological activity. The genes were amplified by PCR from their respective strains using HERCULASE® II fused DNA polymerase with primers inserted with AscI linkers at the 3' end. The amplified PCR product was digested with AscI and ligated into the pMa1C4X vector. Clonings were confirmed by sequencing and transformed into competent B121 cells. Each individual colony was inoculated into Luria-Bertani medium and grown at 37°C to log-phase and induced with 0.5 mM IPTG at 20°C for 18 hours. The purified protein was digested with factor Xa at a ratio of 1:50 at room temperature overnight. The purified protein was subjected to a biological activity assay against selected insect pests according to a standard protocol. The results are shown in table. 5-8.
- 22 042693- 22 042693
Таблица 5Table 5
Показатели смертности и задержки роста для Axmi477Mortality and stunting rates for Axmi477
Таблица 8Table 8
Показатели смертности и задержки роста для Axmi525Mortality and stunting rates for Axmi525
Показатель задержки роста:Stunting Index:
- активность отсутствует;- there is no activity;
- неоднородная задержка роста;- heterogeneous growth retardation;
- незначительная задержка роста;- slight growth retardation;
- сильная задержка роста;- severe growth retardation;
- резкая задержка роста.- a sharp growth retardation.
П ример 4. Vectoring of Genes for Plant Expression.Example 4. Vectoring of Genes for Plant Expression.
Кодирующие участки согласно настоящему изобретению соединяют с соответствующими последовательностями промоторов и терминаторов для экспрессии в растениях. Такие последовательности хорошо известны из уровня техники и могут включать актиновый промотор риса или убиквитиновый промотор маиса для экспрессии в однодольных растениях, промотор UBQ3 Arabidopsis или промотор CaMVThe coding regions of the present invention are linked to appropriate promoter and terminator sequences for expression in plants. Such sequences are well known in the art and may include the rice actin promoter or maize ubiquitin promoter for expression in monocots, the Arabidopsis UBQ3 promoter, or the CaMV promoter.
- 23 042693- 23 042693
35S для экспрессии в двудольных растениях и терминаторы nos или PinII. Методики получения и подтверждения конструктов промотор - ген - терминатор также хорошо известны из уровня техники.35S for expression in dicots and nos or PinII terminators. Methods for obtaining and validating promoter-gene-terminator constructs are also well known in the art.
В одном аспекте настоящего изобретения конструируют и создают синтетические последовательности ДНК. Эти синтетические последовательности имеют измененную нуклеотидную последовательность в сравнении с исходной последовательностью, но кодируют белки, которые, по существу, идентичны исходной последовательности.In one aspect of the present invention, synthetic DNA sequences are designed and created. These synthetic sequences have an altered nucleotide sequence from the original sequence but encode proteins that are substantially identical to the original sequence.
В другом аспекте настоящего изобретения конструируют модифицированные варианты синтетических генов таким образом, чтобы полученный в результате пептид был нацелен на органеллу растения, такую как эндоплазматический ретикулум или апопласт. Из уровня техники известны последовательности пептидов, которые, как известно, приводят к нацеливанию гибридных белков на органеллу растения. Например, из уровня техники известно, что N-концевой участок белка, кодируемого геном кислой фосфатазы белого люпина Lupinus albus (GENBANK® ID GI: 14276838, Miller et al. (2001) Plant Physiology 127: 594-606), приводит к нацеливанию гетерологичных белков на эндоплазматический ретикулум. Если полученный в результате гибридный белок также содержит на С-конце последовательность для удержания в эндоплазматическом ретикулуме, содержащую с N-конца пептида лизин-аспарагиновую кислотуглутаминовую кислоту-лейцин (т.е. мотив KDEL, SEQ ID NO: 27), то гибридный белок будет нацелен на эндоплазматический ретикулум. Если в гибридном белке на С-конце отсутствует последовательность, нацеливающая на эндоплазматический ретикулум, белок будет нацелен на эндоплазматический ретикулум, но в конечном итоге будет связан в апопласте.In another aspect of the present invention, modified synthetic gene variants are designed such that the resulting peptide is targeted to a plant organelle, such as the endoplasmic reticulum or apoplast. Peptide sequences are known in the art which are known to result in targeting of fusion proteins to the plant organelle. For example, it is known in the art that the N-terminal region of the protein encoded by the acid phosphatase gene of the white lupine Lupinus albus (GENBANK® ID GI: 14276838, Miller et al. (2001) Plant Physiology 127: 594-606) leads to the targeting of heterologous proteins on the endoplasmic reticulum. If the resulting fusion protein also contains at the C-terminus an endoplasmic reticulum retention sequence containing lysine-aspartic acid-glutamic acid-leucine at the N-terminus of the peptide (i.e., KDEL motif, SEQ ID NO: 27), then the fusion protein will target the endoplasmic reticulum. If the fusion protein lacks an endoplasmic reticulum-targeting sequence at the C-terminus, the protein will target the endoplasmic reticulum but will eventually be bound in the apoplast.
Таким образом, данный ген кодирует гибридный белок, который содержит на N-конце тридцать одну аминокислоту из гена кислой фосфатазы белого люпина Lupinus albus (GENBANK® ID GI:14276838, Miller et al, 2001, см. выше), слитую с N-концом аминокислотной последовательности настоящего изобретения, а также последовательность KDEL (SEQ ID NO: 27) на С-конце. Таким образом, предполагается, что полученный в результате белок нацелен на эндоплазматический ретикулум растения при экспрессии в растительной клетке.Thus, this gene encodes a fusion protein that contains at the N-terminus thirty-one amino acids from the acid phosphatase gene of the white lupine Lupinus albus (GENBANK® ID GI: 14276838, Miller et al, 2001, see above), fused to the N-terminus amino acid sequence of the present invention, as well as the KDEL sequence (SEQ ID NO: 27) at the C-terminus. Thus, the resulting protein is expected to target the plant endoplasmic reticulum when expressed in the plant cell.
Кассеты для экспрессии в растениях, описанные выше, объединяют с подходящим для растения селектируемым маркером, чтобы облегчить отбор трансформированных клеток и тканей, и лигируют в векторы для трансформации растений. Они могут включать бинарные векторы для опосредованной Agrobacterium трансформации или простые плазмидные векторы для трансформации с использованием аэрозоля или биолистической трансформации.The plant expression cassettes described above are combined with a suitable plant selectable marker to facilitate selection of transformed cells and tissues and ligated into plant transformation vectors. These may include binary vectors for Agrobacterium mediated transformation or simple plasmid vectors for aerosol or biolistic transformation.
Пример 5. Трансформация клеток маиса генами пестицидного белка, описанными в данном документе.Example 5 Transformation of maize cells with the pesticidal protein genes described herein.
Початки маиса лучше всего собирать через 8-12 суток после опыления. Зародыши выделяют из початков и при трансформации предпочтительно применяют зародыши размером 0,8-1,5 мм. Зародыши высаживают щитком вверх в подходящую среду для инкубации, такую как среда DN62A5S (3,98 г/л солей N6; 1 мл/л (1000х маточного раствора), витамины N6; 800 мг/л L-аспарагина; 100 мг/л миоинозита; 1,4 г/л L-пролина; 100 мг/л казаминовых кислот; 50 г/л сахарозы; 1 мл/л (маточного раствора с концентрацией 1 мг/мл) 2,4-D). Тем не менее, подходят среды и соли, отличные от DN62A5S и известные из уровня техники. Зародыши инкубируют в течение ночи при 25°С в темноте. Тем не менее, инкубация зародышей в течение ночи как таковая не является необходимой.Maize cobs are best harvested 8-12 days after pollination. Embryos are isolated from cobs and embryos 0.8-1.5 mm in size are preferably used for transformation. Embryos are plated upside down in a suitable incubation medium such as DN62A5S medium (3.98 g/l N6 salts; 1 ml/l (1000x stock solution), vitamins N6; 800 mg/l L-asparagine; 100 mg/l myoinositol ; 1.4 g/l L-proline; 100 mg/l casamino acids; 50 g/l sucrose; 1 ml/l (1 mg/ml stock solution) 2,4-D). However, media and salts other than DN62A5S and known in the art are suitable. Embryos are incubated overnight at 25° C. in the dark. However, overnight incubation of embryos is not necessary as such.
Полученные в результате эксплантаты переносят в ячейки сетки (30-40 на чашку), переносят на осмотическую среду примерно на 30-45 мин, затем переносят на чашку для воздействия пучка (см., например, РСТ публикацию № WO/0138514 и патент США № 5240842).The resulting explants are transferred to grid cells (30-40 per dish), transferred to an osmotic medium for about 30-45 minutes, then transferred to a beam exposure dish (see, for example, PCT Publication No. WO/0138514 and US Patent No. 5240842).
ДНК-конструкты, сконструированные для экспрессии генов согласно настоящему изобретению в растительных клетках, попадают за счет ускорения в растительную ткань с применением ускорителя на основе пучка аэрозоля, с применением условий, которые, по существу, описаны в РСТ публикации № WO/0138514. После воздействия пучка зародыши инкубируют в течение примерно 30 мин на осмотической среде и помещают в инкубационную среду на ночь при 25°С в темноте. Во избежание излишнего повреждения эксплантов, подвергнутых воздействию пучка, их инкубируют в течение по меньшей мере 24 ч до переноса в среду для восстановления. Зародыши затем распределяют в среде на период восстановления длительностью примерно 5 суток при 25°С в темноте, затем переносят на селективную среду. Эксплантаты инкубируют в селективной среде в течение периода длительностью до восьми недель в зависимости от природы и характеристик конкретного используемого метода отбора. После периода отбора полученный в результате каллюс переносят на среду для созревания зародышей и культивируют до тех пор, пока не наблюдается образование зрелых соматических зародышей. Полученные в результате зрелые соматические зародыши затем помещают в условия с низким уровнем освещенности и инициируют процесс регенерации с помощью способов, известных из уровня техники. Полученным в результате побегам дают возможность укорениться на среде для укоренения, а полученные в результате растения переносят в горшки для рассады и размножают как трансгенные растения.DNA constructs designed to express the genes of the present invention in plant cells are accelerated into plant tissue using an aerosol beam accelerator using conditions essentially as described in PCT Publication No. WO/0138514. After exposure to the beam, the embryos are incubated for about 30 min on osmotic medium and placed in the incubation medium overnight at 25° C. in the dark. To avoid unnecessary damage to beam-exposed explants, they are incubated for at least 24 hours before being transferred to recovery medium. The embryos are then distributed in the medium for a recovery period of approximately 5 days at 25° C. in the dark, then transferred to a selective medium. The explants are incubated in the selective medium for up to eight weeks, depending on the nature and characteristics of the particular selection method used. After a selection period, the resulting callus is transferred to embryo maturation medium and cultured until mature somatic embryo formation is observed. The resulting mature somatic embryos are then placed in low light conditions and the regeneration process is initiated using methods known in the art. The resulting shoots are allowed to root on the rooting medium and the resulting plants are transferred to seedling pots and propagated as transgenic plants.
--
Claims (29)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US61/913,911 | 2013-12-09 | ||
US61/913,905 | 2013-12-09 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA042693B1 true EA042693B1 (en) | 2023-03-15 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2361307B1 (en) | Pesticidal genes from Brevibacillus and methods for their use | |
US20130117884A1 (en) | Axmi-001, axmi-002, axmi-030, axmi-035, and axmi-045: toxin genes and methods for their use | |
US9321814B2 (en) | AXMI238 toxin gene and methods for its use | |
US11767350B2 (en) | AXMI477, AXMI482, AXMI486 and AXMI525 toxin genes and methods for their use | |
US20140245491A1 (en) | Axmi218, axmi219, axmi220, axmi226, axmi227, axmi228, axmi229, axmi230 and axmi231 delta-endotoxin genes and methods for their use | |
AU2010278843A1 (en) | Axmi-192 family of pesticidal genes and methods for their use | |
CA2844355A1 (en) | Pesticidal gene with pesticidal activity against western corn rootworm and method for its use | |
CA2753918A1 (en) | Methods and compositions for controlling plant pests | |
US9695440B2 (en) | AXMI232, AXMI233, and AXMI249 toxin genes and methods for their use | |
US9862967B2 (en) | AXMI281 toxin gene and methods for its use | |
US10221431B2 (en) | AXMI422 toxin gene and methods for its use | |
EP3030572B1 (en) | Axmi440 toxin gene and methods for its use | |
US10851387B1 (en) | AXMI253 and AXMI254 toxin genes and methods for their use | |
EP2726617B1 (en) | Axmi277 nematode toxin and methods for its use | |
EA042693B1 (en) | AXMI477, AXMI482, AXMI486 AND AXMI525 TOXIN GENES AND METHODS OF THEIR APPLICATION |