EP1069818A1 - Seeds and plants whereof the germinating capacity is destroyed by total or partial lack of at least one energy reserve indispensable to germination - Google Patents

Seeds and plants whereof the germinating capacity is destroyed by total or partial lack of at least one energy reserve indispensable to germination

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EP1069818A1
EP1069818A1 EP99911897A EP99911897A EP1069818A1 EP 1069818 A1 EP1069818 A1 EP 1069818A1 EP 99911897 A EP99911897 A EP 99911897A EP 99911897 A EP99911897 A EP 99911897A EP 1069818 A1 EP1069818 A1 EP 1069818A1
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EP
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germination
seeds
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energy reserve
seed
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Withdrawn
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EP99911897A
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Inventor
Philippe Bournat
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Groupe Limagrain Holding SA
Original Assignee
Groupe Limagrain Holding SA
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8261Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
    • C12N15/8262Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield involving plant development

Abstract

The invention concerns seeds and plants whereof the germinating capacity is destroyed by total or partial lack of at least one energy reserve indispensable to germination, wherein the destruction of germinating capacity is ensured by an enzyme present in the seed to an extent enabling said energy reserve to be quickly consumed.

Description

SEMENCES ET PLANTES DONT LE POUVOIR GERMINATIF EST DÉTRUIT PAR L'ABSENCE TOTALE OU PARTIELLE D'AU MOINS UNE RÉSERVE ÉNERGÉTIQUE INDISPENSABLE À LA GERMINATION. SEEDS AND PLANTS OF WHICH THE GERMINATING POWER IS DESTROYED BY THE TOTAL OR PARTIAL ABSENCE OF AT LEAST ONE ENERGY RESERVE ESSENTIAL TO GERMINATION.
La présente invention concerne un procédé pour détruire le pouvoir germinatif d'une semence de plante par l'introduction, dans ladite semence, d'une séquence d'acide nucléique codant pour une enzyme apte à métaboliser rapidement une réserve énergétique indispensable à la germination de ladite semence.The present invention relates to a method for destroying the germinative power of a plant seed by the introduction, into said seed, of a nucleic acid sequence coding for an enzyme capable of rapidly metabolizing an energy reserve essential for the germination of said seed.
L'invention est fondée sur le fait qu'il peut arriver lorsque 1 ' on réalise une culture en plein champ, qu'une quantité non négligeable de semences nouvellement formées tombe sur le sol au cours de la culture et/ou de la récolte. Ces semences disséminées involontairement seront aptes à germer et à se multiplier dès que les conditions climatiques s'y prêteront . Le contrôle de la non-multiplication des plantes résultant de cette dissémination impose un suivi contraignant des parcelles cultivées, consistant par exemple en un traitement par des herbicides, une rotation des cultures, parfois pendant plusieurs années pour certaines plantes comme le colza, dont les graines peuvent survivre une dizaine d'années.The invention is based on the fact that it can happen when cultivating in the open field that a non-negligible quantity of newly formed seeds falls on the ground during cultivation and / or harvesting. These seeds, involuntarily disseminated, will be able to germinate and multiply as soon as the climatic conditions are suitable. Controlling the non-multiplication of plants resulting from this dissemination requires binding monitoring of cultivated plots, consisting for example of a treatment with herbicides, a crop rotation, sometimes for several years for certain plants such as rapeseed, whose seeds can survive a decade.
La présente invention vise précisément à détruire le pouvoir germinatif des semences restées au champ afin d'empêcher leur multiplication sans recourir à l'emploi d'une substance toxique.The present invention aims precisely to destroy the germinative power of seeds remaining in the field in order to prevent their multiplication without resorting to the use of a toxic substance.
Ce but est atteint grâce à la présence dans les semences d ' enzymes aptes à brûler rapidement leur réserve énergétique avant que ne soit initiée la germination. Par rapidement, on entend que les réserves énergétiques sont brûlées dans un délai compris entre environ 4 semaines et environ 12 semaines . Cette modification confère aux semences de 1 ' invention un désavantage très net qui limite considérablement, voir interdit, leur multiplication involontaire. En effet, lorsque les conditions climatiques adaptées à la germination surviendront, les semences modifiées selon l'invention ne disposeront plus de l'énergie nécessaire à leur germination et seront donc incapables de se multiplier.This goal is achieved thanks to the presence in the seeds of enzymes capable of rapidly burning their energy reserve before germination is initiated. By rapidly, it is meant that the energy reserves are burned within a period of between approximately 4 weeks and approximately 12 weeks. This modification gives the seeds of the invention a very clear disadvantage which considerably limits, or even prohibits, their involuntary multiplication. In fact, when the climatic conditions suitable for germination occur, the seeds modified according to the invention will no longer have the energy necessary for their germination and will therefore be unable to multiply.
Si par contre, la semence est stockée, dès la récolte, dans des conditions contrôlées et régulières, l'activité enzymatique introduite sera inhibée et la semence conservera son pouvoir germinatif et pourra être multipliée.If, on the other hand, the semen is stored, from harvest, under controlled and regular conditions, the enzymatic activity introduced will be inhibited and the semen will retain its germinative power and may be multiplied.
Les réserves énergétiques indispensables à la germination d'une semence sont, le plus souvent, sous forme de lipide ou d'amidon. Les conditions normales, aptes à permettre la germination, sont caractérisées par une humidité, une oxygénation et une température suffisante, selon l'espèce concernée. Par exemple, une température suffisante pour le colza et le tabac est de l'ordre de 4°C à 10°C.The energy reserves essential for the germination of a seed are, most often, in the form of lipid or starch. Normal conditions, suitable for allowing germination, are characterized by sufficient humidity, oxygenation and temperature, depending on the species concerned. For example, a sufficient temperature for rapeseed and tobacco is around 4 ° C to 10 ° C.
L'invention a donc pour objet des semences de plante dont le pouvoir germinatif est détruit par l'absence totale ou partielle d'au moins une réserve énergétique indispensable à la germination, dans laquelle la destruction du pouvoir germinatif est conférée par une enzyme présente dans la semence à un niveau permettant la consommation rapide de ladite réserve énergétique. On entend par cela que l'enzyme est exprimée dans la plante avec un taux d'expression d'au moins 0,3% par rapport au total des protéines exprimées dans la plante.The subject of the invention is therefore plant seeds whose germinative power is destroyed by the total or partial absence of at least one energy reserve essential for germination, in which the destruction of the germinative power is imparted by an enzyme present in the seed at a level allowing the rapid consumption of said energy reserve. By this is meant that the enzyme is expressed in the plant with an expression rate of at least 0.3% relative to the total of the proteins expressed in the plant.
' invention concerne donc tout particulièrement des semences et plantes transgéniques dont le pouvoir de germination est détruit par l'absence totale ou partielle d'au moins une réserve énergétique indispensable à la germination.therefore the invention particularly relates to transgenic seeds and plants whose germination power is destroyed by the total or partial absence of at least one energy reserve essential for germination.
Un premier mode de réalisation d'une semence de 1 ' invention est une semence transgénique qui contient au moins un gène hétérologue codant pour une enzyme qui confère la destruction du pouvoir germinatif de ladite semence par consommation rapide d'au moins une réserve énergétique indispensable à la germination. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à une semence transgénique qui contient au moins un gène hétérologue codant pour une enzyme responsable de la consommation d'une réserve énergétique indispensable à la germination. Une telle semence transgénique contient dans ses cellules au moins un gène chimère comprenant successivement :A first embodiment of a seed of the invention is a transgenic seed which contains at least one heterologous gene coding for an enzyme which confers the destruction of the germinative power of said seed by rapid consumption of at least one energy reserve essential for germination. More particularly, the invention relates to a transgenic seed which contains at least one heterologous gene coding for an enzyme responsible for the consumption of an energy reserve essential for germination. Such a transgenic seed contains in its cells at least one chimeric gene successively comprising:
- un promoteur, par exemple le promoteur constitutif double 35S ou plus particulièrement un promoteur semence spécifique,a promoter, for example the double 35S constitutive promoter or more particularly a specific seed promoter,
- éventuellement une séquence codant pour un peptide signal,- optionally a sequence coding for a signal peptide,
- un gène codant pour une enzyme choisie dans le groupe des lipases, des protéases, des amylases, dont l'action sur le métabolisme de la semence est identique à celle des enzymes de la germination,- a gene coding for an enzyme chosen from the group of lipases, proteases, amylases, the action of which on the metabolism of the seed is identical to that of the enzymes of germination,
- une séquence de terminaison.- a termination sequence.
Le promoteur est avantageusement choisi parmi :The promoter is advantageously chosen from:
- Le promoteur double 35S du virus de la mosaïque du chou fleur, ou encore d'autres promoteurs d ' origine virale généralement reconnus comme tel par 1 ' homme du métier . - Le promoteur pCRU du gène de la cruciférine de radis permettant l'expression de protéines ou polypeptides uniquement dans les semences ou dans les graines (Depigny-This et al . , : Plant Mol. Biol. , 20, 467-479, 1992) .- The double promoter 35S of the cauliflower mosaic virus, or other promoters of viral origin generally recognized as such by one skilled in the art. - The pCRU promoter of the radish cruciferin gene allowing the expression of proteins or polypeptides only in seeds or in the seeds (Depigny-This et al., : Plant Mol. Biol., 20, 467-479, 1992).
Les promoteurs pGEAl et pGEAβ correspondant à la région 5 ' non codante des gènes de la protéine de réserve de graines, GEAI et GEA6, d' Arabidopsis thaliana permettant une expression spécifique dans les graines (Gaubier et al., Mol. Gen. Genêt., 238, 409-418, 1993).The pGEAl and pGEAβ promoters corresponding to the 5 'non-coding region of the genes of the seed reserve protein, GEAI and GEA6, of Arabidopsis thaliana allowing specific expression in the seeds (Gaubier et al., Mol. Gen. Genêt. , 238, 409-418, 1993).
La séquence codant pour un peptide signal est avantageusement choisie parmi :The sequence coding for a signal peptide is advantageously chosen from:
La séquence nucléotidique de 69 nucléotides codant pour le prépeptide de 23 acides aminés de la sporamine A chez la patate douce, ce peptide signal permettant 1 ' entrée des polypeptides recombinants dans le système de sécrétion des cellules végétales transformées, principalement dans le reticulum endoplasmique .The nucleotide sequence of 69 nucleotides coding for the prepeptide of 23 amino acids of sporamine A in sweet potatoes, this signal peptide allowing the entry of the recombinant polypeptides into the secretion system of transformed plant cells, mainly in the endoplasmic reticulum.
La séquence nucléotidique de 42 nucléotides codant pour le propetide N-terminal d'adressage vacuolaire de 14 acides aminés de la sporamine A chez la patate douce, permettant 1 ' accumulation de polypeptides recombinants dans les vacuoles des cellules végétales transformées. - La séquence de 111 nucléotides codant pour le prépropetide de 37 acides aminés de la sporamine A constitué de la partie N-terminale vers la partie C- terminale des 23 acides aminés du prépeptide susmentionné suivi par les 14 acides aminés du propetide susmentionné, ce prépropetide permettant l'entrée de polypeptides recombinants dans le système de sécrétion et leur accumulation dans les vacuoles des cellules végétales transformées.The nucleotide sequence of 42 nucleotides coding for the N-terminal propetide for vacuolar addressing of 14 amino acids of sporamine A in sweet potato, allowing the accumulation of recombinant polypeptides in the vacuoles of transformed plant cells. - The sequence of 111 nucleotides coding for the prepropetide of 37 amino acids of sporamine A consisting of the N-terminal part towards the C-terminal part of the 23 amino acids of the aforementioned prepeptide followed by the 14 amino acids of the aforementioned propetide, this prepropetide allowing the entry of recombinant polypeptides into the secretion system and their accumulation in the vacuoles of transformed plant cells.
Les trois séquences ci-dessus sont décrites dans les articles de Murakami et al. (Plant Mol. Biol., 7, 343-355, 1986) et Matsuoka et Nakamura (Pro. Natl . Acad. Sci. USA, 88, 834-838, 1991) . La séquence hétérologue codant pour 1 ' enzyme peut être par exemple celle de la lipase gastrique de chien décrit dans la demande de brevet PCT publiée sous le Numéro WO 96/33277 ou celle de la lipase pancréatique humaine (Lowe et al., J. Biol. Biochem. , 264, 20042- 20048, 1989). L'activité de la lipase dans les semences de plantes selon l'invention entraîne, lorqu ' elle n'est pas arrêtée ou ralentie par les conditions de stockage, une diminution de la teneur en triglycéride sans modification de la composition en acides gras. En effet, l'action de la lipase sur la composition de la graine doit être identique à celles des enzymes de la germination et/ou de la digestion.The three sequences above are described in the articles by Murakami et al. (Plant Mol. Biol., 7, 343-355, 1986) and Matsuoka and Nakamura (Pro. Natl. Acad. Sci. USA, 88, 834-838, 1991). The heterologous sequence coding for the enzyme can be, for example, that of dog gastric lipase described in the PCT patent application published under the number WO 96/33277 or that of human pancreatic lipase (Lowe et al., J. Biol Biochem., 264, 20042-2008, 1989). The activity of lipase in the seeds of plants according to the invention leads, when it is not stopped or slowed down by the storage conditions, a reduction in the triglyceride content without modification of the fatty acid composition. Indeed, the action of lipase on the composition of the seed must be identical to that of the enzymes of germination and / or digestion.
Un deuxième mode de réalisation d'une semence selon l'invention, est une semence transgénique qui contient au moins un gène endogène codant pour une enzyme responsable de la consommation d'une réserve énergétique indispensable à la germination, placé sous le contrôle d'un promoteur choisi parmi ceux permettant la surexpression et 1 ' activation dudit gène avant l'initiation du processus de germination, comme un promoteur semence spécifique plus ou moins précoce.A second embodiment of a seed according to the invention is a transgenic seed which contains at least one endogenous gene coding for an enzyme responsible for the consumption of an energy reserve essential for germination, placed under the control of a promoter chosen from those allowing the overexpression and activation of said gene before the initiation of the germination process, such as a more or less early specific seed promoter.
L'invention concerne aussi un plante transgénique ou partie de cette plante, comme des cellules, caractérisée en ce qu'elle contient :The invention also relates to a transgenic plant or part of this plant, such as cells, characterized in that it contains:
- au moins un gène hétérologue codant pour une enzyme qui confère la destruction du pouvoir germinatif des semences de ladite plante par consommation rapide d'au moins une réserve énergétique indispensable à la germination, comme décrit précédemment, ou - au moins un gène endogène codant pour une enzyme responsable de la consommation d'une réserve énergétique indispensable à la germination, placé sous le contrôle d'un promoteur choisi parmi ceux permettant la surexpression et l'activation dudit gène avant l'initiation du processus de germination. Ces promoteurs peuvent être ceux déjà décrits précédemment. Les semences et plantes ou parties de plantes selon 1 ' invention peuvent en outre contenir un ou plusieurs gènes hétérologues d'intérêt, tels que des gènes capables de conférer à la plante un caractère agronomique ou une résistance à un prédateur ou à un herbicide ou un gène codant pour une protéine d'intérêt pharmaceutique. Ces gènes hétérologues d'intérêt peuvent être introduits dans les semences en même temps ou avant les gènes chimères permettant de détruire le pouvoir germinatif desdites semences conformément à l'invention. Les semences de 1 ' invention sont alors remarquables en ce qu'elles permettent de limiter la dissémination non volontaire de semences portant ces gènes d'intérêt.- at least one heterologous gene coding for an enzyme which confers the destruction of the germinative power of the seeds of said plant by rapid consumption of at least one energy reserve essential for germination, as described above, or - at least one endogenous gene coding for an enzyme responsible for the consumption of an energy reserve essential for germination, placed under the control of a promoter chosen from those allowing the overexpression and activation of said gene before the initiation of the germination process. These promoters can be those already described above. The seeds and plants or parts of plants according to the invention may also contain one or more heterologous genes of interest, such as genes capable of conferring on the plant an agronomic character or a resistance to a predator or to a herbicide or a gene encoding a protein of pharmaceutical interest. These heterologous genes of interest can be introduced into seeds at the same time or before the chimeric genes making it possible to destroy the germinative power of said seeds in accordance with the invention. The seeds of the invention are then remarkable in that they make it possible to limit the involuntary dissemination of seeds carrying these genes of interest.
Les semences et plantes selon 1 ' invention peuvent être des semences et plantes dicotylédones ou monocotylédones , comme celles sélectionnées dans le groupe constitué par les solanacées (tomate, tabac) , les crucifères (colza), les céréales (maïs, blé).The seeds and plants according to the invention can be dicotyledonous or monocotyledonous seeds and plants, such as those selected from the group consisting of nightshades (tomatoes, tobacco), crucifers (rapeseed), cereals (corn, wheat).
Le procédé selon 1 ' invention présente des avantages par rapport aux techniques couplant une stérilité mâle cytoplasmique et un gène d'intérêt. En effet, la destruction du pouvoir germinatif de la semence interdit la multiplication des semences issues des gamètes mâles et femelles. Tandis qu'une stérilité mâle n ' empêche pas 1 ' obtention de semences issues de gamètes femelles. En outre, l'obtention de semences homozygotes pour le gène hétérologue est facile alors qu'elle est complexe dans le cas d'une technique stérilité mâle, car il est nécessaire de disposer d'une technique de restauration de la fertilité. L'invention se rapporte donc également à l'utilisation d'un gène codant pour une enzyme responsable de la consommation d'une réserve énergétique indispensable à la germination pour préparer une plante transgénique dont la germination est contrôlée. Plus particulièrement l'invention concerne l'utilisation d'un gène codant pour une enzyme responsable de la consommation d'une réserve énergétique indispensable à la germination pour préparer une plante transgénique dont le pouvoir germinatif est détruit. On préfère tout particulièrement utiliser selon l'invention, un gène qui code pour une enzyme choisie dans le groupe des lipases, des protéases, des amylases, dont l'action sur le métabolisme de la semence est identique à celle des enzymes de la germination et/ou de la digestion.The method according to the invention has advantages over techniques coupling male cytoplasmic sterility and a gene of interest. Indeed, the destruction of the germinative power of the seed prohibits the multiplication of seeds from male and female gametes. While male sterility does not prevent the obtaining of seeds from female gametes. In addition, obtaining seeds homozygous for the heterologous gene is easy whereas it is complex in the case of a male sterility technique, since it is necessary to have a technique of restoring fertility. The invention therefore also relates to the use of a gene coding for an enzyme responsible for the consumption of an energy reserve essential for germination to prepare a transgenic plant whose germination is controlled. More particularly, the invention relates to the use of a gene coding for an enzyme responsible for the consumption of an energy reserve essential for germination to prepare a transgenic plant whose germinative power is destroyed. It is particularly preferred to use, according to the invention, a gene which codes for an enzyme chosen from the group of lipases, proteases, amylases, the action of which on the metabolism of semen is identical to that of the enzymes of germination and / or digestion.
D ' autres caractéristiques et avantages de 1 ' invention apparaîtront dans la description qui suit se rapportant à la préparation de semences transgéniques de 1 ' invention de tabac et de colza exprimant une lipase hétérologue, et dans laquelle il sera fait référence au dessin en annexe où la figure 1 représente la conservation de semences de colza transgéniques exprimant une lipase sous promoteur semence spécifique.Other characteristics and advantages of the invention will appear in the following description relating to the preparation of transgenic seeds of the invention of tobacco and rapeseed expressing a heterologous lipase, and in which reference will be made to the drawing in the appendix. FIG. 1 represents the conservation of transgenic rapeseed seeds expressing a lipase under a specific seed promoter.
1) Préparation de graines de tabac exprimant la lipase de chien sous le contrôle d'un promoteur constitutif .1) Preparation of tobacco seeds expressing dog lipase under the control of a constitutive promoter.
Le promoteur utilisé est le promoteur double 35S. En amont du gène codant pour la lipase de chien est placée une séquence codant pour un peptide signal de sécrétion.The promoter used is the double 35S promoter. Upstream of the gene coding for dog lipase is placed a sequence coding for a secretory signal peptide.
Les plants de tabac utilisés pour les expériences de transformation {Nicotiana tabacum var. Xanthi NC et PBD6) sont cultivés in vitro sur le milieu de base de Murashige et Skoog (1962) additionné des vitamines de Gamborg et al. (1968, Sigma référence M0404) de saccharose à 20g/l et d'agar (Merk) à 8 g/1 . Le pH du milieu est ajusté à 5,8 avec une solution de potasse avant autoclavage à 120°C pendant 20 min. Les plantules de tabac sont repiquées par bouture des entre- noeuds tous les 30 jours sur ce milieu de multiplication MS20.Tobacco plants used for processing experiments {Nicotiana tabacum var. Xanthi NC and PBD6) are cultured in vitro on the basic medium of Murashige and Skoog (1962) supplemented with vitamins from Gamborg et al. (1968, Sigma reference M0404) sucrose at 20 g / l and agar (Merk) at 8 g / 1. The pH of the medium is adjusted to 5.8 with a potassium hydroxide solution before autoclaving at 120 ° C for 20 min. Tobacco seedlings are transplanted by cutting internodes every 30 days on this MS20 multiplication medium.
Toutes les cultures in vi tro sont réalisées en enceinte climatisée, dans les conditions définies ci- dessous : - intensité lumineuse de 30μE. πT^.S--1; photopériode de 16h;All in vitro cultures are carried out in an air-conditioned enclosure, under the conditions defined below: - light intensity of 30 μE. πT ^ .S-- 1 ; 4 p.m. photoperiod;
- thermopériode de 26°C le jour, 24°C la nuit .- thermoperiod of 26 ° C during the day, 24 ° C at night.
La technique de transformation utilisée est dérivée de celle de Horsch et al. (Science, 227, 1229- 1231, 1985) .The transformation technique used is derived from that of Horsch et al. (Science, 227, 1229-1231, 1985).
Une préculture d ' Agrobactérium tumefaciens souche LBA4404 contenant les plasmides pBIOC29 ou pBIOC26 ou pBI0C25 est réalisée durant 48h à 28°C sous agitation, dans du milieu LB (Sambrook et al., Molecular Cloning Laboratory Manual, 2nd Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989) additionné des antibiotiques adéquats (rifampicine et tétracycline) . La préculture est ensuite diluée au 50ème dans le même milieu et cultivée dans les mêmes conditions. Après une nuit, la culture est centrifugée (10 min., 3000 g), les bactéries sont reprises dans un volume équivalent de milieu MS30 (30 g/1 saccharose) liquide et cette suspension est diluée au lOème.A preculture of Agrobacterium tumefaciens strain LBA4404 containing the plasmids pBIOC29 or pBIOC26 or pBI0C25 is carried out for 48 h at 28 ° C with stirring, in LB medium (Sambrook et al., Molecular Cloning Laboratory Manual, 2nd Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press , 1989) supplemented with appropriate antibiotics (rifampicin and tetracycline). The preculture is then diluted to 50th in the same medium and cultivated under the same conditions. After one night, the culture is centrifuged (10 min., 3000 g), the bacteria are taken up in an equivalent volume of liquid MS30 medium (30 g / 1 sucrose) and this suspension is diluted with 10.
Des explants d'environ lcm2 sont découpés à partir des feuilles des plantules décrites ci-dessus. Ils sont ensuite mis au contact de la suspension bactérienne pendant une heure, puis séchés rapidement sur papier filtre et placés sur un milieu de coculture (MS30 solide) . Après 2 jours, les explants sont- transférés en boîtes de Pétri sur le milieu de régénération MS30, contenant un agent sélectif, la kanamycine (200 mg/1) , un bactériostatique, l'augmentin (400 mg/1) et les hormones nécessaires à l'induction de bourgeons (BAP, lmg/1 et ANA, 0,1 mg/1) . Un repiquage des explants est effectué sur le même milieu après 2 semaines de culture.Explants of about 1 cm 2 are cut from the leaves of the seedlings described above. They are then brought into contact with the bacterial suspension for one hour, then quickly dried on filter paper and placed on a coculture medium (solid MS30). After 2 days, the explants are transferred to petri dishes on the MS30 regeneration medium, containing a selective agent, kanamycin (200 mg / 1), a bacteriostatic, augmentin (400 mg / 1) and the necessary hormones. to the induction of buds (BAP, 1 mg / 1 and ANA, 0.1 mg / 1). The explants are subcultured on the same medium after 2 weeks of culture.
Après 2 semaines supplémentaires, les bourgeons sont repiqués en boîtes de Pétri sur le milieu de développement composé du milieu MS20 additionné de kanamycine et d'augmentin. Après 15 jours, les bourgeons sont repiqués de moitié. L'enracinement prend environ 20 jours, au terme desquels les plantules peuvent être clonées par bouture d'entre-noeuds ou sorties en serre. Selon le même procédé, il est possible d'obtenir des graines de tabac exprimant la lipase pancréatique humaine sous le contrôle d'un promoteur constitutif .After 2 additional weeks, the buds are subcultured in petri dishes on the development medium composed of the MS20 medium supplemented with kanamycin and augmentin. After 15 days, the buds are transplanted in half. Rooting takes about 20 days, at the end of which the seedlings can be cloned by cutting internodes or taken out in the greenhouse. According to the same method, it is possible to obtain tobacco seeds expressing human pancreatic lipase under the control of a constitutive promoter.
2 ) Préparation de graines de colza exprimant la lipase de chien sous le contrôle d'un promoteur semence spécifique.2) Preparation of rapeseed seeds expressing dog lipase under the control of a specific seed promoter.
Le promoteur utilisé est le promoteur de la cruciférine. En amont du gène codant pour la lipase est placée une séquence codant pour un peptide signal de sécrétion.The promoter used is the cruciferin promoter. Upstream of the gene coding for lipase is placed a sequence coding for a secretory signal peptide.
Les grains de colza de printemps {Brassica napus cv WESTAR ou lignées Limagrain) sont désinfectées pendant 40 minutes dans une solution de Domestos à 15%. Après 4 rinçages à l'eau stérile, les graines sont mises à germer, à raison de 20 graines par pot de 7 cm de diamètre et 10 cm de haut, sur du milieu minéral de Murashige et Skoog (Sigma M 5519) avec 30g/l de saccharose et solidifié avec de 1 ' agargel à 5g/1. Ces pots sont placés dans une chambre de culture à 26°C avec une photopériode de 16h/8h et sous une intensité lumineuse de l'ordre de 80 μE m~2 s~^.The spring rapeseeds (Brassica napus cv WESTAR or Limagrain lines) are disinfected for 40 minutes in a 15% Domestos solution. After 4 rinses with sterile water, the seeds are put to germinate, at a rate of 20 seeds per pot of 7 cm in diameter and 10 cm high, on mineral medium of Murashige and Skoog (Sigma M 5519) with 30g / 1 of sucrose and solidified with agargel at 5 g / 1. These pots are placed in a culture chamber at 26 ° C with a photoperiod of 16h / 8h and under a light intensity of the order of 80 μE m ~ 2 s ~ ^.
Après 5 jours de germination, les cotylédons sont prélevés stérilement en coupant chaque pétiole environ 1mm au-dessus du noeud cotylédonaire.After 5 days of germination, the cotyledons are removed sterile by cutting each petiole about 1mm above the cotyledon node.
Parallèlement une préculture d ' Agrobacterium tumefaciens souche LBA4404, contenant le plasmide pGAZE dans lequel a été inséré la séquence codant pour un signal d'adressage PPS (ou PS) sous contrôle du promoteur pCRU (ou pd35S) , est réalisée en erlen meyer de 50 ml, pendant 36 h à 28°C dans 10 ml de milieu bactérien 2YT (Sambrook et al., Molecular Cloning Laboratory Manual, 2nd Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989) complémenté avec les antibiotiques utiles à la sélection de la souche utilisée.In parallel, a preculture of Agrobacterium tumefaciens strain LBA4404, containing the plasmid pGAZE into which the sequence coding for a PPS (or PS) addressing signal has been inserted under the control of the pCRU promoter (or pd35S), is carried out in Erlenmeyer flask of 50 ml, for 36 h at 28 ° C in 10 ml of 2YT bacterial medium (Sambrook et al., Molecular Cloning Laboratory Manual, 2nd Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989) supplemented with antibiotics useful for the selection of the strain used .
Cette préculture sert à ensemencer à 1% une nouvelle culture bactérienne effectuée dans les mêmes conditions. Au bout de 14 h la culture est centrifugée 15 min à 3000g et les bactéries sont reprises dans un volume équivalent de milieu de germination liquide. Cette suspension est distribuée dans les boîtes de pétri de 5 cm de diamètre à raison de 5ml/boîte.This preculture is used to seed at 1% a new bacterial culture carried out under the same conditions. After 14 h the culture is centrifuged for 15 min at 3000 g and the bacteria are taken up in an equivalent volume of liquid germination medium. This suspension is distributed in petri dishes 5 cm in diameter at a rate of 5 ml / box.
L'extrémité sectionnée du pétiole est immergée quelques secondes dans la solution d' agrobactéries ainsi préparées, puis le pétiole est enfoncé de quelques millimètres dans le milieu de régénération. Ce milieu à la même composition de base que le milieu de germination avec en plus 4mg/l de benzyl-amino-purine (BAP) , phytohormone favorisant la néoformation de bourgeons. Dix explants (cotylédon avec pétiole) sont mis en culture par boîte de Petri de 9 cm de diamètre (Greiner référence 664102) .The severed end of the petiole is immersed for a few seconds in the solution of agrobacteria thus prepared, then the petiole is pressed a few millimeters into the regeneration medium. This medium has the same basic composition as the germination medium with an additional 4 mg / l of benzylamino-purine (BAP), a phytohormone promoting the new formation of buds. Ten explants (cotyledon with petiole) are cultured per Petri dish 9 cm in diameter (Greiner reference 664102).
Après 2 jours de coculture dans les mêmes conditions environnementales que les germinations, les explants sont repiqués .dans des boîtes phytatray (Sigma, référence P1552) contenant le milieu précédent complémenté avec un agent sélectif : 45 mg/1. de sulfate de kanamycine (Sigma, référence R4000) et un bactériostatique : mélange de 1/6 (en poids) de sel de potassium d'acide clavulanique et de 5/6 sel de sodium d ' amoxicilline (Augmentin injectable) à raison de 600 mg/1.After 2 days of coculture under the same environmental conditions as germination, the explants are subcultured. In phytatray boxes (Sigma, reference P1552) containing the preceding medium supplemented with a selective agent: 45 mg / 1. kanamycin sulfate (Sigma, reference R4000) and a bacteriostatic: mixture of 1/6 (by weight) of potassium salt of clavulanic acid and 5/6 sodium salt of amoxicillin (Augmentin injectable) at a rate of 600 mg / 1.
Deux fois de suite, à 3 semaines d'intervalle, les explants sont repiqués stérilement sur du milieu neuf dans les mêmes conditions. Les bourgeons verts apparus à la fin du deuxième ou du troisième repiquage sont séparés de l'expiant et mis en culture individuellement dans des pots transparents de 5cm de diamètre et de 10 cm de haut contenant un milieu identique au précédent mais dépourvu de BAP. Après 3 semaines de culture la tige du bourgeon transformé est sectionnée et le bourgeon est repiqué dans un pot de milieu frais. Au bout de trois à quatre semaines les racines sont assez développées pour permettre l'acclimatation en phytotron (température 21°C, photopériode 16h/8h et 84% d'humidité relative), les plantules sont rempotées dans des pots de 12 cm de diamètre remplis du même terreau enrichi en engrais retard (Osmote , à raison de 4 g/1 de terreau) puis transportées en serre (classe S2) régulée à 18°C, avec deux arrosages quotidien de 2 minutes à l'eau.Twice in succession, 3 weeks apart, the explants are transplanted sterile onto new medium under the same conditions. The green buds that appear at the end of the second or third transplanting are separated from the explant and cultured individually in transparent pots 5cm in diameter and 10cm high containing a medium identical to the previous one but devoid of BAP. After 3 weeks of culture, the stem of the transformed bud is cut off and the bud is transplanted into a pot of fresh medium. After three to four weeks the roots are sufficiently developed to allow acclimatization in phytotron (temperature 21 ° C, photoperiod 16h / 8h and 84% relative humidity), the seedlings are repotted in pots 12 cm in diameter filled with the same potting soil enriched with late fertilizer (Osmote, at the rate of 4 g / 1 of potting soil) then transported to a greenhouse (class S2) regulated at 18 ° C, with two daily waterings of 2 minutes.
Dès l'apparition de fleurs celles-ci sont ensachées (Crispac, référence SM 570y 300 mm*700 mm) de façon à empêcher la fécondation croisée.As soon as flowers appear, these are bagged (Crispac, reference SM 570y 300 mm * 700 mm) so as to prevent cross-fertilization.
Lorsque les siliques sont arrivées à maturité, elles sont récoltées, séchées, puis battues. Les graines obtenues servent au dosage de 1 ' activité biochimique. La sélection de la descendance transgénique se fait par germination sur un milieu contenant du sulfate de kanamycine à raison de 100 à 150 mg/1 (selon les génotypes) . Les conditions opératoires sont identiques à celles décrites ci-dessus à ceci près que les germinations sont effectuées en tubes de verre avec une seule graine par tube . Seules les plantules développant des racines secondaires les trois premières semaines sont acclimatées en phytotron avant d'être passées en serre. Selon le même procédé, il est possible d'obtenir des graines de colza exprimant la lipase pancréatique humaine sous le contrôle d'un promoteur semence spécifique.When the pods have reached maturity, they are harvested, dried and then beaten. The seeds obtained are used for assaying biochemical activity. The selection of the transgenic progeny is done by germination on a medium containing kanamycin sulfate at a rate of 100 to 150 mg / 1 (depending on the genotypes). The operating conditions are identical to those described above except that the germinations are carried out in glass tubes with only one seed per tube. Only the seedlings developing secondary roots during the first three weeks are acclimatized in a phytotron before being transferred to the greenhouse. According to the same process, it is possible to obtain rapeseed expressing human pancreatic lipase under the control of a specific seed promoter.
3) Mesures de l'effet de l'activité de la lipase sur le pouvoir de germination dans les graines des exemples 1 et 2.3) Measurements of the Effect of the Activity of Lipase on the Germination Power in the Seeds of Examples 1 and 2.
L'activité de la lipase, lorsqu'elle n'est pas ralentie ou arrêtée par des conditions de conservation, froid de 4°C et hygrométrie réduite, entraîne une diminution de la teneur en triglycéride sans modification de la composition en acide gras.The activity of the lipase, when it is not slowed down or stopped by conditions of conservation, cold of 4 ° C and reduced hygrometry, involves a reduction in the content of triglyceride without modification of the fatty acid composition.
L'activité lipasique est déterminée à l'aide d'un pH-STAT par la méthode titrimétrique de Gargouri et al. (Gastroenterology, 91, 919-925, 1986) dans laquelle le substrat utilisé est la tributyrine. L'émulsion de tributyrine (4 ml pour 30 ml d'émulsion) est réalisée au vortex en présence de sels biliaires (1,04 g/1) d'albumine bovine (0,1 g/1) et de NaCl (9 g/1). Le dosage consiste à neutraliser l'acide butyrique libéré sous 1 ' action de la lipase par une solution de soude à un pH de consigne de 5,5 à 37°C. Une unité lipase correspond à la quantité d'enzyme qui provoque la libération d'une micromole d'acide gras en 1 minute à 37°C et dans le conditions optimales de pH (5,5) . La lipase gastrique de chien purifiée a une activité spécifique de 570 unités/mg de protéine. L'activité lipase peut être mesurée sur le broyât total, sur le culot ou sur le surnageant de centrifugation. Les mesures de l'activité lipasique confirment l'expression, dans les graines de plants transformés, de la lipase codée par le gène hétérologue. Si l'on suit l'évolution du -pouvoir de germination de ces graines à l'activité lipasique au cours du temps, on observe une dégradation rapide de la capacité de ces graines à germer jusqu'à disparition après 16 semaines. Par contre, si ces graines sont conservées dans des conditions qui ne permettent pas l'expression de l'activité lipasique (4°C) , leur pouvoir de germination n'est pas dégradé (Figure 1). Ce qui confirme l'effet de l'activité lipasique sur le pouvoir germinatif transgéniques et l'intérêt de son utilisation selon l'invention.The lipase activity is determined using a pH-STAT by the titrimetric method of Gargouri et al. (Gastroenterology, 91, 919-925, 1986) in which the substrate used is tributyrin. The tributyrin emulsion (4 ml for 30 ml of emulsion) is produced using a vortex in the presence of bile salts (1.04 g / 1) of bovine albumin (0.1 g / 1) and NaCl (9 g / 1). The assay consists in neutralizing the butyric acid released under the action of the lipase with a sodium hydroxide solution at a set pH of 5.5 to 37 ° C. One lipase unit corresponds to the quantity of enzyme which causes the release of a micromole of fatty acid in 1 minute at 37 ° C and under optimal pH conditions (5.5). Purified dog gastric lipase has a specific activity of 570 units / mg of protein. The lipase activity can be measured on the total ground material, on the pellet or on the centrifugation supernatant. Measurements of lipase activity confirm the expression, in the seeds of transformed plants, of the lipase encoded by the heterologous gene. If we follow the evolution of the germination power of these seeds to lipase activity over time, we observe a rapid deterioration in the capacity of these seeds to germinate until disappearance after 16 weeks. On the other hand, if these seeds are stored under conditions which do not allow the expression of lipase activity (4 ° C), their germination power is not degraded (Figure 1). This confirms the effect of lipase activity on transgenic germination power and the advantage of its use according to the invention.
4) Essais au champ .4) Field trials.
Pour mettre en évidence la limitation de la dissémination engendrée par l'invention, il suffit de réaliser dans les mêmes parcelles des cultures de plantes transgéniques selon l'invention, par exemple du colza exprimant la lipase gastrique de chien sous contrôle du promoteur de la cruciférine de radis, et les lignées non transgéniques, chacun sur des espaces repérés, et de récolter les plantes dans les mêmes conditions. Une partie des semences produites vont tomber dans la parcelle pendant la culture ou lors de la récolte, et l'année suivante, on note l'intérêt des semences et plantes selon 1 ' invention en comparant le nombre de repousse sur chacune des parcelles.To demonstrate the limitation of the spread generated by the invention, it suffices to carry out in the same plots cultures of transgenic plants according to the invention, for example rapeseed expressing dog gastric lipase under the control of the cruciferin promoter radish, and non-transgenic lines, each on identified spaces, and harvest the plants under the same conditions. A part of the seeds produced will fall into the plot during the cultivation or during the harvest, and the following year, the value of the seeds and plants according to the invention is noted by comparing the number of regrowths on each of the plots.
Un essai en plein champ de colzas transgéniques homozygotes pour le transgène : cDNA codant pour la lipase gastrique sous promoteur constitutif a été réalisé. Ce champ de colzas transgéniques était entouré de bordures de colzas non transgéniques. Cet essai permettait de confirmer en conditions réelles le potentiel de re germination de semences transgéniques exprimant le cDNA codant pour la lipase gastrique. Observation du nombre de repousses sur chaque parcelle.A field trial of transgenic colza homozygous for the transgene: cDNA coding for gastric lipase under constitutive promoter was carried out. This field of transgenic rapeseed was surrounded by borders of non-transgenic rapeseed. This test made it possible to confirm in real conditions the potential for re-germination of transgenic seeds expressing the cDNA coding for gastric lipase. Observation of the number of regrows on each plot.
Chacune de ces parcelles a été récoltée indépendamment avec la même moissonneuse batteuse. Le rendement de production de grains de colza a été a peu près équivalent dans les deux parcelles. Il est donc raisonnable de penser que la quantité de grains de colza tombée au sol lors de la récolte est équivalente pour chaque parcelle.Each of these plots was harvested independently with the same combine harvester. The production yield of rapeseed was roughly equivalent in the two plots. It is therefore reasonable to think that the quantity of rapeseed grains that fell on the ground during the harvest is equivalent for each plot.
Deux années après la culture, un prélèvement systématique des repousses de colza a été réalisé dans chacune de ces parcelles et a donné les résultats rapportés dans le tableau ci-dessous :Two years after cultivation, a systematic sampling of rapeseed regrowth was carried out in each of these plots and gave the results reported in the table below:
Bordure Culture Bordure gauche de centrale de droite de colzas Non colzas colzas NonCulture border Left border of central right of colzas No colzas colzas No
Transgéniques Transgéniques TransgéniquesTransgenic Transgenic Transgenic
Surface de prélèvement 1155 m2 924 m2 924 m2 des repoussesCollection area 1,155 m2 924 m2 924 m2 of regrowth
Nombre de repousses 474 44 297 observéesNumber of regrowths 474 44 297 observed
Nombre de repousses/m2 0,41 0,05 0,32Number of regrowth / m2 0.41 0.05 0.32
En moyenne il y a donc eu 7,8 fois moins de repousses au mètre carré sur la parcelle cultivée en colzas transgéniques que sur les parcelles cultivées en colzas non transgéniques .On average, there was therefore 7.8 times less regrowth per square meter on the plot cultivated in transgenic rapeseed than on the plot cultivated in non-transgenic rapeseed.
Confirmation de la nature transgénique des repousses .Confirmation of the transgenic nature of regrowth.
Compte tenu des projections de semences hors des limites de chaque parcelle pouvant survenir pendant la récolte des colzas ou lors du travail du sol pendant les deux années suivantes, il a été vérifié que les repousses trouvées sur une parcelle en provenaient bien ; ceci en vérifiant si elles comportaient ou non le gène de la lipase. Une partie des repousses a donc été prélevée et repiquée en serre : 45 pour . ' la bordure droite, 44 (la totalité) pour la culture centrale, 52 pour la bordure gauche. Ces plantes ont été menées à maturité et menées en autofécondation. Des prélèvement de feuilles ont été réalisées pour déterminer la présence ou l'absence du cDNA codant pour la lipase dans ces plantes. Après broyage dans l'azote liquide de l'échantillon, le tampon d'extraction (Tris-HCl 0 , 2M ; Na-EDTA 0,25mM ; NaCl 0,25M ; SDS 0,5% ; pH8 , 0 ) est ajouté. Puis, le milieu reactionnel est soumis au vortex pendant 5 sec. suivi d'une extraction au phénol- chloroforme-alcool isoamylique (25/24/1 v/v/v) . La phase aqueuse est ensuite précipitée en ajoutant de 1 ' isopropanol à -80°C pendant 15 min. Après centrifugation à 4000 g pendant 15 min. le culot est lavé dans l'éthanol 70%, puis recentrifugé et séché. Le culot est repris dans 100 μl de H20. La réaction d'amplification PCR de l'ADN est réalisée dans un thermocycleur GeneAmp PCR System 9700 en présence de 0,36 μl de chacune des amorces oligodésoxynucléotidiques 5' TTCTACCCACACCACTTC 3' et 5' ACATGCATGTCTGTCAGG 3' à 50 pmoles/μl, 0,5 μl dNTP lOmM, 3 μl glycérol 98%, 1,8 μl MgC12 25mM, 0,36 μl BSA 10 mg/ml, 3 μl de tampon ADN polymerase Promega xlO et 0,36 μl de Taq ADN polymerase Promega à 5 U/μl dans un milieu reactionnel de 30 μl final. L'ADN est dénaturé pendant 5 min à 94°C, soumis à 35 cycles constitués chacun de 30 se dénaturation à 94°C, de 1 min. d'hybridation à 50°C, et de 1 min. d'élongation à 72 °C, puis l'élongation est poursuivie pendant 5 min.Taking into account the projections of seeds outside the limits of each plot that may occur during the colza harvest or during tillage for the following two years, it was verified that the regrowth found on a plot came from it; this by checking whether or not they contain the lipase gene. Part of the regrowth was therefore sampled and transplanted in the greenhouse: 45 per. ' the right border, 44 (all) for the central crop, 52 for the left border. These plants were brought to maturity and carried out in self-fertilization. Leaf samples were taken to determine the presence or absence of cDNA coding for lipase in these plants. After grinding in liquid nitrogen of the sample, the extraction buffer (0.2 M Tris-HCl; 0.25 mM Na-EDTA; 0.25 M NaCl; 0.5% SDS; pH 8.0). Then, the reaction medium is subjected to the vortex for 5 sec. followed by extraction with phenol- chloroform-isoamyl alcohol (25/24/1 v / v / v). The aqueous phase is then precipitated by adding isopropanol at -80 ° C for 15 min. After centrifugation at 4000 g for 15 min. the pellet is washed in 70% ethanol, then recentrifuged and dried. The pellet is taken up in 100 μl of H20. The PCR amplification reaction of the DNA is carried out in a GeneAmp PCR System 9700 thermocycler in the presence of 0.36 μl of each of the oligodeoxynucleotide primers 5 'TTCTACCCACACCACTTC 3' and 5 'ACATGCATGTCTGTCAGG 3' at 50 pmol / μl, 0, 5 μl lNm dNTP, 3 μl 98% glycerol, 1.8 μl MgC12 25mM, 0.36 μl BSA 10 mg / ml, 3 μl of Promega xlO DNA polymerase buffer and 0.36 μl of Taome DNA polymerase 5 U / μl in a reaction medium of 30 μl final. The DNA is denatured for 5 min at 94 ° C, subjected to 35 cycles each consisting of 30 denaturation at 94 ° C, 1 min. hybridization at 50 ° C, and 1 min. elongation at 72 ° C., then the elongation is continued for 5 min.
Les résultats obtenus montrent que :The results obtained show that:
- le cDNA codant pour la lipase gastrique n'est détecté dans aucun échantillon des bordures droites et gauches. - seuls 64% (27/42, et non pas 44 car 2 plantes ont été perdues lors du repiquage en serre) des repousses issues de la parcelle centrale cultivée en colzas transgéniques, possèdent le cDNA codant pour la lipase.- the cDNA coding for gastric lipase is not detected in any sample of the right and left borders. - only 64% (27/42, and not 44 because 2 plants were lost during transplanting in the greenhouse) of regrowth from the central plot cultivated in transgenic rapeseed, have the cDNA coding for lipase.
Il n'a donc pas été trouvé de repousses de plantes transgéniques dans la partie initialement cultivée en colzas non transgéniques (ou à un taux non détectable du fait de l'échantillonnage : environ 11% des repousses ont été analysées) . Cela ne signifie pas qu'il n'y a pas eu passage de graines transgéniques dans les autres parcelles, mais que si il y en a eu (ce qui est très probable) elle n'ont pas été capables de regermer .No regrowth of transgenic plants was therefore found in the part initially cultivated in non-transgenic rapeseed (or at a rate that was not detectable due to sampling: around 11% of the regrowth was analyzed). This does not mean that transgenic seeds have not been passed into the other plots, but that if there have been (which is very likely) they have not been able to germinate.
Ces analyses montrent que le potentiel de re-germination en plein champ des semences transgéniques a été surévalué de 36%. Le nombre de repousses transgéniques dans la zone initialement cultivée en colzas trangéniques est de 0.3 plantes/ m2. Le potentiel de re-germination des semences transgéniques est donc dans le cadre de cet essai 12 fois moins important que celui des colzas non transgéniques.These analyzes show that the potential for re-germination in the open field of transgenic seeds was overstated by 36%. The number of transgenic regrowths in the area initially cultivated with foreign rapeseed is 0.3 plants / m2. The re-germination potential of transgenic seeds is therefore 12 times less in the context of this trial than that of non-transgenic rapeseed.
Vérification de l'expression du transgène codant pour la lipase gastriqueVerification of the expression of the transgene coding for gastric lipase
Enfin il a été contrôlé que le transgène s'exprimait bien dans les semences positives au test PCR. Pour cela, l'activité lipasique a été dosée pour chacun des 27 lots de semences récoltés à partir des 27 plantes PCR+, par la technique pH Stat. Tous les lots expriment la lipase. L'activité lipasique moyene est de 74 UTC4/g de grain (valeurs extrêmes : 40 ; 104 UTC4/ g grain, cf résultats ci-joint) contre initialement 125 UTC4/ g grain récolté : soit une baisse d'environ 41% de l'activité lipasique. Seules des semences dont le niveau d'expression du transgène à baissé ( pour quelques raisons que se soit : du fait de conditions physiologiques, de phénomènes d'extinction, ....) sont partiellement aptes à regermer. Cet essai grandeur réelle montre donc clairement que les semences de colzas transgéniques exprimant la lipase gastrique possèdent un très net désavantage sélectif, rendant leur dissémination très fortement improbable du fait de leur perte de pouvoir germinatif :Finally, it was checked that the transgene expressed well in seeds positive for the PCR test. For this, the lipase activity was assayed for each of the 27 batches of seeds harvested from the 27 PCR + plants, by the pH Stat technique. All lots express lipase. The average lipase activity is 74 UTC4 / g of grain (extreme values: 40; 104 UTC4 / g of grain, see results attached) against initially 125 UTC4 / g of harvested grain: a drop of about 41% of l lipase activity. Only seeds whose level of transgene expression has dropped (for a few reasons: due to physiological conditions, extinction phenomena, etc.) are partially able to germinate. This full-scale trial therefore clearly shows that the seeds of transgenic colza expressing gastric lipase have a very marked selective disadvantage, making their dissemination very highly improbable due to their loss of germinative power:
- le potentiel de repousse des grains transgéniques est environ 12 fois moins important que pour les graines non transgéniques - les graines transgéniques qui ont germées dans le cadre de cet essai expriment deux fois moins la lipase recombinante que les semences initiales. Il semble donc que lorsque les semences expriment la lipase au moins à hauteur de 120 UTC4/ g, elles n'aient pas de potentiel de re germination en condition de plein champ.- the regrowth potential of the transgenic seeds is approximately 12 times less important than for non-transgenic seeds - the transgenic seeds which germinated within the framework of this test express half the recombinant lipase than the initial seeds. It therefore seems that when the seeds express lipase at least up to 120 UTC4 / g, they have no potential for re-germination in open field conditions.
Par ailleurs, il a été constaté que la lipase gastrique n'a pas d'effet significatif sur la composition en acides gras, la teneur en matière grasse des semences transgéniques étant significativement diminuée. Les graines (T2 et T3 ) de colza exprimant la lipase ont une teneur en matières grasses de l'ordre de 22 à 24 % au lieu de 40 % en moyenne, soit une baisse d'environ 40%. Furthermore, it has been found that gastric lipase has no significant effect on the fatty acid composition, the fat content of the transgenic seeds being significantly reduced. Rapeseed lipase-expressing rapeseed (T2 and T3) has a fat content of the order of 22 to 24% instead of 40% on average, a drop of around 40%.

Claims

REVENDICATIONS
1) Semence de plante dont le pouvoir germinatif est détruit par l'absence totale ou partielle d'au moins une réserve énergétique indispensable à la germination, dans laquelle la destruction du pouvoir germinatif est conférée par une enzyme présente dans la semence à un niveau permettant la consommation rapide de ladite réserve énergétique.1) Plant seed whose germinative power is destroyed by the total or partial absence of at least one energy reserve essential for germination, in which the destruction of the germinative power is conferred by an enzyme present in the seed at a level allowing the rapid consumption of said energy reserve.
2) Semence transgénique dont le pouvoir de germination est détruit par l'absence totale ou partielle d'au moins une réserve énergétique indispensable à la germination.2) Transgenic seed whose germination power is destroyed by the total or partial absence of at least one energy reserve essential for germination.
3 ) Semence transgénique selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle contient au moins un gène hétérologue codant pour une enzyme responsable de la consommation d'une réserve énergétique indispensable à la germination.3) transgenic seed according to claim 2, characterized in that it contains at least one heterologous gene coding for an enzyme responsible for the consumption of an energy reserve essential for germination.
4 ) Semence transgénique selon 1 ' une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce qu'elle contient au moins un gène hétérologue codant pour une enzyme qui confère la destruction du pouvoir germinatif de ladite semence par consommation rapide d'au moins une réserve énergétique indispensable à la germination.4) transgenic seed according to one of claims 2 or 3, characterized in that it contains at least one heterologous gene coding for an enzyme which confers the destruction of the germinative power of said seed by rapid consumption of at least one energy reserve essential for germination.
5) Semence selon l'une des quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce qu'elle contient au moins un gène chimère comprenant successivement :5) Seed according to any one of claims 2 to 4, characterized in that it contains at least one chimeric gene successively comprising:
- un promoteur, une séquence codant pour un peptide signal, - un gène codant pour une enzyme choisie dans le groupe des lipases, des protéases, des amylases, dont l'action sur le métabolisme de la semence est identique à celle des enzymes de la germination et/ou de la digestion, et- a promoter, a sequence coding for a signal peptide, - a gene coding for an enzyme chosen from the group of lipases, proteases, amylases, the action of which on the metabolism of semen is identical to that of the enzymes of germination and / or digestion, and
- une séquence de terminaison.- a termination sequence.
6) Semence selon la revendication 5, caractérisée en ce que le promoteur est choisi parmi :6) Seed according to claim 5, characterized in that the promoter is chosen from:
Le promoteur pCRU du gène de la cruciférine de radis permettant l'expression de protéines ou polypeptides uniquement dans les semences ou dans les graines .The pCRU promoter of the radish cruciferin gene allowing the expression of proteins or polypeptides only in seeds or in seeds.
Les promoteurs pGEAl et pGEA6 correspondant à la région 5 ' non codante des gènes de la protéine de réserve de graines, GEAI et GEA6, d'Arajidopsis thaliana permettant une expression spécifique dans les graines.The promoters pGEAl and pGEA6 corresponding to the 5 ′ non-coding region of the genes of the seed reserve protein, GEAI and GEA6, of Arajidopsis thaliana allowing specific expression in the seeds.
7 ) Semence selon 1 ' une des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce que la séquence codant pour un peptide signal est choisie parmi : - La séquence nucléotidique de 69 nucléotides codant pour le prépeptide de 23 acides aminés de la sporamine A chez la patate douce.7) Seed according to one of claims 5 or 6, characterized in that the sequence coding for a signal peptide is chosen from: - The nucleotide sequence of 69 nucleotides coding for the prepeptide of 23 amino acids of sporamine A in potatoes sweet.
La séquence nucléotidique de 42 nucléotides codant pour le propeptide N-terminal d'adressage vacuolaire de 14 acides aminés de la sporamine A chez la patate douce .The nucleotide sequence of 42 nucleotides coding for the N-terminal propeptide for vacuolar addressing of 14 amino acids of sporamine A in sweet potatoes.
- La séquence de 111 nucléotides codant pour le prépropetide de 37 acides aminés de la sporamine A constitué de la partie N-terminale vers la partie C- terminale des 23 acides aminés du prépeptide de la sporamine A chez la patate douce suivi par les 14 acides aminés du propeptide N-terminal d'adressage vacuolaire de la sporamine A chez la patate douce.- The sequence of 111 nucleotides coding for the prepropetide of 37 amino acids of sporamine A consisting of the N-terminal part towards the C-terminal part of the 23 amino acids of the prepeptide of sporamine A in sweet potato followed by the 14 acids amino acids of the vacuolar targeting propeptide of sporamine A in sweet potatoes.
8) Semence selon l'une quelconque des revendications 3 à 7 , caractérisée en ce que le gène hétérologue code pour la lipase gastrique de chien. 9) Semence selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce qu'elle contient au moins un gène endogène codant pour une enzyme responsable de la consommation d'une réserve énergétique indispensable à la germination, placé sous le contrôle d'un promoteur choisi parmi ceux permettant la surexpression et l'activation dudit gène avant l'initiation du processus de germination.8) Seed according to any one of claims 3 to 7, characterized in that the heterologous gene codes for dog gastric lipase. 9) Seed according to one of claims 2 or 3, characterized in that it contains at least one endogenous gene coding for an enzyme responsible for the consumption of an energy reserve essential for germination, placed under the control of a promoter chosen from those allowing the overexpression and activation of said gene before the initiation of the germination process.
10) Plante transgénique ou partie de cette plante, caractérisée en ce qu'elle contient :10) Transgenic plant or part of this plant, characterized in that it contains:
- au moins un gène hétérologue codant pour une enzyme qui confère la destruction du pouvoir germinatif des semences de ladite plante par consommation rapide d'au moins une réserve énergétique indispensable à la germination, ou- at least one heterologous gene coding for an enzyme which confers the destruction of the germinative power of the seeds of said plant by rapid consumption of at least one energy reserve essential for germination, or
- au moins un gène endogène codant pour une enzyme responsable de la consommation d'une réserve énergétique indispensable à la germination, placé sous le contrôle d'un promoteur choisi parmi ceux permettant la surexpression et l'activation dudit gène avant l'initiation du processus de germination.- at least one endogenous gene coding for an enzyme responsible for the consumption of an energy reserve essential for germination, placed under the control of a promoter chosen from those allowing the overexpression and activation of said gene before the initiation of the process germination.
11/ Semence transgénique selon l'une quelconque des revendications 2 à 9 ou plante transgénique selon la revendication 10, caractérisée en qu'elle contient en outre un ou plusieurs gènes hétérologues d'intérêt, tels que des gènes capables de conférer à la plante un caractère agronomique ou une résistance à un prédateur ou à un herbicide ou un gène codant pour une protéine d'intérêt pharmaceutique.11 / transgenic seed according to any one of claims 2 to 9 or transgenic plant according to claim 10, characterized in that it also contains one or more heterologous genes of interest, such as genes capable of conferring on the plant a agronomic character or resistance to a predator or to a herbicide or a gene coding for a protein of pharmaceutical interest.
12) Utilisation d'un gène codant pour une enzyme responsable de la consommation d'une réserve énergétique indispensable à la germination pour préparer une plante transgénique dont le pouvoir germinatif est détruit .12) Use of a gene coding for an enzyme responsible for the consumption of an energy reserve essential for germination to prepare a transgenic plant whose germinative power is destroyed.
13) Utilisation selon la revendication 12, caractérisée en ce que le gène code pour une enzyme choisie dans le groupe des lipases, des protéases, des amylases, dont l'action sur le métabolisme de la semence est identique à celle des enzymes de la germination et/ou de la digestion. 13) Use according to claim 12, characterized in that the gene codes for an enzyme chosen from the group of lipases, proteases, amylases, whose action on the metabolism of semen is identical to that of the enzymes of germination and / or digestion.
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