FR2840321A1 - SPECIFIC PROMOTER OF PLANT TISSUES FORMING SECONDARY WALLS - Google Patents

SPECIFIC PROMOTER OF PLANT TISSUES FORMING SECONDARY WALLS Download PDF

Info

Publication number
FR2840321A1
FR2840321A1 FR0206549A FR0206549A FR2840321A1 FR 2840321 A1 FR2840321 A1 FR 2840321A1 FR 0206549 A FR0206549 A FR 0206549A FR 0206549 A FR0206549 A FR 0206549A FR 2840321 A1 FR2840321 A1 FR 2840321A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
promoter
gene
atbxl1
plant
secondary walls
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
FR0206549A
Other languages
French (fr)
Inventor
Lise Jouanin
Thomas Goujon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Genoplante Valor SAS
Original Assignee
Genoplante Valor SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Genoplante Valor SAS filed Critical Genoplante Valor SAS
Priority to FR0206549A priority Critical patent/FR2840321A1/en
Priority to AU2003260572A priority patent/AU2003260572A1/en
Priority to PCT/FR2003/001610 priority patent/WO2003100067A1/en
Publication of FR2840321A1 publication Critical patent/FR2840321A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y302/00Hydrolases acting on glycosyl compounds, i.e. glycosylases (3.2)
    • C12Y302/01Glycosidases, i.e. enzymes hydrolysing O- and S-glycosyl compounds (3.2.1)
    • C12Y302/01031Beta-glucuronidase (3.2.1.31)
    • 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)
    • C12N15/8216Methods for controlling, regulating or enhancing expression of transgenes in plant cells
    • C12N15/8222Developmentally regulated expression systems, tissue, organ specific, temporal or spatial regulation
    • C12N15/8223Vegetative tissue-specific promoters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/24Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2)
    • C12N9/2402Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2) hydrolysing O- and S- glycosyl compounds (3.2.1)
    • C12N9/2405Glucanases
    • C12N9/2408Glucanases acting on alpha -1,4-glucosidic bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y302/00Hydrolases acting on glycosyl compounds, i.e. glycosylases (3.2)
    • C12Y302/01Glycosidases, i.e. enzymes hydrolysing O- and S-glycosyl compounds (3.2.1)
    • C12Y302/01037Xylan 1,4-beta-xylosidase (3.2.1.37)

Landscapes

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

Abstract

L'invention est relative à un promoteur spécifique des tissus végétaux impliqués dans la formation des parois secondaires, et comprenant les séquences de régulation de la transcription du promoteur du gène AtBXL1 d'Arabidopsis thaliana, et à ses utilisations pour exprimer des gènes d'intérêt dans des végétaux.The invention relates to a promoter specific for plant tissues involved in the formation of secondary walls, and comprising the sequences for regulating the transcription of the promoter of the AtBXL1 gene of Arabidopsis thaliana, and to its uses for expressing genes of interest in plants.

Description

<Desc/Clms Page number 1> <Desc / Clms Page number 1>

L'invention est relative à un promoteur spécifique des tissus végétaux mettant en place des parois secondaires.  The invention relates to a specific promoter for plant tissues which sets up secondary walls.

Les parois cellulaires des plantes assurent le maintien de l'intégrité structurale des cellules végétales et la résistance mécanique des tissus végétaux ; elles jouent également un rôle important dans la signalisation intercellulaire.  The cell walls of plants ensure the maintenance of the structural integrity of plant cells and the mechanical resistance of plant tissues; they also play an important role in intercellular signaling.

Les parois cellulaires sont des structures dynamiques dont la composition et la morphologie changent au cours du développement et de la différenciation des cellules.  Cell walls are dynamic structures whose composition and morphology change during the development and differentiation of cells.

Chez les plantes, on distingue deux types de parois cellulaires : les parois primaires, élastiques, qui sont synthétisées lors de la croissance cellulaire au début du développement de la plante, et les parois secondaires, rigides et épaisses, qui sont mises en place en fin de croissance et de différenciation.  In plants, there are two types of cell walls: the primary, elastic walls, which are synthesized during cell growth at the start of plant development, and the secondary, rigid and thick walls, which are put in place at the end. of growth and differentiation.

Les parois des deux types sont principalement composées de polysaccharides (cellulose, hémicelluloses et pectines), et de composés aromatiques, notamment des lignines ; elles contiennent également des protéines.  The walls of the two types are mainly composed of polysaccharides (cellulose, hemicelluloses and pectins), and aromatic compounds, in particular lignins; they also contain proteins.

Toutefois, la composition, les proportions, et l'organisation structurelle de ces constituants sont différentes dans les parois primaires et les parois secondaires. However, the composition, the proportions, and the structural organization of these constituents are different in the primary walls and the secondary walls.

La composition et la structure des parois secondaires ont une influence majeure sur les qualités des plantes au champ (par exemple résistance à la verse ou aux attaques des phytopathogènes) ainsi que dans le cadre de différentes utilisations industrielles. Par exemple, la teneur en lignine et en hémicellulose, ainsi que l'organisation de ces constituants au sein de la paroi secondaire, jouent un rôle essentiel dans les qualités nutritionnelles des plantes destinées à l'alimentation humaine ou animale, ainsi que dans les  The composition and structure of secondary walls have a major influence on the qualities of plants in the field (for example resistance to lodging or attack by phytopathogens) as well as in the context of various industrial uses. For example, the content of lignin and hemicellulose, as well as the organization of these constituents within the secondary wall, play an essential role in the nutritional qualities of plants intended for human or animal consumption, as well as in the

<Desc/Clms Page number 2><Desc / Clms Page number 2>

propriétés du bois, ou celles des produits à base de fibres de cellulose (textile, papier).  properties of wood, or those of products based on cellulose fibers (textile, paper).

Pour cette raison, la modification par génie génétique, des voies de biosynthèse des constituants de la paroi secondaire fait l'objet de nombreuses recherches.  For this reason, the modification by genetic engineering of the biosynthetic pathways of the constituents of the secondary wall is the subject of much research.

Il a ainsi été proposé d'agir sur des enzymes de la voie de biosynthèse des lignines, dans des applications diverses telles que l'amélioration du rendement en pâte à papier, ou de la digestibilité des fourrages [Cinnamoyl CoA réductase (CCR : Demande PCT WO 9712982 ; Demande PCT W09839454) ; acide caféique 0-méthyltransférase (COMT : Demande PCT W09423044 ; OBA et ALLEN, J. Dairy Sci., 82,135-142, 1999) ; Caféoyl Coenzyme A 3-0 méthyltransférase (CCoAOMT : Demande EP 0516958 ; et al., Transgenic Res. 10,457-464, 2001) ; CAD (LAPIERRE et al., Plant Physiol., 119,153- 164,1999) ; 4CL (HU et al., Nat. Biotech. 17,808-812, 1999) .  It has thus been proposed to act on enzymes of the lignin biosynthesis pathway, in various applications such as improving the yield of paper pulp, or the digestibility of fodder [Cinnamoyl CoA reductase (CCR: PCT request WO 9712982; PCT application W09839454); caffeic acid 0-methyltransferase (COMT: PCT application WO9423044; OBA and ALLEN, J. Dairy Sci., 82, 135-142, 1999); Caféoyl Coenzyme A 3-0 methyltransferase (CCoAOMT: Application EP 0516958; et al., Transgenic Res. 10,457-464, 2001); CAD (LAPIERRE et al., Plant Physiol., 119,153- 164,1999); 4CL (HU et al., Nat. Biotech. 17,808-812, 1999).

Dans le même type d'applications, il a également été proposé d'agir sur des enzymes de la voie de biosynthèse des hémicelluloses, par exemple la glucane synthétase (Demande PCT WO 99/67404) ou l'UDP-Glucose-6 déhydrogénase (Demande PCT WO 99/29875).  In the same type of applications, it has also been proposed to act on enzymes of the hemicellulose biosynthesis pathway, for example glucan synthetase (PCT application WO 99/67404) or UDP-Glucose-6 dehydrogenase ( PCT application WO 99/29875).

La régulation de gènes impliqués dans la formation des parois a également été proposée pour prévenir la verse des céréales (par exemple, gène Fukei 71, NISHIKUBO et al., Plant Cell Physiol., 41,776- 784, 2000).  Regulation of genes involved in the formation of walls has also been proposed to prevent lodging of cereals (for example, Fukei 71 gene, NISHIKUBO et al., Plant Cell Physiol., 41,776- 784, 2000).

De manière classique, pour agir sur une protéine endogène, on exprime dans la même cellule une séquence d'ADN exogène dont le produit de transcription ou de traduction intervient de manière positive ou négative, selon l'application envisagée, sur l'expression ou l'activité de ladite protéine. A titre d'exemples, on citera les techniques de suppression antisens ou de co-  Conventionally, to act on an endogenous protein, an exogenous DNA sequence is expressed in the same cell, the transcription or translation product of which acts positively or negatively, depending on the application envisaged, on the expression or the activity of said protein. Examples include antisense suppression techniques or co-

<Desc/Clms Page number 3><Desc / Clms Page number 3>

suppression, qui sont actuellement fréquemment mises en #uvre pour moduler l'expression de divers gènes cibles.  suppression, which are currently frequently used to modulate the expression of various target genes.

Il est préférable, dans un grand nombre de cas, de cibler l'expression de cette séquence exogène à certaines cellules et certains tissus, afin d'éviter toute interférence avec d'autres fonctions de la plante.  It is preferable, in a large number of cases, to target the expression of this exogenous sequence to certain cells and certain tissues, in order to avoid any interference with other functions of the plant.

Ainsi, pour agir sur des voies de biosynthèse des constituants des parois secondaires, il est souhaitable de disposer de promoteurs spécifiques de ces tissus. Thus, to act on biosynthetic pathways of the constituents of the secondary walls, it is desirable to have promoters specific for these tissues.

Dans le cadre de travaux concernant les gènes impliqués dans la biosynthèse des parois végétales, les Inventeurs ont constaté qu'une protéine, précédemment référencée sur GenBank sous le n d'accession BAB09906 dans le cadre du séquencage complet du génome d'Arabidopsis thaliana, était une P-xylosidase spécifiquement exprimée dans la fraction pariétale. Le gène codant pour cette protéine est dénommé ci-après AtBXL1.  In the context of work concerning the genes involved in the biosynthesis of plant walls, the inventors have found that a protein, previously referenced on GenBank under the accession number BAB09906 as part of the complete sequencing of the genome of Arabidopsis thaliana, was a P-xylosidase specifically expressed in the parietal fraction. The gene encoding this protein is hereinafter called AtBXL1.

Les Inventeurs ont également isolé le promoteur du gène AtBXL1, et ont exprimé le gène rapporteur uidA (GUS) codant pour la P-glucuronidase sous contrôle de ce promoteur. Ils ont ainsi observé que l'expression du gène rapporteur était restreinte aux tissus (xylème et fibres lignifiées) contenant des parois secondaires en cours de formation.  The inventors also isolated the promoter from the AtBXL1 gene, and expressed the reporter gene uidA (GUS) coding for P-glucuronidase under the control of this promoter. They thus observed that the expression of the reporter gene was restricted to tissues (xylem and lignified fibers) containing secondary walls during formation.

La séquence de 1988 pb en amont du codon d'initiation de la traduction du gène AtBXL1, et qui comprend le promoteur dudit gène, est représentée dans la liste de séquences en annexe sous le numéro SEQ ID NO: 1.  The 1988 bp sequence upstream of the translation initiation codon of the AtBXL1 gene, and which includes the promoter of said gene, is represented in the sequence list in the appendix under the number SEQ ID NO: 1.

Un promoteur possédant un profil d'expression similaire à celui du promoteur AtBXL1 a été décrit précédemment . il s'agit du promoteur du gène EgCAD (FEUILLET et al., Plant Molecular Biology, 27,651-654, 1995 ; SAMAJ et al., Planta, 204(4), 437-443,1998).  A promoter with an expression profile similar to that of the AtBXL1 promoter has been described previously. it is the promoter of the EgCAD gene (FEUILLET et al., Plant Molecular Biology, 27,651-654, 1995; SAMAJ et al., Planta, 204 (4), 437-443,1998).

Toutefois, l'analyse des séquences de ces promoteurs montre qu'ils présentent une structure différente : le However, analysis of the sequences of these promoters shows that they have a different structure: the

<Desc/Clms Page number 4><Desc / Clms Page number 4>

promoteur du gène AtBXLl possède une boîte de réponse à l'éthylène (ERE, localisée en-164 en amont du codon d'initiation de la traduction) et une boîte de réponse aux gibbérellines (P-Box, en-289 en amont du codon d'initiation de la traduction) mais pas de boîte de réponse à l'auxine ; le promoteur du gène EgCAD possède des boîtes de réponse à l'auxine (AuxRR-Core, en-305 en amont du codon d'initiation de la traduction), et à l'acide abcissique (ABRE, en-157 en amont du codon d'initiation de la traduction) mais pas de boîtes de réponse à l'éthylène, ou de boites de réponse aux gibbérellines.  promoter of the AtBXL1 gene has an ethylene response box (ERE, located at-164 upstream of the translation initiation codon) and a gibberellin response box (P-Box, en-289 upstream from the codon translation initiation) but no auxin response box; the promoter of the EgCAD gene has response boxes to auxin (AuxRR-Core, en-305 upstream of the translation initiation codon), and to abscissic acid (ABRE, in-157 upstream of the codon translation initiation) but no ethylene response boxes, or gibberellin response boxes.

La présente invention a pour objet un polynucléotide constituant un promoteur spécifique des tissus végétaux impliqués dans la formation des parois secondaires, caractérisé en ce qu'il comprend les séquences de régulation de la transcription du promoteur du gène AtBXLl d'Arabidopsis thaliana.  The subject of the present invention is a polynucleotide constituting a promoter specific for the plant tissues involved in the formation of secondary walls, characterized in that it comprises the sequences for regulating the transcription of the promoter of the AtBXLl gene from Arabidopsis thaliana.

Selon un mode de réalisation préféré d'un promoteur conforme à l'invention, il comprend le polynucléotide de séquence SEQ ID NO: 1.  According to a preferred embodiment of a promoter in accordance with the invention, it comprises the polynucleotide of sequence SEQ ID NO: 1.

La présente invention englobe tout promoteur constitué par un fragment d'acide nucléique comprenant les domaines fonctionnels du promoteur du gène AtBXL1.  The present invention encompasses any promoter consisting of a nucleic acid fragment comprising the functional domains of the promoter of the AtBXL1 gene.

L'homme du métier peut, à partir du polynucléotide de séquence SEQ ID NO: 1, identifier ces domaines fonctionnels, ainsi que les motifs d'ADN impliqués dans la fonction de chacun d'entre eux, par des techniques connues en elles-mêmes de dissection des promoteurs, par exemple en déterminant le niveau et la spécificité de l'activité promotrice de mutants de délétion de ce polynucléotide, et/ou par des techniques telles que celles des empreintes sur l'ADN (footprints), en incubant le polynucléotide de séquence SEQ ID NO: 1, ou des portions de celui-ci, avec des extraits nucléaires de cellules de tissus impliqués dans la formation des  Those skilled in the art can, from the polynucleotide of sequence SEQ ID NO: 1, identify these functional domains, as well as the DNA motifs involved in the function of each of them, by techniques known in themselves. promoter dissection, for example by determining the level and specificity of the promoter activity of deletion mutants of this polynucleotide, and / or by techniques such as those of DNA fingerprints, by incubating the polynucleotide of sequence SEQ ID NO: 1, or portions thereof, with nuclear extracts from tissue cells involved in the formation of

<Desc/Clms Page number 5><Desc / Clms Page number 5>

parois secondaires, ainsi qu'avec des extraits nucléaires de cellules de tissus dans lesquels le promoteur du gène AtBXLl est inactif.  secondary walls, as well as with nuclear extracts from cells of tissues in which the promoter of the AtBXL1 gene is inactive.

L'invention englobe également : - les cassettes d'expression, comprenant, outre un promoteur conforme à l'invention, un gène d'intérêt placé sous contrôle transcriptionnel dudit promoteur, ou un site permettant l'insertion dudit gène d'intérêt ; - les vecteurs recombinants, résultant de l'insertion d'un promoteur ou d'une cassette d'expression conformes à l'invention dans un vecteur hôte.  The invention also includes: - the expression cassettes, comprising, in addition to a promoter according to the invention, a gene of interest placed under transcriptional control of said promoter, or a site allowing the insertion of said gene of interest; - the recombinant vectors, resulting from the insertion of a promoter or of an expression cassette in accordance with the invention in a host vector.

Un promoteur conforme à l'invention peut être utilisé pour exprimer spécifiquement un polynucléotide d'intérêt dans les tissus végétaux impliqués dans la formation des parois secondaires.  A promoter according to the invention can be used to specifically express a polynucleotide of interest in the plant tissues involved in the formation of secondary walls.

Ledit polynucléotide d'intérêt peut être notamment une séquence d'ADN permettant de moduler l'expression d'une enzyme de la voie de biosynthèse des constituants de la paroi secondaire, par exemple par cosuppression ou suppression antisens, ou par production d'ARN interférents.  Said polynucleotide of interest can in particular be a DNA sequence making it possible to modulate the expression of an enzyme of the biosynthesis pathway of the constituents of the secondary wall, for example by antisense co-suppression or suppression, or by production of interfering RNA .

Il peut s'agir également de tout gène codant pour une protéine d'intérêt que l'on souhaite exprimer spécifiquement au niveau des parois secondaires.  It may also be any gene coding for a protein of interest which it is desired to express specifically at the level of the secondary walls.

L'invention a en outre pour objet des cellules végétales et des plantes transgéniques transformées par au moins une molécule d'acide nucléique comprenant un promoteur conforme à l'invention.  The invention further relates to plant cells and transgenic plants transformed with at least one nucleic acid molecule comprising a promoter according to the invention.

Les cellules transformées et les plantes transgéniques conformes à l'invention sont également utilisables comme modèles pour étudier et/ou modifier l'expression de différents gènes au niveau des parois secondaires.  The transformed cells and the transgenic plants in accordance with the invention can also be used as models for studying and / or modifying the expression of different genes at the level of the secondary walls.

La présente invention sera mieux comprise à l'aide du complément de description qui va suivre, qui se  The present invention will be better understood with the aid of the additional description which follows, which is

<Desc/Clms Page number 6><Desc / Clms Page number 6>

réfère à des exemples non-limitatifs illustrant l'obtention du promoteur du gène AtBXL1, et son utilisation pour exprimer un gène hétérologue dans les tissus impliqués dans la formation des parois secondaires.  refers to nonlimiting examples illustrating the obtaining of the promoter of the AtBXL1 gene, and its use for expressing a heterologous gene in the tissues involved in the formation of secondary walls.

EXEMPLE 1 : INSERTION DE GENES HETEROLOGUES SOUS CONTROLE DU PROMOTEUR DU GENE ATBXLI
Le promoteur du gène AtBXLl est amplifié par PCR à partir d'ADN génomique d'Arabidopsis thaliana, écotype Wassilevskija (WS), en utilisant les amorces suivantes : P1 : 5'-GGG GCT GCA GGT GCT TTA TTA TAA CAA GAC AT-3' P2 : 5'-CCC CCA AGC TTA ATT CGT TCT AGT GTT TTC-3'
L'amplification est effectuée à l'aide de la polymérase Pfu (PROMEGA) selon le protocole préconisé par le fournisseur. La séquence du produit d'amplification est représentée dans la liste de séquences en annexe sous le numéro SEQ ID NO:1.
EXAMPLE 1 INSERTION OF HETEROLOGOUS GENES UNDER CONTROL OF THE ATBXLI GENE PROMOTER
The promoter of the AtBXL1 gene is amplified by PCR from genomic DNA of Arabidopsis thaliana, Wassilevskija ecotype (WS), using the following primers: P1: 5'-GGG GCT GCA GGT GCT TTA TTA TAA CAA GAC AT-3 'P2: 5'-CCC CCA AGC TTA ATT CGT TCT AGT GTT TTC-3'
Amplification is carried out using Pfu polymerase (PROMEGA) according to the protocol recommended by the supplier. The sequence of the amplification product is represented in the sequence list in the appendix under the number SEQ ID NO: 1.

Ce produit d'amplification est cloné dans le plasmide pBSKS- (STRATAGENE).  This amplification product is cloned into the plasmid pBSKS- (STRATAGENE).

1) Insertion du gène uidA sous contrôle du promoteur du gène AtBXLl :
Le plasmide pBSKS- renfermant le promoteur du gène AtBXL1 est digéré par PstI et HindIII et le fragment Pstl-HindIII contenant le promoteur du gène AtBXLl est cloné entre les sites correspondants du plasmide pCAMBIA1391Xb, en phase avec la séquence codante uidA (GUS) codant pour la P-glucuronidase (JEFFERSON, Ann. N Y Acad. Sci., 700,53-73, 1993).
1) Insertion of the uidA gene under the control of the promoter of the AtBXL1 gene:
The plasmid pBSKS- containing the promoter of the AtBXL1 gene is digested with PstI and HindIII and the PstI-HindIII fragment containing the promoter of the AtBXL1 gene is cloned between the corresponding sites of the plasmid pCAMBIA1391Xb, in phase with the coding sequence uidA (GUS) coding for P-glucuronidase (JEFFERSON, Ann. NY Acad. Sci., 700.53-73, 1993).

La construction obtenue, dénommée ci-après

Figure img00060001

pCAMBIA1391Xb(promAtBXLI), est schématisée sur la Figure 1. The resulting construction, hereinafter referred to as
Figure img00060001

pCAMBIA1391Xb (promAtBXLI), is shown diagrammatically in Figure 1.

Légende de la Figure 1 : P35S : promoteur 35S du CaMV; T35S : séquence terminatrice du CaMV ; hpt : séquence Figure 1 legend: P35S: CaMV 35S promoter; T35S: CaMV terminator sequence; hpt: sequence

<Desc/Clms Page number 7><Desc / Clms Page number 7>

codant l'hygromycine phosphotransférase ; promoteur AtBXL1 : séquence du promoteur d'AtBXL1 ; uidA : séquence codante de la ss-glucuronidase ; TNos : terminateur de la nopaline synthase ; BG : frontière gauche de l'ADN-T ; BD : frontière droite de l'ADN-T.  encoding hygromycin phosphotransferase; AtBXL1 promoter: AtBXL1 promoter sequence; uidA: coding sequence for ss-glucuronidase; TNos: terminator of nopaline synthase; BG: left border of T-DNA; BD: right border of T-DNA.

2) Insertion de l'ADNc de la CCR d'Arabidopsis thaliana en orientation antisens sous contrôle du promoteur du gène AtBXLl ;
L'ADNc du gène AtCCRl (n d'accès GenBank : AF320624) est inséré, en orientation antisens dans le plasmide pCAMBIA1391Xb (promAtBXL1) en remplacement de la séquence codante uidA.
2) Insertion of the cDNA of the CCR of Arabidopsis thaliana in antisense orientation under the control of the promoter of the AtBXL1 gene;
The cDNA of the AtCCRl gene (GenBank access no .: AF320624) is inserted, in antisense orientation, in the plasmid pCAMBIA1391Xb (promAtBXL1) in replacement of the coding sequence uidA.

La construction obtenue est schématisée sur la Figure 2.  The construction obtained is shown diagrammatically in Figure 2.

Légende de la Figure 2 : P35S : promoteur 35S du CaMV; T35S : séquence terminatrice du CaMV ; hpt : séquence codant l'hygromycine phosphotransférase ; promoteur AtBXL1 : séquence du promoteur d'AtBXL1 ; AtCCRl : ADNc d'AtCCRI en orientation antisens ; TNos : terminateur de la nopaline synthase ; BG : frontière gauche de l'ADN-T ; BD : frontière droite de l'ADN-T. Figure 2 legend: P35S: CaMV 35S promoter; T35S: CaMV terminator sequence; hpt: sequence coding for hygromycin phosphotransferase; AtBXL1 promoter: AtBXL1 promoter sequence; AtCCRl: AtCCRI cDNA in antisense orientation; TNos: terminator of nopaline synthase; BG: left border of T-DNA; BD: right border of T-DNA.

3) Insertion de l'ADNc de la F5H de peuplier en orientation sens sous contrôle du promoteur du gène AtBXLl :
L'ADNc de la F5H de peuplier (n d'accès GenBank : AJ010324) est inséré, en orientation sens dans le plasmide pCAMBIA1391Xb (promAtBXL1) en remplacement de la séquence codante uidA.
3) Insertion of the poplar F5H cDNA in sense orientation under the control of the promoter of the AtBXL1 gene:
The poplar F5H cDNA (GenBank access no .: AJ010324) is inserted, in sense orientation, in the plasmid pCAMBIA1391Xb (promAtBXL1) in replacement of the coding sequence uidA.

La construction obtenue est schématisée sur la Figure 3.  The construction obtained is shown diagrammatically in Figure 3.

Légende de la Figure 3 : P35S : promoteur 35S du CaMV; T35S : séquence terminatrice du CaMV ; hpt : séquence codant l'hygromycine phosphotransférase ; promoteur AtBXLl : séquence du promoteur d'AtBXL1 ; F5H: ADNc de la F5H de peuplier en orientation sens ; TNos : terminateur Figure 3 legend: P35S: CaMV 35S promoter; T35S: CaMV terminator sequence; hpt: sequence coding for hygromycin phosphotransferase; AtBXL1 promoter: AtBXL1 promoter sequence; F5H: cDNA of poplar F5H in sense orientation; TNos: terminator

<Desc/Clms Page number 8><Desc / Clms Page number 8>

de la nopaline synthase ; BG : frontière gauche de l'ADNT ; BD : frontière droite de l'ADN-T.  nopaline synthase; BG: left border of the DNAD; BD: right border of T-DNA.

Ces différentes construction sont transférées dans des bactéries de la souche C58pMP90 d'Agrobacterium tumefaciens (KONCZ et SCHELL, Mol Gen Genet 204 : 383-396, 1986) en vue de la transformation des plantes.  These different constructions are transferred into bacteria of the C58pMP90 strain of Agrobacterium tumefaciens (KONCZ and SCHELL, Mol Gen Genet 204: 383-396, 1986) for the transformation of plants.

EXEMPLE 2 : OBTENTION DE PLANTES TRANSGENIQUES EXPRIMANT UN GENE HETEROLOGUE SOUS CONTROLE DU PROMOTEUR DU GENE ATBXL1. EXAMPLE 2 OBTAINING TRANSGENIC PLANTS EXPRESSING A HETEROLOGOUS GENE UNDER CONTROL OF THE ATBXL1 GENE PROMOTER.

La transformation des plants d'Arabidopsis thaliana est effectuée par trempage des bourgeons floraux dans la solution d'Agrobacterium tumefaciens, comme décrit par CLOUGH et BENT, (Plant J., 16,735-743, 1998).  The transformation of Arabidopsis thaliana plants is carried out by soaking the flower buds in the solution of Agrobacterium tumefaciens, as described by CLOUGH and BENT, (Plant J., 16,735-743, 1998).

Les transformants primaires sont sélectionnés sur milieu Arabidopsis (ESTELLE et SOMMERVILLE, Mol. Gen.  The primary transformants are selected on Arabidopsis medium (ESTELLE and SOMMERVILLE, Mol. Gen.

Genet. 206,200-206, 1987) contenant 50 mg/L d'hygromycine, et auto-pollinisés afin d'obtenir des individus homozygotes pour l'insertion. Les graines issues des autopollinisations sont récoltées après complet séchage des tiges. Seules les lignées ségrégeant 3:1 pour la résistance à l'hygromycine et possédant une seule insertion homozygote sont conservées pour l'analyse de l'expression du gène hétérologue par détection de son activité. Broom. 206,200-206, 1987) containing 50 mg / L of hygromycin, and self-pollinated in order to obtain individuals homozygous for insertion. The seeds from self-pollination are harvested after the stems are completely dried. Only lines segregating 3: 1 for resistance to hygromycin and having a single homozygous insertion are kept for the analysis of the expression of the heterologous gene by detection of its activity.

1) Expression du gène uidA
L'activité (3-glucuronidase est recherchée par analyse histochimique sur des coupes de différents organes (racines, feuilles, fleurs et siliques) des plantes fraichement récoltées. La détection est effectuée comme décrit par JEFFERSON et al. (EMBO J. 6,3901-3907, 1987), en présence d'acide 5-bromo-4-chloro-3-indolyl p- D-glucuronique (XGluc, BIOSYNTH AG), dans du tampon phosphate de potassium 100mM, pH7, contenant 0,1% de Triton X100, ainsi que lOmM de K3Fe(CN)6 et lOmM de K4Fe(CN)6 pour éviter la diffusion des produits intermédiaires de la réaction.
1) Expression of the uidA gene
The activity (3-glucuronidase is sought by histochemical analysis on sections of different organs (roots, leaves, flowers and pods) of freshly harvested plants. The detection is carried out as described by JEFFERSON et al. (EMBO J. 6,3901 -3907, 1987), in the presence of 5-bromo-4-chloro-3-indolyl p- D-glucuronic acid (XGluc, BIOSYNTH AG), in 100mM potassium phosphate buffer, pH7, containing 0.1% of Triton X100, as well as 10MM of K3Fe (CN) 6 and 10MM of K4Fe (CN) 6 to avoid the diffusion of the intermediate products of the reaction.

<Desc/Clms Page number 9> <Desc / Clms Page number 9>

On observe une expression spécifique de la ssglucuronidase au niveau des tissus vasculaires et des fibres de tous les organes testés, et notamment au niveau du xylème (protoxylème et métaxylème) et du cambium intrafasciculaire. Aucune expression n'est observée dans les autres tissus.  A specific expression of ssglucuronidase is observed in the vascular tissues and fibers of all the organs tested, and in particular in the xylem (protoxylem and metaxylem) and the intrafascicular cambium. No expression is observed in the other tissues.

Cette répartition correspond à une expression spécifique des tissus dans lesquels s'effectue la formation de parois secondaires.  This distribution corresponds to a specific expression of the tissues in which the formation of secondary walls takes place.

2) Expression de l'ADNc AtCCR en antisens :
La diminution de l'activité CCR résultant de l'expression de l'ADNc d'AtCCR1 en antisens, est recherchée dans les transformants homozygotes par un test biochimique, comme décrit par CHABANNES et al.(Plant J., 28,257-270, 2001), et évaluée par l'analyse quantitative et qualitative des lignines des hampes florales matures.
2) Expression of the AtCCR cDNA in antisense:
The decrease in CCR activity resulting from the expression of the cDNA of AtCCR1 in antisense is sought in homozygous transformants by a biochemical test, as described by CHABANNES et al. (Plant J., 28,257-270, 2001 ), and evaluated by the quantitative and qualitative analysis of lignins from mature flower stalks.

L'analyse quantitative est effectuée par test Klason (DENCE et al., Lignin determination, p 33-61, Methods of Lignin Chemistry, C. DENCE, S. LIN eds, SPRINGER VERLAG, Berlin, 1992).  The quantitative analysis is carried out by Klason test (DENCE et al., Lignin determination, p 33-61, Methods of Lignin Chemistry, C. DENCE, S. LIN eds, SPRINGER VERLAG, Berlin, 1992).

L'analyse qualitative est effectuée par thioacidolyse (LAPIERRE et al., Res. Chem. Intermed. 21, 397,412, 1995).  The qualitative analysis is carried out by thioacidolysis (LAPIERRE et al., Res. Chem. Intermed. 21, 397,412, 1995).

Une baisse de l'activité CCR se traduit par la diminution de la quantité de lignines totales, l'augmentation du rapport S/G, et la diminution des liaisons labiles beta-0-4 comme décrit par PIQUEMAL et al.(Plant J., 13,71-83, 1998).  A decrease in CCR activity results in a decrease in the amount of total lignins, an increase in the S / G ratio, and a decrease in beta-0-4 labile bonds as described by PIQUEMAL et al. (Plant J. , 13,71-83, 1998).

3) Expression de la F5H :
L'activité F5H résultant de l'expression de la F5H de peuplier est recherchée dans les transformants homozygotes par un test biochimique (réaction de MAULE) sur des coupes fines de hampes florales matures, et par analyse quantitative et qualitative des lignines des hampes matures des transformants homozygotes.
3) Expression of F5H:
The F5H activity resulting from the expression of poplar F5H is sought in homozygous transformants by a biochemical test (reaction of MAULE) on thin sections of mature flower stalks, and by quantitative and qualitative analysis of the lignins of the mature stems of homozygous transformants.

<Desc/Clms Page number 10> <Desc / Clms Page number 10>

Les analyses quantitatives et qualitatives des lignines sont effectuées comme indiqué ci-dessus pour la CCR.  The quantitative and qualitative analyzes of lignins are carried out as indicated above for the CCR.

L'activité F5H se traduit par la présence d'unités S de lignine dans les vaisseaux du xylème, qui se manifeste par une coloration rouge du xylème par la réaction de MÂULE, par l'augmentation du rapport S/G des lignines totales, et l'augmentation des liaisons labiles beta-0-4 comme décrit par FRANKE et al . , Plant J. , 22(3), 223-234, 2000). The F5H activity results in the presence of S units of lignin in the xylem vessels, which is manifested by a red coloration of the xylem by the reaction of MULE, by the increase in the S / G ratio of the total lignins, and the increase in beta-0-4 labile bonds as described by FRANKE et al. , Plant J., 22 (3), 223-234, 2000).

Claims (7)

REVENDICATIONS 1) Polynucléotide constituant un promoteur spécifique des tissus végétaux impliqués dans la formation des parois secondaires, caractérisé en ce qu'il comprend les séquences de régulation de la transcription du promoteur du gène AtBXLl d'Arabidopsis thaliana. 1) Polynucleotide constituting a specific promoter of the plant tissues involved in the formation of secondary walls, characterized in that it comprises the sequences for regulating the transcription of the promoter of the AtBXLl gene from Arabidopsis thaliana. 2) Polynucléotide selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend la séquence SEQ ID NO: 1.  2) Polynucleotide according to claim 1 characterized in that it comprises the sequence SEQ ID NO: 1. 3) Cassette d'expression caractérisée en ce qu'elle comprend un polynucléotide selon une quelconque des revendications 1 ou 2.  3) Expression cassette characterized in that it comprises a polynucleotide according to any one of claims 1 or 2. 4) Vecteur recombinant caractérisé en ce qu'il comprend au moins un polynucléotide selon une quelconque des revendications 1 ou 2.  4) Recombinant vector characterized in that it comprises at least one polynucleotide according to any one of claims 1 or 2. 5) Cellule végétale transformée par au moins un polynucléotide selon une quelconque des revendications 1 ou 2.  5) Plant cell transformed with at least one polynucleotide according to any one of claims 1 or 2. 6) Plante transgénique transformée par au moins un polynucléotide selon une quelconque des revendications 1 ou 2.  6) Transgenic plant transformed with at least one polynucleotide according to any one of claims 1 or 2. 7) Utilisation d'un polynucléotide selon une quelconque des revendications 1 ou 2 pour exprimer un polynucléotide d'intérêt dans un tissu végétal impliqué dans la formation des parois secondaires. 7) Use of a polynucleotide according to any one of claims 1 or 2 to express a polynucleotide of interest in a plant tissue involved in the formation of secondary walls.
FR0206549A 2002-05-29 2002-05-29 SPECIFIC PROMOTER OF PLANT TISSUES FORMING SECONDARY WALLS Withdrawn FR2840321A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0206549A FR2840321A1 (en) 2002-05-29 2002-05-29 SPECIFIC PROMOTER OF PLANT TISSUES FORMING SECONDARY WALLS
AU2003260572A AU2003260572A1 (en) 2002-05-29 2003-05-28 Plant tissue-specific promoter forming secondary walls
PCT/FR2003/001610 WO2003100067A1 (en) 2002-05-29 2003-05-28 Plant tissue-specific promoter forming secondary walls

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0206549A FR2840321A1 (en) 2002-05-29 2002-05-29 SPECIFIC PROMOTER OF PLANT TISSUES FORMING SECONDARY WALLS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR2840321A1 true FR2840321A1 (en) 2003-12-05

Family

ID=29558800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0206549A Withdrawn FR2840321A1 (en) 2002-05-29 2002-05-29 SPECIFIC PROMOTER OF PLANT TISSUES FORMING SECONDARY WALLS

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2003260572A1 (en)
FR (1) FR2840321A1 (en)
WO (1) WO2003100067A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2005001088A1 (en) * 2003-06-30 2006-10-19 国立大学法人 奈良先端科学技術大学院大学 Application of a promoter that works by sugar deficiency in cultured plant cells to secretory production of useful proteins
UY37453A (en) * 2016-10-31 2018-05-31 Swetree Technologies Ab PLANTS WITH IMPROVED GROWTH
CN111500619B (en) * 2019-01-31 2023-06-23 中国科学院分子植物科学卓越创新中心 Application of BXL gene or encoded protein thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999009188A2 (en) * 1997-08-13 1999-02-25 Vlaams Interuniversitair Instituut Voor Biotechnologie Tissue-specific poplar promoters

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999009188A2 (en) * 1997-08-13 1999-02-25 Vlaams Interuniversitair Instituut Voor Biotechnologie Tissue-specific poplar promoters

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE EMBL [online] 5 February 1999 (1999-02-05), NAKAMURA Y. ET AL.: "Arabidopsis thaliana genomic DNA, chromosome 5, TAC clone:K7J8.", XP002238916, retrieved from EBI Database accession no. AB023034 *
FEUILLET CATHERINE ET AL: "Tissue- and cell-specific expression of a cinnamyl alcohol dehydrogenase promoter in transgenic poplar plants.", PLANT MOLECULAR BIOLOGY, vol. 27, no. 4, 1995, pages 651 - 667, XP002054328, ISSN: 0167-4412 *
GOUJON THOMAS ET AL: "AtBXL1, a novel higher plant (Arabidopsis thaliana) putative beta-xylosidase gene, is involved in secondary cell wall metabolism and plant development.", PLANT JOURNAL, vol. 33, no. 4, 20 February 2003 (2003-02-20), pages 677 - 690, XP002238915, ISSN: 0960-7412 *
MENOSSI MARCELO ET AL: "Promoter tissue specific activity and ethylene control of the gene coding for the maize hydroxyproline-rich glycoprotein in maize cells transformed by particle bombardment.", PLANT SCIENCE (SHANNON), vol. 125, no. 2, 1997, pages 189 - 200, XP001151640, ISSN: 0168-9452 *
SAMAJ JOZEF ET AL: "Immunolocalization of cinnamyl alcohol dehydrogenase 2 (CAD 2) indicates a good correlation with cell-specific activity of CAD 2 promoter in transgenic poplar shoots.", PLANTA (BERLIN), vol. 204, no. 4, April 1998 (1998-04-01), pages 437 - 443, XP001150398, ISSN: 0032-0935 *
SUZUKI MASASHI ET AL: "A xylanase, AtXyn1, is predominantly expressed in vascular bundles, and four putative xylanase genes were identified in the Arabidopsis thaliana genome.", PLANT & CELL PHYSIOLOGY. JAPAN JUL 2002, vol. 43, no. 7, July 2002 (2002-07-01), pages 759 - 767, XP008016208, ISSN: 0032-0781 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2003100067A1 (en) 2003-12-04
AU2003260572A1 (en) 2003-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2099917B1 (en) Differential expression of subgenome specific alleles in cotton and uses thereof
Sato et al. Role of the putative membrane-bound endo-1, 4-β-glucanase KORRIGAN in cell elongation and cellulose synthesis in Arabidopsis thaliana
Wang et al. The essential role of GhPEL gene, encoding a pectate lyase, in cell wall loosening by depolymerization of the de-esterified pectin during fiber elongation in cotton
EP2529019B1 (en) Methods for manufacturing plant cell walls comprising chitin
US5908973A (en) DNA encoding fruit-ripening-related proteins, DNA constructs, cells and plants derived therefrom
US20020129401A1 (en) Plant cellulose synthase and promoter sequences
EP2794888B1 (en) Use of the soybean sucrose synthase promoter to increase plant seed lipid content
ZA200508665B (en) Tissue specific promoters
KR100271594B1 (en) Endo-1,4-beta-d-glucanase
US8835622B2 (en) Expression cassettes for seed-specific expression in plants
US7232941B2 (en) Cellulose synthase promoter and method for modifying cellulose and lignin biosynthesis in plants
JP4880819B2 (en) Method for enhancing cellulose biosynthesis and modifying lignin biosynthesis in plants
JP3538428B2 (en) Plant promoter and gene expression method using the promoter
US7317136B1 (en) Methods for modifying plant cell walls and modified plants produced thereby
FR2840321A1 (en) SPECIFIC PROMOTER OF PLANT TISSUES FORMING SECONDARY WALLS
CA2856244C (en) Use of fructokinases and sucrose synthases for increasing cell wall polymers
US7169968B2 (en) Elongase promoters
US7674951B1 (en) Isolated cellulose synthase promoter regions
US7498492B2 (en) Modification of sucrose synthase gene expression in plant tissue and uses therefor
US20120192312A1 (en) Production of Plants with Reduced Lignin Content
FR2763077A1 (en) CONTROL OF CELL GROWTH IN A PLANT THROUGH THE USE OF AN ENDO-1,4-BETA-D-GLUCANASE GENE
NZ534219A (en) Method for enhancing cellulose and modifying lignin biosynthesis in plants

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse

Effective date: 20070131