HU219505B - Method for targeting plant derived intracellular proteins to the extracellular space and enhancing antipathogenic effect of such proteins - Google Patents

Method for targeting plant derived intracellular proteins to the extracellular space and enhancing antipathogenic effect of such proteins Download PDF

Info

Publication number
HU219505B
HU219505B HU9904556A HU9904556A HU219505B HU 219505 B HU219505 B HU 219505B HU 9904556 A HU9904556 A HU 9904556A HU 9904556 A HU9904556 A HU 9904556A HU 219505 B HU219505 B HU 219505B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
protein
plant
osmotin
intracellular
reading frame
Prior art date
Application number
HU9904556A
Other languages
Hungarian (hu)
Other versions
HU9904556D0 (en
Inventor
Bernardus Johannes Clemens Cornelissen
Leo Sjoerd Melchers
Elisabeth Josine Sophie Meulenhoff
Marianne Beatrix Sela-Buurlage
Charles Peter Woloshuk
Petrus Josephus Maria Van Den Elzen
Original Assignee
Mogen International N.V.
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 Mogen International N.V. filed Critical Mogen International N.V.
Priority claimed from HU9200373A external-priority patent/HU217789B/en
Publication of HU9904556D0 publication Critical patent/HU9904556D0/en
Publication of HU219505B publication Critical patent/HU219505B/en

Links

Abstract

A találmány tárgyát eljárások képezik növényből származóintracelluláris fehérjéknek a növény vagy a növény sejtjénekextracelluláris terébe való irányítására és növények patogénellenes,elsősorban gombaellenes hatásának fokozására a patogénellenes hatásúintracelluláris fehérje extracelluláris térbe történő irányításával.Az extracelluláris térbe történő irányítást a találmány szerintieljárással úgy érik el, hogy a fehérje intracelluláris lokalizációjátbiztosító C-terminálist kódoló nyitott leolvasási keret 3’-terminálisvégét módosítják. ŕThe present invention relates to methods of directing plant-derived antracellular proteins into the extracellular space of a plant or plant and to enhancing the anti-pathogenic, primarily antifungal, effect of plants by directing the anti-pathogenic anti-cellular protein into the extracellular space. The 3 'terminal end of the open reading frame encoding the C-terminal for localization is modified. ŕ

Description

A találmány tárgyát eljárások képezik növényből származó intracelluláris fehéijéknek a növény vagy a növény sejtjének extracelluláris terébe való irányítására és növények patogénellenes, elsősorban gombaellenes hatásának fokozására a patogénellenes hatású intracelluláris fehérje extracelluláris térbe történő irányításával.The present invention relates to methods for targeting intracellular proteins of a plant to the extracellular space of a plant or a cell of a plant and enhancing the anti-pathogenic, especially antifungal, effect of the plants on the extracellular space of the anti-pathogenic intracellular protein.

Gombaellenes hatású növényi fehérjék ismertek a szakirodalomból. Egy babból tisztított kitináz gátolja a Trichoderma viride növekedését [Schlumbaum et al., Natúré, 324, 365-367 (1986)].Plant proteins with antifungal activity are known in the art. Chitinase purified from beans inhibits the growth of Trichoderma viride (Schlumbaum et al., Natur. 324, 365-367 (1986)).

Mauch és munkatársai leírnak egy borsókitinázt, amely agarlemez-vizsgálatban gátolja a Trichoderma viride növekedését [Plánt Physiol., 88, 936-942 (1988)]. Ennek az enzimnek azonban csak korlátozott a hatása, például az Ascomyceták rendjébe tartozó Cladosporium cucumerinum növekedésére, és nincs hatása többek között az Oomyceták rendjébe tartozó Phytophthora cactorum, Ruthium aphanidermatum és a Pythium ultimum növekedésére. Tehát ennek az enzimnek egy lényeges hátránya az, hogy korlátozott a hatástartománya. Egy hasonló vizsgálatban megállapították, hogy a p-l,3-glukanáz hasonló növekedésgátló hatással rendelkezik a Fusarium solani f. sp. pisi esetében.Mauch et al. Describe a pea salt chitinase which inhibits growth of Trichoderma viride in an agar plate assay (Plant Physiol. 88: 936-942 (1988)). However, this enzyme has only a limited effect on the growth of, for example, Cladosporium cucumerinum of the order of Ascomycetes, and has no effect on growth of, inter alia, Phytophthora cactorum, Ruthium aphanidermatum and Pythium ultimum of the order Oomycetes. Thus, one major disadvantage of this enzyme is that it has a limited range of action. In a similar study, p-1,3-glucanase was found to have similar growth inhibitory activity against Fusarium solani f. sp. for pee.

Young és Pegg leírnak egy olyan preparátumot, amely hidrolitikus hatással rendelkezik a Verticillum alboatrum izolált sejtfalaira, és amely paradicsomból tisztított endo-P-l,3-glükanáz és gombából tisztított exo-p-l,3-glükanáz kombinációját tartalmazza [Physiol. Plánt Pathol., 21,411-423 (1982)]. Egyik enzim sem hat a saját gazdaszervezetére.Young and Pegg describe a preparation which has a hydrolytic action on isolated cell walls of Verticillum alboatrum and which comprises a combination of endo-β-1,3-glucanase purified from tomato and exo-β-1,3-glucanase purified from fungi [Physiol. Plant Pathol., 1982, 21, 4111-423. None of the enzymes affects its own host.

Bohlman és munkatársai [EMBO J., 7, 1559-1565 (1986)] számos tionint, többek között árpalevélből, kukoricából, búzából, zabból és különböző kétszikű növényből izolált tionint írnak le, amelyek jelentős gombaellenes hatással rendelkeznek az in vitro tesztekben.Bohlman et al. (EMBO J., 7, 1559-1565 (1986)) describe a number of thionines, including thionine isolated from barley, corn, wheat, oats and various dicotyledonous plants, which have significant antifungal activity in in vitro assays.

Továbbá a WO 89/02744 számú közzétételi iratban leírnak olyan fehérjéket, amelyek megnövelik az antibiotikumok gombaellenes hatását. Ezeket a növényi fehéijéket általában szinergisztikus antifúngális proteinek (synergistic antifúngal proteins), rövidítve SAFPok néven emlegetik. A SAFP-okat polioxinokkal és nikkomicinekkel kombinálva alkalmazzák, amelyek önmagukban is aktívak fitopatogén gombákkal szemben; a SAFP-okkal kombinálva hatásuk 10-100-szorosára is nőhet. A SAFP-oknak önmagukban nincs gombaellenes hatásuk.Further, WO 89/02744 describes proteins that enhance the antifungal activity of antibiotics. These vegetable proteins are commonly referred to as synergistic antifúngal proteins (SAFPs). SAFPs are used in combination with polyoxins and nicomycins, which themselves are active against phytopathogenic fungi; in combination with SAFPs, they can increase their effect by 10 to 100 times. SAFPs alone have no antifungal activity.

Növényekben a kitinázok és glukanázok, valamint nagyszámú, különböző, úgynevezett patogenezishez kapcsolódó (pathogenesis-related; PR-) fehérje szintéziséről ismert, hogy egy hiperszenzitív válaszként ismert jelenség kíséri, amit többek között egy inkompatibilis növényi patogén indít be. Ez a hiperszenzitivitási reakció végül abban jelentkezik, hogy a növény nagyszámú patogénnel szemben válik rezisztenssé. Hasonlóképpen, a PR-fehéijék szintézisét számos biotikus és abiotikus faktor indukálhatja, például a gombasejtfalak fragmentjei, kémiai indukálószerek, például a szalicilát és hasonlók, ami szintén a növény széles patogén rezisztenciájában nyilvánul meg. Ezt a rezisztenciát, amit vagy egy inkompatibilis patogénnel, vagy egy biotikus vagy abiotikus faktorral, illetve kémiai anyaggal lehet kiváltani, „indukált rezisztenciának” hívják. Jóllehet, sokat kell még tanulni az indukált rezisztenciáról és ezeknek a PR-fehéijéknek a szerepéről, némi osztályozást már végeztek. Dohányban úgy tűnik, hogy dohány-mozaikvírussal (TMV) való kezelés hatására legalább 5 típusú PR-fehéqe indukálódik. Ez az osztályozás olyan tulajdonságokon alapul, mint például a molekulatömeg, szerológiai kapcsolat, aminosavszekvencia homológiája, és ha ismert, akkor az enzimatikus aktivitás. Ezeken az osztályokon belül további felosztást lehet végezni, intracelluláris és extracelluláris fehérjékre, amelyek a növényi sejtben való lokalizációjuktól eltekintve megfelelnek egymásnak, az előbb említett tulajdonságok alapján [Bol. J. F. et al., Annu. Rév. Phytopathol. 28, 113-138 (1990)]. Mivel ezekről a fehérjékről az a vélemény, hogy valamilyen módon szerepet játszanak a patogén rezisztenciában, igen nagy erőfeszítéseket tettek arra, hogy a lehetséges antipatogén hatású fehérjéket azonosítsák a PR-fehéijék családjában.In plants, the synthesis of chitinases and glucanases, as well as a large number of different pathogenesis-related (PR) proteins, is known to be accompanied by a hypersensitive response, initiated inter alia by an incompatible plant pathogen. This hypersensitivity reaction eventually results in the plant becoming resistant to a large number of pathogens. Similarly, the synthesis of PR proteins can be induced by a number of biotic and abiotic factors, such as fungal cell wall fragments, chemical inducers such as salicylate, and the like, which are also manifested in broad plant pathogenic resistance. This resistance, which can be induced by either an incompatible pathogen or a biotic or abiotic factor or chemical, is called "induced resistance". Although much remains to be learned about induced resistance and the role of these PR proteins, some classifications have already been made. In tobacco, treatment with tobacco mosaic virus (TMV) appears to induce at least 5 types of PR proteins. This classification is based on properties such as molecular weight, serological linkage, homology of amino acid sequence and, if known, enzymatic activity. Within these classes, further subdivisions can be made into intracellular and extracellular proteins, which, apart from their localization in the plant cell, correspond to each other based on the above-mentioned properties [Bol. J. F. et al., Annu. Port. Phytopathol. 28: 113-138 (1990)]. Because these proteins are believed to play a role in pathogen resistance in some way, great efforts have been made to identify potentially antipathogenic proteins in the PR protein family.

A mai napig a gombaellenes hatású fehéqék szűrővizsgálatának, izolálásának és megközelítése a PRfehéijék szűrővizsgálata a már ismert tulajdonságok, például a molekulatömeg, pl (izoelektromos pont), vagy enzimaktivitás alapján. Ez különösképpen igaz a kitinázokra és a P-l,3-glükanázokra, amelyeknek a szubsztrátjai előfordulnak a legtöbb patogén és/vagy kártevő sejtfalában vagy kültakarójában.To date, screening, isolating and approaching antifungal proteins is screening for PR proteins based on known properties such as molecular weight, e.g., (isoelectric point), or enzyme activity. This is especially true for chitinases and P-1,3-glucanases, whose substrates are found in the cell wall or outer envelope of most pathogens and / or pests.

Ennek a megközelítésnek egyik hátránya, hogy vagy nincs, vagy nagyon kicsi a korreláció az enzimaktivitás (azaz a kitináz- és glükanázaktivitás) és a gombaellenes hatás között, és emiatt gyakran fölöslegesen izolálnak fehérjéket, amelyekről azután kiderül, hogy nincs lényeges gombaellenes hatásuk. A második hátrány az, hogy gyakran még nehezebb olyan PR-fehéijéket izolálni, amelyeknek az aktivitása vagy a funkciója ismert, és a legtöbb PR-fehérje esetében erről van szó.One disadvantage of this approach is that there is either no or very little correlation between enzyme activity (i.e., chitinase and glucanase activity) and antifungal activity, which often results in unnecessary isolation of proteins which are subsequently found to have no significant antifungal activity. The second disadvantage is that it is often more difficult to isolate PR proteins whose activity or function is known, which is the case with most PR proteins.

Ezért szükség van olyan hatékony és megbízható módszerekre és eljárásokra, amelyek segítségével a növények patogénellenes tulajdonsága felerősíthető.Therefore, there is a need for efficient and reliable methods and methods for amplifying the anti-pathogenic property of plants.

Vizsgálataink során azt találtuk, hogy a találmány szerint izolált patogénellenes fehérjék patogénellenes hatása fokozható, ha a patogénellenes hatású intracelluláris fehérjét az extracelluláris térbe irányítjuk. Kimutattuk, hogy a növényből származó intracelluláris fehérje tartalmaz egy 15-20 aminosavból álló C-terminális részt, amely a fehérje intracelluláris lokalizációját biztosítja. Továbbá felismertük, hogy a C-terminálist kódoló nyitott leolvasási keret 3’-terminális végének módosításával megelőzhető, hogy a fehéije az intracelluláris térben, például vakuólában lokalizálódjon. A patogénellenes intracelluláris fehérjék elsősorban gombaellenes hatásúak, előnyösen kitinázok, p-l,3-glükanázok, osmotinszerű fehéijék és PR-fehéijék, például PR-1 fehéije.It has now been found that the antigenic activity of the antigenic proteins isolated according to the invention can be enhanced by targeting the intracellular protein having the antigenic activity to the extracellular space. The plant-derived intracellular protein has been shown to contain a C-terminal portion of 15-20 amino acids which provides for intracellular localization of the protein. Further, it has been discovered that modifying the 3'-terminus of an open reading frame encoding a C-terminal can prevent its protein from localizing in an intracellular space such as a vacuole. The anti-pathogenic intracellular proteins have predominantly antifungal activity, preferably chitinases, p-1,3-glucanases, osmotin-like proteins and PR-proteins such as PR-1.

A találmány továbbá egy génterméket tartalmazó transzformált növényi anyag előállítására és a géntermék extracelluláris térbe történő szekretálására is vonatkozik. A találmány tárgyát képezi továbbá rekombináns polinukleotid szekvenciák és vektorok alkalmazása a fenti eljárásokban.The invention also relates to the production of transformed plant material containing a gene product and its secretion into extracellular space. The present invention also provides the use of recombinant polynucleotide sequences and vectors in the above methods.

HU 219 505 ΒHU 219 505 Β

Az alábbiakban ismertetjük az ábrákat.The figures are described below.

Az 1. ábrán az AP20 és a dohányból származó osmotin II (Singh et al., 1989, supra) és az osmotin I (Singh et al., 1987, supra), valamint egy paradicsomból származó osmotin (Tosm) (King et al., 1988, supra) aminosavszekvenciáját hasonlítjuk össze.Figure 1 shows AP20 and osmotin II from tobacco (Singh et al., 1989, supra) and osmotin I (Singh et al., 1987, supra) and osmotin (Tosm) from tomato (King et al. , 1988, supra).

A 2. ábrán a pMOG189 expressziós vektor sematikus ábráját láthatjuk.Figure 2 is a schematic representation of the expression vector pMOG189.

A 3. ábrán a pMOG404 bináris vektort láthatjuk; LB=a T-DNS bal oldala, RB=a T-DNS jobb oldala.Figure 3 shows the binary vector pMOG404; LB = left side of T-DNA, RB = right side of T-DNA.

A találmány szerint patogénellenes hatású fehérjét egy növényből úgy állítunk elő, hogyAccording to the invention, the protein having an antigenic effect is produced from a plant by:

1. ) egy indukált rezisztenciát mutató növényből kivonatot készítünk;1) preparing an extract from a plant with induced resistance;

2. ) egy patogénellenes vizsgálatban meghatározzuk, hogy a kivonat tartalmaz-e patogénellenes aktivitást;2) determining, in an anti-pathogen assay, whether the extract contains anti-pathogenic activity;

3. ) a patogénellenes aktivitást a kivonat fehéijetisztítási módszenei végzett frakcionálása és patogénellenes vizsgáló módszer alkalmazásával tisztítjuk;3) purifying the antigenic activity by fractionation of the extract by protein purification methods and an antigenic assay method;

4. ) a patogénellenes hatású aktivitás fehéijetermészetét igazoljuk.4.) the protein nature of the pathogenic activity is demonstrated.

A patogén szakkifejezéssel a továbbiakban bármely olyan szervezetet jelölünk, amely képes betegséget okozni, illetve egyéb módon hatni a növényre, például csökkenteni a növekedését, fejlődését, a biomasszát, az életképességet, a tápértékét, illetve a növény attraktivitását. Ilyen szervezetek közé tartoznak a fonalférgek, a gombák, a baktériumok, a vírusok és kártevők, például a rovarok.As used herein, the term pathogenic refers to any organism capable of causing disease or other effects on a plant, such as, for example, reducing growth, development, biomass, viability, nutritional value, or attractiveness of the plant. Such organisms include nematodes, fungi, bacteria, viruses, and pests such as insects.

Egy patogénellenes vizsgálatnak tartalmaznia kell egy vizsgálatot, amely megállapítja, hogy egy kivonatnak vagy egy frakciónak van-e patogénellenes hatása, oly módon, hogy az említett kivonatnak vagy frakciónak egy alikvot részét hozzáadjuk a táptalajhoz, vagy hozzáadjuk a patogén tápanyagához, amelyben vagy amelyen a patogént hagyjuk kicsírázni és/vagy fejlődni és/vagy növekedni, olyan körülmények között, amelyek megengedik a patogén csírázását és/vagy növekedését és/vagy fejlődését, és értékeljük a patogénellenes hatást, ami az említett frakció jelenlétének következménye.An antigenic assay must include an assay to determine whether an extract or fraction has an antigenic effect by adding an aliquot of said extract or fraction to the culture medium or to the nutrient in which the pathogen is present. allowing germination and / or development and / or growth under conditions which permit germination and / or growth and / or development of the pathogen and evaluation of the anti-pathogenic effect resulting from the presence of said fraction.

A találmány szerint gombaellenes fehéijéket növényekből az alábbi lépésekből álló eljárással izolálhatunk:The antifungal proteins of the present invention can be isolated from plants by the following steps:

1. ) a növényt egy inkompatibilis patogénnel, egy biotikus vagy abiotikus faktorral kezeljük, ami indukált rezisztenciát okoz az említett növényben;1.) treating the plant with an incompatible pathogen, a biotic or abiotic factor, which causes induced resistance in said plant;

2. ) az említett növényből egy levélkivonatot készítünk;2) preparing a leaf extract from said plant;

3. ) a levélkivonatot sómentesítjük, majd 4 °C-on inkubáljuk;3) desalting the leaf extract and incubating at 4 ° C;

4. ) az inkubált levélkivonatot centrifugáljuk;4) centrifuging the incubated leaf extract;

5. ) a 4.) lépésben kapott levélkivonat-felülúszónak egyik alikvot részében megvizsgáljuk a gombaellenes aktivitást oly módon, hogy az említett felülúszót azzal a gombával inkubáljuk, amely ellen aktivitással rendelkező fehérjét keresünk, olyan körülmények között, amelyek alkalmasak arra, hogy az említett gomba növekedjen és/vagy kicsírázzon, majd összehasonlítjuk az így inkubált gomba növekedését és/vagy csírázását egy olyan gombáéval, amelyet a gombaellenes aktivitás nélkül inkubáltunk;5.) in an aliquot of the leaf extract supernatant obtained in step 4), assaying for antifungal activity by incubating said supernatant with the fungus against which the protein having activity is sought under conditions suitable for said fungus. growing and / or germinating and comparing the growth and / or germination of the fungus thus incubated with that of a fungus incubated without antifungal activity;

6. ) az említett felülúszót frakcionáljuk egy vagy több nem denaturáló fehéijefrakcionálási módszer alkalmazásával; és6) fractionating said supernatant by one or more non-denaturing protein fractionation methods; and

7. ) kiválasztjuk azokat a frakciókat, amelyek gombaellenes hatást mutatnak, oly módon, hogy a frakciók egy alikvot részét az 5.) lépésben a felülúszókra leírt módon megvizsgáljuk;7.) selecting the fractions which exhibit antifungal activity by examining an aliquot of the fractions as described for the supernatants in step 5);

8. ) az említett kiválasztott frakciót tovább tisztítjuk egy vagy több nem denaturáló fehéijefrakcionáló módszer alkalmazásával;8.) further purifying said selected fraction using one or more non-denaturing protein fractionation methods;

9. ) ha szükséges, akkor megismételjük a 7.) és 8.) lépéseket addig, amíg a gombaellenes hatású fehérje lényegében mentes más fehérjéktől.9.) if necessary, repeat steps 7) and 8) until the antifungal protein is substantially free of other proteins.

A tisztítás során a gombaellenes aktivitásnak vizsgálhatjuk a fehérjeszerű hatását oly módon, hogy melegítjük és/vagy proteázzal kezeljük, valamint hasonló módokon. Ha lehetséges, akkor a gombaellenes aktivitás elegendő tisztítása, valamint annak megállapítása után, hogy fehérjéről van-e szó, néhány fizikai paraméterét meghatározhatjuk, például a molekulatömegét, izoelektromos pontját, hidrofobocitását, enzimatikus aktivitását és hasonlókat, hogy szelektívebben megválaszthassuk a következő frakcionálási vagy tisztítási eljárást, és a legjobb tisztítási eredményt kapjuk. Az optimális fehérjetisztítási technikák (kombinációjának) megválasztása az említett fizikai paraméterek alapján bőven a fehéqetisztításban jártas szakember tudásához tartozik. Feltételezhető, hogy a használt növényi anyagtól és az éppen tisztított gombaellenes fehérétől függően az optimális körülmények megválasztásához szükség lehet némi próbálkozásra, ami nem tekinthető indokolatlan, nem megkövetelhető kísérletezésnek.During purification, the fungal activity of the antifungal activity may be assayed by heating and / or protease treatment and the like. If possible, after sufficient purification of the antifungal activity and determination of the protein, some physical parameters such as molecular weight, isoelectric point, hydrophobicity, enzymatic activity and the like can be determined to more selectively select the next fractionation or purification procedure. , and get the best cleaning results. The choice of the optimal combination (or combination) of protein purification techniques based on these physical parameters is well within the knowledge of one skilled in the art of protein purification. It is believed that, depending on the plant material used and the antifungal protein that is being purified, some effort may be required to select the optimal conditions, which is not an unreasonable, unnecessary experiment.

Ha egyszer a gombaellenes fehéije eléggé tiszta, akkor az aktivitásának a körét meg lehet vizsgálni más gombákra, amelyek lehetnek más növényi patogén gombák, állati vagy emberi patogén gombák, baktériumok, fonalférgek és hasonlók. Minden egyes esetben a koncentrációnak, a pH-nak és az ionerősségnek a stabilitásra és/vagy a gombaellenes hatásra nézve optimális értékét meg lehet határozni.Once the antifungal protein is sufficiently pure, its activity range can be tested for other fungi, which may be other plant pathogenic fungi, animal or human pathogenic fungi, bacteria, nematodes, and the like. In each case, the optimum values for concentration, pH and ionic strength for stability and / or antifungal activity can be determined.

A módszer alkalmazható úgy, hogy az 1.) lépésben más növényi anyagot használunk, beleértve ugyanannak a növénynek más részeit, például a gyökeret, szárat és hasonlókat, valamint egy másik növényi variánst vagy fajt. Előnyösen olyan növényvonalat, -variánst vagy -fajt kell választani, amely indukált rezisztenciát mutat.The method can be applied by using other plant material in step 1), including other parts of the same plant, such as roots, stems and the like, as well as another plant variant or species. Preferably, a plant line, variant or species that exhibits induced resistance should be selected.

Ha a gombaellenes hatású fehéije lényegében mentes más fehéijéktől és/vagy más anyagoktól, akkor a gombaellenes fehérjének a (részleges) aminosavszekvenciáját meg lehet határozni. Az aminosavszekvenciát visszaalakítva nukleotid szekvenciává egy próbakészletet szintetizálhatunk kémiailag azoknak a cDNSeknek vagy genomiális kiónoknak az izolálása céljából, amelyek a gombaellenes fehérjét (vagy egy részét) kódolják, és amelyet elvileg fel lehet használni olyan növények előállítására, amelyek az említett gombára ke3If the antifungal protein is substantially free of other proteins and / or other materials, the (partial) amino acid sequence of the antifungal protein may be determined. By converting the amino acid sequence to a nucleotide sequence, a probe set can be chemically synthesized to isolate cDNAs or genomic clones that encode the antifungal protein (or a portion thereof) and which can in principle be used to produce plants that f

HU 219 505 Β vésbé érzékenyek. Ebből a célból egy nyitott leolvasási keretet, azaz egy cDNS-t vagy DNS-fragmentet, amely a gombaellenes fehérjét (vagy egy részét) kódolja, megfelelő módon összekapcsoljuk olyan elemekkel, amelyek a növényi sejtben való expresszióhoz szükségesek. Ha a gombaellenes fehérje egy intracelluláris fehérje, akkor a nyitott leolvasási keretet úgy változtatjuk meg, hogy az expresszió után a fehérje az extracelluláris térbejusson ki.EN 219 505 Β are less sensitive. For this purpose, an open reading frame, i.e., a cDNA or DNA fragment encoding an antifungal protein (or portion thereof), is suitably linked to elements required for expression in the plant cell. If the antifungal protein is an intracellular protein, the open reading frame is altered such that the protein is released into extracellular space after expression.

Illusztráció céljából bemutatjuk egy osmotinszerű fehérje izolálását és azonosítását, valamint ezt követően az ezt a fehérjét kódoló cDNS klónozását. Emellett ez a tipikus módszer eljárást ad arra is, hogyan állítsunk elő gombákra kevésbé érzékeny, transzgenikus növényt, egy nyitott leolvasási keret magas szintű expressziója révén, amely az említett osmotinszerű fehéijét kódolja az említett növényben. Továbbá bemutatjuk, hogy ez a normális körülmények között intracelluláris osmotinszerű fehéije a találmány szerinti eljárással hogyan irányítható az extracelluláris térbe, és ezáltal megnövekedett gombaellenes hatást biztosít abban a növényben, amelyben előállították.For illustration purposes, isolation and identification of an osmotin-like protein and subsequent cloning of cDNA encoding that protein are shown. In addition, this typical method provides a method for producing a transgenic plant less susceptible to fungi by high expression of an open reading frame encoding said osmotin-like protein in said plant. Furthermore, it is shown how this normally intracellular osmotin-like protein can be directed to the extracellular space by the method of the present invention and thereby provides an increased antifungal activity in the plant in which it is produced.

Nyilvánvaló, hogy ahol megnevezzük az osmotinszerű fehéijéket, ott ezek csak a találmány szerinti módszer és eredmények illusztrálását szolgálják, és nem áll szándékunkban a találmány oltalmi körét az osmotinszerű fehérjékre korlátozni. Ennélfogva a találmány szerint előállított más gombaellenes fehérjék alkalmazása is a találmány oltalmi körébe tartozik.Obviously, where osmotin-like proteins are named, they are merely illustrative of the method and results of the present invention and are not intended to limit the scope of the invention to osmotin-like proteins. Therefore, the use of other antifungal proteins of the present invention is within the scope of the invention.

Úgy észleltük, hogy ha növényeket egy inkompatibilis patogénnel kezelünk, és ezzel egy hiperszenzitivitási reakciót váltunk ki, akkor néhány nappal az inokulálás után levélkivonatok készíthetők, amelyekből olyan frakciók nyerhetők ki, amelyek erős gombaellenes hatást mutatnak. Azt találtuk, hogy számos dohányból és paradicsomból előállított frakcióban a gombagátló hatás nem a P-l,3-glükanázoknak vagy kitinázoknak tulajdonítható, mivel a tovább tisztított, gombagátló hatással rendelkező frakciókban egyáltalán nem lehetett glükanáz- vagy kitinázaktivitást kimutatni. A gombaellenes hatás hőre érzékenynek bizonyult. A dohányból származó aktív komponensről kiderült, hogy egy hidrofób fehéije, amelynek molekulasúlya körülbelül 24 kD, bázikus izoelektromos pontja (pl) van, és az AP20 jelzést kapta (AP24-ként is hivatkozunk rá). Az AP20 tisztítása és az aminosavszekvenciájának meghatározása után kiderült, hogy ez a rész azonos az osmotin megfelelő részével, amely egy, a dohányban előforduló ismert fehérje [Singh, N. K. et al., Plánt Physiol., 85, 529-536 (1987); Sing, N. K. et al., Plánt Physiol., 90, 1096-1101 (1989)], és amely az osmotinok néven ismert fehérjék, vagy más néven az osmotinszerű fehétjék közé tartozik. Az osmotinszerű fehérjék onnan kapták a nevüket, mert felfedezték, hogy többek között akkor szintetizálódnak, amikor a növényi sejtek ozmotikusán adaptálódnak magas koncentrációjú nátrium-kloridot, kálium-kloridot vagy polietilénglikolt tartalazó táptalajhoz, de az osmotinszerű fehérjék akkumulációja az ozmotikus anyag folyamatos jelenlétének függvényének tűnik. (Néhány) ozmotikus hatással nem rendelkező anyag, például a kadmiumklorid jelenlétében az akkumuláció nem fordul elő [King et al., Plánt Mól. Biok, 7,441-449 (1986)].It has been found that by treating plants with an incompatible pathogen, thereby inducing a hypersensitivity reaction, a few days after inoculation, leaf extracts can be prepared which yield fractions having a strong antifungal activity. It has been found that in many fractions derived from tobacco and tomato, the fungal inhibitory effect is not due to β-1,3-glucanases or chitinases, since no further glucanase or chitinase activity could be detected in the further purified fractions having antifungal activity. The antifungal effect proved to be sensitive to heat. The tobacco-derived active component was found to have a basic isoelectric point (pl) of a hydrophobic protein having a molecular weight of about 24 kD and was designated as AP20 (also referred to as AP24). After purification of AP20 and determination of its amino acid sequence, this part was found to be identical to the corresponding part of osmotin, a known protein found in tobacco (Singh, N.K. et al., Plant Physiol., 85, 529-536 (1987); Sing, N. K. et al., Plant Physiol., 90, 1096-1101 (1989)] and is one of the proteins known as osmotins, also known as osmotin-like proteins. Osmotin-like proteins are named for their ability to synthesize, among other things, osmotic adaptations of plant cells to media containing high concentrations of sodium chloride, potassium chloride, or polyethylene glycol, but the osmotinic process is a protein-dependent protein. Accumulation does not occur in the presence of (some) non-osmotic agents, such as cadmium chloride [King et al., Plant Mol. Biok., 7,441-449 (1986)].

A dohányban két osmotint írtak le, az osmotin-I-et, amely egy vízoldható forma, és az osmotin-II-t, amely egy detergensben oldódó, viszonylag proteáz rezisztens forma. Mindkét dohányból származó osmotin molekulatömege körülbelül 24 kD, nagyon hasonló az aminosav-összetételűk, és hasonlóak egy paradicsomból (Lycopersicon esculentum) származó 24 kD méretű fehérjéhez, valamint más fehérjékhez, beleértve a Thaumatococcus daniellii-ből származó thaumatint, a dohányból származó, patogenezishez kapcsolódó S fehérjét (PR-S), és egy bifunkciós kukoricatripszin/a-amiláz inhibitort. Osmotinszerű fehérjéket, amelyek szerológiailag mind rokonok, és molekulatömegük megfelel a dohányból és paradicsomból izolált osmotinokénak, leírtak többek között kölesből, szójababból, répából (Daucus carota), gyapotból, burgonyából (Solanum tuberosum) [Singh et al., Proceedings of the National Academy of Sciences, USA, 84, 739-743 (1987)], lucernából (Medicago sativa) és babból (Phaseolus) (King et al., im.).In tobacco, two osmotins have been described, osmotin-I, a water-soluble form, and osmotin-II, a detergent-soluble, relatively protease-resistant form. Osmotin from both tobacco has a molecular weight of about 24 kD, very similar in amino acid composition, and similar to a 24 kD protein from a tomato (Lycopersicon esculentum) and other proteins, including thaumatin from Thaumatococcus daniellii, tobacco-related pathogenesis. protein (PR-S) and a bifunctional maize trypsin / α-amylase inhibitor. Osmotin-like proteins, all serologically related and having molecular weights of osmotinins isolated from tobacco and tomato, have been described, inter alia, in millet, soybean, beet (Daucus carota), cotton, potato (Solanum tuberosum) [Singh et al., Proceedings Sciences, USA, 84, 739-743 (1987)], alfalfa (Medicago sativa) and beans (Phaseolus) (King et al., Im.).

Mostanáig nem volt ismert az osmotin hatása. Általában azt feltételezték, hogy az osmotinok feladata az, hogy a növényeknek ozmózistűrő képességet biztosítsanak alacsony víztartalom mellett [lásd például Grosset et al., Plánt Phys., 92, 520-527 (1990)].Until now, the effect of osmotin was unknown. In general, it has been suggested that the function of osmotins is to provide plants with osmotic resistance at low water content (see, e.g., Grosset et al., Plant Phys., 92, 520-527 (1990)).

A fizikai paraméterek hasonlósága, azaz a majdnem azonos molekulatömeg, az aminosavszekvencia, ami azonos a dohányból származó osmotin-II-ével, és majdnem azonos a dohányból, valamint a paradicsomból (NP24) származó osmotin-I-ével, azonkívül a megfelelő pl-érték alapján azt a következtetést vonták le, hogy az AP20 gombaellenes hatású fehérje valójában egy osmotin. Annak a feltételezésnek az ellenőrzésére, hogy a gombaellenes hatás az osmotinszerű fehérjék általános tulajdonsága-e, megvizsgáltuk, hogy egy paradicsomból származó osmotinszerű fehérje, amelyet NP24 néven ismernek, képes-e gátolni a P. infestanst. Azt találtuk, hogy az NP24 gombaellenes hatással is rendelkezik.Similarity in physical parameters, i.e., almost identical molecular weight, amino acid sequence identical to tobacco-derived osmotin-II, and nearly identical to tobacco and tomato (NP24), is also the corresponding pI-value. , it was concluded that the AP20 antifungal protein is in fact an osmotin. To test the hypothesis that the antifungal activity is a common property of osmotin-like proteins, we tested whether a tomato-derived osmotin-like protein, known as NP24, could inhibit P. infestans. NP24 has also been found to have antifungal activity.

Ebből azt a következtetést vontuk le, hogy a dohányból és a paradicsomból származó osmotinszerű fehérjék gombaellenes hatással rendelkeznek és ennélfogva alkalmasak arra, hogy egy gombaellenes készítményben használjuk fel őket. Figyelembe véve a nagy homológiát az osmotinszerű fehérjék között a növények világában, azt tételezzük fel, hogy más, nem a dohányból vagy a paradicsomból származó osmotinok is rendelkeznek gombaellenes hatással.It is therefore concluded that osmotin-like proteins derived from tobacco and tomato have antifungal activity and are therefore suitable for use in an antifungal composition. Given the high homology between osmotin-like proteins in the plant world, other osmotins other than tobacco or tomato are presumed to have antifungal activity.

Az osmotinok vagy osmotinszerű fehérjék azok, amelyek aminosav-szekvenciájának homológiája a dohányból származó osmotinnal több mint 70%, vagy még nagyobb, előnyösen 80%-nál nagyobb, bázikus plvel rendelkeznek, szintézisük korrelációban van a növényi sejteknek magas NaCl-koncentrációjú táptalajhoz való adaptációjával, és legalább egy gombával szemben hatásos gátlószerek. A gombaellenes hatást az alábbiakban úgy határozzuk meg, mint bármely, egy gombaOsmotins or osmotin-like proteins are those whose amino acid sequence homology to tobacco-derived osmotin is more than 70% or more, preferably greater than 80%, and their synthesis is correlated with the adaptation of plant cells to high concentrations of NaCl, and at least one fungicide. The antifungal activity is defined below as any single fungus

HU 219 505 Β csírázására, növekedésére és/vagy differenciálódására gyakorolt gátló hatást, illetve bármely olyan hatást, amely a gomba életképességét és/vagy fertőzőképességét csökkenti.EN 219 505 Β germination, growth and / or differentiation, and any effect that diminishes the viability and / or infectivity of the fungus.

Az osmotinok előállítása során azt a lehetőséget használjuk ki, hogy ezeknek a fehéijéknek a szintézise indukálható, például oly módon, hogy a növényt egy inkompatibilis patogénnel fertőzzük meg, amely lehet vírus, baktérium vagy gomba. Azonban nem szükséges a növényeket patogénekkel fertőzni. Az osmotinszintézis indukálására más módszerek is használhatók, például az, hogy a növényeket vagy a tenyésztett növényi sejteket nátrium-klorid és/vagy polietilénglikol hatásának tesszük ki. Ez a sejtekben magas koncentrációjú osmotint eredményez; az akkumuláció egészen a 12%-ot is elérheti [Singh et al., Plánt Physiol., 85, 529-536 (1987)]. Az osmotinszintézist indukálhatjuk úgy is, hogy a növényeket vagy a növényi sejteket ABA-val (abszcizinsav) kezeljük [Singh et al., Proceedings of the National Academy of Sciences, USA, 84, 739-743 (1987)].Osmotins are produced by exploiting the possibility of inducing the synthesis of these proteins, for example by infecting the plant with an incompatible pathogen, which may be a virus, bacterium or fungus. However, it is not necessary to infect the plants with pathogens. Other methods of inducing osmotin synthesis may be used, such as exposing the plants or cultured plant cells to sodium chloride and / or polyethylene glycol. This results in high concentrations of osmotin in the cells; accumulation can be up to 12% (Singh et al., Plant Physiol. 85: 529-536 (1987)). Osmotin synthesis can also be induced by treating plants or plant cells with ABA (Absic acid) (Singh et al., 1987, Proceedings of the National Academy of Sciences, USA, 84, 739-743).

Azok a növények, amelyekből az osmotinokat izolálni lehet, lehetnek többek között köles, szójabab, gyapot, paradicsom és burgonya [Singh et al., Proceedings of the National Academy of Sciences, USA, 84, 739-743 (1987); King et al., Plánt Mól. Bioi. 10, 401-412 (1988)], de más, az előzőkben említettektől eltérő növényekből származó osmotinok (osmotinszerű fehéijék) is kielégítőek, ha a dohány osmotinjával megfelelő homológiát mutatnak, vagy a fizikai paraméterei összehasonlíthatók a dohányból származó osmotinéval. A találmány egy előnyös megvalósítási módja szerint az osmotinszerű fehéijék izolálására az olyan dohánynövények (beleértve a sejttenyészeteket is) anyagát használjuk fel, amelyeket valamilyen stresszfaktor hatásának teszünk ki, ilyen lehet például egy ozmotikus hatású anyag, szárazság vagy egy patogén, előnyösen dohány-mozaikvírus (TMV), illetve egy olyan növény anyagát használjuk fel, amelyet a Phythophthora infestansszal fertőztünk meg, vagy arachidonsawal kezeltük.Plants from which osmotins can be isolated include millet, soybean, cotton, tomato and potato (Singh et al., 1987, Proceedings of the National Academy of Sciences, USA, 84, 739-743; King et al., Plant Mole. Biol. 10, 401-412 (1988)], but osmotins (osmotin-like proteins) from plants other than those mentioned above are also satisfactory if they exhibit proper homology to the osmotin of the tobacco or can be compared with the physical parameters of the osmotin of the tobacco. In a preferred embodiment of the invention, the material of tobacco plants (including cell cultures) subjected to a stress factor such as an osmotic agent, drought or a pathogen, preferably tobacco mosaic virus (TMV), is used to isolate osmotin-like proteins. ), or from plant material that has been infected with Phythophthora infestans or treated with arachidonic acid.

Az osmotinszerű fehéijék izolálása során felhasználhatjuk az általánosan ismert fehéijefrakcionálási technikákat (vagy azok kombinációit), például a centrifugálást, kromatografálást, elektroforézist és hasonlókat. Preparatív célokra előnyösen olyan technikákat használunk, amelyek nemdenaturáló körülményeket alkalmaznak. A találmány egy előnyös megvalósítási módja szerint gélkromatográfiát és ioncserélő kromatográfiát alkalmazunk a hidrofób kölcsönhatásokon alapuló kromatográfiával kombinálva, mikor is az elúciót UV-spektrofotometriával követjük. A kapott frakciókat vizsgálhatjuk, hogy megtalálható-e bennük az előre csíráztatott vagy előre nem csíráztatott gombaspórák növekedését gátló hatás, amely gombaspórák érzékenyek az osmotinszerű fehéijékre, ilyenek például a Phytophthora nemzetségbe tartozó gombák, előnyösen a Phytophthora infestans. A spórákat (1 és 100 spóra mikroliterenként, előnyösen 5 és 20 spóra mikroliterenként) alkalmas táprétegen vizsgálhatjuk, például burgonyás-szőlőcukros agáron (PDA) és hasonlókon. A gomba fejlődését és növekedését könnyen meghatározhatjuk oly módon, hogy a micéliumot a frakció hozzáadása után bizonyos időközönként megfestjük; a kontrollkészítménnyel inkubált gombaspórákkal összehasonlítva, a gombaellenes faktor jelenlétét meg lehet határozni. Azok a frakciók, amelyek azt mutatják, hogy bennük hőre érzékeny gombaellenes hatás található, megelemezhetők, hogy van-e bennük osmotinszerű fehéije, az elemzést a molekulatömeg alapján (elektroforézist alkalmazva), és/vagy immunblott technikával végezhetjük, például dohányból származó osmotin vagy patogenezishez kapcsolódó fehéije (PRS) elleni antitestek alkalmazásával. Az osmotint tartalmazó frakciókat tovább frakcionálhatjuk, például hidrofób kölcsönhatáson alapuló kromatográfiát (HIC) vagy nagynyomású folyadékkromatográfiát (HPLC) alkalmazva; ezekkel a technikákkal majdnem teljes tisztaság érhető el. Az itt ismertetett eljárással lehetséges osmotinszerű fehéijéket izolálni bármely, az említett fehérjéket tartalmazó növényből.Isolation of osmotin-like proteins may utilize commonly known protein fractionation techniques (or combinations thereof), such as centrifugation, chromatography, electrophoresis, and the like. For preparative purposes, techniques employing non-denaturing conditions are preferred. In a preferred embodiment of the invention gel chromatography and ion exchange chromatography are used in combination with hydrophobic interaction chromatography, whereby elution is followed by UV spectrophotometry. The resulting fractions can be tested for growth inhibitory activity of pre-germinated or non-germinated fungal spores, which fungi are sensitive to osmotinic proteins such as fungi of the genus Phytophthora, preferably Phytophthora infestans. The spores (1 and 100 spores per microliter, preferably 5 and 20 spores per microliter) can be assayed on a suitable nutrient medium such as potato glucose agar (PDA) and the like. The development and growth of the fungus can be easily determined by staining the mycelium at intervals after addition of the fraction; the presence of the antifungal factor can be determined in comparison with the fungal spores incubated with the control preparation. Fractions that show a thermosensitive antifungal activity can be analyzed for their osmotin-like protein, molecular weight (using electrophoresis), and / or immunoblotting techniques such as those derived from tobacco-derived osmotin or pathogenesis. protein (PRS). Osmotin-containing fractions may be further fractionated, for example, using hydrophobic interaction chromatography (HIC) or high performance liquid chromatography (HPLC); these techniques achieve almost complete purity. By the method described herein, it is possible to isolate osmotin-like proteins from any plant containing said proteins.

A gomba növekedésének gátlásával az osmotinokat például élelmiszerek, kozmetikumok, illetve gyógyszerek vagy gyógyhatású készítmények konzerválására lehet használni, vízben oldva szobanövények és mezőgazdasági termények permetezésére, gyümölcsök, zöldségek és más termények konzerválására lehet használni egy korlátozott ideig, és mindegyik olyan esetben, amikor a gombák növekedését gátolni kell, az osmotinok számára alkalmas körülmények között. Tehát az osmotint adhatjuk önmagában vagy alkalmas hordozóval kombinálva, vagy ha szükséges, akkor más gombaellenes anyagokkal kombinálva porok, granulátumok, aeroszolok, oldatok, gélek, illetve más oldószerekkel vagy hordozókkal kombinált formában.By inhibiting fungal growth, osmotins can be used, for example, for preserving foods, cosmetics, or pharmaceuticals or pharmaceuticals, dissolved in water, for spraying houseplants and agricultural crops, and for preserving fruits, vegetables, and other crops for a limited period of time. should be inhibited under conditions suitable for osmotins. Thus, osmotine may be administered alone or in combination with a suitable carrier or, if desired, in combination with other antifungal agents in the form of powders, granules, aerosols, solutions, gels, or in combination with other solvents or carriers.

Készítményekben való alkalmazás céljából, például azért, hogy a hatásterületét szélesítsük, az osmotinok és más gombagátló anyagok kombinációja is használható, ilyenek például a klasszikus gombaellenes antibiotikumok, a SAFP-ok, és a kémiai fungicidek, például a polioxinok, nikkomicinek, karboximidek, aromás szénhidrátok, karboxinok, morfolinok, a szteroid bioszintézis gátlói, a szerves foszforvegyületek, enzimek, például a glükanázok, kitinázok, lizozimek és hasonlók. Akár önmagában, akár más aktív adalékanyagokkal kombinálva, az osmotint olyan koncentrációban alkalmazzuk, amelyben eléri a végső célt, általában 1 pg/ml és 100 mg/ml közötti koncentrációban, előnyösen 5 pg/ml és 5 mg/ml közötti koncentrációban, 3,0 és 9,0 közötti pH-tartományban. Általában a pufferolt készítmények alkalmazása kívánatos, például 1 mM és 1 M közötti foszfátpufferok, előnyösen 10 mM és 100 mM közötti, különösen előnyösen 15 mM és 50 mM közötti koncentrációban, jóllehet az alacsony pufferkoncentrációknál kívánatos, hogy sót adjunk hozzá az ionerősség fokozására, például nátrium-kloridot 1 mM és 1 M közötti koncentrációban, előnyösen 10 mM és 100 mM közötti koncentrációban.A combination of osmotins and other antifungal agents, such as classical antifungal antibiotics, SAFPs, and chemical fungicides such as polyoxins, nicomycins, carboximides, aromatic carbohydrates, may also be used in formulations such as to broaden the field of action. , carboxins, morpholines, inhibitors of steroid biosynthesis, organic phosphorus compounds, enzymes such as glucanases, chitinases, lysozymes and the like. When used alone or in combination with other active ingredients, osmotin is used in a concentration that achieves its ultimate goal, generally at a concentration of 1 pg / ml to 100 mg / ml, preferably 5 pg / ml to 5 mg / ml, 3.0 to pH 9.0. In general, the use of buffered formulations is desirable, for example at a concentration of 1 mM to 1 M phosphate buffers, preferably 10 mM to 100 mM, particularly preferably 15 mM to 50 mM, although at low buffer concentrations it is desirable to add salt to increase ionic strength, e.g. chloride at a concentration of 1 mM to 1 M, preferably at a concentration of 10 mM to 100 mM.

A találmány speciális megvalósítási módja során olyan transzgenikus növényeket kapunk, amelyek csökkent gombaérzékenységgel rendelkeznek annak következtében, hogy egy vagy több növényi részben egy vagy több osmotinszerű fehéijét kódoló gén konstitutíven exp5In a specific embodiment of the present invention, transgenic plants are obtained which have reduced fungal susceptibility due to the constitutive expression of a gene encoding one or more osmotin-like proteins in one or more plant parts.

HU 219 505 Β resszálódik, vagy azért, mert egyszerre konstitutíven expresszálódik egy osmotin gén és például egy glükanáz és/vagy egy kitináz gén vagy hasonló a növény egy vagy több részében extracelluárisan. A dohányban megtalálható gének mellett [Singh et al., Plánt Physiol., 85, 529-536 (1987)], illetve a paradicsomban megtalálható gének mellett, azaz az NP24-et kódoló gén mellett [King et al., Plánt Mól. Bioi. 10, 401-412 (1988)], osmotin gének előfordulnak többek között kölesben, szójababban, burgonyában, paradicsomban, répában, gyapotban és másban, és ezek is felhasználhatók ilyen célokra. Az ismert technikák alkalmazásával a szakterületen jártas szakember számára köteles tudás osmotinszerű fehérjéket kódoló géneket vagy cDNS-eket izolálni különböző növényfajokból, egy polinukleotidpróba, például egy dohányból származó osmotin génffagment, vagy egy osmotin gén ismert szekvenciáján alapuló szintetikus oligonukleotidpróba segítségével. Közismert technikák alkalmazásával egy gyakorlott szakember képes a kapott osmotin génfragmentet megsokszorozni, meghatározni a DNS-fragment nukleotid szekvenciáját, majd a génfragmentet vagy cDNS-t megfelelő orientációban klónozni egy olyan vektorba, amely megfelelő szekvenciákat tartalmaz ahhoz, hogy a génfragmentet a növény egy vagy több részében expresszáljuk. Ha egy ilyen expressziós konstrukciót megfelelő módon hozzáadunk növényi anyaghoz, akkor ennek eredménye transzformáit növényi anyag, amelyet azután olyan teljes, transzformáit növények regenerálására lehet használni, amelyek az osmotin fehéijét vagy annak egy részét kódoló gént vagy génfragmentet expresszálják a növényben vagy annak néhány részében.It is either expressed constitutively at the same time as an osmotin gene and, for example, a glucanase and / or a chitinase gene or the like is extracellularly expressed in one or more parts of the plant. In addition to the genes found in tobacco (Singh et al., Plant Physiol. 85: 529-536 (1987)), and in tomato, i.e. the gene encoding NP24 (King et al., Plant Mol. Biol. 10, 401-412 (1988)], osmotin genes are found in millet, soybean, potato, tomato, beet, cotton and others and can be used for such purposes. By employing known techniques, one of ordinary skill in the art will be able to isolate genes or cDNAs encoding osmotin-like proteins from various plant species using a polynucleotide probe, such as an osmotin gene fragment from tobacco, or a synthetic oligonide based on a known sequence of an osmotin gene. By employing well-known techniques, one of skill in the art can amplify the resulting osmotin gene fragment, determine the nucleotide sequence of the DNA fragment, and then clone the gene fragment or cDNA into a vector containing the appropriate sequences for the gene fragment in one or more parts of the plant. expressed. If such an expression construct is appropriately added to plant material, it results in transformed plant material, which can then be used to regenerate complete transformed plants that express a gene or gene fragment encoding an osmotin protein, or a portion thereof, in a plant or portion thereof.

Egy előnyös módszer olyan DNS-fragment izolálására, amely egy osmotin gént, illetve annak egy részét tartalmazza, a polimeráz láncreakció (PCR) technika alkalmazása, amelyet Maniatis és munkatársai írnak le [Maniatis et al., Molecular Cloning; A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2. kiadás (1989)]. Egy osmotin gén publikált szekvenciájából, vagy egy tisztított osmotin ismert aminosavszekvenciája alapján meghatározott nukleotid szekvenciából kiindulva bármely kívánt génfragmentet elő lehet állítani, például olyan szintetikus oligonukleotidok segítségével, amelyek komplementerek a kívánt fragment 5’ és 3’ régióival. Ha hagyjuk, hogy ezek az oligonukleotidok hibridizációs indítómolekulaként hibridizálódjanak in vitro a növény DNS-éhez, vagy egy cDNS-könyvtárhoz (előnyösen olyan növényi sejtekből előállítva, amelyeket patogén vagy ozmotikus stressz hatásának tettünk ki), és néhány polimerizációs ciklust végrehajtunk, akkor a keresett fragment szelektíven amplifikálható. Az indítómolekulákat úgy szintetizálhatjuk meg, hogy olyan belső restrikciós hasítási helyeket tartalmazzanak, amelyek megfelelnek egy linearizált klónozó vektor végeinek azért, hogy ezzel biztosítsuk az amplifikált fragmentek könnyű ligálását a vektorba. Az izolált fragmentet ezután klónozhatjuk és tovább manipulálhatjuk. így még különböző osmotinszerű fehéijék génjeiből származó fragmentek kombinációit, beleértve az ilyen gének teljesen szintetikus fragmentjeit is, összekapcsolhatjuk, és így egy kiméra osmotinszerű fehéijét kódoló egyetlen nyitott leolvasási keretet állíthatunk elő.A preferred method for isolating a DNA fragment containing an osmotin gene or a portion thereof is the use of the polymerase chain reaction (PCR) technique described by Maniatis et al., Molecular Cloning; Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2nd Edition (1989)]. Starting from a published sequence of an osmotin gene or a nucleotide sequence determined from a known amino acid sequence of a purified osmotine, any desired gene fragment can be generated, for example, by means of synthetic oligonucleotides complementary to the 5 'and 3' regions of the desired fragment. If these oligonucleotides are allowed to hybridize in vitro to the plant DNA or to a cDNA library (preferably derived from plant cells subjected to pathogenic or osmotic stress) as a hybridization starter molecule and carry out some polymerization cycles, can be selectively amplified. The primer molecules may be synthesized to include internal restriction sites which correspond to the ends of a linearized cloning vector to ensure easy ligation of the amplified fragments into the vector. The isolated fragment can then be cloned and further manipulated. Thus, combinations of fragments from genes of different osmotin-like proteins, including fully synthetic fragments of such genes, can be linked together to form a single open reading frame encoding a chimeric osmotin-like protein.

Az újonnan bejuttatott fehérje növényben való expressziója céljából egy transzkripciós promotert kell beépíteni az expressziós konstrukcióba; felhasználhatjuk többek között a CaMV 35S promoterét, az úgynevezett T-DNS-promotereket vagy növényi promotereket, adott esetben egy vagy több enhanszer fragmenttel együtt. Általában erős konstitutív promotereket használnak, amelyek az összes, vagy a legtöbb növényi részben működőképesek, jóllehet szövetspecifikus vagy a fejlődés során eltérő módon szabályozott, illetve másképpen szabályozott vagy indukálható promoterek is használhatók. Egy szabályozható, azaz egy szövetspecifikus promoter előnyös lehet, ha a fitopatogén gomba például csak bizonyos részeit érinti a gombának, illetve csak bizonyos növényi részeken keresztül fertőz. A növényben működő promoter és a kódolószekvencia mellett más szabályozószekvenciákra is szükség van az expressziós konstrukcióban, például transzkripciós enhanszerekre, transzlációs enhanszerekre, amilyen például a TMV RNS genomjának a leader szekvenciája [Gallie, D. R. et al., Nucleic Acids Research, 16, 883-893 (1988)], mRNS stabilizálószekvenciákra, mint amilyen a lucerna-mozaikvírus (A1MV) RNA4-leader szekvenciája, intronokra, egy transzkripciós terminációs és poliadenilezési jelre, amilyen például a nopalin szintetáz terminátora (Tnos). Az ismert, hogy ezeket az elemeket miként lehet egy expressziós konstrukcióban hasznosítani abból a célból, hogy gén expresszióját a kívánt módon befolyásoljuk. Hogy a gén expresszióját tovább optimalizáljuk, kívánatos lehet egy genomiális klón alkalmazása egy cDNS-klón helyett. Egy másik módszer szerint, ha szükséges, akkor szintetikus intront építhetünk be a cDNS-szekvenciába.For expression of the newly introduced protein in a plant, a transcriptional promoter must be inserted into the expression construct; may use, inter alia, the CaMV 35S promoter, the so-called T-DNA promoter or plant promoter, optionally with one or more enhancer fragments. Generally, strong constitutive promoters are used which are functional in all or most parts of the plant, although tissue-specific or differently regulated or otherwise regulated or inducible promoters can be used. A controllable, i. E., Tissue-specific promoter may be advantageous if, for example, the phytopathogenic fungus affects only certain parts of the fungus or infects only certain parts of the plant. In addition to the plant-based promoter and coding sequence, other regulatory sequences are required in the expression construct, such as transcriptional enhancers, translational enhancers such as the leader sequence of the TMV RNA genome [Gallie, DR et al., Nucleic Acids Research, 16, 883-893. (1988)], mRNA stabilizing sequences such as the RNA4 leader sequence of mucosa virus (A1MV), introns, a transcription termination and polyadenylation signal such as the nopaline synthase terminator (Tnos). It is known how these elements can be utilized in an expression construct to effect the desired expression of a gene. To further optimize gene expression, it may be desirable to use a genomic clone instead of a cDNA clone. Alternatively, if necessary, a synthetic intron may be inserted into the cDNA sequence.

Hogy valamennyi gombagátló hatást kapjunk, ahhoz elvileg elegendő, ha egy osmotinszerű fehéije génjének erős konstitutív vagy specifikusan szabályozott erős expresszióját eléijük a transzgenikus növényben vagy annak néhány részében. A vad típusú osmotinszerű fehérjéről feltételezik, hogy a növényi sejt vakuólumaiban akkumulálódik. Azt találták, hogy ha a vad típusú, osmotinszerű fehérje expresszálódik, akkor gombaellenes hatás figyelhető meg.In order to obtain all of the fungal inhibitory effects, it is sufficient, in principle, to achieve strong constitutive or specifically regulated strong expression of an osmotin-like protein gene in the transgenic plant or parts thereof. The wild-type osmotin-like protein is thought to accumulate in vacuoles of the plant cell. It has been found that when the wild-type osmotin-like protein is expressed, an antifungal activity is observed.

A találmány szerinti eljárásban intracelluláris osmotin(szerű) fehéijét az extracelluláris térbe irányítunk oly módon, hogy megváltoztatjuk az azt kódoló gént. Ennek elérésére egy lehetséges út az, ha körülbelül 20 C-terminális aminosavat eltávolítunk a vad típusú, az osmotin mRNS által kódolt primer transzlációs termékről, amely valószínűleg az intracelluláris lokalizációért felelős. A fehéije C-terminális részének eltávolítását elérhetjük például úgy, hogy a génbe transzlációs stopkodont építünk be, hogy ezzel megakadályozzuk azoknak a kodonoknak az aminosawá való átírását, amelyek a 3’ vég felé találhatók. Ennek egyik változataként az osmotinszerű fehéije C-terminális részét megváltoztathatjuk a vad típushoz képest, hogy ezzel gátoljuk a helyes működését. A nyitott leolvasási keretet meg is hosszabbíthatjuk, hogy ezzel a vad típusú, osmotinszerű fehéijét meg6In the method of the invention, the intracellular osmotin (like) protein is targeted to the extracellular space by altering the gene encoding it. A possible way to achieve this is by removing about 20 C-terminal amino acids from the wild-type primary translation product encoded by the osmotin mRNA, which is likely responsible for intracellular localization. Removal of the C-terminal portion of the protein can be achieved, for example, by incorporating a translation stop codon into the gene to prevent transcription of the codons located at the 3 'end. Alternatively, the C-terminal portion of the osmotinic protein may be altered relative to the wild type to inhibit its proper function. The open reading frame can also be extended to provide wild-type osmotin-like protein6

HU 219 505 Β változtassuk, és ezzel megakadályozzuk a C-terminális megfelelő működését, aminek eredménye az extracelluláris irányítottság. Az a módszer önmagában, amellyel a fehéijét a sejtből kijuttatjuk, nem kritikus a találmány szempontjából egészen addig, amíg a fehérje módosítása nem rontja le a gombaellenes hatását.EN 219 505 Β to prevent the C-terminal from working properly resulting in extracellular orientation. The method by which the protein is released from the cell per se is not critical to the invention as long as the modification of the protein does not diminish its antifungal activity.

A dohány levélkorongjaiban például azt találtuk, hogy az osmotinszerű fehérje irányítottságának megváltoztatása a gombaellenes hatás jelentős mértékű megerősödésével jár a P. nicotianae var. nicotianae gombával szemben.In tobacco leaf discs, for example, it has been found that altering the targeting of the osmotin-like protein results in a significant enhancement of the antifungal activity of P. nicotianae var. nicotianae fungus.

Bizonyos esetekben kívánatos lehet olyan növények előállítása, amelyek mind egy vad típusú, intracelluláris osmotinszerű fehérjét kódoló gént, mind egy extracelluláris térbe irányuló, osmotinszerű fehéijét kódoló gént tartalmaznak, hogy ezzel tovább erősítsük a gombaellenes hatást.In some cases, it may be desirable to produce plants containing both a wild-type gene encoding an intracellular osmotinic protein and a gene encoding an osmotinic protein in the extracellular space to further enhance the antifungal activity.

A fentiek alapján a találmány egyik tárgya eljárás egy növényből származó intracelluláris feltétjének a növény vagy a növény egy sejtjének extracelluláris terébe való irányítására, ahol az említett intracelluláris fehérje tartalmaz egy C-terminális részt, amely a fehétje intracelluláris lokalizációját biztosítja, amely abban áll, hogy az intracelluláris fehétje C-terminális részét kódoló, nyitott leolvasási keret 3’-terminális végét úgy módosítjuk, hogy megelőzzük az intracelluláris fehérje Cterminális rész által normál körülmények között biztosított intracelluláris lokalizációját.Accordingly, one object of the present invention is a method of directing an intracellular attachment of a plant to an extracellular space of a plant or a cell of a plant, wherein said intracellular protein comprises a C-terminal portion that provides for intracellular localization of its protein. the 3 'terminal end of the open reading frame encoding the C-terminal portion of its intracellular protein is modified to prevent the intracellular localization of the intracellular protein normally provided by the C-terminal portion.

Az intracelluláris fehétje előnyösen egy patogénellenes vagy gombaellenes fehérje.Preferably, the intracellular protein is an anti-pathogenic or antifungal protein.

A találmány további tárgya eljárás egy növényből származó intracelluláris, patogénellenes fehérje patogénellenes hatásának fokozására, amely abban áll, hogy az intracelluláris fehéijét az extracelluláris térbe irányítjuk. Az említett irányítást előnyösen az intracelluláris fehéijét kódoló nyitott leolvasási keret 3'-terminális végének módosításával érjük el. Az intracelluláris fehérje előnyösen egy kilináz, P-l,3-glükanáz vagy egy osmotinszerű fehérje.A further object of the present invention is to provide a method of enhancing the anti-pathogenic effect of an intracellular, anti-pathogenic protein derived from a plant comprising directing its intracellular protein into the extracellular space. Preferably, said alignment is achieved by modifying the 3'-terminal end of an open reading frame encoding an intracellular protein. The intracellular protein is preferably a kininase, P-1,3-glucanase or an osmotin-like protein.

A találmány tárgya továbbá eljárás egy target peptid extracelluláris átvitelének megakadályozására, amely abban áll, hogy expresszálunk egy kunéra peptidet, amelyet az említett target peptidből és a Gln-Ala-His-ProAsn-Phe-Pro-Leu-Glu-Met-Pro-Gly-Ser-Asp-AgluVal-Ala-Lys szekvenciával vagy annak egy részével rendelkező C-terminális peptidből állítottunk elő. A kiméra peptidet kódoló DNS-szekvenciát vagy -vektort is alkalmazhatjuk ebben az eljárásban.The invention further relates to a method for preventing extracellular transfer of a target peptide, which comprises expressing a cunar peptide derived from said target peptide and Gln-Ala-His-ProAsn-Phe-Pro-Leu-Glu-Met-Pro-Gly It was prepared from a C-terminal peptide having the sequence Ser-Asp-AgluVal-Ala-Lys or a portion thereof. The DNA sequence or vector encoding the chimeric peptide may also be used in this method.

A találmány még további tárgya eljárás egy fehérének, amely természet szerint egy vakuólába irányító szekvenciával rendelkezik a C-terminálisán, amely természetesen a fehéijét a növényi vakuólába irányítja, egy növény extracelluláris terébe történő kivitelére, amely abban áll, hogyA still further object of the present invention is a method of delivering a protein having a sequence which is naturally directed to the vacuole at its C-terminus, which naturally directs its protein into the plant vacuole, into an extracellular space of a plant comprising:

a) izolálunk egy nyitott leolvasási keretet tartalmazó DNS-szekvenciát, amely az említett fehéijét a Cterminálisán lévő vakuoláris irányítószekvenciával együtt kódolja;a) isolating a DNA sequence comprising an open reading frame encoding said protein together with the vacuolar leader sequence at its Cterminus;

b) eltávolítjuk a nyílt leolvasási keretből a vakuoláris irányítószekvenciát kódoló DNS-szekvenciát létrehozva egy módosított DNS-szekvenciát, amely a fehérjét a C-terminális aminosavak nélkül kódolja;b) removing the DNA sequence encoding the vacuolar leader sequence from the open reading frame by generating a modified DNA sequence encoding the protein without the C-terminal amino acids;

c) bevisszük a b) lépésben kapott módosított DNSszekvenciát egy alkalmas növényi expressziós vektorba;c) introducing the modified DNA sequence obtained in step b) into a suitable plant expression vector;

d) transzformáljuk a c) lépés termékét egy alkalmas növénybe; ésd) transforming the product of step c) into a suitable plant; and

e) az így kapott növényt megfelelő körülmények között tenyésztjük, miközben a b) lépésben kapott módosított DNS-szekvencia által kódolt fehéije kifejeződik és szekretálódik.e) cultivating the plant thus obtained under appropriate conditions while the protein encoded by the modified DNA sequence obtained in step b) is expressed and secreted.

Ilyen fehéijék előnyösen a patogenezishez kapcsolt fehérjék, mint például a kitináz, glukanáz, PR-1 fehérje és osmotin, még előnyösebben az osmotin, legelőnyösebben a dohányban előforduló osmotin. Az említett növény előnyösen dohány- vagy burgonyanövény.Such proteins are preferably pathogenesis-linked proteins such as chitinase, glucanase, PR-1 protein and osmotin, more preferably osmotin, most preferably osmotin in tobacco. Preferably said plant is a tobacco or potato plant.

A fenti eljárást előnyösen úgy valósítjuk meg, hogy a b) lépésben a C-terminális 15-20 aminosavat kódoló DNS-szekvenciát eltávolítjuk a nyílt leolvasási keretből, előnyösen a DNS-szekvencia 3'-terminális végére egy transzlációs stopkodon beépítésével. A c) lépés terméke előnyösen a pMOG405 expressziós plazmid vektor.Preferably, the above procedure is performed by removing in step b) the DNA sequence encoding the 15-20 amino acids of the C-terminal from the open reading frame, preferably by inserting a translation stop codon at the 3'-terminal end of the DNA sequence. Preferably, the product of step c) is the pMOG405 expression plasmid vector.

A találmány tárgyát képezi továbbá egy eljárás transzformált növényi anyag előállítására, amely tartalmaz egy génterméket, amely természet szerint egy vakuoláris irányítószekvenciával rendelkezik a C-terminálisán, és a géntermék extracelluláris térbe történő szekretálására, amely abban áll, hogyThe present invention also provides a method for producing transformed plant material comprising a gene product having a vacuolar directing sequence at its C-terminus and secreting the gene product into an extracellular space, comprising:

a) izolálunk a géntermék fehéijéhez egy DNS-szekvenciát, amely a C-terminálisán egy vakuoláris irányítószekvenciával rendelkezik és természet szerint a fehérjét a növényi vakuólába irányítja;a) isolating a DNA sequence having a vacuolar directing sequence at its C-terminus which naturally directs the protein into the plant vacuole;

b) eltávolítjuk az említett DNS-szekvenciából a vakuoláris irányítószekvenciát kódoló szekvenciát, létrehozva ezáltal egy módosított DNS-szekvenciát, amely a fehérjét a C-terminális aminosavak nélkül kódolja;b) removing from the said DNA sequence the coding sequence for the vacuolar leader sequence, thereby generating a modified DNA sequence encoding the protein without the C-terminal amino acids;

c) bevisszük a b) lépésben kapott módosított DNSszekvenciát egy alkalmas növényi expressziós vektorba;c) introducing the modified DNA sequence obtained in step b) into a suitable plant expression vector;

d) transzformáljuk a c) lépés termékét egy alkalmas növénybe; ésd) transforming the product of step c) into a suitable plant; and

e) tenyésztjük a d) lépésben kapott növényt megfelelő körülmények között, miközben a b) lépésben kapott módosított DNS-szekvencia által kódolt fehéije kifejeződik és az extracelluláris térbe szekretálódik; ése) cultivating the plant obtained in step d) under appropriate conditions while the protein encoded by the modified DNA sequence obtained in step b) is expressed and secreted into the extracellular space; and

f) szkríneljük az így kapott növényi anyagot, és izoláljuk a pozitív transzformánsokat.f) screening the resulting plant material and isolating the positive transformants.

A géntermék előnyösen egy patogenezishez kapcsolt fehérje az alábbiak közül: kitináz, glukanáz, PR-1 és osmotin, még előnyösebben osmotin és legelőnyösebben a dohányban vagy burgonyában előforduló osmotin.Preferably, the gene product is a protein linked to pathogenesis of chitinase, glucanase, PR-1 and osmotin, more preferably osmotin and most preferably osmotin in tobacco or potato.

A fenti eljárást előnyösen úgy kivitelezzük, hogy a b) lépésben eltávolítjuk a fehéije C-terminális 15-20 aminosavát kódoló DNS-szekvenciát a nyílt leolvasási keretből, előnyösen a 20 aminosavat kódoló szekvenciát egy transzlációs stopkodon beépítésével a DNS-szekvencia 3'-terminális végére. A c) lépés terméke előnyösen a pMOG405 expressziós vektor. Az említett növény előnyösen dohány- vagy burgonyanövény.Preferably, the above procedure is carried out by removing in step b) the DNA sequence encoding the 15-20 amino acids of the C-terminal protein of the protein from the open reading frame, preferably the 20 amino acid encoding sequence by inserting a translation stop codon at the 3'-terminus of the DNA sequence. Preferably, the product of step c) is the expression vector pMOG405. Preferably said plant is a tobacco or potato plant.

HU 219 505 ΒHU 219 505 Β

A találmány rekombináns polinukleotidoknak a fenti eljárásokban való alkalmazására is vonatkozik, amelyek tartalmaznak:The invention also relates to the use of recombinant polynucleotides in the above methods, comprising:

(i) egy növényekben működőképes promotert;(i) a plant-operable promoter;

(ii) egy nyílt leolvasási keretet, amely egy intracelluláris, patogenezishez kapcsolt fehéijét kódol az említett promoter szabályozása alatt, ahol a nyílt leolvasási keretet módosítottuk, hogy az intracelluláris patogenezishez kapcsolt fehéijét az extracelluláris térbe irányítsa, létrehozva egy transzlációs stopkodont a nyílt leolvasási keret 3’-végén, ami az intracelluláris patogenezissel kapcsolt fehéije intracelluláris irányításához szükséges Cterminális aminosavainak delécióját eredményezi; és (iii) egy terminátort, amely működőképesen kapcsolódik az említett nyílt leolvasási kerethez.(ii) an open reading frame encoding an intracellular pathogenesis-associated protein under the control of said promoter, wherein the open reading frame is modified to direct its intracellular pathogenesis-associated protein into the extracellular space, creating a translational stop codon 3. at the end, resulting in the deletion of the Cterminal amino acids required for intracellular control of the protein involved in intracellular pathogenesis; and (iii) a terminator operably connected to said open reading frame.

A rekombináns polinukleotid előnyösen egy kitinázt, glükanázt, osmotint vagy pR-l-et, még előnyösebben egy osmotint kódol, amely természet szerint a növényi sejt vakuólájába irányítódik. A módosított rekombináns polinukleotid alkalmazásával lehetővé válik a vakuólából az apoplasztba történő irányítás.Preferably, the recombinant polynucleotide encodes a chitinase, glucanase, osmotin or pR-1, more preferably an osmotin which is naturally directed to the vacuole of the plant cell. Using the modified recombinant polynucleotide allows targeting from the vacuole to the apoplast.

Az újonnan bejuttatott génkonstrukciók expressziós szintjét úgy lehet meghatározni, hogy az extracelluláris folyadékban elemezzük a fehérjéket, vagy az összes fehéijét elemezzük, Western biot technikát alkalmazva. Hasonlóképpen egy ismert módszerrel az mRNS relatív mennyisége meghatározható a Northern biot technika alkalmazásával, olyan próbát használva a hidridizáláshoz, amely az osmotin mRNS-re irányul. Azokat a transzformált növényeket, amelyek láthatóan magas szinten expresszálják akár a vad típusú, akár az irányított osmotinszerű fehérjét kódoló génkonstrukciót, ezt követően megvizsgáljuk, hogy rezisztensek-e a gombákra, oly módon, hogy a növényt egy fitopatogén gombával fertőzzük meg, és a kifejlődő szimptómák sebességét, súlyosságát összehasonlítjuk a nem transzformáit növényekével. Egy másik módszer a gombákkal szemben kialakult rezisztencia vizsgálatára, ha a gomba hatását a transzgenikus növények levélkorongjain vizsgálják a teljes növény helyett. Ennek a módszernek az az előnye, hogy viszonylag könnyű a szimptómák kifejlődését megítélni többé-kevésbé kvantitatív módon.Expression levels of newly introduced gene constructs can be determined by analyzing proteins in extracellular fluid or by analyzing all proteins using Western biotech. Similarly, a known method can determine the relative amount of mRNA using the Northern biot technique using a probe for hydridization of osmotin mRNA. Transformed plants that appear to express high levels of gene constructs encoding either the wild-type or the directed osmotin-like protein are then examined for resistance to the fungus by infecting the plant with a phytopathogenic fungus and developing symptoms. rate, severity, and non-transformed plants are compared. Another method to investigate fungal resistance is to investigate fungal effects on leaf discs of transgenic plants instead of whole plants. The advantage of this method is that it is relatively easy to judge the development of symptoms in a more or less quantitative manner.

Mikroorganizmusokat transzformálhatunk egy osmotinszerű fehérjét, illetve annak egy részét kódolt génfragmenttel az osmotinszerű fehéije előállítása céljából, hogy így a gombaellenes preparátumokban használható osmotinszerű fehéqéket kapjunk. Az előnyös mikroorganizmusok például baktériumok, úgymint Bacillus fajok, illetve élesztők. Egy másik módszer szerint egy osmotinszerű fehérjét kódoló génnel vagy génffagmenttel transzformált mikroorganizmusok, amelyek osmotinszerű fehérjét termelnek, használhatók a növények megmentésére, ha képesek az említett növényen vagy annak jelenlétében növekedni. Az előnyös mikroorganizmusok például a Pseudomonas vagy Rhizobium fajok. Egy osmotinszerű fehéije cDNS-fragmentjének Escherichia coliban való expresszióját már sikerült megvalósítanunk.Microorganisms can be transformed with an osmotin-like protein, or a portion thereof, to produce an osmotin-like protein to encode an osmotin-like protein to obtain an osmotinic protein for use in antifungal preparations. Preferred microorganisms include bacteria such as Bacillus species and yeasts. Alternatively, microorganisms transformed with a gene or gene fragment encoding an osmotin-like protein that produce an osmotin-like protein can be used to save plants if they are able to grow on or in said plant. Preferred microorganisms are, for example, Pseudomonas or Rhizobium species. Expression of a cDNA fragment of an osmotin-like protein in Escherichia coli has already been achieved.

A találmány legtöbb olyan megvalósítási módja, amelyben növényeket a növényben expresszálandó génkonstrukcióval transzformálunk megköveteli, hogy számos, általánosan ismert mikrobiológiai, molekuláris biológiai, rekombináns DNS, növényi transzformációs és növényi szövettenyésztéses technikákat alkalmazzunk, amelyek mind ismertek a szakterületen jártas szakember számára. A DNS izolálására, manipulálására és amplifikálására alkalmas standard technikák, valamint a rekombináns DNS replikálódásához alkalmas vektorok, megfelelő baktériumtörzsek, szelekciós markerek, táptalajok és hasonlók mind ismertek, leírásuk megtalálható Maniatis és munkatársai munkájában [Maniatis et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, DNA Cloning: I. és II. kötet, Cold Spring Harbor Laboratory, 2. kiadás, D. N. Glover szerk. (1989); és From Genes to Clones, E. L. Winnacker ed. (1987)].Most embodiments of the invention in which plants are transformed with a gene construct to be expressed in a plant require the use of a number of commonly known microbiological, molecular biological, recombinant DNA, plant transformation and plant tissue culture techniques, all of which are known to those skilled in the art. Standard techniques for isolation, manipulation and amplification of DNA as well as vectors for replication of recombinant DNA, appropriate bacterial strains, selection markers, media and the like are all known and described in Maniatis et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, DNA Cloning: I and II. Volume 2, Cold Spring Harbor Laboratory, D.N. Glover Ed. (1989); and From Genes to Clones, E. L. Winnacker ed. (1987)].

A baktériumokban való klónozásra alkalmas ismert vektorok, mint például a pUC18 (lásd általában a From Genes to Clones) és a pEMBL plazmidok (Dente L., Nucleic Acids Research, 11, 1645-1655). Az utóbbi plazmidoknak az az előnyük, hogy bizonyos egyszálú DNS-bakteriofágok replikációorigóját tartalmazzák, és ezáltal ezek a plazmidok közvetlenül felhasználhatók DNS-szekvencia meghatározására. Sanger et al. módszerével [Sanger et al., J. Mól. Bioi., 14, 161-178 (1980)].Known vectors for bacterial cloning, such as pUC18 (see generally From Genes to Clones) and pEMBL (Dente L., Nucleic Acids Research, 11, 1645-1655). The latter plasmids have the advantage of containing the replication orgae of certain single-stranded bacteriophages of DNA, and thus these plasmids can be used directly for DNA sequencing. Sanger et al. Sanger et al., J. Mol. Biol., 14, 161-178 (1980)].

A rekombináns géneknek a növényi genomba való juttatására számos technika ismert, például az Agrobacteriummal való transzformáció, a növényi szövet bombázása DNS-sel borított részecskékkel [Klein et al., Natúré, 327, 70-73 (1987)], a közvetlen DNS-felvétel, például kalcium/PEG-módszerrel [Krens F. A. et al., Natúré, 296, 72-74 (1982)], illetve a DNS mikroinjektálása protoplasztokba [Crossway A. et al., Mól. Gén. Génét., 202, 179-186 (1986)], és hasonlók. A növényi transzformációs technikák általános áttekintéséhez lásd például Lichtenstein et al., in: Genetic Engineering, 6. kötet, 104-182 szerk. Rigby, (1987). A találmány két előnyös megvalósítási módja szerint az Agrobacterium bináris vektorrendszerét alkalmazzuk. A bináris vektorrendszer elvét Hoekema és munkatársai írták le [Natúré, 303,179-180 (1983); Bevan et al., Nucleic Acids Research, 12, 8711-8721 (1984)].Several techniques are known for introducing recombinant genes into the plant genome, such as transformation with Agrobacterium, bombardment of plant tissue with DNA-coated particles (Klein et al., Natura, 327, 70-73 (1987)), direct DNA uptake. , e.g., calcium / PEG (Krens FA et al., Natura, 296, 72-74 (1982)), and microinjection of DNA into protoplasts (Crossway A. et al., Mol. Gene. Genet. 202: 179-186 (1986)] and the like. For a general overview of plant transformation techniques, see, for example, Lichtenstein et al., In: Genetic Engineering, Vol. 6, pp. 104-182. Rigby, (1987). In two preferred embodiments, the binary vector system of Agrobacterium is used. The principle of the binary vector system is described by Hoekema et al., Natura, 303,179-180 (1983); Bevan et al., 1984, Nucleic Acids Research 12: 8711-8721.

A genetikai anyag bejuttatása után egy egész, új növény generálható a transzformált sejtből (protoplasztból) vagy transzformált szövetből. Egy másik módszer szerint a virágporsejtek transzformálhatok és használhatók egy befogadó növény beporzására. A transzformált növények szelekcióját úgy végezhetjük el, ha például ugyanazon a DNS-ffagmenten, amelyen a beviendő gén található, van még egy jelzőgén. A jelzőgének kódolhatnak például herbicid- vagy antibiotikumrezisztenciát, vagy olyan enzimeket, amelyek képesek egy színreakciót katalizálni, vagy egy könnyen megfigyelhető (például közvetlenül látható) tulajdonságot kódolnak. A jelzőgént expresszáló növények valószínűleg tartalmazzák a bevitt osmotinszerű fehérje génjét is. A kiválasztott növényekben vizsgálhatjuk az osmotinszerű fehérje expresszióját, a szakterületen jártas szakember számára ismert Western vagy Northern biot technikákOnce the genetic material has been introduced, an entire new plant can be generated from the transformed cell (protoplast) or transformed tissue. Alternatively, the pollen cells may be transformed and used to pollinate a host plant. Selection of transformed plants can be accomplished by, for example, having a marker gene on the same DNA fragment that contains the gene to be introduced. Marker genes may encode, for example, herbicide or antibiotic resistance, or enzymes capable of catalyzing a color reaction, or encoding an easily observable (e.g., directly visible) property. Plants expressing the marker gene are likely to contain the gene for the introduced osmotin-like protein. The selected plants can be assayed for expression of the osmotin-like protein using Western or Northern biotech techniques known to those of skill in the art.

HU 219 505 Β alkalmazásával. A gombákra rezisztens növények kiválaszthatók azok közül, amelyek jól expresszálnak oly módon, hogy a növényeket bármely olyan gomba hatásának tesszük ki, amely az ugyanabba a variánsba tartozó növényen patogén hatással van.EN 219 505 Β. Fungal resistant plants can be selected from those that express well by exposing the plants to any fungus that is pathogenic to the same variant plant.

Az említett transzformációs technikák alkalmazásával elvileg nincs korlátja a találmány gyakorlati alkalmazásának a kiválasztott gazdanövény szempontjából. Mind kétszikű növényeket (azaz a paradicsomot, burgonyát, babot, szójababot, repcét, gyapotot és hasonlókat), mind az egyszikű növényeket (kukorica, búza, árpa, Asparagus, rizs és hasonlók) sikerrel lehet transzformálni rekombináns DNS-sel, majd teljesen felnőtt, magot hozó növényekké regenerálni, amelyek rekombináns DNS-t expresszáló növénnyé fejlődnek.There is, in principle, no limit to the practical application of the invention to the selected host plant using the above transformation techniques. Both dicotyledonous plants (i.e., tomatoes, potatoes, beans, soybeans, rape, cotton, and the like) and monocotyledonous plants (corn, wheat, barley, Asparagus, rice and the like) can be successfully transformed with recombinant DNA and then fully grown, regenerating into seed plants, which grow into plants expressing recombinant DNA.

A találmány előnyös megvalósítási módjai szerint dohány-, burgonya- és paradicsomnövényeket lehet transzformálni dohányból származó osmotin génnel. Az azonban nyilvánvaló, hogy a találmány bármely olyan terményre alkalmazható, amely érzékeny olyan gombára, amellyel szemben az osmotin gátló hatást mutat.In preferred embodiments of the invention, tobacco, potato and tomato plants can be transformed with a tobacco-derived osmotin gene. However, it is to be understood that the invention is applicable to any crop which is sensitive to a fungus to which osmotin has an inhibitory effect.

A leírásban idézett publikációk jelzik azt a szakmai felkészültségi szintet, amelyre a találmány megvalósítása során szükség van. Az összes publikációt, legyen az találmány vagy más, és ebben a leírásban előbb vagy utóbb említettük, referenciaként tartjuk számon.The publications cited herein indicate the level of skill required to practice the invention. All publications, whether the invention or otherwise, mentioned hereinbefore or later, are hereby incorporated by reference.

Az alábbiakban megadott példák csak a bővebb szemléltetés célját szolgálják, és semmiképpen sem tekinthetők úgy, hogy az oltalmi kör csak ezekre korlátozódik.The following examples are provided for illustrative purposes only and are not to be construed as limiting the scope thereof.

1. példaExample 1

AzAP20 izolálása TMV-vel indukált dohánynövénybőlIsolation of AP20 from TMV induced tobacco plant

7-8 hetes dohány (Nicotiana tabacum cv. Samsun NN) leveleit beoltjuk dohány-mozaikvírussal (TMV), a szakterületen jártas szakember számára ismert módszerekkel. A fertőzés után hét nappal 400 g levelet gyűjtünk, majd 4 °C-on homogenizálunk 600 ml 0,5 M nátrium-acetát, 15 mM 2-merkapto-etanol és 4 g aktív szén összetételű oldatban egy Waring blendor berendezést alkalmazva. A homogenizátumot gézen átszűrjük, majd ezt követően a szűrletet 5000 g-vel centrifugáljuk. A felülúszót ezután 50 percig 22 000 g-vel centrifugáljuk és Sephadex G25 oszlopon (Pharmacia) sómentesítjük, amelynek hossza 60 cm, szélessége 11,5 cm, és 20 mM nátrium-acetát (pH=5,2) pufferrel van egyensúlyba hozva. A fehérjéket tartalmazó frakciót éjszakán át 4 °C-on tároljuk, majd ezt követően 45 percig 22 000 g-vel centrifugáljuk. A felülúszót egy S-Sepharose „fást flow” (Pharmacia) oszlopon engedjük át, amely 5 cm hosszú, átmérője 5 cm, és 20 mM nátriumacetát (pH=5,2) pufferrel van egyensúlyba hozva, körülbelül 15 ml/perc áramlási sebességgel. A nem kötődő fehérjéket összegyűjtjük. A megkötött fehérjéket leoldjuk oly módon, hogy az előzőleg említett pufferben egy lineárisan növekvő nátrium-klorid-gradienst alkalmazunk (0-500 mM), az áramlási sebesség 3 ml/perc és 4,2 ml-es frakciókat gyűjtünk. Minden második frakciót elektroforézissel vizsgálunk, 12,5%-os poliakrilamid gélt alkalmazva nátrium-dodecil-szulfát (SDS) jelenlétében, referenciaként 20-66 kD méretű molekulatömegmarkereket alkalmazva. Ugyanezen frakcióknak egy másik részéből a gombaellenes hatást vizsgáljuk.Leaves of 7-8 weeks old tobacco (Nicotiana tabacum cv. Samsun NN) are inoculated with tobacco mosaic virus (TMV) according to methods known to those skilled in the art. Seven days after infection, 400 g of leaves were harvested and homogenized at 4 ° C in 600 ml of 0.5 M sodium acetate, 15 mM 2-mercaptoethanol and 4 g of activated carbon in a Waring blendor. The homogenate is filtered through gauze and then the filtrate is centrifuged at 5000 g. The supernatant was then centrifuged for 50 minutes at 22,000 g and desalted on a Sephadex G25 column (Pharmacia) having a length of 60 cm, a width of 11.5 cm and equilibrated with 20 mM sodium acetate, pH 5.2. The protein-containing fraction was stored overnight at 4 ° C and then centrifuged at 22,000 g for 45 minutes. The supernatant was passed through a S-Sepharose "woody flow" (Pharmacia) column, 5 cm long, 5 cm diameter, equilibrated with 20 mM sodium acetate, pH 5.2 at a flow rate of about 15 ml / min. Unbound proteins are harvested. The bound proteins were solubilized by applying a linearly increasing sodium chloride gradient (0-500 mM) in the above-mentioned buffer, with a flow rate of 3 ml / min and 4.2 ml fractions. Every second fraction was subjected to electrophoresis using 12.5% polyacrylamide gel in the presence of sodium dodecyl sulfate (SDS) using molecular weight markers of 20-66 kD as reference. Another part of the same fractions is tested for antifungal activity.

A gombaellenes hatás vizsgálatához egy mikrotiter lemez vizsgálati módszert fejlesztettünk ki. Mind a 24, mind a 96 lyukú mikrotiter lemezek alkalmazhatók. Ezt követően 250 pl (24 lyukú lemez) vagy 50 μΐ (96 lyukú lemez) burgonyás-szőlőcukros agart (PDA) pipettázunk az egyes lyukakba. A P. infestans spóráit vízben szuszpendáljuk, és a lyukakba adagoljuk: 500-700 spórát (50 μΐ térfogatban) a 24 lyukú lemezhez, és 100-200 spórát (25 μΐ térfogatban) a 96 lyukú lemezhez. A vizsgálandó frakciók részeit 15 mM dikáliumhidrogén-foszfát/kálium-dihidrogén-foszfát (pH=6,0), 20 mM nátrium-klorid összetételű, szűréssel sterilezett (0,22 pm-es szűrőn) oldattal szemben dializáljuk, majd a spóraszuszpenzióhoz adjuk (100, illetve 50 μΐ-t, attól függően, hogy a 24 vagy a 96 lyukú lemezeket használjuk). Alacsony foszfátkoncentráció tűnt szükségesnek, mivel a P. infestans érzékenynek bizonyult a magas foszfátkoncentrációra; 15 mM kálium-foszfát elegendőnek bizonyult, és nem volt hatása a P. infestans növekedésére. A nátrium-klorid hozzáadása ahhoz kell, hogy stabilizáljuk a gombaellenes hatást alacsony foszfátkoncentráció mellett. Kontrollként ugyanezeket a frakciókat a dialízis után 10 percig forraltuk. Ezt követően ezeket a lemezeket sötétben inkubáltuk 20 °C-on 4-5 napig. A gombagátló hatás első jelei a mikroszkóp alatt már 20 óra elteltével megfigyelhetők. A gombagátló hatás úgy jelentkezik, mint a csírázó spórák és a hifacsúcsok növekvő csíracsöveinek lízise. Egy későbbi stádiumban a micellális növekedés gátlása is megfigyelhető.A microtiter plate assay was developed for antifungal activity. Both 24-well and 96-well microtiter plates can be used. Subsequently, 250 µl (24-well plate) or 50 μΐ (96-well plate) potato glucose agar (PDA) is pipetted into each well. The spores of P. infestans were suspended in water and added to the wells: 500-700 spores (50 μΐ volume) for the 24-well plate and 100-200 spores (25 μΐ volume) for the 96-well plate. Portions of the fractions to be assayed were dialyzed against 15 mM dipotassium hydrogen phosphate / potassium dihydrogen phosphate pH 6.0, filtration sterilized (0.22 µm filter), and added to the spore suspension ( 100 and 50 μΐ, respectively, depending on whether 24 or 96 well plates are used). A low phosphate concentration appeared necessary because P. infestans proved to be sensitive to high phosphate concentrations; 15 mM potassium phosphate was sufficient and had no effect on P. infestans growth. Addition of sodium chloride is required to stabilize the antifungal activity at low phosphate concentrations. As controls, the same fractions were boiled for 10 minutes after dialysis. Subsequently, these plates were incubated in the dark at 20 ° C for 4-5 days. The first signs of fungicidal activity can be observed under the microscope after 20 hours. The fungal inhibitory effect occurs as a lysis of germinating spores and growing germ tubes of hyphae. In a later stage, inhibition of micellar growth can also be observed.

Az aktív komponens további tisztításához az aktív gombaellenes frakciókat egyesítjük, dializáljuk 1 M ammónium-szulfát, 50 mM dikálium-hidrogén-foszfát/kálium-dihidrogén-foszfát (pH=7,0) összetételű oldattal szemben, majd ezt követően egy 0,22 pm pórusméretű szűrőn szűrjük. A szűrletet egy hidrofób kölcsönhatás alapján működő (HIC) oszlopra visszük (Phenylsuperose HR 5/5, Pharmacia), amelyet előzőleg a dialízispufferrel hoztunk egyensúlyba. Az összes előző lépést 4 °C-on végezzük.For further purification of the active component, the active antifungal fractions were combined, dialyzed against a solution of 1 M ammonium sulfate, 50 mM dipotassium hydrogen phosphate / potassium dihydrogen phosphate (pH 7.0) followed by a 0.22 pm pore size filter. The filtrate was loaded onto a hydrophobic interaction (HIC) column (Phenylsuperose HR 5/5, Pharmacia) previously equilibrated with dialysis buffer. All previous steps were performed at 4 ° C.

A megkötött fehérjéket eluáljuk, egy 50 mM dikálium-hidrogén-foszfát/kálium-dihidrogén-foszfát pufferral (pH=7,0) készített, csökkenő ammónium-szulfát-gradienst (1 M-ról 0 M-ra) alkalmazva 0,5 ml/perc áramlási sebességgel, szobahőmérsékleten. Az eluálási program az alábbi:Bound proteins were eluted using a decreasing ammonium sulfate gradient (from 1 M to 0 M) in 50 mM dipotassium hydrogen phosphate / potassium dihydrogen phosphate buffer (pH 7.0). per minute at room temperature. The elution program is as follows:

- 5 perc alatt az eredeti ammónium-szulfát-koncentráció 100%-ról 30%-ra csökken,- in 5 minutes, the initial ammonium sulphate concentration shall be reduced from 100% to 30%,

- 7,5 percig eluálunk az eredeti ammónium-szulfátkoncentráció 30%-ával,- elute for 7.5 minutes with 30% of the initial ammonium sulphate concentration,

- 10 perc alatt az eredeti ammónium-szulfát-koncentráció 30%-ról 0%-ra csökken.- within 10 minutes the initial ammonium sulphate concentration decreases from 30% to 0%.

A gombaellenes fehérje az oszlopról körülbelülThe antifungal protein from the column is approximately

5,5 perc alatt oldódik le (körülbelül 2,7 ml) az eredeti ammónium-szulfát-koncentráció 0%-nál; a csúcsfrakcióban a gombaellenes fehérje körülbelül 95%-os tisztaságú. Az összes említett lépést szobahőmérsékleten hajtjuk végre. Abból a célból, hogy a gombaellenes ha9Dissolves in about 5.5 minutes (about 2.7 mL) at 0% initial ammonium sulfate concentration; the antifungal protein in the peak fraction is about 95% pure. All of the above steps are performed at room temperature. For the purpose of antifungal ha9

HU 219 505 Β tású fehérjét 99%-os tisztaságban kapjuk meg, ezeket a frakciókat 1 M ammónium-szulfát, 50 mM dikáliumhidrogén-foszfát/kálium-dihidrogén-foszfát pufferrel (pH=7,0) szemben dializáljuk, majd 0,22 mikronos szűrőn megszűrjük, és újból átbocsátjuk a HlC-oszlopon, az alábbi elúciós programot alkalmazva:HU 219 505 Β protein was obtained in 99% purity, these fractions were dialyzed against 1 M ammonium sulfate, 50 mM dipotassium hydrogen phosphate / potassium dihydrogen phosphate buffer, pH 7.0 and 0.22 micron filter and pass through the HI column again using the following elution program:

7.5 perc alatt 100%-ról 15%-ra csökkenés;Decrease from 100% to 15% in 7.5 minutes;

12.5 perc alatt 15%-kal;12.5 minutes by 15%;

perc alatt 15%-ról 0%-ra.minutes from 15% to 0%.

A gombaellenes hatású fehérje 13 perc elteltével eluálódik az oszlopról (körülbelül 2,7 ml); ez az eluátum 99%-os tisztaságú fehérjét tartalmaz. 400 g levélből 400 pg fehérje izolálható 95%-os tisztaságban, illetve 200 pg gombaellenes fehérje 99%-os tisztaságban.The antifungal protein elutes from the column (about 2.7 mL) after 13 minutes; this eluate contains 99% pure protein. From 400 g of leaves, 400 pg of protein can be isolated in 95% purity and 200 pg of antifungal protein in 99% purity.

A 24 kD-ra becsült molekulatömegű fehérje az AP20 jelzést kapta.The protein with an estimated molecular weight of 24 kD was designated AP20.

2. példaExample 2

Az AP20 aminosavszekvenciájának felderítéseDetection of AP20 amino acid sequence

Az AP20 N-terminális része aminosavszekvenciáját a szakterületen jártas szakember számára ismert módszerekkel határoztuk meg [lásd például Matsudairo et al., J. Bioi. Chem., 262, 10035-10038 (1987)]. Az AP20 részleges aminosavszekvenciájának, valamint a dohányból és a paradicsomból származó osmotin aminosavszekvenciájának az összehasonlítása látható az 1. ábrán. Az ábrán látható, hogy az AP20 40 N-terminális aminosava teljesen azonos a dohányból származó osmotin II N-terminális aminosav szekvenciájával, és nagyon erős homológiát mutat a paradicsomból származó NP24 osmotinszerű fehérjével.The amino acid sequence of the N-terminal portion of AP20 was determined by methods known to those skilled in the art. See, e.g., Matsudairo et al., J. Biol. Chem. 262: 10035-10038 (1987)]. Figure 1 shows a comparison of the partial amino acid sequence of AP20 with that of osmotin from tobacco and tomato. The figure shows that the 40 N-terminal amino acid of AP20 is completely identical to the N-terminal amino acid sequence of tobacco-derived osmotin II and exhibits very strong homology to the tomato-derived NP24 osmotin-like protein.

Az AP20 molekulatömegének pontos meghatározását egydimenziós poliakrilamid gélelektroforézissel végeztük (1D-PAGE), 66 és 20 kD közötti molekulatömegű referenciákat alkalmazva. E szerint a módszer szerint a molekulatömeget 24 kD-nak határoztuk meg, ami nagyon jól egyezik más osmotinok elektroforetikus mobilitásával.The exact molecular weight of AP20 was determined by one-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis (1D-PAGE) using references between 66 and 20 kD. In this method, the molecular weight was determined to be 24 kD, which is very consistent with the electrophoretic mobility of other osmotins.

Az izoelektromos pontot izoelektromos fókuszálási kromatográfiával pl 4,3-9,5 között határoztuk meg. Az AP20 mobilitása a használt gél/puffer-rendszerben nem tette lehetővé a pl pontos meghatározását, mivel az AP20 látszólag magasabb pl-értékkel rendelkezik, mint a legtöbb bázikus marker (pH=9,5); ebből azt a következtetést vontuk le, hogy az AP20 pl-értéke 9,5-nél nagyobb. Az AP20 és a dohányból, valamint a paradicsomból származó osmotinok fizikai paramétereinek az összehasonlításából kiderült (azonos molekulatömeg, nagyon bázikus pl, az első 40 N-terminális aminosav azonossága), hogy az AP20 egy osmotin. Az általunk izolált osmotin (AP20) gombaellenes hatásának a megállapításából és az AP20, valamint más osmotinok közötti erős aminosavszekvencia-konzerválódásból is ugyanez a következtetés vonható le. Az a véleményünk, hogy a növényvilágban található többi osmotinszerű fehérje is hasonló gombaellenes hatással fog rendelkezni.The isoelectric point was determined by isoelectric focusing chromatography, e.g., between 4.3 and 9.5. The mobility of AP20 in the gel / buffer system used did not allow accurate determination of pl, since AP20 appears to have a higher pI than most basic markers (pH 9.5); it was concluded that the AP20 had a pI of greater than 9.5. Comparison of physical parameters of AP20 and osmotins from tobacco and tomatoes (identical molecular weight, very basic eg, identity of the first 40 N-terminal amino acids) shows that AP20 is an osmotin. The same conclusion can be drawn from the antifungal activity of the osmotin (AP20) we isolated and the strong amino acid sequence conservation between AP20 and other osmotins. We believe that other osmotin-like proteins in the flora will have similar antifungal activity.

3. példaExample 3

Osmotin izolálása paradicsomból és gombaellenes hatásának vizsgálata P. infestans ellenIsolation of osmotin from tomato and investigation of its antifungal activity against P. infestans

A paradicsomnövények befertőzésére használt módszert Heller és Gessler írta le [J. Pathology, 116,The method used to infect tomato plants is described by Heller and Gessler [J. Pathology, 116,

323-328 (1986)].323-328 (1986)].

Kéthónapos paradicsomnövényeket (Lycopersicon esculentum cv. Moneymaker) oltunk be P. infestans zoospóráival. A zoospórák egy lxlO5 sporangium/ml inkubáló táptalaj összetételű szuszpenzióban képződtek. Ebből a szuszpenzióból 6 darab 10 μϊ-es cseppet vittünk fel az egyes levelekre. A leveleket 15 °C-on inkubáltuk, 95-100%-os légnedvesség és alacsony fényintenzitás mellett, ameddig a léziók láthatókká nem váltak (körülbelül 5 nap). Ezt követően a hőmérsékletet 22 °C-ra emeltük, a levegő nedvességtartalmát 75%-ra csökkentettük, és a fényintenzitást normális szintre emeltük. Újabb három nap elteltével a nekrotikus léziókat tartalmazó leveleket összegyűjtöttük és -80 °C-on tároltuk.Two-month-old tomato plants (Lycopersicon esculentum cv. Moneymaker) were inoculated with P. infestans zoospores. The zoospores were formed in a lxlO 5 sporangia / ml incubation medium in suspension. From this suspension, 6 drops of 10 μϊ were applied to each leaf. Leaves were incubated at 15 ° C with 95-100% air humidity and low light intensity until the lesions became invisible (about 5 days). Subsequently, the temperature was raised to 22 ° C, the humidity of the air was reduced to 75%, and the luminous intensity was raised to normal. After another three days, the leaves containing necrotic lesions were collected and stored at -80 ° C.

Az osmotin paradicsomlevelekből való izolálása (beleértve a P. infestans-tesztet is), hasonló az AP20 dohányból való izolálásához, amint azt az 1. példában ismertettük.Isolation of osmotin from tomato leaves (including the P. infestans test) is similar to the isolation of AP20 from tobacco as described in Example 1.

A paradicsomból származó osmotin világos gátló hatással rendelkezik a P. infestans növekedésére. Kontrollkísérletekben, amikor az osmotint egy pufferben 100 °C-ra melegítettük, lízis nem volt megfigyelhető.Osmotin from tomato has a clear inhibitory effect on the growth of P. infestans. In control experiments, when osmotine was heated to 100 ° C in a buffer, lysis was not observed.

4. példaExample 4

A pMOGl 80 előállításaPreparation of pMOG180

Abból a célból, hogy elérjük az osmotin gének transzgenikus növényekben való magas szintű, konstitutív expresszióját, egy erős promotert tartalmazó expressziós konstrukciót állítottunk elő. Ebből a célból a pROKI [Baulcombe et al., Natúré, 321, 446-449 (1986)] expressziós kazettáját egy EcoRI-HindlII-fragment formájában pUC18-ba klónoztuk. Ez a kazetta tartalmazza a CaMV 35S promotert egy EcoRI-BamHI restrikciós fragmenten, valamint a nopalin szintetáz (nos) transzkripciós terminációs részét egy BamHI-HindlII-fragmenten. A promoter fragment tartalmazza a CaMV genom -800tól a + 1-es bázisig terjedő részét, ahol a + 1-es pozíció a transzkripciós iniciáció helye [Guilley et al., Cell, 30, Ί63-ΊΤ3 (1982)]. A szakirodalomból ismert, hogy a -343-as és a -90-es nukleotid közötti szekvencia megduplázásával a CaMV 355 promoter aktivitása megnő [Kay et al., Science, 236, 1299-1302 (1987)]. Ahhoz, hogy egy olyan promoter fragmentet kapjunk, amely a dupla „expressziós erősítő fragmentet” (enhanszer) tartalmazza, az alábbi klónozási lépéseket hajtjuk végre. Először a -512-es pozícióban, az Ncol felismerési hely előtt levő szekvenciát eltávolítjuk, és a felismerési helyet magát is egy EcoRI felismerési helyre változtatjuk. Ebből a célból a pUC 18-ban levő expressziós kazettát Ncol restrikciós enzimmel hasítjuk, majd a kapott végeket Klenow-polimerázzal feltöltjük, és EcoRI-linkereket kapcsolunk hozzájuk.To achieve high constitutive expression of osmotin genes in transgenic plants, an expression construct containing a strong promoter was constructed. To this end, the expression cassette of pROKI (Baulcombe et al., Natur. 321, 446-449 (1986)) was cloned into pUC18 as an EcoRI-HindIII fragment. This cassette contains the CaMV 35S promoter on an EcoRI-BamHI restriction fragment and the transcription termination portion of nopaline synthase (nos) on a BamHI-HindIII fragment. The promoter fragment contains the portion of the CaMV genome from -800 to +1, where the + 1 position is the site of transcription initiation (Guilley et al., 1982, Cell 30, 63-33). It is known in the art that doubling the sequence between nucleotides -343 and -90 increases the activity of the CaMV 355 promoter (Kay et al., Science 236: 1299-1302 (1987)). The following cloning steps are performed to obtain a promoter fragment containing the double "expression enhancer" (enhancer). First, the sequence at position -512 just before the Ncol recognition site is removed and the recognition site itself is changed to an EcoRI recognition site. For this purpose, the expression cassette in pUC 18 is cleaved with NcoI restriction enzyme, and the resulting ends are filled with Klenow polymerase and Eco RI linkers are attached thereto.

A kapott plazmidot EcoRI-restrikciós enzimmel hasítjuk, ezzel kivágjuk az EcoRI-fragmentet, majd a végeket Klenow-polimerázzal feltöltjük. Ezt követően a feltöltött AccI-EcoRV promoter fragmentet (a -388-as és a -90-es nukleotidok között) a lineáris plazmidba klónozzuk, ahol is egy új EcoRI hasítási hely keletkezikThe resulting plasmid was cleaved with the EcoRI restriction enzyme to cut the EcoRI fragment and fill the ends with Klenow polymerase. The charged AccI-EcoRV promoter fragment (between nucleotides -388 and -90) is then cloned into the linear plasmid, whereby a new EcoRI site is generated

HU 219 505 Β a feltöltött EcoRI és a feltöltött AccI hasítási hely találkozásánál. Az újonnan kapott pM0G181 plazmid tartalmazza a CaMV 35S promoterét, most már egy dupla erősítő szekvenciával, egy olyan expressziós kazettában, amely még mindig egy EcoRI-HindlII-fragmenten található. Ezt követően a pMOG181-ből a pMOG180-származékot állítjuk elő. Ebből a célból a vektort BamHI restrikciós enzimmel hasítjuk, a kapott végeket Klenow-polimerázzal feltöltjük, és egy szintetikus kétszálú DNS-fragmentet, amely a szekvenciák felsorolásában a SEQID 1 jelzést kapta, és amely a lucema-mozaikvírus RNA4 leader szekvenciáját tartalmazza, a lineáris plazmidba klónozzuk. Az újonnan képződött BamHI restrikciós hasítási helyre való szelekció után a transzkripciós iniciációs hely körül található 5’-GGATC-3’pentanukleotidot elimináljuk in vitro mutagenezist alkalmazva. Az így kapott plazmid jele pMOG180.21 219 505 Β at the intersection of the uploaded EcoRI and the uploaded AccI cleavage site. The newly obtained plasmid pM0G181 contains the CaMV 35S promoter, now with a double amplification sequence, in an expression cassette still on an EcoRI-HindIII fragment. Subsequently, pMOG180 was prepared from pMOG181. For this purpose, the vector was cleaved with BamHI, the resulting ends filled in with Klenow polymerase, and a synthetic double-stranded DNA fragment, designated SEQID 1 in the sequence listing, containing the RNA4 leader sequence of the lucema mosaic virus. was cloned. After selection for the newly formed BamHI restriction site, the 5'-GGATC-3'pentanucleotide around the transcription initiation site is eliminated by in vitro mutagenesis. The plasmid thus obtained was designated pMOG180.

5. példaExample 5

Az osmotinnak megfelelő cDNS-ek klónozása és a pMOG404 bináris vektor előállításaCloning of osmotin-compatible cDNAs and production of the binary vector pMOG404

Egy dohány cDNS-könyvtárat készítünk egy ΖΑΡ-cDNS szintézis kit alkalmazásával (Stratagene Cat# 200400, 200401). A TMV-vel fertőzött Samsun NN dohánylevelekből poliadenilezett RNS-t izolálunk és a cDNS szintéziséhez használjuk fel, a szakterületen jártas szakember számára ismert standard technikák alkalmazásával. EcoRI és Xhol restrikciós enzimekkel való emésztés után a cDNS-ffagmenteket a lambda ZAP kompatibilis kaijaival ligáljuk.A tobacco cDNA library was constructed using a ΖΑΡ-cDNA synthesis kit (Stratagene Cat # 200400, 200401). Polyadenylated RNA was isolated from TMV-infected Samsun NN tobacco leaves and used to synthesize cDNA using standard techniques known to those of skill in the art. After digestion with EcoRI and Xhol restriction enzymes, the cDNA fragments were ligated with the ZAP-compatible lambda lobe.

Az előzőkben ismertetett lambda ZAP dohány cDNS-könyvtárat a paradicsom NP24 génjével homológ szekvenciákat tartalmazó próbával vizsgáljuk át [King et al., Plánt Mól. Bioi., 10, 401-412 (1988)]. A tarfolt hibridizálási technika alkalmazásával [Benton and Davis, Science, 196, 180-182 (1977)] körülbelül 7 rekombináns fágot azonosítottunk. Az ezeknek a fágoknak a DNS-ében levő inszerteket pBluescript (SK-) plazmidba szubklónozzuk, az in vivő kivágási módszer alkalmazásával. A különböző cDNS-klónok nukleotid szekvenciáját az M13 szekvenálási módszer alkalmazásával határozzuk meg. Ezek a vizsgálatok, kombinálva az AP20 fehérje részleges aminosavszekvenciájával való összehasonlítással, kimutatták, hogy csak 3 klón tartalmazza a közel teljes cDNS-szekvenciát. Az egyik cDNS-klón tartalmazza az osmotin teljes kódolószekvenciáját, a transzlációs-iniciációs kodon adenin-timidin dinukleotidja kivételével [Singh et al., (1989) i. m.]. Ezt a kiónt a továbbiakban osmotin cDNS-klónként tartjuk nyilván. A jellemzett AP20 fehérje N-terminális aminosavszekvenciája pontosan megfelel az osmotin megfelelő szekvenciájának, amit az osmotin cDNS-klón alapján lehet kikövetkeztetni.The lambda ZAP tobacco cDNA library described above was probed with a sequence containing sequences homologous to the tomato NP24 gene [King et al., Plant Mol. Biol. 10: 401-412 (1988)]. About 7 recombinant phages were identified using the plaque hybridization technique (Benton and Davis, Science, 196, 180, 180-182). The inserts in the DNA of these phages were subcloned into pBluescript (SK-) using the in vivo excision method. The nucleotide sequence of the various cDNA clones was determined using the M13 sequencing method. These assays, when combined with the partial amino acid sequence of the AP20 protein, revealed that only 3 clones contain the nearly complete cDNA sequence. One cDNA clone contains the entire coding sequence for osmotin except for the adenine thymidine dinucleotide of the translation initiation codon (Singh et al., 1989). m.]. This clone is hereinafter referred to as an osmotin cDNA clone. The N-terminal amino acid sequence of the characterized AP20 protein corresponds exactly to that of osmotin, which can be deduced from the osmotin cDNA clone.

PCR alkalmazásával egy BamHI felismerési helyet és egy Adenin-Timin dinukleotidot építünk be az osmotin cDNS elé, ezáltal egy transzlációs iniciációs kodont hozunk létre; a gén mögé egy BamHI felismerési helyet építünk be. Ezekhez a PCR-reakciókhoz az SEQID2 és az SEQID3 oligonukleotidokat használjuk indítómolekulaként (lásd a szekvencialistát, SEQID2 és SEQID3).By PCR, a BamHI recognition site and an Adenin-Timin dinucleotide are inserted in front of the osmotin cDNA, thereby generating a translation initiation codon; a BamHI recognition site is inserted behind the gene. For these PCR reactions, the oligonucleotides SEQID2 and SEQID3 are used as the starter molecule (see Sequence Listing, SEQID2 and SEQID3).

A módosított cDNS-szekvenciát leellenőrizzük, hogy tartalmaz-e nemkívánatos mutációkat, amelyek a PCR-módszer alkalmazása következtében léphetnek fel. A szekvenciát a szekvencialistában mutatjuk be, SEQID4 jelzéssel. Az osmotin gént egy BamHI-ffagment formájában klónozzuk a BamHI-restrikciós enzimmel linearizált pMOG180 vektorba (a konstrukciót lásd a VIII. példában; 2. ábra). A kapott expressziós konstrukció egy Sst-HindlII-ffagmenten a karfiol-mozaikvírus (CaMV) 35S promoterét tartalmazza az osmotin gén előtt, és ezt követi a nopalin szintetáz (nos) transzkripciós terminátor. Az expressziós konstrukciót a pMOG23 bináris vektorba klónozzuk (letétbe helyezve a Centraal Bureau voor Schimmelcultures te Baam, the Netherlands, No. CBS 102.90 számon 1990. 01. 29-én), miután az SSTI és a HindlII restrikciós enzimekkel linearizáltuk. A kapott plazmid, jele pMOG404 (3. ábra) már tartalmazza mind az osmotin gént, mind az NPTII gént, a bal és jobb oldali T-DNS-szekvenciák közé lokalizálva. A pRK2013 plazmid segítségével ezt a bináris vektort Escherichia coli DH5a-ból az Agrobacterium tumefaciens LBA4404 törzsbe mobilizáljuk. Az LBA4404 (pMOG404) transzkonjugánst izoláljuk ebből a keresztezésből, 20 mg/1 rifampicint és 100 mg/1 kanamicint tartalmazó táptalajon.The modified cDNA sequence is screened for any unwanted mutations that may occur as a result of the PCR method. The sequence is shown in the Sequence Listing as SEQID4. The osmotin gene was cloned in the form of a BamHI fragment into the vector pMOG180 linearized with BamHI (construction see Example VIII; Figure 2). The resulting expression construct on a Sst-HindIII fragment contains the 35S promoter of cauliflower mosaic virus (CaMV) upstream of the osmotin gene, followed by the nopaline synthase (nos) transcriptional terminator. The expression construct was cloned into the binary vector pMOG23 (deposited with the Centraal Bureau voor Schimmelcultures te Baam, No. CBS 102.90 on 29.01.1990) after linearizing with SSTI and HindIII restriction enzymes. The resulting plasmid, designated pMOG404 (Figure 3), already contains both the osmotin gene and the NPTII gene, localized between the left and right T-DNA sequences. Plasmid pRK2013 was used to mobilize this binary vector from Escherichia coli DH5a to Agrobacterium tumefaciens strain LBA4404. The transconjugant LBA4404 (pMOG404) was isolated from this cross on medium containing 20 mg / L rifampicin and 100 mg / L kanamycin.

6. példaExample 6

Egy extracelluláris osmotinkódoló pMOG405 vektor konstrukciójaConstruction of an extracellular osmotin encoding vector pMOG405

A vad típusú osmotinról leírták, hogy intracellulárisan fordul elő, főleg a növényi sejtek vakuólumaiban [Singh et al., Plánt Physiol., 85, 529-536 (1987)]. Abból a célból, hogy elérjük az osmotin szekrécióját az extracelluláris térbe, egy transzlációs stopkodont építettünk be a vad típusú osmotinnak a pMOG404-en megtalálható cDNS-ébe, a cDNS által kódolt fehétje C-terminálisától számított 20. és 21. kodonja közé. A szakterületen jártas szakemberek számára ismert PCR-technika alkalmazásával a stopkodont úgy állítjuk elő, hogy egy timidin-(T) csoportot építünk be a 694-es és 695-ös nukleotid közé. A nukleotidok sorszámát a szekvencialistán megadott SEQID4-szekvencia alapján adjuk meg. Az így módosított osmotinszekvenciát leellenőrizzük, hogy tartalmaz-e nemkívánatos, a PCR-technika alkalmazása következtében létrejövő mutációkat. Az elmutált cDNS egy olyan osmotint kódol, amelyről hiányzik a vad típusú osmotin mRNS primer transzlációs termékének a 20 C-terminális aminosava. Az így kapott bináris vektor jele pMOG405, a megfelelő Agrobacterium transzkonjugáns jele LBA4404 (pMOG405). Amint az a 8. példában látható, a pMOG405 által kódolt osmotin valóban extracellulárisan halmozódik fel.Wild-type osmotin has been reported to occur intracellularly, particularly in vacuoles of plant cells (Singh et al., Plant Physiol. 85: 529-536 (1987)). To achieve osmotin secretion into the extracellular space, a translational stop codon was inserted into the wild-type osmotin cDNA on pMOG404, between codons 20 and 21 of the cDNA-encoded protein. Using a PCR technique known to those skilled in the art, the stop codon is constructed by inserting a thymidine (T) group between nucleotides 694 and 695. The nucleotide sequence number is based on the SEQID4 sequence shown in the Sequence Listing. The osmotin sequence so modified is screened for unwanted mutations resulting from the use of the PCR technique. The mutated cDNA encodes an osmotin lacking the 20 C-terminal amino acid of the primary translational product of wild-type osmotin mRNA. The resulting binary vector is designated pMOG405, the corresponding Agrobacterium transconjugant is LBA4404 (pMOG405). As shown in Example 8, the osmotin encoded by pMOG405 does indeed accumulate extracellularly.

7. példaExample 7

Transzgenikus növények előállításaProduction of transgenic plants

A burgonya (Solanum tuberosum cv bintje) transzformációját az Agrobacterium LBA4404 (pMOG404) és LBA4404 (pMOG405) törzsekkel a Hoekema és munkatársai által leírt módszerrel végezzük [Bio/Technology, 7, 273-278 (1989)].Transformation of potato (cv bint of Solanum tuberosum) with Agrobacterium LBA4404 (pMOG404) and LBA4404 (pMOG405) was performed according to the method described by Hoekema et al., 1989, Bio / Technology 7: 273-278.

HU 219 505 ΒHU 219 505 Β

A dohány transzformálásához a levélkorongmódszert alkalmazzuk [Horsch et al., Science, 227, 1229-1231 (1985)]. A levélkorongokat együtt tenyésztjük az Agrobaterium LBA4404 (pMOG404) vagy az LBA4404 (pMOG405) törzsekkel, majd ezt követően standard módszerek alkalmazásával 100 mg/ml kanamicint tartalmazó szelekciós táptalajon tenyésztjük. A transzgenikus hajtásokat teljes növényekké regeneráljuk, és vizsgáljuk az osmotin gén expresszióját. Ehhez az elemzéshez az úgynevezett Westem-blot technikát alkalmazzuk, és a patogenezishez kapcsolódó fehéije (PR-S) elleni antitesteket használunk, valamint a Northem-blot technikát alkalmazzuk, próbaként egy osmotin cDNS-fragmentet használva. A Westem-blot elemzés felfedte, hogy nincs különbség a pMOG404 és a pMOG405 által kódolt osmotin méretében, bár a két konstrukcióban az osmotinkódoló régiók 20 kodon hosszúságban eltérnek. Ez azt sugallja, hogy a növényben a vad típusú osmotin C-terminális processzáláson esik át.The leaf disc method is used to transform tobacco (Horsch et al., Science 227: 1229-1231 (1985)). Leaf disks were co-cultured with Agrobaterium LBA4404 (pMOG404) or LBA4404 (pMOG405) and then cultured on standard selection media containing 100 mg / ml kanamycin. Transgenic shoots are regenerated into whole plants and the expression of the osmotin gene is examined. For this analysis, we use the so-called Westem blot technique, using antibodies against the pathogenesis-related protein (PR-S), and the Northem blot technique, using an osmotin cDNA fragment as a probe. Western blot analysis revealed that there is no difference in the size of the osmotin encoded by pMOG404 and pMOG405, although the osmotin coding regions in the two constructs differ by 20 codons. This suggests that wild-type osmotin undergoes C-terminal processing in the plant.

8. példaExample 8

A pMOG404 és pMOG405 transzgenikus dohánynövények elemzése a transzgenikus termék irányítottsága szempontjábólAnalysis of pMOG404 and pMOG405 Transgenic Tobacco Plants for Direction of Transgenic Product

Abból a célból, hogy kimutassuk az osmotin extracelluláris irányítottságát a pMOG405 transzgenikus dohánynövényekben, a következő kísérletet hajtottuk végre. A pMOG404 transzgenikus növényi vonalak és a pMOG405 transzgenikus növényi vonalak Fl növényeinek leveleit, amelyek az újonnan bevitt osmotin gént expresszálják, valamint a nem transzgenikus növények leveleit használjuk az összes fehérje, valamint az extracelluláris fehéije extrakciójára. Az extracelluláris fehérjék extrakciójához extracelluláris folyadékot gyűjtünk De Wit és Spikman módszerével [Physiol. Plán Pathol., 20, 1-11 (1982)]. Az extracelluláris folyadék izolálása után a visszamaradó levélanyagból is extraháljuk a fehérjéket. A teljes kivonatban (Totál) az extracelluláris folyadékban (EF) és az azokban a levelekben, amelyekből az extracelluláris folyadékot eltávolítottuk (-EF) található fehéijék elemzéséhez az úgynevezett Westem-blot technikát alkalmazzuk, AP20 specifikus antitesteket, vagy a patogenezishez kapcsolt fehéije (PR-S) elleni antitestek felhasználásával. Az 1. táblázatban látható eredmények azt mutatják, hogy a pMOG405 transzgenikus növényekben az osmotin valóban az extracelluláris térbe irányul.In order to detect the extracellular orientation of osmotin in pMOG405 transgenic tobacco plants, the following experiment was performed. Leaves of F1 plants of the pMOG404 transgenic plant lines and pMOG405 transgenic plant lines expressing the newly introduced osmotin gene and leaves of non-transgenic plants are used for extraction of all proteins as well as extracellular proteins. For extraction of extracellular proteins, extracellular fluid was collected by the method of De Wit and Spikman, Physiol. Plath Pathol., 20, 1-11 (1982)]. After isolation of the extracellular fluid, the proteins are also extracted from the remaining leaf material. For analysis of the proteins in the whole extract (Total), the proteins contained in the extracellular fluid (EF) and in the leaves from which the extracellular fluid was removed (-EF), the so-called Westem blot technique, AP20-specific antibodies or protein linked to pathogenesis S) antibodies. The results in Table 1 show that osmotin is indeed directed to the extracellular space in pMOG405 transgenic plants.

1. táblázatTable 1

Az osmotin irányítása az extracelluláris térbe a pMOG405 transzgenikus dohánynövényekbenTargeting of osmotin to extracellular space in pMOG405 transgenic tobacco plants

Növény Plant Fehéqeminta Fehéqeminta Összes All EF EF -EF -EF Nem transzgenikus Not transgenic - - - - - - pMOG404 pMOG404 + + + + + + + + - - + + + + + + + + pMOG405 pMOG405 + + + + + + + + + + + +++ + +

-: nincs AP20 +-tői + + ++-ig: növekvő mennyiségű osmotin-: None from AP20 + to ++ ++: Increasing amount of osmotin

9. példaExample 9

A gombafertőzéssel szembeni rezisztencia vizsgálata a transzgenikus dohánynövényekbenInvestigation of resistance to fungal infections in transgenic tobacco plants

A Phytophthora nicotianae var. nicotianae (Pnn) gomba egy Oomyceta. Ez egy gyökérpatogén, amelynek többek között a dohány is a gazdanövénye. A növények megfertőződése a levelek hervadásában és/vagy a szár aljának a rothadásában jelentkezik (fekete szár). A dohány végül elpusztul a fertőzéstől.Phytophthora nicotianae var. nicotianae (Pnn) is an Oomyceta. It is a root pathogen of which tobacco is the host. Infection of plants occurs with wilting of leaves and / or rot at the base of the stem (black stem). The tobacco eventually dies from the infection.

Körülbelül 1-2 cm átmérőjű levélkorongokat vágunk pMOG404 transzgenikus, vektortranszgenikus és nem transzgenikus dohánynövényekből. A levélkorongokat fejjel lefelé úsztatjuk steril desztillált vizet tartalmazó Petri-csészében. Mindegyik korongra 10 μΐ zoospóraszuszpenziót csöppentünk (5000 spóra/ml). Mindegyik kísérletben háromszor 10 korongot használunk, azaz összesen 20 kontrollkorongot kísérletenként. Körülbelül egy nap elteltével a kezdődő fertőzés első jelei láthatók a kontrollkorongokon. Három nap elteltével a kontroll-levélkorongok teljesen befertőződnek (vízzel átitatódás). A pMOG404 transzgenikus növényekből származó levélkorongok három nap elteltével enyhébb tüneteket mutatnak. A kísérlet eredményei többször reprodukálhatók. Ez a példa azt sugallja, hogy egy intracelluláris osmotin gént konstitutíven expresszáló dohánynövények csökkent érzékenységet mutatnak a Phytophthora nicotianae var. nicotianae (Pnn) gombára, amely a dohánynövények természetes kórokozója.Leaf disks about 1-2 cm in diameter were cut from pMOG404 transgenic, vector transgenic and non-transgenic tobacco plants. The leaf discs are floated upside down in a Petri dish containing sterile distilled water. 10 μΐ of the zoospore suspension (5000 spores / ml) were added to each disk. In each experiment, 10 discs were used three times, i.e. a total of 20 control discs per experiment. After about a day, the first signs of the onset of infection appear on the control discs. After three days, the control leaf discs become completely infected (soaked in water). Leaf disks from pMOG404 transgenic plants show milder symptoms after three days. The results of the experiment can be repeated several times. This example suggests that tobacco plants constitutively expressing an intracellular osmotin gene show reduced sensitivity to Phytophthora nicotianae var. nicotianae (Pnn), a natural pathogen of tobacco plants.

Ahhoz, hogy a teljes dohánynövénynek a P. nicotianae var. nicotianae gombával szembeni rezisztenciáját megbecsüljük, a következő kísérleteket végezzük. Tíz, az LBA404 (pMOG404) plazmiddal transzformált transzgenikus növényt (olyanokat választunk, amelyek jól expresszálják az osmotin gént), tíz olyan növényt, amelyeket az osmotint nem tartalmazó vektorral transzformáltunk (ezek neve vektortranszgenikus növény), és tíz nem transzformált növényt megfertőzünk egy olyan vizes szuszpenzióval, amely 2xl05 Pnn zoospórát tartalmaz. Ezt a szuszpenziót a szár tövéhez pipettázzuk a talajra. Ezután 100 ml vizet öntünk a szár tövébe. Ezek után megfigyeljük a betegség tüneteinek időbeli kifejlődését. Két-három nap elteltével a kontrollnövények (a nem transzgenikus és vektortranszgenikus növények) a betegség első jeleit mutatják, azaz hervadni kezdenek. A pMOG404 transzgenikus növények közül néhány a betegség tüneteinek lassúbb kifejlődését mutatja. Ennél azonban jobb védelemre van szükség. Az osmotin növénybeli lokalizációjának hatását a következő kísérletben vizsgáltuk.For the whole tobacco plant, P. nicotianae var. nicotianae were evaluated for fungal resistance and the following experiments were performed. Ten transgenic plants transformed with plasmid LBA404 (pMOG404) (those that express the osmotin gene well), ten plants transformed with a vector containing no osmotin (these are called vector transgenic plants), and ten untransformed plants are infected with suspension containing 2x10 5 Pnn zoospore. Pipette this suspension onto the soil at the base of the stem. Water (100 ml) was then poured into the base of the stem. Thereafter, the symptoms of the disease develop over time. After two to three days, the control plants (non-transgenic and vector-transgenic plants) show the first signs of disease, that is, begin to wither. Some of the pMOG404 transgenic plants show a slower development of disease symptoms. However, better protection is needed. The effect of osmotin localization in plants was investigated in the following experiment.

10. példaExample 10

A gombarezisztencia vizsgálata olyan transzgenikus dohánynövényekben, amelyek extracellulárisan expresszálnak osmotintExamination of fungal resistance in transgenic tobacco plants expressing osmotin extracellularly

Az Agrobacterium tumefaciens LBA4404 (pMOG405) segítségével olyan transzgenikus dohánynövényeket állítottunk elő, amelyek a megváltoztatott osmotin gént expresszálják, és ennek eredménye a termelt osmotin irányítása az apoplasztba. Az extracellu12Agrobacterium tumefaciens LBA4404 (pMOG405) was used to produce transgenic tobacco plants expressing the altered osmotin gene, resulting in the targeting of the osmotin produced to the apoplast. Extracellu12

HU 219 505 Β lárisan kiválasztódó osmotin gént jól expresszáló növényeket, az elemzés módját lásd a 8. példában, megvizsgáltuk, hogy rezisztensek-e a Phytophthora nicotianae var. nicotianae-re (Pnn).Plants that express well the osmotin gene expressing the osmotin gene, as described in Example 8, were tested for resistance to Phytophthora nicotianae var. nicotianae-re (Pnn).

A kísérleteket 10-10 olyan levélkorongon végeztük, amelyeket egy pMOG404 transzgenikus, két pMOG405 transzgenikus és egy nem transzgenikus dohányvonalból nyertünk ki. Három nap elteltével a nem transzgenikus növénnyel (2# vonal), a pMOG404-et jól expresszáló növénnyel (1# vonal) és a pMOG405-öt jól expresszáló két növénnyel (6# és 9# vonal) kapott eredményeket elemezzük. Az eredmények a 2. táblázatban láthatók.The experiments were performed on 10-10 leaf discs obtained from one pMOG404 transgenic, two pMOG405 transgenic and one non-transgenic tobacco line. After three days, the results obtained with the non-transgenic plant (line 2 #), the well expressing pMOG404 (line 1 #) and the two plants expressing pMOG405 (lines 6 # and 9 #) were analyzed. The results are shown in Table 2.

2. táblázatTable 2

Gombarezisztencia vizsgálata transzgenikus és nem transzgenikus dohányvonalakból nyert levélkorongokon, Phytophthora nicotianae-n vizsgálvaInvestigation of fungal resistance on leaf discs from transgenic and non-transgenic tobacco lines tested on Phytophthora nicotianae

Növényvonal plant Line Fertőzött terület Infected area #2 # 2 8 korong 100% 8 discs 100% 2 korong 60% 2 discs 60% pMOG404 #1 pMOG404 # 1 7 korong 100% 7 discs 100% 3 korong<25% 3 discs <25% pMOG405 #6 pMOG405 # 6 1 korong 100% 1 disk 100% 2 korong 60% 2 discs 60% 7 korong <25% 7 discs <25% pMOG405 #9 pMOG405 # 9 3 korong 100% 3 discs 100% 2 korong 60% 2 discs 60% 5 korong <25% 5 discs <25%

A százalékok a P. nicotianae által fertőzött területet fejezik ki, a fertőzés után 3 nappal.Percentages represent the area infected with P. nicotianae, 3 days after infection.

A 2. táblázat eredményei világosan mutatnak egy megerősödött gombaellenes hatást a levélkorongokon, ha az osmotint az extracelluláris térbe irányítjuk, az intracellulárisan lokalizált osmotinhoz viszonyítva. Azt gondoljuk, hogy az itt levélkorongokon igazolt gombarezisztencia megnyilvánul a teljes növényekben is.The results in Table 2 clearly show an enhanced antifungal activity on leaf discs when osmotin is targeted to the extracellular space relative to intracellularly localized osmotin. We believe that the fungal resistance shown here on leaf discs is also expressed in whole plants.

A gombarezisztencia növényekben való megbecsléséhez az említett vonalaknak megvizsgáljuk a gombarezisztenciáját, az előző példában leírt módon. Azt gondoljuk hogy a pMOG405 transzgenikus dohánynövények sokkal rezisztensebbek, mint a pMOG404 vektorral transzformált növények.To estimate fungal resistance in plants, the fungal resistance of said lines is tested as described in the previous example. We believe that pMOG405 transgenic tobacco plants are much more resistant than plants transformed with pMOG404 vector.

Az osmotinszerű fehétjékkel végzett, a gombaellenes hatásra vonatkozó megfigyelések alapján azt a következtetést vonjuk le, hogy a gombaellenes hatás akkor érhető el, ha a gombaellenes hatású fehérje magas szinten expresszálódik a növényben, mint például a jelen esetben, a CaMV 35S, azaz egy konstitutív promoter szabályozása alatt.From the observations of the antifungal activity with osmotinic whites, it is concluded that the antifungal activity is achieved when the antifungal protein is expressed at high levels in the plant, such as in the present case, CaMV 35S, a constitutive promoter. under your control.

Azt találtuk továbbá, hogy ha egy intracelluláris gombaellenes hatású fehérje szintézisét az extraceluláris térbe irányítjuk, akkor a gombaellenes hatás jelentős felerősödése figyelhető meg. A legújabb, kitinázokkal és P-l,3-glükanázokkal végzett hasonló vizsgálatok megerősítik ezt a megfigyelést. Még fontosabb, hogy az a megfigyelés, hogy az osmotinszerű fehétjék, amelyek intracelluláris fehérjék, gombaellenes hatást mutatnak, kiegészítik azt a képet, amely egyre teljesebb lesz, és az alábbiakban magyarázunk meg.It has also been found that when the synthesis of an intracellular antifungal protein is directed into the extracellular space, a significant enhancement of the antifungal activity is observed. Recent similar studies with chitinases and β-1,3-glucanases confirm this observation. More importantly, the observation that osmotin-like proteins, which are intracellular proteins, exhibit antifungal activity, is complementary to an image that is becoming more complete, and will be explained below.

Már bizonyos ideje ismert volt, hogy bizonyos kitinázok és glükanázok gombaellenes hatást mutatnak. Néhány növényi kitináz és glükanáz gombaellenes hatásának a növényben való kimutatása (azaz a transzformáit növényekben) nehéznek bizonyult. Ennek az oka most már világos, mivel a legújabb eredmények szerint az említett enzimek közül csak azoknak a fajtáknak van gombaellenes hatásuk, amelyek intracellulárisan fordulnak elő. Ezt most megerősíti a gombaellenes fehérjék egy harmadik csoportja, azaz az osmotinszerű fehérjék, amelyek intracelluláris fehérjék, míg a PR-S, ami nagyon homológ az osmotinszerű fehérjékkel, és a rezisztencia indukciójával termelődik, de amelyik extracelluláris fehérje, nem rendelkezik gombaellenes hatással. A negyedik kategória, az úgynevezett patogenezishez kapcsolódó fehérjék kategóriája (kitinázok, glükanázok és az osmotinszerű fehérjék a másik három csoport) szintén beleillik ebbe a képbe.It has been known for some time that certain chitinases and glucanases have antifungal activity. Detecting the antifungal activity of some plant chitinase and glucanase in the plant (i.e., in transformed plants) proved difficult. The reason for this is now clear, as recent studies have shown that only those varieties of these enzymes that have intracellular activity have antifungal activity. This is now confirmed by a third class of antifungal proteins, namely osmotin-like proteins, which are intracellular proteins, while PR-S, which is highly homologous to osmotin-like proteins and produced by resistance but which is an extracellular protein, has no antifungal activity. The fourth category, the so-called pathogenesis-related protein category (chitinases, glucanases and osmotin-like proteins in the other three groups), also fits into this picture.

Ha azonban nem teszünk ellene, akkor az intracelluláris gombaellenes fehérjék expressziója az említett génekkel transzformált növényekben valószínűleg csak egy nagyon enyhe hatást okoz, mivel ezek a fehérjék nem érik el azt a helyet, ahol a hatásukat ki kellene fejteniük.However, if not done, the expression of intracellular antifungal proteins in plants transformed with said genes is likely to produce only a very mild effect as these proteins do not reach the point where they should be exerted.

Ezekből a megfigyelésekből a következőket vontuk le.From these observations we deducted the following.

1. Az összes fehérjének, amelyek a rezisztencia indukálásával termelődnek, beleértve legalább a kitinázokat, a glükanázokat és az osmotinszerű fehérjéket, az intracelluláris formája lényegesen magasabb gombaellenes hatást mutat, mint a nekik megfelelő extracelluláris forma. Feltételezhető, hogy a legtöbb, ha nem az összes PR-fehérje-csoport extracelluláris formája alacsony, vagy semmilyen gombaellenes hatást nem mutat.1. The intracellular form of all proteins produced by the induction of resistance, including at least chitinases, glucanases and osmotin-like proteins, exhibits a significantly higher antifungal activity than their corresponding extracellular form. It is believed that most, if not all, of the PR protein groups have low extracellular forms or show no antifungal activity.

2. Amint azt a pMOG405 növényekkel végzett kísérleteink mutatják, egy gombaellenes hatású növény előnyös támadási pontja, függetlenül attól, hogy eredetileg a növény melyik részében lokalizálódon, az extracellulációs tér.2. As shown in our experiments on pMOG405 plants, the extracellular space is an advantageous attack point for an antifungal plant, regardless of where it originally resides.

3. A gombafertőzés sikeres leküzdésében azoknak az intracelluláris fehérjéknek egy gombaellenes készítményben való használata kifejezetten javasolt, amelyek a rezisztencia indukciója során termelődnek.3. In the successful control of a fungal infection, the use of intracellular proteins in an antifungal preparation which is produced during the induction of resistance is strongly recommended.

4. Ha az a célunk, hogy olyan növényeket kapjunk, amelyek kevésbé érzékenyek a gombákra, akkor az említett növényeket egy olyan nyitott leolvasási kerettel kell transzformálni, amelyik egy olyan intracelluláris gombaellenes hatású fehérjét kódol, amelyik a termelődése során az előnyös támadási pontjára, az extracelluláris térbe irányul.4. If our goal is to obtain plants that are less susceptible to fungi, said plants must be transformed with an open reading frame that encodes an intracellular antifungal protein that, at its production, targets its target attack site, the extracellular is focused on space.

A fenti kijelentések alapján azonban nem szabad azt a következtetést levonni, hogy az összes olyan intracelluláris fehéije, amelyik a hiperszenzitív válasz soránHowever, the above statements should not lead to the conclusion that all intracellular proteins that are involved in the hypersensitive response

HU 219 505 Β szintetizálódik, valóban gombaellenes hatással rendelkezik. Ezért a „fordított megközelítés”, azaz az inkább a gombaellenes hatásból, mint az enzimatikus hatásból való kiindulás nagyon hasznos ana, hogy csak azokat az (intracelluláris) fehéqéket válasszuk ki, amelyek valóban rendelkeznek gombaellenes hatással. Ezután ezeknek a fehérjéknek a gombákkal szembeni ellenállásra gyakorolt hatását a növényekben kell megvizsgálni, az említett gombaellenes hatású fehérjét kódoló, nyitott leolvasási kerettel transzformálva egy érzékeny növényt, előnyösen azután, hogy a nyitott leolvasási keretet úgy módosítottuk, hogy biztosítsa az extracelluláris térbe való irányulást.HU 219 505 Β is synthesized, has a truly antifungal effect. Therefore, the "reverse approach", that is, starting from the antifungal activity rather than the enzymatic activity, is very useful in selecting only those (intracellular) proteins that actually have antifungal activity. The effect of these proteins on fungal resistance in the plants is then examined by transforming a susceptible plant with an open reading frame encoding said antifungal protein, preferably after the open reading frame has been modified to provide orientation to the extracellular space.

11. példaExample 11

A gombarezisztencia elemzése transzgenikus burgonyanövényekbenAnalysis of fungal resistance in transgenic potato plants

A pMOG404 és pMOG405 vektorokkal transzformáit burgonyanövények érzékenységének vizsgálata céljából a 20 legjobb transzgenikus osmotint expresszáló növényt a Phytophthora infestans gomba lxlO5 spórájával permetezzük be nedvesedésig. A P. infestans erős patogénje a burgonyanövénynek. Hatására a levelek teljesen elhervadnak, sérül a szár és végül a növény teljesen elpusztul. Kontrollként 20 nem transzformált növényt és 20, az osmotin gént nem tartalmazó vektorral transzformált növényt (vektortranszgenikus növény) permetezünk be azonos mennyiségű spórával. A növényeket 18 °C-on és 95-100%-os légnedvesség mellett növesztjük. A betegség kifejlődését a bepermetezés utáni 7. és 14. napon értékeljük ki oly módon, hogy meghatározzuk a gomba által érintett levélfelület nagyságát. Az érintett levélfelületet az összes megszámlált levelek területének arányában fejezzük ki. Növényenként 8-10 (alsó) levelet számlálunk meg; az egyes növények megszámlált leveleiből átlagot számolunk. Az alábbi, 3. táblázatban az eredmények becslését adjuk meg.The pMOG404 and pMOG405 vectors transformed potato plants in order to examine the sensitivity of the 20 best osmotin transgenic plants expressing the fungus Phytophthora infestans spores are sprayed with a wet lxlO 5. P. infestans is a potent pathogen for potato plants. As a result, the leaves wither, the stalk is damaged and the plant is completely destroyed. As a control, 20 untransformed plants and 20 plants transformed with a vector containing no osmotin gene (vector transgenic plant) were sprayed with the same amount of spore. The plants were grown at 18 ° C and 95-100% humidity. The development of the disease is evaluated on days 7 and 14 after spraying by determining the leaf area affected by the fungus. The affected leaf area is expressed as a proportion of the total number of leaves counted. 8-10 (lower) leaves are counted per plant; we count the average number of leaves of each plant. Table 3 below gives an estimate of the results.

(+ az összes levélfelület 0-25%-a érintett + + 25-50% érintett + + + 50-75% érintett + + + + 75-100% érintett).(+ 0-25% of total leaf area affected + + 25-50% affected + + + 50-75% affected + + + + 75-100% affected).

3. táblázatTable 3

A burgonyanövények becsült érzékenysége a P. infestans gombával szembenEstimated susceptibility of potato plants to P. infestans

7. nap 7 days + + + + ++ + + + +++ + + + + + + + + Nem transzgenikus Not transgenic - - - - 15±10% 15 ± 10% 85±10% 85 ± 10% V ektortranszgenikus V is vector transgenic - - - - 15±10% 15 ± 10% 85±10% 85 ± 10% pMOG404-transzgenikus pMOG404-transgenic 25±10% 25 ± 10% 25±10% 25 ± 10% 20±10% 20 ± 10% 30±10% 30 ± 10% pMOG405-transzgenikus pMOG405-transgenic 25±10% 25 ± 10% 30±10% 30 ± 10% 30±10% 30 ± 10% 15±10% 15 ± 10% 14. nap Day 14 + + + + ++ + + + +++ + +++ + +++ Nem transzgenikus Not transgenic 10±10% 10 ± 10% 90±10% 90 ± 10% V ektortranszgenikus V is vector transgenic 10±10% 10 ± 10% 90±10% 90 ± 10% pMOG404-transzgenikus pMOG404-transgenic 20±10% 20 ± 10% 10±10% 10 ± 10% 10±10% 10 ± 10% 60±10% 60 ± 10% pMOG405-transzgenikus pMOG405-transgenic 20±10% 20 ± 10% 25±10% 25 ± 10% 30±10% 30 ± 10% 25 ±10% 25 ± 10%

A kísérletben alkalmazott oltóanyaggal a nem transzformáit és a vektorral transzformált növények erősen fertőződnek a 7. napon. A 7. napon a pMOG404 növények közül csak körülbelül a növények 30%-a erősen fertőzött; a pMOG404 növényeknek körülbelül 70%-ánál 55 sokkal lassabban fejlődik ki a fertőzés (+-tól a + + + +ig), mint a kontrollnövényeknél. Az várható, hogy a 14. napon a pMOG404 növényeknek csak 10-50%-a mutatja a fertőzés könnyű vagy közepes (+ vagy + + ) formáját, míg 10-30%-a csak enyhén, vagy egyáltalán nem 60 fertőződik (+). Az extracellulárisan irányított osmotin (azaz a pMOG405 növények) még tovább késlelteti a fertőzés kifejlődését, mint a pMOG404 transzgenikus vonalaknál.Non-transformed and vector-transformed plants are highly infected with the vaccine used in the experiment on day 7. At day 7, only about 30% of the pMOG404 plants are highly infected; about 70% of pMOG404 plants develop infection much more slowly (+ to + ++) than control plants. On day 14, it is expected that only 10-50% of pMOG404 plants show a mild to moderate (+ or + +) infection, while 10-30% show only mild or no infection (+). . Extracellularly directed osmotin (i.e., pMOG405 plants) further delays infection development than pMOG404 transgenic lines.

SZEKVENCIALISTASEQUENCE LIST

1. számú szekvencia Szekvencitípus: nukleotid Szekvenciahossz: 34 Szál: kettős Topológia: lineárisSEQ ID NO: 1 Sequence type: nucleotide Sequence length: 34 Thread: double Topology: linear

HU 219 505 ΒHU 219 505 Β

Molekulatípus: szintetikus EredetMolecule Type: Synthetic Origin

Organizmus: lucema-mozaikvírusOrganism: Lucas mosaic virus

Klón: Tulajdonságok: lucema-mozaikvírus RNS4Clone: Properties: lucema mosaic virus RNS4

TTTTTATTTT TAATTTTCTT TCAAATACTT CCAG 34TTTTTATTTT TAATTTTCTT TCAAATACTT CCAG 34

2. számú szekvencia Szekvenciatípus: nukleotid Szekvenciahossz: 32 Szál: egyesSEQ ID NO: 2 Sequence type: nucleotide Length: 32 Strands: single

Topológia: lineáris Molekulatípus: szintetikusTopology: linear Molecular type: synthetic

EredetOrigin

Organizmus: Klón: 10 Tulajdonságok: osmotin-cDNS-hez homológiával ren delkező PCR-primerOrganism: Clone: 10 Properties: PCR primer with homology to osmotin cDNA

GCCGGATCCA ATTCGGCACA TGGGCAACTT GA 32GCCGGATCCA ATTCGGCACA TGGGCAACTT GA 32

3. számú szekvencia Szekvenciatípus: nukleotid Szekvenciahossz: 26 Szál: egyesSEQ ID NO: 3 Sequence type: nucleotide Length: 26 Strands: single

Topológia: lineáris Molekulatípus: szintetikus EredetTopology: Linear Molecular Type: Synthetic Origin

Organizmus: Klón: 4. számú szekvencia Szekvenciatípus: nukleotid Szekvenciahossz: 883 Szál: kettősOrganism: Clone: SEQ ID NO: 4 Sequence Type: Nucleotide Sequence Length: 883 Strand: Double

Topológia: lineáris Molekulatípus: cDNS EredetTopology: linear Molecular type: cDNA Origin

Organizmus: Nicotiana tabacum Klón: pMOG404Organism: Nicotiana tabacum Clone: pMOG404

Tulajdonságok: osmotin-cDNS-hez homológiával ren- 25 Tulajdonságok: osmotinszerű fehérjét kódoló delkező PCR-primerProperties: homologous to osmotin cDNA 25 PCR primer encoding osmotin-like protein

GTTTATTACA GCAAGGATCC TGACTT 34GTTTATTACA GCAAGGATCC TGACTT 34

GGATCCAATT CGGCACGGATCCAATT CGGCAC

ATG GGC AAC TTG AGA TCT TCT TTT GTT TTC TTC CTC CTT GCC 58ATG GGC AAC TTG AGA TCT TCT TTT GTT TTC TTC CTC CTT GCC 58

Met Gly Asn Leu Arg Ser Ser Phe Val Phe Phe Leu Leu AlaMet Gly Asn Leu Arg Ser Ser Phe Val Phe Phe Leu Leu Ala

TTG GTG ACT TAT ACT TAT GCT GCC ACT ATC GAG GTC CGA AAC 100TTG GTG ACT TAT ACT TAT GCT GCC ACT ATC GAG GTC CGA AAC 100

Leu Val Thr Tyr Thr Tyr Ala Ala Thr Ile Glu Val Arg AsnLeu Val Thr Tyr Thr Tyr Ala Ala Thr Ile Glu Val Arg Asn

AAC TGT CCG TAC ACC GTT TGG GCG GCG TCG ACA CCC ATA GGC 142AAC TGT CCG TAC ACC GTT TGG GCG GCG TCG ACA CCC ATA GGC 142

Asn Cys Pro Tyr Thr Val Trp Ala Ala Ser Thr Pro Ile GlyAsn Cys Pro Tyr Thr Val Trp Ala Ala Ser Thr Pro Ile Gly

GGT GGC CGG CGT CTC GAT CGA GGC CAA ACT TGG GTG ATC AAT 184GGT GGC CGG CGT CTC GAT CGA GGC CAA ACT TGG GTG ATC AAT 184

Gly Gly Arg Arg Leu Asp Arg Gly Gin Thr Trp Val Ile AsnGly Gly Arg Arg Leu Asp Arg Gly Gin Thr Trp Val Ile Asn

GCG CCA CGA GGT ACT AAA ATG GCA CGT GTA TGG GGC CGT ACT 226GCG CCA CGA GGT ACT AAA ATG GCA CGT GTA TGG GGC CGT ACT 226

Ala Pro Arg Gly Thr Lys Met Ala Arg Val Trp Gly Arg ThrAla Pro Arg Gly Thr Lys Met Ala Arg Val Trp Gly Arg Thr

AAT TGT AAC TTC AAT GCT GCT GGT AGG GGT ACG TGC CAA ACC 268AAT TGT AAC TTC AAT GCT GCT GGT AGG GGT ACG TGC CAA ACC 268

Asn Cys Asn Phe Asn Ala Ala Gly Arg Gly Thr Cys Gin ThrAsn Cys Asn Phe Asn Ala Ala Gly Arg Gly Thr Cys Gin Thr

GGT GAC TGT GGT GGA GTC CTA CAG TGC ACC GGG TGG GGT AAA 310GGT GAC TGT GGT GGA GTC CTA CAG TGC ACC GGG TGG GGT AAA 310

Gly Asp Cys Gly Gly Val Leu Gin Cys Thr Gly Trp Gly LysGly Asp Cys Gly Gly Val Leu Gin Cys Thr Gly Trp Gly Lys

CCA CCA AAC ACC TTG GCT GAA TAC GCT TTG GAC CAA TTC AGT 352CCA CCA AAC ACC TTG GCT GAA TAC GCT TTG GAC CAA TTC AGT 352

Pro Pro Asn Thr Leu Ala Glu Tyr Ala Leu Asp Gin Phe SerPro Pro Asn Thr Leu Ala Glu Tyr Ala Leu Asp Gin Phe Ser

GGT TTA GAT TTC TGG GAC ATT TCT TTA GTT GAT GGA TTC AAC 394GGT TTA GAT TTC TGG GAC ATT TCT TTA GTT GAT GGA TTC AAC 394

Gly Leu Asp Phe Trp Asp Ile Ser Leu Val Asp Gly Phe AsnGly Leu Asp Phe Trp Asp Ile Ser Leu Val Asp Gly Phe Asn

ATT CCG ATG ACT TTC GCC CCG ACT AAC CCT AGT GGA GGG AAA 4 36ATT CCG ATG ACT TTC GCC CCG ACT AAC CCT AGT GGA GGG AAA 4 36

Ile Pro Met Thr Phe Ala Pro Thr Asn Pro Ser Gly Gly LysIle Pro Met Thr Phe Ala Pro Thr Asn Pro Ser Gly Gly Lys

TGC CAT GCA ATT CAT TGT ACG GCT AAT ATA AAC GGC GAA TGT 478TGC CAT GCA ATT CAT TGT ACG GCT AAT ATA AAC GGC GAA TGT 478

Cys His Ala Ile His Cys Thr Ala Asn Ile Asn Gly Glu CysCys His Ala Ile His Cys Thr Ala Asn Ile Asn Gly Glu Cys

CCC CGC GAA CTT AGG GTT CCC GGA GGA TGT AAT AAC CCT TGT 520CCC CGC GAA CTT AGG GTT CCC GGA GGA TGT AAT AAC CCT TGT 520

Pro Arg Glu Leu Arg Val Pro Gly Gly Cys Asn Asn Pro CysPro Arg Glu Leu Arg Val Pro Gly Gly Cys Asn Asn Pro Cys

ACT ACA TTC GGA GGA CAA CAA TAT TGT TGC ACA CAA GGA CCT 562ACT ACA TTC GGA GGA CAA CAA TAT TGT TGC ACA CAA GGA CCT 562

Thr Thr Phe Gly Gly Gin Gin Tyr Cys Cys Thr Gin Gly ProThr Thr Phe Gly Gly Gin Gin Tyr Cys Cys Thr Gin Gly Pro

TGT GGT CCT ACA TTT TTC TCA AAA TTT TTC AAA CAA AGA TGC 604TGT GGT CCT ACA TTT TTC TCA AAA TTT TTC AAA CAA TGC 604

Cys Gly Pro Thr Phe Phe Ser Lys Phe Phe Lys Gin Arg CysCys Gly Pro Thr Phe Phe Ser Lys Phe Phe Lys Gin Arg Cys

CCT GAT GCC TAT AGC TAC CCA CAA GAT GAT CCT ACT AGC ACT 646CCT GAT GCC TAT AGC TAC CCA CAA GAT GAT CCT ACT AGC ACT 646

Pro Asp Ala Tyr Ser Tyr Pro Gin Asp Asp Pro Thr Ser ThrPro Asp Ala Tyr Ser Tyr Pro Gin Asp Asp Pro Thr Ser Thr

TTT ACT TGC CCT GGT GGT AGT ACA AAT TAT AGG GTT ATC TTT 688TTT ACT TGC CCT GGT GGT AGT ACA AAT TAT AGG GTT ATC TTT 688

HU 219 505 ΒHU 219 505 Β

Phe Phe Thr Thr Cy s Cy s Pro Pro Gly Gly Gly Gly Ser Ser Thr Thr Asn Asn Tyr Tyr Arg Arg Val With Ile Ile Phe Phe TGT TGT CCT CCT AAT AAT GGT GGT CAA CAA GCT GCT CAC CAC CCA CCA AAT AAT TTT TTT CCC CCC TTG TTG GAA GAA ATG ATG 730 730 Cys Cys Pro Pro Asn Asn Gly Gly Gin Gin Al a Al a Hi s Hi s Pro Pro Asn Asn Phe Phe Pro Pro Leu Leu Glu Glu Me t Me t CCT CCT GGA GGA AGT AGT GAT DAM GAA GAA GTG GTG GCT GCT AAG AAG TAG BROAD AGTGGCTATT AGTGGCTATT 767 767 Pro Pro Gly Gly Ser Ser Asp asp Glu Glu Val With Al a Al a Lys Lys

TCTGTAATAA GATCACCTTT TGGTCAAATT ATTCTATCGA CACGTTAGTG 817 TAAGACAATC TATTTGACTC GTTTTTATAG TTACGTACTT TGTTTGAAGT 867 GATCAAGTCA GGATCC 883TCTGTAATAA GATCACCTTT TGGTCAAATT ATTCTATCGA CACGTTAGTG 817 TAAGACAATC TATTTGACTC GTTTTTATAG TTACGTACTT TGTTTGAAGT 867 GATCAAGTCA GGATCC 883

5. számú szekvencia Szekvenciatípus: nukleotid Szekvenciahossz: 884 Szál: kettősSEQ ID NO: 5 Sequence type: nucleotide Sequence length: 884 Strand: double

Topológia: lineáris Molekulatípus: cDNSTopology: linear Molecular type: cDNA

EredetOrigin

Organizmus: Nicotiana tabacum Klón: pMOG404Organism: Nicotiana tabacum Clone: pMOG404

Tulajdonságok: 20 C-terminális aminosav nélküli, os motinszerű fehérjét kódolóCharacteristics: Encodes an os motin-like protein without 20 C-terminal amino acids

GGATCCAATT CGGCACGGATCCAATT CGGCAC

ATG ATG GGC GGC AAC AAC TTG TTG AGA AGA TCT TCT TCT TCT TTT TTT GTT GTT TTC TTC TTC TTC CTC CTC CTT CTT GCC GCC 58 58 Me t Me t Gly Gly Asn Asn Leu Leu Arg Arg Ser Ser Ser Ser Phe Phe Val With Phe Phe Phe Phe Leu Leu Leu Leu Al a Al a TTG TTG GTG GTG ACT ACT TAT TAT ACT ACT TAT TAT GCT GCT GCC GCC ACT ACT ATC ATC GAG GAG GTC GTC CGA CGA AAC AAC 100 100 Leu Leu Val With Thr Thr Tyr Tyr Thr Thr Tyr Tyr Al a Al a Al a Al a Thr Thr Ile Ile Glu Glu Val With Arg Arg Asn Asn AAC AAC TGT TGT CCG CCG TAC TAC ACC ACC GTT GTT TGG TGG GCG GCG GCG GCG TCG TCG ACA ACA CCC CCC ATA OVER THE GGC GGC 142 142 Asn Asn Cys Cys Pro Pro Tyr Tyr Thr Thr Val With Trp Trp Al a Al a Al a Al a Ser Ser Thr Thr Pro Pro Ile Ile Gly Gly GGT GGT GGC GGC CGG CGG CGT CGT CTC CTC GAT DAM CGA CGA GGC GGC CAA CAA ACT ACT TGG TGG GTG GTG ATC ATC AAT AAT 184 184 Gly Gly Gly Gly Arg Arg Arg Arg Leu Leu Asp asp Arg Arg Gly Gly Gin Gin Thr Thr Trp Trp Val With Ile Ile Asn Asn GCG GCG CCA CCA CGA CGA GGT GGT ACT ACT AAA AAA ATG ATG GCA GCA CGT CGT GTA GTA TGG TGG GGC GGC CGT CGT ACT ACT 226 226 Al a Al a Pro Pro Arg Arg Gl y Gl y Thr Thr Lys Lys Me t Me t Al a Al a Arg Arg Val With Trp Trp Gly Gly Arg Arg Thr Thr AAT AAT TGT TGT AAC AAC TTC TTC AAT AAT GCT GCT GCT GCT GGT GGT AGG AGG GGT GGT ACG ACG TGC TGC CAA CAA ACC ACC 268 268 Asn Asn Cys Cys Asn Asn Phe Phe Asn Asn Al a Al a Al a Al a Gly Gly Arg Arg Gly Gly Thr Thr Cys Cys Gin Gin Thr Thr GGT GGT GAC GAC TGT TGT GGT GGT GGA GGA GTC GTC CTA CTA CAG CAG TGC TGC ACC ACC GGG GGG TGG TGG GGT GGT AAA AAA 310 310 Gly Gly Asp asp Cys Cys Gly Gly Gly Gly Val With Leu Leu Gin Gin Cy s Cy s Thr Thr Gly Gly Trp Trp Gly Gly Lys Lys CCA CCA CCA CCA AAC AAC ACC ACC TTG TTG GCT GCT GAA GAA TAC TAC GCT GCT TTG TTG GAC GAC CAA CAA TTC TTC AGT AGT 352 352 Pro Pro Pro Pro Asn Asn Thr Thr Leu Leu Al a Al a Glu Glu Tyr Tyr Al a Al a Leu Leu Asp asp Gin Gin Phe Phe Ser Ser GGT GGT TTA TTA GAT DAM TTC TTC TGG TGG GAC GAC ATT ATT TCT TCT TTA TTA GTT GTT GAT DAM GGA GGA TTC TTC AAC AAC 394 394 Gly Gly Leu Leu As p As p Phe Phe Trp Trp Asp asp Ile Ile Ser Ser Leu Leu Va 1 Va 1 Asp asp Gly Gly Phe Phe Asn Asn ATT ATT CCG CCG ATG ATG ACT ACT TTC TTC GCC GCC CCG CCG ACT ACT AAC AAC CCT CCT AGT AGT GGA GGA GGG GGG AAA AAA 436 436 Ile Ile Pro Pro Me t Me t Thr Thr Phe Phe Alá below Pro Pro Thr Thr Asn Asn Pro Pro Ser Ser Gly Gly Gly Gly Lys Lys TGC TGC CAT CAT GCA GCA ATT ATT CAT CAT TGT TGT ACG ACG GCT GCT AAT AAT ATA OVER THE AAC AAC GGC GGC GAA GAA TGT TGT 478 478 Cy s Cy s Hi s Hi s Al a Al a Ile Ile Hi s Hi s Cys Cys Thr Thr Al a Al a Asn Asn Ile Ile Asn Asn Gly Gly Glu Glu Cys Cys CCC CCC CGC CGC GAA GAA CTT CTT AGG AGG GTT GTT CCC CCC GGA GGA GGA GGA TGT TGT AAT AAT AAC AAC CCT CCT TGT TGT 520 520 Pro Pro Arg Arg Glu Glu Leu Leu Arg Arg Val With Pro Pro Gly Gly Gly Gly Cy s Cy s Asn Asn Asn Asn Pro Pro Cys Cys ACT ACT ACA ACA TTC TTC GGA GGA GGA GGA CAA CAA CAA CAA TAT TAT TGT TGT TGC TGC ACA ACA CAA CAA GGA GGA CCT CCT 562 562 Thr Thr Thr Thr Phe Phe Gly Gly Gly Gly Gin Gin Gin Gin Tyr Tyr Cys Cys Cy s Cy s Thr Thr Gin Gin Gly Gly Pro Pro TGT TGT GGT GGT CCT CCT ACA ACA TTT TTT TTC TTC TCA TCA AAA AAA TTT TTT TTC TTC AAA AAA CAA CAA AGA AGA TGC TGC 604 604 Cy s Cy s Gly Gly Pro Pro Thr Thr Phe Phe Phe Phe Ser Ser Lys Lys Phe Phe Phe Phe Lys Lys Gin Gin Arg Arg Cy s Cy s CCT CCT GAT DAM GCC GCC TAT TAT AGC AGC TAC TAC CAA CAA CAA CAA GAT DAM GAT DAM CCT CCT ACT ACT AGC AGC ACT ACT 646 646 Pro Pro Asp asp Al a Al a Tyr Tyr Ser Ser Tyr Tyr Pro Pro Gin Gin Asp asp As p As p Pro Pro Thr Thr Ser Ser Thr Thr TTT TTT ACT ACT TGC TGC CCT CCT GGT GGT GGT GGT AGT AGT ACA ACA AAT AAT TAT TAT AGG AGG GTT GTT ATC ATC TTT TTT 688 688 Phe Phe Thr Thr Cys Cys Pro Pro Gly Gly Gly Gly Ser Ser Thr Thr Asn Asn Tyr Tyr Arg Arg Val With Ile Ile Phe Phe

TGT CCT 694 Cys ProTGT CCT 694 Cys Pro

TAATGGTCAA GCTCACCCAA ATTTTCCCTT GGAAATGCCT GGAAGTGATG 744 AAGTGGCTAA GTAGAGTGGC TATTTCTGTA ATAAGATCAC CTTTTGGTCA 794 AATTATTCTA TCGACACGTT AGTGTAAGAC AATCTATTTG ACTCGTTTTT 844 ATAGTTACGT ACTTTGTTTG AAGTGATCAA GTCAGGATCC 884TAATGGTCAA GCTCACCCAA ATTTTCCCTT GGAAATGCCT GGAAGTGATG 744 AAGTGGCTAA GTAGAGTGGC TATTTCTGTA ATAAGATCAC CTTTTGGTCA 794 AATTATTCTA TCGACACGTT AGTGTAAGAC AATCTATTTG ACTCGTTGTGTGTGTGTGTGTT

HU 219 505 ΒHU 219 505 Β

Claims (32)

SZABADALMI IGÉNYPONTOKPATENT CLAIMS 1. Eljárás egy növényből származó intracelluláris fehéijének a növény vagy a növény egy sejtjének extracelluláris terébe való irányítására, ahol az említett intracelluláris fehérje tartalmaz egy C-terminális részt, amely a fehéije intracelluláris lokalizációját biztosítja, azzal jellemezve, hogy az intracelluláris fehéije C-terminális részét kódoló, nyitott leolvasási keret 3'-terminális végét úgy módosítjuk, hogy megelőzzük az intracelluláris fehérje C-terminális rész által biztosított intracelluláris lokalizációját.A method for directing an intracellular protein of a plant to an extracellular space of a plant or a cell of a plant, wherein said intracellular protein comprises a C-terminal portion which provides for intracellular localization of its protein, characterized in that the C-terminal portion of the intracellular protein is present. the 3'-terminal end of the coding open reading frame is modified to prevent intracellular localization by the C-terminal portion of the intracellular protein. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az intracelluláris fehéije egy patogénellenes vagy gombaellenes fehéije.The method of claim 1, wherein the intracellular protein is an anti-pathogenic or antifungal protein. 3. Eljárás egy növényből származó intracelluláris, patogénellenes fehérje patogénellenes hatásának fokozására, azzal jellemezve, hogy az intracelluláris fehérjét az extracelluláris térbe irányítjuk.3. A method for enhancing the anti-pathogenic effect of an intracellular anti-pathogenic protein from a plant, wherein the intracellular protein is targeted to the extracellular space. 4. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az említett irányítást az intracelluláris fehérjét kódoló, nyitott leolvasási keret 3’-terminális végének módosításával éljük el.The method of claim 3, wherein said alignment is accomplished by modifying the 3'-terminal end of an open reading frame encoding an intracellular protein. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az intracelluláris fehérje egy kitináz, p-l,3-glükanáz vagy egy osmotinszerű fehéije.5. A method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the intracellular protein is a chitinase, p-1,3-glucanase or an osmotin-like protein. 6. Eljárás egy target peptid extracelluláris átvitelének megakadályozására, azzal jellemezve, hogy expresszálunk egy kiméra peptidet, amelyet az említett target pepiidből és a Gln-Ala-His-Pro-Asn-Phe-ProLeu-Glu-Met-Pro-Gly-Ser-Asp-Glu-Val-Ala-Lys szekvenciával vagy annak egy részével rendelkező C-terminális peptidből állítunk elő.6. A method of preventing extracellular transfer of a target peptide, comprising expressing a chimeric peptide derived from said target peptide and Gln-Ala-His-Pro-Asn-Phe-ProLeu-Glu-Met-Pro-Gly-Ser- It is prepared from a C-terminal peptide having the Asp-Glu-Val-Ala-Lys sequence or part thereof. 7. A 6. igénypontban megadott kiméra peptidet kódoló vektor alkalmazása extracelluláris átvitel meggátlására szolgáló eljárásban.Use of a vector encoding a chimeric peptide according to claim 6 in a method for inhibiting extracellular transmission. 8. Eljárás egy fehérjének, amely természet szerint egy vakuólába irányító szekvenciával rendelkezik a Cterminális végén, amely természet szerint a fehéqét a vakuólába irányítja, egy növény extracelluláris terébe történő kivitelére, azzal jellemezve, hogy8. A method of delivering a protein having a sequence which is naturally directed to a vacuole at the Cterminal end which naturally directs the protein to a vacuole, into a extracellular space of a plant, a) izolálunk egy nyitott leolvasási keretet tartalmazó DNS-szekvenciát, amely az említett fehéqét a C-terminálisán lévő vakuoláris irányítószekvenciával együtt kódolja;a) isolating a DNA sequence comprising an open reading frame encoding said protein together with the vacuolar leader sequence at its C-terminus; b) eltávolítjuk a nyílt leolvasási keretből a vakuoláris irányítószekvenciát kódoló DNS-szekvenciát, létrehozva egy módosított DNS-szekvenciát, amely a fehérjét a C-terminális aminosavak nélkül kódolja;b) removing from the open reading frame the DNA sequence encoding the vacuolar leader sequence, creating a modified DNA sequence encoding the protein without the C-terminal amino acids; c) bevisszük a b) lépésben kapott, módosított DNSszekvenciát egy alkalmas növényi expressziós vektorba;c) introducing the modified DNA sequence obtained in step b) into a suitable plant expression vector; d) transzformáljuk a c) lépés termékét egy alkalmas növénybe; ésd) transforming the product of step c) into a suitable plant; and e) az így kapott növényt megfelelő körülmények között tenyésztjük, miközben a b) lépésben kapott, módosított DNS-szekvencia által kódolt fehéqe kifejeződik és szekretálódik.e) cultivating the resulting plant under appropriate conditions while the protein encoded by the modified DNA sequence obtained in step b) is expressed and secreted. 9. A 8. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fehéqe egy patogenezishez kapcsolt fehéqe az alábbiak közül: kitináz, glükanáz, PR-1 vagy osmotin.The method of claim 8, wherein the protein is a protein linked to pathogenesis: chitinase, glucanase, PR-1 or osmotin. 10. A 8. vagy 9. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a b) lépésben az osmotin fehérje C-terminális 15-20 aminosavát kódoló DNS-szekvenciát távolítjuk el a nyílt leolvasási keretből.The method of claim 8 or 9, wherein in step b) the DNA sequence encoding the 15-20 amino acids of the C-terminal osmotinic protein is removed from the open reading frame. 11. A 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a b) lépésben az osmotin fehéqe C-terminális 20 aminosavát kódoló DNS-szekvenciát távolítjuk el a nyílt leolvasási keretből.11. The method of claim 10, wherein, in step b), the DNA sequence encoding the C-terminal 20 amino acids of the osmotin protein is removed from the open reading frame. 12. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a 20 C-terminális aminosavat kódoló DNS-szekvenciát a nyílt leolvasási keretből az említett fehéqét kódoló, módosított DNS-szekvencia 3’-terminális végére egy transzlációs stopkodon beépítésével távolítjuk el.The method of claim 11, wherein the DNA sequence encoding the 20 C-terminal amino acid is removed from the open reading frame by inserting a translation stop codon at the 3'-terminus of said modified DNA sequence encoding said protein. 13. A 12. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a c) lépés terméke a pMOG405.13. The method of claim 12, wherein the product of step c) is pMOG405. 14. A 9-13. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az említett osmotin természet szerint a dohányban fordul elő.14. A 9-13. A process according to any one of claims 1 to 3, characterized in that said osmotin is naturally occurring in tobacco. 15. A 8-14. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az említett növény a burgonya- vagy a dohánynövény.15. A 8-14. A process according to any one of claims 1 to 3, characterized in that said plant is a potato or tobacco plant. 16. Eljárás transzformált növényi anyag előállítására, amely tartalmaz egy génterméket, amely természet szerint egy vakuoláris irányítószekvenciával rendelkezik a C-terminálisán, és a géntermék extracelluláris térbe történő szekretálására, azzal jellemezve, hogy16. A method for producing transformed plant material comprising a gene product having a vacuolar directing sequence at its C-terminus and secreting the gene product into an extracellular space, characterized in that: a) izolálunk egy DNS-szekvenciát a géntermékfehérjéhez, amely a C-terminálisán egy vakuoláris irányítószekvenciával rendelkezik, és természet szerint a fehérjét a növényi vakuólába irányítja;a) isolating a DNA sequence for the gene product protein which has a vacuolar directing sequence at its C-terminus and naturally directs the protein into the plant vacuole; b) eltávolítjuk az említett DNS-szekvenciából a vakuoláris irányítószekvenciát kódoló szekvenciát, létrehozva ezáltal egy módosított DNS-szekvenciát, amely a fehéqét a C-terminális aminosavak nélkül kódolja;b) removing the coding sequence for the vacuolar leader from said DNA sequence, thereby generating a modified DNA sequence encoding the protein without the C-terminal amino acids; c) be visszük a b) lépésben kapott, módosított DNSszekvenciát egy alkalmas növényi expressziós vektorba;c) introducing the modified DNA sequence obtained in step b) into a suitable plant expression vector; d) transzformáljuk a c) lépés termékét egy alkalmas növénybe; ésd) transforming the product of step c) into a suitable plant; and e) tenyésztjük a d) lépésben kapott növényt megfelelő körülmények között, miközben a b) lépésben kapott, módosított DNS-szekvencia által kódolt fehéqe kifejeződik és az extracelluláris térbe szekretálódik; ése) cultivating the plant obtained in step d) under appropriate conditions while the protein encoded by the modified DNA sequence obtained in step b) is expressed and secreted into the extracellular space; and f) szkríneljük az így kapott növényi anyagot, és izoláljuk a pozitív transzformánsokat.f) screening the resulting plant material and isolating the positive transformants. 17. A 16. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fehéqe egy patogenezishez kapcsolt fehéqe az alábbiak közül: kitináz, glükanáz, PR-1 vagy osmotin.17. The method of claim 16, wherein the protein is a protein linked to pathogenesis: chitinase, glucanase, PR-1 or osmotin. 18. A 16. vagy 17. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a b) lépésben az osmotin fehéqe Cterminális 15-20 aminosavát kódoló DNS-szekvenciát távolítjuk el a nyílt leolvasási keretből.18. The method of claim 16 or 17, wherein, in step b), the DNA sequence encoding the C-terminal 15-20 amino acids of the osmotin protein is removed from the open reading frame. 19. A 18. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a b) lépésben az osmotin fehéqe C-terminális 20 aminosavát kódoló DNS-szekvenciát távolítjuk el a nyílt leolvasási keretből.19. The method of claim 18, wherein, in step b), the DNA sequence encoding the C-terminal 20 amino acids of the osmotin protein is removed from the open reading frame. 20. A 19. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a 20 aminosavat kódoló DNS-szekvenciát a nyílt leolvasási keretből az említett fehéijét kódoló, mó1720. The method of claim 19, wherein said DNA sequence encoding said amino acid sequence from said open reading frame is encoded by said protein. HU 219 505 Β dosított DNS-szekvencia 3’-terminális végére egy transzlációs stopkodon beépítésével távolítjuk el.HU 219 505 Β is removed by inserting a translation stop codon at the 3'-terminus of the amplified DNA sequence. 21. A 20. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a c) lépés terméke a pMOG405.21. The method of claim 20, wherein the product of step c) is pMOG405. 22. A 17-21. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az említett osmotin természet szerint a dohányban fordul elő.22. A 17-21. A process according to any one of claims 1 to 3, characterized in that said osmotin is naturally occurring in tobacco. 23. A 16-22. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az említett növény dohányvagy burgonyanövény.23. A process according to any one of claims 1 to 3, characterized in that said plant is a tobacco or potato plant. 24. Egy rekombináns polinukleotid alkalmazása a24. Use of a recombinant polynucleotide a 8-23. igénypontok bármelyike szerinti eljárásában, amely tartalmaz:8-23. A process according to any one of claims 1 to 3, comprising: (i) egy növényekben működőképes promotert;(i) a plant-operable promoter; (ii) egy nyílt leolvasási keretet, amely egy intracelluláris, patogenezishez kapcsolt fehéijét kódol az említett promoter szabályozása alatt, ahol a nyílt leolvasási keretet módosítottuk, hogy az intracelluláris patogenezishez kapcsolt fehérjét egy apoplasztba irányítsa, létrehozva egy transzlációs stopkodont a nyílt leolvasási keret 3’-végén, ami az intracelluláris patogenezissel kapcsolt fehéije intracelluláris irányításához szükséges C-terminális aminosavainak delécióját eredményezi; és (iii) egy terminátort, amely működőképesen kapcsolódik az említett nyílt leolvasási kerethez.(ii) an open reading frame encoding an intracellular pathogenesis-linked protein under the control of said promoter, wherein the open reading frame is modified to direct the intracellular pathogenesis-linked protein into an apoplast, creating a translational stop codon 3 for the open reading frame. which results in the deletion of the C-terminal amino acids of the protein involved in intracellular pathogenesis; and (iii) a terminator operably connected to said open reading frame. 25. A 24. igénypont szerinti alkalmazás, azzal jellemezve, hogy a patogenezishez kapcsolt fehérje egy hidrolitikus enzim az alábbiak közül: kitináz, glükanáz, PR-1 vagy osmotin.Use according to claim 24, characterized in that the protein linked to pathogenesis is a hydrolytic enzyme selected from chitinase, glucanase, PR-1 or osmotin. 26. A 24. vagy 25. igénypont szerinti alkalmazás, azzal jellemezve, hogy a módosítást megelőzően a fehérje, amely osmotin, természet szerint a vakuólába irányitódik.Use according to claim 24 or 25, characterized in that, prior to modification, the protein, which is an osmotin, is naturally directed to the vacuole. 27. A 25. vagy 26. igénypont szerinti alkalmazás, azzal jellemezve, hogy az osmotin természetesen a dohányban fordul elő.Use according to claim 25 or 26, characterized in that osmotin naturally occurs in tobacco. 28. A 24. igénypont szerinti alkalmazás, azzal jellemezve, hogy a rekombináns polinukleotid tartalmaz:Use according to claim 24, characterized in that the recombinant polynucleotide comprises: (i) egy növényekben működőképes promotert, amely működőképesen kapcsolódik (ii) egy kitináz, glükanáz, osmotin vagy egy PR-1 intracelluláris fehéijét kódoló, nyílt leolvasási kerethez, amelyet módosítottunk egy transzlációs stopkodon létrehozásával a nyílt leolvasási keret 3’-végén, ami az intracelluláris fehéije intracelluláris irányításához szükséges C-terminális aminosavainak delécióját eredményezi, és az intracelluláris fehérjét az extracelluláris térbe irányítja; és (iii) egy transzkripciós, terminációs szabályozórégiót, amely működőképesen kapcsolódik a nyílt leolvasási kerethez.(i) a plant-operable promoter operably linked to (ii) an open reading frame encoding an intracellular protein of chitinase, glucanase, osmotin or PR-1, modified by the production of a translation stop codon at the 3 'end of the open reading frame. deleting the C-terminal amino acids required for intracellular targeting of its intracellular protein and directing the intracellular protein to the extracellular space; and (iii) a transcriptional termination region operably linked to the open reading frame. 29. A 28. igénypont szerinti alkalmazás, azzal jellemezve, hogy az osmotin természet szerint egy növényi sejt vakuólájába irányitódik.Use according to claim 28, characterized in that osmotin is naturally directed to the vacuole of a plant cell. 30. A 28. igénypont szerinti alkalmazás, azzal jellemezve, hogy az osmotin természet szerint a dohányban fordul elő.30. The use of claim 28, wherein the osmotin is naturally occurring in tobacco. 31. Egy 24-30. igénypontok bármelyike szerinti rekombináns polinukleotidot tartalmazó plazmid alkalmazása a 8-23. igénypontok bármelyike szerinti eljárásban.31. A 24-30. Use of a plasmid containing the recombinant polynucleotide according to any one of claims 8 to 23. A process according to any one of claims 1 to 6. 32. A 31. igénypont szerinti alkalmazás, azzal jellemezve, hogy a plazmid pMOG405.32. The use of claim 31, wherein the plasmid is pMOG405.
HU9904556A 1990-06-07 1991-05-31 Method for targeting plant derived intracellular proteins to the extracellular space and enhancing antipathogenic effect of such proteins HU219505B (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9001293 1990-06-07
HU9200373A HU217789B (en) 1990-06-07 1991-05-31 Process for isolating antipathogene proteins from plants, for producing them with recombinant technics, and compositions and transgenic plants containing this proteins

Publications (2)

Publication Number Publication Date
HU9904556D0 HU9904556D0 (en) 2000-02-28
HU219505B true HU219505B (en) 2001-04-28

Family

ID=29252500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU9904556A HU219505B (en) 1990-06-07 1991-05-31 Method for targeting plant derived intracellular proteins to the extracellular space and enhancing antipathogenic effect of such proteins

Country Status (1)

Country Link
HU (1) HU219505B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
HU9904556D0 (en) 2000-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU655186B2 (en) New antifungal preparations, process for making such preparations, process for obtaining plants with decreased susceptibility to fungi
US5859332A (en) Fungus-responsive chimaeric gene
EP0603216B1 (en) Biocidal proteins
Pinto et al. Lupinus albus L. pathogenesis-related proteins that show similarity to PR-10 proteins
US20010020300A1 (en) Transgenic pathogen-resistant organism
US20010014732A1 (en) Biocidal proteins
US5597801A (en) Biocidal proteins
JPH10500312A (en) Chimeric gene containing a fungal responsive component
KR101957550B1 (en) Antifungal plant proteins, peptides, and methods of use
AU718274B2 (en) Antifungal proteins, DNA coding therefore, and hosts incorporating same
JPH06510535A (en) biocidal protein
AU5111793A (en) Antifungal chitin binding proteins and dna coding therefor
Jung Enhanced resistance to bacterial pathogen in transgenic tomato plants expressing cathelicidin antimicrobial peptide
CA2180353A1 (en) Antimicrobial proteins from aralia and impatiens
AU772203B2 (en) Inducible promoters
JPH08505048A (en) Biocidal chitin-binding protein
CA2110403A1 (en) Biocidal proteins
WO1994008010A1 (en) Method of controlling plant pathogenic fungi
CZ289646B6 (en) Antimicrobial proteins, recombinant DNAs encoding thereof, antimicrobial preparation containing thereof and method of fighting fungi or bacteria
US20030192075A1 (en) Elicitor from cladosporium
HU219505B (en) Method for targeting plant derived intracellular proteins to the extracellular space and enhancing antipathogenic effect of such proteins
US8653332B2 (en) Extracellular plant ferredoxin-like protein and uses thereof
KR20040003855A (en) Gene sequences of lipidtransferprotein CALTPⅠ ·CALTPⅡ ·CALTPⅢ from Capsicum annuum L. cv. Hanbyul and usage as marker thereof
CA2189361A1 (en) Chimeric genes comprising a fungus-responsive element

Legal Events

Date Code Title Description
HPC4 Succession in title of patentee

Owner name: SYNGENTA MOGEN B. V., NL

HMM4 Cancellation of final prot. due to non-payment of fee