HU227099B1 - Amelioration of stress tolerance of plants - Google Patents

Amelioration of stress tolerance of plants Download PDF

Info

Publication number
HU227099B1
HU227099B1 HU0500811A HUP0500811A HU227099B1 HU 227099 B1 HU227099 B1 HU 227099B1 HU 0500811 A HU0500811 A HU 0500811A HU P0500811 A HUP0500811 A HU P0500811A HU 227099 B1 HU227099 B1 HU 227099B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
plant
nucleic acid
gene
sasi
protein
Prior art date
Application number
HU0500811A
Other languages
Hungarian (hu)
Inventor
Laszlo Dr Szabados
Csaba Dr Koncz
Laura Zsigmond
Original Assignee
Mta Szegedi Biolog Koezpont
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 Mta Szegedi Biolog Koezpont filed Critical Mta Szegedi Biolog Koezpont
Priority to HU0500811A priority Critical patent/HU227099B1/en
Publication of HU0500811D0 publication Critical patent/HU0500811D0/en
Priority to PCT/IB2006/053009 priority patent/WO2007026310A2/en
Publication of HUP0500811A2 publication Critical patent/HUP0500811A2/en
Publication of HU227099B1 publication Critical patent/HU227099B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8261Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
    • C12N15/8271Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance
    • C12N15/8273Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance for drought, cold, salt resistance
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/415Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from plants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8261Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8261Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
    • C12N15/8262Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield involving plant development
    • C12N15/8267Seed dormancy, germination or sprouting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8261Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
    • C12N15/8291Hormone-influenced development
    • C12N15/8293Abscisic acid [ABA]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/146Genetically Modified [GMO] plants, e.g. transgenic plants

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Endocrinology (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)

Abstract

The present invention provides an isolated nucleic acid molecule comprising a sequence encoding a protein that, upon expression in a plant, confers tolerance to osmotic stress. Also provided transformation vectors, transgenic plants and plant propagation materials comprising the said sequence, and a method for producing a transgenic plant that is tolerant to osmotic stress conditions and/or has improved germination. The use of a nucleic acid molecule according to the invention is also provided.

Description

A találmány tárgya izolált nukleinsavmolekula, amely olyan fehérjét kódoló szekvenciát tartalmaz, amely a növényben expresszálódva ozmotikus stresszel szembeni toleranciát okoz. A találmány tárgyát képezik továbbá transzformációs vektorok, transzgenikus növények, a szekvenciát tartalmazó növényi szaporítóanyagok, és eljárás olyan transzgenikus növény előállítására, amely ozmotikus stresszel szemben toleráns és/vagy javított a csírázása. A találmány tárgyát képezi továbbá a találmány szerinti nukleinsavmolekula alkalmazása is.The present invention relates to an isolated nucleic acid molecule comprising a protein coding sequence which, when expressed in a plant, produces tolerance to osmotic stress. The invention also relates to transformation vectors, transgenic plants, plant propagation material containing the sequence, and to a method of producing a transgenic plant which is tolerant to osmotic stress and / or has improved germination. The invention also relates to the use of a nucleic acid molecule according to the invention.

A környezeti stressz abszcizinsavtól (ABA) függő, illetve ABA független jelátviteli utakon át aktiválja a növényi gének expresszióját. Az ABA hormonnak fontos szerepe van a mag nyugalmi állapota, az ozmotikus stresszválasz, és a vízvesztés szabályozásában. Az ABA befolyásolja a magvak kiszáradását, érését, a só-, hideg- és szárazságtűrést (Leung and Giraudat, 1998, Finkelstein et al., 2002). Az utóbbi évtizedben számos olyan mutánst és gént írtak le, amelyek az ABA jelátvitelt befolyásolják a modellnek számító Arabidopsisban, illetve más növényekben (Finkelstein and Rock, 2002). A jellemzett gének közé tartoznak a 2C típusú proteinfoszfatázok (ABI1 és ABI2: Leung et al., 1994, 1997, Meyer et al., 1994), transzkripciós faktorok (ABI3: Giraudat et al., 1992, ABI4: Finkelstein et al., 1998, ABI5: Finkelstein and Lynch, 2000), GTP-kötő fehérjék (GPA1: Wang et al., 2001), a FIERY inozitol polifoszfát-foszfatáz (Xiong et al., 2001a) és ABA-tól függő protein-kinázok (például AAPK: Li et al., 2000).Environmental stress activates the expression of plant genes through abscisic acid (ABA) -dependent and ABA-independent signaling pathways. The hormone ABA plays an important role in regulating the resting state of the nucleus, the osmotic stress response, and water loss. ABA affects seed drying, maturation, salt, cold and drought tolerance (Leung and Giraudat, 1998, Finkelstein et al., 2002). Several mutants and genes that influence ABA signaling in model Arabidopsis and other plants have been described in the last decade (Finkelstein and Rock, 2002). Characterized genes include type 2C protein phosphatases (ABI1 and ABI2: Leung et al., 1994, 1997, Meyer et al., 1994), transcription factors (ABI3: Giraudat et al., 1992, ABI4: Finkelstein et al., 1998, ABI5: Finkelstein and Lynch, 2000), GTP-binding proteins (GPA1: Wang et al., 2001), FIERY inositol polyphosphate phosphatase (Xiong et al., 2001a) and ABA-dependent protein kinases (e.g. AAPK: Li et al., 2000).

Az utóbbi években több RNS-kötő fehérjéről bizonyították, hogy szerepük van az ABA által közvetített stresszválaszban vagy a magok csírázásában. A CAP kötő ABH1 fehérje negatív módon szabályozza a sztómasejtek ABA válaszát (Hugouvieux et al., 2001, 2002). A SAD1 a Sm fehérjékhez hasonló, ami a messenger RNS érésében vesz részt (Xiong et al., 2001b). A HYL1 fehérje dsRNS-kötő tulajdonsággal rendelkezik, és mikro RNS-ek közvetítésével szabályozza az ABA, citokinin és auxin által indukált génexpressziót (Lu and Fedoroff, 2000, Han et al., 2004).In recent years, several RNA-binding proteins have been shown to play a role in ABA-mediated stress response or seed germination. CAP binding ABH1 protein negatively regulates the ABA response of stoma cells (Hugouvieux et al., 2001, 2002). SAD1 is similar to Sm proteins involved in messenger RNA maturation (Xiong et al., 2001b). The HYL1 protein has a dsRNA-binding property and regulates ABA, cytokinin and auxin-induced gene expression via micro RNAs (Lu and Fedoroff, 2000, Han et al., 2004).

Számos szabadalom tár fel környezeti stresszel szembeni rezisztenciát szabályozó növényi géneket. Ezek között találhatók az ABH1 (WO0196585 számú nemzetközi közzétételi irat), ABI4 (WO9955840, W00149850 számú nemzetközi közzétételi irat), ABI5 (W002077163 számú nemzetközi közzétételi irat), az ABF gének (6194559, 6245905, 6218527, 6232461 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi irat), az ozmotikus stressz és ABA által indukált endokitináz géncsalád (EC 3.2.1.14) (5656474 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi irat), valamint a farnezil-transzferáz gén (W09906580 számú nemzetközi közzétételi irat).Several patents disclose plant genes controlling resistance to environmental stress. These include ABH1 (WO0196585), ABI4 (WO9955840, WO00149850), ABI5 (WO02077163), ABF genes (US Patent Nos. 6194559, 6245905, 6218527, 6232461). ), the osmotic stress and ABA-induced endokitinase gene family (EC 3.2.1.14) (U.S. Patent 5,656,474), and the farnesyl transferase gene (WO9906580).

Az RNS-kötő fehérjéknek egy sajátságos csoportját alkotják a pentatrikopeptid doménekből (PPR) álló fehérjék, amiket egy 35 aminosavas ismétlődő szekvencia jellemez (Small and Peeters, 2000). A PPR-szakaszokat RNS-kötő doménként tartják számon, amelyeknek az RNS-stabilizálásban, illetve az RNS-érésben, a splicingban van szerepe (Bárkán et al., 1994, Manthey et al., 1995, Small and Peeters, 2000). Az Arabidopsis genomjában körülbelül 450 ilyen PPR doménfehérjét kikódoló gént azonosítottak. Ennek ellenére a gének, illetve fehérjék funkciójáról még nagyon kevés információ áll a rendelkezésünkre. Az utóbbi pár évben jelent meg néhány közlemény, ami néhány PPR gén, illetve fehérje tulajdonságait, funkcióját írja le. A különböző PPR géneknek szerepe lehet a citoplazmatikus hímsterilitásban (Desloire et al., 2003, Nakamura, et al., 2003, W002088179), a cirkadiánóra szabályozásában (Oguchi et al., 2004) a plasztiszban kódolt gének transzkripciójában és transzlációjában (Bárkán et al., 1994, Meierhoff et al., 2003, Williams and Bárkán, 2003). Több PPR gén inszerciós mutánsának jellemzésekor embrióletalitást, csökkent növekedést, és alacsony termőképességet figyeltek meg, ami arra utal, hogy ezek a gének fontos fejlődési folyamatokban vesznek részt (Lurin et al., 2004). A PPR proteineket mitokondriumban és kloroplasztiszban lokalizálták, szerepük tehát az organellumokban található RNS-metabolizmus szabályozása lehet (Meierhof et al., 2003, Nakamura et al., 2003, Williams and Bárkán, 2003, Lurin et al., 2004).A specific group of RNA-binding proteins are those composed of pentatricopeptide domains (PPRs) characterized by a 35 amino acid repeat sequence (Small and Peeters, 2000). PPR sequences are recognized as RNA-binding domains that play a role in RNA stabilization and splicing of RNA (Bárkán et al., 1994, Manthey et al., 1995, Small and Peeters, 2000). Around 450 such genes encoding PPR domain proteins have been identified in the Arabidopsis genome. However, very little information is available on the function of genes or proteins. In the last few years some publications have been published describing the properties and functions of some PPR genes and proteins. Different PPR genes may play a role in cytoplasmic male sterility (Desloire et al., 2003, Nakamura, et al., 2003, WO002088179), in the regulation of circadian clock (Oguchi et al., 2004) in the transcription and translation of genes encoded in plastis (Bárkán et al. ., 1994, Meierhoff et al., 2003, Williams and Bárkan, 2003). Embryo lethality, reduced growth, and low fertility have been observed in the insertion mutant of several PPR genes, suggesting that these genes are involved in important developmental processes (Lurin et al., 2004). PPR proteins are localized in mitochondria and chloroplasts and may play a role in the regulation of RNA metabolism in organelles (Meierhof et al., 2003, Nakamura et al., 2003, Williams and Bárkán, 2003, Lurin et al., 2004).

A leírás és az igénypontok vonatkozásában a műszaki fogalmakat az alábbi definícióknak megfelelően alkalmazzuk. A találmány értelmezése vonatkozásában nyilvánvaló, hogy az alább definiált kifejezéseket a definíciók szerinti értelemben alkalmazzuk, még akkor is, ha ezek a definíciók nincsenek teljesen összhangban az adott műszaki fogalom szokásos értelmezésével.For the purposes of the specification and claims, the technical terms are used in accordance with the following definitions. For the purposes of the present invention, it is obvious that the terms defined below are used in the sense of the definitions, even if these definitions are not fully consistent with the usual interpretation of the technical term.

„Gén” kifejezés alatt olyan nukleinsavfragmenst értünk, ami mRNS-t, funkcionális RNS-t vagy specifikus fehérjét expresszál, beleértve a szabályozószekvenciákat is. A „natív gén” kifejezés alatt a természetben megtalálható gént értjük. „Transzgén” alatt olyan gént értünk, amelyet transzformációval juttatunk be a genomba és ott stabilan fennmarad. Transzgének lehetnek például az adott transzformálandó növény génjeivel akár heterológ, akár homológ gének. Ezenfelül transzgének tartalmazhatnak natív géneket nem natív szervezetbe juttatva. Az „endogén gén” kifejezés alatt natív gént értünk természetes helyén a szervezet genomjában.By "gene" is meant a nucleic acid fragment that expresses mRNA, functional RNA, or a specific protein, including regulatory sequences. By "native gene" is meant a gene found in nature. By "transgene" is meant a gene that is introduced into the genome by transformation and stably stays there. For example, transgenes may be either heterologous or homologous to the genes of the particular plant to be transformed. In addition, transgenes may contain native genes for delivery to a non-native organism. By "endogenous gene" is meant a native gene in its natural place in the genome of the body.

„Kódolószekvencia”, „struktúrgén” vagy „strukturális régió” alatt DNS- vagy RNS-szekvenciát értünk, ami specifikus aminosavszekvenciát kódol, és nem tartalmaz nem kódoló szekvenciákat. A „nyílt leolvasási fázis” és „ORF” kifejezések alatt kódoló szekvencia transzlációs kezdő- és zárókodonok között kódolt aminosavszekvenciát értjük. A „kezdőkodon” és „zárókodon” kifejezések alatt a kódolószekvencia három egymás melletti nukleinsavból álló egységét („kodon”) értjük, amelyek meghatározzák a fehérjeszintézis (mRNS-transzláció) kezdetét és láncvégződését.By "coding sequence", "structural gene" or "structural region" is meant a DNA or RNA sequence that encodes a specific amino acid sequence and does not contain non-coding sequences. By "open reading phase" and "ORF" is meant the coding sequence between the translation start and end codons. The terms "start codon" and "end codon" are understood to mean three contiguous nucleic acid units ("codons") that determine the initiation and termination of protein synthesis (mRNA translation).

„Szabályozószekvenciák” és „megfelelő szabályozószekvenciák mindegyike alatt a kódolószekvenciától a leolvasással ellentétes irányban (5’ nem kódoló szekvencia), azon belül, vagy attól leolvasással megegyező"Regulatory sequences" and "corresponding regulatory sequences are all within, within, or equal to the reading from the coding sequence upstream of (5 'non-coding sequence)

HU 227 099 Β1 irányban (3’ nem kódoló szekvencia) található nukleotidszekvenciákat értünk, és amelyek befolyásolják a kapcsolódó kódolószekvencia transzkripcióját, RNSérését és -stabilitását, vagy transzlációját. Szabályozószekvenciák közé tartoznak enhancerek, promoterek, transzlációs vezetöszekvenciák, intronok, és poliadenilációs szignálszekvenciák. Lehetnek természetes és szintetikus szekvenciák, valamint olyan szekvenciák, amelyek szintetikus és természetes szekvenciák kombinációi. Mint ahogy fent megjegyeztük, a „megfelelő szabályozószekvenciák” kifejezés nem korlátozódik kizárólag promoterekre, a találmány szerint alkalmas, megfelelő szabályozószekvenciák nem korlátozó példái közé tartoznak konstitutív növényi promotereket, növényi szövetspecifikus promoterek, növényi fejlődési szakasz specifikus promoterek, indukálható növényi promoterek és víruspromoterek.Nucleotide sequences in the direction of Β1 (3 'non-coding sequence) which affect the transcription, RNA maturation and stability, or translation of the associated coding sequence are meant. Regulatory sequences include enhancers, promoters, translational leader sequences, introns, and polyadenylation signal sequences. There may be natural and synthetic sequences as well as sequences that are a combination of synthetic and natural sequences. As noted above, the term "appropriate regulatory sequences" is not limited to promoters alone, but non-limiting examples of suitable regulatory sequences suitable for use in the invention include constitutive plant promoters, plant tissue-specific promoters, plant-stage specific promoters, inducible plant promoters and viral promoters.

A „3’-régió” alatt a kódolószekvenciától a leolvasás irányában elhelyezkedő 3’ nem kódoló szabályozószekvenciákat értjük. Ezen DNS befolyásolhatja a kapcsolódó kódolószekvencia (például rekombináz, transzgén stb.) transzkripcióját, RNS-érését és -stabilitását, vagy transzlációját.By "3'region" is meant the 3'non-coding control sequences downstream of the coding sequence. This DNA may influence the transcription, RNA maturation and stability, or translation of the associated coding sequence (e.g., recombinase, transgene, etc.).

„Promoter” alatt olyan, általában a kódolószekvenciától a leolvasással ellentétes irányban (5’) lévő nukleotidszekvenciát értünk, amely a kódolószekvencia expresszióját szabályozza az RNS-polimeráz és a helyes transzkripcióhoz szükséges egyéb faktorok felismerésének biztosítása révén. „Promoter” lehet egy minimális promoter, amely egy rövid DNS-szekvencia, ami TATA-boxot és egyéb, a transzkripció kezdőhelyének meghatározását szolgáló szekvenciákat tartalmaz, amelyekhez az expresszié szabályozására való szabályozóelemek kapcsolódnak. „Promoter” alatt értünk olyan nukleotidszekvenciát is, amely egy minimális promotert tartalmaz szabályozóelemekkel, ami képes szabályozni a kódolószekvencia vagy funkcionális RNS expresszióját. Ez a fajta promoterszekvencia proximális és disztális, leolvasással ellentétes irányban lévő elemekből áll, ez utóbbi elemeket gyakran enhancernek nevezzük. Ennek megfelelően az „enhancer” olyan DNS-szekvencia, amely serkentheti a promoter aktivitását, és a promoter természetes része lehet, vagy lehet egy heterológ elem, amelyet a promoter szintjének vagy szövetspecifitásának fokozására illesztettünk be. Az enhancer működőképes mindkét irányítottságban (normális vagy fordított), és működik akkor is, ha a promotertől akár a leolvasással ellentétes, akár a leolvasással megegyező irányban helyezkedik el. Mind az enhancerek, mind az egyéb promoterelemek szekvenciaspecifikus DNS-kötő fehérjéket kötnek, amelyek a hatásukat közvetítik. Promoterek származhatnak teljes egészükben natív génből, vagy különböző, természetben megtalálható promoterekből származó különböző elemekből állhatnak, vagy még akár szintetikus DNS-szakaszokat is tartalmazhatnak. Egy promoter tartalmazhat fehérjefaktorok kötődésében szerepet játszó DNS-szekvenciákat is, amelyek fiziológiás vagy fejlődési körülmények függvényében szabályozzák a transzkripció megkezdésének hatékonyságát.By "promoter" is meant a nucleotide sequence, generally upstream of the coding sequence (5 '), that regulates expression of the coding sequence by providing recognition of RNA polymerase and other factors necessary for correct transcription. A "promoter" may be a minimal promoter, which is a short DNA sequence containing a TATA box and other sequences for determining the origin of transcription to which regulatory elements for expression control are attached. By "promoter" is also meant a nucleotide sequence comprising a minimal promoter with regulatory elements capable of regulating the expression of the coding sequence or functional RNA. This type of promoter sequence consists of proximal and distal upstream elements, often referred to as enhancers. Accordingly, an "enhancer" is a DNA sequence that can stimulate promoter activity and may be a natural part of a promoter or may be a heterologous element inserted to enhance promoter levels or tissue specificity. The enhancer is operable in both orientations (normal or reverse) and works when positioned either upstream or downstream of the promoter. Both enhancers and other promoter elements bind sequence-specific DNA binding proteins that mediate their activity. Promoters may be entirely derived from a native gene, may consist of different elements from different naturally occurring promoters, or may even contain synthetic DNA sequences. A promoter may also contain DNA sequences involved in binding protein factors that regulate the efficiency of initiation of transcription, under physiological or developmental conditions.

Nukleinsavszekvencia „homológja” vagy „variánsa” alatt olyan szekvenciát értünk, amely legalább 50%ban, előnyösen legalább 70%-ban, előnyösebben legalább 80%-ban, még előnyösebben 90%-ban, és legelőnyösebben legalább 95%-ban azonos a kérdéses szekvenciával. Azt, hogy szekvenciák legalább 50%ban homológok egymással, az például az EMBL vagy SWISSPROT adatbank FastDB programjával határozható meg. Természetesen más, szakterületen ismert algoritmusok és azok számítógépi megvalósítási módjai is alkalmazhatók ezen homológia meghatározására.By "homologue" or "variant" of a nucleic acid sequence is meant a sequence which is at least 50%, preferably at least 70%, more preferably at least 80%, more preferably 90%, and most preferably at least 95% identical to the sequence. That at least 50% of the sequences are homologous to each other can be determined, for example, by the FastDB program of the EMBL or SWISSPROT database. Of course, other algorithms known in the art and their computer implementation may be used to determine this homology.

Aminosavszekvencia „homológját” vagy „variánsát” a nukleinsavszekvenciához hasonlóan definiáljuk. Tehát egy aminosavszekvencia homológja vagy variánsa alatt olyan szekvenciát értünk, amely legalább 70%ban, előnyösen legalább 80%-ban, előnyösebben legalább 90%-ban, még előnyösebben 95%-ban, és legelőnyösebben legalább 98%-ban azonos a kérdéses szekvenciával. Azt, hogy szekvenciák homológok egymással, a fent említett programok és algoritmusok alkalmazásával határozható meg.An "homologue" or "variant" of an amino acid sequence is defined similarly to a nucleic acid sequence. Thus, a homologue or variant of an amino acid sequence refers to a sequence which is at least 70%, preferably at least 80%, more preferably at least 90%, more preferably 95%, and most preferably at least 98% identical to the sequence of interest. That the sequences are homologous to each other can be determined using the above mentioned programs and algorithms.

„Izolált” a természetes állapottól „emberi kéz által” történt változtatást jelent. Ha valamely „izolált” készítmény vagy anyag a természetben előfordul, akkor azt eredeti környezetében megváltoztattuk, vagy onnan eltávolítottuk, esetleg mindkettő. Például, valamely polinukleotid vagy polipeptid természetes körülmények között jelen van egy élő állatban, akkor az nem „izolált”, azonban az említett, a természetes állapotban vele együtt létező anyagtól elválasztott polinukleotid vagy polipeptid a leírás szerinti értelemben „izolált”."Isolated" means a change from the natural state "by a human hand." If any "isolated" preparation or substance occurs in nature, it has been altered or removed from its original environment, or both. For example, a polynucleotide or polypeptide that is naturally present in a living animal is not "isolated," but said polynucleotide or polypeptide, which is separated from its co-existing material, is "isolated" as used herein.

Egy nukleinsavmolekulát „hibridizálhatónak” tekintünk egy másik nukleinsavmolekulával, ha az képes specifikusan kötődni a másik molekulához (azaz a kötődés hatására olyan szignál keletkezik, amely megkülönböztethető a háttérzajtól, és bármely véletlen szekvenciájú nukleinsavmolekula nemspecifikus kötődése által okozott jeltől); előnyösen egy nukleinsavmolekulát hibridizálhatónak tekintünk, ha specifikusan kötődik egy másik nukleinsavmolekulához sztringens körülmények között.A nucleic acid molecule is said to be "hybridizable" with another nucleic acid molecule if it is capable of specifically binding to the other molecule (i.e., binding produces a signal that is distinguishable from background noise and is unspecific to any randomly sequenced nucleic acid molecule); preferably, a nucleic acid molecule is considered hybridizable when it specifically binds to another nucleic acid molecule under stringent conditions.

Egy szabályozószekvencia „működőképesen kapcsolt” egy struktúrgénhez DNS-konstrukcióban, ha a szabályozószekvencia képes befolyásolni a struktúrgén expressziójának sebességét vagy módját a struktúrgén expressziójára és a szabályozószekvencia működésére alkalmas körülmények között.A regulatory sequence is "operably linked" to a structural gene in a DNA construct if the regulatory sequence is capable of influencing the rate or mode of expression of the structural gene under conditions suitable for expression of the structural gene and operation of the regulatory sequence.

A „transzformált”, „transzformáns” és „transzgenikus” kifejezések alatt olyan növényeket vagy kalászokat értünk, amelyeken a genetikai manipulációs eljárást végeztük, és idegen gént tartalmaznak a kromoszómájukba integrálva. A „nem transzformált” kifejezés alatt normális növényeket értünk, amelyeken nem végeztünk transzformációs eljárást.The terms "transformed", "transformant" and "transgenic" refer to plants or corns that have been subjected to genetic manipulation and contain a foreign gene integrated into their chromosome. The term "untransformed" refers to normal plants that have not undergone transformation.

A leírás szerinti értelemben „transzgenikus növény” alatt olyan növényt értünk, amely heterológ polinukleotidot tartalmaz a genomjában. Általában a heterológ polinukleotid stabilan integrálódott a genomba oly módon, hogy a polinukleotid átadódik a következő generációkra. A heterológ polinukleotid egyedül integrálódhatAs used herein, a "transgenic plant" is a plant that contains a heterologous polynucleotide in its genome. In general, the heterologous polynucleotide is stably integrated into the genome such that the polynucleotide is passed on to subsequent generations. The heterologous polynucleotide can integrate alone

HU 227 099 Β1 a genomba, vagy rekombináns expressziós kazetta részeként. A leírás szerint „transzgenikus” kifejezésbe beleértendő bármilyen sejt, sejtvonal, kallusz, szövet, növény vagy növényi rész, amelynek a genotípusát megváltoztattuk a heterológ nukleinsav jelenlétével, beleértve azokat a transzgenikus növényeket, amelyeket kezdetben így módosítottunk, valamint azokat, amelyeket ivaros keresztezéssel vagy ivartalan szaporítással állítottunk elő a kezdeti transzgenikus növényből. A leírás szerinti értelemben a „transzgenikus” kifejezés nem tartalmazza a (kromoszomális vagy kromoszómán kívüli) genom hagyományos növénynemesítési eljárásokkal vagy természetben előforduló események, mint például véletlenszerű kereszttermékenyítés, nem rekombináns vírusfertőzés, nem rekombináns transzformáció, nem rekombináns transzpozíció vagy spontán mutáció által történő átalakítását.EN 227 099 Β1 as part of the genome or recombinant expression cassette. As used herein, the term "transgenic" includes any cell, cell line, callus, tissue, plant, or plant part whose genotype has been altered in the presence of a heterologous nucleic acid, including transgenic plants that were originally modified in this way, and those by sexual crossing or was propagated from the initial transgenic plant. As used herein, the term "transgenic" does not include the genome (chromosomal or extra-chromosomal) by conventional plant breeding procedures or naturally occurring events such as random cross-fertilization, non-recombinant virus infection, non-recombinant transformation, non-recombinant transposition or spontaneous mutation.

Egy gén működése „megnövekedett”, „túlexpresszálódott” vagy „felülszabályozott”, ha a gén expressziója, transzkripciója, a génről átírt RNS „splicing”-je, transzlációja, vagy a gén által kódolt fehérje transzportja, membránba történő beépülése, aktiválódása, aktivitása, vagy bármely egyéb, a gén és az által kódolt géntermék kifejeződésében és funkciójában szerepet játszó molekuláris, sejtszintű vagy egész növényi szintű működés a vad típusú növény azonos működéséhez viszonyítva magasabb mértékű, mint például körülbelül 120%, előnyösen körülbelül 150%, előnyösebben körülbelül 200%, még előnyösebben körülbelül 200% feletti.The function of a gene is "increased", "overexpressed", or "upregulated" when its expression, transcription, splicing, translation or transport of the gene encoded protein, its incorporation into the membrane, its activation, its activity, or any other molecular, cellular, or whole plant level activity involved in the expression and function of the gene and the gene product encoded by it, relative to that of a wild type plant, such as about 120%, preferably about 150%, more preferably about 200%, more preferably above about 200%.

Növényekben az „ozmotikus stressz” vízhiányhoz vezető hátrányos környezeti körülmények eredménye. A szárazság és a talaj magas sótartalma a vízháztartás zavarását eredményező ozmotikus stressz elsődleges okai. A szárazság során a víz rendelkezésre nem állása okozza a vízhiányt, míg a magas sókoncentráció megakadályozza a víz felvételét a magas ozmotikus potenciál miatt (Skriver and Mundy, 1990, Zhu et al., 1997, Hare et al., 1998, Wang et al., 2003).In plants, it is the result of adverse environmental conditions leading to "water osmotic stress". Drought and the high salinity of the soil are the primary causes of osmotic stress, which causes disturbance of water balance. During drought, the lack of water causes water scarcity, while high salt concentration prevents water uptake due to its high osmotic potential (Skriver and Mundy, 1990, Zhu et al., 1997, Hare et al., 1998, Wang et al. , 2003).

A környezeti stressz negatívan befolyásolja a növény növekedését és fejlődését. A káros hatások a mag csírázásának az inhibíciójához, csökkentett növekedéshez és kis mérethez, morfológiai változásokhoz stb. vezethetnek. A mag csírázása különösen érzékeny a környezeti körülményekre, és a csírázási arányt gyakran alkalmazzák egy adott növényfaj, mutáns vagy egyéb genetikai variáns stresszérzékenységének jellemzésére. A csírázási arányt általában egy adott időpontban kicsírázott magok százalékaként fejezik ki. A „javított csírázás” kifejezés alatt a leírás szerinti értelemben adott körülmények között nagyobb számú mag csírázását értjük.Environmental stress negatively affects plant growth and development. Adverse effects on seed germination inhibition, reduced growth and small size, morphological changes, etc. lead. Seed germination is particularly sensitive to environmental conditions, and germination rates are often used to characterize the stress sensitivity of a particular plant species, mutant or other genetic variant. The germination rate is usually expressed as the percentage of seeds germinated at a given time. The term "improved germination" as used herein refers to the germination of a larger number of seeds under the conditions described herein.

A találmány tárgya izolált nukleinsavmolekula, amely 2. azonosító számú szekvencia szerinti fehérjét, vagy azzal legalább 90%-ban azonos aminosavszekvenciájú fehérjét kódoló szekvenciát tartalmaz, amely fehérje expresszálódva ozmotikus stresszel szembeni toleranciát okoz.The present invention relates to an isolated nucleic acid molecule comprising a sequence encoding a protein of SEQ ID NO: 2 or a protein having at least 90% amino acid sequence identity, which protein expressed tolerance to osmotic stress.

Egy másik megvalósítási mód szerint a találmány tárgya olyan nukleinsavmolekula, amely 1. azonosító számú szekvencia szerinti, vagy azzal legalább 70%ban azonos szekvenciát tartalmaz.In another embodiment, the present invention provides a nucleic acid molecule comprising at least 70% sequence identity to SEQ ID NO: 1.

Egy további előnyös megvalósítási mód szerint a találmány tárgya kétszikű növényből származó izolált nukleinsavmolekula. Egy másik megvalósítási mód szerint a találmány tárgya Arabidopsis fajból származó szekvenciát tartalmazó izolált nukleinsavmolekula.In another preferred embodiment, the invention relates to an isolated nucleic acid molecule from a dicotyledonous plant. In another embodiment, the invention relates to an isolated nucleic acid molecule comprising a sequence derived from an Arabidopsis species.

A találmány további előnyös megvalósítási módjai szerint az izolált nukleinsavmolekulák szekvenciája mitokondriális eredetű.In other preferred embodiments of the invention, the isolated nucleic acid molecules have a sequence of mitochondrial origin.

Egy további megvalósítási mód szerint a találmány tárgyát képezi a fenti szekvenciát szabályozó szekvenciákhoz működőképesen kapcsolva tartalmazó transzformációs vektor.In another embodiment, the invention relates to a transformation vector operably linked to regulatory sequences of the above sequence.

Egy másik megvalósítási mód szerint a találmány tárgya transzgenikus növény, amely találmány szerinti nukleinsavmolekulát termel túl, és amely növény ozmotikus stresszel szemben toleráns és/vagy javult a csírázása.In another embodiment, the present invention provides a transgenic plant that overproduces the nucleic acid molecule of the invention and which plant is tolerant to osmotic stress and / or has improved germination.

Egy további megvalósítási mód szerint a találmány tárgya találmány szerinti növényből vagy annak alkalmazásával előállított növényi szaporítóanyag, amely találmány szerinti nukleotidszekvenciát tartalmaz.In another embodiment, the invention relates to a plant propagation material prepared from or using a plant of the invention comprising the nucleotide sequence of the invention.

A találmány tárgyát képezi továbbá eljárás ozmotikus stresszel szemben toleráns és/vagy javított csírázású növény előállítására, amely során találmány szerinti nukleinsavmolekula expresszálható formáját bejuttatjuk a növénybe.The invention further relates to a method for producing a plant which is tolerant to osmotic stress and / or has improved germination, comprising introducing into a plant an expressable form of the nucleic acid molecule of the invention.

Ezenfelül a találmány tárgyát képezi találmány szerinti nukleinsavmolekula alkalmazása olyan transzgenikus növény előállítására, amely ozmotikus stresszel szemben toleráns és/vagy javított a csírázása.In addition, the present invention provides the use of a nucleic acid molecule of the invention for the production of a transgenic plant which is tolerant to osmotic stress and / or has improved germination.

Azonosítottunk egy T-DNS-címkézett Arabidopsis mutánst, amelyet 1-es só, ABA és cukorérzékeny (sasi) mutánsnak neveztünk el, és amely túlérzékenységet eredményez magas só-, ΑΒΑ-, glükóz- és szacharózkoncentrációval történő kezelésre. A T-DNS inzertálódása megzavarta az At3g16890 gént, amely egy ismeretlen mitokondriális fehérjét kódol (2. azonosító számú szekvencia), amely 14 ismétlődő pentatrikopeptidből (PPR) áll. A SASI gén teljes hosszúságú cDNS-ét (1. azonosító számú szekvencia) megklónoztuk és különféle növényi expressziós vektorokba építettük be. A sasi mutánsban a SASI cDNS túltermeltetése komplementálta a mutáns só- és ABA-túlérzékenységét. A SASI gén konstitutív expressziója növelte a transzgenikus Arabidopsis növények toleranciáját magas só- és ABA-koncentrációval szemben. A javított csírázási hatékonyság fontos lehet a mezőgazdasági növények esetében sós talajokon vagy egyéb hátrányos környezeti körülmények között. Az eredmények azt mutatják, hogy az Arabidopsis thaliana SASI génje fontos az ozmotikus stresszel járó körülményekhez történő adaptációban, és a gén megnövekedett expressziója segíthet a növény csírázásában, növekedésében és hozamában sós talajokon.We identified a T-DNA-labeled Arabidopsis mutant, designated salt 1, ABA, and sugar-sensitive (sasi) mutant, which results in hypersensitivity to treatment with high concentrations of salt, ΑΒΑ, glucose, and sucrose. T-DNA insertion disrupted the At3g16890 gene, which encodes an unknown mitochondrial protein (SEQ ID NO: 2) consisting of 14 repetitive pentatricopeptides (PPRs). The full-length cDNA of the SASI gene (SEQ ID NO: 1) was cloned and inserted into various plant expression vectors. In the sasi mutant, overexpression of SASI cDNA complemented the salt and ABA hypersensitivity of the mutant. Constitutive expression of the SASI gene increased the tolerance of transgenic Arabidopsis plants to high salt and ABA concentrations. Improved germination efficiency can be important for agricultural crops on salt soils or in other adverse environmental conditions. The results show that the SASI gene of Arabidopsis thaliana is important for adaptation to conditions under osmotic stress, and increased expression of the gene may help germination, growth and yield of the plant on saline soils.

A PPR géncsalád különösen szerteágazó növényekben. Az Arabidopsisban 441 PPR fehérjét kódoló azonosítottak, de csak néhányat jellemeztek részletesen (Lurin és munkatársai, 2004). A genom szekvená4The PPR gene family is particularly diverse in plants. In Arabidopsis, 441 PPR proteins have been identified but few have been characterized in detail (Lurin et al., 2004). The genome is sequenced4

HU 227 099 Β1 lása és a rendelkezésre álló EST-adatok arra utalnak, hogy a PPR fehérjék hasonló számban vannak jelen más növényekben is. A PPR fehérjék egyikét sem hozták eddig kapcsolatba stresszre adott válaszokkal. Azonban a találmányban feltárt specifikus részletek alapján a SASI gén homológjai könnyebben kereshetők és tesztelhetők a találmány szerinti fenotípusra.EN 227 099 és1 and available EST data suggest that PPR proteins are present in similar numbers in other plants. None of the PPR proteins has been linked to stress responses so far. However, based on the specific details disclosed in the present invention, homologues of the SASI gene can be more easily searched and tested for the phenotype of the invention.

Előnyös megvalósítási módokban találmány szerinti sótűrő növényt állíthatunk elő a SASI gén bejuttatásával vagy a gén növényben történő expressziójának növelésével. A SASI gén bejuttatása vagy génexpressziójának megnövelése elérhető különféle DNSkonstrukcióknak a növénybe történő bejuttatásával. Ezt előnyösen biológiailag működőképes transzformációs vektorok alkalmazásával hajthatjuk végre.In preferred embodiments, a salt tolerant plant of the invention can be produced by introducing the SASI gene or by increasing the expression of the gene in the plant. Delivery of the SASI gene or enhancement of its gene expression can be achieved by introducing various DNA constructs into the plant. This is preferably accomplished using biologically functional transformation vectors.

Ily módon a találmány tárgyát képezik biológiailag működőképes transzformációs vektor, amely szabályozószekvenciákat tartalmaz működőképesen kapcsolva találmány szerinti struktúrgénhez. A gazdasejtbe történő transzformációhoz amplifikálódásra képes független vektorra van szükség, ahol a gazdasejttől, a transzformációs mechanizmustól, a feladattól és DNS méretétől függően megfelelő vektort lehet alkalmazni. Nagyszámú különféle vektor, valamint módszerek és kifejezések ismertek a szakember számára, amelyeket leírtak és/vagy alkalmaznak a szakterületen, lásd például: Sambrook és munkatársai, „Molecular Cloning: A Laboratory Manual”, 2. kiadás, kiad.: Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor (1989). Előnyösen a vektornak kicsi a molekulatömege, és szelektálható géneket tartalmazhat, amelyek könnyen felismerhető fenotípust eredményeznek a sejtben, lehetővé téve a vektort tartalmazó és vektormentes gazdasejtek könnyű szelekcióját. A DNS és hozzá tartozó géntermék magas kitermelésének eléréséhez a vektornak tartalmaznia kell génamplifikációs szignálokat és szabályozószekvenciákat. A vektor autonóm replikáciájóhoz ezenfelül fontos a replikációs origó megléte is. A poliadenilációs helyek felelősek az mRNS- és az RNS-transzkriptumok „splice” szignáljai helyes feldolgozásáért. Ha fágokat, vírusokat vagy vírusrészecskéket alkalmazunk vektorként, pakolószignálok szabályozzák a vektor DNS-pakolódását.Thus, the present invention provides a biologically operable transformation vector comprising regulatory sequences operably linked to a structural gene of the invention. Transformation into a host cell requires an independent vector capable of amplification, where an appropriate vector may be used depending on the host cell, the transformation mechanism, the function and the size of the DNA. A wide variety of vectors, as well as methods and expressions known to those skilled in the art, have been described and / or practiced in the art, see, e.g., Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press , Cold Spring Harbor (1989). Preferably, the vector has a low molecular weight and may contain selectable genes that result in a readily recognizable phenotype in the cell, allowing for easy selection of vector-containing and vector-free host cells. To achieve high yields of DNA and related gene product, the vector must contain gene amplification signals and regulatory sequences. In addition, the origin of replication is important for autonomous vector replication. Polyadenylation sites are responsible for the correct processing of splice signals of mRNA and RNA transcripts. When phages, viruses, or virus particles are used as vectors, packaging signals control the DNA packaging of the vector.

Amint az nyilvánvaló a szakember számára, ezek a szabályozószekvenciák lehetnek natív vagy nem natív szekvenciák akár a találmány szerinti nukleinsav, akár a növény szempontjából, amelybe azokat bejuttatjuk. Habár a natív szekvenciáknak lehetnek további előnyei, rutinszerű gyakorlat a szakterületen bizonyos ismert szokásos szabályozóelemek alkalmazása a transzformációs vektorok felépítése során. Az ilyen elemeknek jól jellemzett tulajdonságai vannak, mint például lehetnek konstitutívak vagy indukálhatóak, szövet- vagy szervspecifikusak, csírázásspecifikusak stb. A nem natív szabályozóelemek ezen tulajdonságai lehetővé teszik a találmány szerinti transzformációs vektor specifikus kontrollálását.As will be apparent to those skilled in the art, these regulatory sequences may be native or non-native to either the nucleic acid of the invention or the plant into which they are introduced. Although native sequences may have further advantages, it is routine practice to employ certain conventional regulatory elements known in the art to construct transformation vectors. Such elements have well characterized properties such as being constitutive or inducible, tissue or organ specific, germination specific, etc. These properties of non-native regulatory elements allow specific control of the transformation vector of the invention.

Számos módszer létezik és ismert a szakember számára DNS-konstrukciók növényi gazdasejtbe való bejuttatására [Potrykus I., Annu. Rév. Plánt Physiol.Numerous methods exist and are known to those skilled in the art for introducing DNA constructs into plant host cells [Potrykus I., Annu. Port. Plant Physiol.

Plánt Mól. Bioi. 42, 205-225. oldal (1991)]. Ezen módszerek közé tartoznak DNS-sel való transzformáció Agrobacterium tumefaciens vagy A. rhizogenes transzformáló ágensként való alkalmazásával, elektroporáció, részecskegyorsítás stb. (lásd például az EP 295 959 és EP 138 341 számú európai szabadalmi iratot). Különösen előnyös az Agrobacterium fajok Tiés Ri-plazmidját tartalmazó bináris vektorok alkalmazása. Ti-eredetű plazmidok magasabb rendű növények széles körét transzformálják, köztük egyszikű és kétszikű növényeket, mint például szója, gyapot, repce, dohány, és rizs (Pacciotti és munkatársai, 1985); Byrne és munkatársai, 1987; Sukhapinda és munkatársai, 1987; Lorz és munkatársai, 1985; Potrykus és munkatársai, 1985; Park és munkatársai, 1995; Hiei és munkatársai, 1994). A T-DNS alkalmazását növényi sejtek transzformálására kiterjedten tanulmányozták és bőségesen leírták [EP 120 516 számú európai szabadalmi irat; Hoekema, 1985; Knauf és munkatársai, 1983; és An és munkatársai, (1985)].Plant Mole. Biol. 42, 205-225. (1991). These methods include DNA transformation using Agrobacterium tumefaciens or A. rhizogenes as transforming agents, electroporation, particle acceleration, and the like. (see, for example, EP 295 959 and EP 138 341). Especially preferred is the use of binary vectors containing the TiI1R plasmid of Agrobacterium species. Ti-derived plasmids transform a wide variety of higher plants, including monocotyledonous and dicotyledonous plants such as soybean, cotton, rape, tobacco, and rice (Pacciotti et al., 1985); Byrne et al., 1987; Sukhapinda et al., 1987; Lorz et al., 1985; Potrykus et al., 1985; Park et al., 1995; Hiei et al., 1994). The use of T-DNA for the transformation of plant cells has been extensively studied and extensively described in EP 120 516; Hoekema, 1985; Knauf et al., 1983; and An et al. (1985).

Egyéb transzformációs eljárások is elérhetők a szakember számára, mint például idegen DNS-konstrukciók közvetlen felvétele (EP 295 959 számú európai szabadalmi irat), elektroporációs módszerek (Fromm és munkatársai, 1986), vagy nagy sebességű ballisztikus bombázás a nukleinsavkonstrukciókkal bevont fémrészecskékkel (Kline és munkatársai, 1987, és a 4 945 050 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi irat). Az idegen DNS-konstrukció a transzformációs eljárásoknál beépülhet a felvevő növény kromoszómájába, de alkalmazható a növényi genomba bármilyen gén beépítésénél a sejtszervecskékbe történő inzertálás is, mint például a kloroplasztba, mitokondriumba vagy bármely más sejtszervecskébe történő beépítés (lásd például Maliga, 2003, Ruf és munkatársai, 2001).Other transformation techniques are available to those skilled in the art, such as direct uptake of foreign DNA constructs (EP 295 959), electroporation techniques (Fromm et al., 1986), or high-speed ballistic bombardment of metal particles coated with nucleic acid constructs (Kline et al. , 1987, and U.S. Patent No. 4,945,050). The foreign DNA construct may be incorporated into the host plant chromosome during transformation procedures, but insertion of any gene into the plant genome may also be used to insert into the organelles, such as chloroplast, mitochondria, or any other organoleptic (see, e.g., Maligaat et al., 2003). , 2001).

Számos út létezik találmány szerinti nukleinsavmolekula bejuttatására a gazdasejtbe olyan körülmények között, amelyek lehetővé teszik a gén stabil fennmaradását és expresszióját. Például expressziós kazettákat állíthatunk elő, amelyek tartalmazzák a jelentőséggel bíró nukleotidkonstrukciót kapcsolva a nukleotidkonstrukciók expresszáltatására szolgáló transzkripciós és transzlációs szabályozószignálokhoz és a gazdaorganizmus egy szekvenciájával homológ nukleotidszekvenciához, és ily módon integrálódás mehet végbe, és/vagy a gazdában működőképes replikációs rendszert tartalmaznak, miáltal integrálódás és stabil fenntartás következik be.There are many ways to deliver a nucleic acid molecule of the invention to a host cell under conditions that allow stable gene expression and expression. For example, expression cassettes may be prepared which contain a nucleotide construct of interest linked to a transcriptional and translational regulatory signal for expression of the nucleotide constructs and a nucleotide sequence homologous to, and thus integrated into, a nucleotide sequence that is homologous to and reservation occurs.

A konstrukciót tartalmazó elsődleges sejteket azután szelektáljuk az amplifikálható gén vagy a konstrukcióban megtalálható más marker révén. A markergén jelenléte biztosítja a konstrukció jelenlétét és integrálódását a gazda genomjába. Kívánt esetben a homológ rekombinációs eseménye megtörténtét meghatározhatjuk PCR alkalmazásával, és vagy a kapott amplifikált DNS-szekvenciák megszekvenálásával, vagy a PCR-fragmens megfelelő hosszának a meghatározásával, amikor a korrekt homológ integránsokból származó DNS jelen van, és csak az ilyen fragmenseket tartalmazó sejteket szaporítjuk.The primary cells containing the construct are then selected by the amplifiable gene or other marker present in the construct. The presence of the marker gene ensures the presence and integration of the construct into the host genome. If desired, the occurrence of the homologous recombination event may be determined by PCR and either by sequencing the resulting amplified DNA sequences or by determining the appropriate length of the PCR fragment when DNA from the correct homologous integrants is present and only cells containing such fragments are propagated.

HU 227 099 Β1HU 227,099 Β1

A szakember számára nyilvánvaló, hogy egy növényben egy transzgén expressziós szintje és szabályozása szignifikánsan eltérő lehet az egyes vonalak esetében. Ily módon előnyösen a szakember számos vonalat tesztelhet annak érdekében, hogy találjon egyet, amelynek megfelelő az expressziós szintje és szabályozása.One skilled in the art will recognize that the expression level and regulation of a transgene in a plant may be significantly different for each line. In this way, it is advantageous for one skilled in the art to test a number of lines in order to find one that is appropriately expressed and regulated.

Ha egyszer a DNS-konstrukciót bejuttattuk a sejtbe, szükség lehet a kapott transzformált sejtek felszaporítására és szelektálására. Ehhez a transzgenikus növényi sejteket megfelelő szelektív tápközegbe helyezzük a transzgenikus sejtek szelektálására, amelyeket azután kallusszá növesztünk. A kalluszból hajtásokat növesztünk és a hajtásból kis növényeket állítunk elő, gyökereztető tápközegben növesztve. Transzformáció történhet a növény egyes szerveinek (például bimbójának) Agrobacterium segítségével történő közvetlen transzformációjával is, ekkor a keletkező magokból szelektálhatunk. A különféle konstrukciókat általában markerhez kapcsolhatjuk a növényi sejtekben való szelekcióhoz. Alkalmas módon a marker lehet biocidra való rezisztencia (különösen antibiotikumra, mint például kanamicin, G418, bleomicin, higromicin, kloramfenikol, herbicid, vagy hasonlók). Az alkalmazott marker lehetővé teszi a transzformált sejtek szelektálását a bejuttatott DNS-t nem tartalmazó sejtekhez hasonlítva. A DNS-konstrukciók komponenseit a gazda számára natív (endogén) vagy idegen (exogén) szekvenciákból állíthatjuk elő. „Idegen” alatt azt értjük, hogy a szekvencia nem található meg a vad típusú gazdában, amelybe a konstrukciót bejuttatjuk. Heterológ konstrukciók legalább egy olyan régiót tartalmaznak, amely nem natív a gén számára, amelyből a transzkripciót indító régió származik.Once the DNA construct is introduced into the cell, it may be necessary to propagate and select the resulting transformed cells. To do this, the transgenic plant cells are placed in an appropriate selective medium to select the transgenic cells, which are then grown to callus. Shoots are grown from the callus and small plants are grown from the shoot, grown in rooting medium. Transformation can also be accomplished by direct transformation of certain organs (e.g., buds) of the plant with Agrobacterium, which can then be selected from the resulting seeds. The various constructs can generally be linked to a marker for selection in plant cells. Suitably, the marker may be biocidal resistance (especially antibiotic such as kanamycin, G418, bleomycin, hygromycin, chloramphenicol, herbicide, or the like). The marker used allows selection of transformed cells as compared to cells without the introduced DNA. Components of DNA constructs can be prepared from native (endogenous) or foreign (exogenous) sequences for the host. By "foreign" we mean that the sequence is not found in the wild type host into which the construct is introduced. Heterologous constructs contain at least one region that is not native to the gene from which the transcription initiating region is derived.

A transzgének transzgenikus sejtekben és növényekben való jelenlétének igazolására Southern-blotelemzést hajthatunk végre, szakember számára ismert eljárások alkalmazásával. A transzgének expressziós termékeit számos módon detektálhatjuk, a termék természetétől függően, és ezek közé tartoznak a Westernblot, és enzimes vizsgálati eljárások. Egy különösen alkalmas módszer fehérjeexpresszió mennyiségi meghatározására és replikáció detektálására különböző növényi szövetekben riportergének, mint például GUS alkalmazása és annak enzimatikus detektálása. Ha egyszer a transzgenikus növényeket létrehoztuk, azok a kívánt fenotípusú növényi szöveteket vagy részeket hordozó növénnyé növeszthetők. A növényi szöveteket vagy részeket betakaríthatjuk és/vagy a magokat összegyűjthetjük. A megfelelő genetikai környezetben az érintett szövetek és szervek mutathatják a kívánt fenotípust. A növényi gazdasejtbe a fenti eljárásokkal bejuttatott DNS-konstrukciók hagyományos keresztezéssel arra alkalmas növényekbe átjuttathatok.Southern blot analysis of transgenes in transgenic cells and plants can be performed using methods known to those skilled in the art. Expression products of transgenes can be detected in many ways, depending on the nature of the product, and include Western blot and enzymatic assays. A particularly suitable method for quantifying protein expression and detecting replication in various plant tissues is the use of reporter genes such as GUS and its enzymatic detection. Once transgenic plants are created, they can be grown into plants bearing plant tissues or portions of the desired phenotype. The plant tissues or portions may be harvested and / or the seeds collected. In the appropriate genetic environment, the tissues and organs involved may exhibit the desired phenotype. DNA constructs introduced into the plant host cell by the above methods may be transferred to suitable plants by conventional crossing.

Ha egyszer transzformálódtak, a szakember regenerálhatja a sejteket. Különös jelentőséggel bírnak a kereskedelmileg fontos terményekbe idegen gének bejuttatását szolgáló nemrégiben feltárt eljárások, mint például repcébe [De Block és munkatársai, Plánt Physiol. 91,694-701. oldal (1989)], napraforgóba [Everett és munkatársai, Bio/Technology 5, 1201. oldal (1987)], szójába [McCabe és munkatársai, Bio/Technology 6, 923. oldal (1988); Hinchee és munkatársai, Bio/Technology 6, 915. oldal (1988); Chee és munkatársai, Plánt Physiol. 91,1212-1218. oldal (1989); Christou és munkatársai, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86, 7500-7504. oldal (1989); EP 301 749 számú európai szabadalmi irat], rizsbe [Hiei és munkatársai, Plánt J. 6, 271-282. oldal (1994)], és kukoricába [Gordon-Kamm és munkatársai, Plánt Cell 2, 603-618. old. (1990); Fromm és munkatársai, Biotechnology 8, 833-839. oldal (1990)].Once transformed, the person skilled in the art can regenerate the cells. Of particular interest are the recently discovered methods for introducing foreign genes into commercially important crops, such as rape [De Block et al., Plant Physiol. 91.694-701. sunflower (Everett et al., Bio / Technology 5, p. 1201 (1987)), soybean (McCabe et al., Bio / Technology 6, p. 923 (1988)); Hinchee et al., Bio / Technology 6, p. 915 (1988); Chee et al., Plant Physiol. 91.1212-1218. (1989); Christou et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86, 7500-7504. (1989); EP 301 749] to rice (Hiei et al., Plant J. 6, 271-282). (1994)] and corn (Gordon-Kamm et al., Plant Cell 2, 603-618). p. (1990); Fromm et al., Biotechnology 8, 833-839. (1990).

Az alábbiakban röviden ismertetjük a leíráshoz tartozó ábrákatBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings are briefly described below

Az 1. ábrán sasi mutánsban lokalizált T-DNS inszerciós pozícióját és a mutáns fenotípusát mutatjuk be. A) Az At3g16890 gént a pTAc16 vektor T-DNS szakaszának ismétlődő inszerciója vágja ketté a gén 312 bp pozíciójában, ami 4 bp deléciót eredményez. A T-DNS melletti genomikus szekvenciákon a deletált szakaszt kiemeléssel jelöltük. A T-DNS szegregációjának ellenőrzéséhez használt PCR-primerek pozícióját nyilak mutatják. B) A At3g16890 gén expressziójának ellenőrzése a homozigóta sasi mutánsban és vad típusú (Col-0) növényekben. Kontrollként ubiquitin 10 gént használtunk. C) 14 napos, in vitro csíráztatott mutáns (sasi) és vad típusú (Col-0) növények fenotípusa. D) 4 hetes mutáns (sasi) és vad típusú (Col-0) növények morfológiája. E) 10 hetes mutáns (sasi) és vad típusú (Col-0) növények.Figure 1 shows the insertion position and phenotype of the T-DNA localized in the sasi mutant. A) The At3g16890 gene is cleaved by repeated insertion of the T-DNA region of the pTAc16 vector at the 312 bp position of the gene, resulting in a 4 bp deletion. In the genomic sequences adjacent to the T-DNA, the deleted region was highlighted. The position of the PCR primers used to control the segregation of T-DNA is indicated by arrows. B) Control of At3g16890 gene expression in homozygous Sasi mutant and wild-type (Col-0) plants. The ubiquitin 10 gene was used as a control. C) Phenotype of 14-day in vitro germinated mutant (sasi) and wild-type (Col-0) plants. D) Morphology of 4-week-old mutant (sasi) and wild-type (Col-0) plants. E) 10-week-old mutant (sasi) and wild-type (Col-0) plants.

A 2. ábrán azt mutatjuk be, hogy a sasi mutáns csíranövények fokozott érzékenységet mutatnak só, magas cukor, és ABA kezelésre. A) Vad típusú (Col-0) és mutáns (sasi) növények csírázási hatékonysága magas só (100 mM, 150 mM, 200 mM NaCI), cukor (100 mM, 200 mM, 300 mM glükóz), és ABA (0,1 μΜ, 0,2 μΜ 0,5 μΜ) jelenlétében. A kicsírázott növények %-os arányát 10 napon keresztül regisztráltuk. B) Magas só-, cukor- és ABA-tartalmú táptalajon csíráztatott vad típusú és mutáns növények fenotípusa.Figure 2 shows that Sasi mutant seedlings show increased sensitivity to salt, high sugar, and ABA treatment. A) Germination efficiency of wild-type (Col-0) and mutant (sasi) plants is high salt (100 mM, 150 mM, 200 mM NaCl), sugar (100 mM, 200 mM, 300 mM glucose), and ABA (0.1). μΜ, 0.2 μΜ in the presence of 0.5 μΜ). The percentage of germinated plants was recorded for 10 days. B) Phenotype of wild-type and mutant plants germinated on high salt, sugar and ABA medium.

A 3. ábrán a sasi mutáns stresszérzékenységét mutatjuk be. A) A vad típusú és mutáns növények gyökérnövekedésének sóérzékenysége. A csíranövényeket vertikális agar lemezeken tartottuk és a gyökérnövekedést naponta regisztráltuk. A tíznapos megfigyelés során az átlagos naponkénti gyökérnövekedést mutatja az ábra. B) Az in vitro kezeltFigure 3 shows the stress sensitivity of the Sasi mutant. A) Salt sensitivity of root growth of wild type and mutant plants. The seedlings were maintained on vertical agar plates and the root growth was recorded daily. The average daily root growth during the 10-day observation is shown in the figure. B) In vitro treated

HU 227 099 Β1 növények friss súlyának alakulása 100 mM, 150 mM, és 200 mM NaCI mellett.Changes in fresh weight of plants at 100 mM, 150 mM, and 200 mM NaCl.

A 4. ábrán SASI gén expresszióját mutatjuk be vad típusú Arabidopsis növényekben. Kvantitatív RT-PCR analízissel teszteltük a SASI transzkriptet különböző szervekből izolált totál RNS-ből származó cDNS-templátokon.Figure 4 shows the expression of the SASI gene in wild-type Arabidopsis plants. By quantitative RT-PCR analysis, the SASI transcript was tested on cDNA templates from total RNA isolated from various organs.

Az 5. ábrán a SASI protein aminosavszekvenciáját mutatjuk be. A mitokondriális target polipeptidet aláhúzással jelöltük, a peptid hasítási helyét bekereteztük (qryis). A számítógép által jelzett 14 PPR dómén szekvenciáját egymás alá rendeztük, megjelölve a konzervált aminosavakat és a konszenzus szekvenciát (CON). B) A SASI proteindomén szerkezete. Kiemeltük a PPR-doméneket. C) A pCaMV35S:HA-SAS1 és pCaMV35S::SAS1-HA gének expressziója transzgenikus Arabidopsis növényekben. A Northern-analízist radioaktívan jelölt teljes hosszúságú SASI cDNS-próbával végeztük. UbiquitinlO próbát használtunk kontrollként. D) A SASI-HA protein lokalizálása a mitokondriumban. T: totál fehérje kivonat, Mt: mitokondriális fehérjekivonat, Ch: kloroplasztfehérje-kivonat. A HA epitóppal jelölt SASI fehérjét Ha-specifikus ellenanyaggal mutattuk ki Western-analízis segítségével.Figure 5 shows the amino acid sequence of the SASI protein. The mitochondrial target polypeptide is underlined and the peptide cleavage site is framed (qryis). The sequence of the computer-labeled 14 PPR domains was aligned to indicate the conserved amino acids and the consensus sequence (CON). B) Structure of the protein domain of SASI. PPR domains have been highlighted. C) Expression of the pCaMV35S: HA-SAS1 and pCaMV35S :: SAS1-HA genes in transgenic Arabidopsis plants. Northern analysis was performed with a radiolabeled full length SASI cDNA probe. The Ubiquitin10 probe was used as a control. D) Localization of SASI-HA protein in mitochondria. T: Total protein extract, Mt: Mitochondrial protein extract, Ch: Chloroplast protein extract. The HA epitope-labeled SASI protein was detected by Ha-specific antibody by Western analysis.

A 6. ábrán sasi mutáns, a komplementált mutáns és a SASI overexpresszáló vonalak csírázási hatékonyságát mutatjuk be. A csírázási hatékonyságot kontroll 1/2MS táptalajon (A), 0,5 μΜ ΑΒΑ (Β), 200 mM NaCI (C) és 300 mM glükóz (D) jelenlétében teszteltük. A csírázott magvak %-os arányát mutatja az ábra. Jelölések:Figure 6 shows the germination efficiency of the sasi mutant, the complement mutant and the SASI overexpressing lines. Germination efficiency was tested in control 1 / 2MS medium (A), 0.5 μΜ ΑΒΑ (Β), 200 mM NaCl (C) and 300 mM glucose (D). The percentage of germinated seeds is shown in the figure. Symbols:

Col/BC7: transzgenikus Col-0 overexpresszáló p35SCaMV35S::SAS1-HA,Col / BC7: transgenic Col-0 overexpressing p35SCaMV35S :: SAS1-HA,

Col/BN5: transzgenikus Col-0 overexpresszáló p35SCaMV35S::HA-SAS1,Col / BN5: transgenic Col-0 overexpressing p35SCaMV35S :: HA-SAS1,

Col-0: vad típusú Col-0 növények, sas1/BC5: komplementált sasi overexpresszáló p35SCaMV35S::SAS1-HA, sas1/BN6: komplementált sasi overexpresszáló p35SCaMV35S::HA-SAS1, sasi: sasi mutáns.Col-0: wild-type Col-0 plants, sas1 / BC5: complemented sasi overexpressing p35SCaMV35S :: SAS1-HA, sas1 / BN6: complemented sasi overexpressing p35SCaMV35S :: HA-SAS1, sasi: sasi mutant.

A találmányt a továbbiakban az alább ismertetett kísérleti példákkal részletesebben is bemutatjuk, azonban a találmány oltalmi körét semmiképpen sem kívánjuk a példákban bemutatott megvalósítási módokra korlátozni.The invention will now be illustrated in more detail by the experimental examples described below, but it is in no way intended to limit the scope of the invention to the embodiments shown in the examples.

1. példa: A sasi mutáns izolálásaExample 1: Isolation of the Sasi mutant

Az általunk kidolgozott T-DNS inszerciós mutagenezis program eredményeként több olyan inszerciós mutánst sikerült izolálni, amelyeket megváltozott morfológia, illetve a környezeti hatásokkal szemben eltérő reakciók jellemeztek. A h036 jelű vonalban egy apró mutánst azonosítottunk, ami kapcsolt volt a 3. kromoszómán lokalizált T-DNS inszercióval (1. ábra). Az inszerció inaktiválta az At3g16890 gént (lásd: www.arabidopsis.org), és funkcióvesztéses mutációhoz vezetett. RT-PCR analízis segítségével kimutattuk, hogy az At3g16890 gén transzkriptje jelen van a vad típusú növényekben, de hiányzik a mutánsban (1. ábra). A mutáns 50%-kal kisebb volt, mint a vad típusú Col-0 növény a korai fejlődési stádiumokban (csíranövény, rozetta), de a méretbeli különbség a virágzó stádiumban kisebb lett, vagy eltűnt (1. ábra). A mutánsok fertilisek voltak, és a maghozamuk hasonló volt a vad típusú növényekhez.As a result of our T-DNA insertion mutagenesis program, several insertion mutants with altered morphology and different reactions to environmental influences were isolated. In line h036, a small mutant was identified that was linked to the T-DNA insertion localized on chromosome 3 (Figure 1). The insertion inactivated the At3g16890 gene (see www.arabidopsis.org) and led to a loss of function mutation. RT-PCR analysis revealed that the At3g16890 gene transcript is present in wild-type plants but is absent in the mutant (Figure 1). The mutant was 50% smaller than the wild-type Col-0 plant at early stages of development (seedling, rosette), but the difference in size at the flowering stage became smaller or disappeared (Figure 1). The mutants were fertile and had similar seed yields to wild-type plants.

Az At3g16890 gén egy exonból áll, intronja nincs, a 1980bp hosszú kódoló régió egy 659 aminosavból álló, 74 kD molekulasúlyú fehérjét kódol, A SASI fehérje szerkezete hasonló a pentatrikopeptid (PPR) domént tartalmazó nagy fehérjecsaládhoz. A SASI fehérjében 14 PPR domént sikerült azonosítani bioinformatikai eszközökkel (2. ábra), ami valószínűsíti, hogy a fehérje RNS-kötő képességgel rendelkezik. A további szövetmanipulációs számítógépes analízis mitokondriális vagy kloroplasztlokalizációra utal.The At3g16890 gene consists of an exon, no intron, the 1980bp long coding region encodes a 659 amino acid 74 kDa protein. The structure of the SASI protein is similar to that of a large family of proteins containing the pentatricopeptide (PPR) domain. In the SASI protein, 14 PPR domains have been identified by bioinformatics tools (Figure 2), suggesting that the protein has RNA binding capacity. Further computer manipulation of tissue manipulation suggests mitochondrial or chloroplast localization.

A T-DNS inszerciós mutagenezis programunk tehát egy új PPR doménfehérjét kódoló gén felfedezéséhez vezetett. Kimutattuk, hogy az inszerció a mutánsban teljes funkcióvesztéses mutációt eredményezett.Our T-DNA insertion mutagenesis program thus led to the discovery of a novel gene encoding the PPR domain protein. It was shown that the insertion resulted in a complete loss of function in the mutant.

2. példa: A sasi mutáns hiperszenzitív a magas só, cukor és ABA kezelésre A sasi mutáns csírázása kissé késett a vad típusú növényekhez képes. Az in vitro körülmények között végrehajtott csírázási tesztekben a sasi mutáns csírázása jóval érzékenyebb volt magas só, magas cukor vagy ABA-kezelésekre (2. ábra). A150 mM NaCI-kezelés a vad típusú növények csírázását átlag 1,5 nappal, míg a mutáns csírázását 3 nappal késleltette. 200 mM NaCI teljesen blokkolta a sasi mutáns csírázását, míg a vad típusú magok nagy része 10 nap után kicsírázott ilyen körülmények között is. A magas cukor kezelés hasonlóképpen jobban gátolta a mutáns csírázását. 0,5 μΜ ABA-kezelés csak kismértékben csökkentette a vad típusú Arabidopsis magvak csírázását, míg a mutánsok csírázását közel egy hétig gátolta. A többi növekedési hormon (auxin, citokinin, etilén, szalicilsav), illetve más környezeti hatások (fény, sötét, magas hőmérséklet, nehézfém, oxidatív stressz) nem befolyásolták a mutánsok csírázóképességét.Example 2: Sasi Mutant Hypersensitive to High Salt, Sugar and ABA Treatment The germination of the sasi mutant is slightly delayed in wild-type plants. In in vitro germination tests, germination of the Sasi mutant was much more sensitive to high salt, high sugar, or ABA treatments (Figure 2). Treatment with A150 mM NaCl delayed germination of wild-type plants by an average of 1.5 days and germination of the mutant by 3 days. 200 mM NaCl completely blocked the germination of the Sasi mutant, whereas most wild-type seeds germinated under these conditions after 10 days. Similarly, high sugar treatment inhibited the germination of the mutant better. 0.5 μΜ ABA treatment only slightly reduced the germination of wild-type Arabidopsis seeds, while inhibiting the germination of the mutants for nearly one week. The other growth hormones (auxin, cytokinin, ethylene, salicylic acid) and other environmental influences (light, dark, high temperature, heavy metal, oxidative stress) did not affect the germination capacity of the mutants.

A növények stresszérzékenységét vegetatív növekedési stádiumban (rozetta) is leteszteltük. A mutáns gyökerek növekedési üteme némileg elmaradt a vad típusú növényekétől az alkalmazott 1/2 MS táptalajon. 100 mM és 150 mM NaCI-kezelés a mutánsok esetében a vad típusú növényekhez képest 65%, illetve 75%-kal kisebb gyökérnövekedéssel járt. A 200 mM NaCI teljesen blokkolta a mutáns gyökereket, de csak részben gátolta a vad típusú gyökerek növekedésétThe stress sensitivity of the plants was also tested in vegetative growth stage (rosette). The growth rate of the mutant roots was slightly below that of wild type plants in the 1/2 MS medium used. Treatment with 100 mM and 150 mM NaCl resulted in 65% and 75% less root growth for the mutants, respectively. 200 mM NaCl completely blocked mutant roots but only partially inhibited the growth of wild-type roots

HU 227 099 Β1 (3. ábra). A friss súly gyarapodását a mutánsok esetében szintén jobban gátolta a sókezelés (3. ábra).EN 227 099 Β1 (Figure 3). Fresh weight gain in mutants was also more inhibited by saline treatment (Figure 3).

A levelek sztómazáródását ABA-jelek szabályozzák, ami a vízháztartástól függ. Vízmegvonás esetén (fonnyadó növények) a sztómák a felgyülemlő ABA hatására bezáródnak. A mutánsok és vad típusú növények sztómáinak ABA érzékenységét epidermisznyúzatokon hasonlítottuk össze. A különböző koncentrációjú ABA-kezelésnek kitett sztómák nyílásának átmérőjét mértük. A nem kezelt mutánsok és vad típusú növények sztómanyílása hasonló volt. ABA-kezelés után a mutánsok sztómanyílása kisebb volt mint a vad típusú növényeké, vagyis mutáns a sejtek érzékenyebben reagáltak az ABA-kezelésre, mint a vad típusúak (3. ábra). Ezek az adatok megerősítették, hogy a sasi mutáns nemcsak a csíranövény állapotban, de a vegetatív növekedés során is érzékenyebb az ABA hormonra, mint a vad típusú növény.The stomatal closure of leaves is regulated by ABA signals, which depend on the water balance. In the case of water deprivation (decaying plants), the stomas are closed by the accumulation of ABA. The ABA sensitivity of mutants and wild-type stoma strains was compared in epidermal extracts. The diameter of the openings of stomas exposed to different concentrations of ABA treatment was measured. The stoma aperture of untreated mutants and wild-type plants was similar. After ABA treatment, the mutants had a smaller stoma opening than wild-type plants, i.e., mutant cells were more sensitive to ABA treatment than wild-type plants (Figure 3). These data confirmed that the Sasi mutant is more sensitive to ABA than wild-type plants, not only in the seedling state but also during vegetative growth.

Összefoglalásként elmondható, hogy a sasi inszerciós mutáns a vad típusú növényhez képest kisebb, de normális fertilitással, magkötéssel rendelkezik. A mutáció eredményeként a növény eltérően reagál a különböző környezeti stressz faktorokra. A mutáns csírázása, és növekedése jóval érzékenyebb a magas só és cukor stresszre, valamint az abszcizinsavkezelésre.In summary, the insertion mutant of Sasi has a lower, but normal, fertility than the wild-type plant. As a result of the mutation, the plant responds differently to different environmental stress factors. The germination and growth of the mutant is much more sensitive to high salt and sugar stress and to abscisic acid treatment.

3. példa: A SASI gén expressziója vad típusú növényekbenExample 3: Expression of the SASI gene in wild-type plants

Az At3g16890 gén expresszióját először Northernhibridizáció segítségével próbáltuk tesztelni. Az At3g16890 transzkriptum szintje azonban olyan alacsony volt, hogy ezzel a technikával nem lehetett kimutatni (adatokat nem közlünk). A jóval érzékenyebb RT-PCR technikával ugyanakkor sikerült SASI transzkriptumot kimutatni a tesztelt növényi szövetekben. A SASI transzkriptum a zöld termésekben és a csíranövényekben volt a legmagasabb, míg a gyökerekben, levelekben, szárban, és virágokban alacsonyabb szintű volt. Magas só- és cukorkezelés duplájára, háromszorosára emelte a SASI transzkript szintjét (4. ábra). A SASI gén aktivitása nem változott meg auxin-, citokinin-, gibberellin-, brasszinoszteroid- vagy szalicilsavkezelésre (adatokat nem közlünk).At3g16890 gene expression was first tested by Northern hybridization. However, the level of the At3g16890 transcript was so low that this technique could not be detected (data not shown). However, the more sensitive RT-PCR technique was able to detect the SASI transcript in the plant tissues tested. The SASI transcript was highest in green fruits and seedlings, but lower in roots, leaves, stems, and flowers. High salt and sugar treatment doubled or tripled the level of the SASI transcript (Figure 4). The activity of the SASI gene was not altered for auxin, cytokinin, gibberellin, brassinosteroid or salicylic acid treatment (data not shown).

4. példa: A HA-SAS1 túltermeltetése vad típusú, illetve mutáns háttérbenExample 4: Overexpression of HA-SAS1 in wild type or mutant background

A SASI gén teljes hosszúságú cDNS-klónját PCR segítségével állítottuk elő, amit szekvenálással ellenőriztünk. A SASI proteint HA epitóphoz kapcsoltuk, hogy a fehérjét immunológiai módszerekkel ki tudjuk mutatni. A HA-SAS1 konstrukciót egy pCaMV35S promoterrel rendelkező pPCV típusú transzformációs vektorba építettük (Koncz és munkatársai, 1994, 5. ábra). A génkonstrukciót hordozó vektort Agrobacterium közvetítésével transzformáltuk vad típusú Arabidopsis és sasi mutáns növényekbe (Bechtold and Pelletier, 1998). A transzgenikus növényekben Northern-hibridizálással a transzgenikus növények 70%-ában sikerült kimutatni a megemelkedett szintű SASI transzkriptumot. Több, megemelkedett szinten expresszáló transzgenikus növényt alkalmaztunk a további vizsgálatokra. A HA epitóppal jelzett SASI proteint Western-blot-analízissel és kemilumineszcenciás detektálással mutattuk ki azokban a transzgenikus növényekben, amelyek a C-terminális HA epitóppal jelölt SASI proteint tartalmazták (SASI-HA konstrukció). Az N terminális HA-SAS1 génkonstrukció esetében nem kaptunk jelet.The full-length cDNA clone of the SASI gene was generated by PCR and verified by sequencing. The SASI protein was linked to the HA epitope to detect the protein by immunoassay. The HA-SAS1 construct was inserted into a pPCV-type transformation vector with the pCaMV35S promoter (Koncz et al., 1994, Figure 5). The vector carrying the gene construct was transformed by Agrobacterium into wild-type Arabidopsis and Sasi mutant plants (Bechtold and Pelletier, 1998). Northern hybridization in transgenic plants revealed elevated levels of the SASI transcript in 70% of the transgenic plants. Several transgenic plants expressing elevated levels were used for further studies. The HA epitope-labeled SASI protein was detected by Western blot analysis and chemiluminescence detection in transgenic plants containing the C-terminal HA epitope-labeled SASI protein (SASI-HA construct). No signal was obtained for the N-terminal HA-SAS1 gene construct.

Az előzetes számítógépes analízis a SASI protein mitokondriális vagy kloroplaszt lokalizációját tette valószínűvé. A HA epitóppal jelölt SASI protein alkalmazása lehetővé tette a lokalizáció tesztelését. A teljes sejtből kapott proteinextraktumokban gyenge, a mitokondriumban erős Western-jelet, míg a kloroplasztiszokban semmiféle jelet nem kaptunk a C-terminális SASI-HA fehérje detektálása esetében (5. ábra). Az N-terminális konstrukcióval mitokondriumban sem kaptunk jelet. A Western-analízis eredményeként kijelenthetjük, hogy a SAS’ protein mitokondriális lokalizációval rendelkezik.Preliminary computer analysis suggested the mitochondrial or chloroplast localization of the SASI protein. The use of the HA epitope-tagged SASI protein allowed for localization testing. Whole cell protein extracts showed weak Western signaling in mitochondria, while chloroplasts showed no signal in the detection of C-terminal SASI-HA protein (Figure 5). The N-terminal construct did not produce any signal in the mitochondria either. As a result of Western analysis, it can be stated that the SAS 'protein has mitochondrial localization.

5. példa: A SASI gén túltermeltetése javítja a stresszellenálló képességet A SASI overexpresszáló növények stresszérzékenységét csíranövénytesztekkel vizsgáltuk. A transzgenikus vonalak magjait különböző só-, cukor- és ABAtartalmú táptalajokon csíráztattuk, és a csírázást 14 napon keresztül naponta regisztráltuk. A sasi mutáns lassabb csírázási képességét a SASI overexpresszió teljes mértékben komplementálta, az overexpresszálóvonalak csírázási dinamikája a vad típushoz volt hasonló (6. ábra). A HA epitóp pozíciója (N- vagy C-terminális) nem befolyásolta a csírázási hatékonyságot. A magas só-, cukor-, illetve ABA-tartalmú táptalajokon az overexpresszálóvonalak csírázási hatékonysága, sebessége jóval meghaladta nemcsak a mutáns, de a vad típusú növényekét is. Míg 200 mM só teljesen blokkolta a sasi mutáns csírázását, a SASI overexpresszáló növények még a vad típusú Col-0 növényeknél is jobb csírázási képességet mutattak: az ilyen magvak gyorsabban és nagyobb %-ban csíráztak. A jobb csírázási képesség arra utal, hogy a SASI protein kedvezően befolyásolja a mitokondrium működését bizonyos környezeti stresszek során.Example 5: Overexpression of the SASI gene improves stress resistance The stress sensitivity of SASI overexpressing plants was tested by seedling tests. Seeds of transgenic lines were germinated on different salt, sugar and ABA media and germination was recorded daily for 14 days. The slower germination ability of the Sasi mutant was fully complemented by SASI overexpression, the germination dynamics of the overexpression lines were similar to the wild type (Figure 6). The position of the HA epitope (N- or C-terminal) did not affect germination efficiency. The germination efficiency and speed of the overexpressing lines on the high-salt, sugar- and ABA-containing media far exceeded that of both the mutant and wild type plants. While 200 mM salt completely blocked germination of the Sasi mutant, SASI overexpressing plants showed better germination ability than wild-type Col-0 plants: such seeds germinated faster and in higher percentages. The improved germination ability suggests that SASI protein positively influences mitochondrial function under certain environmental stresses.

A bemutatott adatok bizonyítják, hogy a SASI cDNS teljes mértékben komplementálja a sasi mutáns stresszérzékenységét. A SASI túltermelése ABA-inszenzitivitással jár, és a transzgenikus magvak megemelkedett csírázási képességével jár. Adataink egyértelműen bizonyítják, hogy a SASI gén az ABA által közvetített stresszreakciók negatív szabályozóeleme, és fontos bizonyos hátrányos környezeti hatásokhoz történő alkalmazkodáshoz.The presented data demonstrate that SASI cDNA is fully complementary to the stress susceptibility of the Sasi mutant. Overproduction of SASI results in ABA-insensitivity and an increased germination capacity of transgenic seeds. Our data clearly demonstrate that the SASI gene is a negative regulator of ABA-mediated stress responses and is important for adapting to certain adverse environmental effects.

A növények csírázási képessége a növényfejlődés első és kritikus fázisa. A kedvezőtlen környezeti hatások károsan befolyásolják a haszonnövények csírázási képességét, ezért bármilyen kezelés vagy genetikai módosítás, amely ezen növények csírázási képességének javításával jár, óriási jelentőséggel bír a későbbi terméshozam szempontjából. A SASI gén overexp8The germination capacity of plants is the first and critical phase of plant development. Adverse environmental influences adversely affect the germination ability of crop plants, so any treatment or genetic modification that improves the germination capacity of these crops is of great importance for future crop yields. The SASI gene is overexp8

HU 227 099 Β1 ressziója egy ilyen pozitív hatással jár és kedvezően befolyásolja a haszonnövények csírázási képességét.EN 227 099 Β1 has such a positive effect and positively influences the germination ability of crop plants.

Szakirodalmi hivatkozásokReferences

An etal. (1985) EMBO J. 4: 277-284.An etal. (1985) EMBO J. 4: 277-284.

Bárkán A., Walker M., Nolasco M., Johnson D. (1994) A nuclear mutation in maize blocks the Processing and translation of several chloroplast mRNAs and provides evidence fór the differential translation of alternative mRNAforms. EMBOJ. 13:3170-3181.Bárkán A., Walker M., Nolasco M., Johnson D. (1994) Nuclear mutation in maize blocks the processing and translation of several chloroplast mRNAs and provides evidence for differential translation of alternative mRNAforms. EMBO J.. 13: 3170-3181.

Bechtold, N. and Pelletier, G. (1998) In planta Agrobacterium-mediated transformation of aduit Arabidopsis thaliana plants by vacuum infiltration. Meth. Mól. Bioi. 82, 259-266.Bechtold, N. and Pelletier, G. (1998) In planta Agrobacterium-mediated transformation of adipose Arabidopsis thaliana plants by vacuum infiltration. Meth. Mole. Biol. 82, 259-266.

Byrne et al. (1987) Plánt Cell., Tissue and Organ Culture 8: 3.Byrne et al. (1987) Plant Cell., Tissue and Organ Culture 8: 3.

Desloire S., Gherbi H., Laloui W., Marhadour S., Clouet V., Cattolico L., Falentin C., Giancola S., Renard M., Budar F., Small I., Caboche M., Delourme R., Bendahmane A. (2003) Identification of the fertility restoration locus, Rfo, in radish, as a member of the pentatricopeptide-repeat protein family. EMBO Rep. 4:588-594.Desloire S., Gherbi H., Laloui W., Marhadour S., Clouet V., Cattolico L., Falentin C., Giancola S., Renard M., Budar F., Small I., Caboche M., Delourme R. ., Bendahmane A. (2003) Identification of the fertility restoration locus, Rfo, in radish, as a member of the pentatricopeptide-repeat protein family. EMBO Rep. 4: 588-594.

Finkelstein R. R., Lynch T. J. (2000) The Arabidopsis abscisic acid response gene ABI5 encodes a basic leucine zipper transcription factor. Plánt Cell. 12: 599-609.Finkelstein R. R., Lynch T. J. (2000) The ABI5 encodes a basic leucine zipper transcription factor in Arabidopsis abscisic acid response gene. Plant Cell. 12: 599-609.

Finkelstein R. R., Wang M. L., Lynch T. J., Rao S., Goodman Η. M. (1998) The Arabidopsis abscisic acid response locus ABI4 encodes an APETALA 2 domain protein. Plánt Cell. 10: 1043-1054.Finkelstein R.R., Wang M.L., Lynch T.J., Rao S., Goodman Η. M. (1998) The ABID4 encodes an APETALA 2 domain protein in the Arabidopsis abscisic acid response locus. Plant Cell. 10: 1043-1054.

Finkelstein R. R., Gampala S. S., Rock C. D. (2002) Abscisic acid signaling in seeds and seedlings. Plánt Cell. Suppl. 14: S15-45Finkelstein R. R., Gampala S. S., Rock C. D. (2002) Abscisic acid signaling in seeds and seedlings. Plant Cell. Suppl. 14: S15-45

Finkelstein R. R., Rock C. D. (2002) Abscisic acid biosynthesis and response. In: The Arabidopsis Book (eds.: American Society of Plánt Biologists). p. 1-48.Finkelstein R. R., Rock C. D. (2002) Abscisic acid biosynthesis and response. In: The Arabidopsis Book (eds .: American Society of Plant Biologists). p. 1-48.

Fromm et al. (1986) Natúré 319: 791.Fromm et al. (1986) Natur 319: 791.

Giraudat J., Hauge Β. M., Valón C., Smalle J., Parcy F., Goodman Η. M. (1992) Isolation of the Arabidopsis ABI3 gene by positional cloning. Plánt Cell. 4: 1251-1261.Giraudat J., Hauge Β. M., Valón C., Smalle J., Parcy F., Goodman Η. M. (1992) Isolation of the Arabidopsis ABI3 gene by positional cloning. Plant Cell. 4: 1251-1261.

Hare P. D., Cress W. A., Van Staden J. (1998) Dissecting the roles of osmolyte accumulation during stress. Plánt Cell. Environ 21: 535-553Hare P. D., Cress W. A., Van Staden J. (1998) Dissecting the roles of osmolyte accumulation during stress. Plant Cell. Environ 21: 535–553

Han Μ. H„ Goud S„ Song L„ Fedoroff N. (2004) The Arabidopsis double-stranded RNA-binding protein HYL1 plays a role in microRNA-mediated gene regulation. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 101(4): 1093-1098.Han Μ. H "Goud S" Song L "Fedoroff N. (2004) The Arabidopsis double-stranded RNA-binding protein HYL1 plays a role in microRNA-mediated gene regulation. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 101 (4): 1093-1098.

Hiei et al. (1994) Plánt J. 6: 271-282.Hiei et al. (1994) Plant J. 6: 271-282.

Hoekema (1985) The Binary Plánt Vector System, Chapter 5, Offset-drukkerij Kanters Β. V., AlblasserdamHoekema (1985) The Binary Plant Vector System, Chapter 5, Offset-Drukkerij Kanters Β. V., Alblasserdam

Hugouvieux V., Kwak J. M., Schroeder J. I. (2001) An mRNA cap binding protein, ABH1, modulates early abscisic acid signal transduction in Arabidopsis. Cell. 106: 477-487.Hugouvieux V., Kwak J.M., Schroeder J.I. (2001) An mRNA cap binding protein, ABH1, modulates early abscisic acid signal transduction in Arabidopsis. Cell. 106: 477-487.

Hugouvieux V., Murata Y., Young J. J., Kwak J. M., Mackesy D. Z., Schroeder J. I. (2002) Localization, ion channel regulation, and genetic interactions during abscisic acid signaling of the nuclear mRNA cap-binding protein, ABH1. Plánt Physiol. 130:1276-87.Hugouvieux V., Murata Y., Young J.J., Kwak J.M., Mackesy D.Z., Schroeder J.I. (2002) Localization, ion channel regulation, and genetic interactions during abscisic acid signaling of the nuclear mRNA cap-binding protein, ABH1. Plant Physiol. 130: 1276-87.

Kline et al. (1987) Natúré 327: 70.Kline et al. (1987) Natur 327: 70.

Knauf et al. (1983) Molecular Genetics of the Bacteria-Plant Interaction, p. 245, Puhler, A. (ed.), Springer-Verlag, New York.Knauf et al. (1983) Molecular Genetics of the Bacteria-Plant Interaction, p. 245, Puhler, A. (Eds.), Springer-Verlag, New York.

Koncz, C., Martini, N., Szabados, L., Hrouda, M., Bachmair, A. and Schell, J. (1994) Specialized vectors fór gene tagging and expression studies. In: Plánt Molecular Biology Manual, Ed.: S. Gelvin, B2/1-22.Koncz, C., Martini, N., Szabados, L., Hrouda, M., Bachmair, A. and Schell, J. (1994) Specialized vectors for gene tagging and expression studies. In: Plant Molecular Biology Manual, Ed .: S. Gelvin, B2 / 1-22.

Leung J., Bouvier-Durand M., Morris P. C., Guerrier D., Chefdor F., Giraudat J. (1994) Arabidopsis ABA response gene ABI1: features of a calcium-modulated protein phosphatase. Science 264: 1448-1452.Leung J., Bouvier-Durand M., Morris P. C., Guerrier D., Chefdor F., Giraudat J. (1994) The Arabidopsis ABA response gene ABI1: features of a calcium-modulated protein phosphatase. Science 264: 1448-1452.

Leung J., Merlot S., Giraudat J. (1997) The Arabidopsis abscisic acid-insensitive2 (ABI2) and ABI1 genes encode homologous protein phosphatases 2C involved in abscisic acid signal transduction. Plánt Cell. 9: 759-771.Leung J., Merlot S., Giraudat J. (1997) The Arabidopsis abscisic acid-insensitive2 (ABI2) and ABI1 genes encode homologous protein phosphatases 2C involved in abscisic acid signal transduction. Plant Cell. 9: 759-771.

Leung J., Giraudat J. (1998) Abscisic acid signal transduction. Annu. Rév. Plánt Physiol. Plánt Mól. Bioi. 49: 199-222.Leung J., Giraudat J. (1998) Abscisic acid signal transduction. Annu. Port. Plant Physiol. Plant Mole. Biol. 49: 199-222.

Li J., Wang X.-Q., Watson Μ. B., Assmann S. M. (2000) Regulation of abscisic acid-induced stomatal closure and anion channels by guard cell AAPK kinase. Science 287: 300-303.Li J., Wang X.-Q., Watson Μ. B., Assmann S. M. (2000) Regulation of abscisic acid-induced stomatal closure and anion channels by guard cell AAPK kinase. Science 287: 300-303.

Lorz et al. (1985) Mól. Gén. Génét. 199: 178.Lorz et al. (1985) Mol. Gene. Genet. 199: 178.

Lu C., Fedoroff N. (2000) A mutation in the Arabidopsis HYL1 gene encoding a dsRNA binding protein affects responses to abscisic acid, auxin, and cytokinin. Plánt Cell. 12:2351-2366.Lu C., Fedoroff N. (2000) Mutation in the Arabidopsis HYL1 gene encoding a dsRNA binding protein affecting responses to abscisic acid, auxin, and cytokinin. Plant Cell. 12: 2351-2366.

Lurin C., Andres C., Aubourg S., Bellaoui M., Bitton F., Bruyere C., Caboche M., Debast C., Gualberto J., Hoffmann B., Lecharny A., Rét M. L., Martin-Magniette M. L., Mireau H., Peeters N., Renou J. P., Szurek B., Taconnat L., Small I. (2004) Genome-wide analysis of Arabidopsis Pentatricopeptide Repeat Proteins reveals their essential role in organelle biogenesis. Plánt Cell. 16:2089-2103.Lurin C., Andres C., Aubourg S., Bellaoui M., Bitton F., Bruyere C., Caboche M., Debast C., Gualberto J., Hoffmann B., Lecharny A., Rét ML, Martin-Magniette ML, Mireau H., Peeters N., Renou J.P., Szurek B., Taconnat L., Small I. (2004) Genome-wide analysis of the Arabidopsis Pentatricopeptide Repeat Proteins reveals their essential role in organelle biogenesis. Plant Cell. 16: 2089-2103.

Maliga P. (2003) Trends Biotechnoi. 21: 826-827.Maliga P. (2003) Trends Biotechnoi. 21: 826-827.

Manthey G. M., McEwen J. E. (1995) The product of the nuclear gene PET309 is required fór translation of mature mRNA and stability or production of introncontaining RNAs derived from the mitochondrial COX1 locus of Saccharomyces cerevisiae. EMBO J. 14:4031-4043.Manthey G.M., McEwen J.E. (1995) The nuclear gene product PET309 is required for translation of mature mRNA and stability or production of introncontaining RNAs derived from the mitochondrial COX1 locus of Saccharomyces cerevisiae. EMBO J. 14: 4031-4043.

Mathur, J., Szabados, L., Schaefer, S., Grunenberg, B., Lossow, A., Jonas-Straube, E., Schell, J., Koncz, C., Koncz-Kálmán, Z. (1998) Gene Identification with sequenced T-DNA tags generated by transformation of Arabidopsis cell suspensions. Plánt J. 13:707-716.Mathur, J., Szabados, L., Schaefer, S., Grunenberg, B., Lossow, A., Jonas-Straube, E., Schell, J., Koncz, C., Koncz-Kálmán, Z. (1998). ) Gene Identification with sequenced T-DNA tags generated by transformation of Arabidopsis cell suspensions. Plant J. 13: 707-716.

Meyer K., Leube Μ. P., Grill E. (1994) A protein phosphatase 2C involved in ABA signal transduction in Arabidopsis thaliana. Science 264: 1452-1455.Meyer K., Leube Μ. P., Grill E. (1994) A protein phosphatase 2C involved in ABA signal transduction in Arabidopsis thaliana. Science 264: 1452-1455.

Meierhoff K., Felder S., Nakamura T., Bechtold N.,Meierhoff K., Felder S., Nakamura T., Bechtold N.

Schuster G. (2003) HCF152, an Arabidopsis RNA binding pentatricopeptide repeat protein involved in theSchuster G. (2003) HCF152, an Arabidopsis RNA binding pentatricopeptide repeat protein involved in the

Processing of chloroplast psbB-psbT-psbH-petB-petDProcessing of chloroplast psbB-psbT-psbH-petB-petD

RNAs. Plánt Cell. 15:1480-95.RNAs. Plant Cell. 15: 1480-95.

HU 227 099 Β1HU 227,099 Β1

Murashige, T. and Skoog F. (1962) A revised médium fór rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plánt 15, 473-497.Murashige, T. and Skoog F. (1962) A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant 15, 473-497.

Nakamura T., Meierhoff K., Westhoff P., Schuster G. (2003) RNA-binding properties of HCF152, an Arabidopsis PPR protein involved in the processing of chloroplast RNA. Eur. J. Biochem. 270:4070-4081.Nakamura T., Meierhoff K., Westhoff P., Schuster G. (2003) RNA-binding properties of HCF152, an Arabidopsis PPR protein involved in the processing of chloroplast RNA. Eur J. Biochem. 270: 4070-4081.

Oguchi T., Sage-Ono K., Kamada Η., Ono M. (2004) Genomic structure of a növel Arabidopsis clockcontrolled gene, AtC401, which encodes a pentatricopeptide repeat protein. Gene. 14;330:29—37.Oguchi T., Sage-Ono K., Kamada Η., Ono M. (2004) Genomic structure of an increased Arabidopsis clock-controlled gene, AtC401, which encodes a pentatricopeptide repeat protein. Gene. 14; 330: 29-37.

Pacciotti et al. (1985) Bio/Technology 3: 241.Pacciotti et al. (1985) Bio / Technology 3: 241.

Park etal. (1995) J. Plánt Bioi. 38: 365-371.Park etal. (1995) J. Plant Bioi. 38: 365-371.

Pei, Z.-M., Kuchitsu, K., Ward, J. M., Schwarz, M. and Schroeder, J. I. (1997) Differential abscisic acid regulation of guard cell slow anion channels in Arabidopsis wild-type and abi1 and abi2 mutants. Plánt Cell., 9,409-423.Pei, Z.-M., Kuchitsu, K., Ward, J.M., Schwarz, M. and Schroeder, J.I. (1997) Differential abscisic acid regulation of guard cells in slow anion channels in Arabidopsis wild-type and abi1 and abi2 mutants. Plant Cell, 9,409-423.

Potrykus etal. (1985) Mól. Gén. Génét. 199: 183.Potrykus etal. (1985) Mol. Gene. Genet. 199: 183.

Potrykus I. (1991) Annu. Rév. Plánt Physiol. Plánt Mól. Bioi. 42: 205-225.Potrykus I. (1991) Annu. Port. Plant Physiol. Plant Mole. Biol. 42: 205-225.

Rédei, G. P. (1975) Arabidopsis as a genetic tool. Annu. Rév. Génét. 9:111-127.Rédei, G. P. (1975) Arabidopsis as a genetic tool. Annu. Port. Genet. 9: 111-127.

Ruf etal. (2001) Nat. Biotechnoi. 19: 826-827.Ruf et al. (2001) Nat. Biotechnol. 19: 826-827.

Small I. D., Peeters N. (2000) The PPR motif - a TPR-related motif prevalent in plánt organellar proteins. Trends Biochem Sci. 25:46-47.Small I. D., Peeters N. (2000) The PPR motif - a TPR-related motif prevalent in plant organellar proteins. Trends Biochem Sci. 25: 46-47.

Skriver K., Mundy J. (1990) Gene expression in response to abscisic acid and osmotic stress. Plánt Cell. 2:503-512.Skriver K., Mundy J. (1990) Gene expression in response to abscisic acid and osmotic stress. Plant Cell. 2: 503-512.

Sukhapinda et al. (1987) Plánt Mól. Bioi. 8: 209-216.Sukhapinda et al. (1987) Plant Mole. Biol. 8: 209-216.

Szabados, L., Kovács, L., Oberschall, A., Ábrahám, E., Kerekes, L., Zsigmond, L., Nagy, R., Alvarado, M., Krasovskaja, I., Gál, M., Berente, A., Rédei, G. P., BenHaim, A., and Koncz, C. (2002) Distibution of 1000 sequenced T-DNA tags in the Arabidopsis genome. Plánt J. 32:233-242.Szabados, L., Kovács, L., Oberschall, A., Ábrahám, E., Kerekes, L., Zsigmond, L., Nagy, R., Alvarado, M., Krasovskaja, I., Gal, M., Berente, A., Rédei, GP, BenHaim, A., and Koncz, C. (2002) Distibution of 1000 sequenced T-DNA tags in the Arabidopsis genome. Plant J. 32: 233-242.

Wang X. Q., Ullah H., Jones A. M., Assmann S. M. (2001) G protein regulation of ion channels and abscisic acid signaling in Arabidopsis guard cells. Science 292: 2070-2072.Wang X. Q., Ullah H., Jones A. M., Assmann S. M. (2001) Regulation of G protein ion channels and abscisic acid signaling in Arabidopsis guard cells. Science 292: 2070–2072.

Wang W., Vinocur, B., Altman, A., (2003) Plánt responses to drought, salitiny and extreme temperatures: towards qenetic enqineerinq fór stress tolerance. Planta 218:1-14.Wang W., Vinocur, B., Altman, A., (2003) Plant responses to drought, salinity and extreme temperatures: Towards a qenetic enqineerinq for stress tolerance. Planta 218: 1-14.

Williams P. M., Bárkán A. (2003) A chloroplast-localized PPR protein required fór plastid ribosome accumulation. Plánt J. 36:675-686.Williams, P.M., Bárkán, A. (2003) Chloroplast-localized PPR protein required for the plastid ribosome accumulation. Plant J. 36: 675-686.

Xiong L., Lee B.-H., Ishitani M., Lee H., Zhang C., Zhu J.-K. (2001a) FIERY1 encoding an inositol polyphosphate 1-phosphatase is a negative regulator of abscisic acid and stress signaling in Arabidopsis. Genes Dev. 15: 1971-1984.Xiong L., Lee B.-H., Ishitani M., Lee H., Zhang C., Zhu J.-K. (2001a) FIERY1 encoding an inositol polyphosphate 1-phosphatase is a negative regulator of abscisic acid and stress signaling in Arabidopsis. Genes Dev. 15: 1971-1984.

Xiong L., Gong Z., Rock C. D., Subramanian S., Guo Y„ Xu W„ Galbraith D„ Zhu J. K. (2001b) Modulation of abscisic acid signal transduction and biosynthesis by an Sm-like protein in Arabidopsis. Dev. Cell. 1: 771-781.Xiong L., Gong Z., Rock C. D., Subramanian S., Guo Y, Xu W. Galbraith D. Zhu J. K. (2001b) Modulation of abscisic acid signal transduction and biosynthesis by a Sm-like protein in Arabidopsis. Dev. Cell. 1: 771-781.

Zhu J. K., Hasegawa P. M., Bressan R. A. (1997) Molecular aspects of osmotic stress in plants. Crit. Rév. Plánt Sci. 16:253-277.Zhu J. K., Hasegawa P. M., Bressan R. A. (1997) Molecular aspects of osmotic stress in plants. Crit. Port. Plant Sci. 16: 253-277.

Claims (10)

SZABADALMI IGÉNYPONTOKPATENT CLAIMS 1. Izolált nukleinsavmolekula, amely 2. azonosító számú szekvencia szerinti fehérjét kódoló, vagy azzal legalább 90%-ban azonos aminosavszekvenciájú fehérjét kódoló szekvenciát tartalmaz, amely fehérje expresszálódva ozmotikus stresszel szembeni toleranciát okoz.An isolated nucleic acid molecule comprising a sequence encoding a protein of SEQ ID NO: 2 or having a protein having at least 90% amino acid sequence identity, which protein expressed tolerance to osmotic stress. 2. Az 1. igénypont szerinti nukleinsavmolekula, amely 1. azonosító számú szekvencia szerinti, vagy azzal legalább 70%-ban azonos szekvenciát tartalmaz.2. The nucleic acid molecule of claim 1, wherein the nucleic acid molecule is SEQ ID NO: 1 or at least 70% identical. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti nukleinsavmolekula, amely kétszikű növényből származik.The nucleic acid molecule of claim 1 or 2, which is derived from a dicotyledonous plant. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti nukleinsavmolekula, amely Arabidopsis fajból származik.4. A nucleic acid molecule according to any one of claims 1 to 5, which is derived from an Arabidopsis species. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti nukleinsavmolekula, amely mitokondriális szekvencia.5. A nucleic acid molecule according to any one of claims 1 to 6, which is a mitochondrial sequence. 6. Transzformációs vektor, amely 1-5. igénypontok bármelyike szerinti nukleinsavmolekulát tartalmaz szabályozószekvenciákhoz működőképesen kapcsolva.Transformation vector which is 1-5. A nucleic acid molecule according to any one of claims 1 to 6 operably linked to regulatory sequences. 7. Transzgenikus növény, amely 1-6. igénypontok bármelyike szerinti nukleinsavmolekulát termel túl, és amely növény ozmotikus stresszel szemben toleráns és/vagy javult a csírázása.7. A transgenic plant which is selected from the group consisting of 1-6. A nucleic acid molecule according to any one of claims 1 to 6 which is tolerant to osmotic stress and / or has improved germination. 8. A 7. igénypont szerinti növényből vagy annak alkalmazásával előállított növényi szaporítóanyag, amely 1-6. igénypontok bármelyike szerinti nukleotidszekvenciát tartalmaz.The plant propagation material obtained from or using the plant of claim 7, which is from 1 to 6. A nucleotide sequence according to any one of claims 1 to 6. 9. Eljárás ozmotikus stresszel szemben toleráns és/vagy javított csírázású növény előállítására, azzal jellemezve, hogy 1-6. igénypontok szerinti nukleinsavmolekula expresszálható formáját bejuttatjuk a növénybe.9. A process for the production of a plant which is tolerant to osmotic stress and / or has improved germination. An expressable form of the nucleic acid molecule of claims 1 to 6 is introduced into the plant. 10. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti nukleinsavmolekula alkalmazása olyan transzgenikus növényelőállítására, amely ozmotikus stresszel szemben toleráns és/vagy javult a csírázása.10. Use of a nucleic acid molecule according to any one of claims 1 to 6 for the production of a transgenic plant which is tolerant to osmotic stress and / or has improved germination.
HU0500811A 2005-08-31 2005-08-31 Amelioration of stress tolerance of plants HU227099B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU0500811A HU227099B1 (en) 2005-08-31 2005-08-31 Amelioration of stress tolerance of plants
PCT/IB2006/053009 WO2007026310A2 (en) 2005-08-31 2006-08-30 Improved stress tolerance in plants

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU0500811A HU227099B1 (en) 2005-08-31 2005-08-31 Amelioration of stress tolerance of plants

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HU0500811D0 HU0500811D0 (en) 2005-10-28
HUP0500811A2 HUP0500811A2 (en) 2007-05-29
HU227099B1 true HU227099B1 (en) 2010-07-28

Family

ID=89986240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU0500811A HU227099B1 (en) 2005-08-31 2005-08-31 Amelioration of stress tolerance of plants

Country Status (2)

Country Link
HU (1) HU227099B1 (en)
WO (1) WO2007026310A2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007026310A3 (en) 2007-07-26
HUP0500811A2 (en) 2007-05-29
HU0500811D0 (en) 2005-10-28
WO2007026310A2 (en) 2007-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7842851B2 (en) Floral transition genes in maize and uses thereof
US20090083877A1 (en) Transcription Factors, DNA and Methods for Introduction of Value-Added Seed Traits and Stress Tolerance
AU5419799A (en) Genes involved in tolerance to environmental stress
US20030221212A1 (en) Methods for large scale functional evaluation of nucleotide sequences in plants
JP6163514B2 (en) Transgenic plants with enhanced growth characteristics
BRPI0612737B1 (en) METHOD TO INCREASE PLANTS YIELD IN RELATION TO CONTROL PLANTS
WO2013111755A1 (en) Plant body showing improved resistance against environmental stress and method for producing same
CA2700981C (en) Plants having increased biomass
EP2304036B1 (en) Methods and means of increasing the water use efficiency of plants
BRPI1011495B1 (en) METHOD FOR PRODUCTION OF A TRANSGENIC PLANT HAVING INCREASED TOLERANCE TO HEAT STRESS IN RELATION TO WILD TYPE CONTROL
CA2903297A1 (en) Modulation of acc deaminase expression
US10626406B2 (en) Method for plant improvement
WO2014191539A1 (en) Stress tolerant plants
CN114591409B (en) Application of TaDTG6 protein in improving drought resistance of plants
US20060281910A1 (en) Alternative splicing factors polynucleotides, polypeptides and uses thereof
HU227099B1 (en) Amelioration of stress tolerance of plants
WO2006126294A1 (en) Transporter gene selective for mugineic acid-iron complex
WO2003000923A2 (en) Maternal effect gametophyte regulatory polynucleotide
CN114644693B (en) ZmWRKY44 protein, coding gene thereof and application of ZmWRKY44 protein in regulation of plant drought resistance
CN113773375B (en) Application of soybean nuclear factor protein GmNF307 in plant salt tolerance regulation and control
CN107513532B (en) Pear constitutive expression promoter PbTMT4P and application thereof
US6822139B1 (en) Modulation of storage organs
WO2024028859A1 (en) Compositions and methods for increasing the amino acid and protein content in storage organs of plants
JP2002518054A (en) Method for screening herbicidal compounds using AIR synthetase from Arabidopsis thaliana
Burke et al. Selection procedure for identifying transgenic cells, embryos, and plants without the use of antibiotics

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees