JP2000501395A - Auxin analog of indole-3-acetic acid - Google Patents

Auxin analog of indole-3-acetic acid

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、植物の成長、植物の細胞および組織の再生、ならびに植物の細胞および組織の形質転換を刺激し得る化合物および組成物を提供し、これらは、ハロ−、アルキル−、アルコキシ−、アシル−、アシルアミド−、およびアシルオキシ−基のような置換基を含む、一置換または多置換されたインドール-3-酢酸(IAA)のオーキシンアナログを含む。本発明は、単子葉植物および双子葉植物、ならびにトランスジェニック植物組織の成長、再生、または形質転換に影響を与えるために、このような一置換および多置換されたIAAのオーキシンアナログを使用する方法に関する。本発明はまた、植物の成長を増強するための、他の植物成長調節物質(たとえば、サイトカイニンなど)の存在下でのこれらのオーキシンIAAアナログの使用を意図する。   (57) [Summary] The present invention provides compounds and compositions that can stimulate plant growth, regeneration of plant cells and tissues, and transformation of plant cells and tissues, including halo-, alkyl-, alkoxy-, acyl- Mono- or polysubstituted auxin analogs of indole-3-acetic acid (IAA), including substituents such as-, acylamide-, and acyloxy- groups. The present invention relates to methods of using such mono- and poly-substituted auxin analogs of IAA to affect the growth, regeneration, or transformation of monocot and dicot plants, as well as transgenic plant tissues. About. The present invention also contemplates the use of these auxin IAA analogs in the presence of other plant growth regulators (eg, cytokinins, etc.) to enhance plant growth.

Description

【発明の詳細な説明】 インドール-3-酢酸のオーキシンアナログ関連出願の相互参照 本出願は、1995年11月30日に出願した仮出願60/007,770、および1995年4月27 日に出願した同時係属出願第08/430,209号の一部継続出願であり、これらは共に 参考として本明細書中で援用される。発明の分野 本発明は、植物の成長、植物の細胞および組織の再生、ならびに植物細胞の形 質転換に対して刺激的な植物ホルモンとしてのインドール-3-酢酸(IAA)アナログ の使用に関する。本発明は特に、一置換および多置換のIAA分子の使用に関する 。本発明はまた、本発明のIAAアナログを含む組成物に関する。発明の背景 植物の成長は、種々の物理的および化学的な要素により影響される。物理的な 要素としては、利用可能な光、日長、湿度、および温度が挙げられる。化学的な 要素としては、無機質、硝酸塩、補助因子、栄養物質、および植物成長調節物質 (plant growth regulator)すなわちホルモン(例えば、オーキシン、サイトカ イニン、およびジベレリン)が挙げられる。 インドール-3-酢酸(IAA)は、植物中に同定される、天然に存在する植物成長 ホルモンである。IAAは、インビボおよびインビトロにおける植物の成長の増加 の直接的原因であることが示されている。IAAにより影響される特徴としては、 細胞伸長、節間距離(高さ)、葉の表面積、および作物収量が挙げられる。IAA およびIAAのホルモン調節活性と同様のホルモン調節活性を示す他の化合物は、 「オーキシン」と呼ばれる植物調節物質のクラスに含まれる。 サイトカイニン(例えば、6-フルフリルアミノプリン(カイネチン)および6- ベンジルアミノプリン(BAP))に基づく調製物もまた、成長刺激物質(growth st imulator)であることが知られている。しかし、サイトカイニンに基づく調製物 は、オーキシンとの組み合わせで最も有効である。サイトカイニンが植物の成長 サイクルに影響する機構は理解されるにはほど遠いが、これらが葉の成長に影響 し、そして特定の植物の老化を妨げることが明らかである。 この分野の一般的な目的は、組織培養および遺伝子操作のような方法を用いて 主要な作物種の植物を首尾良く操作しそして再生することである。これに関する 特定の目的の主要な作物種は、トウモロコシ、コムギ、イネ、ダイズ、およびワ タのような農作物である。 植物を再生するために、インビトロの培養技術が確立されている。(Reinert, J.およびBajaj,Y.P.S.編,(1977)Plant Cell ,Tissue and Organ Culture,Be rlin: Springer; Simmonds,N.W.(1979)Principles of Crop Improvement,Lon don: Longman; Vasil,I.K.,Ahuja,M.K.およびVasil,V.(1979)「遺伝学および 植物育種における植物組織培養」 Adv.Genet. 20: 127-215)。植物を再生する ための特異的なインビトロ培養技術としては、胚培養、茎頂培養、ならびにカル ス、細胞、およびプロトプラストの培養が挙げられる。胚培養は、困難な種間交 配をすることにおいて重要であることが示されており、一方、茎頂培養は迅速な クローン性繁殖、ウイルスフリークローンの開発、および遺伝資源の保存作業に おいて重要である。カルス、細胞、およびプロトプラストの培養は、組織化は失 われるが回復され得る培養に重要であることが示されている。 植物の遺伝子操作技術もまた、確立されている。これらの技術としては、形質 転換によるかまたはプロトプラスト融合による遺伝子移入が挙げられる。遺伝子 移入には、以下の工程が含まれる:(a)特定の遺伝子の同定;(b)遺伝子の単離お よびクローン化;(c)レシピエント植物宿主細胞への遺伝子の移入;(d)レシピエ ント細胞におけるこのDNAの組込み、転写、および翻訳;および(e)トランスジェ ニック植物の繁殖および使用(T.Kosuge,C.P.Meredith およびA.Hollaender編 (1983)Genetic Engineering of Plants,26: 5-25; Rogersら(1988)Methods for Plant Molecular Biology [A.WeissbachおよびH.Weissbach編]Academic Press,Inc.,San Diego,CA)。プロトプラスト融合では、植物細胞プロトプ ラストは、標準的な化学的(例えば、PEG)技術またはエレクトロポレーション技 術によって融合される。融合細胞の再生後、種間の複二倍体が得られた。この技 術によって、従来手段では作製され得ない所望の複二倍体が提供され得、そして そのいくつかの変異体による体細胞組換えの可能性が提示される。前述の技術は 、広範に使用されている(Chaleff,R.S.(1981)Genetics of Higher Plants Applications of Cell Culture ,Cambridge: Cambridge University Press)。そ して、新しく挿入された外来遺伝子は、植物の再生の間、安定に維持されること が示されており、そして典型的なメンデル形質として子孫に伝達される(Horsch ら(1984)Science 223: 496,およびDeBlockら(1984)EMBO 3: 1681)。これ らの外来遺伝子は、それらの正常な組織特異的および発育的な発現パターンを維 持する。 Agrobacterium tumefaciens媒介形質転換系は、多くの双子葉植物種に有効で あることが証明された。例えば、Bartonら(1983,Cell 32: 1033)は、タバコ 植物の形質転換および再生を報告し、そしてChangら(1994,Planta 5: 551-558 )は、Arabidopsis thalianaの安定な遺伝子形質転換を記載した。 遺伝子移入のためのAgrobacterium法はまた、単子葉植物にも適用された(例え ば、Liliaceae科およびAmaryllidaceae科の植物(Hooykaas-Van Slogterenら,1 984,Nature 311: 763-764)およびDioscorea bulbifera(ヤムイモ)(Schafer ら,1987,Nature 327: 529-532))。しかし、この方法は、イネ科の単子葉植物 (これは、コムギ、イネ、およびトウモロコシのような食用作物を含む)の形質 転換には有効ではないようであった。 食用作物の形質転換は、例えば、ポリエチレングリコール(PEG)促進DNA取り 込み(Uchimiyaら(1986)Mol.Gen.Genet.204: 204-207)およびエレクトロポ レーション(Frommら(1986)Nature 319: 791-793)による別の方法で得られた 。両方法は、移入の標的としてプロトプラストを使用した。単子葉植物および双 子葉植物の組織は、DNA被覆粒子による組織のボンバードメントにより形質転換 され得る(Wangら(1988)Plant Mol.Biol.11: 433-439; Wu,Plant Biotechno logy (1989),KungおよびArntzen編,Butterworth Publishers,Stoneham,MA) 。再生は、イネ(Abdullahら(1986)Bio/Technology 4: 1087-1090)およびト ウモロコシ(Rhodesら(1988)Bio/Technology 6: 56-60および(1988)Science 2 4 0: 204-207)について記載された。 従って、再生および形質転換のプロトコルが確立されているが、単子葉植物お よび双子葉植物の再生および形質転換を刺激する必要性が残っている。実際、あ る植物は再生および形質転換が困難である(Vasilおよび〜asil(1994)Plant Cell and Tissue Culture (VasilおよびThorpe編)、Kluwer Academic Publishers,Do rdrech,Netherlands; Chee(1995)Plant Cell Peports 14: 753-757; Burnsおよ びSchwartz(1996)Plant Cell Reports 15:405-408; Mihaljevicら(1996)Pla nt Cell Reports 15:610-614; Schopkeら(1996)Nature Biotechnology 14:731) 。さらに、特に形質転換および再生の後に、植物の成長を刺激する必要がある。発明の要旨 本発明は、植物の成長、植物の細胞および組織の再生、ならびに植物の細胞お よび組織の形質転換を刺激する化合物および組成物を提供することによって、こ れらの必要性を満たす。本発明の化合物は、一置換または多置換のIAA(インドー ル-3-酢酸)、またはそのエステルもしくは塩誘導体を含む。本発明はまた、1つ 以上のこれらのIAAアナログおよび必要に応じてキャリアを含む組成物を提供す る。本発明は、単子葉植物および双子葉植物両方の成長、再生、および形質転換 に影響を与えるためのこのようなオーキシンアナログの使用を意図する。特に、 本発明は、IAA構造の2、4、5、6、または7位に置換基を有する一置換IAAア ナログを提供する。ここで、この置換は、1〜10個の炭素原子を有する、ハロ− 、またはアルキル−、アルコキシ−、アシル−、アシルアミド−、およびアシル オキシ−置換基である。本発明はまた、IAA構造の2、4、5、6、または7位 から選択される異なる位置に、2〜5個の同じまたは異なる置換基を有する、多 置換IAAアナログを提供する。ここで、この置換基は、1〜10個の炭素原子を有 する、ハロ−またはアルキル−、アルコキシ−、アシル−、アシルアミド−、お よびアシルオキシ−置換基である。 本発明の組成物は、1つ以上の一置換または多置換化合物に加えて、1つ以上 のさらなる植物成長調節物質を含み得る。このような植物成長調節物質としては 、 例えば、種々の植物に対する広範な適用のための明確な比率のサイトカイニン、 ジベレリンなどが挙げられる。特定の実施態様において、本発明は、植物の成長 に影響を与えるために、IAA構造の2、4、5、6、および/または7位に、ハ ロ−、アルキル−、アルコキシ−、アシル−、アシルアミド−、またはアシルオ キシ−置換基である1個と5個との間の同じまたは異なる置換基を有する一置換 または多置換IAAアナログ、ならびにサイトカイニンを含む組成物で例示される 。 本発明はさらに、本発明の化合物および組成物を含む培地に関する。このよう な培地は、植物の生長を刺激し、植物の細胞および組織の再生を刺激し、そして 植物の細胞および組織の形質転換を刺激するために、1つ以上のIAAアナログな らびに必要に応じてIAAアナログおよび必要に応じて植物成長調節物質(例えば、 サイトカイニン)を含む。 本発明はまた、植物の成長を刺激する方法に関する。本方法は、(a)植物、植 物の細胞または組織に、本発明の化合物または組成物の有効量を適用し、そして 必要に応じて、1つ以上のさらなる植物成長調節物質(例えば、サイトカイニン 、ジベレリンなど)を適用する工程、および(b)植物の細胞または組織を、植物の 細胞または組織の再生を刺激するのに十分な条件下でインキュベートする工程を 包含する。 本発明はまた、植物の細胞および/または組織の再生を刺激するための方法を 提供する。本方法は、(a)本発明の化合物または組成物の有効量を植物の細胞ま たは組織に適用し、そして1つ以上のさらなる植物成長調節物質(例えば、サイ トカイニン、ジベレリンなど)を適用する工程、および(b)植物の細胞または組織 を、植物の細胞または組織の再生を刺激するのに十分な条件下でインキュベート する工程を包含する。 また、本発明は、植物の細胞および/または組織の形質転換を刺激するための 方法を提供する。本方法は、(a)植物の細胞または組織を(例えば、形質転換また はプロトプラスト融合により)核酸分子と接触させる工程、(b)本発明の化合物ま たは組成物の有効量、および必要に応じて、1つ以上のさらなる植物成長調節物 質(例えば、サイトカイニン、ジベレリンなど)を植物の細胞または組織に適用す る工程、および(c)植物の細胞または組織を、植物の細胞または組織の形質転換 を刺激するのに十分な条件下で核酸分子と共にインキュベートする工程を包含す る。本発明の化合物および組成物はまた、形質転換された組織または細胞の再生 または成長を刺激するために使用され得、従って、トランスジェニック植物を得 るための方法を提供する。 本発明はまた、植物、植物の細胞または組織の環境ストレスを弱めるかまたは 緩和する方法に関する。本方法は、(a)環境ストレス(例えば、干魃、高すぎる温 度、低すぎる温度、化学毒性(例えば、抗生物質、除草剤)、公害、過剰な光、 および過少な光)に曝露されている植物、植物の細胞または組織を、本発明の化 合物または組成物の有効量と接触させる工程、および(b)この植物、植物の細胞 または組織を、このストレスを弱めるかまたは緩和するに十分な条件下でインキ ュベートする工程を包含する。図の説明 図1は、R1〜R5が水素であるIAAの化学構造を示し、そして数字(1)〜( 7)はIAA化学構造についての番号付けパターンを示す。 図2は、いくつかのハロゲン化IAAオーキシンアナログの化学構造を示す。 図3は、4位にアルキル基を有する、いくつかの一置換アルキル-IAAオーキシ ンアナログの化学構造を示す。本発明はまた、同じアルキル置換基を、2、5、 6、または7位に有するアルキル-IAA化合物を意図する。図3において、1〜4 個の炭素原子を有するアルキル(R)基を有するアルキル-IAA構造が例示される 。しかし、本発明は1〜10個の炭素原子を有するアルキル置換基を有するIAAア ナログを提供する。 図4は、4位にアルコキシ基を有する、いくつかの一置換アルコキシ-IAAオー キシンアナログの化学構造を示す。本発明はまた、同じアルコキシ置換基を、2 、5、6、または7位に有するアルコキシ-IAA化合物を意図する。図4において 、1〜4個の炭素原子を有するアルコキシ基を有するアルコキシ-IAA構造が例示 される。しかし、本発明は1〜10個の炭素原子を有するアルコキシ置換基を有す るIAA分子を提供する。 図5は、4位にアシル基を有する、いくつかの一置換アシル-IAAオーキシンア ナログの化学構造を示す。本発明はまた、同じアシル置換基を、2、5、6、ま たは7位に有するアシル-IAA化合物を意図する。図5において、1〜4個の炭素 原子を有するアシル基を有するアシル-IAA構造が例示される。しかし、本発明は 1〜10個の炭素原子を有するアシル基を有する、アシル置換されたIAA分子を提 供する。 図6は、4位にアシルアミド基を有する、いくつかの一置換アシルアミド-IAA オーキシンアナログの化学構造を示す。本発明はまた、同じアシルアミド置換基 を、2、5、6、または7位に有するアシルアミド-IAA化合物を意図する。図6 において、1〜4個の炭素原子を有するアシルアミド基を有するアシルアミド-I AA構造が例示される。しかし、本発明は1〜10個の炭素原子を有するアシルアミ ド基を有する、アシルアミド置換されたIAA分子を提供する。 図7は、4位にアシルオキシ基を有する、いくつかの一置換アシルオキシ-IAA オーキシンアナログの化学構造を示す。本発明はまた、同じアシルオキシ置換基 を、2、5、6、または7位に有するアシルオキシ-IAA化合物を意図する。図7 において、1〜4個の炭素原子を有するアシルオキシ基を有するアシルオキシ-I AA構造が例示される。しかし、本発明は1〜10個の炭素原子を有するアシルオキ シ基を有する、アシルオキシ置換されたIAA分子を提供する。 図8は、根の形成(上列)およびカルスの形成(下列)に基づいて、BAP(0.5 mg/l)の非存在下(上列)および存在下(下列)における漸増濃度の6-BrIAA(0 .5、2.0、および8.0mg/l)を用いるトマト植物の成長を実証する。 図9は、根の形成(上列)およびカルスの形成(下列)に基づいて、BAP(0.5 mg/l)の非存在下(上列)および存在下(下列)における漸増濃度の6-BrIAA(0 .5、2.0、および8.0mg/l)を用いるポテト植物の成長を実証する。 図10は、根およびカルスの形成(上列)ならびにシュートおよびカルスの形成 (下列)に基づいて、BAP(0.5mg/l)の非存在下(上列)および存在下(下列) における漸増濃度の6-BrIAA(0.5、2.0、および8.0mg/l)を用いるタバコ植物の 成長を実証する。 図11は、シュート形成に基づいて、5-FIAAまたは7-FIAA(2.0mg/l)およびBAP (0.5mg/l)存在下におけるキャッサバ植物の成長を実証する。発明の詳細な説明 以下の定義は、明細書および請求の範囲におけるそれらの用法の意図または範 囲について明確にするために提供される。 用語インドール-3-酢酸またはIAAは、本明細書中で使用される場合、R1〜R5 が水素である図1の化学構造をいう。この用語は、遊離酸形態のみではなくIAA のアミド、エステル、または塩の形態もまたいう。IAAの意味には、例えば、ナ トリウム、カリウム、アンモニウム、ジメチルアミン、エタノールアミンなどの 塩およびアミドならびに低級アルキルエステルのような塩およびエステル誘導体 が含まれる。 用語一置換IAAは、本明細書中で使用される場合、R1〜R5基の1つが、IAA化 学構造中の2、4、5、6、または7位でハロ−、アルキル−、アルコキシ−、 アシル−、アシルアミド−、またはアシルオキシ−置換基であることを示す、図 1のIAA分子をいう。 用語多置換IAAは、本明細書中で使用される場合、R1〜R5基の2つ以上が、I AA化学構造中の2、4、5、6、または7位に対応する少なくとも2つの位置で 、同じまたは異なるハロ−、アルキル−、アルコキシ−、アシル−、アシルアミ ド−、またはアシルオキシ−置換基であることを示す、図1のIAA分子をいう。 用語IAA のオーキシンアナログまたはIAA アナログまたはIAA オーキシンアナロ は、本明細書中で使用される場合、例えば、ハロ−、アルキル−、アルコキシ −、アシル−、アシルアミド−、アシルオキシ−などを含む1つ以上の基を含む 一置換または多置換IAAをいう。 本明細書中で使用される場合、アナログは一置換または多置換IAAアナログの 遊離酸形態だけでなくそれらのアミド、エステル、または塩の形態をも含む。 ハロ基は、ヨード−、ブロモ−、クロロ−、およびフルオロ−基を含むが、こ れらに限定されないハロゲンをいう。 アルキル基は、アルキル、R−(直鎖状、分枝状、または環状;飽和または不 飽和)を含むが、これらに限定されない。ここでRは、1〜10個の炭素原子を有 する。 アルコキシ基は、アルコキシ、R-O-(直鎖状、分枝状、または環状;飽和ま たは不飽和)を含むが、これらに限定されない。ここでRは、1〜10個の炭素原 子を有する。 アシル基は、アシル、R-C(O)-(直鎖状、分枝状、または環状;飽和または 不飽和)を含むが、これらに限定されない。ここでRは、1〜10個の炭素原子を 有する。 アシルアミド基は、アシルアミド、R-C(O)-NH-(直鎖状、分枝状、また は環状;飽和または不飽和)を含むが、これらに限定されない。ここでRは、1 〜10個の炭素原子を有する。 アシルオキシ基は、アシルオキシ、R-C(O)-O-(直鎖状、分枝状、または 環状;飽和または不飽和)を含むが、これらに限定されない。ここでRは、1〜 10個の炭素原子を有する。 用語植物成長調節物質または植物成長ホルモンは、本明細書中で使用される場 合、植物の成長の調節においてホルモンとして作用する、天然に存在するかまた は合成の化合物をいう。植物成長調節物質は、オーキシン、サイトカイニン、お よびジベレリンにより例示される。 用語オーキシンまたはサイトカイニンは、本明細書中で使用される場合、植物 の成長に影響を与える植物成長調節物質をいう。オーキシンは、例えば、インド ール-3-酢酸(IAA)、インドール-3-酪酸(IBA)、2,4-ジクロロフェノキシ酢酸 (2,4-D)、ナフタレン酢酸(NAA)、5,6-ジクロロインドール-3-酢酸(5,6-Cl2 -IAA)などのような化合物により例示される。サイトカイニンは、6-ベンジルア ミノプリン(BAP)、N6・(Δ2イソペンテニル)アデニン(2iP)、イソペンテニ ルピロホスフェート(ipp)、6-(4-ヒドロキシ-3-メチル-2-トランスベテニルア ミノ)プリン(ゼアチン)、6-フルフリルアミノプリン(カイネチン)などのよ うな化合物により例示される。化合物は、バイオアッセイ(例えば、Avena sati vaの子葉鞘の伸長(Bottgerら(1978)Planta 140: 89)または白菜の根の成長 阻害(Marumoら(1974)Plant Growth Substance,419頁,Hirokawa Publishing Co.,Inc.,Tokyo)、またはヤエナリの胚軸の膨潤(Marumoら(1974)前出))を 用いてオーキシン活性について試験され得る。サイトカイニン活性は、当該分野 で周知のように、植物における成長の促進を評価するために設計されたアッセイ (例えば、タバコのバイオアッセイなど)において測定され得る((Skoogら,196 7) Phytochem 6: 1169-1192; Morris(1986)Ann.Rev.Plant Physiol.37: 5 09-538; Horgan(1984)Advanced Plant Physiol(Wilkins,M.B.編)53-75頁,P itman Publishing,London; LethamおよびPalni(1983)Ann.Rev.Plant Physio1 34: 163-197; およびChen(1981)Metabolism and Molecular Activities of C ytokinins (Guern,J.およびPeaud-Lenoel,C.編,Springer,New York,34-43頁) )。サイトカイニン/オーキシンの濃度比の変化は、植物の成長の増強を特定の 組織において優先的に生じる。例えば、高いサイトカイニン/オーキシン比はシ ュートの成長を促進するが、一方、低いサイトカイニン対オーキシン比は根の成 長を促進する(Depickerら(1983)Genetic Engineering of Plants,T.Kosunge ,C.P.MeredithおよびA.Hollaender編,Plenum Press,New York,154頁)。 用語培地(単数)または培地(複数)は、本明細書中で使用される場合、植物 細胞の成長、植物の細胞および組織の再生、ならびに植物の細胞および組織の形 質転換を支持するに十分な栄養を含む、固体または液体をいう。 用語キャリアは、本明細書中で使用される場合、疎水性または親水性または両 性であり、かつ植物において活性な成分(すなわち、本発明のIAAアナログ)の 効力を助長するのに有用である、化学的にまたは生物学的にまたは生理学的に受 容可能な分子をいう。 用語植物は、本明細書中で使用される場合、植物全体または植物の一部をいう 。植物としては、例えば、植物のある部分(locus)、植物の細胞、植物の組織 、外植片、または植物の種子が挙げられる。この用語は、懸濁培養物または組織 培養物の形態の植物をさらに意図する。これらは、カルス、プロトプラスト、胚 、器官、細胞小器官などの培養物を包含するが、これらに限定されない。 用語形質転換された植物または形質転換された植物組織は、本明細書中で使用 される場合、植物または植物組織への、例えば外来DNA由来の核酸分子の形質転 換またはプロトプラスト融合による導入をいう。 用語トランスジェニック植物またはトランスジェニック植物組織は、本明細書 中で使用される場合、外来遺伝子で安定に形質転換された植物または植物組織を いう。 用語一過性発現は、DNAで形質転換され、ここでこのDNAは形質転換の直後に短 期間だけ発現される、植物または植物組織をいう。 用語遺伝子操作は、本明細書中で使用される場合、1つ以上の植物細胞への外 来(しばしばキメラの)遺伝子の導入をいう。この植物細胞は、完全な、性的能 力があり、生存能力のある植物に再生され得、この植物は、生殖細胞系列に保有 される外来遺伝子が農業的に有用な植物種に挿入または交配され得るように、自 家受粉し得るか、または同種の他の植物と他家受粉し得る。 用語再生は、本明細書中で使用される場合、培養された植物の組織または単位 (例えば、リーフディスク、種子など)からの、少なくとも1つの新規に発育ま たは再生した植物組織(例えば、根、シュート、カルスなど)の生成をいう。 用語再生パーセント再生%、または再生効率は、本明細書中で使用される場 合、少なくとも1つの新規に発育または再生した組織を生じる組織培養された植 物単位の数を、組織培養された植物単位の総数の%として(例えば、以下の式) いう: 用語植物の成長に影響を与えるまたは成長に影響を与えるまたはアフェクター または影響を与えるは、本明細書中で使用される場合、植物の成長全体のいくつ かの特徴(例えば、種子の発芽の刺激、根の誘導、シュート形成の抑制、細胞増 殖の促進、カルス増殖の刺激など)を、成長調節物質の非存在下で観察されるも のと比較して改良または変更する多数の植物の応答のいずれか1つをいう。 用語有効量は、本明細書中で使用される場合、化合物が、1種以上の植物の成 長応答を刺激するかまたは生じるように植物に投与される、植物成長調節物質ま たは植物成長ホルモンである化合物の量または濃度をいう。植物成長応答として は、特に、茎の伸長誘導、根の形成促進、カルス形成の刺激、葉の成長の増強、 種子の発芽の刺激、多くの植物および植物の部分の乾燥重量含有量の増大などが 挙げられる。 本発明は、一置換および多置換IAAアナログが、植物成長に影響するのにオー キシンとしての有用性を有するという知見に関する。例えば、5-ブロモ-IAAをサ イトカイニンと組合わせると、カルスおよびシュート形成の両方が観察される[ 同時係属中の米国出願第08/430,209号(1995年4月27日出願)において開示され る]。 IAAオーキシンアナログは、単子葉植物および双子葉植物の両方においてオー キシンとして機能することにおいてIAAと比較される。例えば、5-ブロモ-IAAが 、Arabidopsis thaliana由来の緑色カルスの再生を刺激することにおいてIAAよ りも2〜4倍有効であることが見出された。 本発明の成長に影響を与える組成物は、キャリアまたは補助栄養物質と混合し た、IAAアナログ、またはIAAアナログと1つ以上のさらなる植物成長調節物質( 例えば、サイトカイニン、ジベレリンなど)との混合物を含有する。BAP、2iP、 およびカイネチンとIAAアナログとの使用はまた、本発明の特定の実施態様にお いて例示される。当該分野で公知の他のサイトカイニンまたは他の植物成長調節 物質が、本発明の成長に影響を与える組成物を製造するためにIAAアナログとと もに利用され得ることが意図される。1つより多いサイトカイニンまたは異なる 植物成長調節物質(例えば、ジベレリンなど)が、本発明の成長を増強する組成 物を製造するためにIAAアナログと混合され得ることもまた意図される。また、 植物成長調節物質の選択は、特定の植物の成長を特徴付けるインキュベーション または適用サイクルの異なる段階で変化し得る。植物成長調節物質は、当該分野 で公知であり、そしてSkoogら(1967)Phytochemistry 6: 1169-1192 およびThe ologis(1989)Plant Biotechnology(KungおよびArntzen編)Butterworth Publ ishers,Stoneham,MAに記載されるように、BAP、2iP,ipp、ゼアチン、カイネ チン、ジベレリンなどを包含するが、これらに限定されない。 本発明の化合物および組成物が植物および植物組織の成長サイクルに影響を与 える機構は、現在完全には理解されていないが、しかし本明細書中以下で実証す るように、これらが、種々の植物種において多くの成長に影響を与える応答を誘 導するのに重要な役割を果たすことが明らかである。 本発明の特定の実施態様において、種々のIAAアナログは、種々の植物組織( 例えば、タバコおよびトマトのリーフディスクならびにポテトの茎)を(a) 種々の濃度のオーキシンのみを含むMS完全培地(Life Technologies,Inc.,Gai thersburg,MDから入手した)および(2)種々の比のサイトカイニン/オーキ シンを含むMS完全オーキシン培地においてインキュベーションすることによって オーキシン活性についてスクリーニングされた。 具体的な実施態様において、トマトのリーフディスク、タバコのリーフディス ク、およびポテトの茎を、サイトカイニン(例えば、BAP(0.5mg/l))の非存在下 および存在下における種々の量(すなわち、0.5、2.0、および8.0mg/l)の6-BrI AAを含むMS完全培地中でインキュベーションした。トマトのリーフディスクにつ いては、インキュベーション混合物において6-BrIAAのみが存在する場合、トマ トのリーフディスクからは、根の形成のみが観察された。図9、上列は、トマト のリーフディスクからの根の形成と漸増濃度の6-BrIAAとの間の直接的な相関を 示す。しかし、図9、下列において示されるように、トマトのリーフディスクを 、0.5mg/l BAPおよび0.5、2.0、または8.0mg/mlの6-BrIAAを含むMS完全培地中で インキュベートした場合、各場合においてカルスは形成されたが、根は形成され なかった。 同一のオーキシンおよびサイトカイニン条件がポテトの茎(図8)およびタバ コのリーフディスク(図10)に適用される場合、種々の成長応答が観察された。 ポテトにおいては、6-BrIAAの濃度が0.5mg/l〜2.0mg/lで増加するにつれて根の 形成は増加した。しかし、8.0mg/mlの濃度では根の形成は減少した(図8、上列 )。インキュベーション混合物中にBAP(0.5mg/l)が存在した場合、サイトカイ ニン/オーキシンの全ての比で、カルス形成が観察された(図9、下列)。対照 的に、タバコのリーフディスクがBAPの非存在下で種々の濃度の6-BrIAAに曝され た場合(図10、上列)、根の形成およびカルスの形成の両方が観察されたが、一 方、6-BrIAAおよびBAPの両方の存在下では(図10、下列)、シュートおよびカル スの両方の形成が生じた。これらの結果は、種々の植物組織が、オーキシン処理 に対して種々の応答を有すること、およびオーキシン濃度が植物組織の再生に質 的および量的の両方で影響したことを示した。 本発明の別の実施態様において、IAAアナログはオーキシン活性についてスク リーニングされた。IAA誘導体構造(例えば、2-ブロモインドール-3-酢酸(2-Br IAA)、6-ブロモインドール-3-酢酸(6-BrIAA)、7-ブロモインドール-3-酢酸( 7-BrIAA)、5-クロロインドール-3-酢酸(5-CIIAA)、5-フルオロインドール-3- 酢酸(5-FIAA)、7-フルオロインドール-3-酢酸(7-FIAA)、5-ヨードインドー ル-3-酢酸(5-IIAA)、5-エチルインドール-3-酢酸(5-EtIAA)、7-エチルイン ドール-3-酢酸(7-EtIAA)、および5-メトキシインドール-3-酢酸(5-MeOIAA) )を、当該分野におけるオーキシン標準物質(例えば、IAAおよびNAA)と比較し て、植物組織の再生においてオーキシンとして機能する能力について試験した。 表1は、種々のIAAアナログがタバコ、トマト、およびポテトからの根またはカ ルスの再生を刺激する能力を実証する。一般に、臭素置換を2もしくは6もしく は7位に、またはフッ素置換を5もしくは7位に有するIAAアナログは、IAAにつ いて観察されたオーキシン活性と等しいかまたはそれより優れたオーキシン活性 を示すようである。NA=入手できず。 +(-)は、予備的な観察を意味する。 これらのIAA誘導体は、さらに、サイトカイニンの存在下においてオーキシン 活性について評価された。表2は、BAP(0.5mg/lの濃度で)の存在下における種 々のIAAアナログ(2mg/lの濃度で)が、タバコ、トマト、およびポテトからの シュートおよび/またはカルスの再生を刺激する能力を示す。オーキシンおよび サイトカイニンの両方の存在下における植物組織のインキュベーションは、試験 した3つ全ての植物(すなわち、タバコ、トマト、およびポテト)においてカル ス形成を促進したのに対して、シュートは、オーキシンおよびサイトカイニンの 両方とともにインキュベートしたタバコにおいてのみ生じ、オーキシンおよび サイトカイニンの両方とともにインキュベートしたトマトおよびポテトでは生じ なかった。一般に、ハロゲン化IAAアナログは、タバコにおけるカルスの再生を 誘導することにおいてIAAに匹敵したが、一方、アルキル-IAAおよびアルコキシ- IAAアナログは、これらの条件下でトマトおよびポテトにおいてIAAのオーキシン 活性と類似したオーキシン活性を示した。 NA=入手できず。 +(-)は、予備的な観察を意味する。 これらのIAAアナログは、さらに、外来DNAを含む植物組織の再生をもたらす能 力について評価された。タバコおよびポテト組織は、Agrobacterium媒介性形質 転換技術に供された。この技術は、pBI121を含むAgrobacteriumとの共培養なら びに0.5mg/l BAP、2mg/l IAA誘導体、および100 mg/lカナマイシンを含むMS完 全培地を用いる選択を含む。表3は、試験されたIAAアナログ(7-BrIAA、5-CIIA A、5-FIAA、7-FIAA、5-EtIAA、7-EtIAA、および5-MeOIAA)が、BAPの存在下にお いて、形質転換されたタバコおよびポテトにおけるカナマイシン耐性カルス、な らびに形質転換されたタバコにおけるカナマイシン耐性シュートの再生を刺激し たことを示す。一般に、ハロゲン化IAA、アルキル-IAA、およびアルコキシ-IAA 誘導体は、トランスジェニック植物組織においてIAA型オーキシン活性を示した 。 さらに、本発明のIAAアナログの例は、サイトカイニンの存在下におけるオー キシン活性について評価された。表4は、2-BrIAA、6-BrIAA、7-BrIAA、5-FIAA 、5-EtIAA、および7-EtIAA(2mg/lの濃度で)が、0.5mg/lのBAPの存在下におい てキャッサバの葉および茎からのシュートおよびカルスの再生を刺激する能力を 示す。5-FIAAがキャッサバの茎において、そしてキャッサバの葉からよりも大き な程度でシュートの形成を促進したこともまた示された。 本発明の別の実施態様において、本発明のIAAアナログは、再生するのが困難 であることが当該分野において公知である植物組織(例えば、キャッサバ、木本 、および単子葉植物作物)[VasilおよぴVasil(1994)Plant Cell and Tissue Cul ture (VasilおよびThorpe編)、Kluwer Academic Publishers,Dordrech,Nethe rlands; Chee(1995)Plant Cell Reports 14:753-757; BurnsおよびSchwartz( 1996)Plant Cell Reports 15:405-408;Mihaljevicら、(1996)Plant Cell Repor ts 15:610-614;Schopkeら、(1996)Nature Biotechnology 14:731]の再生に適用 された。図11は、2mg/lの5-FIAAおよび0.5mg/lのBAPを含むMS完全培地において インキュベートされたキャッサバの葉および茎におけるシュートの再生を実証す る。+(-)は予備的な観察を意味する。 伝統的に、キャッサバの葉および茎からのシュート再生を達成するためには、 キャッサバ組織は、多量のオーキシンを含む培地から、オーキシンおよびサイト カイニンを含む別の培地に移される。本発明において、キャッサバ組織からのシ ュートの再生は、高オーキシン培地からオーキシンおよびサイトカイニンを含む 培地への組織の移植なしに得られた。さらに、本発明によるキャッサバ組織にお けるシュートの再生は、再生されるシュート数において有意な改善を示した。従 って、再生するのが困難であることが伝統的に記載されてきた植物組織(例えば 、キャッサバ、木本、トウモロコシ、ダイズ、小麦など)において例示されるよ うに、本発明のIAAアナログはオーキシン活性を示すだけでなく、再生される植 物組織の収量をも改善する。 本発明の実施は、種子の発芽および休眠打破の刺激;収量の増加;果物におけ る成熟および着色の促進;開花および結果の増加;シュート形成の刺激;カルス の発達の誘導;根の形成の誘導および細胞増殖を生じること;種々の植物種の強 健性の増加;ならびに多くの植物および植物部分の乾燥重量含有量の増加を含む 、広範囲な種々の植物成長応答を意図する。これらのカテゴリーの応答に加えて 、 最終的な結果が、農作物および園芸作物または種子の成長を増加させるかまたは その任意の有益なまたは所望の特性を最大にする限り、植物、種子、果実、また は野菜の任意の他の変化が、本発明の実施により達成される有利な応答の範囲内 に含まれることが意図される。 植物組織の培養への本発明の成長を増強する組成物の適切な適用は、シュート 、根、またはカルスの再生を誘導する。この効果は、単子葉植物種および双子葉 植物種の両方で生じ、そして広範囲な種々の植物に適用される。 本発明の組成物は、トランスジェニック植物からの植物再生にさらに利用され る。 植物の遺伝子操作は、一般に2つの相補的なプロセスを含む。第1のプロセス は、特に特徴付けられた型の1つ以上の植物細胞の遺伝子形質転換を含む。形質 転換により、外来遺伝子(代表的にはキメラ遺伝子構築物)が、代表的には、培 養中の植物細胞のゲノムへ目的の遺伝子を移入する能力を有するベクターの助け を借りて、個々の植物細胞のゲノムに導入されることが意味される。次いで、第 2のプロセスは、形質転換された植物細胞から交配可能な完全な植物への再生を 含む。形質転換プロセスも再生プロセスも、100%成功する必要はないが、妥当 な%の細胞が形質転換されそして完全な植物に再生され得るように、妥当な程度 の信頼性および再現性を有さなければならない。 2つのプロセス(形質転換および再生)は、相補的でなければならない。2つ のプロセスの相補性は、形質転換プロセスにより首尾良く遺伝子形質転換される 組織が、ある型およびある特徴でなければならず、そして充分に健康であり、能 力があり、かつ生命力がなければならず、その結果、これらは完全な植物に首尾 良く再生され得るようなものでなければならない。 好結果の形質転換技術および再生技術は、先行技術において単子葉植物および 双子葉植物について実証された。例えば、タバコ植物の形質転換および再生は、 Bartonら,Cell 32: 1033(1983年4月)に報告されたが、一方、ワタの再生は、1 991年4月2日に発行されたUmbeck、米国特許第5,004,863号に記載される。さら に、イネの形質転換および再生は、Abdullahら(1986)Bio/Technology 4: 1087 -1090により記載されたが、一方、トウモロコシは、Rhodesら(1988)Blo/Tec hnology 6: 56-60およびScience 240: 204-207に記載されるように形質転換およ び再生された。 双子葉植物種の細胞の形質転換に用いられる最も普通の方法論は、植物病原体 であるAgrobacterium tumefaciensの使用に関連する。Agrobacterium媒介性形質 転換は、いくつかの単子葉植物において達成されたが、Wu Plant Biotechnology (1989)35-51頁,Butterworth Publishers,Stoneham,MAにより記載されるよ うな他の遺伝子移入方法(例えば、ポリエチレングリコール法、エレクトロポレ ーション、直接注入、パーティクルボンバードメントなど)は、より効果的であ った。本発明は、植物の再生工程を含む任意の形質転換方法に有用である。 特定の実施態様において、本発明は、リーフディスクまたは胚軸外植片に由来 する培養中の組織の遺伝子形質転換を想定する。形質転換された組織は、誘導さ れて植物の組織構造を形成し得る。これは、完全な植物に再生し得る。 本発明の形質転換技術は、A.tumefaciensのTiプラスミドを使用する技術であ る。形質転換媒体としてA.tumefaciens培養物を使用する際には、形質転換され た組織の正常な非腫瘍形成性の分化が可能であるように、Agrobacteriumの非腫 瘍形成性の株をベクターキャリアとして使用することが最も有利である。一旦植 物細胞内に導入されたら有効であるためには、目的の外来遺伝子を含むキメラ構 築物は、植物細胞中で目的の遺伝子の転写を引き起こすのに有効であるプロモー ター、および植物細胞中でまた認識されるポリアデニル化配列または転写制御配 列を含まなければならない。植物細胞中で有効であることが公知のプロモーター としては、AgrobacteriumのT-DNAから単離されたノパリンシンターゼプロモータ ー、およびカリフラワーモザイクウイルス35Sプロモーターが挙げられる。他の 適切なプロモーターは、当該分野で公知である。形質転換された細胞が、培養中 に、形質転換されなかった細胞から選択され得るように、目的の外来遺伝子を有 するベクターがまた、その中に1つ以上の選択マーカー遺伝子を含むこともまた 好ましい。多くの適用において、好ましいマーカー遺伝子としては、適切な抗生 物質が、形質転換されなかった細胞の中から形質転換された細胞を分離および選 択するために使用され得るような、抗生物質耐性遺伝子が挙げられる。 このような目的の外来遺伝子を含有するベクターの構築の詳細は、植物の遺伝 子操作の分野の当業者に公知であり、そしてタバコ、ペチュニア、および他のモ デル植物種において有効であることが以前に実証された実施と本質的に異ならな い。外来遺伝子は、マーカー遺伝子として(Jeffersonら(1987)EMBO J.6: 39 01-3907)、または植物細胞において何らかの望ましい効果を達成するために明 らかに選択されるべきである。この効果は、成長の促進、病害抵抗性、植物の形 態もしくは植物生産物の質の変化、または遺伝子操作により達成され得る任意の 他の変化であり得る。キメラ遺伝子構築物は、病害プロセスまたは所望でない外 因性植物機能のいずれかを制御または阻害するために、1つ以上の外因性タンパ ク質の発現をコードし得るか、またはネガティブ鎖RNAの転写を生じ得る。 植物組織についての形質転換および再生のプロセスを開始するために、始めに 組織の表面を殺菌して、得られる培養物の不注意なコンタミネーションを防ぐこ とが必要である。組織が種子である場合、次いで種子は、殺真菌剤を含有する適 切な発芽培地上で発芽させられる。発芽の4〜10日後、未熟植物の胚軸部分を取 り出し、そしてそれぞれ平均約0.5cmの小さなセグメントに切断する。胚軸外植 片を、液体または寒天の植物組織培養培地中で安定化させ、そして生存能力があ るままにする。 一旦組織が安定化したら、これらを形質転換能力のある非腫瘍形成性Agrobact eriumの懸濁培養物で迅速に接種し得る。接種プロセスを、短期間(例えば、2 日間)、室温(すなわち、24℃にて)で進行させる。 接種期間の最後に、残りの処理組織を選択寒天培地に移植し得る。この選択寒 天培地は、Agrobacteriumには毒性であるが植物組織には毒性でない1つ以上の 抗生物質を、培養物中に残存するすべてのAgrobacteriumを死滅させるのに充分 な濃度で含有する。このような培地における使用に適切な抗生物質としては、Ag robacteriumの殺菌剤としてのカルベニシリン、セフォタキシムなど、および形 質転換された植物組織の選択的抗生物質としてのカナマイシンが挙げられる。 次に、組織は、組織培養の通常の成分に加えて選択薬剤を含む組織培養培地上 で培養される。選択薬剤(本明細書中ではカナマイシンにより例示される)は、 形質転換されなかった細胞に対しては毒性であるが、選択薬剤に対する遺伝的耐 性が組み込まれそしてその耐性を発現している形質転換された細胞に対しては毒 性でない。適切な組織培養培地は、本発明のオーキシンアナログおよびサイトカ イニンを、抗生物質とともに、または抗生物質なしで添加したMS培地である。生 存している形質転換された組織は、組織再生を誘導するために第2の培地に移さ れる。従って、生存している形質転換された組織は、本発明の再生技術を通して 、または任意の他の代わりの植物再生プロトコルを通して再生し続けて完全な植 物体になる。 本発明の実施において使用される、成長に影響を与える組成物の正確な量は、 所望される応答の型、使用される処方物、および処理される植物の型に依存する 。本発明は、約50.0〜0.001、そして好ましくは約5.0〜0.05、そしてより好まし くは約2.0〜0.25のオーキシン濃度に対するサイトカイニン濃度の比を使用する ことを意図する。 本発明の成長を促進する組成物の有効成分として使用される化学的化合物は、 先行技術で周知のプロセスに従って調製され得るか、または容易に利用できる供 給源から商業的に入手され得る。 本発明のIAAアナログは、植物を抗生物質の毒性に対してあまり感受性でなく すのにおいて有用である。このようなIAAアナログはまた、植物がストレス(環 境ストレス、物理的ストレス、化学的ストレス、公害、汚染、早魃、光など)を 克服するのを可能にすることにおいて有用である。 本発明の組成物は、植物種の任意の発達段階において、成熟を通して植物ホル モンもしくは維持効果を得るため、および初期の発達段階の間に損傷した組織に おける再成長を促進するために、使用される濃度、使用される処方物、および処 理される植物種の型に依存して適用され得る。 本発明の組成物は、好ましくは、種々の型の植物において特定の相乗的成長増 強応答を達成するために、正確な比で特定の補助的栄養物質または他の植物成長 調節物質と組み合わせて使用される。本発明の組成物は、種々の植物の病害抵抗 性を増大させるために、さらに殺真菌剤と組み合わせて使用され得、植物組織を 、生来の病害免疫性を調節する酵素および植物プロセスに影響を及ぼすことによ り病原体による侵入に対して抵抗性にする。本発明の組成物は、本質的にはそれ ら自身は植物毒性活性を有さないが、これらは、時には、望ましくない植物を除 草 剤に対してより感受性にするために、このような植物の成長を刺激するための除 草剤と組み合わせて使用され得る。しかし、農作物および園芸作物、ならびに多 年生および一年生の家庭用植物種における成長増強応答のような、本発明の実施 において達成される結果を考慮することが好ましい。 以下の実施例は、種々の植物種への本発明の好ましい組成物の適用により実現 され得る広範な植物成長応答の実例である。それにもかかわらず、本発明が有効 成分のこれらの最適な比に限定されることを意図しない。なぜなら、当業者は本 明細書の上記に示す本発明の組成物が有効な成長増強物質であることを見出すか らである。また、本明細書中で具体的に例示されない他の植物、種子、果実、お よび野菜に関して本発明の組成物を使用することによる改善された結果の認識が 、当業者の能力において容易であることを、当業者は容易に思いつくはずである 。以下の実施例は、本発明の範囲を限定することなく本発明の有用性を例示する ために提供される。実施例 実施例1. IAA オーキシンアナログの化学合成 (A)ハロゲン化IAAの合成 モノハロゲン化IAA化合物の合成は、主に、J.March、Advanced Organic Chemi stry (1985)J.WileyおよびSon,1032-1033頁によって発表されたような、フィッ シャーインドール合成法に基づく。この方法は、本来の3-ホルミルプロピオン酸 フェニルヒドラゾンのフィッシャー閉環に依存する。置換フェニルヒドラジンの 一般的な有用性によって、ベンゼン環において置換されたインドール-3-酢酸の 調製に対してこの方法が魅力的になる(FoxおよびBullock(1951)J.Am.Chem. Soc.73:2756ならびにHatanoら、(1987)Experientia 43:1237)。 あるいは、広範な種々の置換アニリンは入手可能であり、そして対応する置換 フェニルヒドラジンを合成(次に、置換IAA化合物に変換し得る)するための出 発物質として使用し得る。置換アニリンは、Robinson(1957)Can.J.Chem.35 :1570の方法によって対応する置換フェニルヒドラジンに変換し得る。 2−および4−ハロゲン置換フェニルヒドラジンを3-ホルミルプロピオン酸と と共に使用することにより、2−および4−ハロゲン置換フェニルヒドラゾン( それぞれ、対応する7-および5-ハロ-IAAに環化する)が生成される。3-ハロゲン 置換フェニルヒドラゾンの調製物は環化して、C18逆相HPLCを使用して、水:メ タノール:酢酸を用いる溶出によって分離し得る4-および6-ハロ-IAAアイソマー を形成する。4-ハロ-IAAは、6-ハロ-IAAに先立って溶出される。2-ハロ-IAA化合 物は、PorterおよびThimann(1965)4:229-243によって記載された手順によって 合成し得る。各アイソマー産物は、薄層クロマトグラフィー、質量分析、および 核磁気共鳴を用いて同定され得る。 4-ハロ-IAAおよび6-ハロ-IAA化合物の両方を、FoxおよびBullock(1951)J.A m.chem.Soc.73:2756によって記載されたように、MajimaおよびHoshino(1925 )Ber 58:2042の方法によって、個々に合成し得る。ヨウ化4-および6-クロロイ ンドリルマグネシウム複合体を、クロロアセトニトリルで濃縮し、そして得られ るニトリルを、対応するインドール-3-酢酸に加水分解する。 一置換ハロゲン-IAAの合成のためのプロトコルは以下の工程を含む。置換フェ ニルヒドラジン塩酸塩(0.05モル)を、30%酢酸(PH4.0)に溶解し、そして新 たに調製した(以下を参照のこと)0.1モルの3-ホルミルプロピオン酸溶液に添 加する。冷却後、沈殿物を収集し、そして75mlピリジンに溶解する。この溶液に 、100mlの濃塩酸および25mlの85% H3PO4を添加し、そして得られた溶液をN2下 暗所で10時間還流する。 反応混合物を600ml H2Oで希釈し、濾過し、そして濾液を、エーテルで数回抽 出する。エーテル画分をプールし、そして水で洗浄する。インドール酢酸を、0. 5M NaOH(200ml)中に逆抽出し、煮沸し、そして濃塩酸(pH1.0)で沈殿する。石 鹸様のタールをデカントするか、または濾過で除去する。置換IAAを、H2O、H2O /エタノール、トルエン、または酢酸エチル/ヘキサンから2度再結晶する。 3-ホルミルプロピオン酸を、デンプン−ヨウ化物紙で陰性結果を示すまで撹拌 しながら、400mlの0.5N NaOH溶液中の24.9g(0.20モル)のグルタミン酸に200ml の新鮮な1M NaOCl溶液を添加することによって、新たに調製し、次いで70mlの3N HClを添加することによって酸性化する。 多ハロゲン化IAA化合物は、Engvild(1977)Acta Chem.Scand.B31:338(例 えば、4,6-、4,7-、5,7-、6,7-ジクロロIAA)の方法、またはBaldiら、(1985)J. Label.Compd.Radiopharm.22:279(例えば、5,6-、4,5-ジクロロ-IAA)の方 法、またはHatanoら、(1987)Experientia 43:1237-1239(例えば、5,6-、6,7-、 4,5-、4,6-、5,7-、4,7-ジクロロ-IAA)などの方法によって提供される指針に従 って、合成し得る。 (B) アルキル、アルコキシ、アシル、アシルアミド、およびアシルオキシ IAA の合成 上記(実施例1(A))で概説した手順を用いて、2、4、5、6、または7 位にアルキル、アルコキシ、アシル、アシルアミド、またはアシルオキシ置換基 を有する一置換IAA化合物を調製する。合成反応を、所望の置換IAA化合物を得る ために適切な置換フェニルヒドラジンを使用して行う。必要な場合、反応置換基 (例えば、アシル、アシルアミド、アシルオキシなど)は、合成プロセスの間保 護し得、その後それを脱保護する。 ハロ、アルキル、アルコキシ、アシル、アシルアミド、アシルオキシ置換基か ら選択される2つ以上の異なる置換基を有する多置換IAAアナログを、当該分野 で周知である合成技術(VasilおよびVasil(1994)、Plant Cell and Tissse Cult ure (VasilおよびThorpe編)、Kluwer Academic Publishers,Dordrech,Netherla nds;Chee(1995)Plant Cell Reports 14:753-757;BurnsおよびSchwartz(1996 )Plant Cell Reports 15:405-408;Mihaljevicら、(1996)Plant Cell Reports 1 5:610-614;Schopkeら、(1996)Nature Biotechnology 14:731)を使用して合成し 得る。例えば、アルキル、ハロ、およびアシル置換基の組合せを含むIAA化合物 (例えば、2-メチル-5,7-ジクロロ-IAA、2-COOH-5-メチル-IAA、2-COOH-7-クロ ロ-IAAなど)を、FoxおよびBullock(1951)J.Am.Chem.Soc.73:2756-2759;H offmanら、(1952)J.Biol.Chem.196:437、およびEngvild(1977)Acta Chem. Scand.B31:338-344などによって調製し得る。実施例2. 非トランスジェニック植物におけるオーキシン活性の評価 (a)タバコ Nicotiana tobaccum Xanthiの種子は、James Saunders博士(USDA、Beltsvi lle、MD)より提供される。若いタバコの葉を採取し、そして小片に切断する。 外植片を、(1)種々の濃度のオーキシン関連化合物のみを含有するMS完全培地(L ife Technologies,Inc.,Gaithersburg,MDから得られる)、または(2)種々の 濃度のオーキシン関連化合物および0.5mg/lのベンジルアミノプリン(BAP)を含 有するMS完全培地上で、18時間明所/6時間暗所のサイクルを用いて緑色カルス およびシュートを形成するまでインキュベートする。(b)トマト 変種「Moneymaker」のトマトの種子は、James Saunders博士(USDA,Beltsvil le,MD)により提供される。若いトマトの葉を採取し、そして小片に切断する。 外植片を、タバコについて上記(a)節において先に記載したように、サイトカ イニンの存在下または非存在下で、オーキシンを有するMS完全培地中でインキュ ベートする。 (c)ポテト 変種「Kent V.F.」のポテトの種子は、James Saunders博士(USDA,Beltsvill e,MD)により提供される。若いポテトの茎を採取し、小片に切断する。外植片 を、タバコについて上記(a)節において先に記載したように、サイトカイニン の存在下または非存在下で、オーキシンを有するMS完全培地中でインキュベート する。 (d)Arabidopsis thaliana Arabidopsis thaliana 生態型ColumbiaおよびLandersberg eretaの種子は、Ke ith Davis博士(The Ohio State University,Columbus)より提供される。胚軸 の組織を10日目の芽生えから採取し、(1)種々の濃度のN6・(Δ2イソペンテニル) アデニン(2iP)とともに種々の濃度のIAAまたはIAAアナログを含有するMS完全 培地、および(2)種々の濃度の2iP、BAP、またはカイネチンとともに種々の濃度 のIAAアナログを含有するMS完全培地上に移す。外植片を、18時間明所/6時間 暗所のサイクルを用いて23℃で緑色カルスおよびシュートを形成するまでインキ ュベートする。 (e)イネ Oryza sativa 品種Orionの種子は、James Saunders博士(USDA、Beltsville 、 MD)の善意により提供される。イネの胚形成性カルスを形成させるために、種子 の表面を以下のように滅菌する:成熟種子を振盪しながら1時間0.5%界面活性 振盪しながら減圧する。次いで、種子を滅菌蒸留水で3回すすぐ。この時点で、 種子を種々の濃度のBAPおよび種々の濃度のIAAアナログを含有するMS完全培地上 に移し、暗所にて25℃で1ヶ月間インキュベートし、次いで、18時間明所/6時 間暗所のサイクルを用いて25℃で緑色カルスおよびシュートを形成するまでイン キュベートする。 (f)キャッサバ 茎または3番目の若葉を、1月目のキャッサバ苗から採取し、小片に切断した 。外植片を、種々の濃度のオーキシン関連化合物および0.5mg/lベンジルアミノ プリン(BAP)を含有するMS完全培地上でインキュベートした。外植片を、18時間 明所/6時間暗所のサイクルを用いて23℃で緑色カルスおよびシュートを形成す るまでインキュベートした。 組織培養を用いる植物組織の再生は、オーキシンおよびサイトカイニンのよう な植物ホルモンに依存する。MurashigeおよびSkoog(MS)培地(Murashige,T. およびF.Skoog(1962)Physiol.Plant 15:473-497)上で培養された植物組織 にオーキシンが存在することにより、根構造の形成が刺激されるが、一方、カル スの形成は、オーキシンだけではなくサイトカイニンもまたMS栄養培地に補充さ れている場合に、観察されることが公知である。従って、潜在的な新規オーキシ ンとしての試験化合物の評価を、タバコのリーフディスクを、(a)種々の濃度の オーキシンのみを含有するMS完全培地、および(b)オーキシンに対する種々の濃 度比のサイトカイニン(サイトカイニン/オーキシン)を含有するMS完全培地中 で、インキュベートすることにより行う。 一置換IAAアナログの特定の実施態様において、15個のハロゲン化IAA化合物を 化学的に合成し、そして植物成長調節活性について試験する。図2に示すように 、以下の化合物を、オーキシン活性について試験する:2-ヨード-IAA、4-ヨード -IAA、5-ヨード-IAA、6-ヨード-IAA、7-ヨード-IAA、2-ブロモ-IAA、4-ブロモ-I AA、5-ブロモ-IAA、6-ブロモ-IAA、7-ブロモ-IAA、2-フルオロ-IAA、4-フルオロ -IAA、 5-フルオロ-IAA、6-フルオロ-IAA、および7-フルオロ-IAA。各化合物の生物学的 活性を、IAAの生物学的活性と比較する。種々の濃度の各化合物を、タバコのリ ーフディスクおよびトマトのリーフディスクならびにポテトの茎からの根、シュ ート、およびカルスの形成を刺激する能力について試験する。根の形成を刺激す る能力を、試験化合物に対する種々の濃度比のサイトカイニン(例えば、BAP) の存在下で、各化合物について評価する。 一置換IAAアナログの別の実施態様において、アルキル置換IAA化合物を、化学 的に合成し、そして植物成長調節活性について試験する。図3に、4位にアルキ ル置換基を有する9個の一置換IAA化合物を示す。本発明はまた、1〜10個の炭 素原子を有するアルキル置換基を有するアルキル−IAA化合物、および同じまた は種々のアルキル置換基を2、5、6、もしくは7位に有するアルキル-IAA化合 物を意図する。各化合物の生物学的活性を、IAAの生物学的活性と比較する。 種々の濃度の各化合物を、タバコおよびトマトおよびトマトのリーフディスクな らびにポテトの茎からの根、シュート、およびカルスの形成を刺激する能力につ いて試験する。根、シュート、およびカルスの形成を刺激する能力を、試験化合 物に対する種々の濃度比のサイトカイニン(例えば、BAP)の存在下で、各化合 物について評価する。 一置換IAAアナログの別の実施態様において、アルコキシ置換IAA化合物を、化 学的に合成し、そして植物成長調節活性について試験する。図4に、4位にアル コキシ置換基を有する9個の一置換IAA化合物を示す。本発明はまた、1〜10個 の炭素原子を有するアルコキシ置換基を有するアルコキシ−IAA化合物、および 同じまたは種々のアルコキシ置換基を2、5、6、もしくは7位に有するアルコ キシ-IAAを化合物を意図する。各化合物の生物学的活性を、IAAの生物学的活性 と比較する。種々の濃度の各化合物を、タバコのリーフディスクおよびトマトの リーフディスクならびにポテトの茎からの根、シュート、およびカルス形成を刺 激する能力について試験する。根、シュート、およびカルスの形成を刺激する能 力を、試験化合物に対する種々の濃度比のサイトカイニン(例えば、BAP)の存 在下で、各化合物について評価する。 一置換IAAアナログの別の実施態様において、アシル置換IAA化合物を、化学的 に合成し、そして植物成長調節活性について試験する。図5に、4位にアシル置 換基を有する9個の一置換IAA化合物を示す。本発明はまた、1〜10個の炭素原 子を有するアシル置換基を有するアシル−IAA化合物、および同じまたは種々の アシル置換基を2、5、6、もしくは7位に有するアシル-IAA化合物を意図する 。各化合物の生物学的活性を、IAAの生物学的活性と比較する。種々の濃度の各 化合物を、タバコのリーフディスクおよびトマトのリーフディスクならびにポテ トの茎からの根、シュート、およびカルスの形成を刺激する能力について試験す る。根の形成を刺激する能力を、試験化合物に対する種々の濃度比のサイトカイ ニン(例えば、BAP)の存在下で、各化合物について評価する。 一置換IAAアナログの別の実施態様において、アシルアミド置換IAA化合物を、 化学的に合成し、そしてそして植物成長調節活性について試験する。図6に、4 位にアシルアミド置換基を有する9個の一置換IAA化合物を示す。本発明はまた 、1〜10個の炭素原子を有するアシルアミド置換基を有するアシルアミド−IAA 化合物、および同じアシルアミド置換基を2、5、6、もしくは7位に有するア シルアミド-IAA化合物を意図する。各化合物の生物学的活性を、IAAの生物学的 活性と比較する。種々の濃度の各化合物を、タバコのリーフディスクおよびトマ トのリーフディスクならびにポテトの茎からの根、シュート、およびカルスの形 成を刺激する能力について試験する。根の形成を刺激する能力を、試験化合物に 対する種々の濃度比のサイトカイニン(例えば、BAP)の存在下で、各化合物に ついて評価する。 一置換IAAアナログの別の実施態様において、アシルオキシ置換IAA化合物を、 化学的に合成し、そして植物成長調節活性について試験した。図7に、4位にア シルオキシ置換基を有する9個の一置換IAA化合物を示す。本発明はまた、1〜1 0個の炭素原子を有するアシルオキシ置換基を有するアシルオキシIAA化合物、お よび同じまたは種々のアシルオキシ置換基を2、5、6、もしくは7位に有する アシルオキシ-IAA化合物を意図する。各化合物の生物学的活性を、IAAの生物学 的活性と比較する。種々の濃度の各化合物を、タバコのリーフディスクおよびト マトのリーフディスクならびにポテトの茎からの根、シュート、およびカルスの 形成を刺激する能力について試験する。根の形成を刺激する能力を、試験化合物 に対する種々の濃度比のサイトカイニン(例えば、BAP)の存在下で、各化合物 について評価する。 多置換IAAアナログの特定の実施態様において、2、3、4、または5置換IAA 化合物(これは、図1のIAA化学構造において2、4、5、6ならびに7位に対 応する少なくとも2つの位置に、ハロ、アルキル、アルコキシ、アシル、アシル アミド、およびアシルオキシ置換基からなる群より個々に選択される2個と5個 との間の置換基を含む)を合成し、植物成長調節活性について試験した。これら の多置換IAA化合物において、ハロ置換基は、ヨード基、ブロモ基、フルオロ基 、およびクロロ基を含むが、これらに限定されない;アルキル置換基は、1〜10 個の炭素原子を有する直鎖、分枝、または環状アルキル基Rを含むが、これらに 限定されない;アルコキシ置換基は、1〜10個の炭素原子を有する直鎖、分枝、 または環状アルコキシ基ROを含むが、これらに限定されない;アシル置換基は 、1〜10個の炭素原子を有する直鎖、分枝、または環状アシル基R-C(O)-を含 むが、これらに限定されない;アシルアミド基は、1〜10個の炭素原子を有する 直鎖、分枝、または環状アシルアミド基R-C(O)-NH-を含むが、これらに限 定されない;およびアシルオキシ置換基は、1〜10個の炭素原子を有する直鎖、 分枝、または環状アシルオキシ基R-C(O)-O-を含むが、これらに限定されな い。 各多置換IAAについて、そのオーキシン活性を試験し、そしてIAAのそれと比較 する。種々の濃度の各化合物を、タバコのリーフディスクおよびトマトのリーフ ディスクならびにポテトの茎からの根、シュート、およびカルスの形成を刺激す る能力について試験する。根、シュート、およびカルスの形成を刺激する能力を 試験化合物に対する種々の濃度比のサイトカイニン(例えば、BAP)の存在下で 、各化合物について評価する。実施例3. トランスジェニック植物の再生を刺激するためのIAAオーキシン性 アナログの使用 a) タバコ 植物の形質転換を、Linら((1994)Focus 16:72-77)に記載されるAgrobacteri um媒介性形質転換手順に本質的に従って実施する。 タバコについて、リーフディスクを、1010細胞/mlのAgrobacterium tumefacie ns LBA4404細胞(GUSレポーター遺伝子を有するpBI121を含む)と共に、0.5mg/l の2-(N-モルホリノ)エタンスルホン酸(MES)を含有するMS完全培地中で10分間 インキュベートし、MS完全固体培地に移し、そして共培養のために18時間明所/ 6時間暗所のサイクルを用いて、25℃にて2日間インキュベートする。共培養後 、外植片を、種々の濃度比のBAP/IAAまたはBAP/IAAアナログ、100mg/lカナマイ シン、および500mg/lのカルベニシリンを含有するMS培地に移し、そしてシュー ト形成のために18時間明所/6時間暗所のサイクルを用いて、25℃でインキュベ ートする。 (b)トマト 植物の形質転換を、Linら((1994)Focus 16:72-77)に記載されるAgrobacteri um媒介性形質転換手順に本質的に従って実施する。インキュベーション条件は、 タバコについて上記(a)節で記載されたものと同じである。 (c)ポテト ポテト茎での植物の形質転換を、タバコについて上記(a)節で記載されたよ うに実施する。 (d)Arabidopsis thaliana Arabidopsis thalianaについて、10日目の芽生えから胚軸の組織を採取し、そ して0.5mg/lの2,4-Dおよび0.5mg/lのカイネチンを含有するMS完全培地上で、3 日間プレインキュベートする。外植片を、pBI121を含む109細胞/mlのAgrobacter ium tumefaciens LBA4404中に20分間浸し、そしてカルスおよびシュートの形成 のために、500mg/lのカルベニシリン、50mg/lのカナマイシン、および種々の比 のIAAアナログ/2iPまたはIAA/2iPを含有するMS固体培地に移す。Arabidopsisの 外植片を、18時間明所/6時間暗所のサイクルを用いて、25℃でインキュベート した。 (e)イネ 単子葉植物の形質転換を、Wu,「植物細胞の形質転換の方法」Plant Biotechn ology (1989)、KungおよびArntzen編、Butterworth Publishers,Stoneham,MAに より記載されるような当該分野で公知の方法に従って実施した。イネおよびコ ムギのような単子葉植物の形質転換は、Wangら(1988)Plant Mol.Biol.11:433- 439に記載されるようなパーティクルボンバードメント法により行うことが好ま しい。形質転換された単子葉植物の再生は、実施例5に記載されるような公知の 手順(Vasil,Biotechnology(1988)5:387-402)に従って行われる。 例えば、イネ(Oryza sativa)を、Wangら(前出)のパーティクルボンバード メント法またはHielら(1994)Plant Journal 6:271のAgrobacterium媒介技術を用 いて、あるいはDekeyserら(1990)Plant Cell 2:591-602により記載されるような エレクトロポレーション方法を用いて形質転換する。形質転換イネの再生を、Ab dullahら(1986)Bio/Technology 4:1087-1909に従って、または、Raineriら(1990 )Bio/Technology 8:33-38に従って行う。 さらなる実施例において、トウモロコシを、Rhodesら(1988)Bio/Technology 6 :56-60および(1988)Science 240:204-207の手順に従って、形質転換および再 生する。 全ての場合において、IAAオーキシンアナログを、本発明に従って、植物成長 を刺激するためのオーキシンとして使用する。必要とされる場合は、1つ以上の さらなる植物成長調節物質を、IAAアナログを含有する植物成長組成物に添加し 得る。 (f)キャッサバ 1月目のキャッサバ苗由来の茎または葉(好ましくは、1番目、2番目および 3番目の葉、およびより好ましくは葉柄に最も近い葉の下部4分の1)を小片に 切断した。外来DNAを、当該分野において公知の技術(例えば、A.tumifaciens technique(Linら、(1994)前出)またはマイクロボンバードメン技術(Schopke ら、(1996)Nature Biotechnology 14:731)によって挿入した。トランスジェニ ックキャッサバ組織を本発明のIAAアナログに曝し、そしてキャッサバ組織の再 生について試験した。実施例4. オーキシン性活性についての置換IAA化合物のスクリーニング (a)図8〜10ならびに表1、2および4に示される非トランスジェニック植 Nicotiana tobaccum Xanthi,ポテト、およびトマトの種子は、James Saunder s博士(USDA、Beltsville)の善意により提供された。キャッサバ苗は、Dick Sa yer博士(The Ohio State University,Columbus,OH)より提供された。 1月目の植物から若いタバコの葉、ポテトの茎、トマトの葉およびキャッサバ の葉および茎を採取し、そして小片に切断した。外植片を、(1)種々の濃度のオ ーキシン関連化合物のみを含有するMS完全培地(2)種々の濃度のオーキシン関 連化合物および0.5mg/lベンジルアミノプリン(BAP)を含有するMS完全培地上で 、18時間明所/6時間暗所のサイクルを使用して緑色カルス、シュートまたは根 を形成するまでインキュベートした。 根、シュート、およびカルスの形成の結果を、6-BrIAAのみまたはBAPと6-BrIA とを含有するMS完全培地でインキュベートされたトマト(図8)、ポテト(図9 )、およびタバコ(図10)、およびキャッサバ(図11)に示した。オーキシン活 性についての種々のIAAアナログのスクリーニング結果を、IAAアナログのみを有 するMS完全培地については表1に、IAAアナログおよびBAPを有するMS完全培地に ついては表2、および種々のIAAアナログおよびIAPを有するMS完全培地における キャッサバの再生については表4に示す。 (b)表3に示されるトランスジェニック植物 Acrobacterium媒介植物形質転換を、Linら、(1984)Focus 16:72-77によって記 載されるように実施した。例えば: (i)タバコ タバコにおいては、リーフディスクを、pBI121を含有する109細胞/mlのAgrob acterium tumefaciens LBA4404細胞と共に0.5mg/l MESを有するMS完全培地中で1 0分間インキュベートし、固形MS完全培地に移し、そして共培養のために13時間 明所/6時間暗所のサイクルを使用して、25℃で2日間インキュベートした。共 培養の後、外植片を、種々の比のBAP/IAAまたはBAP/IAAアナログ、100mg/lカナ マイシン、および500mg/lカルベニシリンを含有するMS培地に移し、そしてシュ ート形成のために18時間明所/6時間暗所のサイクルを用いて25℃でインキュベ ートした。 (ii) ポテト 別の実施例において、ポテトのリーフディスクを、タバコについて上述したよ うにAgrobacterium媒介技術を用いて形質転換した。次いで、ポテト外植片を、 サイトカイニンの非存在下および存在下でIAAアナログとのインキュベーション に供し、オーキシン活性についてスクリーニングした。 (iii) キャッサバ 茎または3番目の若い葉を、1ヶ月目のキャッサバ植物より採取し、そして小 片に切断した。外植片を、MS完全液体培地中でpBI121を含む1010個のA.tumefaci ens細胞と共に20分間インキュベートし、MS完全固体培地に移し、そして2日間 インキュベートした。2日間のインキュベーション後、外植片を、500mg/l カル ベニシリン、50mg/l カナマイシン、0.5mg/l BAP、および種々の濃度のオーキシ ン関連化合物を有するMS完全培地へ移した。外植片を、18時間明所/6時間暗所 のサイクルを用いて23℃で緑色カルスおよびシュートが形成されるまでインキュ ベートした。実施例5. オーキシンおよびオーキシン誘導体を用いるストレスの緩和 (a)化学毒性の弱毒化 ポテト茎を上記のように切除し、そして25、50、および100mg/lカナマイシン を有し、そして2mg NAAまたはオーキシン誘導体のいずれかを有する/有さない 、または0.5mg/l BAP(サイトカイニン)を有する/有さないMS完全培地(a) 中でインキュベートした。1ヶ月のインキュベーションの後、BAPを有する/有 さない、50mg/lまたは100mg/lカナマイシン中でインキュベートしたポテトの茎 のみが、カナマイシンの毒性を示す壊死を示した。しかし、2mg/l NAAおよび100 mg/カナマイシンを含有するMS培地中でインキュベートしたポテトの茎は、伸長 した(図12)。いくつかの実験において、ポテトの茎のいくつかにおいてカルス の形成が、オーキシン又はオーキシン誘導体の存在下で示された。 オーキシンが、抗生物質処理したポテトの茎の生存能を回復させる能力を有す ることを確認するために、50mg/lカナマイシンおよび0.5mg/l BAPを用いて1月 間インキュベートした茎を、100mg/lカナマイシンを有する/有さない2mg/l NAA 含有MS培地、または、100mg/lカナマイシンを有する/有さない2mg/l NAA、0.5m g/l BAP含有MS培地に移した。ポテトの茎を、BAPを有する/有さないオーキシン またはオーキシン誘導体含有MS培地に移した場合、ポテトの茎上でカルスの形成 が観察された。しかし、オーキシンまたはオーキシン誘導体を添加しない連続的 なインキュベーション後では、全てのポテトの茎は、死滅した(図13)。 同様の抗生物質とオーキシンとの相互作用が、2、4-D,5-ブロモ-IAAおよびIA Aを含有する培地中で観察された。さらに、種々の抗生物質(例えば、ハイグロ マイシンおよびクロラムフェニコール)は、オーキシン処理されたポテトの茎お よびタバコの葉で、同じ相互作用を示した。B.オーキシンおよびオーキシン誘導体を用いた物理的損傷の軽減 タバコの葉を1ヶ月目の植物から採取し、そして小片に切断した(0.5cm×0.2 5cm)。これらの組織を、0.5mg/l BAPを含有するMS完全培地中で一晩インキュベ ートし、マイクロプロジェクタイルを用いてボンバードメントした(1300psi)( ヘリウム供給源、Bioradから入手)。ボンバードメント後、0.5mg/l BAPを有する MS完全培地に移す前に、タバコの外植片を、(1)0.5mg/l BAPを有するMS完全 培地、および(2)0.5mg/l BAPおよび2mg/l NAAを有するMS完全培地3日間イン キュベートした。BAPのみを有するMS培地中でインキューベションしたシュート と比較して、タバコのシュートの再生の有意な改善が、NAAおよびBAPを含有する MS培地中でインキューベションした外植片において示された。さらに、pBI121を 用いてタバコ外植片をボンバードメントし、そして0.5mg/l BAPと共に、および2 mg/l NAAと共に/なしでインキューベションした場合、同様な結果が示された。 形質転換された組織を、0.5mg/l BAPおよび100mg/lカナマイシンを有するMS完全 培地中での外植片のインキューベションによって選択した。これら全ての結果は 、オーキシンが物理的ストレス(例えば、ボンバードメント)を軽減し、そして 植物組織の再生を回復させ得たことを示した。 本明細書中に引用される全ての刊行物、特許出願、および特許は、あたかも各 々の刊行物、特許出願、または特許が参考として援用されるべきであることを具 体的におよび個々に示されるようであるのと同程度に、参考として援用される。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION                   Auxin analog of indole-3-acetic acidCross-reference of related applications   This application is based on provisional application 60 / 007,770 filed on November 30, 1995, and April 27, 1995. Is a continuation-in-part of co-pending application Ser. Incorporated herein by reference.Field of the invention   The present invention relates to plant growth, regeneration of plant cells and tissues, and plant cell morphology. Indole-3-acetic acid (IAA) analogues as plant hormones stimulatory for quality inversion Regarding the use of The invention particularly relates to the use of mono- and polysubstituted IAA molecules. . The present invention also relates to compositions comprising the IAA analogs of the present invention.Background of the Invention   Plant growth is affected by various physical and chemical factors. physically Factors include available light, photoperiod, humidity, and temperature. Chemical Elements include minerals, nitrates, cofactors, nutrients, and plant growth regulators (Plant growth regulator) or hormones (eg, auxin, cytoca Inine, and gibberellin).   Indole-3-acetic acid (IAA) is a naturally occurring plant growth identified in plants Is a hormone. IAA increases plant growth in vivo and in vitro Has been shown to be a direct cause of Features affected by the IAA include: These include cell elongation, internode distance (height), leaf surface area, and crop yield. IAA And other compounds that exhibit hormone regulating activity similar to that of IAA, Included in the class of plant regulators called "auxins".   Cytokinins (eg, 6-furfurylaminopurine (kinetin) and 6-furfurylaminopurine (kinetin)) Preparations based on benzylaminopurine (BAP) are also growth stimulants (growth st imulator). However, preparations based on cytokinins Is most effective in combination with auxin. Cytokinins grow in plants The mechanisms that influence the cycle are far from understood, but they do affect leaf growth. And prevent aging of certain plants.   The general purpose of this field is to use methods such as tissue culture and genetic engineering. The successful operation and regeneration of plants of major crop species. About this Major crop species for specific purposes include corn, wheat, rice, soybean, and wheat. It is an agricultural product like ta.   In vitro culture techniques have been established for regenerating plants. (Reinert,  Edited by J. and Bajaj, Y.P.S., (1977)Plant Cell , Tissue and Organ Culture, Be rlin: Springer; Simmonds, N.W. (1979)Principles of Crop Improvement, Lon don: Longman; Vasil, I.K., Ahuja, M.K. and Vasil, V. (1979) Plant Tissue Culture In Plant Breeding "Adv.Genet. 20: 127-215). Regenerate plants Specific in vitro culture techniques include embryo culture, shoot apex culture, and Cultures of cells, cells, and protoplasts. Embryo culture is difficult interspecies Has been shown to be important in For clonal propagation, virus-free clone development, and conservation of genetic resources Is important. Culture of callus, cells, and protoplasts lose organization It has been shown to be important for cultures that can be recovered.   Genetic engineering techniques for plants have also been established. These techniques include traits Gene transfer by conversion or by protoplast fusion. gene The transfer involves the following steps: (a) identification of a particular gene; (b) isolation and And (c) transferring the gene into a recipient plant host cell; Integration, transcription, and translation of this DNA in transgenic cells; and (e) transgene Propagation and Use of Nick Plants (T. Kosuge, C.P. Meredith and A. Hollaender) (1983)Genetic Engineering of Plants, 26: 5-25; Rogers et al. (1988).Methods for Plant Molecular Biology [A. Weissbach and H.S. Weissbach edition] Academic  Press, Inc., San Diego, CA). In protoplast fusion, plant cell protoplasts Last uses standard chemical (e.g., PEG) or electroporation techniques. Fused by art. After regeneration of the fused cells, interdiploid diploids were obtained. This technique Surgery can provide the desired diploid that cannot be made by conventional means, and The possibility of somatic recombination by some of the mutants is presented. The above technology is , Widely used (Chaleff, R.S. (1981)Genetics of Higher Plants , Applications of Cell Culture , Cambridge: Cambridge University Press). So Therefore, the newly inserted foreign gene should be maintained stably during plant regeneration. And are transmitted to progeny as a typical Mendelian trait (Horsch (1984) Science 223: 496, and DeBlock et al. (1984) EMBO 3: 1681). this These foreign genes maintain their normal tissue-specific and developmental expression patterns. Carry.   Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation systems are effective in many dicot species. Proven to be. For example, Barton et al. (1983, Cell 32: 1033) describe tobacco Plant transformation and regeneration have been reported and described in Chang et al. (1994, Planta 5: 551-558). ) Described stable genetic transformation of Arabidopsis thaliana.   The Agrobacterium method for gene transfer has also been applied to monocotyledonous plants (e.g., For example, plants of the families Liliaceae and Amaryllidaceae (Hooykaas-Van Slogteren et al., 1 984, Nature 311: 763-764) and Dioscorea bulbifera (yam) (Schafer Et al., 1987, Nature 327: 529-532). However, this method is a monocotyledonous plant of the grass family (This includes edible crops such as wheat, rice, and corn) The conversion did not seem to be effective.   Transformation of food crops can be performed, for example, by using polyethylene glycol (PEG) -enhanced DNA (Uchimiya et al. (1986) Mol. Gen. Genet. 204: 204-207) and electroporation Obtained by a different method by the authors (Fromm et al. (1986) Nature 319: 791-793). . Both methods used protoplasts as targets for transfer. Monocotyledonous and bibiotic Cotyledon plant tissue is transformed by bombardment of the tissue with DNA-coated particles (Wang et al. (1988) Plant Mol. Biol. 11: 433-439; Wu,Plant Biotechno logy (1989), edited by Kung and Arntzen, Butterworth Publishers, Stoneham, MA) . Regeneration is performed in rice (Abdullah et al. (1986) Bio / Technology 4: 1087-1090) and Maize (Rhodes et al. (1988) Bio / Technology 6: 56-60 and (1988) Science 2 Four 0: 204-207).   Thus, while regeneration and transformation protocols have been established, monocots and There remains a need to stimulate regeneration and transformation of dicotyledonous plants. In fact, Plants are difficult to regenerate and transform (Vasil and ~ asil (1994)Plant Cell and Tissue Culture (Vasil and Thorpe), Kluwer Academic Publishers, Do rdrech, Netherlands; Chee (1995) Plant Cell Peports 14: 753-757; Burns and And Schwartz (1996) Plant Cell Reports 15: 405-408; Mihaljevic et al. (1996) Pla. (nt Cell Reports 15: 610-614; Schopke et al. (1996) Nature Biotechnology 14: 731) . In addition, there is a need to stimulate plant growth, especially after transformation and regeneration.Summary of the Invention   The present invention relates to plant growth, regeneration of plant cells and tissues, and plant cells and tissues. By providing compounds and compositions that stimulate cell and tissue transformation. Meet these needs. The compounds of the present invention may be mono- or poly-substituted IAAs (indoles). -3-acetic acid), or an ester or salt derivative thereof. The present invention also provides one A composition comprising these IAA analogs and optionally a carrier is provided. You. The present invention relates to the growth, regeneration, and transformation of both monocots and dicots. The use of such auxin analogs to affect G.A. In particular, The present invention provides a monosubstituted IAA having a substituent at position 2, 4, 5, 6, or 7 of the IAA structure. Provide a nalog. Wherein the substitution is a halo- having 1 to 10 carbon atoms. Or alkyl-, alkoxy-, acyl-, acylamide-, and acyl Oxy-substituent. The invention also relates to positions 2, 4, 5, 6, or 7 of the IAA structure. Having from 2 to 5 identical or different substituents at different positions selected from Provides substituted IAA analogs. Here, the substituent has 1 to 10 carbon atoms. Halo- or alkyl-, alkoxy-, acyl-, acylamide-, And acyloxy-substituents.   The compositions of the present invention may comprise, in addition to one or more mono- or poly-substituted compounds, one or more Of additional plant growth regulators. Such plant growth regulators , For example, a clear ratio of cytokinins for widespread application to various plants, Gibberellin and the like. In certain embodiments, the present invention relates to growing a plant. At positions 2, 4, 5, 6, and / or 7 of the IAA structure to affect B-, alkyl-, alkoxy-, acyl-, acylamide-, or acyl- Monosubstitution with the same or different substituents between one and five being xy-substituents Or exemplified by compositions comprising polysubstituted IAA analogs, as well as cytokinins .   The present invention further relates to media containing the compounds and compositions of the present invention. like this Medium stimulates plant growth, stimulates plant cell and tissue regeneration, and One or more IAA analogs may be used to stimulate the transformation of plant cells and tissues. In addition, IAA analogs and plant growth regulators as needed (e.g., Cytokinin).   The invention also relates to a method of stimulating plant growth. The method comprises the steps of (a) Applying an effective amount of a compound or composition of the invention to the cells or tissues of the product, and Optionally, one or more additional plant growth regulators (e.g., cytokinin , Gibberellin, etc.), and (b) the plant cells or tissues Incubating under conditions sufficient to stimulate cell or tissue regeneration Include.   The present invention also provides a method for stimulating the regeneration of plant cells and / or tissues. provide. The method comprises the steps of: (a) providing an effective amount of a compound or composition of the present invention to plant cells. Or one or more additional plant growth regulators (eg, Tokainin, gibberellin, etc.) and (b) plant cells or tissues Incubated under conditions sufficient to stimulate plant cell or tissue regeneration The step of performing   The present invention also provides a method for stimulating the transformation of plant cells and / or tissues. Provide a way. The method comprises the steps of (a) transforming a plant cell or tissue (e.g., Contacting with a nucleic acid molecule (by protoplast fusion), (b) a compound of the invention or Or an effective amount of the composition, and optionally one or more additional plant growth regulators Quality (e.g., cytokinins, gibberellins, etc.) to plant cells or tissues. And (c) transforming a plant cell or tissue into a plant cell or tissue. Incubating with nucleic acid molecules under conditions sufficient to stimulate You. The compounds and compositions of the present invention can also be used to regenerate transformed tissues or cells. Or can be used to stimulate growth, thus obtaining a transgenic plant Provide a way to:   The present invention also provides for reducing the environmental stress of a plant, plant cells or tissues or How to mitigate. The method includes: (a) environmental stresses (e.g., drought, Temperature, too low temperature, chemical toxicity (eg antibiotics, herbicides), pollution, excessive light, Plants and cells or tissues of plants that have been exposed to Contacting with an effective amount of the compound or composition; and (b) the plant, plant cells Alternatively, incubate the tissue under conditions sufficient to reduce or alleviate this stress. In the process.Figure description   FIG.1~ RFiveShows the chemical structure of IAA where is hydrogen and the numbers (1)-( 7) shows the numbering pattern for the IAA chemical structure.   FIG. 2 shows the chemical structures of some halogenated IAA auxin analogs.   FIG. 3 shows some monosubstituted alkyl-IAA oximes having an alkyl group at the 4-position. 1 shows the chemical structure of an analog. The present invention also provides for the same alkyl substituent to be 2, 5, Alkyl-IAA compounds having a 6 or 7 position are contemplated. In FIG. Exemplified by an alkyl-IAA structure having an alkyl (R) group having three carbon atoms . However, the present invention is directed to IAA compounds having alkyl substituents having 1 to 10 carbon atoms. Provide a nalog.   FIG. 4 shows several mono-substituted alkoxy-IAA Au with an alkoxy group at the 4-position. 1 shows the chemical structure of a toxin analog. The present invention also provides the same alkoxy substituent with 2 Alkoxy-IAA compounds having positions 5, 6, or 7 are contemplated. In FIG. Exemplified by an alkoxy-IAA structure having an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms Is done. However, the present invention has alkoxy substituents having 1 to 10 carbon atoms. Provide IAA molecules.   FIG. 5 shows several mono-substituted acyl-IAA auxins having an acyl group at position 4. 1 shows the chemical structure of Nalog. The present invention also provides for the substitution of the same acyl substituent with 2, 5, 6, or Or acyl-IAA compounds having a 7-position. In FIG. 5, one to four carbons An acyl-IAA structure having an acyl group having an atom is exemplified. However, the present invention An acyl-substituted IAA molecule having an acyl group having 1 to 10 carbon atoms is provided. Offer.   FIG. 6 shows some monosubstituted acylamide-IAA having an acylamide group at position 4. 1 shows the chemical structure of an auxin analog. The invention also provides the same acylamide substituent Is intended at acyl positions 2, 5, 6, or 7. FIG. Wherein the acylamide-I having an acylamide group having 1 to 4 carbon atoms An AA structure is exemplified. However, the present invention relates to acylamido having 1 to 10 carbon atoms. An acylamide-substituted IAA molecule having a thiol group.   FIG. 7 shows some monosubstituted acyloxy-IAA having an acyloxy group at position 4. 1 shows the chemical structure of an auxin analog. The invention also relates to the same acyloxy substituent Are intended at 2, 5, 6, or 7 positions. FIG. Wherein acyloxy-I having an acyloxy group having 1 to 4 carbon atoms An AA structure is exemplified. However, the present invention relates to acyloxy having 1 to 10 carbon atoms. An acyloxy-substituted IAA molecule having a thio group is provided.   FIG. 8 shows BAP (0.5) based on root formation (top row) and callus formation (bottom row). mg / l) in the absence (top row) and in the presence (bottom row) of increasing concentrations of 6-BrIAA (0 Demonstrates the growth of tomato plants using .5, 2.0, and 8.0 mg / l).   FIG. 9 shows BAP (0.5) based on root formation (top row) and callus formation (bottom row). mg / l) in the absence (top row) and in the presence (bottom row) of increasing concentrations of 6-BrIAA (0 .5, 2.0, and 8.0 mg / l).   Figure 10 shows root and callus formation (top row) and shoot and callus formation Based on (bottom row), the absence (top row) and presence (bottom row) of BAP (0.5 mg / l) Of tobacco plants using increasing concentrations of 6-BrIAA (0.5, 2.0, and 8.0 mg / l) in Demonstrate growth.   FIG. 11 shows 5-FIAA or 7-FIAA (2.0 mg / l) and BAP based on shoot formation. (0.5 mg / l) demonstrates the growth of cassava plants in the presence.Detailed description of the invention   The following definitions are intended to describe their intent or scope in the specification and claims. Provided to clarify the enclosure.   the termIndole-3-acetic acidOrIAAIs, as used herein, R1~ RFive Is hydrogen. This term refers to the IAA as well as the free acid form. Also refers to the amide, ester, or salt form of IAA means, for example, Thorium, potassium, ammonium, dimethylamine, ethanolamine, etc. Salts and ester derivatives such as salts and amides and lower alkyl esters Is included.   the termMonosubstitute IAAIs, as used herein, R1~ RFiveOne of the groups is IAA Halo-, alkyl-, alkoxy-, at position 2, 4, 5, 6, or 7 in the chemical structure; Diagram showing acyl-, acylamide-, or acyloxy-substituent One IAA molecule.   the termPolysubstituted IAAIs, as used herein, R1~ RFiveTwo or more of the groups are I At least two positions corresponding to positions 2, 4, 5, 6, or 7 in the AA chemical structure Same or different halo-, alkyl-, alkoxy-, acyl-, acylamido Refers to the IAA molecule of FIG. 1 indicating a do- or acyloxy-substituent.   the termIAA Auxin analogOrIAA analogOrIAA Auxinanaro G Is used herein, for example, halo-, alkyl-, alkoxy -Including one or more groups, including-, acyl-, acylamide-, acyloxy-, etc. Refers to mono- or polysubstituted IAA.   As used herein, an analog is a mono- or polysubstituted IAA analog. It includes the amide, ester, or salt forms thereof as well as the free acid form.   Halo groups include iodo-, bromo-, chloro-, and fluoro- groups, but Halogen not limited to these.   Alkyl groups are alkyl, R- (linear, branched, or cyclic; saturated or unsaturated). Saturates). Here, R has 1 to 10 carbon atoms. I do.   Alkoxy groups include alkoxy, R-O- (linear, branched, or cyclic; saturated or Or unsaturated). Where R is 1-10 carbon sources Have children.   An acyl group can be acyl, R—C (O) — (linear, branched, or cyclic; saturated or Unsaturated). Here, R represents 1 to 10 carbon atoms Have.   Acylamide groups include acylamide, R—C (O) —NH— (linear, branched, Is cyclic; saturated or unsaturated). Where R is 1 Has ~ 10 carbon atoms.   Acyloxy groups include acyloxy, R—C (O) —O— (linear, branched, or Cyclic; saturated or unsaturated). Where R is 1 to Has 10 carbon atoms.   the termPlant growth regulator or plant growth hormoneIs the field used in this specification. Naturally occurring or acting as hormones in regulating plant growth Refers to a synthetic compound. Plant growth regulators include auxins, cytokinins, and And gibberellins.   the termauxinOrCytokininRefers to a plant as used herein A plant growth regulator that affects the growth of plants. Auxin, for example, India Toluene-3-acetic acid (IAA), indole-3-butyric acid (IBA), 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), naphthaleneacetic acid (NAA), 5,6-dichloroindole-3-acetic acid (5,6-ClTwo -IAA) and the like. Cytokinin is 6-benzyla Mino pudding (BAP), N6・ (ΔTwoIsopentenyl) adenine (2iP), isopentenyl Lupirophosphate (ipp), 6- (4-hydroxy-3-methyl-2-transbethenyla) Mino) purine (zeatin), 6-furfurylaminopurine (kinetin), etc. Such compounds are exemplified. Compounds can be used in bioassays (eg, Avena sati Elongation of va cotyledon sheath (Bottger et al. (1978) Planta 140: 89) or root growth of Chinese cabbage Inhibition (Marumo et al. (1974)Plant Growth Substance, 419, Hirokawa Publishing  Co., Inc., Tokyo), or the swelling of the hypocotyl of the green crab (Marumo et al. (1974)Above)) Can be used to test for auxin activity. Cytokinin activity can be measured in the field Assays designed to assess growth promotion in plants, as is well known in (Eg, tobacco bioassays, etc.) ((Skoog et al., 196 7) Phytochem 6: 1169-1192; Morris (1986) Ann. Rev. Plant Physiol. 37: 5 09-538; Horgan (1984) Advanced Plant Physiol (Wilkins, M.B.), pp. 53-75, P. itman Publishing, London; Letham and Palni (1983) Ann. Rev. Plant Physio1  34: 163-197; and Chen (1981)Metabolism and Molecular Activities of C ytokinins (Guern, J. and Peaud-Lenoel, C. eds., Springer, New York, pp. 34-43) ). Changes in the cytokinin / auxin concentration ratio have been shown to enhance plant growth It occurs preferentially in the organization. For example, high cytokinin / auxin ratios Promote the growth of roots, while low cytokinin to auxin ratios (Depicker et al. (1983) Genetic Engineering of Plants, T. Kosunge , C.P. Meredith and A. Hollaender, eds., Plenum Press, New York, p. 154).   the termMedium (single)OrMedium (multiple)Refers to a plant as used herein Cell growth, regeneration of plant cells and tissues, and shape of plant cells and tissues A solid or liquid that contains sufficient nutrients to support transversion.   the termCareerRefers to hydrophobic or hydrophilic or both, as used herein Of the active ingredient in plants (ie, the IAA analog of the present invention) Chemically or biologically or physiologically useful to promote efficacy. Refers to an acceptable molecule.   the termplantRefers to an entire plant or a part of a plant as used herein . Plants include, for example, certain parts (locus) of plants, plant cells, plant tissues , Explants, or plant seeds. This term refers to a suspension culture or tissue Plants in the form of a culture are further contemplated. These include calli, protoplasts, embryos , Organs, organelles, etc., but are not limited thereto.   the termTransformed plantsOrTransformed plant tissueIs used herein Transformation of a nucleic acid molecule into a plant or plant tissue, for example, from foreign DNA Replacement or protoplast fusion.   the termTransgenic plantsOrTransgenic plant tissueIs used in this specification When used in plants, plants or plant tissues stably transformed with foreign genes Say.   the termTransient expressionIs transformed with DNA, where the DNA is A plant or plant tissue that is expressed for a period of time.   the termGenetic manipulationAs used herein, is referred to as one or more plant cells. Refers to the introduction of a subsequent (often chimeric) gene. This plant cell is completely sexually active It can be regenerated into a viable and viable plant that is retained in the germline So that the introduced foreign gene can be inserted or crossed into agriculturally useful plant species. It can be pollinated or cross-pollinated with other plants of the same species.   the termPlaybackIs a tissue or unit of a cultured plant, as used herein. (Eg, leaf disks, seeds, etc.) Or generation of regenerated plant tissue (eg, roots, shoots, calli, etc.).   the termPlay percentage,Playback%OrRegeneration efficiencyIs the field used in this specification. A tissue-cultured plant that produces at least one newly developed or regenerated tissue. The number of physical units is defined as a percentage of the total number of plant units in tissue culture (eg, Say:   the termAffect plant growthOrAffect growthOrAffector OrInfluenceAs used herein, is the number of whole plants growing Characteristics (eg, stimulation of seed germination, induction of roots, suppression of shoot formation, cell proliferation Promotion of reproduction, stimulation of callus growth, etc.) in the absence of growth regulators Refers to any one of a number of plant responses that improve or alter as compared to   the termEffective amountA compound, as used herein, is a component of one or more plants. Plant growth regulators, which are administered to plants to stimulate or produce a long response Or the amount or concentration of a compound that is a plant growth hormone. As plant growth response In particular, induction of stem elongation, promotion of root formation, stimulation of callus formation, enhancement of leaf growth, Stimulation of seed germination, increased dry weight content of many plants and plant parts, etc. No.   The present invention describes that mono- and multi-substituted IAA analogs can be used to affect plant growth. It relates to the finding that it has utility as a xin. For example, 5-bromo-IAA When combined with Itokainin, both callus and shoot formation are observed [ No. 08 / 430,209 (filed Apr. 27, 1995) ].   IAA auxin analogs are present in both monocots and dicots. Compared to IAA in functioning as a toxin. For example, 5-bromo-IAA IAA in stimulating the regeneration of green callus from Arabidopsis thaliana Has been found to be 2-4 times more effective.   The growth affecting composition of the present invention may be mixed with a carrier or supplemental nutrient. An IAA analog, or an IAA analog and one or more additional plant growth regulators ( For example, cytokinins and gibberellins). BAP, 2iP, And the use of kinetin and IAA analogs is also a particular embodiment of the invention. Is exemplified. Other cytokinins or other plant growth regulators known in the art The substance is combined with an IAA analog to produce a growth affecting composition of the invention. It is intended that it can be used for More than one cytokinin or different A plant growth regulator (eg, gibberellin etc.) comprising a growth enhancing composition of the invention It is also contemplated that it can be mixed with an IAA analog to produce a product. Also, The selection of plant growth regulators depends on the incubation that characterizes the growth of a particular plant Or it may change at different stages of the application cycle. Plant growth regulators are And Skoog et al. (1967) Phytochemistry 6: 1169-1192 and The ologis (1989)Plant Biotechnology(Edited by Kung and Arntzen) Butterworth Publ BAP, 2iP, ipp, zeatin, kine, as described in ishers, Stoneham, MA But not limited to, tin, gibberellin and the like.   Compounds and compositions of the invention affect the growth cycle of plants and plant tissues Such mechanisms are not currently fully understood, but will be demonstrated hereinbelow. As such, they elicit responses that affect many growths in various plant species. It is clear that it plays an important role in guiding.   In certain embodiments of the invention, the various IAA analogs are derived from various plant tissues (eg, For example, tobacco and tomato leaf disks and potato stalks) MS complete medium containing only various concentrations of auxin (Life Technologies, Inc., Gai (obtained from Thersburg, MD) and (2) various ratios of cytokinins / orchids By incubating in MS complete auxin medium containing syn Screened for auxin activity.   In specific embodiments, tomato leaf discs, tobacco leaf discs And potato stalks in the absence of cytokinin (eg, BAP (0.5 mg / l)) And various amounts of 6-BrI in the presence (ie, 0.5, 2.0, and 8.0 mg / l) Incubation was performed in MS complete medium containing AA. Tomato leaf disk If only 6-BrIAA is present in the incubation mixture, Only root formation was observed from the leaf discs. Fig. 9, upper row is tomato Correlation between Root Formation from Leaf Discs and Increasing Concentrations of 6-BrIAA Show. However, as shown in FIG. 9, bottom row, In MS complete medium containing 0.5 mg / l BAP and 0.5, 2.0, or 8.0 mg / ml 6-BrIAA When incubated, callus was formed in each case, but roots were formed. Did not.   Identical auxin and cytokinin conditions resulted in potato stem (FIG. 8) and taba When applied to coco leaf disks (FIG. 10), various growth responses were observed. In potatoes, as the concentration of 6-BrIAA increases from 0.5 mg / l to 2.0 mg / l, Formation increased. However, at a concentration of 8.0 mg / ml, root formation was reduced (FIG. 8, top row). ). If BAP (0.5 mg / l) was present in the incubation mixture, Callus formation was observed at all nin / auxin ratios (Figure 9, bottom row). Contrast Typically, leaf disks of tobacco were exposed to various concentrations of 6-BrIAA in the absence of BAP. (Fig. 10, upper row), both root formation and callus formation were observed. On the other hand, in the presence of both 6-BrIAA and BAP (FIG. 10, bottom row), shoot and cal The formation of both forms occurred. These results indicate that various plant tissues were treated with auxin. Auxin levels are important for plant tissue regeneration. It showed that both effects were quantitative and quantitative.   In another embodiment of the invention, the IAA analog is screened for auxin activity. It was leaned. IAA derivative structures (eg, 2-bromoindole-3-acetic acid (2-Br IAA), 6-bromoindole-3-acetic acid (6-BrIAA), 7-bromoindole-3-acetic acid ( 7-BrIAA), 5-chloroindole-3-acetic acid (5-CIIAA), 5-fluoroindole-3- Acetic acid (5-FIAA), 7-fluoroindole-3-acetic acid (7-FIAA), 5-iodoindole 3-acetic acid (5-IIAA), 5-ethylindole-3-acetic acid (5-EtIAA), 7-ethylin Dole-3-acetic acid (7-EtIAA) and 5-methoxyindole-3-acetic acid (5-MeOIAA) ) To auxin standards in the art (eg, IAA and NAA). Were tested for their ability to function as auxins in plant tissue regeneration. Table 1 shows that various IAA analogs were identified as roots or mosquitoes from tobacco, tomato, and potato. Demonstrate the ability to stimulate lupus regeneration. Generally, 2 or 6 bromine substitutions Is an IAA analog at position 7 or a fluorine substitution at position 5 or 7, Auxin activity equal to or better than the observed auxin activity It seems to show.NA = Not available. + (-) Means preliminary observation.   These IAA derivatives can also be treated with auxin in the presence of cytokinins. The activity was evaluated. Table 2 shows the species in the presence of BAP (at a concentration of 0.5 mg / l). Various IAA analogs (at a concentration of 2 mg / l) from tobacco, tomato, and potato Shows the ability to stimulate shoot and / or callus regeneration. Auxin and Incubation of plant tissue in the presence of both cytokinins was tested In all three plants (ie, tobacco, tomato, and potato) Shoots, whereas auxin and cytokinin Only occurs in tobacco incubated with both, auxin and Occurs in tomatoes and potatoes incubated with both cytokinins Did not. In general, halogenated IAA analogs are responsible for callus regeneration in tobacco. Comparable to IAA in deriving, while alkyl-IAA and alkoxy- The IAA analogs are responsible for the auxin of IAA in tomatoes and potatoes under these conditions. It showed auxin activity similar to the activity. NA = Not available. + (-) Means preliminary observation.   These IAA analogs also have the ability to effect regeneration of plant tissue, including foreign DNA. Power was evaluated. Tobacco and potato tissues contain Agrobacterium-mediated traits Provided with conversion technology. This technology can be used for co-culture with Agrobacterium containing pBI121. MS containing 0.5 mg / l BAP, 2 mg / l IAA derivative, and 100 mg / l kanamycin Includes selection using whole medium. Table 3 shows the IAA analogs tested (7-BrIAA, 5-CIIA A, 5-FIAA, 7-FIAA, 5-EtIAA, 7-EtIAA, and 5-MeOIAA) in the presence of BAP Kanamycin-resistant calli in transformed tobacco and potatoes, Stimulates regeneration of kanamycin-resistant shoots in rabies transformed tobacco Indicates that Generally, halogenated IAA, alkyl-IAA, and alkoxy-IAA Derivatives showed IAA-type auxin activity in transgenic plant tissues .   Further, examples of the IAA analogs of the present invention include those in the presence of cytokinins. It was evaluated for xin activity. Table 4 shows 2-BrIAA, 6-BrIAA, 7-BrIAA, 5-FIAA , 5-EtIAA, and 7-EtIAA (at a concentration of 2 mg / l) in the presence of 0.5 mg / l BAP Ability to stimulate shoot and callus regeneration from cassava leaves and stems Show. 5-FIAA is bigger in cassava stems and from cassava leaves It was also shown that to some extent promoted shoot formation.   In another embodiment of the present invention, the IAA analogs of the present invention are difficult to reproduce Is known in the art to be (e.g., cassava, woody And monocotyledonous crops) [Vasil and Vasil (1994)Plant Cell and Tissue Cul ture (Edited by Vasil and Thorpe), Kluwer Academic Publishers, Dordrech, Nethe rlands; Chee (1995) Plant Cell Reports 14: 753-757; Burns and Schwartz ( 1996) Plant Cell Reports 15: 405-408; Mihaljevic et al., (1996) Plant Cell Report. ts 15: 610-614; applied to regeneration of Schopke et al. (1996) Nature Biotechnology 14: 731]. Was done. FIG. 11 shows MS complete medium containing 2 mg / l 5-FIAA and 0.5 mg / l BAP. Demonstrates shoot regeneration in incubated cassava leaves and stems You.+ (-) Means preliminary observation.   Traditionally, to achieve shoot regeneration from cassava leaves and stems, Cassava tissue is derived from media containing large amounts of auxin, Transfer to another medium containing kainin. In the present invention, the system from cassava tissue Regenerates auxin and cytokinin from high auxin media Obtained without transplantation of the tissue into the medium. Further, the cassava tissue according to the present invention The regeneration of the shoots in the test showed a significant improvement in the number of regenerated shoots. Obedience Thus, plant tissues that have traditionally been described as difficult to regenerate (eg, , Cassava, woody plants, corn, soybeans, wheat, etc.) Thus, the IAA analogs of the present invention not only exhibit auxin activity, but also It also improves the yield of tissue.   The practice of the present invention will stimulate seed germination and break dormancy; increase yield; Promote maturation and coloration; flowering and increased outcome; stimulation of shoot formation; callus Induction of root development; induction of root formation and cell proliferation; strength of various plant species Increased health; including increased dry weight content of many plants and plant parts Contemplate a wide variety of plant growth responses. In addition to these categories of responses , The end result is increased crop and horticultural crop or seed growth, or As long as it maximizes any of its beneficial or desired characteristics, Any other variation of the vegetables is within the advantageous response achieved by practicing the invention. Is intended to be included.   A suitable application of the growth enhancing composition of the present invention to the culture of plant tissue is to shoot Induces root, callus regeneration. This effect can be seen in monocot and dicot Occurs in both plant species and applies to a wide variety of plants.   The compositions of the present invention are further utilized for plant regeneration from transgenic plants. You.   Genetic engineering of plants generally involves two complementary processes. First process Involves the genetic transformation of one or more plant cells of a particularly characterized type. Trait The conversion allows the foreign gene (typically a chimeric gene construct) to be grown, typically Helping a vector with the ability to transfer a gene of interest into the genome of a growing plant cell To be introduced into the genome of individual plant cells. Then, The second process involves the regeneration of transformed plant cells into whole plants that can be crossed. Including. Neither the transformation process nor the regeneration process need be 100% successful, but % Of cells can be transformed and regenerated into whole plants Must have reliability and reproducibility.   The two processes (transformation and regeneration) must be complementary. Two Process complementation is successfully transformed by the transformation process The tissue must be of a certain type and characteristic, and be sufficiently healthy and competent They must be powerful and vital, so that they can It must be able to play well.   Successful transformation and regeneration techniques are described in the prior art as monocotyledonous plants and Demonstrated for dicotyledonous plants. For example, transformation and regeneration of tobacco plants Barton et al., Cell 32: 1033 (April 1983), whereas cotton regeneration was 1 As described in Umbeck, U.S. Pat. No. 5,004,863, issued Apr. 2, 991. Further In addition, rice transformation and regeneration is described in Abdullah et al. (1986) Bio / Technology 4: 1087. Corn, whereas corn is described in Rhodes et al. (1988) Blo / Tec. hnology 6: 56-60 and Science 240: 204-207. And played.   The most common methodology used to transform cells of dicotyledonous species is the phytopathogen Related to the use of Agrobacterium tumefaciens. Agrobacterium-mediated traits Conversion was achieved in some monocotyledonous plants, but WuPlant Biotechnology (1989) pp. 35-51, by Butterworth Publishers, Stoneham, MA. Other gene transfer methods (eg, polyethylene glycol method, electroporation, etc.) Solutions, direct injection, particle bombardment, etc.) Was. The present invention is useful for any transformation method including a plant regeneration step.   In certain embodiments, the present invention is directed to a leaf disk or hypocotyl explant. Suppose gene transformation of a tissue in culture. The transformed tissue is induced To form plant tissue structures. This can regenerate into a whole plant.   The transformation technique of the present invention is described in This technology uses the Ti plasmid of tumefaciens. You. A. as a transformation medium When using tumefaciens cultures, the transformed Non-tumorigenic Agrobacterium so that normal non-tumorigenic differentiation of It is most advantageous to use tumorigenic strains as vector carriers. Once planted In order to be effective when introduced into a target cell, a chimeric construct containing the desired foreign gene must be used. Architecture is a promoter that is effective in triggering the transcription of a gene of interest in plant cells. And polyadenylation sequences or transcriptional regulatory elements that are also recognized in plant cells. Must contain columns. Promoters known to be effective in plant cells Nopaline synthase promoter isolated from T-DNA of Agrobacterium And the cauliflower mosaic virus 35S promoter. other Suitable promoters are known in the art. Transformed cells are in culture Have the foreign gene of interest so that it can be selected from untransformed cells. That the vector also contains one or more selectable marker genes therein. preferable. In many applications, preferred marker genes include appropriate antibiotics The substance separates and selects transformed cells from non-transformed cells. Antibiotic resistance genes, such as may be used to select.   Details of the construction of a vector containing such a foreign gene of interest are described in Plant Genetics. It is known to those skilled in the art of child manipulation, and tobacco, petunia, and other models. It is substantially different from the practice previously demonstrated to be effective in Dell plant species. No. Foreign genes have been identified as marker genes (Jefferson et al. (1987) EMBO J. 6:39). 01-3907) or to achieve any desired effect in plant cells. Should be chosen easily. This effect has the effect of promoting growth, disease resistance, Changes in condition or quality of plant products, or any that can be achieved by genetic engineering Other changes may be made. Chimeric gene constructs are useful for disease processes or unwanted One or more exogenous proteins to control or inhibit any of the intrinsic plant functions. Can encode the expression of a protein, or can result in the transcription of negative strand RNA.   To begin the transformation and regeneration process on plant tissue, Sterilize the tissue surface to prevent inadvertent contamination of the resulting culture. Is necessary. If the tissue is seed, then the seed is It is germinated on a cut germination medium. Four to ten days after germination, the hypocotyl part of the immature plant is removed. And cut into small segments each averaging about 0.5 cm. Hypocotyl explant The pieces are stabilized in liquid or agar plant tissue culture medium and viable. Leave.   Once the tissues have stabilized, they are transformed into non-tumorigenic Aggrobact It can be quickly inoculated with a suspension culture of erium. The inoculation process can be performed for a short period of time (eg, 2 Days) at room temperature (ie, at 24 ° C.).   At the end of the inoculation period, the remaining treated tissues can be transplanted onto selective agar. This choice cold The culture medium contains one or more of the following: toxic to Agrobacterium but not to plant tissue. Use antibiotics enough to kill any remaining Agrobacterium in the culture. Contained in various concentrations. Suitable antibiotics for use in such media include Ag Carbenicillin, cefotaxime, etc. as robacterium fungicides, and their forms Kanamycin is a selective antibiotic for transformed plant tissue.   The tissue is then placed on a tissue culture medium containing the usual components of the tissue culture plus a selection agent. Cultured in The selection agent (exemplified herein by kanamycin) is Toxic to untransformed cells, but genetically resistant to selected drug Toxic to transformed cells that have integrated sex and express their resistance Not gender. Suitable tissue culture media are auxin analogs and cytokines of the invention. MS media with inin added with or without antibiotics. Raw Existing transformed tissue is transferred to a second medium to induce tissue regeneration. It is. Therefore, surviving transformed tissues can be obtained through the regeneration technique of the present invention. Or continue to regenerate through any other alternative plant regeneration protocol Be an object.   The exact amount of the composition that affects growth used in the practice of the present invention is: Depends on the type of response desired, the formulation used and the type of plant being treated . The present invention relates to the invention of about 50.0-0.001, and preferably about 5.0-0.05, and more preferably Use the ratio of cytokinin concentration to auxin concentration of about 2.0-0.25 Intended to be.   The chemical compound used as an active ingredient of the composition for promoting growth of the present invention includes: It can be prepared according to processes well known in the prior art or is readily available. It can be obtained commercially from sources.   The IAA analogs of the present invention make plants less susceptible to antibiotic toxicity. Useful for Such IAA analogs can also cause plant stress (circularity). Environmental stress, physical stress, chemical stress, pollution, pollution, drought, light, etc.) Useful in making it possible to overcome.   The composition of the present invention may be used at any stage of development of the plant Mon or for maintenance effects and on tissue damaged during the early stages of development Concentration, formulation used, and processing to promote regrowth in It may be applied depending on the type of plant species being treated.   The compositions of the present invention are preferably used to enhance specific synergistic growth in various types of plants. Certain supplemental nutrients or other plant growth in precise ratios to achieve a strong response Used in combination with modulators. The composition of the present invention is useful for disease resistance of various plants. Can be used in combination with further fungicides to increase the viability of the plant tissue. By controlling innate disease immune enzymes and plant processes Resistant to infestation by pathogens. The composition of the invention essentially comprises Although they themselves have no phytotoxic activity, they sometimes remove unwanted plants. grass In order to make these plants more susceptible to It can be used in combination with herbicides. However, agricultural and horticultural crops, Implementation of the invention, such as growth-enhancing responses in annual and annual home plant species It is preferred to consider the results achieved in.   The following examples are realized by applying the preferred compositions of the present invention to various plant species 9 is an illustration of a wide range of plant growth responses that can be performed. Nevertheless, the present invention is effective It is not intended to be limited to these optimal ratios of the components. Because those skilled in the art Do you find that the composition of the invention shown above in the description is an effective growth enhancer? It is. In addition, other plants, seeds, fruits, and other plants not specifically exemplified in this specification. Recognition of the improved results of using the compositions of the present invention with respect to vegetables and vegetables The person skilled in the art will readily think that it is easy in the ability of the person skilled in the art. . The following examples illustrate the utility of the present invention without limiting the scope of the invention Provided for.Example Embodiment 1 FIG. IAA Chemical synthesis of auxin analogs (A) Synthesis of halogenated IAA   The synthesis of monohalogenated IAA compounds is mainly based on J. March,Advanced Organic Chemi stry (1985) J. Wiley and Son, pages 1032-1033. Based on the Shah Indole synthesis method. This method uses the original 3-formylpropionic acid Depends on the Fisher ring closure of phenylhydrazone. Of substituted phenylhydrazine Due to the general utility of indole-3-acetic acids substituted on the benzene ring This method makes it attractive for preparation (Fox and Bullock (1951) J. Am. Chem.  Soc. 73: 2756 and Hatano et al., (1987) Experientia 43: 1237).   Alternatively, a wide variety of substituted anilines are available and the corresponding substituted An output for synthesizing phenylhydrazine (which can then be converted to a substituted IAA compound) Can be used as a source. Substituted anilines are described in Robinson (1957) Can. J. Chem. 35 : 1570 can be converted to the corresponding substituted phenylhydrazine.   2- and 4-halogen-substituted phenylhydrazines can be combined with 3-formylpropionic acid When used with 2- and 4-halogen substituted phenylhydrazones ( Cyclizing to the corresponding 7- and 5-halo-IAA, respectively). 3-halogen Preparations of substituted phenylhydrazones are cyclized to give C18Using reverse phase HPLC, the water: Tanol: 4- and 6-halo-IAA isomers that can be separated by elution with acetic acid To form 4-halo-IAA is eluted prior to 6-halo-IAA. 2-halo-IAA compound The product was prepared according to the procedure described by Porter and Thimann (1965) 4: 229-243. Can be synthesized. Each isomer product is analyzed by thin-layer chromatography, mass spectrometry, and It can be identified using nuclear magnetic resonance.   Both 4-halo-IAA and 6-halo-IAA compounds were purchased from Fox and Bullock (1951) J. Am. A m. chem. Soc. 73: 2756, Majima and Hoshino (1925 ) Can be synthesized individually by the method of Ber 58: 2042. 4- and 6-chloroi iodide The magnesium complex, concentrated with chloroacetonitrile and obtained. The nitrile is hydrolyzed to the corresponding indole-3-acetic acid.   The protocol for the synthesis of monosubstituted halogen-IAA includes the following steps. Replacement Fe Nylhydrazine hydrochloride (0.05 mol) is dissolved in 30% acetic acid (PH 4.0) and Add to a 0.1 M solution of freshly prepared (see below) 3-formylpropionic acid Add. After cooling, collect the precipitate and dissolve in 75 ml pyridine. In this solution 100 ml concentrated hydrochloric acid and 25 ml 85% HThreePOFourAnd the resulting solution is NTwounder Reflux in the dark for 10 hours.   600 ml H of reaction mixtureTwoDilute with O, filter, and extract the filtrate several times with ether. Put out. The ether fractions are pooled and washed with water. Indole acetic acid, 0. Back-extract into 5M NaOH (200 ml), boil and precipitate with concentrated hydrochloric acid (pH 1.0). stone The soapy tar is decanted or removed by filtration. Replace IAA with HTwoO, HTwoO Recrystallize twice from / ethanol, toluene, or ethyl acetate / hexane.   Stir 3-formylpropionic acid with starch-iodide paper until negative result While adding 200 ml to 24.9 g (0.20 mol) of glutamic acid in 400 ml of 0.5N NaOH solution Freshly prepared by adding fresh 1 M NaOCl solution, then 70 ml of 3N  Acidify by adding HCl.   Polyhalogenated IAA compounds are described in Engvild (1977) Acta Chem. Scand. B31: 338 (example For example, the method of 4,6-, 4,7-, 5,7-, 6,7-dichloroIAA), or Baldi et al., (1985) J.  Label. Compd. Radiopharm. 22: 279 (eg, 5,6-, 4,5-dichloro-IAA) Or Hatano et al., (1987) Experientia 43: 1237-1239 (e.g., 5,6-, 6,7-, 4,5-, 4,6-, 5,7-, 4,7-dichloro-IAA). Can be synthesized.   (B) Alkyl, alkoxy, acyl, acylamide, and acyloxy IAA Synthesis of   Using the procedure outlined above (Example 1 (A)), 2, 4, 5, 6, or 7 Alkyl, alkoxy, acyl, acylamide, or acyloxy substituent at the Is prepared. Synthetic reaction to obtain desired substituted IAA compound Using an appropriately substituted phenylhydrazine. If necessary, reactive substituents (Eg, acyl, acylamide, acyloxy, etc.) And then deprotect it.   Halo, alkyl, alkoxy, acyl, acylamide, acyloxy substituent Multisubstituted IAA analogs having two or more different substituents selected from Synthetic techniques (Vasil and Vasil (1994), well known inPlant Cell and Tissse Cult ure (Edited by Vasil and Thorpe), Kluwer Academic Publishers, Dordrech, Netherla nds; Chee (1995) Plant Cell Reports 14: 753-757; Burns and Schwartz (1996) ) Plant Cell Reports 15: 405-408; Mihaljevic et al., (1996) Plant Cell Reports 1 5: 610-614; synthesized using Schopke et al. (1996) Nature Biotechnology 14: 731). obtain. For example, an IAA compound containing a combination of alkyl, halo, and acyl substituents (For example, 2-methyl-5,7-dichloro-IAA, 2-COOH-5-methyl-IAA, 2-COOH-7-chloro B-IAA) and Fox and Bullock (1951) J. Am. Am. Chem. Soc. 73: 2756-2759; H offman et al., (1952) J.C. Biol. Chem. 196: 437, and Engvild (1977) Acta Chem. Scand. B31: 338-344 and the like.Embodiment 2. FIG. Evaluation of auxin activity in non-transgenic plants (A) Tobacco     Nicotiana tobaccum Xanthi seeds were obtained from Dr. James Saunders (USDA, Beltsvi lle, MD). The young tobacco leaves are collected and cut into small pieces. Explants were prepared using (1) MS complete medium (L) containing only various concentrations of auxin-related compounds. ife Technologies, Inc., Gaithersburg, MD) or (2) various Concentration of auxin-related compound and 0.5 mg / l of benzylaminopurine (BAP) Green callus on MS complete medium with 18 h light / 6 h dark cycle And incubate until shoots form.(B) Tomato   The seeds of the varieties "Moneymaker" tomato are provided by Dr. James Saunders (USDA, Beltsvil le, MD). The young tomato leaves are harvested and cut into small pieces. Explants were transferred to cytocaica as described above in section (a) for tobacco. Incubate in MS complete medium with auxin in the presence or absence of inin. Beate.   (C) potatoes   Potato seeds of the cultivar “Kent V.F.” were purchased from Dr. James Saunders (USDA, Beltsvill e, MD). The young potato stalks are collected and cut into small pieces. Explants As described above for tobacco in section (a) above, In MS complete medium with auxin in the presence or absence of I do.   (D) Arabidopsis thaliana   Seeds of the Arabidopsis thaliana ecotypes Columbia and Landersberg ereta are Ke Provided by Dr. ith Davis (The Ohio State University, Columbus). Hypocotyl Were harvested from day 10 seedlings, and (1) various concentrations of N6・ (ΔTwoIsopentenyl) MS complete containing various concentrations of IAA or IAA analog with adenine (2iP) Medium, and (2) various concentrations with 2iP, BAP, or kinetin at various concentrations Transfer onto MS complete medium containing IAA analogs. Explants, 18 hours light / 6 hours Incubate at 23 ° C using a dark cycle until green calli and shoots are formed. Lab.   (E) Rice     Seeds from Oryza sativa cultivar Orion were purchased by Dr. James Saunders (USDA, Beltsville , (MD) in good faith. Seeds to form rice embryogenic calli Sterilize the surface of the seeds as follows: 0.5% surfactant for 1 hour while shaking the mature seeds Reduce pressure while shaking. The seeds are then rinsed three times with sterile distilled water. at this point, Seeds on MS complete medium containing various concentrations of BAP and various concentrations of IAA analogs And incubate in the dark at 25 ° C. for 1 month, then 18 hours light / 6 hours Use a dark cycle to incubate at 25 ° C until green calli and shoots are formed. Cubate.   (F) Cassava   Stems or third young leaves were harvested from January cassava seedlings and cut into small pieces . Explants were treated with various concentrations of auxin-related compounds and 0.5 mg / l benzylamino acid. Incubated on MS complete medium containing purine (BAP). Explants for 18 hours Form green calli and shoots at 23 ° C using a light / 6 hour dark cycle And incubated until the   Regeneration of plant tissue using tissue culture is similar to auxin and cytokinin. Depends on various plant hormones. Murashige and Skoog (MS) media (Murashige, T .; And F. Skoog (1962) Physiol. Plant 15: 473-497) The presence of auxin stimulates the formation of root structures, while Formation of cytokinin as well as auxin is replenished to the MS nutrient medium. It is known that if it is, it will be observed. Therefore, potential new auxies The evaluation of the test compound as a component was performed using leaf disks of tobacco (a) at various concentrations. MS complete medium containing auxin alone, and (b) different concentrations for auxin MS complete medium containing cytokinin (cytokinin / auxin) at different ratios And by incubating.   In certain embodiments of monosubstituted IAA analogs, 15 halogenated IAA compounds are It is chemically synthesized and tested for plant growth regulating activity. As shown in FIG. The following compounds are tested for auxin activity: 2-iodo-IAA, 4-iodo -IAA, 5-iodo-IAA, 6-iodo-IAA, 7-iodo-IAA, 2-bromo-IAA, 4-bromo-I AA, 5-bromo-IAA, 6-bromo-IAA, 7-bromo-IAA, 2-fluoro-IAA, 4-fluoro -IAA, 5-Fluoro-IAA, 6-fluoro-IAA, and 7-fluoro-IAA. Biological of each compound The activity is compared to the biological activity of the IAA. Various concentrations of each compound can be used in tobacco recycling. Leaf and tomato leaf discs and roots and potatoes from potato stalks The ability to stimulate the formation of callus and callus is tested. Stimulates root formation Ability to test compounds at various concentration ratios of cytokinin (eg, BAP) Are evaluated for each compound in the presence of   In another embodiment of the monosubstituted IAA analog, the alkyl-substituted IAA compound is Synthesized and tested for plant growth regulating activity. In Fig. 3, Alki is fourth 9 shows nine monosubstituted IAA compounds having a thiol substituent. The present invention also provides 1-10 Alkyl-IAA compounds having an alkyl substituent having a hydrogen atom, and Are alkyl-IAA compounds having various alkyl substituents at positions 2, 5, 6, or 7. Intended thing. The biological activity of each compound is compared to the biological activity of the IAA. Various concentrations of each compound were added to tobacco and tomatoes and tomato leaf disks. Its ability to stimulate the formation of roots, shoots and callus from potato stalks And test. The ability to stimulate root, shoot, and callus formation was tested Each compound in the presence of different concentration ratios of cytokinin (eg, BAP) Evaluate things.   In another embodiment of the monosubstituted IAA analog, the alkoxy substituted IAA compound is Chemically synthesized and tested for plant growth regulating activity. In Figure 4, Al is fourth 9 shows nine monosubstituted IAA compounds having a Coxy substituent. The invention also provides 1 to 10 An alkoxy-IAA compound having an alkoxy substituent having the carbon atoms of Alcohols having the same or different alkoxy substituents at the 2, 5, 6, or 7 positions Xy-IAA is intended for compounds. The biological activity of each compound is determined by the biological activity of the IAA. Compare with Various concentrations of each compound were added to tobacco leaf disks and tomatoes. Stings root, shoot, and callus formation from leaf discs and potato stalks Test for vigorous ability. Ability to stimulate root, shoot, and callus formation The force is determined by the presence of various concentration ratios of cytokinin (eg, BAP) to the test compound. Each compound is evaluated in the presence.   In another embodiment of the monosubstituted IAA analog, the acyl-substituted IAA compound is chemically And tested for plant growth regulating activity. In FIG. 5, acyl is placed at the 4th position. 9 shows nine monosubstituted IAA compounds having a substituent. The present invention also relates to a carbon source comprising 1 to 10 carbon atoms. Acyl-IAA compounds having an acyl substituent having An acyl-IAA compound having an acyl substituent at the 2, 5, 6, or 7 position is intended. . The biological activity of each compound is compared to the biological activity of the IAA. Various concentrations of each Compounds are tobacco leaf disks and tomato leaf disks and potatoes Test their ability to stimulate the formation of roots, shoots, and callus from stalks You. The ability to stimulate root formation was determined by varying the concentration of Each compound is evaluated in the presence of a nin (eg, BAP).   In another embodiment of the monosubstituted IAA analog, the acylamide substituted IAA compound is It is chemically synthesized and tested for plant growth regulating activity. In FIG. 9 shows nine monosubstituted IAA compounds having an acylamide substituent at the position. The invention also provides Acylamide-IAA having an acylamide substituent having 1 to 10 carbon atoms Compounds and compounds having the same acylamide substituent at positions 2, 5, 6, or 7 Silamide-IAA compounds are contemplated. The biological activity of each compound is determined by the biological Compare with activity. Various concentrations of each compound were added to tobacco leaf disks and tomatoes. Roots, shoots, and callus shapes from leaf disks and potato stalks Test for ability to stimulate growth. Test compounds have the ability to stimulate root formation Each compound in the presence of different concentration ratios of cytokinins (eg, BAP) About   In another embodiment of the monosubstituted IAA analog, the acyloxy-substituted IAA compound is It was chemically synthesized and tested for plant growth regulating activity. In Figure 7, the fourth place 9 shows nine monosubstituted IAA compounds having a siloxy substituent. The present invention also provides Acyloxy IAA compounds having an acyloxy substituent having 0 carbon atoms, and And the same or various acyloxy substituents at the 2, 5, 6, or 7 positions An acyloxy-IAA compound is intended. The biological activity of each compound is And to compare the activity. Various concentrations of each compound were added to tobacco leaf disks and tobacco. Mato leaf discs and roots, shoots and callus from potato stalks Test for ability to stimulate formation. The ability of the test compound to stimulate root formation Each compound in the presence of different concentrations of cytokinins (eg, BAP) Is evaluated.   In certain embodiments of multi-substituted IAA analogs, 2, 3, 4, or 5-substituted IAA Compounds (which correspond to positions 2, 4, 5, 6, and 7 in the IAA chemical structure of FIG. 1) Halo, alkyl, alkoxy, acyl, acyl in at least two corresponding positions 2 and 5 individually selected from the group consisting of amide and acyloxy substituents (Including substituents between and) were synthesized and tested for plant growth regulating activity. these In the polysubstituted IAA compound of the above, the halo substituent is an iodo group, a bromo group, , And chloro groups; however, the alkyl substituents are from 1 to 10 A straight, branched, or cyclic alkyl group R having 5 carbon atoms, Without limitation, alkoxy substituents may be straight-chain, branched, having 1 to 10 carbon atoms. Or including, but not limited to, the cyclic alkoxy group RO; , Containing a linear, branched or cyclic acyl group R--C (O)-having 1 to 10 carbon atoms. But not limited to; acylamide groups have from 1 to 10 carbon atoms Including, but not limited to, linear, branched, or cyclic acylamide groups RC (O) -NH- And acyloxy substituents are straight-chain having 1 to 10 carbon atoms; Including, but not limited to, branched or cyclic acyloxy groups R—C (O) —O—. No.   For each polysubstituted IAA, test its auxin activity and compare it to that of the IAA I do. Various concentrations of each compound were applied to tobacco leaf disks and tomato leaves. Stimulates the formation of roots, shoots and calli from discs and potato stalks Test the ability to Ability to stimulate root, shoot and callus formation In the presence of various concentration ratios of cytokinin (eg, BAP) to test compound Then, each compound is evaluated.Embodiment 3 FIG. IAA auxinicity to stimulate regeneration of transgenic plants Use of analog a)tobacco   Plant transformation was performed using the Agrobacteri described in Lin et al. ((1994) Focus 16: 72-77). Performed essentially according to the um-mediated transformation procedure.   About tobacco, 10 leaf disksTenAgrobacterium tumefacie in cells / ml ns LBA4404 cells (containing pBI121 with GUS reporter gene) together with 0.5 mg / l 10 minutes in MS complete medium containing 2- (N-morpholino) ethanesulfonic acid (MES) Incubate, transfer to MS complete solid media, and 18 hr light / Incubate at 25 ° C. for 2 days using a 6 hour dark cycle. After co-culture , Explants with various concentrations of BAP / IAA or BAP / IAA analog, 100 mg / l Transfer to MS medium containing Syn, and 500 mg / l carbenicillin, and Incubate at 25 ° C using an 18 hour light / 6 hour dark cycle to form To   (B) Tomato   Plant transformation was performed using the Agrobacteri described in Lin et al. ((1994) Focus 16: 72-77). Performed essentially according to the um-mediated transformation procedure. Incubation conditions are Same as described in section (a) above for tobacco.   (C) potatoes   Transformation of plants with potato stalks was performed as described in section (a) above for tobacco. To be implemented.   (D) Arabidopsis thaliana   For Arabidopsis thaliana, the hypocotyl tissue was collected from the seedlings on day 10 and 3% on MS complete medium containing 0.5 mg / l 2,4-D and 0.5 mg / l kinetin. Pre-incubate for days. Explants containing 10 pBI1219Agrobacter in cells / ml immersion in ium tumefaciens LBA4404 for 20 minutes and callus and shoot formation 500 mg / l carbenicillin, 50 mg / l kanamycin, and various ratios Transfer to IAA analog / 2iP or MS solid medium containing IAA / 2iP. Arabidopsis Explants are incubated at 25 ° C. using an 18 hour light / 6 hour dark cycle did.   (E) Rice   Transform monocotyledonous plants by Wu, "Methods for Transforming Plant Cells"Plant Biotechn ology (1989), edited by Kung and Arntzen, Butterworth Publishers, Stoneham, MA Performed according to methods known in the art as described more fully. Rice and rice Transformation of monocotyledonous plants such as wheat is described in Wang et al. (1988) Plant Mol. Biol. 11: 433- It is preferred to use the particle bombardment method as described in 439. New Regeneration of the transformed monocotyledonous plants is carried out by known methods as described in Example 5. It is performed according to the procedure (Vasil, Biotechnology (1988) 5: 387-402).   For example, use rice (Oryza sativa) as a particle bombard from Wang et al. Or the Agrobacterium-mediated technique of Hiel et al. (1994) Plant Journal 6: 271. Or as described by Dekeyser et al. (1990) Plant Cell 2: 591-602. Transform using the electroporation method. Regeneration of transformed rice, Ab (1986) Bio / Technology 4: 1087-1909, or Raineri et al. (1990 ) Perform according to Bio / Technology 8: 33-38.   In a further example, corn is harvested from Rhodes et al. (1988) Bio / Technology 6 : 56-60 and (1988) Science 240: 204-207. Live.   In all cases, IAA auxin analogs are used in accordance with the invention in plant growth. Used as an auxin to stimulate If required, one or more Additional plant growth regulators are added to the plant growth composition containing the IAA analog. obtain.   (F) Cassava   Stems or leaves from the cassava seedlings of January (preferably the first, second and The third leaf, and more preferably the lower quarter of the leaf closest to the petiole, into small pieces Cut. Exogenous DNA can be prepared using techniques known in the art (eg, A. tumifaciens). technique (Lin et al., (1994) supra) or micro bombardment technique (Schopke (1996) Nature Biotechnology 14: 731). Transgeni The cassava tissue is exposed to the IAA analog of the present invention and the cassava tissue is reconstituted. Raw was tested.Embodiment 4. FIG. Screening substituted IAA compounds for auxinic activity   (A)The non-transgenic plants shown in Figures 8-10 and Tables 1, 2 and 4 object   Nicotiana tobaccum Xanthi, potato and tomato seeds are available from James Saunder Courtesy of Dr. S (USDA, Beltsville). Cassava seedlings, Dick Sa Courtesy of Dr. yer (The Ohio State University, Columbus, OH).   Young tobacco leaves, potato stalks, tomato leaves and cassava from the January plant Leaves and stems were harvested and cut into small pieces. Explants were prepared by (1) MS complete medium containing only toxin-related compounds (2) Various concentrations of auxin-related On MS complete medium containing the serial compound and 0.5 mg / l benzylaminopurine (BAP) Green calli, shoots or roots using a 18 hour light / 6 hour dark cycle To form.   The results of root, shoot, and callus formation were compared with 6-BrIAA alone or BAP and 6-BrIA And potato (FIG. 9) incubated in MS complete medium containing ), And tobacco (FIG. 10), and cassava (FIG. 11). Auxin activity Screening results for various IAA analogs Table 1 shows the MS complete medium containing IAA analog and BAP. In Table 2, and in MS complete media with various IAA analogs and IAPs Table 4 shows the cassava regeneration.   (B)Transgenic plants shown in Table 3   Acrobacterium-mediated plant transformation was described by Lin et al., (1984) Focus 16: 72-77. Performed as listed. For example: (I)tobacco   In tobacco, a leaf disk is replaced with 10 containing pBI121.9Aglob of cells / ml acterium tumefaciens 1 in MS complete medium with 0.5 mg / l MES with LBA4404 cells Incubate for 0 min, transfer to solid MS complete media and 13 h for co-culture Incubated for 2 days at 25 ° C. using a light / 6 hour dark cycle. Both After culture, explants were harvested with various ratios of BAP / IAA or BAP / IAA analog, 100 mg / l Transfer to MS medium containing mycin, and 500 mg / l carbenicillin, and Incubate at 25 ° C using a 18 hour light / 6 hour dark cycle for plate formation. I did it.   (ii) potato   In another embodiment, a potato leaf disc is prepared as described above for tobacco. And transformed using Agrobacterium-mediated technology. The potato explants were then Incubation with IAA analogs in the absence and presence of cytokinins And screened for auxin activity.   (iii) Cassava   Stems or third young leaves are harvested from 1 month old cassava plants and Cut into pieces. Explants were grown in MS complete liquid medium with pBI121TenA. tumefaci Incubate with ens cells for 20 minutes, transfer to MS complete solid medium and 2 days Incubated. After two days of incubation, explants were harvested at 500 mg / l Benicillin, 50 mg / l kanamycin, 0.5 mg / l BAP, and various concentrations of auxin Were transferred to complete MS media containing the thiol-related compounds. Explants 18 hours light / 6 hours dark Incubate at 23 ° C until green calli and shoots are formed I was vate.Embodiment 5 FIG. Reducing stress with auxins and auxin derivatives (A) Attenuation of chemical toxicity   Potato stalks are excised as above and 25, 50, and 100 mg / l kanamycin With and without 2 mg NAA or auxin derivative Or MS complete medium with / without 0.5 mg / l BAP (cytokinin) (a) Incubated in. After 1 month incubation / with BAP Potato stalks incubated in 50 mg / l or 100 mg / l kanamycin Only showed necrosis, which is toxic to kanamycin. However, 2 mg / l NAA and 100 Potato stems incubated in MS medium containing mg / kanamycin elongate (Figure 12). In some experiments, callus on some of the potato stems Was shown in the presence of auxin or an auxin derivative.   Auxin has the ability to restore the viability of antibiotic-treated potato stems 1 month with 50 mg / l kanamycin and 0.5 mg / l BAP 2 mg / l NAA with / without 100 mg / l kanamycin MS medium containing, or 2 mg / l NAA with / without 100 mg / l kanamycin, 0.5 m Transferred to MS medium containing g / l BAP. Auxin with / without BAP with potato stem Or callus formation on potato stems when transferred to auxin derivative-containing MS medium Was observed. However, continuous without auxin or auxin derivatives After a good incubation, all potato stems died (FIG. 13).   The interaction of a similar antibiotic with auxin was found to be 2,4-D, 5-bromo-IAA and IA A was observed in the medium containing A. In addition, various antibiotics (eg, hygro Mycin and chloramphenicol) are auxin-treated potato stems And tobacco leaves showed the same interaction.B. Reduction of physical damage using auxins and auxin derivatives   Tobacco leaves were collected from 1 month old plants and cut into small pieces (0.5 cm × 0.2 5cm). These tissues were incubated overnight in MS complete medium containing 0.5 mg / l BAP. And bombarded using a microprojectile (1300 psi) ( Helium source, obtained from Biorad). Has 0.5 mg / l BAP after bombardment Prior to transfer to MS complete medium, tobacco explants were (1) MS complete with 0.5 mg / l BAP Medium and (2) MS complete medium with 0.5 mg / l BAP and 2 mg / l NAA for 3 days Cubbed. Shoots incubated in MS medium with BAP only Significant improvement in tobacco shoot regeneration compared to contains NAA and BAP Shown in explants incubated in MS medium. In addition, pBI121 Bombard the tobacco explants using and with 0.5 mg / l BAP, and 2 Similar results were shown when incubated with / without mg / l NAA. Transformed tissues were purified with MS complete with 0.5 mg / l BAP and 100 mg / l kanamycin. Selection was made by incubation of explants in medium. All these results Auxin reduces physical stress (eg, bombardment), and This indicates that the regeneration of the plant tissue could be restored.   All publications, patent applications, and patents cited in this specification are as if Indicate that various publications, patent applications, or patents are to be incorporated by reference. It is incorporated by reference to the extent that it appears physically and individually.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C12N 15/09 C12N 15/00 A (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CZ, DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE,HU,I L,IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LK ,LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK, MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,R U,SD,SE,SG,SI,SK,TJ,TM,TR ,TT,UA,UG,UZ,VN (72)発明者 ラン,ジアンキン アメリカ合衆国 メリーランド 20876, ジャーマンタウン,レッド アドミラル ウェイ 12129 (72)発明者 アサッド―ガルシア,ナシラ アメリカ合衆国 メリーランド 20877, ガイザースバーグ,タウンクレスト コー ト 8405──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C12N 15/09 C12N 15/00 A (81) Designated country EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES , FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN , TD, TG), AP (KE, LS, MW, SD, SZ, UG), UA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AL, AM, AT, AU , AZ, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GE, HU, IL, IS, JP, KE, KG KP, KR, KZ, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI SK, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, UZ, VN (72) Inventor Lan, Jiankin United States Maryland 20876, Germantown, Red Admiral Way 12129 (72) Inventor Assad-Garcia, Nasila United States Mary Land 20877, Geysersburg, Towncrest Court 8405

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.植物の成長、植物の細胞もしくは組織の再生、または植物の細胞もしくは組 織の形質転換を刺激するためのIAAのオーキシンアナログであって、以下の化学 構造 を有し、ここで、R1〜R5は、個々に、ハロ基、1〜10個の炭素原子を有するア ルキル基、1〜10個の炭素原子を有するアルコキシ基、1〜10個の炭素原子を有 するアシル基、1〜10個の炭素原子を有するアシルアミド基、1〜10個の炭素原 子を有するアシルオキシ基、またはそれらの塩、エステル、もしくはアミド誘導 体からなる群より選択されるが、ただし、インドール-3-酢酸および5-ブロモイ ンドール-3-酢酸を除く、IAAのオーキシンアナログ。 2.前記R1〜R5が、個々に、ブロモ基、クロロ基、フルオロ基、およびヨード 基からなる群より選択される、請求項1に記載のオーキシンアナログ。 3.前記R1〜R5が、個々に、1〜10個の炭素原子を有するアルキル基からなる 群より選択される、請求項1に記載のオーキシンアナログ。 4.前記R1〜R5が、個々に、1〜10個の炭素原子を有するアルコキシ基からな る群より選択される、請求項1に記載のオーキシンアナログ。 5.前記R1〜R5が、個々に、1〜10個の炭素原子を有するアシル基からなる 群より選択される、請求項1に記載のオーキシンアナログ。 6.前記R1〜R5が、個々に、1〜10個の炭素原子を有するアシルアミド基から なる群より選択される、請求項1に記載のオーキシンアナログ。 7.前記R1〜R5が、個々に、1〜10個の炭素原子を有するアシルオキシ基から なる群より選択される、請求項1に記載のオーキシンアナログ。 8.前記IAAのオーキシンアナログが、2-ブロモインドール-3-酢酸、6-ブロモイ ンドール-3-酢酸、7-ブロモインドール-3-酢酸、5-クロロインドール-3-酢酸、5 -フルオロインドール-3-酢酸、7-フルオロインドール-3-酢酸、5-エチルインド ール-3-酢酸、7-エチルインドール-3-酢酸、および5-メトキシインドール-3-酢 酸を含む群より選択される、請求項1に記載のオーキシンアナログ。 9.成長刺激有効量の1つ以上の植物成長調節物質をさらに含む、請求項1に記 載のオーキシンアナログ。 10.成長刺激有効量のサイトカイニンをさらに含む、請求項1に記載のオーキ シンアナログ。 11.前記サイトカイニンが、ベンジルアミノプリン(BAP)、N6・(Δ2イソペン テニル)アデニン(2iP)、および6-フルフリル−アミノプリン(カイネチン)からな る群より選択される、請求項10に記載のオーキシンアナログ。 12.オーキシンに対するサイトカイニンの濃度比が、約16.0と約1.0との間で ある、請求項10に記載のオーキシンアナログ。 13.殺真菌剤、除草剤、および抗生物質からなる群より選択される分子をさら に含む、請求項1に記載のオーキシンアナログ。 14.前記再生が、根の形成またはシュートの形成に関する、請求項1に記載の オーキシンアナログ。 15.植物の成長、植物の細胞もしくは組織の再生、または植物の細胞もしくは 組織形質転換を刺激するための組成物であって、植物ホルモンとして機能し得る IAAのオーキシンアナログの有効量を含み、そして以下の化学構造 を有し、ここで、R1〜R5は、個々に、ハロ基、1〜10個の炭素原子を有するア ルキル基、1〜10個の炭素原子を有するアルコキシ基、1〜10個の炭素原子を有 するアシル基、1〜10個の炭素原子を有するアシルアミド基、1〜10個の炭素原 子を有するアシルオキシ基、またはそれらの塩、エステル、もしくはアミド誘導 体からなる群より選択されるが、ただし、インドール-3-酢酸および5-ブロモイ ンドール-3-酢酸を除く、組成物。 16.前記R1〜R5が、個々に、ブロモ基、クロロ基、フルオロ基、およびヨー ド基からなる群より選択される、請求項15に記載の組成物。 17.前記R1〜R5が、個々に、1〜10個の炭素原子を有するアルキル基からな る群より選択される、請求項15に記載の組成物。 18.前記R1〜R5が、個々に、1〜10個の炭素原子を有するアルコキシ基から なる群より選択される、請求項15に記載の組成物。 19.前記R1〜R5が、個々に、1〜10個の炭素原子を有するアシル基からなる 群より選択される、請求項15に記載の組成物。 20.前記R1〜R5が、個々に、1〜10個の炭素原子を有するアシルアミド基か らなる群より選択される、請求項15に記載の組成物。 21.前記R1〜R5が、個々に、1〜10個の炭素原子を有するアシルオキシ基か らなる群より選択される、請求項15に記載の組成物。 22.前記IAAのオーキシンアナログが、2-ブロモインドール-3-酢酸、6-ブロモ インドール-3-酢酸、7-ブロモインドール-3-酢酸、5-クロロインドール-3-酢酸 、5-フルオロインドール-3-酢酸、7-フルオロインドール-3-酢酸、5-エチルイン ドール-3-酢酸、7-エチルインドール-3-酢酸、および5-メトキシインドール-3- 酢酸を含む群より選択される、請求項15に記載の組成物。 23.成長刺激有効量の1つ以上の植物成長調節物質をさらに含む、請求項15 に記載の組成物。 24.成長刺激有効量のサイトカイニンをさらに含む、請求項15に記載の組成 物。 25.前記サイトカイニンが、ベンジルアミノプリン(BAP)、N6・(Δ2イソペン テニル)アデニン(2iP)、および6-フルフリル-アミノプリン(カイネチン)からな る群より選択される、請求項24に記載の組成物。 26.オーキシンに対するサイトカイニンの濃度比が、約16.0と約1.0との間で ある、請求項24に記載の組成物。 27.殺真菌剤、除草剤、および抗生物質からなる群より選択される化合物をさ らに含む、請求項15に記載の組成物。 28.前記再生が、根の形成またはシュートの形成に関する、請求項15に記載 の組成物。 29.植物の成長、植物の細胞もしくは組織の再生、または植物の細胞もしくは 組織の形質転換を刺激するための方法であって、該植物を、有効量のIAAのオー キシンアナログと共にインキュベートする工程を包含し、該オーキシンアナログ は、植物の成長の調節において植物ホルモンとして機能し得、かつ以下の化学構 造 を有し、ここで、R1〜R5は、個々に、ハロ基、1〜10個の炭素原子を有するア ルキル基、1〜10個の炭素原子を有するアルコキシ基、1〜10個の炭素原子を有 するアシル基、1〜10個の炭素原子を有するアシルアミド基、および1〜10個の 炭素原子を有するアシルオキシ基、またはそれらの塩、エステル、もしくはアミ ド誘導体からなる群から選択されるが、ただし、インドール-3-酢酸および5-ブ ロモインドール-3-酢酸を除き、その結果、植物の成長特徴における改良または 変化が、該IAAのオーキシンアナログの非存在下での対応する植物と比較した場 合に、該IAAのオーキシンアナログの存在下で、該植物において起こる、方法。 30.前記R1〜R5が、個々に、ブロモ基、クロロ基、フルオロ基、およびヨ ード基からなる群より選択される、請求項29に記載の方法。 31.前記R1〜R5が、個々に、1〜10個の炭素原子を有するアルキル基からな る群より選択される、請求項29に記載の方法。 32.前記R1〜R5が、個々に、1〜10個の炭素原子を有するアルコキシ基から なる群より選択される、請求項29に記載の方法。 33.前記R1〜R5が、個々に、1〜10個の炭素原子を有するアシル基からなる 群より選択される、請求項29に記載の方法。 34.前記R1〜R5が、個々に、1〜10個の炭素原子を有するアシルアミド基か らなる群より選択される、請求項29に記載の方法。 35.前記R1〜R5が、個々に、1〜10個の炭素原子を有するアシルオキシ基か らなる群より選択される、請求項29に記載の方法。 36.前記IAAのオーキシンアナログが、2-ブロモインドール-3-酢酸、6-ブロモ インドール-3-酢酸、7-ブロモインドール-3-酢酸、5-クロロインドール-3-酢酸 、5-フルオロインドール-3-酢酸、7-フルオロインドール-3-酢酸、5-エチルイン ドール-3-酢酸、7-エチルインドール-3-酢酸、および5-メトキシインドール-3- 酢酸を含む群より選択される、請求項29に記載の方法。 37.前記IAAのオーキシンアナログが、1つ以上の成長調節物質の存在下で、 前記植物と共にインキュベートされる、請求項29に記載の方法。 38.前記IAAのオーキシンアナログが、サイトカイニンの存在下で、前記植物 に適用される、請求項29に記載の方法。 39.前記サイトカイニンおよび前記オーキシンアナログが、約1.0と約16.0と の間の比で存在する、請求項38に記載の方法。 40.殺真菌剤、除草剤、および抗生物質からなる群より選択される分子をさら に含む、請求項29に記載の方法。 41.前記植物が、該植物の、ある部分、細胞、組織、未熟な種子、および成熟 種子からなる群より選択される、請求項29に記載の方法。 42.前記植物が、植物の組織培養物である、請求項29に記載の方法。 43.前記植物が、単子葉植物である、請求項29に記載の方法。 44.前記植物が、双子葉植物である、請求項29に記載の方法。 45.前記植物が、トランスジェニック植物である、請求項29に記載の方法。 46.前記植物が、木本、キャッサバ、および単子葉植物作物からなる群より選 択される、請求項29に記載の方法。 47.前記植物の成長特徴が、根の形成またはシュートの形成である、請求項2 9に記載の方法。[Claims] 1. An auxin analog of IAA for stimulating plant growth, regeneration of plant cells or tissues, or transformation of plant cells or tissues, comprising the chemical structure Wherein R 1 to R 5 are independently a halo group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, 1 to 10 carbon atoms. An acyl group having an atom, an acylamide group having 1 to 10 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 10 carbon atoms, or a salt, ester, or amide derivative thereof, provided that Auxin analogs of IAA, except for indole-3-acetic acid and 5-bromoindole-3-acetic acid. 2. The auxin analog according to claim 1, wherein R 1 to R 5 are individually selected from the group consisting of a bromo group, a chloro group, a fluoro group, and an iodo group. 3. The auxin analog of claim 1, wherein R 1 -R 5 are individually selected from the group consisting of alkyl groups having 1-10 carbon atoms. 4. The auxin analog according to claim 1, wherein said R 1 to R 5 are individually selected from the group consisting of alkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms. 5. The auxin analog of claim 1, wherein R 1 to R 5 are individually selected from the group consisting of acyl groups having 1 to 10 carbon atoms. 6. The auxin analog according to claim 1, wherein R 1 to R 5 are individually selected from the group consisting of acylamide groups having 1 to 10 carbon atoms. 7. The auxin analog according to claim 1, wherein said R 1 to R 5 are individually selected from the group consisting of acyloxy groups having 1 to 10 carbon atoms. 8. The auxin analog of IAA is 2-bromoindole-3-acetic acid, 6-bromoindole-3-acetic acid, 7-bromoindole-3-acetic acid, 5-chloroindole-3-acetic acid, 5-fluoroindole-3- 2. The method of claim 1, wherein the acetic acid is selected from the group comprising acetic acid, 7-fluoroindole-3-acetic acid, 5-ethylindole-3-acetic acid, 7-ethylindole-3-acetic acid, and 5-methoxyindole-3-acetic acid. Auxin analog as described. 9. 2. The auxin analog of claim 1, further comprising a growth stimulating effective amount of one or more plant growth regulators. 10. 2. The auxin analog of claim 1, further comprising a growth stimulating effective amount of a cytokinin. 11. Said cytokinin is benzylaminopurine (BAP), N 6 · ( Δ 2 isopentenyl) adenine (2iP), and 6-furfuryl - is selected from the group consisting of amino purine (kinetin), auxin according to claim 10 analog. 12. The auxin analog of claim 10, wherein the concentration ratio of cytokinin to auxin is between about 16.0 and about 1.0. 13. 2. The auxin analog of claim 1, further comprising a molecule selected from the group consisting of fungicides, herbicides, and antibiotics. 14. 2. The auxin analog of claim 1, wherein said regeneration is related to root formation or shoot formation. 15. A composition for stimulating plant growth, regeneration of plant cells or tissues, or plant cell or tissue transformation, comprising an effective amount of an auxin analog of IAA capable of functioning as a plant hormone, and Chemical structure Wherein R 1 to R 5 are independently a halo group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, 1 to 10 carbon atoms. An acyl group having an atom, an acylamide group having 1 to 10 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 10 carbon atoms, or a salt, ester, or amide derivative thereof, provided that , Except for indole-3-acetic acid and 5-bromoindole-3-acetic acid. 16. Said R 1 to R 5, individually, bromo group, chloro group, selected from the group consisting of fluoro, and iodo, The composition of claim 15. 17. Wherein R 1 to R 5 are individually selected from the group consisting of alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms The composition of claim 15. 18. Wherein R 1 to R 5 are individually selected from the group consisting of alkoxy radicals having 1 to 10 carbon atoms The composition of claim 15. 19. The composition according to claim 15, wherein R 1 to R 5 are individually selected from the group consisting of acyl groups having 1 to 10 carbon atoms. 20. Wherein R 1 to R 5 are individually selected from the group consisting of acylamido group having 1 to 10 carbon atoms The composition of claim 15. 21. Wherein R 1 to R 5 are individually selected from the group consisting of acyloxy groups having 1 to 10 carbon atoms The composition of claim 15. 22. The auxin analog of IAA is 2-bromoindole-3-acetic acid, 6-bromoindole-3-acetic acid, 7-bromoindole-3-acetic acid, 5-chloroindole-3-acetic acid, 5-fluoroindole-3- 16. The method of claim 15, wherein the acetic acid is selected from the group comprising acetic acid, 7-fluoroindole-3-acetic acid, 5-ethylindole-3-acetic acid, 7-ethylindole-3-acetic acid, and 5-methoxyindole-3-acetic acid. A composition as described. 23. 16. The composition of claim 15, further comprising a growth stimulating effective amount of one or more plant growth regulators. 24. 16. The composition of claim 15, further comprising a growth stimulating effective amount of a cytokinin. 25. Said cytokinin is benzylaminopurine (BAP), N 6 · ( Δ 2 isopentenyl) adenine (2iP), and 6-furfuryl - is selected from the group consisting of amino purine (kinetin), the composition of claim 24 object. 26. 25. The composition of claim 24, wherein the concentration ratio of cytokinin to auxin is between about 16.0 and about 1.0. 27. 16. The composition of claim 15, further comprising a compound selected from the group consisting of a fungicide, a herbicide, and an antibiotic. 28. 16. The composition of claim 15, wherein said regeneration relates to root formation or shoot formation. 29. A method for stimulating plant growth, regeneration of plant cells or tissues, or transformation of plant cells or tissues, comprising incubating the plant with an effective amount of an auxin analog of IAA, The auxin analog can function as a plant hormone in regulating plant growth and has the following chemical structure: Wherein R 1 to R 5 are independently a halo group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, 1 to 10 carbon atoms. An acyl group having an atom, an acylamide group having 1 to 10 carbon atoms, and an acyloxy group having 1 to 10 carbon atoms, or a salt, ester, or amide derivative thereof, However, except for indole-3-acetic acid and 5-bromoindole-3-acetic acid, so that an improvement or change in the growth characteristics of the plant when compared to the corresponding plant in the absence of the auxin analog of the IAA. The method occurs in the plant in the presence of an auxin analog of the IAA. 30. Wherein R 1 to R 5 are, individually, bromo group, chloro group, selected from the group consisting of fluoro, and iodo, The method of claim 29. 31. Wherein R 1 to R 5 are individually selected from the group consisting of alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, The method of claim 29. 32. Wherein R 1 to R 5 are individually selected from the group consisting of alkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms, The method of claim 29. 33. Wherein R 1 to R 5 are individually selected from the group consisting of an acyl group having 1 to 10 carbon atoms, The method of claim 29. 34. Wherein R 1 to R 5 are individually selected from the group consisting of acylamido group having 1 to 10 carbon atoms, The method of claim 29. 35. Wherein R 1 to R 5 are individually selected from the group consisting of acyloxy groups having 1 to 10 carbon atoms, The method of claim 29. 36. The auxin analog of IAA is 2-bromoindole-3-acetic acid, 6-bromoindole-3-acetic acid, 7-bromoindole-3-acetic acid, 5-chloroindole-3-acetic acid, 5-fluoroindole-3- 30. The method according to claim 29, wherein the acetic acid is selected from the group comprising acetic acid, 7-fluoroindole-3-acetic acid, 5-ethylindole-3-acetic acid, 7-ethylindole-3-acetic acid, and 5-methoxyindole-3-acetic acid. The described method. 37. 30. The method of claim 29, wherein the auxin analog of IAA is incubated with the plant in the presence of one or more growth regulators. 38. 30. The method of claim 29, wherein the auxin analog of IAA is applied to the plant in the presence of cytokinin. 39. 39. The method of claim 38, wherein said cytokinin and said auxin analog are present in a ratio between about 1.0 and about 16.0. 40. 30. The method of claim 29, further comprising a molecule selected from the group consisting of a fungicide, a herbicide, and an antibiotic. 41. 30. The method of claim 29, wherein the plant is selected from the group consisting of a part, cell, tissue, immature seed, and mature seed of the plant. 42. 30. The method of claim 29, wherein the plant is a plant tissue culture. 43. 30. The method of claim 29, wherein said plant is a monocotyledonous plant. 44. 30. The method of claim 29, wherein the plant is a dicotyledon. 45. 30. The method of claim 29, wherein said plant is a transgenic plant. 46. 30. The method of claim 29, wherein the plant is selected from the group consisting of woody, cassava, and monocot crops. 47. 30. The method of claim 29, wherein the plant growth characteristic is root formation or shoot formation.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015089886A (en) * 2013-11-06 2015-05-11 国立大学法人名古屋大学 Plant growth regulator comprising compound having bulky substituent

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