JP2001501805A - Improvements in or related to gene expression - Google Patents

Improvements in or related to gene expression

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JP2001501805A JP09529099A JP52909997A JP2001501805A JP 2001501805 A JP2001501805 A JP 2001501805A JP 09529099 A JP09529099 A JP 09529099A JP 52909997 A JP52909997 A JP 52909997A JP 2001501805 A JP2001501805 A JP 2001501805A
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Abstract

(57)【要約】 植物細胞において発現可能であり、少なくともGAL4 DNA結合ドメインの有効部分をコードし、A/T塩基の含有率が野生型酵母の配列に対して実施的に減少している核酸配列が開示される。 (57) Abstract: A nucleic acid that can be expressed in a plant cell, encodes at least an effective part of a GAL4 DNA binding domain, and has a practically reduced A / T base content relative to a wild-type yeast sequence. An array is disclosed.

Description

【発明の詳細な説明】 遺伝子の発現における、又はそれに関する改良発明の分野 本発明は、植物細胞における発現について最適化された核酸配列、並びにこの 核酸配列を含むベクター及び植物細胞に関する。発明の背景 酵母にはGAL4と呼ばれる遺伝子が存在し、その産生物は転写活性化因子として 作用する(Johnson 1987 Microbiol.Rev.51,458-476)。このGAL4遺伝子は非 常に大きく(3Kb)、かつN−末端DNA結合ドメイン、転写活性化因子の機能を有 するC末端ドメイン、及び介在グルコース応答性要素“GRE”をコードする(GAL4 はグルコースの存在下において抑制される)。 GAL4タンパク質は非常によく特徴付けられている。このタンパク質のアミノ酸 残基1−147は配列特異的な様式でDNAに結合する(Keeganら1986 Science 231,6 99-704)。転写活性化機能はC末端ドメインの2つの短い部分に関連付けられる( Ma & Ptashne 1987 Cell 48,847-853)。GAL4が結合するDNA配列は17マーとし て同定されており、これは最適なGAL4の結合のためには反復として存在しなけれ ばならず(Ginigerら,1985 Cell 40,767-774)、そしてGAL4応答性“上流活性 化配列”(UAS)と呼ばれることがある:GAL4がDNA結合ドメインにより遺伝子の USA5’に結合し、C−末端ドメインがその遺伝子の転写の上方調節を生じる。 近年、キイロショウジョウバエ(Drosophila melanogaster)において遺伝子 の発現を指示するための二要素系が開発されている。Brand及びPerrimon(1993 Development 118:401-415)は、P−要素ベースのベクターを用いてGAL4をコー ドする遺伝子をキイロショウジョウバエのゲノムに無作為に挿入した。 隣接するゲノムDNA配列に応じて各々GAL4を特有のパターンで発現する、多数 の安定なキイロショウジョウバエ系が生じた。次いで、GAL4上流活性化配列(UA S)の制御の下で選択された標的遺伝子をクローン化し、別々に形質転換し、か つGA L4が存在しない条件下において休止状態で維持することが可能であった。この単 一系とGAL4を含む系のいずれかのライブラリーとの遺伝的交雑により多くの異な る組織及び細胞型において標的遺伝子の活性化が可能であり、かつ生物にとって 致命的であるものを含む誤発現の表現型上の結果を都合よく研究することが可能 であった。加えて、GAL4を含むハエのライブラリーがますます特徴付けられ、か つ共有される資源となっており、これが様々な“逆”遺伝子技術の共通の入口点 をもたらす。 植物において作動可能な同様の系は非常に望ましいものである。しかしながら 、植物における異種真核生物遺伝子の発現は非常に問題が多いことが過去立証さ れていて(例えば、緑色蛍光タンパク質を参照)、GAL4の効率的な発現も等しく 困難であるものと思われ、これは植物におけるGAL4 mRNAの非効率的な翻訳のた めであることが示唆されている(Reichelら,1995 Plant Cell Reports 14,773 -776)。Maら(1988 Nature 334,631-633)は、タバコの葉のプロトプラストに おける改変された機能的GAL4誘導体の一時的な発現を得ることはできたが、機能 的な全長野生型GAL4の存在を示すことはできなかった。同様に、GAL4誘導体の一 時的な発現は、トウモロコシのプロトプラストにおいて(McCartyら,1991 Cell 66,895-905)、及び微粒子銃法によって導入された場合にはトウモロコシのア リューロン組織又は胚形成カルスにおいて(Goffら,1991 Genes & Dev.5,298 -309;Goffら,1992 Genes & Dev.6,864-875)示されている。しかしながら、 植物細胞における機能的GAL4又はそれらの誘導体の安定で効率的な発現の報告は これまでなされていない。 GAL4遺伝子の改変された部分を用いる、植物において作動可能な新規発現系を 提供することが本発明の目的である。発明の要約 第1の側面において、本発明は、植物細胞において発現可能であり、少なくと もGAL4 DNA結合ドメインの有効部分をコードする核酸配列であって、そのA/T塩 基含有率が野生型酵母の配列に対して実施的に減少している核酸配列を提供する 。 GAL4のDNA結合ドメインをコードする野生型酵母の配列のA/T含有率は約59% で ある。GAL4 DNA結合ドメインの有効部分をコードする本発明の配列のA/T塩基含 有率は、それが50%未満である場合に実質的に減少しているものと理解される。 好ましくはA/T含有率は45%未満であり、より好ましくは40%未満である。本発 明の配列は、例えば、部位特異的突然変異誘発によって作製することができ、又 は化学合成によって新たに作製することができる。 DNA結合ドメインの“有効部分”は、全長DNA結合ドメインのDNA結合活性の大 部分(すなわち、50%超)を保持するに十分な部分である。典型的には、“有効 部分”はDNA結合ドメインの全長配列の少なくとも2/3を含む。この核酸配列は 、実質的により小さな部分(約75アミノ酸残基)がDNA結合活性の大部分を保持 するのに非常に適している(Kraulisら,1992 Nature 356,448-450;及びMarmo rsteinら,1992 Nature 356,408-414)ものの、GAL4 DNA結合ドメインの実質的 に全て(すなわち、酵母のポリペプチドのアミノ酸残基1−147)をコードするこ とが好都合である。特定の態様の1つにおいて、この配列は図1の5’部分(ヌ クレオチド1ないし約460)に示されるヌクレオチド配列を含み、この配列は、同 一のアミノ酸配列をコードするものの、野生型酵母の配列に対して実質的にA/T 含有率が減少している(38%)。 GAL4 DNA結合ドメインはそれ自体では転写活性化機能は持たない。したがって 、好ましい態様においては、GAL4 DNA結合ドメインの有効部分をコードする配列 を、構造的(すなわち、機能的ポリペプチドをコードする)及び/又は調節的で あり得る別の1またはそれ以上の核酸配列に作動可能に連結させる。典型的には 、DNA結合ドメインをコードする配列は調節機能を有するペプチドもしくはポリ ペプチド、好ましくは転写活性化因子、をコードする配列に作動可能に連結させ る(例えば、インフレームで融合させる)。この転写活性化因子はGAL4タンパク 質の活性化ドメインであってもよく、それをコードする配列は、好ましくは、( 例えは、それらのA/T含有率を減少させることにより)植物における発現につい て最適化されているべきである。あるいは、この転写活性化因子は、本発明の配 列が少なくともGAL4 DNA結合ドメインの有効部分及び転写活性化ドメインを含む キメラポリペプチドをコードするように、植物において活性であることが知られ る、当業者に公知の多くのタンパク質のうちのいずれか1つであってもよい。特 に適する転 写活性化因子ドメインは、単純ヘルペスウイルス(HSV)VP−16から得ることが できるものである(Greaves及び0’Hare 1989 J.Virol 63,1641-1650;VMW65と しても知られるVPを参照)。他の転写活性化ドメインには、大腸菌ゲノムDNA断 片によってコードされる特定のペプチド(Ma & Ptashne 1987 Cell 51,113-119 )又は両親媒性α−ヘリックスを形成するように設計された合成ペプチド(Gini ger & Ptashne 1987 Nature 330,670-672)が含まれる。共通する特徴は、正( Gill & Ptashne 1987 Cell 51,121-126)又は、特に植物活性化ドメインについ ては、過剰負電荷(Estruchら,1994 Nucl.Acids Res.22,3983-3989)のいず れかの過剰電荷を必要することであるものと思われる。これを考慮して、当業者 は植物における転写活性化活性を有するペプチドもしくはポリペプチドをコード するものを容易に合成し、又は天然に生じる配列を見出すことができる。いずれ にしても、このような活性化因子配列は植物細胞における最適活性について改変 することができる。 さらなる側面において、本発明は、上に定義される核酸配列を含む核酸構築体 を提供する。特定の態様の1つにおいて、この核酸構築体は、“エンハンサー− トラップ”として植物エンハンサー配列を“釣り上げる”のに用いることができ る(Sundaresanら,1995 Genes & Dev.9,1797-1810)。このような態様におい ては、この構築体は、好ましくは、植物細胞宿主のゲノムへの無作為で安定な挿 入を可能にするために右及び左Ti−DNAを含む。この構築体は、好ましくは、本 来の植物プロモーター配列を含む。この用語は、実質的な水準の転写を生じるの に適切なエンハンサー配列を存在を必要とする(植物細胞において作動可能な) プロモーターを意味する。このような“本来の”プロモーターは“エンハンサー 依存性”プロモーターと見なすことができ、本質的には公知の植物プロモーター のTATAボックス領域に相当する。“植物”プロモーターには、植物細胞において 活性であるウイルス及び細菌プロモーター配列(例えば、CaMV35Sプロモーター のヌクレオチド−48ないし+1)への言及が含まれる。この本来のプロモーターは Tiの境界の1つに実質的に隣接することが望ましい。その際、そのプロモーター は、そのプロモーターが植物宿主細胞のゲノムにエンハンサー配列と機能的な関 係で挿入されるようになる場合にGAL4 DNA結合ドメイン及び転写活性化ドメイン の発現に 向かうように、植物において作動可能な転写活性化ドメインと融合するGAL4 DNA 結合ドメインをコードする配列と適格な関係にある。この構築体は、便宜を図る ため、植物の選択可能なマーカー(例えば、カナマイシン耐性)をさらに含んで いてもよい。 加えて、この構築体は、GAL4応答性上流活性化配列(UAS)に作動可能に連結 する、植物において活性のレポーター遺伝子(例えば、緑色蛍光タンパク質、又 はβ−グルクロニダーゼ“GUS”)を、そのレポーター遺伝子がGAL4 DNA結合ド メイン/転写活性化因子融合タンパク質の合成に応答して発現するように含んで いてもよい。好ましくは、このレポーター遺伝子はWO96/27675号に開示される 改変GFP、又は(都合よくは、核局在化シグナルも有する)GUSである。好ましく は、UASは、GAL4が結合する17マーの1またはそれ以上の反復を含む(Ginigerら ,1985 Cell 40,767-774)。 GAL4結合ドメイン/転写活性因子配列を植物宿主細胞ゲノムに導入する代替法 として、この構築体はDs(“解離(dissociation)”)要素を含んでいてもよく 、これは、その後、一時的に発現するAc(活性化因子)酵素の作用によりゲノム 周辺に移動され得る(例えば、Cocherelら,1996 Plant Mol.Biol.30,539-55 1)。 さらなる側面において、本発明は、上に定義される構築体を含む植物又はそれ らの一部(例えば、植物宿主細胞又は細胞系)を提供する。典型的には、この構 築体は植物細胞のゲノムに組み込まれることになり、そこで安定に維持される。 特には、本発明は、ライブラリーを含む複数の植物又はそれらの一部(例えば、 単離された植物細胞、又は細胞系、又は組織培養物)を提供し、各々の植物又は それらの一部は、上に定義されるGAL4 DNA結合ドメインの有効部分をコードする 、安定に維持される核酸配列を有する。都合よくは、この核酸配列は、そのライ ブラリー内に存在する植物細胞のゲノムに組み込まれるであろう。 したがって、植物又はそれらの一部のライブラリーは非常に有用な資源を提供 する。このライブラリーは、例えば、シロイヌナズナ、又は研究で日常的に用い られる他のあらゆる植物のものであり得る。このライブラリー内の各々の植物又 はそれらの一部は、組み込まれたレポーター遺伝子の発現を特有のパターンで有 し得る(例えば、Sundaresanら,1995 Genes & Dev.9,1797-1810;Klimyukら , 1995 Molec.Gen.Genet.249,357-365)。したがって、GAL4応答性UASを有 するさらなる遺伝子をこれらの細胞系に導入することにより、その導入された遺 伝子がレポーター遺伝子と同じ時間的/空間的パターンで発現し、研究者が、特 定の関心のある遺伝子を選択された組織において、及び/又は選択された時間に 、予測可能な様式で発現させることができるようになる。 したがって、本発明は、関心のある遺伝子を既知の(予測可能な)パターンで 植物又はそれらの一部において発現させる方法であって、該関心のある遺伝子を 該植物又はそれらの一部に導入することを包含し、ここで該関心のある遺伝子は GAL4応答性上流活性化配列(UAS)を有し、該植物又はそれらの一部が上に定義 される本発明による配列によってコードされるGAL4 DNA結合ドメインの有効部分 を含む転写活性化因子の影響下において既知のパターンで発現するレポーター遺 伝子を含み、その結果、該転写活性化因子のUASへの結合により該関心のある遺 伝子の転写活性化が生じることを特徴とする方法を提供する。 これにより、導入された関心のある遺伝子又は複数の遺伝子の発現の時間的/ 空間的パターンは、レポーター遺伝子について既知のものを反映する。典型的に は、植物又はそれらの一部はシロイヌナズナであるが、日常的に研究される他の あらゆる植物(例えば、トウモロコシ、コメ、ジャガイモ等)でもあり得る。 典型的には、関心のある遺伝子又は複数の遺伝子は、GAL4発現植物細胞系をGA L4応答性UASに連結する関心のある遺伝子(1つもしくは複数)を含む植物細胞系 と交雑させることにより導入する。 本発明の核酸配列は、“エンハンサー・トラップ”として用い、又は関心のあ る遺伝子又は複数の遺伝子の予測可能な様式での発現を指示させるのに加えて、 他の有用な用途を有する。この改変GAL4 DNA結合ドメイン/転写活性化因子は、 複数の関心のある遺伝子の発現を調整するのに用いることもできる。多くの状況 において、研究目的のため、又は農業的/工業的動機のため(例えば、代謝経路 を研究するため、又は植物染料もしくは脂質のような所望の産生物の合成を操作 するため)、植物において複数の遺伝子を同時に発現させることが望ましい。 したがって、本発明は、植物又はそれらの一部における複数の関心のある遺伝 子の発現を調整するための方法であって、該関心のある遺伝子の各々はGAL4応答 性UASと機能的に会合しており、該植物又はそれらの一部が上に定義される本発 明の第1の側面による配列を含み、かつGAL4 DNA結合ドメインの有効部分を含む 転写活性化因子を発現することが可能であり、よって、該転写活性化因子のUAS への結合により該関心のある全ての遺伝子の転写活性化が同時に生じることを特 徴とする方法を提供する。 都合よくは、これらの複数の関心のある遺伝子は、全て、多シストロン的配置 で単一のUASと会合していてよく、これはそれらを植物又はそれらの一部に導入 することを容易にする(関心のある遺伝子は、典型的には、植物又はそれらの一 部には天然には見出されない遺伝子、例えば、哺乳類動物もしく細菌遺伝子であ り、又は異なる植物に由来する遺伝子もしくは様々な改変の被検体であるおそら くは天然の植物遺伝子である)。あるいは、1またはそれ以上の遺伝子を各UAS に作動可能に連結させることもできる。転写活性化因子は、その植物又はそれら の一部に既に存在する配列によってコードされても、又は複数の関心のある遺伝 子の導入と同時に(又はそれに続いて)導入されてもよい。 本発明を、説明的な実施例によって、添付の図面を参照してさらに説明する。 これらの添付の図面のうち: 図1は、HSVVP16に由来する改変転写活性化ドメインをコードする配列にインフ レームで融合された、改変GAL4 DNA結合ドメインをコードする本発明によるヌク レオチド配列を示し、垂直線はGAL4 DNA結合ドメインの最後を表し; 図2は、本発明による配列を含む核酸構築体の模式図であり; 図3は、図2に模式的に表される核酸構築体の一部のヌクレオチト配列を示し; 及び 図4a−4dは、本発明による配列を含む植物の根の顕微鏡写真である。実施例 本発明者らはBrand & Perrimon(1993、上で引用)によって記述されるものに 類似するアプローチを用いているが、アグロバクテリウム・ツメファシエンス( Agrobacterium tumefasciens)介在形質転換を用いて、シロイヌナズナにおける 使用にそれを適合させ、HSV VP16の活性化ドメインに融合したGAL4 DNA結合ド メイン(mGAL4−VP16)を含む転写活性化因子を有する“エンハンサー・トラッ プ”植物細胞系を産生した。実施例1 − mGAL4−VP16遺伝子の構築 GAL4 DNA結合領域の改変された配列に相当する8つのオリゴヌクレオチドを合 成した。 GAL-5’ (28マー) GGC AAC AAT GAA GCT ACT GTC TTC TAT C (配列番号3) VP16-3’ (31マー) GGC AGA TCT ACC CAC CGT ACT CGT CAA TTC C (配列番号4) MGAL1(109マー) GGC AAG CTT GGA TCC AAC AAT GAA GCT CCT GTC CTC CAT CGA GCA GGC CTG CGA CAT CTG CCG CCT CAA GAA GCT CAA GTG CTC CAA GGA GAA GCC GAA GTG CGC CAA G (配列番号5) MGAL2(108マー) TCC TCT CGA GGG AAG ATC AGG AGG AAG AGC TGC TCC AGG CGC TCC AGG CGG GAC TCC ACT TCG GTG AGG TGG GCG CGG GTC AGC GGG GAG CGC TTG GTT TTG GGA GAG (配列番号6) MGAL3(81マー) TTC CCT CGA GAG GAC CTC GAC ATG ATC CTG AAA ATG GAC TCC CTC CAG GAC ATC AAA GCC CTG CTC ACC GGC CTC TTC GTC (配列番号7) MGAL4(89マー) GGG TGA GGG GCA TGT CGG TCT CCA CGG AGG CCA GGC GGT CGG TGA CGG CGT CTT TGT TCA CGT TGT CCT GGA CGA AGA GGC CGG TGA GC(配列番号8) MGAL5(80マー) GGA GAC CGA CAT GCC CCT CAC CCT GCG CCA GCA CCG CAT CAG CGC GAC CTC CTC CTC GGA GGA GAG CAG CAA CAA GGG CC (配列番号9) MGAL6(83マー) AGT GGA GCT CGT CCC CCA GGC TGA CGT CGG TCG GGG GGG CCG TCG AGA CGG TCA ACT GGC GCT GGC CCT TGT TGC TGC TCT CC (配列番号10) 全長オリゴヌクレオチドを、7M尿素及び90Mトリスーホウ酸 1mM EDTA pH8.3 (TBE)バッファーを含む5%ポリアクリルアミドゲルにおける電気泳動により精 製した。分画したオリゴヌクレオチドを、濾過した0.05%トルイジンブルー染料 で簡単に染色することにより検出して切り出し、0.5M酢酸アンモニウム、0.1%S DS及び0.1mM EDTA中において37℃で一晩抽出した。抽出したDNAを沈殿させてエ タノールで洗浄し、T4ボリヌクレオチドキナーゼを用いてリン酸化した。DNA( 各々0.5μg)を別々に50mMトリス−HCl pH9.0、10mM MgCl2、1mM ATPを含む10m M DTT、及び5単位のT4ポリヌクレオチドキナーゼに再懸濁し、37℃で30分間イ ンキュベートした。 プラスミドpCMVGal65(Cousensら,1989 EMBO J.8,2337-2342)を、非改変 コドンユーセジ(codon usage)のGAL4−VP16配列の源として用いた 。このプラスミドから2つの制限エンドヌクレアーゼ断片を単離した。サッカロ ミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)GAL4タンパク質のDNA結合要 素をコードする配列を含むSacI−SacI断片及び単純ヘルペスウイルスVP16タンパ ク質の活性化ドメインをコードするSacI−KpnI断片を、低ゲル化温度(LGT)1% アガロースゲルでの分画及び抽出により精製した。 mGAL4−VP16配列の5’部分を、GAI−5’及びMGAL2オリゴをプライマーとして 、かつSacI−SacI GAL4 DNA断片をテンプレートして用いて、ポリメラーゼ連鎖 反応(PCR)により増幅した。プライマー及びテンプレートを標準条件の下でVEN T DNAポリメラーゼ(ニュー・イングランド・バ・イオラブス(New England Bio labs))と共にインキュベートし、94℃で30秒、50℃で1分、72℃で1分のサイク ルを 30回行った。その産生物をXhoI制限エンドヌクレアーゼで切断し、1.5%LGTアガ ロースゲルによる電気泳動で精製した。 MGAL4及びMGAL5オリゴヌクレオチドを65℃に加熱することによりアニールし、 室温まで徐々に冷却した。次に、MGAL3及びMGAL6オリゴヌクレオチドを添加し、 これもその混合物にアニールした。その後、これらのオリゴヌクレオチドを、DN Aポリメラーゼ1のクレノウ断片及びT4 DNAリガーゼと共に、50mMトリスーHCl p H7.5、10mM MgCl2、10mM DTT、1mM dNTP及び1mM ATP中において37℃で60分間イ ンキュベートした。過剰のMGAL3及びMGAL6オリゴヌクレオチドを添加し、その混 合物を上述のようにPCR増幅に処した。その産生物を制限エンドヌクレアーゼXho I及びSacIで切断し、1.5%LGTアガロースゲルによる電気泳動で精製した。 これらの3つのゲル精製制限断片:(1)GAL4 DNA結合ドメインの5’部分に相 当するGAL−5’/MGAL2 PCR増幅産生物、(2)GAL4 DNA結合ドメインの3’部分 に相当するMGAL3−6アニール済増幅産生物、及び(3)VP16活性化ドメインに相 当するpCMVGal65由来のSacI−KpnI断片を混合し、T4 DNAリガーゼを用いて、50m Mトリス−HCl pH7.5、10mM MgCl2、10mM DTT及び1mM ATP中において20℃で一晩 ライゲートした。ライゲートした産生物を、MGAL1及びVP16−3’をプライマーと して用いて(上述のように)PCR増幅した。改変されたGAL4−VP16配列全体を含 むその産生物をBamHIで切断し、SacIで切断され、T4 DNAポリメラーゼで処理す ることにより平滑末端化され、かつBamHIで再度切断されているPBI112(Jeffers onら,EMBO J.6:3907,1987)にライゲートした。この組換えプラスミド(pBIN 35S−mGAL4−VP16)は、mGAL4−VP16遺伝子を構造性35S植物プロモーターの下 流に含んでいた。 図1において、下側のDNA配列は融合遺伝子のものであり(配列番号1)、GAL4 DNA結合ドメインの5’部分をコードし、かつHSV VP16に由来する転写活性化ドメ インの3’部分をコードする。野生型の配列が比較のために上に示されている。 野生型のGAL4 DNA結合ドメインコーディング配列はA/Tに富んでいることが分か り(A/T含有%は配列の各列の右側に示されている)、これが植物における非効 率的な発現を引き起こすものと信じられる。特に、A/Tに富むDNAは、転写され た場合に植物細胞においてmRNAスプライス部位として認識される1以上の領域を 含むものと信じられる。変更されたヌクレオチドは輪郭を付けて図1に示される 。コー ドされるポリペプチド配列が下に示される(配列番号2)。核酸配列に対する改 変は、コードされるアミノ酸の配列に変化が生じないことを確実なものとするよ うに注意深く選択した。配列の上の数字はその位置のヌクレオチド又はアミノ酸 の番号を表す。特定の制限エンドヌクレアーゼ部位も示されている。 35Sプロモーター及びmGAL4−VP16遺伝子を制限エンドヌクレアーゼHinDIII及 びEcoRIを用いる消化により切り出し、1%LGTアガロースゲル電気泳動により精 製し、かつGAL4−応答性mgfp5−ERマーカー遺伝子を含むベクターにサブクロー ン化した(下記実施例2を参照)。生じた構築体が図2に示されており、ここでR 及びLは右及び左Tiプラスミド境界配列を表す。GAL4−VP16融合遺伝子は、右Ti 境界に隣接して挿入されたCaMV 35S遺伝子のTATAボックス領域(ヌクレオチド− 48ないし+1)の下流に存在する。また、このプラスミドは、カナマイシン耐性 (Kan R)選択可能マーカー、及び合成GAL4−UASプロモーター配列に作動可能に 連結するレポーター遺伝子(GUS又はGFP)をも含む。特定の制限エンドヌクレア ーゼ部位も示されている。 図3は、Ti右境界の連結部、CaMV35S TATAボックス、及びGAL4 DNA結合ドメイ ンコーディング領域の開始点を横切る、このプラスミドの核酸配列(配列番号15 )を示す。 mGAL4−VP16遺伝子を、アグロバクテリウム介在形質転換により形質転換され たシロイヌナズナ植物における活性について直接検定した(ValvekensらProc.N atl.Acad.Sci.USA 85:5536-5540,1988)。実施例2 GAL−GFPエンハンサー・トラップ・ベクターの構築 T−DNA右境界の改変 プラスミドpBIN19(Bevan,M.Nuc.Acids Res.12:8711-8721,1984)を制限 エンドヌクレアーゼSacIIで消化し、アグロバクテリウムT−DNA右境界配列を含 む2.6Kb断片をSacII切断pGEM 5Zf(Genebank受付番号X65308:プロメガ(Promeg a)から購入)にサブクローン化した。この組換えファージミドを含む細菌にヘ ルパーファージを重感染させて一本鎖ファージミドDNAを生成した。 合成変異原性オリゴヌクレオチド(“TR+”:ATA TCC TGT CAA ACA CTG GAT C CG AGC TCC AAT TCA TAG TTT AAA CTG AAG GCG GG;配列番号11)をキナーゼ処 理し、精製したファージミドDNAにアニールし、テンプレート上でT7 DNAポリメ ラーゼを用いて伸長させ、かつT4 DNAリガーゼを用いてライゲートした。このDN Aで細菌を形質転換し、T−DNA右境界にすぐ隣接する制限エンドヌクレアーゼBam HI、SmaI及びEcoRIの新たな部位の挿入について組換えプラスミド(pTr+)をス クリーニングした。 TATAボックス領域の挿入 35SプロモーターのTATA領域を、このプロモーターの−48領域に相補的なオリ ゴヌクレオチド(オリゴヌクレオチドΔ35SBglII;GGC AGA TCT TCG CAA GAC CC T TCC TCT ATA TAA GG;配列番号12)及び下流β−グルクロニダーゼ遺伝子(オ リゴヌクレオチドGUSSnaBI;CAC ACA AAC GGT GAT ACG TA;配列番号13)を用い てpBI121からPCR増幅した。このPCR産生物を制限エンドヌクレアーゼBglII及びB amHIで切断し、BamHI切断pTr+にライゲートした。生じた組換えプラスミド(pT r+Δ35S)は、T−DNA右境界に隣接して位置する最小(未変性)プロモーターを 含んでいた。 35Sプロモーター駆動mGAL4−VP16遺伝子の挿入 未改変コドンユーセジのGAL4の誘導体を不成功の試行実験においてpTr+Δ35S プラスミドに挿入し、これらの構築体のうちの1つ(pMA236に由来する短縮され たGAL4遺伝子の挿入;Maら,1988 Nature 334,631-633)はpTR+Δ35S内のBamH I部位のすぐ隣に独自のHindIII部位の挿入を生じた。このプラスミド、pTr+ΔG AL4、を制限エンドヌクレアーゼHindIII及びEcoRIで消化し、pBIN 35S−mGAL4− VP16に由来するHindIII−EcoRI断片でライゲートして35S駆動mGAL4−VP16遺伝子 を導入した。次に、このプラスミド(pTr+35S−mGAL4−VP16)に由来するアグ ロバクテリウム配列を、イン・プランタ(in planta)で試験するため、GAL4応 答性マーカー遺伝子(下記参照)を含む二元植物形質転換ベクターに再クローン 化した。 合成GAL4応答性プロモーターの構築 5つの最適化されたGAL4の結合部位を含むHindIII−XbaI制限エンドヌクレアー ゼ断片をプラスミドpUAST(Bran & Perrimon,1993 Development,118,401-41 5)を切り出し、GUS遺伝子上流のHindIII−XbaI切断pBI101(Jefeersonら,1 987 EMBO J.6,3901-3907)にライゲートした(pBINΔUAS−GUSを作製した)。 35Sプロモーターの−90領域に相当する配列を、オリゴヌクレオチドDELAS1(GAA CTC TAG AAG CTA CTC CAC GTC CAT AAG GGA CAC ATC ACA ATC CCA CTA TCC TTC GC;配列番号14)及びGUSSnaBI(上記参照)を用いてPCR増幅した。この産生物 をXbaI−BamHIで切断し、同様に切断したpBINΔUAS−GUSにクローン化した。生 じるプラスミド(pBIN UAS(−90−AS1)GUS)は、β−グルクロニダーゼ(GUS )コーディング配列の上流に合成GAL4プロモーターを含む。次に、GUS遺伝子を 緑色蛍光タンパク質(GFP)のものと置換した。 GAL4応答性mgfp5−ER遺伝子 植物における発現を最適化するため、我々は緑色蛍光タンパク質に広範に突然 変異を誘発している。最適化された遺伝子はmgfp5−ERと呼ばれる(Siemeringら ,Current Biology 6:1653-1663,1996;WO96/27675)。 mgfp5−ER遺伝子を植物形質転換ベクターpBI121にクローン化し、そのコーデ ィング配列を含むBamHI−SacI断片を切り出し、かつこれをBamHI−SacI切断pBIN UAS(−90−AS1)GUSに挿入してGUS遺伝子を置換した。このプラスミド(pBIN UAS(−90−AS1)mgfp5−ER)をSacIIで切断し、改変されたT−DNA右境界及びpT r+35S−mGAL4−VP16に由来するmGAL4−VPl6遺伝子を含むSacII断片でライゲー トしてpBIN 35S−GAL4−VP16+UAS−mgfp5−ER(pBIN35S−GAL−GFPと略称する )を得た。 pBIN35S−GAL−GFPベクターの試験 pBIN35S−GAL−GFPプラスミドを、電気穿孔法、次いでカナマイシン含有プレ ート上での選択によりアグロバクテリウム・ツメファシエンスLBA4044株に導入 した。このアグロバクテリウム株を、以下に説明される技術を用いるシロイヌナ ズナの形質転換に用いた。形質転換の後、GFP蛍光のGAL4依存性誘発について植 物を採点した。 GAL−GFPエンハンサー・トラップ・ベクターの構築 (35Sプロモーター配列を切り出すため)pTR+35S−mGAL4−VP16プラスミドを BamHIで処理し、T4 DNAリガーゼを用いて再ライゲートした。このプラスミド(p TR−mGAL4−VP16)は、T−DNA右境界に隣接する最小プロモーター内に位置する 改変されたGAL4−VP16を含む。次に、SacIIで消化することによりT−DNA配列を 切り出し、同様に切断したpBIN UAS(−90−AS1)mgfp5−ERにライゲートした。 これにより、隣接するエンハンサー要素に応答する非常に活性な・GAL4−VP16転 写活性化因子及びGAL4依存性GFP遺伝子を含むpBIN GAL−GFPが産生された。GFP の蛍光はGAL4−VP16の活性化に応答して生じる。 エンハンサー・トラップ・スクリーニング このエンハンサー・トラップ・ベクターpBIN GAL−GFPをアグロバクテリウム ・ツメファシエンス(以下の詳細を参照)LBA4044に導入し、7,500を超える形質 転換されたシロイヌナズナの苗木の生成に用いた。遺伝子導入苗木をGAL4介在性 GFP発現について直接スクリ−ニングし、発現する植物から種子を集めた。我々 は、根においてGAL4介在性GFP発現の安定な遺伝的パターンを示す、250を超える シロイヌナズナ系のライブラリーを有している。 トランス活性化 外来性遺伝子のGAL4介在性トランス活性化を示すため、pBIN UAS(−90−AS1 )GUSに由来するT−DNA配列を含む遺伝子導入シロイヌナズナを生成させた。GAL 4−VP16の非存在下においては、これらの植物はGUS遺伝子を発現しない。しかし ながら、mGAL'4−VP16遺伝子を発現する系と遺伝的に交雑している場合、GUS遺 伝子は、その供与体植物に由来するmGAL4−VP16遺伝子のものを正確に反映する 発現パターンで活性化される(下記実施例3を参照)。実施例3 上述のライブラリーの一部を形成するシロイヌナズナの安定な形質転換系(J2 302)は、根の最先端の細胞中で(mGAL4−VP16活性化因子の影響下において)改 変GFPを発現した。 図4aは、根の先端でのGFP介在性エピ蛍光(epifluorescence)(400nm励起) を示す低倍率顕微鏡写真である。図4bは、GFP介在性蛍光の領域をより詳細に示 す、より高倍率の共焦点顕微鏡写真(488nm励起)である。 このJ2302系を(標準技術を用いて)、GAL4−応答性UASに作動可能に連結する 、 安定な休止状態で維持されるGUSレポーター遺伝子を含む別のシロイヌナズナ系 と交雑させた。この交雑の産生物は、期待通り、GAL4−VP16転写活性化因子の影 響下において、J2302中のGFPレポーター遺伝子と同じパターンで(すなわち、根 の最先端で)、GUSを発現し続けた。明視野顕微鏡によって画像形成された、適 切に染色された試料が図4c及び4dに示されており、これらは根の先端でのGUSレ ポーター遺伝子の活性(最も濃い染色)を示している。 これは、改変されたGAL4 DNA結合ドメイン配列が、 (i)エンハンサー・トラップ・ベクターの構築においてうまく用いることが でき; (ii)(GUSによって例証されるように)関心のある遺伝子を予測可能なパタ ーンで発現させることが可能であり;かつ (iii)(GFP及びGUSによって例証されるように)複数の関心のある遺伝子の 同時発現を調整することができる、 ことを示す。 実施例4 シロイヌナズナの形質転換 用いた方法はValvekensら1988,Proc.Natl.Acad Sci.85,5536-5540によっ て初めて開示されたものに基づくものである。 培地 他に述べられていない限り、全ての手順は無菌の溶液及び装置を用いて無菌的 に行った。全ての培地は標準的なプラスチックの使い捨てペトリ皿において、又 は、後の段階には、マジェンタ(Magenta)GA7ポット(マジェンタ社(Magenta Corp.、USA)において用いる。ホルモンは×1000貯蔵液としてジメチルスルホキ シド(DMSO)に溶解する。ホルモン及び抗生物質は、培地をオートクレーブ処理 して65℃に冷却した後に添加する。 1.発芽培地(GM)は:1×Murashige及びSkoog塩混合物;1%ショ糖;100mg/l イノシトール;1.0mg/l チアミン;0.5mg/l ピリドキシン;0.5mg/l ニコ チン酸;0.5g/l 2−(N−モルホリノ)エタンスルホン酸(MES);(1M KOH でpH5.7に調整);及び0.8%ディフコ・バクト(Difco Bacto)寒天(固体GM培 地用)を含んでいた。 1a.GM K50 GMと同様であるが、50mg/l カナマイシン(シグマ(Sigma))を補足。 2.カルス誘発培地(CIM)は:1×ガンボーグのB5培地(Gamborg's B5 medium) ;2%グルコース;0.5g/l MES(pH5.7、1N KOHで調整);0.5mg/l 2,4− D(シグマ);0.05mg/l キネチン(シグマ);及び0.8%寒天(固体CIM培地用 )を含んでいた。 3.バンコマイシン(SIM V750K50)を含む新芽誘発培地は:ガンボーグのB5培地 ;2%グルコース;0.5g/l MES(pH5.7);0.8%寒天;5mg/l N6−(2−イソ ペンテニル)アデニン(2ip);0.15mg/l インドール−3−酢酸(IAA);750m g/l バンコマイシン;及び50mg/l カナマイシンを含んでいた。 3a.SIM V500K50 SIMと同様であるが、500mg/l バンコマ・イシン;及び50mg/l カナマイシ ンを補足。 4.根誘発培地(RIM)は;ガンボーグのB5培地;2%グルコース;0.5g/l MES (pH5.7);0.8%寒天;12.5mg/l インドール酪酸(IBA);及び50mg/l セ ホタキシムを含んでいた。 植物の成長 (i)種子を15mlポリプロピレン遠心管に入れる。 (ii)エタノールを2分間添加する。エタノールをピペットで除去する。 (iii)50ml当たり1滴のNP40を含む5%市販漂白液(〜0.25%の利用可能な塩素 )で置き換える。規則的に撹拌しながら15分間放置する。 (iv)種子を無菌の蒸留水で少なくとも3回洗浄する。 (v)最後の洗浄の後、無菌の種子をコニカルフラスコ内の100mlのGMに加える。 培養室において20−25℃で振盪しながら2−4週間成長させる。 アグロバクテリウム介在形質転換 1.第1日 (i)メスを用いて、苗木の緑色(上方)部分の全てを切り取って根系のみを残 す。 (ii)固体CIMを含むプレートに根を横たえる。ひとまとまりの根を各々を穏や かに押し付けてそれらが寒天の表面に確実に接触するようにする。 (iii)成長室で3日間インキュベートする(22℃、連続光)。 2.第4日 (i)視認可能な汚染の徴候がないことを確実なものとした後、カルスを誘発し た根を空のペトリ皿に集める。 (ii)根を0.5cmの移植片に切断する。 (iii)ルリア(Luria)ブロス中において28℃で一晩成長させたアグロバクテリ ウム培養物3−5mlを添加し、遠心により洗浄する。鈍端ピンセットで撹拌する。 共存培養のために2分間放置する。 (iv)ペトリ皿内の倍厚無菌濾紙(ワットマン(Whatman)No.1)で根を乾燥さ せる。 (v)これらの移植片をペトリ皿内の固化CIM培地上に置き、表面に穏やかに押し 付けて培地と確実に接触させる。 (vi)プレートを成長室で2日間インキュベートしてアグロバクテリウムの共存 培養を可能にする。 3.第6日 (i)移植片を20−25mlの水中のペトリ皿に移す。 鈍端ピンセットで撹拌してアグロバクテリウムを洗い落とす。この浴培地は幾ら か濁るはずである。根の断片を篩に移し、洗浄を繰り返す。その後、篩をバッフ ァーから引き揚げて水分をきる。移植片を網目に押し付けてバッファー及びアグ ロバクテリウムをできる限り除去する。半乾燥移植片を互いに押し付けて塊にす る。 (あつらえの、オートクレーブ処理可能かつ再使用可能な篩がアグロバクテリウ ムの感染及び根の移植片の洗浄の間の移植片の保持に用いる。これらの篩は、10 0mlプラスチック三角ビーカー及び100umナイロンメッシュから作製する。ビーカ ーの頂部3−4cmを切り取り、メッシュをこの部品の底部に渡してこのビーカーの 基底のすぐ上部から切断した高さ2cmの輪をこの頂部の低部に押し込むことによ り適所に保持する。この2つの部品を、熱金属ロッドをそれらを貫通して数カ所 で押し付けることにより互いに密封する。) (ii)根素材の小さな束をペトリ皿内の倍厚無菌濾紙上で乾燥するまで水分をき り、根の移植片が培地と密接に接触するように注意しながら固化SIM V750K50培 地に移す。 (iii)成長室においてインキュベートする。 再生 (i)成長室において、3週間後に黄色がかった根移植片上に小さな緑色のカナマ イシン耐性カルスが現れる。 (ii)2週間毎に、移植片を新鮮なSIM V750K50に移す。次の数週間にわたって、 新芽(しばしば、最初は硝子体)が緑色カルスから現れる。 (iii)これらの新芽をRIMに移す。ここで、2ないし3週間にわたって根が生じる 。 (iv)根が形成された後、それらの植物を換気されたマジェンタGA7ポット内のG M又は土壌に直接移す。良好な種子の結実を確実なものとするため、湿度を確実 に低く保つ。 (v)莢が黄褐色に変色し、したがって成熟したときに、それらを収穫する。 F1子孫の発芽及びスクリーニング 形質転換について試験するため、F1苗木をGM K50上で発芽させる。 (i)種子をGMK50上に置く(必要であれば、種子の表面を滅菌する)。 (ii)ペトリ皿を4℃の暗所に(冷蔵庫)3−5日間置き、種子の休眠状態を解く。 種子が1ヶ月を超えて保存されていた場合には、これは不必要である。 (iii)ペトリ皿を成長室で2週間インキュベートする。感受性の苗木は根も葉も 形成せず、白色の子葉を有する。形質転換された苗木は表現型の上では正常であ る。 (iv)遺伝子導入カルス及び新芽を、GFPの主395nm励起及び509放射ピークに適 す るフィルターセット(ライツ−D(Leitz-D)励起BP355−425、二色性455、放射L P460)を備える倒立蛍光顕微鏡(ライツDM−IL)を用いて、GFP発現についてス クリーニングした。4×対物鏡(EF 4/0.12)を備える7mmねじ込み延長管を用い ることによってより長い作業距離が得られ、反転した密封ペトリ皿内の組織を都 合よく直接観察することが可能である。100ワット長波長携帯型UVランプ(UVプ ロダクツ(UV Products)、B100AP)も遺伝子導入新芽及び植物の定型的な観察 に用いた。遺伝子導入シロイヌナズナF1苗木を無菌の寒天培養で5日間成長させ 、顕微鏡検査のためカバーグラス下の水中にマウントした。この検体を、クリプ トン−アルゴンレーザー並びに蛍光及びテキサス赤色染料(texas red dyes)( バイオラッド(BioRad)Ki/K2)の検出に適するフィルターセット、並びにニコ ン60×プランアポ(PlanApo)N.A.1.2水浸対物鏡を備えるバイオラッドMRC−60 0レーザー走査共焦点顕微鏡を用いて調べた。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Improvement in or Related to Gene Expression Field of the invention The present invention relates to nucleic acid sequences optimized for expression in plant cells, as well as vectors and plant cells containing the nucleic acid sequences. Background of the Invention There is a gene called GAL4 in yeast, and its product acts as a transcriptional activator (Johnson 1987 Microbiol. Rev. 51 , 458-476). This GAL4 gene is very large (3 Kb) and encodes an N-terminal DNA-binding domain, a C-terminal domain having the function of a transcription activator, and an intervening glucose responsive element "GRE" (GAL4 is expressed in the presence of glucose). Is suppressed in). The GAL4 protein has been very well characterized. Amino acid residues 1-147 of this protein bind to DNA in a sequence-specific manner (Keegan et al. 1986 Science). 231 , 6 99-704). The transcriptional activation function is linked to two short parts of the C-terminal domain (Ma & Ptashne 1987 Cell 48, 847-853). The DNA sequence to which GAL4 binds has been identified as a 17-mer, which must exist as a repeat for optimal GAL4 binding (Giniger et al., 1985 Cell 40, 767-774), and respond to GAL4 responses. Sometimes referred to as the sex "upstream activating sequence" (UAS): GAL4 binds to the USA5 'of a gene via a DNA binding domain, and the C-terminal domain results in the up-regulation of transcription of that gene. In recent years, two-element systems have been developed for directing gene expression in Drosophila melanogaster. Brand and Perrimon (1993 Development 118 : 401-415) used a P-element based vector to randomly insert a gene encoding GAL4 into the Drosophila melanogaster genome. A number of stable Drosophila lines have emerged, each expressing GAL4 in a unique pattern in response to adjacent genomic DNA sequences. It was then possible to clone the selected target genes under the control of the GAL4 upstream activating sequence (UAS), transform them separately, and keep them dormant in the absence of GAL4. Was. Genetic crosses between this single system and any library of systems containing GAL4 allow activation of the target gene in many different tissues and cell types, including errors that are fatal to the organism. The phenotypic consequences of the expression could be conveniently studied. In addition, fly libraries, including GAL4, are becoming increasingly characterized and shared resources, providing a common entry point for various "reverse" genetic technologies. Similar systems operable in plants are highly desirable. However, the expression of heterologous eukaryotic genes in plants has been proven to be very problematic in the past (see, eg, green fluorescent protein), and efficient expression of GAL4 appears to be equally difficult, This has been suggested to be due to inefficient translation of GAL4 mRNA in plants (Reichel et al., 1995 Plant Cell Reports). 14 , 773-776). Ma et al. (1988 Nature 334 , 631-633) were able to obtain transient expression of a modified functional GAL4 derivative in tobacco leaf protoplasts, but failed to indicate the presence of functional full-length wild-type GAL4. Similarly, transient expression of GAL4 derivatives has been demonstrated in corn protoplasts (McCarty et al., 1991 Cell. 66 895-905), and in maize aleurone tissue or embryogenic calli when introduced by microprojectile bombardment (Goff et al., 1991 Genes & Dev. 5, 298-309; Goff et al., 1992 Genes & Dev. 6). , 864-875). However, there has been no report on stable and efficient expression of functional GAL4 or a derivative thereof in plant cells. It is an object of the present invention to provide a novel expression system operable in plants using a modified part of the GAL4 gene. Summary of the Invention In a first aspect, the invention relates to a nucleic acid sequence that can be expressed in a plant cell and encodes at least an effective part of the GAL4 DNA binding domain, wherein the A / T base content is relative to the sequence of a wild-type yeast To provide a nucleic acid sequence that is substantially reduced. The A / T content of the sequence of the wild-type yeast encoding the DNA binding domain of GAL4 is about 59%. It is understood that the A / T base content of a sequence of the invention encoding an effective portion of the GAL4 DNA binding domain is substantially reduced when it is less than 50%. Preferably the A / T content is less than 45%, more preferably less than 40%. The sequences of the invention can be generated, for example, by site-directed mutagenesis, or newly generated by chemical synthesis. An “effective portion” of a DNA binding domain is a portion that is sufficient to retain most (ie, greater than 50%) of the DNA binding activity of a full-length DNA binding domain. Typically, the "effective portion" comprises at least 2/3 of the full length sequence of the DNA binding domain. This nucleic acid sequence is very suitable for a substantially smaller portion (about 75 amino acid residues) to retain most of its DNA binding activity (Kraulis et al., 1992 Nature 356 448-450; and Marmorstein et al., 1992 Nature. 356 408-414), but advantageously encodes substantially all of the GAL4 DNA binding domain (ie, amino acid residues 1-147 of the yeast polypeptide). In one particular embodiment, the sequence comprises the nucleotide sequence shown in the 5 'portion of Figure 1 (nucleotides 1 to about 460), which encodes the same amino acid sequence, but which is identical to the sequence of a wild-type yeast. The A / T content is substantially reduced (38%). The GAL4 DNA binding domain has no transcriptional activation function by itself. Thus, in a preferred embodiment, the sequence encoding the active portion of the GAL4 DNA binding domain is replaced with another one or more nucleic acid sequences which may be structural (ie, encode a functional polypeptide) and / or regulatory. Operatively connected to Typically, the sequence encoding the DNA binding domain is operably linked (eg, fused in frame) to a sequence encoding a peptide or polypeptide having a regulatory function, preferably a transcriptional activator. The transcriptional activator may be the activation domain of the GAL4 protein, and the sequence encoding it is preferably optimized for expression in plants (eg, by reducing their A / T content). Should be Alternatively, the transcriptional activator is known to those skilled in the art to be active in plants, such that the sequence of the invention encodes a chimeric polypeptide comprising at least an effective portion of the GAL4 DNA binding domain and a transcriptional activation domain. May be any one of a number of known proteins. Particularly suitable transcriptional activator domains are those obtainable from herpes simplex virus (HSV) VP-16 (Greaves and 0'Hare 1989 J. Virol 63, 1641-1650; see also VP also known as VMW65). ). Other transcriptional activation domains include specific peptides encoded by E. coli genomic DNA fragments (Ma & Ptashne 1987 Cell 51 , 113-119) or a synthetic peptide designed to form an amphipathic α-helix (Giniger & Ptashne 1987 Nature). 330 , 670-672). A common feature is either positive (Gill & Ptashne 1987 Cell 51, 121-126) or, particularly for the plant activation domain, an excess negative charge (Estruch et al., 1994 Nucl. Acids Res. 22, 3983-3989). Requires an excess charge of In view of this, one skilled in the art can readily synthesize or encode a naturally occurring sequence that encodes a peptide or polypeptide having transcriptional activation activity in plants. In any case, such activator sequences can be modified for optimal activity in plant cells. In a further aspect, the present invention provides a nucleic acid construct comprising a nucleic acid sequence as defined above. In one specific embodiment, the nucleic acid construct can be used to "catch" a plant enhancer sequence as an "enhancer-trap" (Sundaresan et al., 1995 Genes & Dev. 9 1797-1810). In such an embodiment, the construct preferably includes right and left Ti-DNA to allow random and stable insertion into the genome of the plant cell host. This construct preferably contains the native plant promoter sequence. The term refers to a promoter (operable in plant cells) that requires the presence of appropriate enhancer sequences to produce substantial levels of transcription. Such "native" promoters can be considered "enhancer-dependent" promoters, which essentially correspond to the TATA box region of known plant promoters. "Plant" promoters include references to viral and bacterial promoter sequences that are active in plant cells (eg, nucleotides -48 to +1 of the CaMV 35S promoter). Desirably, this native promoter is substantially adjacent to one of the Ti boundaries. In so doing, the promoter is directed in plants to direct the expression of the GAL4 DNA binding domain and the transcriptional activation domain when the promoter becomes inserted into the genome of the plant host cell in a functional relationship with the enhancer sequence. It has a competent relationship with the sequence encoding the GAL4 DNA binding domain fused to the operable transcription activation domain. The construct may further include a plant selectable marker (eg, kanamycin resistance) for convenience. In addition, the constructs include a reporter gene (eg, green fluorescent protein, or β-glucuronidase “GUS”) that is active in a plant, operably linked to a GAL4 responsive upstream activating sequence (UAS). A gene may be included that is expressed in response to synthesis of a GAL4 DNA binding domain / transcriptional activator fusion protein. Preferably, the reporter gene is a modified GFP as disclosed in WO 96/27675, or GUS (conveniently also having a nuclear localization signal). Preferably, the UAS comprises one or more repeats of the 17-mer to which GAL4 binds (Giniger et al., 1985 Cell. 40 , 767-774). As an alternative to introducing the GAL4 binding domain / transcriptional activator sequence into the genome of a plant host cell, the construct may include a Ds ("dissociation") element, which is then transiently expressed. Can be transferred to the periphery of the genome by the action of an Ac (activator) enzyme (see, eg, Cocherel et al., 1996 Plant Mol. Biol. 30 , 539-55 1). In a further aspect, the invention provides plants or parts thereof (eg, plant host cells or cell lines) comprising a construct as defined above. Typically, this construct will be integrated into the genome of the plant cell, where it will be stably maintained. In particular, the present invention provides a plurality of plants or parts thereof (e.g., isolated plant cells, or cell lines, or tissue cultures) comprising a library, each plant or part thereof. Has a nucleic acid sequence that is stably maintained, encoding an effective portion of the GAL4 DNA binding domain as defined above. Conveniently, the nucleic acid sequence will be integrated into the genome of the plant cell present in the library. Thus, libraries of plants or parts thereof provide a very useful resource. The library may be, for example, from Arabidopsis thaliana, or any other plant routinely used in research. Each plant or part thereof in this library may have a unique pattern of expression of the integrated reporter gene (eg, Sundaresan et al., 1995 Genes & Dev. 9, 1797-1810; Klimyuk et al., 1995 Molec. Gen. Genet. 249, 357-365). Thus, by introducing an additional gene with a GAL4-responsive UAS into these cell lines, the introduced gene will be expressed in the same temporal / spatial pattern as the reporter gene, and researchers will be of particular interest. Genes can be expressed in a predictable manner in selected tissues and / or at selected times. Accordingly, the present invention is a method of expressing a gene of interest in a known (predictable) pattern in a plant or a part thereof, wherein the gene of interest is introduced into the plant or a part thereof. Wherein the gene of interest has a GAL4 responsive upstream activating sequence (UAS) and the plant or a part thereof is GAL4 DNA encoded by a sequence according to the invention as defined above. A reporter gene expressed in a known pattern under the influence of a transcriptional activator comprising an effective portion of a binding domain, such that binding of the transcriptional activator to UAS results in transcriptional activation of the gene of interest. A method characterized in that it occurs. Thereby, the temporal / spatial pattern of expression of the introduced gene or genes of interest reflects what is known for the reporter gene. Typically, the plants or parts thereof are Arabidopsis, but can be any other plants routinely studied (eg, corn, rice, potatoes, etc.). Typically, the gene or genes of interest are introduced by crossing a GAL4-expressing plant cell line with a plant cell line that contains the gene (s) of interest linking a GAL4-responsive UAS. I do. The nucleic acid sequences of the present invention have other useful uses in addition to being used as "enhancer traps" or to direct expression of a gene or genes of interest in a predictable manner. This modified GAL4 DNA binding domain / transcriptional activator can also be used to regulate the expression of multiple genes of interest. In many situations, for research purposes or for agricultural / industrial motivation (eg, to study metabolic pathways or to manipulate the synthesis of desired products, such as plant dyes or lipids), plants , It is desirable to express a plurality of genes simultaneously. Accordingly, the present invention is a method for regulating the expression of a plurality of genes of interest in a plant or part thereof, wherein each of the genes of interest is functionally associated with a GAL4-responsive UAS. Wherein said plant or part thereof comprises a sequence according to the first aspect of the invention as defined above, and is capable of expressing a transcriptional activator comprising an effective part of a GAL4 DNA binding domain, Thus, there is provided a method characterized in that binding of the transcriptional activator to UAS results in simultaneous transcriptional activation of all the genes of interest. Conveniently, these multiple genes of interest may all be associated with a single UAS in a polycistronic configuration, which facilitates their introduction into plants or parts thereof (The gene of interest is typically a gene not naturally found in plants or parts thereof, such as a mammalian or bacterial gene, or a gene from a different plant or various modifications. Is probably a natural plant gene). Alternatively, one or more genes can be operably linked to each UAS. The transcriptional activator may be encoded by a sequence already present in the plant or a part thereof, or may be introduced simultaneously with (or subsequent to) the introduction of a plurality of genes of interest. The present invention is further described by way of illustrative examples and with reference to the accompanying drawings. Among these accompanying drawings: FIG. 1 shows the nucleotide sequence according to the invention encoding a modified GAL4 DNA binding domain fused in frame to a sequence encoding a modified transcriptional activation domain derived from HSVVP16, vertical The line represents the end of the GAL4 DNA binding domain; FIG. 2 is a schematic diagram of a nucleic acid construct comprising a sequence according to the present invention; FIG. 3 is a fragment of the nucleic acid construct schematically represented in FIG. 4 shows the nucleotite sequence; and FIGS. 4a-4d are photomicrographs of the roots of plants containing the sequence according to the invention. Example We have used an approach similar to that described by Brand & Perrimon (1993, cited above), but using Agrobacterium tumefasciens-mediated transformation for use in Arabidopsis. It was adapted to produce an "enhancer trap" plant cell line with a transcriptional activator comprising a GAL4 DNA binding domain (mGAL4-VP16) fused to the activation domain of HSV VP16. Example 1-Construction of mGAL4-VP16 gene Eight oligonucleotides corresponding to the modified sequence of the GAL4 DNA binding region were synthesized. GAL-5 '(28 mer) GGC AAC AAT GAA GCT ACT GTC TTC TAT C (SEQ ID NO: 3) VP16-3' (31 mer) GGC AGA TCT ACC CAC CGT ACT CGT CAA TTC C (SEQ ID NO: 4) MGAL1 (109 GGC AAG CTT GGA TCC AAC AAT GAA GCT CCT GTC CTC CAT CGA GCA GGC CTG CGA CAT CTG CCG CCT CAA GAA GCT CAA GTG CTC CAA GGA GAA GCC GAA GTG CGC CAA G (SEQ ID NO: 5) MGAL2 (108 mer) TCC TCT CGA GGG AAG ATC AGG AGG AAG AGC TGC TCC AGG CGC TCC AGG CGG GAC TCC ACT TCG GTG AGG TGG GCG CGG GTC AGC GGG GAG CGC TTG GTT TTG GGA GAG (SEQ ID NO: 6) MGAL3 (81 mer) TTC CCT CGA GAG GAC CTC GAC ATG ATC CTG AAA ATG GAC TCC CTC CAG GAC ATC AAA GCC CTG CTC ACC GGC CTC TTC GTC (SEQ ID NO: 7) MGAL4 (89-mer) GGG TGA GGG GCA TGT CGG TCT CCA CGG AGG CCA GGC GGT CGG TGA CGG CGT CTT TGT TCA CGT TGT CCT GGA CGA AGA GGC CGG TGA GC (SEQ ID NO: 8) MGAL5 (80 mer) GGA GAC CGA CAT GCC CCT CAC CCT GCG CCA GCA CCG CAT CAG CGC GAC CTC CTC CTC GGA GGA GAG CAG CAA CAA GGG CC SEQ ID NO: 9) MGAL6 (83 AGT GGA GCT CGT CCC CCA GGC TGA CGT CGG TCG GGG GGG CCG TCG AGA CGG TCA ACT GGC GCT GGC CCT TGT TGC TGC TCT CC (SEQ ID NO: 10) Full-length oligonucleotide was prepared using 7M urea and 90M tris-borate 1 mM EDTA pH8. 3 Purified by electrophoresis on a 5% polyacrylamide gel containing (TBE) buffer. The fractionated oligonucleotide was detected and excised by simple staining with filtered 0.05% toluidine blue dye and extracted overnight at 37 ° C. in 0.5 M ammonium acetate, 0.1% SDS and 0.1 mM EDTA. The extracted DNA was precipitated, washed with ethanol, and phosphorylated using T4 polynucleotide kinase. Separate DNA (0.5 μg each) from 50 mM Tris-HCl pH 9.0, 10 mM MgCl Two , 10 mM DTT containing 1 mM ATP, and 5 units of T4 polynucleotide kinase and incubated at 37 ° C. for 30 minutes. Plasmid pCMVGal65 (Cousens et al., 1989 EMBO J. 8 , 2337-2342) was used as the source of the GAL4-VP16 sequence of the unmodified codon use. Two restriction endonuclease fragments were isolated from this plasmid. The SacI-SacI fragment containing the sequence encoding the DNA binding element of Saccharomyces cerevisiae GAL4 protein and the SacI-KpnI fragment encoding the activation domain of the herpes simplex virus VP16 protein were reduced to a low gelling temperature (LGT) 1. Purified by fractionation and extraction on a% agarose gel. The 5 'portion of the mGAL4-VP16 sequence was amplified by polymerase chain reaction (PCR) using GAI-5' and MGAL2 oligos as primers and a SacI-SacI GAL4 DNA fragment as a template. The primers and template were incubated with VENT DNA polymerase (New England Biolabs) under standard conditions, 30 minutes at 94 ° C, 1 minute at 50 ° C, 1 minute at 72 ° C. The cycle was performed 30 times. The product was cut with XhoI restriction endonuclease and purified by electrophoresis on a 1.5% LGT agarose gel. The MGAL4 and MGAL5 oligonucleotides were annealed by heating to 65 ° C. and gradually cooled to room temperature. Next, MGAL3 and MGAL6 oligonucleotides were added and also annealed to the mixture. These oligonucleotides were then combined with the Klenow fragment of DNA polymerase 1 and T4 DNA ligase in 50 mM Tris-HCl pH 7.5, 10 mM MgCl2. Two , 10 mM DTT, 1 mM dNTP and 1 mM ATP at 37 ° C. for 60 minutes. Excess MGAL3 and MGAL6 oligonucleotides were added and the mixture was subjected to PCR amplification as described above. The product was cut with the restriction endonucleases XhoI and SacI and purified by electrophoresis on a 1.5% LGT agarose gel. These three gel-purified restriction fragments: (1) the GAL-5 '/ MGAL2 PCR amplification product corresponding to the 5' portion of the GAL4 DNA binding domain, and (2) the MGAL3-- equivalent to the 3 'portion of the GAL4 DNA binding domain. The 6 annealed amplification products and (3) the SacI-KpnI fragment from pCMVGal65 corresponding to the VP16 activation domain are mixed and, using T4 DNA ligase, 50 mM Tris-HCl pH 7.5, 10 mM MgCl Two Ligated in 10 mM DTT and 1 mM ATP at 20 ° C. overnight. The ligated product was PCR amplified (as described above) using MGAL1 and VP16-3 ′ as primers. The product containing the entire modified GAL4-VP16 sequence is cut with BamHI, cut with SacI, blunt-ended by treatment with T4 DNA polymerase, and recut with BamHI (Jefferson et al.). EMBO J. 6: 3907, 1987). This recombinant plasmid (pBIN 35S-mGAL4-VP16) contained the mGAL4-VP16 gene downstream of the structural 35S plant promoter. In FIG. 1, the lower DNA sequence is that of the fusion gene (SEQ ID NO: 1) and encodes the 5 'portion of the GAL4 DNA binding domain and encodes the 3' portion of the transcription activation domain derived from HSV VP16. I do. The wild-type sequence is shown above for comparison. The wild-type GAL4 DNA binding domain coding sequence was found to be A / T-rich (% A / T content is shown to the right of each column in the sequence), causing inefficient expression in plants Believe it. In particular, A / T-rich DNA is believed to contain one or more regions that when transcribed are recognized as mRNA splice sites in plant cells. The modified nucleotides are outlined in FIG. The encoded polypeptide sequence is shown below (SEQ ID NO: 2). Modifications to the nucleic acid sequence were carefully chosen to ensure that no changes in the sequence of the encoded amino acids occurred. The numbers above the sequence represent the number of the nucleotide or amino acid at that position. Specific restriction endonuclease sites are also indicated. The 35S promoter and mGAL4-VP16 gene were excised by digestion with the restriction endonucleases HinDIII and EcoRI, purified by 1% LGT agarose gel electrophoresis, and subcloned into a vector containing a GAL4-responsive mgfp5-ER marker gene ( See Example 2 below). The resulting construct is shown in FIG. 2, where R 1 and L represent right and left Ti plasmid border sequences. The GAL4-VP16 fusion gene is located downstream of the TATA box region (nucleotides -48 to +1) of the CaMV 35S gene inserted adjacent to the right Ti border. The plasmid also contains a kanamycin resistance (Kan R) selectable marker, and a reporter gene (GUS or GFP) operably linked to the synthetic GAL4-UAS promoter sequence. Specific restriction endonuclease sites are also indicated. FIG. 3 shows the nucleic acid sequence of this plasmid (SEQ ID NO: 15), which crosses the junction of the Ti right border, the CaMV35S TATA box, and the start of the GAL4 DNA binding domain coding region. The mGAL4-VP16 gene was directly assayed for activity in Arabidopsis plants transformed by Agrobacterium-mediated transformation (Valvekens et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85: 5536-5540, 1988). Example 2 Construction of GAL-GFP enhancer trap vector Modification of right boundary of T-DNA Plasmid pBIN19 (Bevan, M. Nuc. Acids Res. 12: 8711-8721, 1984) was digested with restriction endonuclease SacII, and Agrobacterium T -The 2.6 Kb fragment containing the DNA right border sequence was subcloned into SacII cut pGEM5Zf (Genebank Accession No. X65308: purchased from Promega). The bacteria containing this recombinant phagemid were superinfected with helper phage to generate single-stranded phagemid DNA. A synthetic mutagenic oligonucleotide ("TR +": ATA TCC TGT CAA ACA CTG GAT C CG AGC TCC AAT TCA TAG TTT AAA CTG AAG GCG GG; SEQ ID NO: 11) was subjected to kinase treatment, annealed to purified phagemid DNA, Extended with T7 DNA polymerase above and ligated with T4 DNA ligase. Bacteria were transformed with this DNA and the recombinant plasmid (pTr +) was screened for insertion of new sites for the restriction endonucleases BamHI, SmaI and EcoRI immediately adjacent to the right border of T-DNA. Insertion of TATA box region The TATA region of the 35S promoter was ligated with an oligonucleotide (oligonucleotide Δ35SBglII; GGC AGA TCT TCG CAA GAC CC T TCC TCT ATA TAA GG; SEQ ID NO: 12) complementary to the −48 region of this promoter, PCR amplification from pBI121 using the glucuronidase gene (oligonucleotide GUSSnaBI; CAC ACA AAC GGT GAT ACG TA; SEQ ID NO: 13). The PCR product was cut with the restriction endonucleases BglII and BamHI and ligated into BamHI cut pTr +. The resulting recombinant plasmid (pTr + Δ35S) contained a minimal (native) promoter located adjacent to the right border of T-DNA. Insertion of the 35S promoter-driven mGAL4-VP16 gene An unmodified codon U.S.A.GAL4 derivative was inserted into the pTr + Δ35S plasmid in a unsuccessful trial, and one of these constructs (insertion of the shortened GAL4 gene from pMA236). Ma et al., 1988 Nature 334, 631-633) resulted in the insertion of a unique HindIII site immediately adjacent to the BamHI site in pTR + Δ35S. This plasmid, pTr + ΔGAL4, was digested with restriction endonucleases HindIII and EcoRI, ligated with a HindIII-EcoRI fragment derived from pBIN 35S-mGAL4-VP16, and the 35S-driven mGAL4-VP16 gene was introduced. Next, to test the Agrobacterium sequence derived from this plasmid (pTr + 35S-mGAL4-VP16) in in planta, a binary plant transformation vector containing a GAL4 responsive marker gene (see below) was used. Recloned. Construction of Synthetic GAL4 Responsive Promoter A HindIII-XbaI restriction endonuclease fragment containing the five optimized GAL4 binding sites was excised from plasmid pUAST (Bran & Perrimon, 1993 Development, 118, 401-415) and the GUS gene upstream. Was ligated to HindIII-XbaI-cut pBI101 (Jefeerson et al., 1987 EMBO J. 6, 3901-3907) (to produce pBINΔUAS-GUS). The sequence corresponding to the −90 region of the 35S promoter was ligated using oligonucleotide DELAS1 (GAA CTC TAG AAG CTA CTC CAC GTC CAT AAG GGA CAC ATC ACA ATC CCA CTA TCC TTC GC; SEQ ID NO: 14) and GUSSnaBI (see above) PCR amplified. This product was cut with XbaI-BamHI and cloned into similarly cut pBINΔUAS-GUS. The resulting plasmid (pBIN UAS (-90-AS1) GUS) contains a synthetic GAL4 promoter upstream of the β-glucuronidase (GUS) coding sequence. Next, the GUS gene was replaced with that of green fluorescent protein (GFP). GAL4-responsive mgfp5-ER gene To optimize expression in plants, we have extensively mutagenized green fluorescent protein. The optimized gene is called mgfp5-ER (Siemering et al., Current Biology 6: 1653-1663, 1996; WO96 / 27675). The mgfp5-ER gene was cloned into a plant transformation vector pBI121, a BamHI-SacI fragment containing the coding sequence was excised, and inserted into a BamHI-SacI cut pBIN UAS (-90-AS1) GUS to replace the GUS gene. did. This plasmid (pBIN UAS (-90-AS1) mgfp5-ER) was cut with SacII and ligated with a SacII fragment containing the modified T-DNA right border and the mGAL4-VP16 gene derived from pTr + 35S-mGAL4-VP16. Thus, pBIN35S-GAL4-VP16 + UAS-mgfp5-ER (abbreviated as pBIN35S-GAL-GFP) was obtained. Testing of the pBIN35S-GAL-GFP vector The pBIN35S-GAL-GFP plasmid was introduced into Agrobacterium tumefaciens strain LBA4044 by electroporation followed by selection on plates containing kanamycin. This Agrobacterium strain was used for the transformation of Arabidopsis thaliana using the technique described below. After transformation, plants were scored for GAL4-dependent induction of GFP fluorescence. Construction of GAL-GFP enhancer trap vector The pTR + 35S-mGAL4-VP16 plasmid was treated with BamHI (to excise the 35S promoter sequence) and ligated again using T4 DNA ligase. This plasmid (pTR-mGAL4-VP16) contains a modified GAL4-VP16 located within the minimal promoter adjacent to the right border of T-DNA. Next, the T-DNA sequence was cut out by digestion with SacII, and ligated to pBIN UAS (-90-AS1) mgfp5-ER that was similarly cut. This produced pBIN GAL-GFP, which contains a highly active GAL4-VP16 transcriptional activator and a GAL4-dependent GFP gene, which responds to adjacent enhancer elements. GFP fluorescence occurs in response to GAL4-VP16 activation. Enhancer trap screening This enhancer trap vector pBIN GAL-GFP was introduced into Agrobacterium tumefaciens (see details below) LBA4044 and used to generate over 7,500 transformed Arabidopsis seedlings. Transgenic seedlings were screened directly for GAL4-mediated GFP expression and seeds were collected from the expressing plants. We have a library of over 250 Arabidopsis thaliana lines that show a stable genetic pattern of GAL4-mediated GFP expression in roots. Transactivation To demonstrate GAL4-mediated transactivation of exogenous genes, transgenic Arabidopsis thaliana containing a T-DNA sequence derived from pBIN UAS (-90-AS1) GUS was generated. In the absence of GAL4-VP16, these plants do not express the GUS gene. However, when genetically crossed with a system that expresses the mGAL'4-VP16 gene, the GUS gene is activated with an expression pattern that accurately reflects that of the mGAL4-VP16 gene from the donor plant. (See Example 3 below). Example 3 The Arabidopsis stable transformation system (J2302), which forms part of the library described above, expressed the modified GFP (under the influence of the mGAL4-VP16 activator) in the most advanced cells of the root. FIG. 4a is a low magnification micrograph showing GFP-mediated epifluorescence (400 nm excitation) at the root tip. FIG. 4b is a higher magnification confocal micrograph (488 nm excitation) showing the area of GFP-mediated fluorescence in more detail. This J2302 line was crossed (using standard techniques) with another Arabidopsis line containing a stable dormant GUS reporter gene operably linked to a GAL4-responsive UAS. The products of this cross continued to express GUS, as expected, under the influence of the GAL4-VP16 transcriptional activator, in the same pattern as the GFP reporter gene in J2302 (ie, at the very tip of the root). Appropriately stained samples imaged by brightfield microscopy are shown in FIGS. 4c and 4d, which show the activity of the GUS reporter gene at the root tip (highest staining). This means that the modified GAL4 DNA binding domain sequence can be used successfully in (i) constructing enhancer trap vectors; (ii) predict the gene of interest (as exemplified by GUS) And (iii) can regulate the co-expression of multiple genes of interest (as exemplified by GFP and GUS). Example 4 Transformation of Arabidopsis thaliana The method used was Valvekens et al. 1988, Proc. Natl. Acad Sci. 85, 5536-5540. Media Unless otherwise stated, all procedures were performed aseptically using sterile solutions and equipment. All media is used in standard plastic disposable Petri dishes or, at a later stage, in a Magenta GA7 pot (Magenta Corp., USA). Hormones are dimethyl sulfoxide as x1000 stock solution. (DMSO) Hormones and antibiotics are added after autoclaving the medium and cooling to 65 ° C. 1. Germination medium (GM): 1 × Murashige and Skoog salt mixture; 100 mg / l inositol; 1.0 mg / l thiamine; 0.5 mg / l pyridoxine; 0.5 mg / l nicotinic acid; 0.5 g / l 2- (N-morpholino) ethanesulfonic acid (MES); (pH 5.7 with 1 M KOH) And 0.8% Difco Bacto agar (for solid GM media) 1a.GM K50 Same as GM, but supplemented with 50 mg / l kanamycin (Sigma) 2 Callus induction medium (CIM): 1 × Gamborg's B5 medium; 2% glucose; 0.5 g / l MES (pH 5.7, adjusted with 1N KOH); 0.5 mg / l 2,4-D (Sigma); 0.05 mg / l kinetin ( And 0.8% agar (for solid CIM medium) 3. Sprout induction medium containing vancomycin (SIM V750K50): Gamborg's B5 medium; 2% glucose; 0.5 g / l MES (pH 5.7) 0.8% agar; 5 mg / l N6- (2-isopentenyl) adenine (2 ip); 0.15 mg / l indole-3-acetic acid (IAA); 750 mg / l vancomycin; and 50 mg / l kanamycin 3a SIM V500K50 Same as SIM, but supplemented with 500 mg / l Bancoma isin; and 50 mg / l kanamycin 4. Root induction medium (RIM): Gamborg's B5 medium; 2% glucose; 0.5 g / l MES (pH 5.7); 0.8% agar; 12.5 mg / l indolebutyric acid (IBA); and 50 mg / l cefotaxime. (I) Put the seeds in a 15 ml polypropylene centrifuge tube (ii) Add ethanol for 2 minutes, remove the ethanol with a pipette (iii) 5% commercial bleach containing 1 drop of NP40 per 50 ml (~ 0.25% available chlorine). Leave for 15 minutes with regular stirring. (Iv) Wash the seeds with sterile distilled water at least three times. (V) After the last wash, add sterile seeds to 100 ml of GM in a conical flask. Grow in a culture room for 2-4 weeks with shaking at 20-25 ° C. Agrobacterium-mediated transformation Day 1 (i) Using a scalpel, cut out all of the green (upper) portion of the seedling, leaving only the root system. (Ii) lay the roots on the plate containing the solid CIM. Gently press the unity roots on each to ensure that they make contact with the surface of the agar. (Iii) Incubate in growth chamber for 3 days (22 ° C., continuous light). 2. Day 4 (i) After ensuring no visible signs of contamination, the callus-induced roots are collected in an empty Petri dish. (Ii) Cut the roots into 0.5 cm explants. (Iii) Add 3-5 ml of Agrobacterium culture grown overnight at 28 ° C. in Luria broth and wash by centrifugation. Stir with blunt tweezers. Leave for 2 minutes for co-culture. (Iv) Dry the roots with double-thick sterile filter paper (Whatman No. 1) in a Petri dish. (V) Place these explants on solidified CIM medium in a Petri dish and gently press against the surface to ensure contact with the medium. (Vi) Incubate plates in growth chamber for 2 days to allow co-cultivation of Agrobacterium. 3. Day 6 (i) Transfer the explant to a Petri dish in 20-25 ml water. Agrobacterium is washed off by stirring with blunt forceps. The bath medium should be somewhat turbid. Transfer root pieces to sieve and repeat washing. Thereafter, the sieve is withdrawn from the buffer to drain the water. The explant is pressed into a mesh to remove as much buffer and Agrobacterium as possible. The semi-dried implants are pressed together to clump. (Customized, autoclavable and reusable sieves are used for Agrobacterium infection and graft retention during washing of root explants. These sieves are 100 ml plastic triangular beakers and 100 um nylon mesh. Cut the top 3-4 cm of the beaker, hold the mesh in place by passing the mesh to the bottom of the part and pushing a 2 cm high loop cut just above the base of the beaker into the bottom of the top The two parts are sealed to each other by pressing a hot metal rod through them in several places.) (Ii) Moisten a small bundle of root material on a double-thick sterile filter paper in a Petri dish until dry. Remove and transfer to solidified SIM V750K50 medium, taking care that the root explants are in close contact with the medium. (Iii) Incubate in growth chamber. Regeneration (i) In the growth chamber, small green kanamycin resistant calli appear on the yellowish root explants after 3 weeks. (Ii) Every two weeks, transfer the graft to fresh SIM V750K50. Over the next few weeks, shoots, often initially vitreous, emerge from green calli. (Iii) transfer these shoots to RIM. Here, roots develop over a couple of weeks. (Iv) After roots are formed, transfer the plants directly to GM or soil in a ventilated magenta GA7 pot. Ensure that the humidity is kept low to ensure good seed set. (V) Harvesting the pods when they turn yellow-brown and therefore mature. Germination and Screening of F1 Progeny F1 seedlings are germinated on GM K50 to test for transformation. (I) Place the seeds on GMK50 (if necessary, sterilize the seed surface). (Ii) Put the Petri dish in a dark place at 4 ° C (refrigerator) for 3-5 days to release the dormant state of the seeds. This is unnecessary if the seed has been stored for more than a month. (Iii) Incubate the Petri dish in the growth chamber for 2 weeks. Susceptible seedlings do not form roots or leaves and have white cotyledons. The transformed seedlings are phenotypically normal. (Iv) Introducing the transgenic calli and shoots with an inverted fluorescence equipped with a filter set (Leitz-D excited BP355-425, dichroic 455, emitted LP460) suitable for the main 395 nm excitation and 509 emission peak of GFP. Screened for GFP expression using a microscope (Rights DM-IL). A longer working distance is obtained by using a 7 mm threaded extension tube with a 4 × objective (EF 4 / 0.12), allowing convenient direct observation of the tissue in an inverted sealed petri dish. A 100 watt long wavelength portable UV lamp (UV Products, B100AP) was also used for routine observation of transgenic shoots and plants. Transgenic Arabidopsis F1 seedlings were grown in sterile agar culture for 5 days and mounted in water under a coverslip for microscopic examination. The sample was subjected to a krypton-argon laser and a filter set suitable for the detection of fluorescence and Texas red dyes (BioRad Ki / K2), and a Nikon 60 × PlanApo NA. 1.2 Investigated using a Bio-Rad MRC-600 laser scanning confocal microscope equipped with a water immersion objective.

【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】平成10年4月17日(1998.4.17) 【補正内容】 請求の範囲 1. 植物細胞において発現可能であり、少なくともGAL4 DNA結合ドメインの有効 部分をコードし、A/T塩基の含有%が野生型酵母の配列に対して実施的に減少し ている核酸配列であって、該A/T塩基含有%が45%未満であることを特徴とする 核酸配列。 2. A/T塩基含有%が40%未満であることを特徴とする、請求項1に請求される 核酸配列。 3. GAL4 DNA結合ドメインの有効部分をコードする配列に作動可能に連結する構 造及び/又は調節配列をさらに含む、請求項1又は2に記載の配列。 4. 前記核酸が、GAL4 DNA結合ドメインの有効部分をコードする配列と作動可能 に連結する、転写活性化活性を有するペプチド又はポリペプチドをコードする、 請求項1ないし3のいずれか1項に記載の配列。 5. 前記配列が、植物細胞における転写活性化活性を有する、GAL4、VPA16、GCN 4又は天然には生じない設計された配列の改変部分であるペプチド又はポリペプ チドをコードする、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の配列。 6. 請求項1−5のいずれか1項に記載の配列を含む核酸構築体。 7. 請求項1−5のいずれか1項に記載の配列を植物宿主細胞のゲノムに挿入する ことが可能な、請求項6に記載の構築体。 8. GAL4応答性上流活性化配列(UAS)に作動可能に連結するレポーター遺伝子 をさらに含む、請求項6又は7に記載の構築体。 9. 植物細胞における発現に適するGUS又は緑色蛍光タンパク質(GFP)をコード する配列を含む、請求項6、7又は8のいずれか1項に記載の構築体。 10. T−DNA境界又はDs要素を含む、請求項6ないし9のいずれか1項に記載の構 築体。 11. 請求項1ないし4に記載の配列の発現がエンハンサー依存性植物プロモータ ーの制御の下にある、請求項6ないし10のいずれか1項に記載の構築体。 12. 選択可能なマーカー遺伝子をさらに含む、請求項6ないし11のいずれか1項 に記載の構築体。 13. 請求項1ないし5のいずれか1項に記載の核酸配列を含むか、あるいは請求 項6ないし12のいずれか1項に記載の構築体で形質転換されている植物又はそれら の一部。 14. 前記配列が植物ゲノムにおいて安定に維持されている、請求項13に記載の 植物又はそれらの一部。 15. 複数の植物又はそれらの一部を含むライブラリーであって、各々の植物又 はそれらの一部が安定に組み込まれた請求項4又は請求項5に記載の核酸配列を含 み、該配列が既知の時間的及び/又は空間的パターンでレポーター遺伝子の発現 を生じる前記ライブラリー。 16. 請求項7ないし12のいずれか1項に記載の核酸構築体を複数の植物又はそれ らの一部に導入することにより作製される、請求項15に記載のライブラリー。 17. 複数のシロイヌナズナ植物を含む、請求項15又は16に記載のライブラリー 。 18. 関心のある遺伝子を既知のパターンで植物又はそれらの一部において発現 させる方法であって、該関心のある遺伝子を該植物又はそれらの一部に導入する ことを包含し、ここで該関心のある遺伝子はGAL4応答性上流活性化配列(UAS) を有し、該植物又はそれらの一部が請求項1ないし5のいずれか1項に記載の配列 によってコードされるGAL4 DNA結合ドメインの有効部分を含む転写活性化因子の 影響下において既知のパターンで発現するレポーター遺伝子を含み、よって、該 転写活性化因子のUASへの結合により該関心のある遺伝子の転写活性化が生じる 、ことを特徴とする前記方法。 19. 関心のある遺伝子が請求項15、16又は17のいずれか1項に記載のライブラ リーからの1以上の植物又はそれらの一部に導入される、請求項18に記載の方法 。 20. 植物又はそれらの一部における複数の関心のある遺伝子の発現を調整する ための方法であって、該関心のある遺伝子の各々はGAL4応答性UASと機能的に会 合しており、該植物又はそれらの一部が請求項1ないし5のいずれか1項に記載の 配列を含み、かつGAL4 DNA結合ドメインの有効部分を含む転写活性化因子を発現 する ことが可能であり、よって、該転写活性化因子のUASへの結合により該関心のあ る全ての遺伝子の転写活性化が同時に生じる、ことを特徴とする前記方法。 21. 関心のある遺伝子の少なくとも幾つかがボリシストロン的に配置され、か つ単一のGAL4応答性UASと会合する、請求項20に記載の方法。 22. 関心のある遺伝子がそれぞれのGAL4応答性UASと機能的に会合する、請求 項20に記載の方法。[Procedure of Amendment] Article 184-8, Paragraph 1 of the Patent Act [Submission date] April 17, 1998 (April 17, 1998) [Correction contents]                                The scope of the claims 1. Expressable in plant cells and effective at least for GAL4 DNA binding domain And the percentage of A / T bases is substantially reduced relative to the sequence of the wild-type yeast. Wherein the A / T base content% is less than 45%. Nucleic acid sequence. 2. Claimed in claim 1, characterized in that the% A / T base content is less than 40% Nucleic acid sequence. 3. A structure operably linked to a sequence encoding an effective portion of a GAL4 DNA binding domain. 3. The sequence according to claim 1 or 2, further comprising a construction and / or regulatory sequence. 4. The nucleic acid is operable with a sequence encoding an effective portion of a GAL4 DNA binding domain Encoding a peptide or polypeptide having a transcription activating activity, The sequence according to any one of claims 1 to 3. 5. The sequence has transcriptional activation activity in a plant cell, GAL4, VPA16, GCN 4 or a peptide or polypeptide that is a modified part of a designed sequence that does not occur in nature The sequence according to any one of claims 1 to 4, which encodes a tide. 6. A nucleic acid construct comprising the sequence according to any one of claims 1-5. 7. Insert the sequence according to any one of claims 1-5 into the genome of the plant host cell 7. The construct of claim 6, wherein the construct is capable of: 8. A reporter gene operably linked to the GAL4-responsive upstream activation sequence (UAS) 8. The construct according to claim 6, further comprising: 9. Encodes GUS or green fluorescent protein (GFP) suitable for expression in plant cells 9. The construct according to any one of claims 6, 7 or 8, comprising a sequence that: Ten. The structure according to any one of claims 6 to 9, comprising a T-DNA border or a Ds element. Built body. 11. The expression of the sequence according to claim 1 is an enhancer-dependent plant promoter. 11. The construct according to any one of claims 6 to 10, which is under the control of a human. 12. 12. The method according to claim 6, further comprising a selectable marker gene. A construct according to claim 1. 13. It comprises or comprises the nucleic acid sequence according to any one of claims 1 to 5. A plant transformed with the construct according to any one of Items 6 to 12, or a plant transformed therewith. Part of. 14. The method according to claim 13, wherein the sequence is stably maintained in a plant genome. Plants or parts thereof. 15. A library containing a plurality of plants or parts thereof, wherein each plant or Contains the nucleic acid sequence according to claim 4 or claim 5, a part of which is stably incorporated. The sequence of the reporter gene in a known temporal and / or spatial pattern. The library that produces 16. The nucleic acid construct according to any one of claims 7 to 12, wherein a plurality of plants or 16. The library according to claim 15, wherein the library is produced by introducing a part of the library. 17. The library according to claim 15 or 16, comprising a plurality of Arabidopsis plants. . 18. Expresses genes of interest in known patterns in plants or parts of them And introducing the gene of interest into the plant or a part thereof. Wherein the gene of interest is a GAL4-responsive upstream activation sequence (UAS) Wherein the plant or a part thereof is the sequence according to any one of claims 1 to 5. Of a transcriptional activator containing an effective portion of the GAL4 DNA binding domain encoded by A reporter gene expressed in a known pattern under the influence, and Binding of a transcriptional activator to UAS results in transcriptional activation of the gene of interest The method as described above. 19. The library according to any one of claims 15, 16 or 17, wherein the gene of interest is 19. The method of claim 18, wherein the method is introduced into one or more plants or parts thereof from Lee. . 20. Regulate the expression of multiple genes of interest in plants or parts thereof Wherein each of the genes of interest functionally associates with a GAL4-responsive UAS. Wherein the plant or a part thereof is according to any one of claims 1 to 5. Expresses a transcriptional activator that contains the sequence and contains an effective portion of the GAL4 DNA binding domain Do It is therefore possible to bind the transcriptional activator to UAS and Wherein the transcriptional activation of all genes occurs simultaneously. twenty one. If at least some of the genes of interest are arranged bolicitronically, 21. The method of claim 20, wherein said method is associated with one single GAL4-responsive UAS. twenty two. Claim that the gene of interest is functionally associated with each GAL4-responsive UAS Item 20. The method according to Item 20,

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Claims (1)

【特許請求の範囲】 1. 植物細胞において発現可能であり、少なくともGAL4 DNA結合ドメインの有効 部分をコードし、A/T塩基の含有率が野生型酵母の配列に対して実施的に減少し ている核酸配列。 2. GAL4 DNA結合ドメインの有効部分をコードする配列に作動可能に連結する構 造及び/又は調節配列をさらに含む、請求項1に記載の配列。 3. 前記核酸が、GAL4 DNA結合ドメインの有効部分をコードする配列と作動可能 に連結する、転写活性化活性を有するペプチド又はポリペプチドをコードする、 請求項1又は2に記載の配列。 4. 前記配列が、植物細胞における転写活性化活性を有する、GAL4、VP16、GCN4 又は天然には生じない設計された配列の改変部分であるペプチド又はポリペプチ ドをコードする、請求項1、2又は3のいずれか1項に記載の配列。 5. 請求項1−4のいずれか1項に記載の配列を含む核酸構築体。 6. 請求項1−4のいずれか1項に記載の配列を植物宿主細胞のゲノムに挿入する ことが可能な、請求項5に記載の構築体。 7. GAL4応答性上流活性化配列(UAS)に作動可能に連結するレポーター遺伝子 をさらに含む、請求項5又は6に記載の構築体。 8. 植物細胞における発現に適するGUS又は緑色蛍光タンパク質(GFP)をコード する配列を含む、請求項5、6又は7のいずれか1項に記載の構築体。 9. T−DNA境界又はDs要素を含む、請求項5−8のいずれか1項に記載の構築体。 10. 請求項1−4に記載の配列の発現がエンハンサー依存性植物プロモーターの 制御の下にある、請求項5−9のいずれか1項に記載の構築体。 11. 選択可能なマーカー遺伝子をさらに含む、請求項5−10のいずれか1項に記 載の構築体。 12. 請求項1−4のいずれか1項に記載の核酸配列を含むか、あるいは請求項5− 11のいずれか1項に記載の構築体で形質転換されている植物又はそれらの一部。 13. 前記配列が植物ゲノムにおいて安定に維持されている、請求項12に記載の 植物又はそれらの一部。 14. 複数の植物又はそれらの一部を含むライブラリーであって、各々の植物又 はそれらの一部が安定に組み込まれた請求項3又は請求項4に記載の核酸配列を含 み、該配列が既知の時間的及び/又は空間的パターンでレポーター遺伝子の発現 を生じる前記ライブラリー。 15. 請求項6−11のいずれか1項に記載の核酸構築体を複数の植物又はそれらの 一部に導入することにより作製される、請求項14に記載のライブラリー。 16. 複数のシロイヌナズナ植物を含む、請求項14又は15に記載のライブラリー 。 17. 関心のある遺伝子を既知のパターンで植物又はそれらの一部において発現 させる方法であって、該関心のある遺伝子を該植物又はそれらの一部に導入する ことを包含し、ここで該関心のある遺伝子はGAL4応答性上流活性化配列(UAS) を有し、該植物又はそれらの一部が請求項1−4のいずれか1項に記載の配列によ ってコードされるGAL4 DNA結合ドメインの有効部分を含む転写活性化因子の影響 下において既知のパターンで発現するレポーター遺伝子を含み、よって、該転写 活性化因子のUASへの結合により該関心のある遺伝子の転写活性化が生じる、こ とを特徴とする前記方法。 18. 関心のある遺伝子が請求項14、15又は16のいずれか1項に記載のライブラ リーからの1以上の植物又はそれらの一部に導入される、請求項17に記載の方法 。 19. 植物又はそれらの一部における複数の関心のある遺伝子の発現を調整する ための方法であって、該関心のある遺伝子の各々はGAL4応答性UASと機能的に会 合しており、該植物又はそれらの一部が請求項1−4のいずれか1項に記載の配列 を含み、かつGAL4 DNA結合ドメインの有効部分を含む転写活性化因子を発現する ことが可能であり、よって、該転写活性化因子のUASへの結合により該関心のあ る全ての遺伝子の転写活性化が同時に生じる、ことを特徴とする前記方法。 20. 関心のある遺伝子の少なくとも幾つかがポリシストロン的に配置され、か つ単一のGAL4応答性UASと会合する、請求項19に記載の方法。 21. 関心のある遺伝子がそれぞれのGAL4応答性UASと機能的に会合する、請求 項19に記載の方法。[Claims] 1. Expressable in plant cells and effective at least for GAL4 DNA binding domain And the A / T base content is substantially reduced relative to the sequence of the wild-type yeast. Nucleic acid sequence. 2. A structure operably linked to a sequence encoding an effective portion of a GAL4 DNA binding domain. The sequence according to claim 1, further comprising a construction and / or regulatory sequence. 3. The nucleic acid is operable with a sequence encoding an effective portion of a GAL4 DNA binding domain Encoding a peptide or polypeptide having a transcription activating activity, 3. The sequence according to claim 1 or 2. 4. The sequence has transcriptional activation activity in plant cells, GAL4, VP16, GCN4 Or a peptide or polypeptide that is a modified part of a designed sequence that does not occur in nature 4. The sequence according to any one of claims 1, 2 or 3, which encodes a code. 5. A nucleic acid construct comprising the sequence according to any one of claims 1-4. 6. Insert the sequence according to any one of claims 1-4 into the genome of a plant host cell 6. The construct of claim 5, wherein the construct is capable of: 7. A reporter gene operably linked to a GAL4-responsive upstream activation sequence (UAS) The construct according to claim 5, further comprising: 8. Encodes GUS or green fluorescent protein (GFP) suitable for expression in plant cells 8. The construct according to any one of claims 5, 6 or 7, comprising a sequence that: 9. The construct according to any one of claims 5 to 8, comprising a T-DNA border or a Ds element. Ten. Expression of the sequence according to claim 1-4 is an enhancer-dependent plant promoter. 10. A construct according to any one of claims 5-9, which is under control. 11. The method according to any one of claims 5 to 10, further comprising a selectable marker gene. The above-mentioned construct. 12. It comprises the nucleic acid sequence according to any one of claims 1-4, or alternatively, it comprises 12. A plant transformed with the construct according to any one of 11 or a part thereof. 13. The method according to claim 12, wherein the sequence is stably maintained in a plant genome. Plants or parts thereof. 14. A library containing a plurality of plants or parts thereof, wherein each plant or Contains the nucleic acid sequence according to claim 3 or 4, wherein a part thereof is stably incorporated. The sequence of the reporter gene in a known temporal and / or spatial pattern. The library that produces 15. A nucleic acid construct according to any one of claims 6 to 11, 15. The library according to claim 14, which is produced by partially introducing the library. 16. The library according to claim 14 or 15, comprising a plurality of Arabidopsis plants. . 17. Expresses genes of interest in known patterns in plants or parts of them And introducing the gene of interest into the plant or a part thereof. Wherein the gene of interest is a GAL4-responsive upstream activation sequence (UAS) Wherein the plant or a part thereof is according to the sequence of any one of claims 1-4. Of a transcriptional activator containing an active portion of the GAL4 DNA binding domain encoded by And a reporter gene that is expressed in a known pattern below Binding of an activator to UAS results in transcriptional activation of the gene of interest. The method as described above. 18. The library according to any one of claims 14, 15 or 16, wherein the gene of interest is 18. The method of claim 17, wherein the method is introduced into one or more plants or parts thereof from Lee. . 19. Regulate the expression of multiple genes of interest in plants or parts thereof Wherein each of the genes of interest functionally associates with a GAL4-responsive UAS. Wherein the plant or a part thereof is a sequence according to any one of claims 1-4. And a transcriptional activator that contains an effective portion of the GAL4 DNA binding domain It is therefore possible to bind the transcriptional activator to UAS and Wherein the transcriptional activation of all genes occurs simultaneously. 20. If at least some of the genes of interest are polycistronically arranged, 20. The method of claim 19, wherein said method is associated with one single GAL4-responsive UAS. twenty one. Claim that the gene of interest is functionally associated with each GAL4-responsive UAS Item 19. The method according to Item 19.
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