JP2002095481A - Gene involved in high accumulation of cadmium - Google Patents

Gene involved in high accumulation of cadmium

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JP2002095481A
JP2002095481A JP2000290108A JP2000290108A JP2002095481A JP 2002095481 A JP2002095481 A JP 2002095481A JP 2000290108 A JP2000290108 A JP 2000290108A JP 2000290108 A JP2000290108 A JP 2000290108A JP 2002095481 A JP2002095481 A JP 2002095481A
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seq
acid sequence
transformant
protein
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JP2000290108A
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Daisuke Miyamoto
大輔 宮元
Koichi Mizuno
幸一 水野
Tatsuto Fujimura
達人 藤村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for identifying and isolating a new protein and a gene encoding the protein that can largely contribute to the high accumulation of heavy metals and is involved in Cd detoxification mechanism. SOLUTION: The objective gene has (A) a base sequence encoding one of ten specific amino acid sequences derived from Brassica juncea, (B) a base sequence encoding an amino acid sequences that is modified by deleting, adding or substituting one or more amino acids from, to or in any of the above amino acid sequences and gives a Cd resistance activity, (C) any of ten specific base sequences derived from B. juncea, (D) a base sequence that is modified by deleting, adding or substituting one or mole base sequences from, to or in the above base sequence and encodes a protein that gives a Cd resistance activity, or (E) a base sequence that hybridizes to the above base sequence under a stringent condition and encodes a protein that gives a Cd resistance activity.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、Cd耐性に関与す
る新規タンパク質及びその遺伝子、上記遺伝子を有する
形質転換体、並びに上記形質転換体を用いた土壌の浄化
方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel protein involved in Cd resistance and its gene, a transformant having the above gene, and a method for purifying soil using the above transformant.

【0002】[0002]

【従来の技術】カドミウム(Cd)は潜在的な毒性をも
つ重金属であり、人体に蓄積した場合の生物学的半減期
は10年以上である。ヒトへの主な病状に、肺気腫、腎
臓管への障害がある(Ryan JA, 他 (1982) Environ R
es 28: 251-302)。日本でのイタイイタイ病にかかった
女性達に深刻な骨粗鬆や骨軟化の原因がCdであることが
明らかにされている。Cdが人体に取りこまれていく主
な経路は、土壌のCdを吸収、濃縮した作物を食するこ
とである。
BACKGROUND OF THE INVENTION Cadmium (Cd) is a potentially toxic heavy metal with a biological half-life of more than 10 years when accumulated in the human body. The major human pathologies include emphysema and damage to the renal tract (Ryan JA, et al. (1982) Environ R
es 28: 251-302). Cd has been shown to cause severe osteoporosis and softening in women with Itai-Itai disease in Japan. The main route by which Cd is incorporated into the human body is to eat crops that absorb and concentrate soil Cd.

【0003】有害金属による生物圏の汚染は産業革命の
初期から劇的に加速した(Nriago JO (1979) Nature 27
9: 409-411)。そして現在、土壌や水環境のCd蓄積
が、環境や人間の健康に関わる問題となっており、効率
的かつ経済的な解決方法が求められている。この問題に
対する解決方法として、微生物の利用が考えられるが、
微生物は個体が小さく回収が難しいという問題点があ
る。他方で、金属を蓄積する植物の利用がSaltらによっ
て1995年に提案された。環境修復のために植物を用いる
方法をファイトレメディエーション(phytoremediatio
n)という。
[0003] Pollution of the biosphere by harmful metals has accelerated dramatically since the early days of the industrial revolution (Nriago JO (1979) Nature 27).
9: 409-411). At present, the accumulation of Cd in the soil and water environment is a problem relating to the environment and human health, and an efficient and economical solution is required. A possible solution to this problem is to use microorganisms.
There is a problem that microorganisms are small and difficult to recover. On the other hand, the use of plants that accumulate metals was proposed in 1995 by Salt et al. Phytoremediation (phytoremediatio)
n).

【0004】植物体へのCd流入を考えるとき主要なポ
イントは根であるが、土壌からのCdの効率的な除去の
ためには、回収が容易な地上部への蓄積が必要である。
いくつかの植物種では植物体の地上部にCdを輸送・蓄
積することが報告されている(Wagner GJ (1994) Adv A
gron 51: 173-2123)。
[0004] When considering the influx of Cd into plants, the main point is the root, but efficient removal of Cd from soil requires accumulation in the aerial parts, where it is easily recovered.
It has been reported that some plant species transport and accumulate Cd in the above-ground parts of plants (Wagner GJ (1994) Adv A
gron 51: 173-2123).

【0005】ファイトレメディエーションにとって潜在
的に使用できる植物として同定されたアブラナ科植物(B
anuelos GS, 他 (1990) J Environ Qual 19: 772-7774)
のうち、高バイオマス作物であるカラシナ(B.juncea)
は高濃度のCdを蓄積できることから高度に発達したC
d無毒化機構の存在が考えられる。しかしながら、カラ
シナ(B.juncea)におけるCd無毒化機構に関与する遺
伝子は現在までの所、同定されていなかった。
[0005] Brassicaceae plants (B) which have been identified as potentially usable plants for phytoremediation
anuelos GS, et al. (1990) J Environ Qual 19: 772-7774)
Of which is high biomass crop, B.juncea
Is highly developed C because it can accumulate a high concentration of Cd
d The existence of a detoxification mechanism is considered. However, genes involved in the Cd detoxification mechanism in mustard (B. juncea) have not been identified so far.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ファイトレメディエー
ションを実用化するに当たっては、植物への重金属の蓄
積量の向上が大きな課題である。従って、植物への重金
属の蓄積に関与する遺伝子を数多く単離し、特に重金属
を高蓄積させることができる遺伝子を見出すことが望ま
れていた。即ち、本発明は、重金属の高蓄積に大きく寄
与する可能性がある、Cd無毒化機構に関与する新規タ
ンパク質及びその遺伝子を同定及び単離することを解決
すべき課題とした。さらに、本発明は、Cd無毒化機構
に関与する遺伝子を有する形質転換体を構築し、該形質
転換体を用いた土壌の浄化方法を提供することを解決す
べき課題とした。
In putting phytoremediation to practical use, it is a major problem to improve the accumulation of heavy metals in plants. Therefore, it has been desired to isolate a large number of genes involved in heavy metal accumulation in plants, and to find a gene capable of highly accumulating heavy metals in particular. That is, an object of the present invention is to identify and isolate a novel protein involved in Cd detoxification mechanism and its gene, which may greatly contribute to high accumulation of heavy metals. Furthermore, an object of the present invention is to construct a transformant having a gene involved in the Cd detoxification mechanism, and to provide a soil purification method using the transformant.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決することを目的として、カラシナ地上部からcDNAラ
イブラリーを作製し、出芽酵母発現機構を利用してCd
無毒化機構に関与する遺伝子の単離を試みた結果、アラ
ビドプシスのphytochelatin syntase (PCS1)とアミノ酸
配列で約92%の相同性を有する遺伝子、metallothionei
n type3(MT3)と約90%の相同性を有する遺伝子、並び
に動原体タンパク質であるSKP1と86〜91%の相同性を有
する遺伝子を単離することに成功し、さらに、単離した
遺伝子が出芽酵母のCd耐性能を高めることを確認し
た。本発明はこれらの知見に基づき完成したものであ
る。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have prepared a cDNA library from the above-ground part of mustard, and used a budding yeast expression mechanism to express Cd.
Attempts to isolate genes involved in the detoxification mechanism revealed that a gene with approximately 92% homology in amino acid sequence to Arabidopsis phytochelatin syntase (PCS1), metallothionei
n Succeeded in isolating a gene with approximately 90% homology to type3 (MT3) and a gene with 86-91% homology to the kinetochore protein SKP1. Increased Cd resistance of S. cerevisiae. The present invention has been completed based on these findings.

【0008】即ち、本発明によれば、以下の発明が提供
される。 (1) 下記の何れかの塩基配列を有する遺伝子。 (A)配列番号1に記載のアミノ酸配列をコードする塩
基配列; (B)配列番号1に記載のアミノ酸配列において1から
複数個のアミノ酸が欠失、付加または置換されているア
ミノ酸配列であってCd耐性活性を付与するアミノ酸配
列をコードする塩基配列; (C)配列番号1に記載の塩基配列; (D)配列番号1に記載の塩基配列において1から複数
個の塩基が欠失、付加または置換されている塩基配列で
あってCd耐性活性を付与するタンパク質をコードする
塩基配列;又は (E)配列番号1に記載の塩基配列とストリンジェント
な条件下でハイブリダイズする塩基配列であってCd耐
性活性を付与するタンパク質をコードする塩基配列。
That is, according to the present invention, the following inventions are provided. (1) A gene having any one of the following nucleotide sequences. (A) a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1; (B) an amino acid sequence in which one or more amino acids have been deleted, added or substituted in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1; A nucleotide sequence encoding an amino acid sequence that confers Cd resistance activity; (C) a nucleotide sequence according to SEQ ID NO: 1; (E) a nucleotide sequence that hybridizes under stringent conditions to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 which is a nucleotide sequence encoding a protein that confers Cd resistance activity; A nucleotide sequence encoding a protein that confers resistance activity.

【0009】(2) 下記の何れかのアミノ酸配列を有
するタンパク質。 (A)配列番号1に記載のアミノ酸配列;又は (B)配列番号1に記載のアミノ酸配列において1から
複数個のアミノ酸が欠失、付加または置換されているア
ミノ酸配列であってCd耐性活性を付与するアミノ酸配
列。 (3) (1)に記載の遺伝子を含むベクター。 (4) (1)に記載の遺伝子又は(3)に記載のベク
ターを有する形質転換体。 (5) 形質転換植物である、(4)に記載の形質転換
体。 (6) (4)又は(5)に記載の形質転換体を用いて
土壌中のカドミウムを該形質転換体中に蓄積することを
特徴とする、土壌の浄化方法。
(2) A protein having any one of the following amino acid sequences: (A) an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1; or (B) an amino acid sequence in which one or more amino acids are deleted, added or substituted in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1; Amino acid sequence to be assigned. (3) A vector containing the gene according to (1). (4) A transformant having the gene according to (1) or the vector according to (3). (5) The transformant according to (4), which is a transformed plant. (6) A method for purifying soil, comprising using the transformant according to (4) or (5) to accumulate cadmium in soil in the transformant.

【0010】(7) 下記の何れかの塩基配列を有する
遺伝子。 (A)配列番号2、3又は4に記載のアミノ酸配列をコ
ードする塩基配列; (B)配列番号2、3又は4に記載のアミノ酸配列にお
いて1から複数個のアミノ酸が欠失、付加または置換さ
れているアミノ酸配列であってCd耐性活性を付与する
アミノ酸配列をコードする塩基配列; (C)配列番号2、3又は4に記載の塩基配列; (D)配列番号2、3又は4に記載の塩基配列において
1から複数個の塩基が欠失、付加または置換されている
塩基配列であってCd耐性活性を付与するタンパク質を
コードする塩基配列;又は (E)配列番号2、3又は4に記載の塩基配列とストリ
ンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列であ
ってCd耐性活性を付与するタンパク質をコードする塩
基配列。
(7) A gene having any one of the following nucleotide sequences: (A) a base sequence encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, 3 or 4; (B) one or more amino acids are deleted, added or substituted in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, 3 or 4 (C) the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2, 3 or 4, and (D) the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2, 3 or 4. A nucleotide sequence in which one or more nucleotides are deleted, added or substituted in the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2, which encodes a protein that confers Cd resistance activity; or (E) SEQ ID NO: 2, 3, or 4. A nucleotide sequence that hybridizes with the nucleotide sequence described under stringent conditions and encodes a protein that confers Cd resistance activity.

【0011】(8) 下記の何れかのアミノ酸配列を有
するタンパク質。 (A)配列番号2、3又は4に記載のアミノ酸配列;又
は (B)配列番号2、3又は4に記載のアミノ酸配列にお
いて1から複数個のアミノ酸が欠失、付加または置換さ
れているアミノ酸配列であってCd耐性活性を付与する
アミノ酸配列。 (9) (7)に記載の遺伝子を含むベクター。 (10) (7)に記載の遺伝子又は(9)に記載のベ
クターを有する形質転換体。 (11) 形質転換植物である、(10)に記載の形質
転換体。 (12) (10)または(11)に記載の形質転換体
を用いて土壌中のカドミウムを該形質転換体中に蓄積す
ることを特徴とする、土壌の浄化方法。
(8) A protein having any one of the following amino acid sequences: (A) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, 3 or 4; or (B) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, 3 or 4 in which one or more amino acids are deleted, added or substituted An amino acid sequence that confers Cd resistance activity. (9) A vector comprising the gene according to (7). (10) A transformant having the gene according to (7) or the vector according to (9). (11) The transformant according to (10), which is a transformed plant. (12) A method for purifying soil, comprising using the transformant according to (10) or (11) to accumulate cadmium in soil in the transformant.

【0012】(13) 下記の何れかの塩基配列を有す
る遺伝子。 (A)配列番号5から10の何れかに記載のアミノ酸配
列をコードする塩基配列; (B)配列番号5から10の何れかに記載のアミノ酸配
列において1から複数個のアミノ酸が欠失、付加または
置換されているアミノ酸配列であってCd耐性活性を付
与するアミノ酸配列をコードする塩基配列; (C)配列番号5から10の何れかに記載の塩基配列; (D)配列番号5から10の何れかに記載の塩基配列に
おいて1から複数個の塩基が欠失、付加または置換され
ている塩基配列であってCd耐性活性を付与するタンパ
ク質をコードする塩基配列;又は (E)配列番号5から10の何れかに記載の塩基配列と
ストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配
列であってCd耐性活性を付与するタンパク質をコード
する塩基配列。
(13) A gene having any one of the following nucleotide sequences: (A) a base sequence encoding the amino acid sequence of any of SEQ ID NOs: 5 to 10; (B) one or more amino acids are deleted or added in the amino acid sequence of any of SEQ ID NOs: 5 to 10 Or a substituted amino acid sequence that encodes an amino acid sequence that confers Cd resistance activity; (C) a nucleotide sequence according to any of SEQ ID NOS: 5 to 10; A base sequence in which one or more bases are deleted, added or substituted in any one of the base sequences, and which codes for a protein that confers Cd resistance activity; or 11. A nucleotide sequence that hybridizes under stringent conditions with the nucleotide sequence according to any of 10 above, which encodes a protein that confers Cd resistance activity.

【0013】(14) 下記の何れかのアミノ酸配列を
有するタンパク質。 (A)配列番号5から10の何れかに記載のアミノ酸配
列;又は (B)配列番号5から10の何れかに記載のアミノ酸配
列において1から複数個のアミノ酸が欠失、付加または
置換されているアミノ酸配列であってCd耐性活性を付
与するアミノ酸配列。 (15) (13)に記載の遺伝子を含むベクター。 (16) (13)に記載の遺伝子又は(15)に記載
のベクターを有する形質転換体。 (17) 形質転換植物である、(16)に記載の形質
転換体。 (18) (16)または(17)に記載の形質転換体
を用いて土壌中のカドミウムを該形質転換体中に蓄積す
ることを特徴とする、土壌の浄化方法。
(14) A protein having any one of the following amino acid sequences: (A) the amino acid sequence of any of SEQ ID NOs: 5 to 10; or (B) one or more amino acids in the amino acid sequence of any of SEQ ID NOs: 5 to 10, which are deleted, added, or substituted. An amino acid sequence that confers Cd resistance activity. (15) A vector comprising the gene according to (13). (16) A transformant having the gene according to (13) or the vector according to (15). (17) The transformant according to (16), which is a transformed plant. (18) A method for purifying soil, comprising using the transformant according to (16) or (17) to accumulate cadmium in soil in the transformant.

【0014】(19) アブラナ科植物由来のcDNA
ライブラリーを宿主内で発現できる条件下で宿主に形質
転換し、得られた形質転換体をCdの存在下で培養し、
Cd耐性を有する形質転換体を選択することを特徴とす
る、カドミウムの高蓄積に関与する遺伝子のスクリーニ
ング方法。 (20) アブラナ科植物がカラシナ(B.juncea)であ
り、宿主が酵母である、(16)に記載のスクリーニン
グ方法。 (21) (19)又は(20)に記載のスクリーニン
グ方法により取得されるカドミウムの高蓄積に関与する
遺伝子。
(19) cDNA from cruciferous plants
Transforming the library into a host under conditions that allow expression in the host, culturing the resulting transformant in the presence of Cd,
A method for screening a gene involved in high cadmium accumulation, which comprises selecting a transformant having Cd resistance. (20) The screening method according to (16), wherein the cruciferous plant is B. juncea and the host is yeast. (21) A gene involved in high cadmium accumulation obtained by the screening method according to (19) or (20).

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施態様及び実施
方法について詳細に説明する。(1)本発明の遺伝子及びタンパク質 本発明は、下記の何れかの塩基配列を有する遺伝子に関
する。 (A)配列番号1から10の何れかに記載のアミノ酸配
列をコードする塩基配列; (B)配列番号1から10の何れかに記載のアミノ酸配
列において1から複数個のアミノ酸が欠失、付加または
置換されているアミノ酸配列であってCd耐性活性を付
与するアミノ酸配列をコードする塩基配列; (C)配列番号1から10の何れかに記載の塩基配列; (D)配列番号1から10の何れかに記載の塩基配列に
おいて1から複数個の塩基が欠失、付加または置換され
ている塩基配列であってCd耐性活性を付与するタンパ
ク質をコードする塩基配列;又は (E)配列番号1から10の何れかに記載の塩基配列と
ストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配
列であってCd耐性活性を付与するタンパク質をコード
する塩基配列。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments and a method of the present invention will be described below in detail. (1) Gene and protein of the present invention The present invention relates to a gene having any one of the following nucleotide sequences. (A) a base sequence encoding the amino acid sequence of any of SEQ ID NOs: 1 to 10; (B) one or more amino acids are deleted or added in the amino acid sequence of any of SEQ ID NOs: 1 to 10 Or a substituted amino acid sequence that encodes an amino acid sequence that confers Cd resistance activity; (C) a nucleotide sequence according to any of SEQ ID NOs: 1 to 10; A base sequence in which one or more bases are deleted, added or substituted in any one of the base sequences, and which codes for a protein that confers Cd resistance activity; or 11. A nucleotide sequence that hybridizes under stringent conditions with the nucleotide sequence according to any of 10 above, which encodes a protein that confers Cd resistance activity.

【0016】本発明はまた、下記の何れかのアミノ酸配
列を有するタンパク質に関する。 (A)配列番号1から10の何れかに記載のアミノ酸配
列;又は (B)配列番号1から10の何れかに記載のアミノ酸配
列において1から複数個のアミノ酸が欠失、付加または
置換されているアミノ酸配列であってCd耐性活性を付
与するアミノ酸配列。
The present invention also relates to a protein having any one of the following amino acid sequences. (A) the amino acid sequence of any of SEQ ID NOs: 1 to 10; or (B) the amino acid sequence of any of SEQ ID NOs: 1 to 10, wherein one or more amino acids are deleted, added, or substituted. An amino acid sequence that confers Cd resistance activity.

【0017】本明細書において、「1から複数個のアミ
ノ酸が欠失、付加または置換されているアミノ酸配列」
とは、例えば1〜20個、好ましくは1〜15個、より
好ましくは1〜10個、さらに好ましくは1〜5個の任
意の数のアミノ酸が欠失、付加または置換されているア
ミノ酸配列のことを言う。本明細書において「1から複
数個の塩基が欠失、付加または置換されている塩基配
列」とは、例えば1〜20個、好ましくは1〜15個、
より好ましくは1〜10個、さらに好ましくは1〜5個
の任意の数の塩基が欠失、付加または置換されている塩
基配列のことを言う。
In the present specification, "amino acid sequence in which one or more amino acids are deleted, added or substituted"
For example, 1 to 20, preferably 1 to 15, more preferably 1 to 10, and still more preferably 1 to 5 amino acids of an amino acid sequence in which any number of amino acids are deleted, added or substituted. Say that. As used herein, the term "base sequence in which one or more bases have been deleted, added or substituted" means, for example, 1 to 20, preferably 1 to 15,
More preferably, it refers to a base sequence in which an arbitrary number of 1 to 10, more preferably 1 to 5, bases has been deleted, added or substituted.

【0018】本明細書において「ストリンジェントな条
件下でハイブリダイズする塩基配列」とは、DNAをプロ
ーブとして使用し、コロニー・ハイブリダイゼーション
法、プラークハイブリダイゼーション法、あるいはサザ
ンブロットハイブリダイゼーション法等を用いることに
より得られるDNAの塩基配列を意味し、例えば、コロニ
ーあるいはプラーク由来のDNAまたは該DNAの断片を固定
化したフィルターを用いて、0.7〜1.0MのNaCl存
在下、65℃でハイブリダイゼーションを行った後、0.
1〜2倍程度のSSC溶液(1倍濃度のSSC溶液の組成は、
150mM塩化ナトリウム、15mMクエン酸ナトリウム)
を用い、65℃条件下でフィルターを洗浄することによ
り同定できるDNA等を挙げることができる。ハイブリダ
イゼーションは、Molecular Cloning: A laboratory Ma
nnual, 2nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory, Col
d Spring Harbor, NY.,1989. 以後 "モレキュラークロ
ーニング第2版" と略す)等に記載されている方法に準
じて行うことができる。
As used herein, the term "base sequence hybridizing under stringent conditions" refers to a method using colony hybridization, plaque hybridization, or Southern blot hybridization, using DNA as a probe. Means a DNA sequence obtained by using a filter on which DNA derived from colonies or plaques or a fragment of the DNA is immobilized, in the presence of 0.7 to 1.0 M NaCl at 65 ° C. After the hybridization, 0.
About 1 to 2 times SSC solution (The composition of 1 times concentration SSC solution is
150 mM sodium chloride, 15 mM sodium citrate)
And DNA that can be identified by washing the filter under 65 ° C. conditions. Hybridization is performed using Molecular Cloning: A laboratory Ma
nnual, 2 nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory, Col
d Spring Harbor, NY., 1989. Hereinafter, it is abbreviated as "Molecular Cloning 2nd Edition") and the like.

【0019】ストリンジェントな条件下でハイブリダイ
ズするDNAとしては、プローブとして使用するDNA
の塩基配列と一定以上の相同性を有するDNAが挙げら
れ、相同性は、例えば70%以上、好ましくは80%以
上、より好ましくは90%以上、さらに好ましくは93
%以上、特に好ましくは95%以上、最も好ましくは9
8%以上である。
The DNA that hybridizes under stringent conditions includes the DNA used as a probe.
The homology is, for example, 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and even more preferably 93% or more.
% Or more, particularly preferably 95% or more, most preferably 9% or more.
8% or more.

【0020】本明細書で言う「Cd耐性活性を付与す
る」とは、その遺伝子を宿主において発現させることに
よりCd耐性活性が発現することを意味する。宿主の種
類は特に限定されないが、例えば、酵母や植物などが挙
げられる。Cd耐性活性が発現するとは、より具体的に
は、本発明の遺伝子を有さない宿主では生育阻害が起こ
るような一定濃度以上のCdの存在下において宿主の生
育阻害が起きないかあるいは阻害の程度が低下すること
を言う。
As used herein, "to confer Cd resistance activity" means that the gene is expressed in a host to express the Cd resistance activity. The type of host is not particularly limited, and examples include yeast and plants. More specifically, expression of the Cd resistance activity means that growth inhibition of the host does not occur or does not occur in the presence of Cd at a certain concentration or more such that growth inhibition occurs in a host having no gene of the present invention. It says that the degree decreases.

【0021】本発明の遺伝子の取得方法は特に限定され
ない。本明細書中に開示した配列番号1から10に記載
の塩基配列及びアミノ酸配列に基づいて適当なブローブ
やプライマーを調製し、それらを用いてカラシナなどの
cDNAライブラリーをスクリーニングすることにより目的
の遺伝子を単離することができる。PCR法により配列番
号1から10に記載の塩基配列を有するDNAを取得す
ることもできる。カラシナの染色体DNAまたはcDN
Aライブラリーなどを鋳型として使用し、配列番号1か
ら10の何れかの塩基配列を増幅できるように設計した
1対のプライマーを使用してPCRを行う。
The method for obtaining the gene of the present invention is not particularly limited. Suitable probes and primers are prepared based on the nucleotide sequence and the amino acid sequence of SEQ ID NOs: 1 to 10 disclosed in the present specification, and the
The desired gene can be isolated by screening the cDNA library. DNA having the nucleotide sequence of SEQ ID NOs: 1 to 10 can also be obtained by PCR. Mustard chromosomal DNA or cDN
Using the A library or the like as a template, PCR is performed using a pair of primers designed to amplify any of the nucleotide sequences of SEQ ID NOS: 1 to 10.

【0022】PCRの反応条件は適宜設定することがで
き、一例としては、例えば、94℃で30秒間(変性)、55
℃で30秒〜1分間(アニーリング)、72℃で2分間(伸
長)からなる反応工程を1サイクルとして、例えば30サ
イクル行った後、72℃で7分間反応させる条件などを挙
げることができる。次いで、増幅されたDNA断片を、大
腸菌等の宿主で増幅可能な適切なベクター中にクローニ
ングすることができる。上記したようなブローブやプラ
イマーの調製、cDNAライブラリーの作製、並びにcDNAラ
イブラリーのスクリーニング、クローニングなどは当業
者に既知であり、例えば、モレキュラークローニング第
2版、Current Protocols in MolecularBiology, Suppl
ement 1〜38, John Wiley & Sons (1987-1997)(以下、
カレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイ
オロジーと略す)等に記載された方法を用いて行うこと
ができる。
The reaction conditions of the PCR can be appropriately set. For example, the reaction conditions are, for example, 94 ° C. for 30 seconds (denaturation), 55%
The reaction process includes 30 seconds to 1 minute (annealing) at 72 ° C. and 2 minutes (extension) at 72 ° C. as one cycle. For example, after 30 cycles, the reaction is carried out at 72 ° C. for 7 minutes. Next, the amplified DNA fragment can be cloned into an appropriate vector that can be amplified in a host such as E. coli. Preparation of probes and primers as described above, preparation of a cDNA library, screening and cloning of a cDNA library are known to those skilled in the art. For example, Molecular Cloning 2nd Edition, Current Protocols in Molecular Biology, Suppl.
ement 1-38, John Wiley & Sons (1987-1997)
Current protocols in molecular biology) and the like.

【0023】本明細書中で上記した(B)配列番号1か
ら10の何れかに記載のアミノ酸配列において1から複
数個のアミノ酸が欠失、付加または置換されているアミ
ノ酸配列であってCd耐性活性を付与するアミノ酸配列
をコードする塩基配列;又は(D)配列番号1から10
の何れかに記載の塩基配列において1から複数個の塩基
が欠失、付加または置換されている塩基配列であってC
d耐性活性を付与するタンパク質をコードする塩基配
列;を有する遺伝子(変異遺伝子)は、化学合成、遺伝
子工学的手法、突然変異誘発などの当業者に既知の任意
の方法で作製することもできる。具体的には、配列番号
1から10の塩基配列を有するDNAを利用し、これら
DNAに変異を導入することにより変異DNAを取得す
ることができる。
(B) an amino acid sequence in which one or more amino acids are deleted, added or substituted in the amino acid sequence of any one of SEQ ID NOs: 1 to 10 described above and which has Cd resistance A nucleotide sequence encoding an amino acid sequence imparting activity; or (D) SEQ ID NOS: 1 to 10
A base sequence in which one or more bases are deleted, added or substituted in the base sequence according to any of
(mutant gene) having a base sequence encoding a protein conferring d-resistance activity can also be prepared by any method known to those skilled in the art, such as chemical synthesis, genetic engineering techniques, and mutagenesis. Specifically, mutant DNAs can be obtained by using DNAs having the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 1 to 10 and introducing mutations into these DNAs.

【0024】例えば、配列番号1から10の塩基配列を
有するDNAに対し、変異原となる薬剤と接触作用させ
る方法、紫外線を照射する方法、遺伝子工学的手法等を
用いて行うことができる。遺伝子工学的手法の一つであ
る部位特異的変異誘発法は特定の位置に特定の変異を導
入できる手法であることから有用であり、モレキュラー
クローニング第2版、カレント・プロトコールズ・イン
・モレキュラー・バイオロジー等に記載の方法に準じて
行うことができる。
For example, the method can be carried out using a method of bringing a DNA having the nucleotide sequence of SEQ ID NOS: 1 to 10 into contact with a drug as a mutagen, a method of irradiating ultraviolet rays, a genetic engineering technique, or the like. Site-directed mutagenesis, which is one of the genetic engineering techniques, is useful because it is a technique that can introduce a specific mutation at a specific position. Molecular cloning, 2nd edition, Current Protocols in Molecular Co., Ltd. It can be performed according to the method described in biology and the like.

【0025】(2)本発明のカドミウムの高蓄積に関与
する遺伝子を含むベクター 本発明の遺伝子は適当なベクター中に組み込んで組み換
えベクターとして使用することができる。ベクターの種
類は発現ベクターでも非発現ベクターでもよく、目的に
応じて選ぶことができる。クローニングベクターとして
は、大腸菌K12株中で自律複製できるものが好ましく、
ファージベクター、プラスミドベクター等いずれでも使
用できる、大腸菌の発現用ベクターをクローニングベク
ターとして用いてもよい。具体的には、ZAP Express
〔ストラタジーン社製、Strategies, 5, 58 (1992)〕、
pBluescrlpt II SK(+)〔Nuclelc Acids Research, 17,
9494(1989)〕、Lambda ZAP II(ストラタジーン社製)、
λgt10、λgt11〔DNA Cloning, A Practical Approach,
1, 49(1985)〕、λTriplEx(クローンテック社製)、λE
xCell(ファルマシア社製)、pT7T318U(ファルマシア社
製)、pcD2〔Mo1. Cen. Bio1., 3, 280 (1983)〕、pMW21
8(和光純薬社製)、pUC118(宝酒造社製)、pEG400〔J.Ba
c., 172, 2392 (1990)〕、pQE-30 (QIAGEN社製)等をあ
げることができる。
(2) Involved in high accumulation of cadmium of the present invention
Vectors Containing Genes of the Present Invention The genes of the present invention can be used as recombinant vectors by incorporating them into appropriate vectors. The type of vector may be an expression vector or a non-expression vector, and can be selected according to the purpose. As the cloning vector, those capable of autonomous replication in Escherichia coli K12 strain are preferable,
Escherichia coli expression vectors, which can be used as phage vectors or plasmid vectors, may be used as cloning vectors. Specifically, ZAP Express
(Strategies, 5, 58 (1992), manufactured by Stratagene)
pBluescrlpt II SK (+) (Nuclelc Acids Research, 17,
9494 (1989)), Lambda ZAP II (Stratagene),
λgt10, λgt11 (DNA Cloning, A Practical Approach,
1, 49 (1985)), λTriplEx (Clontech), λE
xCell (Pharmacia), pT7T318U (Pharmacia), pcD2 (Mo1.Cen.Bio1,3,280 (1983)), pMW21
8 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries), pUC118 (manufactured by Takara Shuzo), pEG400 (J.Ba
c., 172, 2392 (1990)], pQE-30 (manufactured by QIAGEN) and the like.

【0026】発現ベクターは宿主との組み合わせを考え
て選択することができ、好ましくは宿主細胞において自
立複製可能ないしは染色体中への組込みが可能で、本発
明の遺伝子を転写できる位置にプロモーターを含有して
いるものが用いられる。細菌を宿主細胞として用いる場
合は、上記DNAを発現させるための発現ベクターは該細
菌中で自立複製可能であると同時に、プロモーター、リ
ボソーム結合配列、上記DNAおよび転写終結配列より構
成された組換えベクターであることが好ましい。プロモ
ーターを制御する遺伝子が含まれていてもよい。
The expression vector can be selected in consideration of the combination with the host. Preferably, the expression vector can replicate autonomously in the host cell or can be integrated into the chromosome, and contains a promoter at a position where the gene of the present invention can be transcribed. Is used. When a bacterium is used as a host cell, an expression vector for expressing the DNA is capable of autonomous replication in the bacterium, and at the same time, a recombinant vector comprising a promoter, a ribosome binding sequence, the DNA and a transcription termination sequence. It is preferred that A gene that controls the promoter may be included.

【0027】細菌用の発現ベクターとしては、例えば、
pBTrP2、pBTac1、pBTac2(いずれもべ一リンガーマンハ
イム社より市販)、pKK233-2(Pharmacia社製)、pSE280(I
nvitrogen社製)、pGEMEX-1(Promega社製)、pQE-8(QIAGE
N社製)、pQE-30(QIAGEN社製)、pKYP10(特開昭58-11060
0)、pKYP200〔Agrc.Biol.Chem., 48, 669(1984)〕、PLS
A1〔Agrc. Blo1. Chem., 53, 277(1989)〕、pGEL1〔Pro
c. Natl. Acad. Sci. USA, 82, 4306 (1985)〕、pBlues
crlptII SK+、pBluescriptII SK(-)(Stratagene社製)、
pTrS30(FERMBP-5407)、pTrS32(FERM BP-5408)、pGEX(Ph
armacia社製)、pET-3(Novagen社製)、pTerm2(US468619
1、US4939094、US5160735)、pSupex、pUB110、pTP5、pC
194、pUC18〔Gene, 33, 103(1985)〕、pUC19〔Gene, 3
3, 103(1985)〕、pSTV28(宝酒造社製)、pSTV29(宝酒造
社製)、pUC118(宝酒造社製)、pPA1(特開昭63-233798)、
pEG400〔J. Bacterio1., 172, 2392(1990)〕、pQE-30(Q
IAGEN社製)等を例示することができる。細菌用のプロモ
ーターとしては、例えば、trpプロモーター(P trp)、la
cプロモーター(P lac)、PLプロモーター、PRプロモータ
ー、PSEプロモーター等の、大腸菌やファージ等に由来
するプロモーター、SP01プロモーター、SP02プロモータ
ー、penPプロモーター等を挙げることができる。
Examples of expression vectors for bacteria include, for example,
pBTrP2, pBTac1, pBTac2 (all commercially available from Behringer Ringermannheim), pKK233-2 (Pharmacia), pSE280 (I
nvitrogen), pGEMEX-1 (Promega), pQE-8 (QIAGE
N), pQE-30 (QIAGEN), pKYP10 (JP-A-58-11060)
0), pKYP200 (Agrc. Biol. Chem., 48, 669 (1984)), PLS
A1 [Agrc. Blo1. Chem., 53, 277 (1989)], pGEL1 [Pro
c. Natl. Acad. Sci. USA, 82, 4306 (1985)], pBlues
crlptII SK +, pBluescriptII SK (-) (Stratagene),
pTrS30 (FERMBP-5407), pTrS32 (FERM BP-5408), pGEX (Ph
armacia), pET-3 (Novagen), pTerm2 (US468619
1, US4939094, US5160735), pSupex, pUB110, pTP5, pC
194, pUC18 (Gene, 33, 103 (1985)), pUC19 (Gene, 3
3, 103 (1985)), pSTV28 (Takara Shuzo), pSTV29 (Takara Shuzo), pUC118 (Takara Shuzo), pPA1 (JP-A-63-233798),
pEG400 (J. Bacterio 1., 172, 2392 (1990)), pQE-30 (Q
IAGEN) and the like. Examples of promoters for bacteria include trp promoter (P trp), la
c promoter (P lac), P L promoter, P R promoter, promoters from P SE such promoters, E. coli or phage, such as, SP01 promoter, can be cited SP02 promoter, penP promoter and the like.

【0028】酵母用の発現ベクターとして、例えば、YE
p13(ATCC37115)、YEp24(ATCC37051)、Ycp5O(ATCC3741
9)、pHS19、pHS15等を例示することができる。酵母用の
プロモーターとしては、例えば、PHO5プロモーター、PG
Kプロモーター、GAPプロモーター、ADHプロモーター、g
al1プロモーター、gal10プロモーター、ヒートショック
タンパク質プロモーター、MFα1プロモーター、CUP1プ
ロモーター等のプロモーターを挙げることができる。
As an expression vector for yeast, for example, YE
p13 (ATCC37115), YEp24 (ATCC37051), Ycp5O (ATCC3741
9), pHS19, pHS15 and the like. Examples of promoters for yeast include PHO5 promoter, PG
K promoter, GAP promoter, ADH promoter, g
Examples of the promoter include an al1 promoter, a gal10 promoter, a heat shock protein promoter, an MFα1 promoter, and a CUP1 promoter.

【0029】動物細胞用の発現ベクターとして、例え
ば、pcDNAI、pcDM8(フナコシ社より市販)、pAGE107〔特
開平3-22979; Cytotechnology, 3, 133,(1990)〕、pAS3
-3(特開平2-227075)、pCDM8〔Nature, 329, 840,(198
7)〕、pcDNAI/AmP(Invitrogen社製)、pREP4(Invitrogen
社製)、pAGE103〔J.Blochem., 101, 1307(1987)〕、pAG
E210等を例示することができる。動物細胞用のプロモー
ターとしては、例えば、サイトメガロウイルス(ヒトCM
V)のIE(immediate early)遺伝子のプロモーター、SV40
の初期プロモーター、レトロウイルスのプロモーター、
メタロチオネインプロモーター、ヒートショックプロモ
ーター、SRαプロモーター等を挙げることができる。
As expression vectors for animal cells, for example, pcDNAI, pcDM8 (commercially available from Funakoshi), pAGE107 (JP-A-3-22979; Cytotechnology, 3, 133, (1990)), pAS3
-3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-227075), pCDM8 (Nature, 329, 840, (198
7)], pcDNAI / AmP (manufactured by Invitrogen), pREP4 (Invitrogen
PAGE103 (J. Blochem., 101, 1307 (1987)), pAG
E210 etc. can be illustrated. As a promoter for animal cells, for example, cytomegalovirus (human CM
V) promoter of the IE (immediate early) gene, SV40
Early promoter, retroviral promoter,
Examples include a metallothionein promoter, a heat shock promoter, and an SRα promoter.

【0030】植物細胞用の発現ベクターとしては、例え
ば、pIG121-Hm〔Plant Cell Report, 15, 809-814(199
5)〕、pBI121〔EMBO J. 6, 3901-3907(1987)〕等を例示
することができる。植物細胞用のプロモーターとして
は、例えば、カリフラワーモザイクウイルス35Sプロ
モーター〔Mol.Gen.Genet (1990) 220, 389-392〕、ル
ブロースビスフォスフェートカルボキシラーゼスモール
サブユニットプロモーター等を挙げることができる。
As an expression vector for plant cells, for example, pIG121-Hm [Plant Cell Report, 15 , 809-814 (199)
5)] and pBI121 [EMBO J. 6 , 3901-3907 (1987)]. Examples of promoters for plant cells include the cauliflower mosaic virus 35S promoter [Mol. Gen. Genet (1990) 220 , 389-392], the rubulose bisphosphate carboxylase small subunit promoter, and the like.

【0031】(3)本発明のカドミウムの高蓄積に関与
する遺伝子を有する形質転換体 本発明のカドミウムの高蓄積に関与する遺伝子を有する
形質転換体は、上記した組み換えベクター(好ましくは
発現ベクター)を宿主に導入することにより作製するこ
とができる。細菌の宿主細胞の具体例としては、Escher
ichia属、Corynebacterium属、Brevibacterium属、Baci
llus属、Microbacterium属、Serratia属、Pseudomonas
属、Agrobacterium属、Alicyclobacillus属、Anabaena
属、Anacystis属、Arthrobacter属、Azobacter属、Chro
matium属、Erwinia属、Methylobacterium属、Phormidiu
m属、Rhodobacter属、Rhodopseudomonas属、Rhodospiri
11um属、Scenedesmun属、Streptomyces属、Synnecoccus
属、Zymomonas属等に属する微生物をあげることができ
る。細菌宿主へ組換えベクターを導入する方法として
は、例えば、カルシウムイオンを用いる方法やプロトプ
ラスト法等を挙げることができる。
(3) Involved in high accumulation of cadmium of the present invention
A transformant having a gene involved in high cadmium accumulation of the present invention can be prepared by introducing the above-described recombinant vector (preferably an expression vector) into a host. Specific examples of bacterial host cells include Escher
genus ichia, Corynebacterium, Brevibacterium, Baci
genus llus, Microbacterium, Serratia, Pseudomonas
Genus, Agrobacterium, Alicyclobacillus, Anabaena
Genus, Anacystis, Arthrobacter, Azobacter, Chro
genus matium, genus Erwinia, genus Methylobacterium, Phormidiu
m, Rhodobacter, Rhodopseudomonas, Rhodospiri
11um, Scenedesmun, Streptomyces, Synnecoccus
And microorganisms belonging to the genus Zymomonas. Methods for introducing a recombinant vector into a bacterial host include, for example, a method using calcium ions and a protoplast method.

【0032】酵母宿主の具体例としては、サッカロミセ
ス・セレビシェ(Saccharomyces cerevisae)、シゾサッ
カロミセス・ボンベ(Schizosaccharomyces pombe)、ク
リュイベロミセス・ラクチス(Kluyveromyces lactis)、
トリコスポロン・プルランス(Trichosporon pu11ulan
s)、シュワニオミセス・アルビウス(Schwanniomyces a1
1uvius)等を挙げることができる。酵母宿主への組み換
えベクターの導入方法としては、酵母にDNAを導入する
方法であればいずれも用いることができ、例えば、エレ
クトロポレーション法、スフェロブラスト法、酢酸リチ
ウム法等を挙げることができる。
Specific examples of yeast hosts include Saccharomyces cerevisae, Schizosaccharomyces pombe, Kluyveromyces lactis,
Trichosporon pu11ulan
s), Schwanniomyces albius
1uvius) and the like. As a method for introducing a recombinant vector into a yeast host, any method for introducing DNA into yeast can be used, and examples thereof include an electroporation method, a spheroblast method, and a lithium acetate method. .

【0033】動物細胞宿主としては、ナマルバ細胞、CO
S1細胞、COS7細胞、CHO細胞等を挙げることができる。
動物細胞への組み換えベクターの導入方法としては、動
物細胞にDNAを導入できるいかなる方法も用いることが
でき、例えば、エレクトロポーレーション法、リン酸カ
ルシウム法、リポフェクション法等を用いることができ
る。
As animal cell hosts, Namalva cells, CO
S1 cells, COS7 cells, CHO cells and the like can be mentioned.
As a method for introducing the recombinant vector into animal cells, any method capable of introducing DNA into animal cells can be used, for example, an electroporation method, a calcium phosphate method, a lipofection method, or the like.

【0034】また、植物細胞に形質転換する場合には、
その宿主としては、その形質転換体の使用目的(例え
ば、ファイトレメディエーションやタンパク質の大量生
産等)に応じて任意に選択でき、例えば、ファイトレメ
ディエーションの場合には、本発明の遺伝子を単離した
カラシナが属するブラシカ属に属する植物のほか、その
環境に適した植物を選ぶこともできる。植物細胞への組
み換えベクターの導入方法としては、植物細胞にDNAを
導入できるいかなる方法も用いることができ、例えば、
アグロバクテリウム法、エレクトロポレーション法、パ
ーティクルガン法等を用いることができる。なお、上記
形質転換植物細胞から植物体を得るにあたっては、使用
する植物種に応じて通常用いられる方法を行えばよい
が、重金属を高蓄積し、バイオマスも大きいカラシナの
場合、例えば、以下のような方法が挙げられる。
When transforming plant cells,
The host can be arbitrarily selected depending on the purpose of use of the transformant (for example, phytoremediation or mass production of protein). For example, in the case of phytoremediation, the gene of the present invention is isolated. In addition to plants belonging to the genus Brassica to which the mustard belongs, it is possible to select plants suitable for the environment. As a method for introducing a recombinant vector into a plant cell, any method capable of introducing DNA into a plant cell can be used, for example,
Agrobacterium method, electroporation method, particle gun method and the like can be used. In order to obtain a plant from the transformed plant cell, a method usually used may be performed depending on the plant species to be used, but in the case of mustard, which has a high accumulation of heavy metals and a large biomass, for example, Methods.

【0035】カラシナ(B.juncea)の形質転換は、以下
のようにして行うことができる(Narashimhulu,S.B. an
d V.L.Chopra, Plant Cell Report (1988) 7:104-10
6)。0.8%アガロースを含むMS培地で種子を無菌
発芽させる。4日後から6日後に胚軸と子葉を切り離
す。このとき子葉に1〜2mmの葉柄が残るように、ま
た胚軸に成長点が残らないように切り取る。切り取った
胚軸と子葉を一晩培養して増殖させた目的とするプラス
ミドを含むアグロバクテリウム培養液に10〜30分浸
ける。その後、その液を良く拭き取り、BAP(2.0
〜5.0μM)、NAA(0.5〜3.0μM)を含む
MS培地で共存培養を2〜3日間行う。その後、上記培
地組成にカナマイシン10〜50mg/L、カ−ペニシ
リン20〜100mg/Lを加えた選択培地で培養す
る。その培地で再生してきた個体を3%sucrose、0.
1mg/LのBAP、上記濃度のカ−ペニシリン、0.
2%ゲルライトを含むMS培地に植え替える。さらに、
発根を促進するために以下の組成(1/2倍のR2marc
o、3%sucrose、0.1mg/LのBAP、0.1mg
/LのNAA、0.4%のゲルライト)の培地に植え替
え、形質転換植物を得ることができる。
Transformation of mustard (B. juncea) can be performed as follows (Narashimhulu, SB an).
d VLChopra, Plant Cell Report (1988) 7: 104-10
6). Seeds are aseptically germinated in MS medium containing 0.8% agarose. Hypocotyls and cotyledons are separated 4 to 6 days later. At this time, the cotyledons are cut so that a petiole of 1 to 2 mm remains and no growth point remains on the hypocotyl. The excised hypocotyl and cotyledons are immersed in an Agrobacterium culture solution containing the target plasmid, which is grown overnight by culturing for 10 to 30 minutes. Thereafter, the liquid was thoroughly wiped off, and BAP (2.0
55.0 μM) and a co-culture with MS medium containing NAA (0.5-3.0 μM) for 2-3 days. Thereafter, the cells are cultured in a selective medium obtained by adding 10 to 50 mg / L of kanamycin and 20 to 100 mg / L of carpenicillin to the above medium composition. Individuals regenerated in the medium were treated with 3% sucrose, 0.
1 mg / L BAP, carpenicillin at the above concentration, 0.
Replace with MS medium containing 2% gellite. further,
To promote rooting, the following composition (1/2 times R2marc)
o, 3% sucrose, 0.1 mg / L BAP, 0.1 mg
/ L NAA, 0.4% gellite) to obtain a transformed plant.

【0036】(4)本発明のカドミウムの高蓄積に関与
する遺伝子がコードするCd耐性活性を付与するタンパ
ク質の産生 本発明のカドミウムの高蓄積に関与する遺伝子を有する
形質転換体を培養し、培養物中にCd耐性活性を付与す
るタンパク質を生成蓄積させ、該培養物より該タンパク
質を採取することにより、本発明のCd耐性活性を付与
するタンパク質を取得することができる。
(4) Involved in high accumulation of cadmium of the present invention
Confers Cd resistance activity encoded by the gene
Culturing the transformant having a gene involved in a high accumulation of cadmium production invention click, protein to produce and accumulate the imparting Cd resistance activity in the culture, and recovering the protein from the culture that As a result, the protein imparting the Cd resistance activity of the present invention can be obtained.

【0037】本発明の遺伝子を有する形質転換体を培養
する方法は、宿主の培養に用いられる通常の方法に従っ
て行うことができる。本発明の形質転換体が大腸菌等の
原核生物、酵母菌等の真核生物である場合、これら微生
物を培養する培地は、該微生物が資化し得る炭素源、窒
素源、無機塩類等を含有し、形質転換体の培養を効率的
に行える培地であれば天然培地、合成培地のいずれでも
よい。培養は、振盪培養または深部通気撹拌培養などの
好気的条件下で行うことが好ましく、培養温度は通常15
〜40℃であり、培養時間は、通常16時間〜7日間であ
る。培養中pHは、3.0〜9.0に保持する。pHの調整は、無
機あるいは有機の酸、アルカリ溶液、尿素、炭酸カルシ
ウム、アンモニアなどを用いて行う。また培養中必要に
応じて、アンピシリンやテトラサイクリン等の抗生物質
を培地に添加してもよい。
The method for culturing the transformant having the gene of the present invention can be performed according to a usual method used for culturing a host. When the transformant of the present invention is a prokaryote such as Escherichia coli or a eukaryote such as yeast, the culture medium for culturing these microorganisms contains a carbon source, a nitrogen source, inorganic salts, and the like that can be assimilated by the microorganism. Any of a natural medium and a synthetic medium may be used as long as the medium can efficiently culture the transformant. The cultivation is preferably performed under aerobic conditions such as shaking culture or deep aeration stirring culture.
4040 ° C., and the culture time is usually 16 hours to 7 days. During the culture, the pH is maintained at 3.0 to 9.0. The pH is adjusted using an inorganic or organic acid, an alkaline solution, urea, calcium carbonate, ammonia, or the like. If necessary, an antibiotic such as ampicillin or tetracycline may be added to the medium during the culture.

【0038】動物細胞を宿主細胞として得られた形質転
換体を培養する培地としては、一般に使用されているRP
M11640培地〔The Journal of the American Medical As
sociation,199,519(1967)〕、EagleのMEM培地〔Scienc
e, 122, 501(1952)〕、DMEM培地〔Virology, 8, 396(19
59)〕、199培地〔Proceeding of the Society for theB
iological Medicine, 73, 1(1950)〕またはこれら培地
に牛胎児血清等を添加した培地等が用いられる。培養
は、通常pH6〜8、30〜40℃、5%C02存在下等の条件下で1
〜7日間行う。また、培養中必要に応じて、カナマイシ
ン、ペニシリン等の抗生物質を培地に添加してもよい。
As a medium for culturing a transformant obtained by using an animal cell as a host cell, a commonly used RP
M11640 medium (The Journal of the American Medical As
sociation, 199, 519 (1967)), Eagle's MEM medium (Scienc
e, 122, 501 (1952)), DMEM medium (Virology, 8, 396 (19
59)), 199 medium (Proceeding of the Society for the B
iological Medicine, 73, 1 (1950)], or a medium obtained by adding fetal bovine serum or the like to such a medium. Culture is usually pH6~8,30~40 ℃, 1 under conditions such as 5% C0 2 presence
Do for ~ 7 days. If necessary, antibiotics such as kanamycin and penicillin may be added to the medium during the culturing.

【0039】植物細胞を宿主細胞として得られた形質転
換体を培養する培地としては、MS培地、R2P培地
等、その植物種に応じて通常用いられる培地が用いられ
る。培養は、通常pH6〜8、15〜35℃等の条件下で1
〜21日間行う。また、培養中必要に応じて、カナマイ
シン、ハイグロマイシン等の抗生物質を培地に添加して
もよい。
As a medium for culturing a transformant obtained by using a plant cell as a host cell, a medium usually used according to the plant species, such as an MS medium or an R2P medium, is used. The cultivation is usually performed under the conditions of pH 6 to 8, 15 to 35 ° C, etc.
Perform for ~ 21 days. If necessary, antibiotics such as kanamycin and hygromycin may be added to the medium during the culture.

【0040】形質転換体の培養物から、Cd耐性活性を
付与するタンパク質を単離精製するには、通常のタンパ
ク質の単離、精製法を用いればよい。例えば、本発明の
タンパク質が、細胞内に溶解状態で発現した場合には、
培養終了後、細胞を遠心分離により回収し水系緩衝液に
懸濁後、超音波破砕機、フレンチプレス、マントンガウ
リンホモゲナイザー、ダイノミル等により細胞を破砕
し、無細胞抽出液を得る。該無細胞抽出液を遠心分離す
ることにより得られた上清から、通常のタンパク質の単
離精製法、即ち、溶媒抽出法、硫安等による塩析法、脱
塩法、有機溶媒による沈殿法、ジエチルアミノエチル(D
EAE)セファロース、DIAION HPA-75(三菱化成社製)等レ
ジンを用いた陰イオン交換クロマトグラフィー法、S-Se
pharose FF(ファルマシア社製)等のレジンを用いた陽イ
オン交換クロマトグラフィー法、ブチルセファロース、
フェニルセファロース等のレジンを用いた疎水性クロマ
トグラフィー法、分子篩を用いたゲルろ過法、アフィニ
ティークロマトグラフィ一法、クロマトフォーカシング
法、等電点電気泳動等の電気泳動法等の手法を単独ある
いは組み合わせて用い、精製標品を得ることができる。
In order to isolate and purify a protein imparting Cd resistance activity from a culture of a transformant, a conventional protein isolation and purification method may be used. For example, when the protein of the present invention is expressed in a dissolved state in a cell,
After completion of the culture, the cells are collected by centrifugation, suspended in an aqueous buffer, and then crushed with an ultrasonic crusher, a French press, a Mantongaulin homogenizer, a Dynomill or the like, to obtain a cell-free extract. From the supernatant obtained by centrifuging the cell-free extract, a normal protein isolation and purification method, that is, a solvent extraction method, a salting out method using ammonium sulfate, a desalting method, a precipitation method using an organic solvent, Diethylaminoethyl (D
EAE) Sepharose, anion exchange chromatography using a resin such as DIAION HPA-75 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), S-Se
Cation exchange chromatography using a resin such as pharose FF (manufactured by Pharmacia), butyl sepharose,
Hydrophobic chromatography using resin such as phenyl sepharose, gel filtration using molecular sieve, affinity chromatography, chromatofocusing, electrophoresis such as isoelectric focusing, etc. are used alone or in combination. And a purified sample can be obtained.

【0041】また、該タンパク質が細胞内に不溶体を形
成して発現した場合は、同様に細胞を回収後破砕し、遠
心分離を行うことにより得られた沈殿画分より、通常の
方法により該タンパク質を回収後、該タンパク質の不溶
体をタンパク質変性剤で可溶化する。該可溶化液を、タ
ンパク質変性剤を含まないあるいはタンパク質変性剤の
濃度がタンパク質が変性しない程度に希薄な溶液に希
釈、あるいは透析し、該タンパク質を正常な立体構造に
構成させた後、上記と同様の単離精製法により精製標品
を得ることができる。
When the protein is expressed in an insoluble form in the cells, the cells are similarly recovered, crushed, and centrifuged to obtain a precipitate fraction obtained by a conventional method. After recovering the protein, the insoluble form of the protein is solubilized with a protein denaturant. After diluting the lysate into a solution containing no protein denaturing agent or a solution in which the concentration of the protein denaturing agent is so small that the protein is not denatured, or dialyzed to form the protein into a normal three-dimensional structure, A purified sample can be obtained by the same isolation and purification method.

【0042】本発明のタンパク質あるいはその糖修飾体
等の誘導体が細胞外に分泌された場合には、培養上清に
該タンパク質あるいはその糖鎖付加体等の誘導体を回収
することができる。即ち、該培養物を上記と同様の遠心
分離等の手法により処理することにより可溶性画分を取
得し、該可溶性画分から、上記と同様の単離精製法を用
いることにより、精製標品を得ることができる。
When the protein of the present invention or its derivative such as a modified sugar is secreted extracellularly, the protein or its derivative such as a sugar chain adduct can be recovered in the culture supernatant. That is, the culture is treated by a method such as centrifugation as described above to obtain a soluble fraction, and a purified sample is obtained from the soluble fraction by using the same isolation and purification method as described above. be able to.

【0043】また、本発明のタンパク質を、Fmoc法(フ
ルオレニルメチルオキシカルボニル法)、tBoc法(t−ブ
チルオキシカルボニル法)等の化学合成法によっても製
造することができる。また、桑和貿易(米国Advanced Ch
em Tech社製)、パーキンェルマージャバン(米国Perkin
−Elmer社製)、ファルマシアバイオテク(スウェーデンP
harmacia Biotech社製)、アロカ(米国Protein Technolo
gy Instrument社製)、クラボウ(米国Synthecell-Vega社
製〉、日本パーセプティブ・リミテッド(米国PerSeptiv
e社製)、島津製作所等のペプチド合成機を利用し合成す
ることもできる。
The protein of the present invention can also be produced by a chemical synthesis method such as the Fmoc method (fluorenylmethyloxycarbonyl method) and the tBoc method (t-butyloxycarbonyl method). Also, Kuwawa Trading (US Advanced Ch.
em Tech), Perkin-El Marjaban (Perkins, U.S.A.)
-Elmer), Pharmacia Biotech (Sweden P
harmacia Biotech), Aloka (U.S. Protein Technolo
gy Instrument), Kurabo Industries (U.S.A., Synthecell-Vega), Nippon Perceptive Limited (U.S.A.
can also be synthesized using a peptide synthesizer manufactured by e-Company or Shimadzu Corporation.

【0044】(5)本発明の形質転換体を用いた土壌の
浄化方法 本発明はまた、カドミウムの高蓄積に関与する本発明の
遺伝子を有する形質転換体を用いて土壌中のカドミウム
を該形質転換体中に蓄積することを特徴とする、土壌の
浄化方法にも関する。本発明の形質転換体は、カドミウ
ムの高蓄積に関与する遺伝子を含むため細胞内にカドミ
ウムを蓄積することができる。このような形質転換体を
カドミウムを含む土壌中に置くこと(例えば、形質転換
植物をカドミウムを含む土壌で生育させること等)によ
り、カドミウムを形質転換体内に取り込むことができ、
これにより土壌からカドミウムを除去して土壌を浄化す
ることができる。本発明の形質転換体は、環境修復のた
めに植物を用いる方法であるファイトレメディエーショ
ン(phytoremediation)に有用である。
(5) Soil using the transformant of the present invention
Purification method The present invention also relates to a soil purification method, comprising using a transformant having the gene of the present invention involved in high cadmium accumulation to accumulate cadmium in soil in the transformant. Also concerns. The transformant of the present invention can accumulate cadmium in cells since it contains a gene involved in high cadmium accumulation. By placing such a transformant in cadmium-containing soil (e.g., growing a transformed plant in cadmium-containing soil), cadmium can be incorporated into the transformant,
Thereby, cadmium can be removed from the soil to purify the soil. The transformant of the present invention is useful for phytoremediation, which is a method using plants for environmental restoration.

【0045】(6)カドミウムの高蓄積に関与する遺伝
子のスクリーニング方法 本発明はまた、アブラナ科植物由来のcDNAライブラ
リーを宿主内で発現できる条件下で宿主に形質転換し、
得られた形質転換体をCdの存在下で培養し、Cd耐性
を有する形質転換体を選択することを特徴とする、カド
ミウムの高蓄積に関与する遺伝子のスクリーニング方
法、並びに該スクリーニング方法により取得されるカド
ミウムの高蓄積に関与する遺伝子にも関する。本発明の
スクリーニング方法では先ず、カラシナなどのアブラナ
科植物を水耕液で栽培した後、Cdストレスを与え、そ
の後に植物体を回収し、mRNAを抽出する。次いで、
抽出したmRNAを鋳型としてcDNAを合成し、cDNA
ライブラリーを構築する。
(6) Genetics involved in high cadmium accumulation
The present invention also relates to a method for transforming a cDNA library derived from a cruciferous plant into a host under conditions that allow expression in the host,
The obtained transformant is cultured in the presence of Cd, and a transformant having Cd resistance is selected. A method for screening a gene involved in high cadmium accumulation, and a method obtained by the screening method It also relates to genes involved in high cadmium accumulation. In the screening method of the present invention, first, a Brassicaceae plant such as mustard is cultivated in a hydroponic solution, Cd stress is applied, and thereafter, the plant is collected and mRNA is extracted. Then
CDNA is synthesized using the extracted mRNA as a template,
Build a library.

【0046】次に、宿主発現システムを用いてカドミウ
ム高蓄積に関与する遺伝子のスクリーニングを行う。上
記で構築したcDNAライブラリーを、酵母等の適当な
宿主に形質転換し、一定濃度のCdイオンを含む培地で
生育できる形質転換体を選抜することによりCd耐性を
もつ形質転換体を得ることができる。これらCd耐性の
形質転換体からプラスミドを抽出することによりカドミ
ウムの高蓄積に関与する遺伝子を単離することができ
る。また、スクリーニングで得られたCd耐性の形質転
換体からプラスミドを抽出後、再び宿主に形質転換し、
一定濃度のCdイオンを含む培地で培養することによ
り、Cd耐性の再現性を確認することもできる。また、
得られた遺伝子はホモロジー検索することにより既知の
遺伝子との相同性を調べることにより、新規な遺伝子を
同定することができる。以下の実施例により本発明をさ
らに具体的に説明するが、本発明は実施例によって限定
されることはない。
Next, a gene involved in high cadmium accumulation is screened using a host expression system. It is possible to obtain a Cd-resistant transformant by transforming the cDNA library constructed above into an appropriate host such as yeast and selecting a transformant capable of growing on a medium containing a constant concentration of Cd ions. it can. By extracting a plasmid from these Cd-resistant transformants, genes involved in high cadmium accumulation can be isolated. Further, after extracting the plasmid from the Cd-resistant transformant obtained by the screening, the host was transformed again,
By culturing in a medium containing a constant concentration of Cd ions, reproducibility of Cd resistance can be confirmed. Also,
A novel gene can be identified by examining homology between the obtained gene and a known gene by homology search. The present invention will be described more specifically with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the examples.

【0047】[0047]

【実施例】実施例1:Cdによるカラシナの生育阻害の観
察 カラシナ幼植物を、0、1、10、100、1000μM Cdで14日
間処理し、その期間中のカラシナの生体重変化を調べ
た。結果を図1に示す。1μM Cd2+濃度を含む水耕液で
カラシナを栽培した場合、Cdによる生育抑制は起こらな
かった。また、葉の色や形の変化も見られなかった。10
μM Cd2+濃度で栽培した場合は、生体重がわずかしか増
加しなかった。10μM Cd2+濃度では、葉が黄化していた
(図2)。100μM Cd2+濃度で栽培した場合は、全く生
体重の増加がみられず、逆に子葉が枯れ落ちることで生
体重の減少が確認できた。一方で、葉の緑色がコントロ
ール(0μM)に比べ濃くなっていた。1000μM Cd2+濃度
で栽培した場合は、5日目にほとんど枯死していた。以
上のことから、カラシナは、1μM Cd2+濃度前後ではCd
の毒性に全く影響を受けないことがわかった。10から10
0μM Cd2+濃度前後では生きることに精一杯で成長がで
きないと考えられ、1000μM Cd2+濃度前後ではカラシナ
は生育できないことがわかった。
EXAMPLES Example 1: Observation of growth inhibition of mustard by Cd. Young seedlings of mustard were treated with 0, 1, 10, 100, and 1000 μM Cd for 14 days, and changes in the fresh weight of mustard during that period were examined. The results are shown in FIG. When the mustard was cultivated in a hydroponic solution containing 1 μM Cd 2+ , growth was not inhibited by Cd. No change in leaf color or shape was observed. Ten
When grown at μM Cd 2+ concentrations, there was only a slight increase in live weight. At 10 μM Cd 2+ concentration, the leaves were yellowed (FIG. 2). When cultivated at a concentration of 100 μM Cd 2+ , no increase in live weight was observed at all, and conversely, a decrease in live weight was confirmed by cotyledon withering. On the other hand, the green color of the leaves was darker than the control (0 μM). When cultivated at a concentration of 1000 μM Cd 2+ , almost all died on the fifth day. Based on the above, mustard must have Cd around 1 μM Cd 2+ concentration.
Was found to be completely unaffected by the toxicity of the drug. 10 to 10
0μM Cd 2+ concentrations before and after is believed that it can not grow in my best to live, in the before and after 1000μM Cd 2+ concentration mustard has been found that can not grow.

【0048】実施例2:カラシナcDNAライブラリーの作
製 カラシナを10日間水耕液で栽培した後、10時間、1 ppm
Cd2+ストレスを与え、植物体の地上部と根を別々にして
回収した。まず地上部からmRNAを抽出し、それを鋳型と
してcDNAを合成した。cDNAはpYES2ベクターに挿入した
後、大腸菌DH5αに形質転換した。その結果完成したカ
ラシナcDNAライブラリーは約2.2×105の独立クローンを
含み、10個の独立クローンよりプラスミドを抽出したと
ころ、pYES2に挿入されているcDNAの大きさは、平均770
bpであった。
Example 2: Preparation of cDNA library of mustard mustard. After growing mustard in a hydroponic solution for 10 days, 1 ppm was added for 10 hours.
Cd 2+ stress was applied, and the aerial part and root of the plant were collected separately. First, mRNA was extracted from the aerial part, and cDNA was synthesized using it as a template. After inserting the cDNA into the pYES2 vector, E. coli DH5α was transformed. As a result, the completed mustard cDNA library contained about 2.2 × 10 5 independent clones.When plasmids were extracted from 10 independent clones, the size of the cDNA inserted into pYES2 was 770 on average.
bp.

【0049】実施例3:Cd耐性株のスクリーニング 酵母発現システムを用いて植物細胞内のCd2+耐性機構に
関与する遺伝子のスクリーニングを以下の通り行った。
カラシナcDNAライブラリーを、出芽酵母野生株のINVsc1
株とANY21株にそれぞれ形質転換、150μM(または200、
300、350μM)CdCl2を含むMCGS-ura培地で生育できる形
質転換体を選抜した。計10回のスクリーニングの結果、
約160万個の独立コロニーから計55個のCd耐性をもつ形
質転換体を得た(表1)。
Example 3 Screening of Cd-Resistant Strains Screening for genes involved in the Cd 2+ resistance mechanism in plant cells was performed using the yeast expression system as follows.
The mustard cDNA library was transferred to INVsc1
Strain and ANY21 strain, respectively, and 150 μM (or 200,
Transformants capable of growing on MCGS-ura medium containing (300, 350 μM) CdCl 2 were selected. As a result of a total of 10 screenings,
A total of 55 transformants having Cd resistance were obtained from about 1.6 million independent colonies (Table 1).

【0050】[0050]

【表1】 [Table 1]

【0051】これらCd耐性クローンからプラスミドを抽
出し塩基配列を決定した後、BLASTサーチを用いてホモ
ロジー検索をおこなった。その結果、それぞれアラビド
プシスのPhytochelatin syntase (PCS1)とアミノ酸配列
で約92%の相同性を示すクローンが6個、Metallothione
in type3(MT3)と約90%の相同性を示すクローンが4
個、動原体タンパク質であるSKP1と86〜91%の相同性を
示すクローンが10個あった(表2)。
After extracting a plasmid from these Cd-resistant clones and determining the nucleotide sequence, a homology search was performed using a BLAST search. As a result, 6 clones each showing about 92% homology in amino acid sequence with Phytochelatin syntase (PCS1) of Arabidopsis, Metallothione
4 clones showing about 90% homology with in type3 (MT3)
And 10 clones showing 86-91% homology with the kinetochore protein SKP1 (Table 2).

【0052】[0052]

【表2】 [Table 2]

【0053】図3は約2×104個の形質転換体を200μM C
dCl2を含むMCGS-ura培地に塗り広げ、30℃で4.6日間培
養した写真である。矢印が示す2個の大きなコロニーが
Cd耐性コロニーである。このコロニーからcDNAを単離し
シーケンス解析をした結果、アラビドプシスの動原体タ
ンパク質SKP1と高い相同性を示した。
FIG. 3 shows that about 2 × 10 4 transformants were treated with 200 μM C
FIG. 4 is a photograph in which the cells are spread on an MCGS-ura medium containing dCl 2 and cultured at 30 ° C. for 4.6 days. Two large colonies indicated by arrows
Cd resistant colonies. CDNA was isolated from this colony and sequence analysis revealed high homology with the Arabidopsis centromere protein SKP1.

【0054】実施例4:MT3及びSKP1についての
再現性の確認 スクリーニングで得られたCd耐性の形質転換株からプラ
スミドを抽出後、再び野生株の出芽酵母に形質転換し、
150μM CdCl2を含むMCGS-ura培地で30℃、2日間培養
し、再現性の確認をした(図4)。ベクター(pYES2)
のみをINVsc1株に形質転換した場合、その形質転換体は
Cdを含む培地上では生育できないが、カラシナSKP1やカ
ラシナMT3を形質転換した場合、Cdを含む培地上でよく
生育した(図4)。この結果から、プラスミドに挿入さ
れているcDNAの発現が酵母のCd耐性能の上昇に関与して
いることが確認された。
Example 4 Confirmation of Reproducibility of MT3 and SKP1 After extracting a plasmid from the Cd-resistant transformant obtained by the screening, the wild-type budding yeast was transformed again.
The cells were cultured in MCGS-ura medium containing 150 μM CdCl 2 at 30 ° C. for 2 days, and reproducibility was confirmed (FIG. 4). Vector (pYES2)
When only INVsc1 strain was transformed, the transformant was
Although the cells could not grow on the medium containing Cd, when they were transformed with mustard SKP1 or mustard MT3, they grew well on the medium containing Cd (FIG. 4). From these results, it was confirmed that the expression of the cDNA inserted in the plasmid was involved in the enhancement of the Cd resistance performance of the yeast.

【0055】実施例5:PCSのシーケンス解析 上記実施例で単離したcDNAクローンのうち、6つのcDNA
クローンはアラビドプシスのPCS1(AtPCS1)と約95%の
相同性がある1種類の遺伝子をコードしていた。(図
5)。そこでこのcDNAをBjPCS1(Brassica juncea PCS
1)と名づけた。BjPCS1の塩基配列とそれによりコード
されるアミノ酸配列を配列表の配列番号1に記載する。
BjPCS1の翻訳領域はAtPCS1よりも5'末端が3アミノ酸残
基短かい449アミノ酸残基をコードしていた。これはBjP
CS1のmRNAが1.6kbp以上と長いので、ライブラリーに含
まれる完全長のcDNAが少ないためと考えられる。BjPCS1
の推定分子量は54kDであった。また、PCS1の触媒部位と
予測されているN末端側領域のシステイン残基がBjPCS1
においても保存され、さらに、PCS1のC末端領域に見ら
れる多数のシステイン残基もBjPCS1に存在した(図
5)。
Example 5: Sequence analysis of PCS Of the cDNA clones isolated in the above example, six cDNAs
The clone encoded one gene with approximately 95% homology to Arabidopsis PCS1 (AtPCS1). (FIG. 5). Therefore the cDNA BjPCS1 (B rassica j uncea PCS
1). The nucleotide sequence of BjPCS1 and the amino acid sequence encoded thereby are described in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing.
The translated region of BjPCS1 encoded 449 amino acid residues 3 amino acid residues shorter at the 5 'end than AtPCS1. This is BjP
Since the mRNA of CS1 is as long as 1.6 kbp or more, it is considered that the full-length cDNA contained in the library is small. BjPCS1
Had an estimated molecular weight of 54 kD. The cysteine residue in the N-terminal region predicted to be the catalytic site of PCS1 is BjPCS1.
In addition, a number of cysteine residues found in the C-terminal region of PCS1 were also present in BjPCS1 (FIG. 5).

【0056】実施例6:MT3のシーケンス解析 上記実施例で単離したcDNAクローンのうち、4つのcDNA
クローンはアラビドプシスのMT3と約90%の相同性を有
する3種類の異なるアイソフォームをコードしていた
(図6)。これらのcDNAをBjMT3-31/60、BjMT3-50、BjM
T3-64(Brassica juncea MT3)と名づけた。BjMT3-31/6
0、BjMT3-50、及びBjMT3-64の塩基配列とそれによりコ
ードされるアミノ酸配列をそれぞれ配列表の配列番号
2、3及び4に記載する。BjMT3のcDNAの翻訳領域は201
bpで、67アミノ酸残基をコードしており、推定分子量は
7.2kDであった。また、MT3特有の2つのシステインに富
む領域(Cys-Xaa-Xaa-Cys-Xaa-Cys-Xaa-Xaa-Xaa-Xaa-Xa
a-Cys、Cys-Xaa-Cys-Xaa-Xaa-Xaa-Cys-Xaa-Cys-Xaa-Xaa
-Cys-Xaa-Cys)がカラシナMT3にも完全に保存されてい
た(図6)。
Example 6: Sequence analysis of MT3 Four cDNAs among the cDNA clones isolated in the above Example
The clones encoded three different isoforms with approximately 90% homology to Arabidopsis MT3 (FIG. 6). These cDNAs were used for BjMT3-31 / 60, BjMT3-50, BjM
T3-64 was named (B rassica j uncea MT3). BjMT3-31 / 6
The nucleotide sequences of 0, BjMT3-50, and BjMT3-64 and the amino acid sequences encoded thereby are described in SEQ ID NOs: 2, 3, and 4, respectively. The BjMT3 cDNA translation region is 201
bp, encoding 67 amino acid residues, estimated molecular weight
7.2 kD. In addition, two cysteine-rich regions specific to MT3 (Cys-Xaa-Xaa-Cys-Xaa-Cys-Xaa-Xaa-Xaa-Xaa-Xa
a-Cys, Cys-Xaa-Cys-Xaa-Xaa-Xaa-Cys-Xaa-Cys-Xaa-Xaa
-Cys-Xaa-Cys) was completely conserved in mustard MT3 (FIG. 6).

【0057】実施例7:SKP1のシーケンス解析 上記実施例で単離したcDNAクローンのうち、9つのcDNA
クローンはアラビドプシスのSKP1(ASK1)と86〜91%の
相同性を示す6種類の異なるアイソフォームをコードし
ていた(図7)。これらのcDNAをBjSKP1-1、BjSKP1-27/
51、BjSKP1-39、BjSKP1-45、BjSKP1-48/49/56、BjSKP1-
63(Brassica juncea SKP1)と名づけた。BjSKP1-1、Bj
SKP1-27/51、BjSKP1-39、BjSKP1-45、BjSKP1-48/49/5
6、及びBjSKP1-63の塩基配列とそれによりコードされる
アミノ酸配列をそれぞれ配列表の配列番号5から10に
記載する。BjSKP1のcDNAの翻訳領域は450から483bpで、
150から161アミノ酸残基をコードしており、推定分子量
は17.7から17.9kDであった。
Example 7: Sequence analysis of SKP1 Of the cDNA clones isolated in the above example, 9 cDNAs
The clones encoded six different isoforms with 86-91% homology to Arabidopsis SKP1 (ASK1) (FIG. 7). These cDNAs were converted to BjSKP1-1, BjSKP1-27 /
51, BjSKP1-39, BjSKP1-45, BjSKP1-48 / 49/56, BjSKP1-
63 named (B rassica j uncea SKP1). BjSKP1-1, Bj
SKP1-27 / 51, BjSKP1-39, BjSKP1-45, BjSKP1-48 / 49/5
6, and the nucleotide sequences of BjSKP1-63 and the amino acid sequence encoded thereby are described in SEQ ID NOs: 5 to 10 in the sequence listing, respectively. The translation region of the cDNA of BjSKP1 is 450 to 483 bp,
It codes for 150 to 161 amino acid residues and has a predicted molecular weight of 17.7 to 17.9 kD.

【0058】実施例8:単離したカラシナcDNAを発現さ
せた酵母のCd耐性能の比較 単離したカラシナcDNAを出芽酵母を用いて発現させた場
合、どの程度のCd耐性能を獲得できるのか、まず寒天培
地を用いて比較検討した(図8)。ベクター(pYES2)
のみをINVsc1株に形質転換した場合、形質転換体は100
μM CdCl2を含む培地上で弱いながら生育できるが、ANY
21株に形質転換した場合は100μM CdCl2を含む培地上で
まったく生育できなかった。このことから、出芽酵母の
野生株によってCdに対する感受性が異なると考えられ
た。このことは、カラシナcDNAを発現させた酵母のCd耐
性能にも反映した。例えば、BjPCS1を発現している酵母
の600μM CdCl2を含む培地上での生育を観察すると、AN
Y21株を宿主にした形質転換体はINVsc1株を宿主にした
場合よりもコロニーが小さかった(図8)。BjPCS1を発
現している酵母は600μM CdCl2を含む培地上でも生育し
た。またBjSKP1-39をもつ酵母は150μM CdCl2までしか
生育できないのに対し、BjSKP1-1をもつ酵母は200μM C
dCl2を含む培地上まで生育できることから、SKP1タンパ
ク質はアイソフォーム間で酵母のCd耐性能を高める能力
にわずかながら違いがあることがわかった(図8)。他
方、BjMT3-31をもつ酵母は200μM CdCl2を含む培地上ま
で生育した。以上の結果から、今回単離したcDNAを酵母
で発現させた場合、BjPCS1がCd無毒化に最も有効である
ことがわかった。
Example 8: Comparison of Cd-tolerance of yeast expressing isolated mustard cDNA What degree of Cd-resistance can be obtained when isolated mustard cDNA is expressed using budding yeast? First, a comparative study was performed using an agar medium (FIG. 8). Vector (pYES2)
When only INVsc1 strain was transformed, 100 transformants were obtained.
Can grow weakly on medium containing μM CdCl 2 but ANY
When transformed into 21 strains, no growth was possible on the medium containing 100 μM CdCl 2 . This suggests that wild-type budding yeast strains have different susceptibility to Cd. This was also reflected in the Cd tolerance of yeast expressing mustard cDNA. For example, when observing the growth on medium containing 600 [mu] M CdCl 2 in yeast expressing BjPCS1, AN
Transformants using the Y21 strain as a host had smaller colonies than those using the INVsc1 strain as a host (FIG. 8). The yeast expressing BjPCS1 also grew on a medium containing 600 μM CdCl 2 . In addition while the yeast with the BjSKP1-39 can not grow only up to 150μM CdCl 2, yeast with a BjSKP1-1 is 200μM C
The ability to grow on a medium containing dCl 2 indicated that the SKP1 protein had a slight difference between the isoforms in the ability to enhance the Cd tolerance of yeast (FIG. 8). On the other hand, yeast having BjMT3-31 grew to a medium containing 200 μM CdCl 2 . From the above results, it was found that BjPCS1 was most effective for detoxifying Cd when the cDNA isolated this time was expressed in yeast.

【0059】つぎに、それぞれのカラシナcDNAを発現さ
せた酵母を液体培地を用いて30時間培養し、50%の生育
阻害を与えるCd濃度を調べた(図9)。BjSKP1-27/51を
発現させた酵母の50%生育阻害を与えるCd濃度は75μ
M、BjMT3-64を発現させた場合は115μM、ベクター(pYE
S2)のみの場合は65μMであった(図9)。以上の結果
から、ベクターのみに比べBjSKP1-27/51の発現は1.2
倍、BjMT3-64は1.8倍のCd耐性能を上げることがわかっ
た。また、形質転換酵母の66時間培養後の50%生育阻害
を与えるCd濃度も調べた(図10及び図11)。ANY21
株とINVsc1株でベクターのみを発現させた場合50%生育
阻害を与えるCd濃度は、それぞれ50μM、72μMであっ
た。BjPCS1を発現させた場合はそれぞれ455μM、740μM
であった(図10)。ベクターのみを発現させたとき、
宿主である酵母のCd耐性はINVsc1株が強く、BjPCS1を発
現させた場合も同様であった。さらに、BjPCS1を発現し
ているANY21株とINVsc1株の両方とも、コントロールの
約10倍Cd耐性が向上した。一方、BjSKP1-51を発現させ
た酵母の50%生育阻害を与えるCd濃度は163μM、BjMT3-
64は180μM、ベクターのみの場合は102μMであった(図
11)。この結果から、コントロールに比べBjSKP1-27/
51は1.6倍、BjMT3-64は1.8倍、酵母のCd耐性能を上げる
ことがわかった。Fig9とFig11から、BjSKP1-27/51が発
現している酵母では時間依存的にCd耐性能が上昇し、Bj
MT3-64が発現している酵母では時間に関係なく一定のCd
耐性能をもつことがわかった。
Next, the yeast expressing each mustard cDNA was cultured in a liquid medium for 30 hours, and the Cd concentration giving 50% growth inhibition was examined (FIG. 9). 75% of Cd concentration giving 50% growth inhibition of yeast expressing BjSKP1-27 / 51
M, 115 μM when expressing BjMT3-64, vector (pYE
In the case of only S2), it was 65 μM (FIG. 9). From the above results, the expression of BjSKP1-27 / 51 was 1.2 compared to the vector alone.
It was found that BjMT3-64 improved Cd resistance 1.8 times. In addition, the Cd concentration that gives 50% growth inhibition after culturing the transformed yeast for 66 hours was also examined (FIGS. 10 and 11). ANY21
When the vector alone was expressed in the strain and the INVsc1 strain, the Cd concentrations giving 50% growth inhibition were 50 μM and 72 μM, respectively. When BjPCS1 was expressed, 455 μM and 740 μM, respectively
(FIG. 10). When expressing only the vector,
The Cd resistance of the yeast host was strong in the INVsc1 strain, and the same was observed when BjPCS1 was expressed. Furthermore, both the ANY21 strain and the INVsc1 strain expressing BjPCS1 had improved Cd resistance about 10 times that of the control. On the other hand, the Cd concentration giving 50% growth inhibition of yeast expressing BjSKP1-51 was 163 μM, and BjMT3-
64 was 180 μM, and that of the vector alone was 102 μM (FIG. 11). From these results, BjSKP1-27 /
It was found that 51 increased the Cd resistance of yeast by 1.6 times and BjMT3-64 by 1.8 times. From Fig9 and Fig11, the yeast expressing BjSKP1-27 / 51 showed a time-dependent increase in Cd tolerance,
Constant Cd regardless of time in yeast expressing MT3-64
It has been found that it has resistance performance.

【0060】実施例9:ノーザン解析 Cd処理の有無によってカラシナの地上部と根におけるBj
MT3の発現量がどのように変化するかを調べるためにノ
ーザン解析を行った。結果を図12に示す。プローブに
BjMT3-64の約550bpを用いた。その結果、BjMT3-64はCd
ストレスの有無にかかわらず恒常的に根よりも地上部で
よく発現していた。BjMT3-64が恒常的に発現しているこ
とから、MT3はCd無毒化機構のうち、細胞内の重金属
濃度の調整(重金属のホメオスタシス)に関与する遺伝
子であると考えられる。一方、根では地上部に比べ発現
量がかなり少ないが、CdによりBjMT3-64の発現がわずか
ながら誘導されていることがわかった(図12)。
Example 9: Northern analysis Bj in the aerial part and root of mustard depending on the presence or absence of Cd treatment
Northern analysis was performed to examine how the expression level of MT3 changes. The result is shown in FIG. To the probe
About 550 bp of BjMT3-64 was used. As a result, BjMT3-64 becomes Cd
Regardless of the presence or absence of stress, it was constantly expressed better in the aerial part than in the root. Since BjMT3-64 is constantly expressed, it is considered that MT3 is a gene involved in regulation of heavy metal concentration in cells (heavy metal homeostasis) in the Cd detoxification mechanism. On the other hand, it was found that the expression level of BjMT3-64 was slightly induced by Cd in the root, although the expression level was considerably smaller than that in the above-ground part (FIG. 12).

【0061】実施例10:RT-PCR さらに、BjPCS1、BjSKP1及びBjMT3についてRT-PCR法を
用いて、Cd存在下のBjPCS1とBjSKP1、BjMT3の発現量の
差異を調べた。結果を図13に示す。BjPCS1とBjSKP1、
BjMT3のすべては、根と地上部の両方でCdの有無に関わ
らず発現していることがわかった。
Example 10: RT-PCR Further, the difference between the expression levels of BjPCS1, BjSKP1, and BjMT3 in the presence of Cd was examined using the RT-PCR method for BjPCS1, BjSKP1, and BjMT3. FIG. 13 shows the results. BjPCS1 and BjSKP1,
All of BjMT3 was found to be expressed in both roots and aerial parts, with or without Cd.

【0062】(実施例のまとめ)植物細胞において、Cd
のような有害重金属を回避するいくつかの防御機構の存
在が現在までに明らかになっている。 (1)ファイトケラチン 現在、植物細胞の有害重金属を回避する防御機構で主要
な役割を果たしていると考えられているのがファイトケ
ラチン(PC)である。動物ではPCの存在がいまだ確認さ
れていない。PCは、植物や分裂酵母、菌類に存在し、Cd
2+やCu2+、他の重金属イオンをキレートするペプチドで
ある(Grill E, 他(1985) Science 230:674-676;及びR
auser WE (1995) Plant Physiol 109: 1141-1149)。PC
は図14に示す一次構造を持つチオール基に富んだペプ
チドで、グルタチオン(GSH)から酵素反応によって合
成される二次代謝産物である。その証拠として、分裂酵
母とアラビドプシスの両方のGSH欠損変異株は、PC欠乏
であり、Cd感受性であった(Mutoh N,他 (1988) Bioche
m Biophys Res Commun 151: 32-39;及びCobbettCS 他
(1998) Plant J 16: 73-78)。また、PC合成酵素活性の
基質が、GSHであることがSilene cucubalis(ナデシコ
科アンテマ属)の培養細胞で初めてわかった(9. Grill
E et al (1989) Proc Natl Acad Sci U.S.A. 86: 6838
-6842)。そして、GSH依存性PC合成酵素活性は、GSH分
子のγ-Glu-Cysモチーフを、PC2を形成するために2番
目のGSH分子への、またはPCn+1オリゴマーを形成するた
めにPCn分子への転移を触媒していると考えられてい
る。そこで、PC合成酵素活性はγ-Glu-Cysジペプチジル
トランスペプチダーゼ(EC2.3.2.15)として定義され
た。PC合成酵素は恒常的に発現し、金属イオン(Cd2+
Cu2+、Zn2+、Ag2+、Hg2+、Pb2+)が存在するときのみ活
性がある(Grill E 他(1989) Proc Natl Acad SciU.S.
A. 86: 6838-6842;Chen J, 他(1997) Physiol Plant 1
01: 65-172;及びKlapheck S, 他(1995) Plant Physiol
107: 515-521)。同様な活性がトマト、アラビドプシ
ス、エンドウで観察されている(Chen J, 他(1997) Phy
siol Plant 101: 65-172;Howden R 他 (1995) Plant P
hysiol 107: 1059-1066;及びKlapheck S, 他 (1995) P
lant Physiol 107: 515-521)。10年前にPC合成酵素が
同定されたが、PC合成酵素の遺伝子の同定およびPCの生
合成経路の分子レベルでの理解は、現在まで不透明のま
まであった。最近、時を同じくして3つのグループが異
なるアプローチで、アラビドプシスや小麦、分裂酵母等
からPC合成酵素遺伝子(PCS)を同定した(Vatamaniuk
OK 他(1999) Proc Natl Acad Sci U.S.A. 96: 7110-711
5;Clemens S 他 (1999) EMBO J 18: 3325-3333;及びH
a S-B. 他 (1999)Plant Cell 11: 1153-1164)。アラビ
ドプシスPCS(AtPCS1)と分裂酵母PCS(SpPCS)をアミ
ノ酸レベルで比較すると、N末領域には類似性があるが
(相同性45%)、C末端領域には保存された領域がなか
った。しかし、C末端領域の最もきわだった共通の特徴
に、多数のシステイン残基を含み高い確率でそのシステ
イン残基がペアで存在することがわかった。また、アラ
ビドプシスcad1変異株を用いた分子解析により、保存さ
れているN末端領域に触媒活性部位があると予測されて
いる(Ha S-B. 他 (1999) Plant Cell 11: 1153-116
4)。
(Summary of Examples) In plant cells, Cd
The existence of several defense mechanisms that avoid harmful heavy metals such as (1) Phytokeratin Currently, phytokeratin (PC) is considered to play a major role in the defense mechanism of plant cells to avoid harmful heavy metals. The presence of PC has not yet been confirmed in animals. PC is present in plants, fission yeast and fungi, and Cd
2+ , Cu 2+ , and other heavy metal ion chelating peptides (Grill E, et al. (1985) Science 230: 674-676; and R
auser WE (1995) Plant Physiol 109: 1141-1149). PC
Is a thiol group-rich peptide having a primary structure shown in FIG. 14, and is a secondary metabolite synthesized from glutathione (GSH) by an enzymatic reaction. In evidence, both GSH-deficient mutants of fission yeast and Arabidopsis were PC-deficient and Cd-sensitive (Mutoh N, et al. (1988) Bioche.
m Biophys Res Commun 151: 32-39; and CobbettCS and others
(1998) Plant J 16: 73-78). In addition, GSH was found to be the substrate for the activity of PC synthase in cultured cells of Silene cucubalis (Antema spp.) (9. Grill
E et al (1989) Proc Natl Acad Sci USA 86: 6838
-6842). GSH-dependent PC synthase activity then binds the γ-Glu-Cys motif of the GSH molecule to a second GSH molecule to form PC2, or to a PCn molecule to form a PCn + 1 oligomer. It is believed to catalyze the transition. Thus, PC synthase activity was defined as γ-Glu-Cys dipeptidyl transpeptidase (EC 2.3.2.15). PC synthase is constantly expressed and metal ions (Cd 2+ ,
Active only when Cu 2+ , Zn 2+ , Ag 2+ , Hg 2+ , Pb 2+ ) are present (Grill E et al. (1989) Proc Natl Acad SciU.S.
A. 86: 6838-6842; Chen J, et al. (1997) Physiol Plant 1
01: 65-172; and Klapheck S, et al. (1995) Plant Physiol
107: 515-521). Similar activity has been observed in tomato, Arabidopsis, and pea (Chen J, et al. (1997) Phy
siol Plant 101: 65-172; Howden R et al. (1995) Plant P
hysiol 107: 1059-1066; and Klapheck S, et al. (1995) P
lant Physiol 107: 515-521). Ten years ago, PC synthase was identified, but the identification of the gene for PC synthase and the understanding of the PC biosynthetic pathway at the molecular level remained opaque to date. Recently, at the same time, three groups have used different approaches to identify PC synthase genes (PCS) from Arabidopsis, wheat, fission yeast, etc. (Vatamaniuk
OK et al. (1999) Proc Natl Acad Sci USA 96: 7110-711
5; Clemens S et al. (1999) EMBO J 18: 3325-3333; and H
a SB. et al. (1999) Plant Cell 11: 1153-1164). A comparison of Arabidopsis PCS (AtPCS1) and fission yeast PCS (SpPCS) at the amino acid level showed similarities in the N-terminal region (45% homology) but no conserved regions in the C-terminal region. However, one of the most striking common features of the C-terminal region was found to include a large number of cysteine residues, with a high probability that the cysteine residues exist in pairs. In addition, molecular analysis using Arabidopsis cad1 mutant strain is predicted to have a catalytically active site in the conserved N-terminal region (Ha SB. Et al. (1999) Plant Cell 11: 1153-116).
Four).

【0063】本研究において、カラシナからCd耐性に関
与する遺伝子として単離した6つのcDNAが、AtPCS1とア
ミノ酸レベルで92%の高い相同性を示した(図5)。出
芽酵母で今回単離したカラシナcDNAを発現させた時、Bj
PCS1が最も酵母のCd耐性能を(7倍以上)上げた。この
ことから、従来の説と同様、PCが植物細胞内のCd無毒化
に際立って重要であることが理解できた。また、触媒部
位と予測されているN末領域内のシステイン残基もBjPCS
1で保存され、C末端領域に多数のシステイン残基も存在
した(図5)。一方、BjPCS1の開始コドンの位置がAtPC
S1と比べ3アミノ酸短かった。これは、BjPCSのmRNAが
1.6Kbp以上と長いので、ライブラリーに含まれる完全長
のcDNAが少ないためと想像される。しかし、BjPCS1を酵
母で発現させるとCd耐性が上がることから、N末領域の
3アミノ酸はPCS酵素活性に重要ではないことが示され
た。
In this study, six cDNAs isolated from mustard as genes involved in Cd resistance showed a high homology of 92% at the amino acid level with AtPCS1 (FIG. 5). When the isolated mustard cDNA was expressed in budding yeast, Bj
PCS1 increased the Cd resistance of yeast most (more than 7 times). From this, it was understood that PC is significantly important for detoxification of Cd in plant cells as in the conventional theory. In addition, cysteine residues in the N-terminal region predicted as catalytic sites
Conserved at 1, there were also multiple cysteine residues in the C-terminal region (FIG. 5). On the other hand, the start codon position of BjPCS1 is AtPC
It was 3 amino acids shorter than S1. This is because BjPCS mRNA
Since it is as long as 1.6 Kbp or more, it is presumed that the full-length cDNA contained in the library is small. However, expression of BjPCS1 in yeast increases Cd resistance, indicating that the three amino acids in the N-terminal region are not important for PCS enzyme activity.

【0064】(2)メタロチオネイン 植物細胞の有害重金属を回避する防御機構の2番目にメ
タロチオネイン(MT)を用いた機構がある。最近、植物
にも動物のMTタンパク質と類似のタンパク質をコードす
るいくつかの遺伝子が存在することが明らかになってき
た。1997年まで、植物MTとして明白にデザインされたタ
ンパク質は小麦のEcタンパク質のみであったが、1997年
にMurphyらによってアラビドプシスからCu誘導性MTタン
パク質が精製、同定された(Lane B,他 (1987) Cell Bi
ol 65: 1001-1005)。植物MTは、そのシステインモチー
フの配列に基づいて3つのタイプMT1とMT2、MT3に分類で
きる。MT3は、データーベースから設計したプライマー
を用いたRT-PCR法によってアラビドプシスから単離さ
れ、MT3はMT1、MT2遺伝子と相同性が低く、ripening fr
uitsで見つかっているMTグループと相同性があった(Mu
rphy A, 他(1997) Plant Physiol. 113:1293-1301)。
(2) Metallothionein The second defense mechanism for avoiding harmful heavy metals in plant cells is a mechanism using metallothionein (MT). Recently, it has become clear that some genes encoding proteins similar to animal MT proteins also exist in plants. Until 1997, the only protein explicitly designed as plant MT was the wheat Ec protein, but in 1997 Murphy et al. Purified and identified a Cu-inducible MT protein from Arabidopsis (Lane B, et al. (1987 ) Cell Bi
ol 65: 1001-1005). Plant MT can be classified into three types, MT1, MT2, and MT3, based on the sequence of the cysteine motif. MT3 is isolated from Arabidopsis by RT-PCR using primers designed from the database.MT3 has low homology to the MT1 and MT2 genes,
uits found homology to the MT group (Mu
rphy A, et al. (1997) Plant Physiol. 113 : 1293-1301).

【0065】植物MTの役割に、金属耐性と発生過程や環
境ストレス下における金属のホメオスタシスに関わって
いる可能性が現在までに示されている(Robinson NJ,
他 (1993) Plant metallothioneins. Biochem J 295: 1
-10)。また、MT3がフィチン酸と同様に、発達中のそば
の種子でカチオン濃度の調節に関与している(BrkljacI
c M, 他(1999) J plant physiol 154: 802-80419)こと
も報告されているが、植物MTの機能はまだ完全には理解
されてない。さらに、Cdによって誘導される高等植物の
MTに関する確かな記述もまだない。それゆえ、Cd無毒化
に関する植物MTの役割は、PCやストレスタンパクに比
べ、二次的なものであるようにも考えられている。
It has been shown to date that the role of plant MT may be involved in metal tolerance, developmental processes and homeostasis of metals under environmental stress (Robinson NJ,
Et al. (1993) Plant metallothioneins. Biochem J 295: 1
-Ten). MT3, like phytic acid, is also involved in regulating cation concentrations in developing buckwheat seeds (BrkljacI
c M, et al. (1999) J plant physiol 154: 802-80419), but the function of plant MT is not yet fully understood. In addition, higher plants induced by Cd
There is no certain description about MT yet. Therefore, the role of plant MT in detoxifying Cd is also thought to be secondary compared to PC and stress proteins.

【0066】本実施例において、カラシナからCd耐性に
関与する遺伝子として単離した4つのcDNAが、アラビド
プシスMT3と高い相同性を示した(図6)。そして、カ
ラシナMT3は少なくとも3つのアイソフォームからなるこ
とがわかった。MT3特有のシステインに富む領域がカラ
シナMT3にも完全に保存されていた(図6)。カラシナM
T3(BjMT3)を発現させた酵母はCd耐性能が1.7倍上昇
した(図11)。今回のカラシナMT3は、多数のシステ
イン残基を含むことが確認されたので、MT1とMT2におい
てシステイン残基のSH基がCuなどの重金属をキレートす
るのと同様に、Cdの毒性を抑制すると考えられる。
In this example, four cDNAs isolated from mustard greens as genes involved in Cd resistance showed high homology with Arabidopsis MT3 (FIG. 6). And it turned out that mustard MT3 consists of at least three isoforms. The MT3-specific cysteine-rich region was completely conserved in mustard MT3 (FIG. 6). Mustard m
The yeast expressing T3 (BjMT3) had a 1.7-fold increase in Cd resistance (FIG. 11). Since this time, it was confirmed that the mustard MT3 contains many cysteine residues, it is thought that the SH group of the cysteine residue in MT1 and MT2 suppresses the toxicity of Cd in the same way as chelating heavy metals such as Cu. Can be

【0067】(3)動原体タンパク質SKP1 染色体の凝集と分離は細胞分裂における根本的なプロセ
スである。動原体タンパク質複合体は、動原体微小管が
結合するために必須であり、有糸分裂と減数分裂のさい
に娘細胞へ姉妹染色分体の秩序だった分離を保証する染
色体移動を仲介する。最近、酵母の動原体タンパク質複
合体を構成する4番目タンパク質として、SKP1遺伝子が
単離され(Connelly C, 他 (1996) Cell 86: 275-285;
及びSkowyra D, 他(1997) Cell 91: 209-219)、SKP1
が有糸分裂の細胞周期を制御していることがわかった
(Hoyt MA (1997) Cell 91: 149-151)。人のSKP1タン
パク質(Skp1p)はサイクリンA-cdK2と複合体を形成
し、S期への移行を調節していることが報告されている
(Zhang H, 他(1995) Cell 82: 915-925)。酵母skp1変
異株の解析から、酵母SKP1遺伝子がM期の完了とS期への
移行に必須であることも明らかになった(Connelly C,
他(1996) Cell 86: 275-285;及びBai C, 他(1996) Cel
l86: 263-274)。酵母内では、Skp1pはCdc4タンパク質
と有糸分裂のSkp1p以外の動原体タンパク質の構成成分
に結合している(Connelly C, 他(1996) Cell 86:275-2
85;及びBai C, 他(1996) Cell 86: 263-274)。
(3) Centromeric protein SKP1 Chromosome aggregation and segregation are fundamental processes in cell division. The centromeric protein complex is essential for the association of kinetochore microtubules and mediates chromosome migration that ensures ordered separation of sister chromatids to daughter cells during mitosis and meiosis I do. Recently, the SKP1 gene has been isolated as the fourth protein constituting the kinetochore protein complex of yeast (Connelly C, et al. (1996) Cell 86: 275-285;
And Skowyra D, et al. (1997) Cell 91: 209-219), SKP1
Regulates the mitotic cell cycle (Hoyt MA (1997) Cell 91: 149-151). It has been reported that human SKP1 protein (Skp1p) forms a complex with cyclin A-cdK2 and regulates the transition to S phase (Zhang H, et al. (1995) Cell 82: 915-925). . Analysis of yeast skp1 mutants also revealed that the yeast SKP1 gene is essential for completion of M phase and transition to S phase (Connelly C,
(1996) Cell 86: 275-285; and Bai C, et al. (1996) Cel.
l86: 263-274). In yeast, Skp1p binds to components of the Cdc4 protein and kinetochore proteins other than mitotic Skp1p (Connelly C, et al. (1996) Cell 86: 275-2).
85; and Bai C, et al. (1996) Cell 86: 263-274).

【0068】他方、Skp1pは特異的にタンパク質を分解
するユビキチンライゲース複合体SCFの必須の構成成分
である(Feldman RMR, 他(1997) Cell 91: 221-230; S
kowyraD, 他(1997) Cell 91: 209-219;Kaplan KB, 他
(1997) Cell 91: 491-500; Porat R, 他 (1998) Plant
a 204: 345-351;及びGray WM, 他 (1999) Genes Dev1
3: 1678-1691)。SCF複合体は、Fボックスをもつタンパ
ク質とSkp1p、Cdc53p/cullinからなる複合体である(Sk
owyra D, 他(1997) Cell 91: 209-219;KaplanKB, 他(1
997) Cell 91: 491-500;及び Porat R, 他 (1998) Pla
nta 204: 345-351)。そしてSCF複合体は、リン酸化に
よる直接的なタンパク質分解を通して細胞周期の調節し
ていることが知られている。
On the other hand, Skp1p is an essential component of the ubiquitin ligase complex SCF that specifically degrades proteins (Feldman RMR, et al. (1997) Cell 91: 221-230;
kowyraD, et al. (1997) Cell 91: 209-219; Kaplan KB, et al.
(1997) Cell 91: 491-500; Porat R, et al. (1998) Plant
a 204: 345-351; and Gray WM, et al. (1999) Genes Dev1
3: 1678-1691). The SCF complex is a complex consisting of a protein having an F box, Skp1p, and Cdc53p / cullin (Sk
owyra D, et al. (1997) Cell 91: 209-219; KaplanKB, et al. (1
997) Cell 91: 491-500; and Porat R, et al. (1998) Pla.
nta 204: 345-351). And it is known that the SCF complex regulates the cell cycle through direct proteolysis by phosphorylation.

【0069】以上のことから、M期にSkp1pは動原体と結
合し、他の動原体成分のリン酸化や分解を仲介し、つづ
いて姉妹染色分体の分離を促すと考えられている(Feld
manRMR, 他(1997) Cell 91: 221-230;及びGray WM,
他 (1999) Genes Dev 13: 1678-1691)。アラビドプシ
スのSKP1ホモログであるASK1が最近、分裂組織や始原組
織などの分裂細胞でよく発現していることが示された
(Yang M, 他(1999) Proc Natl Acad Sci U.S.A. 96: 1
1416-11421)。さらに、アラビドプシスのcDNAとゲノム
シーケンスプロジェクトから、少なくとも9つのSKP1ホ
モログがアラビドプシスに存在することがわかった(島
本功 佐々木卓治 (1997) 新版 植物のPCR実験プロト
コール 秀潤社)。アラビドプシスのask1-1変異株の欠
陥に、雄性細胞の減数分裂後期の相同染色体の分離の失
敗と染色体の不均等な分配が観察された。以上の知見と
酵母Skp1pが特異的にタンパク質を分解するユビキチン
ライゲース複合体SCFの必須の構成成分であることよ
り、Ask1pが細胞分裂後期以前に相同染色体の凝集に直
接的または間接的に必要なタンパク質の分解や修飾によ
って、相同染色体の分離を制御していることが推測され
た(山本正幸 (1994) バイオマニュアルシリーズ10 酵
母による遺伝子実験法 羊土社)。
From the above, it is thought that Skp1p binds to the centromere in M phase, mediates phosphorylation and degradation of other centromere components, and subsequently promotes separation of sister chromatids. (Feld
manRMR, et al. (1997) Cell 91: 221-230; and Gray WM,
(1999) Genes Dev 13: 1678-1691). ASK1, an Arabidopsis SKP1 homolog, has recently been shown to be well expressed in dividing cells such as meristems and primordial tissues (Yang M, et al. (1999) Proc Natl Acad Sci USA 96: 1
1416-11421). In addition, the Arabidopsis cDNA and Genome Sequencing Project revealed that at least nine SKP1 homologs are present in Arabidopsis (Isao Shimamoto, Takuji Sasaki (1997) New Edition Plant PCR Experiment Protocol Shujunsha). Failure of the ask1-1 mutant of Arabidopsis resulted in failure to segregate homologous chromosomes in male cells in late meiosis and uneven distribution of chromosomes. Given these findings and the fact that yeast Skp1p is an essential component of the ubiquitin ligase complex SCF that specifically degrades proteins, Ask1p is directly or indirectly required for homologous chromosome aggregation before late cell division. It was speculated that the degradation and modification of proteins control the separation of homologous chromosomes (Yamamoto Masayuki (1994) Biomanual Series 10 Yeast Gene Experiments with Yodosha).

【0070】本実施例において、カラシナからCd耐性に
関与する遺伝子として単離した9つのcDNAがアラビドプ
シスSKP1と高い相同性を示した(表2)。そして、カラ
シナSKP1(BjSKP1)は少なくとも6つのアイソフォーム
からなることがわかった。酵母でBjSKP1を発現させた
時、酵母はCd耐性能を持つようになり、これは時間依存
的に上がることがわかった。さらに、アイソフォームに
よって酵母のCd耐性能に与える影響が異なることもわか
った(図8)
In this example, nine cDNAs isolated from mustard greens as genes involved in Cd resistance showed high homology with Arabidopsis SKP1 (Table 2). And it turned out that mustard SKP1 (BjSKP1) consists of at least six isoforms. It was found that when BjSKP1 was expressed in yeast, the yeast became resistant to Cd, and this increased in a time-dependent manner. Furthermore, it was found that the influence on the Cd resistance performance of yeast differs depending on the isoform (FIG. 8).

【0071】また、本実施例により、出芽酵母の野生株
によってCdに対する感受性が異なることが明らかとなっ
たため(図8)、酵母株によってCd耐性機構も多少異な
ることが予想される。このことは、遺伝型の異なる出芽
酵母にcDNAライブラリーを形質転換して得られるCd耐性
コロニーのcDNAも異なることを期待させた。カラシナcD
NAライブラリーをANY21株とINVsc1株にそれぞれ形質転
換した結果、ANY21株を用いた場合にはBjPCS1を、INVsc
1株を用いた場合にはBjMT3やBjSKP1等を単離することに
成功し(表2)、期待通りの結果が得られた。また、Bj
PCS1をINVsc1株に形質転換した場合も、ANY21株に形質
転換した時と同様にCd耐性が上昇した。しかし、600 μ
l CdCl2培地上で、BjPCS1を発現しているINVsc1株 (Bj
PCS1/INVsc1)とANY21株(BjPCS1/ANY21)の生育程度を
比べると、BjPCS1/ANY21がBjPCS1/INVsc1よりコロニー
が小さかった(図8)。この結果は、ベクターのみをAN
Y21株(ベクター/ANY21)とINVsc1株にそれぞれ形質転
換したとき、ベクター/ANY21がよりCd感受性であった結
果と一致した。つまり、ANY21株は、INVsc1株よりもCd
感受性であるため、外因性遺伝子を発現した場合にもそ
の感受性が反映された。従って、複数種の酵母を宿主と
し、得られる形質転換体のCd耐性コロニーの大きさを
宿主ごとに比較検討することにより、よりCd耐性能の
高い遺伝子をスクリーニングすることも可能である。
In addition, this example revealed that the susceptibility to Cd differs depending on the wild type of budding yeast (FIG. 8), so that it is expected that the Cd resistance mechanism differs slightly depending on the yeast strain. This expected that the cDNAs of Cd-resistant colonies obtained by transforming the cDNA library into budding yeasts having different genotypes would also differ. Mustard cD
As a result of transforming the NA library into the ANY21 strain and the INVsc1 strain, when using the ANY21 strain, BjPCS1 was replaced with INVsc.
When one strain was used, BjMT3, BjSKP1 and the like were successfully isolated (Table 2), and expected results were obtained. Also, Bj
When PCS1 was transformed into the INVsc1 strain, the Cd resistance increased as in the case of transforming the ANY21 strain. However, 600 μ
l On the CdCl 2 medium, the INVsc1 strain expressing BjPCS1 (BjPCS1
Comparing the growth levels of PCS1 / INVsc1) and the ANY21 strain (BjPCS1 / ANY21), BjPCS1 / ANY21 had smaller colonies than BjPCS1 / INVsc1 (FIG. 8). This result indicates that only the vector
When the Y21 strain (vector / ANY21) and the INVsc1 strain were transformed, respectively, the results were consistent with the results that the vector / ANY21 was more Cd-sensitive. In other words, the ANY21 strain has a higher Cd than the INVsc1 strain.
Due to the sensitivity, expression of the exogenous gene also reflected that sensitivity. Therefore, by using a plurality of yeasts as hosts and comparing and examining the size of Cd-resistant colonies of the obtained transformants for each host, it is also possible to screen for a gene having higher Cd-resistant performance.

【0072】このことからさらに、本実施例で使用した
酵母発現機構によるCd耐性遺伝子のスクリーニング法
は、Cd耐性遺伝子を単離するという目的のほかに、Cdに
よって失活させられたタンパク質を補える遺伝子の単
離、つまりCdが細胞内のどの部分で毒性を発揮している
のかというメカニズムの解明にも役立つ手法であること
が明らかになった。この手法は他の有害物質についての
毒性機構を解明する手法として応用できる。
From this, the screening method of the Cd resistance gene by the yeast expression mechanism used in the present example is not only intended to isolate the Cd resistance gene but also to complement the gene inactivated by Cd. It has been found that this is a useful technique for isolating Cd, that is, elucidating the mechanism of where Cd exerts toxicity in cells. This method can be applied as a method to elucidate the toxicity mechanism of other harmful substances.

【0073】[0073]

【発明の効果】本発明によれば、Cd耐性に関与する新
規タンパク質及びその遺伝子が同定及び単離された。本
発明のCd耐性に関与する遺伝子を有する形質転換体
は、ファイトレメディエーションに有用である。
According to the present invention, a novel protein involved in Cd resistance and its gene have been identified and isolated. The transformant having the gene related to Cd resistance of the present invention is useful for phytoremediation.

【0074】[0074]

【配列表】 SEQUENCE LISTING <110> Mitsubishi Chemical Corporation <120> Genes which are involved in high accumulation of cadmium <130> A01382MA <160> 10[Sequence List] SEQUENCE LISTING <110> Mitsubishi Chemical Corporation <120> Genes which are involved in high accumulation of cadmium <130> A01382MA <160> 10

【0075】 <210> 1 <211> 1656 <212> DNA <213> B.juncea <400> 1 gcg agt ctc tac cgt cga tct ctt cct tcc cct ccg gcc att gac ttt 48 Ala Ser Leu Tyr Arg Arg Ser Leu Pro Ser Pro Pro Ala Ile Asp Phe 1 5 10 15 tct tcc gcc gaa ggc aag aaa ata ttc aat gaa gcg ctt cag aaa gga 96 Ser Ser Ala Glu Gly Lys Lys Ile Phe Asn Glu Ala Leu Gln Lys Gly 20 25 30 aca atg gaa gga ttt ttc agg ttg att tct tat ttc cag acg cag tct 144 Thr Met Glu Gly Phe Phe Arg Leu Ile Ser Tyr Phe Gln Thr Gln Ser 35 40 45 gaa cct gct tat tgt ggc ttg gcc agc ctt tct gtc gtc ttg aat gct 192 Glu Pro Ala Tyr Cys Gly Leu Ala Ser Leu Ser Val Val Leu Asn Ala 50 55 60 ctt tct att gat cct gga cgt aaa tgg aaa ggg cct tgg agg tgg ttt 240 Leu Ser Ile Asp Pro Gly Arg Lys Trp Lys Gly Pro Trp Arg Trp Phe 65 70 75 80 gat gaa tcg atg ctg gac tgc tgc gag cca ctg gaa gca gtc aag gaa 288 Asp Glu Ser Met Leu Asp Cys Cys Glu Pro Leu Glu Ala Val Lys Glu 85 90 95 aag ggc att tca ttt ggg aaa gtt gtc tgt ttg gct cac tgt tct gga 336 Lys Gly Ile Ser Phe Gly Lys Val Val Cys Leu Ala His Cys Ser Gly 100 105 110 gcc aaa gtg gag gct ttc cgc act aat cag acc acc atc gac gat ttc 384 Ala Lys Val Glu Ala Phe Arg Thr Asn Gln Thr Thr Ile Asp Asp Phe 115 120 125 cgc aag ttt gtg atg aaa tgc tcc acc tct gag aat tgc cat atg atc 432 Arg Lys Phe Val Met Lys Cys Ser Thr Ser Glu Asn Cys His Met Ile 130 135 140 tca aca tat cac aga ggg gtg ttt aag cag act ggg tct ggt cat ttt 480 Ser Thr Tyr His Arg Gly Val Phe Lys Gln Thr Gly Ser Gly His Phe 145 150 155 160 tca cct ata ggt ggc tat aat gct gag aga gat atg gcc ttg att ctt 528 Ser Pro Ile Gly Gly Tyr Asn Ala Glu Arg Asp Met Ala Leu Ile Leu 165 170 175 gat gtt gca cgt ttc aag tat cct ccc cat tgg gtt cct ctt aaa ctt 576 Asp Val Ala Arg Phe Lys Tyr Pro Pro His Trp Val Pro Leu Lys Leu 180 185 190 ctt tgg gaa gcc atg gac agc att gat gat tct aca ggg aaa cgt aga 624 Leu Trp Glu Ala Met Asp Ser Ile Asp Asp Ser Thr Gly Lys Arg Arg 195 200 205 ggg ttc atg ctc ata tct aga ccg cac aga gaa cct gga ttg ctc tat 672 Gly Phe Met Leu Ile Ser Arg Pro His Arg Glu Pro Gly Leu Leu Tyr 210 215 220 act ctg tcg tgc aaa gat gag agc tgg atc agc ata gcc aaa tat tta 720 Thr Leu Ser Cys Lys Asp Glu Ser Trp Ile Ser Ile Ala Lys Tyr Leu 225 230 235 240 aag gaa gat gtt cct cgt ctt gtg agt tca caa cat gta gat agc gtg 768 Lys Glu Asp Val Pro Arg Leu Val Ser Ser Gln His Val Asp Ser Val 245 250 255 gac aaa atc tta tcg gtt gtg ttc aag tca ctt ccg tca aat ttc aac 816 Asp Lys Ile Leu Ser Val Val Phe Lys Ser Leu Pro Ser Asn Phe Asn 260 265 270 acg ttc atc aga tgg gtg gct gag gtc aga ata gca gag gac aca aaa 864 Thr Phe Ile Arg Trp Val Ala Glu Val Arg Ile Ala Glu Asp Thr Lys 275 280 285 caa aac ctc agc gct gag gag aaa tcg agg ctc aac tta aag caa gtg 912 Gln Asn Leu Ser Ala Glu Glu Lys Ser Arg Leu Asn Leu Lys Gln Val 290 295 300 gtg ctg aaa gaa gtg cat gaa act gaa ctg ttc aaa cac atc agt aag 960 Val Leu Lys Glu Val His Glu Thr Glu Leu Phe Lys His Ile Ser Lys 305 310 315 320 ttc tta tcc aca gtg ggt tac gaa gac agt ctg aca tat gcg gct gca 1008 Phe Leu Ser Thr Val Gly Tyr Glu Asp Ser Leu Thr Tyr Ala Ala Ala 325 330 335 aag gct tgt tgc caa ggt gct gaa atc ttg tct gga tgc tca tca aaa 1056 Lys Ala Cys Cys Gln Gly Ala Glu Ile Leu Ser Gly Cys Ser Ser Lys 340 345 350 gag tac tgt tgt cgg gaa act tgt gtc aca tgt gtc aaa ggt cct ggc 1104 Glu Tyr Cys Cys Arg Glu Thr Cys Val Thr Cys Val Lys Gly Pro Gly 355 360 365 gag gca gaa ggc acc gtg gtg act gga gtt gtg gtg cgt gac ggg agc 1152 Glu Ala Glu Gly Thr Val Val Thr Gly Val Val Val Arg Asp Gly Ser 370 375 380 gaa caa aat gtt gat cta ctg gtg cca tcg act caa act gac tgt gaa 1200 Glu Gln Asn Val Asp Leu Leu Val Pro Ser Thr Gln Thr Asp Cys Glu 385 390 395 400 tgt ggt cca gag gca aat ttt ccg gca gga aac gat gtg ttc aca gta 1248 Cys Gly Pro Glu Ala Asn Phe Pro Ala Gly Asn Asp Val Phe Thr Val 405 410 415 ctt ctg ttg gct tta cct cca cag aca tgg tca ggg atc aaa gac caa 1296 Leu Leu Leu Ala Leu Pro Pro Gln Thr Trp Ser Gly Ile Lys Asp Gln 420 425 430 gct ctt atg caa gaa atg aag cag ctc att tcc atg gct tcc ctc cca 1344 Ala Leu Met Gln Glu Met Lys Gln Leu Ile Ser Met Ala Ser Leu Pro 435 440 445 act atg ctt caa gaa gag gta ttg cat ctt cga cgc caa ctt cag ctg 1392 Thr Met Leu Gln Glu Glu Val Leu His Leu Arg Arg Gln Leu Gln Leu 450 455 460 cta aaa aga tgc caa gag aac aag gag gaa gag gat ttc gct gca cct 1440 Leu Lys Arg Cys Gln Glu Asn Lys Glu Glu Glu Asp Phe Ala Ala Pro 465 470 475 480 gcc ttt tga ttcagctacc caaatgtctc aaattttagc ctctctcttc accaattga 1498 Ala Phe atcccaattt ctcaaaccta aataatccat aattaattat taaagtctct tttattctat 1558 gtatgattaa aactcatgtg tagcatatgc attctatctt tactactgca tcaataaacc 1618 taaaaaaaaa aaaaaaaaaa aaaaaaaaaa aaaaaaaa 1656<210> 1 <211> 1656 <212> DNA <213> B. juncea <400> 1 gcg agt ctc tac cgt cga tct ctt cct tcc cct ccg gcc att gac ttt 48 Ala Ser Leu Tyr Arg Arg Ser Leu Pro Ser Pro Pro Ala Ile Asp Phe 1 5 10 15 tct tcc gcc gaa ggc aag aaa ata ttc aat gaa gcg ctt cag aaa gga 96 Ser Ser Ala Glu Gly Lys Lys Ile Phe Asn Glu Ala Leu Gln Lys Gly 20 25 30 aca atg gaa gga ttt ttc agg ttg att tct tat ttc cag acg cag tct 144 Thr Met Glu Gly Phe Phe Arg Leu Ile Ser Tyr Phe Gln Thr Gln Ser 35 40 45 gaa cct gct tat tgt ggc ttg gcc agc ctt tct gtc gtc gtc gct 192 Glu Pro Ala Tyr Cys Gly Leu Ala Ser Leu Ser Val Val Leu Asn Ala 50 55 60 ctt tct att gat cct gga cgt aaa tgg aaa ggg cct tgg agg tgg ttt 240 Leu Ser Ile Asp Pro Gly Arg Lys Trp Lys Gly Pro Trp Arg Trp Phe 65 70 75 80 gat gaa tcg atg ctg gac tgc tgc gag cca ctg gaa gca gtc aag gaa 288 Asp Glu Ser Met Leu Asp Cys Cys Glu Pro Leu Glu Ala Val Lys Glu 85 90 95 aag ggc att taaa ttt g gtt gtc tgt ttg gct cac tgt tct gga 336 Lys Gly Ile S er Phe Gly Lys Val Val Cys Leu Ala His Cys Ser Gly 100 105 110 gcc aaa gtg gag gct ttc cgc act aat cag acc acc atc gac gat ttc 384 Ala Lys Val Glu Ala Phe Arg Thr Asn Gln Thr Thr Ile Asp Asp Phe 115 120 125 cgc aag ttt gtg atg aaa tgc tcc acc tct gag aat tgc cat atg atc 432 Arg Lys Phe Val Met Lys Cys Ser Thr Ser Glu Asn Cys His Met Ile 130 135 140 tca aca tat cac aga ggg gtg ttt aag cag act ggg tct ggt cat ttt 480 Ser Thr Tyr His Arg Gly Val Phe Lys Gln Thr Gly Ser Gly His Phe 145 150 155 160 tca cct ata ggt ggc tat aat gct gag aga gat atg gcc ttg att ctt 528 Ser Pro Ile Gly Gly Tyr Asn Ala Glu Arg Asp Met Ala Leu Ile Leu 165 170 175 gat gtt gca cgt ttc aag tat cct ccc cat tgg gtt cct ctt aaa ctt 576 Asp Val Ala Arg Phe Lys Tyr Pro Pro His Trp Val Pro Leu Lys Leu 180 185 190 ctt tgg gaa gcc atg gac agc att gat gat tct aca ggg aaa cgt aga 624 Leu Trp Glu Ala Met Asp Ser Ile Asp Asp Ser Thr Gly Lys Arg Arg 195 200 205 ggg ttc atg ctc ata tct aga ccg cac aga gaa cct gga ttg 672 G ly Phe Met Leu Ile Ser Arg Pro His Arg Glu Pro Gly Leu Leu Tyr 210 215 220 act ctg tcg tgc aaa gat gag agc tgg atc agc ata gcc aaa tat tta 720 Thr Leu Ser Cys Lys Asp Glu Ser Trp Ile Ser Ile Ala Lys Tyr Leu 225 230 235 240 aag gaa gat gtt cct cgt ctt gtg agt tca caa cat gta gat agc gtg 768 Lys Glu Asp Val Pro Arg Leu Val Ser Ser Gln His Val Asp Ser Val 245 250 255 gac aaa atc tta tcg gtt gtg ttc ttc aag tca ctt ccg tca aat ttc aac 816 Asp Lys Ile Leu Ser Val Val Phe Lys Ser Leu Pro Ser Asn Phe Asn 260 265 270 acg ttc atc aga tgg gtg gct gag gtc aga ata gca gag gac aca aaa 864 Thr Phe Ile Arg Trp Val Ala Glu Val Arg Ile Ala Glu Asp Thr Lys 275 280 285 caa aac ctc agc gct gag gag aaa tcg agg ctc aac tta aag caa gtg 912 Gln Asn Leu Ser Ala Glu Glu Lys Ser Arg Leu Asn Leu Lys Gln Val 290 295 gtg ctg aaa gaa gtg cat gaa act gaa ctg ttc aaa cac atc agt aag 960 Val Leu Lys Glu Val His Glu Thr Glu Leu Phe Lys His Ile Ser Lys 305 310 315 320 ttc tta tcc aca gtg ggt tac gaa gac agt ctg g cg gct gca 1008 Phe Leu Ser Thr Val Gly Tyr Glu Asp Ser Leu Thr Tyr Ala Ala Ala 325 330 335 aag gct tgt tgc caa ggt gct gaa atc ttg tct gga tgc tca tca aaa 1056 Lys Ala Cys Cys Gln Gly Ala Ile Le Ser Gly Cys Ser Ser Lys 340 345 350 gag tac tgt tgt cgg gaa act tgt gtc aca tgt gtc aaa ggt cct ggc 1104 Glu Tyr Cys Cys Arg Glu Thr Cys Val Thr Cys Val Lys Gly Pro Gly 355 360 365 gag gca gaa ggc acc gtg gtg act gga gtt gtg gtg cgt gac ggg agc 1152 Glu Ala Glu Gly Thr Val Val Thr Gly Val Val Val Arg Asp Gly Ser 370 375 380 gaa caa aat gtt gat cta ctg gtg cca tcg act caa act gac tgt gaa 1200 Glu Gln Asn Val Asp Leu Leu Val Pro Ser Thr Gln Thr Asp Cys Glu 385 390 395 400 tgt ggt cca gag gca aat ttt ccg gca gga aac gat gtg ttc aca gta 1248 Cys Gly Pro Glu Ala Asn Phe Pro Ala Gly Asn Asp Val Phe Thr Val 405 410 415 ctt ctg ttg gct tta cct cca cag aca tgg tca ggg atc aaa gac caa 1296 Leu Leu Leu Ala Leu Pro Pro Gln Thr Trp Ser Gly Ile Lys Asp Gln 420 425 430 gct ctt atg caa gaa atg aag cag ct c att tcc atg gct tcc ctc cca 1344 Ala Leu Met Gln Glu Met Lys Gln Leu Ile Ser Met Ala Ser Leu Pro 435 440 445 act atg ctt caa gaa gag gta ttg cat ctt cga cgc caa ctt cag ctg 1392 Thr Met Leu Glu Glu Val Leu His Leu Arg Arg Gln Leu Gln Leu 450 455 460 cta aaa aga tgc caa gag aac aag gag gaa gag gat ttc gct gca cct 1440 Leu Lys Arg Cys Gln Glu Asn Lys Glu Glu Glu Asp Phe Ala Ala Pro 465 470 480 gcc ttt tga ttcagctacc caaatgtctc aaattttagc ctctctcttc accaattga 1498 Ala Phe atcccaattt ctcaaaccta aataatccat aattaattat taaagtctct tttattctat 1558 gtatgattaa aactcatgtg tagcatataaaaaa tactactaaaaaa tactactaaaaaa tactactaaaaaaaa

【0076】 <210> 2 <211> 400 <212> DNA <213> B.juncea <400> 2 aacaaaacac acacaagaaa agaactcaaa aacctttcaa gcctttttca agatcaaatc 60 atg tct tcg tgc gga aac tgc gac tgt gct gac aag acc cag tgc gtt 108 Met Ser Ser Cys Gly Asn Cys Asp Cys Ala Asp Lys Thr Gln Cys Val 1 5 10 15 aag aag gga acc agc tac acc ttg gac atc gtc gag act cag gag agc 156 Lys Lys Gly Thr Ser Tyr Thr Leu Asp Ile Val Glu Thr Gln Glu Ser 20 25 30 tac aag gaa gcc atg atc atg gaa gtt aat ggt gca gaa gag aac ggg 204 Tyr Lys Glu Ala Met Ile Met Glu Val Asn Gly Ala Glu Glu Asn Gly 35 40 45 tgc caa tgc aag tgt ggc tct agc tgc agc tgc gtc aac tgc act tgc 252 Cys Gln Cys Lys Cys Gly Ser Ser Cys Ser Cys Val Asn Cys Thr Cys 50 55 60 tgc ccc aat taaaaaaagc tcctacatac acattttaaa aggggccatt 301 Cys Pro Asn 65 tctcttttct tttcctccta aatgtaatat gaataaaagt tgatgtgagt tcatctattg 361 agctcatgtc tcttattact ctctagcatg gtgtgtgat 400<210> 2 <211> 400 <212> DNA <213> B. juncea <400> 2 aacaaaacac acacaagaaa agaactcaaa aacctttcaa gcctttttca agatcaaatc 60 atg tct tcg tgc gga aac tgc gac tgt gct gac aag acc cag tgc gtt Ser Ser Cys Gly Asn Cys Asp Cys Ala Asp Lys Thr Gln Cys Val 1 5 10 15 aag aag gga acc agc tac acc ttg gac atc gtc gag act cag gag agc 156 Lys Lys Gly Thr Ser Tyr Thr Leu Asp Ile Val Glu Thr Gln Glu Ser 20 25 30 tac aag gaa gcc atg atc atg gaa gtt aat ggt gca gaa gag aac ggg 204 Tyr Lys Glu Ala Met Ile Met Glu Val Asn Gly Ala Glu Glu Asn Gly 35 40 45 tgc caa tgc aag tgt ggc tc agc tg agc tgc gtc aac tgc act tgc 252 Cys Gln Cys Lys Cys Gly Ser Ser Cys Ser Cys Val Asn Cys Thr Cys 50 55 60 tgc ccc aat taaaaaaagc tcctacatac acattttaaa aggggcct 301 Cys Pro Asn 65 tctcttttgtcat tgtcctgattgttgttgttgttgttg tgtcctcgatatt gttg 400

【0077】 <210> 3 <211> 472 <212> DNA <213> B.juncea <400> 3 aaacaacaaa aacacacaca agaaaagaac tcaaattacc tctcaagatc aaatc 55 atg tct acg tgc gga aac tgc gac tgt gct gac aag acc cag tgc gtg 103 Met Ser Thr Cys Gly Asn Cys Asp Cys Ala Asp Lys Thr Gln Cys Val 1 5 10 15 aag aag gta acc agc tac acc ttc gac atc gtc gag act cag gag agc 151 Lys Lys Val Thr Ser Tyr Thr Phe Asp Ile Val Glu Thr Gln Glu Ser 20 25 30 tac aag gaa gcc atg atc atg gac gtt agt ggt gca gaa gag aac ggg 199 Tyr Lys Glu Ala Met Ile Met Asp Val Ser Gly Ala Glu Glu Asn Gly 35 40 45 tgc caa tgc aag tgt ggc tct agc tgc agc tgc gtc aac tgc act tgc 247 Cys Gln Cys Lys Cys Gly Ser Ser Cys Ser Cys Val Asn Cys Thr Cys 50 55 60 tgc ccc aat taaaaaaatc ccctacatac acattttaaa 286 Cys Pro Asn 65 aagggaccat gtctcttttc ttttcctcct aaatgtaata tggaataaaa gttgatgtga 346 gttcatctat tgatctcata tctcttatta ctctctagca tggtgtatgt ctgtatgatg 406 taatggtttt atggtccctt atcttctaat acatcatatt atatatctaa aaaaaaaaaa 466 aaaaaa 472<210> 3 <211> 472 <212> DNA <213> B. juncea <400> 3 aaacaacaaa aacacacaca agaaaagaac tcaaattacc tctcaagatc aaatc 55 atg tct acg tgc gga aac tgc gac tgt gct gac aag acc cag Tgc gtg 103 Ser Thr Cys Gly Asn Cys Asp Cys Ala Asp Lys Thr Gln Cys Val 1 5 10 15 aag aag gta acc agc tac acc ttc gac atc gtc gag act cag gag agc 151 Lys Lys Val Thr Ser Tyr Thr Phe Asp Ile Val Glu Thr Gln Glu Ser 20 25 30 tac aag gaa gcc atg atc atg gac gtt agt ggt gca gaa gag aac ggg 199 Tyr Lys Glu Ala Met Ile Met Asp Val Ser Gly Ala Glu Glu Asn Gly 35 40 45 tgc caa tgc aag tgt ggc tct agc tc agc tgc gtc aac tgc act tgc 247 Cys Gln Cys Lys Cys Gly Ser Ser Cys Ser Cys Val Asn Cys Thr Cys 50 55 60 tgc ccc aat taaaaaaatc ccctacatac acattttaaa 286 Cys Pro Asn 65 aagggaccat gtctcttctg tcattg tcattg tcattg tcattg tg ctgtatgatg 406 taatggtttt atggtccctt atcttctaat acatcatatt atatatctaa aaaaaaaaaa 466 aaaaaa 472

【0078】 <210> 4 <211> 298 <212> DNA <213> B.juncea <400> 4 aaaacacacacaagaactcaaacaacttcagttaagaaaaacaaaaaaacaaatc 55 atg tcg gac aag tgc gga agc tgc gac tgt gct gac aag acc cag tgc 103 Mer Ser Asp Lys Cys Gly Ser Cys Asp Cys Ala Asp Lys Thr Gln Cys 1 5 10 15 gtg aag aag gga acc agc tac acc ttc gac atc gtc gag act caa gag 151 Val Lys Lys Gly Thr Ser Tyr Thr Phe Asp Ile Val Glu Thr Gln Glu 20 25 30 agc tac aag gaa gcc atg ttc atg gac gtt ggt gca gag gag aac ggg 199 Ser Tyr Lys Glu Ala Met Phe Met Asp Val Gly Ala Glu Glu Asn Gly 35 40 45 tgc caa tgc aag tgt ggc tct acc tgc agt tgc gtc aac tgc act tgc 247 Cys Gln Cys Lys Cys Gly Ser Thr Cys Ser Cys Val Asn Cys Thr Cys 50 55 60 tgc ccc aat taaaaaaaaa aatctcccgg aataagaggc catttctcgt tt 298 Cys Pro Asn 65<210> 4 <211> 298 <212> DNA <213> B. juncea <400> 4 aaaacacacacaagaactcaaacaacttcagttaagaaaaacaaaaaaacaaatc 55 atg tcg gac aag tgc gga agc tgc gac tgt gct gac aag acc cag tgs 103 Mer Ser Asly Ser Cys Asp Cys Ala Asp Lys Thr Gln Cys 1 5 10 15 gtg aag aag gga acc agc tac acc ttc gac atc gtc gag act caa gag 151 Val Lys Lys Gly Thr Ser Tyr Thr Phe Asp Ile Val Glu Thr Gln Glu 20 25 30 agc tac aag gaa gcc atg ttc atg gac gtt ggt gca gag gag aac ggg 199 Ser Tyr Lys Glu Ala Met Phe Met Asp Val Gly Ala Glu Glu Asn Gly 35 40 45 tgc caa tgc aag tgt ggc tct acc tgc agt tgc gtcgt act tgc 247 Cys Gln Cys Lys Cys Gly Ser Thr Cys Ser Cys Val Asn Cys Thr Cys 50 55 60 tgc ccc aat taaaaaaaaa aatctcccgg aataagaggc catttctcgt tt 298 Cys Pro Asn 65

【0079】 <210> 5 <211> 531 <212> DNA <213> B.juncea <400> 5 aatctctcaaaaacaaatcaaaaag 25 atg tcg acg aag aag att gtg ttg aag agc tcc gac gac gag tct ttc 73 Met Ser Thr Lys Lys Ile Val Leu Lys Ser Ser Asp Asp Glu Ser Phe 1 5 10 15 gag gtt gac gag gcc gtg gct cgc gag tct cag acc cta gct cac atg 121 Glu Val Asp Glu Ala Val Ala Arg Glu Ser Gln Thr Leu Ala His Met 20 25 30 gtc gaa gac gac tgc acc gac aac ggc atc cct ctt ccc aac gtc acc 169 Val Glu Asp Asp Cys Thr Asp Asn Gly Ile Pro Leu Pro Asn Val Thr 35 40 45 ggc aag atc ctc gcc aag gtc atc gag tat tgc aag aag cac gtc gac 217 Gly Lys Ile Leu Ala Lys Val Ile Glu Tyr Cys Lys Lys His Val Asp 50 55 60 gcc gct gct gcc aag aca gag gcc acc gcc gat ggt ggc gct ccc tcc 265 Ala Ala Ala Ala Lys Thr Glu Ala Thr Ala Asp Gly Gly Ala Pro Ser 65 70 75 80 gac gag gac ctc aag gct tgg gat gcc gag ttc atg aat atc gat caa 313 Asp Glu Asp Leu Lys Ala Trp Asp Ala Glu Phe Met Asn Ile Asp Gln 85 90 95 gct acc ctc ttc gaa ctc atc ctg gct gct aac tat ctg aac atc aag 361 Ala Thr Leu Phe Glu Leu Ile Leu Ala Ala Asn Tyr Leu Asn Ile Lys 100 105 110 aac ctt ctt gac ctt acg tgc cag acg gtg gct gat atg atc aaa ggc 409 Asn Leu Leu Asp Leu Thr Cys Gln Thr Val Ala Asp Met Ile Lys Gly 115 120 125 aag act cca gac gag att cgc acg acc ttc aac atc aag aac gac ttc 457 Lys Thr Pro Asp Glu Ile Arg Thr Thr Phe Asn Ile Lys Asn Asp Phe 130 135 140 tcg cct gag gag gaa gag gag gtg cgc agg gag aac caa tgg gct ttt 505 Ser Pro Glu Glu Glu Glu Glu Val Arg Arg Glu Asn Gln Trp Ala Phe 145 150 155 160 gaa tga ttgatcaaag agaagccttg 531 Glu<210> 5 <211> 531 <212> DNA <213> B. juncea <400> 5 aatctctcaaaaacaaatcaaaaag 25 atg tcg acg aag aag att gtg ttg aag agc tcc gac gac gag tct ttc 73 Met Ser Thr Lys Lys Ile Val Leu Lys Ser Ser Asp Asp Glu Ser Phe 1 5 10 15 gag gtt gac gag gcc gtg gct cgc gag tct cag acc cta gct cac atg 121 Glu Val Asp Glu Ala Val Ala Arg Glu Ser Gln Thr Leu Ala His Met 20 25 30 gtc gaa gac gac tgc acc gac aac ggc atc cct ctt ccc aac gtc acc 169 Val Glu Asp Asp Cys Thr Asp Asn Gly Ile Pro Leu Pro Asn Val Thr 35 40 45 ggc aag atc ctc gcc aag gtc atc gag tat tgc aag aag c gtc gac 217 Gly Lys Ile Leu Ala Lys Val Ile Glu Tyr Cys Lys Lys His Val Asp 50 55 60 gcc gct gct gcc aag aca gag gcc acc gcc gat ggt ggc gct ccc tcc 265 Ala Ala Ala Ala Ala Lys Thr Glu Ala Thr Ala Asp Gly Gly Ala Pro Ser 65 70 75 80 gac gag gac ctc aag gct tgg gat gcc gag ttc atg aat atc gat caa 313 Asp Glu Asp Leu Lys Ala Trp Asp Ala Glu Phe Met Asn Ile Asp Gln 85 90 95 gct acc ctc ttc gaa ctc atc ctg gct gct aac tat ctg aac atc aag 361 Ala Thr Leu Phe Glu Leu Ile Leu Ala Ala Asn Tyr Leu Asn Ile Lys 100 105 110 aac ctt ctt gac ctt acg tgc cag acg gtg gct gat atg atc aaa ggc 409 Asn Leu Leu Asp Leu Thr Cys Gln Thr Val Ala Asp Met Ile Lys Gly 115 120 125 aag act cca gac gag att cgc acg acc ttc aac atc aag aac gac ttc 457 Lys Thr Pro Asp Glu Ile Arg Thr Thr Phe Asn Ile Lys Asn Asp Phe 130 135 140 tcg cct gag gag gaa gag gag gtg cgc agg gag aac caa tgg gct ttt 505 Ser Pro Glu Glu Glu Glu Glu Val Arg Arg Glu Asn Gln Trp Ala Phe 145 150 155 160 gaa tga ttgatcaaag agaagccttg 531 Glu

【0080】 <210> 6 <211> 472 <212> DNA <213> B.juncea <400> 6 ctcgaaatca aaactctcaa ag 22 atg tcg acg aag aag atg gtg ttg aaa agc tcc gac ggc gag tct ttc 70 Met Ser Thr Lys Lys Met Val Leu Lys Ser Ser Asp Gly Glu Ser Phe 1 5 10 15 gag gtc gat gag gcc gtg gct ctc gag tct cag acc ata gcg cac atg 118 Glu Val Asp Glu Ala Val Ala Leu Glu Ser Gln Thr Ile Ala His Met 20 25 30 gtc gaa gac gac ggc gtc gac aac ggg atc cct ctt ccc aac gtc acg 166 Val Glu Asp Asp Gly Val Asp Asn Gly Ile Pro Leu Pro Asn Val Thr 35 40 45 agc aag atc ctc gcg aag gtg att gag tac tgc aag aaa cac gtc gac 214 Ser Lys Ile Leu Ala Lys Val Ile Glu Tyr Cys Lys Lys His Val Asp 50 55 60 gcc gcc gct tct aag acc gag gcc gtc gat ggc ggc gct tcc tcc gac 262 Ala Ala Ala Ser Lys Thr Glu Ala Val Asp Gly Gly Ala Ser Ser Asp 65 70 75 80 gat gac ctc aag gcc tgg gac gcc gag ttc atg aag atc gat caa gct 310 Asp Asp Leu Lys Ala Trp Asp Ala Glu Phe Met Lys Ile Asp Gln Ala 85 90 95 acc ctc ttc gaa ctc atc ctg gcg gct aac tat ttg aac atc aag aac 358 Thr Leu Phe Glu Leu Ile Leu Ala Ala Asn Tyr Leu Asn Ile Lys Asn 100 105 110 ctt ctt gac ttg aca tgc cag acg gtg gct gat atg atc aag ggg aag 406 Leu Leu Asp Leu Thr Cys Gln Thr Val Ala Asp Met Ile Lys Gly Lys 115 120 125 act cca gag gag att cgc acg acc ttc aac atc aag aac gac ttt act 454 Thr Pro Glu Glu Ile Arg Thr Thr Phe Asn Ile Lys Asn Asp Phe Thr 130 135 140 gcc gag gaa gag gag gag 472 Ala Glu Glu Glu Glu Glu 145<210> 6 <211> 472 <212> DNA <213> B. juncea <400> 6 ctcgaaatca aaactctcaa ag 22 atg tcg acg aag aag atg gtg ttg aaa agc tcc gac ggc gag tct ttc 70 Met Ser Thr Lys Lys Met Val Leu Lys Ser Ser Asp Gly Glu Ser Phe 1 5 10 15 gag gtc gat gag gcc gtg gct ctc gag tct cag acc ata gcg cac atg 118 Glu Val Asp Glu Ala Val Ala Leu Glu Ser Gln Thr Ile Ala His Met 20 25 30 gtc gaa gac gac ggc gtc gac aac ggg atc cct ctt ccc aac gtc acg 166 Val Glu Asp Asp Gly Val Asp Asn Gly Ile Pro Leu Pro Asn Val Thr 35 40 45 agc aag atc ctc gcg aag gtg att gag tac tg ag aaa cac gtc gac 214 Ser Lys Ile Leu Ala Lys Val Ile Glu Tyr Cys Lys Lys His Val Asp 50 55 60 gcc gcc gct tct aag acc gag gcc gtc gat ggc ggc gct tcc tcc gac 262 Ala Ala Ala Ser Lys Thr Glu Ala Val Asp Gly Gly Ala Ser Ser Asp 65 70 75 80 gat gac ctc aag gcc tgg gac gcc gag ttc atg aag atc gat caa gct 310 Asp Asp Leu Lys Ala Trp Asp Ala Glu Phe Met Lys Ile Asp Gln Ala 85 90 95 acc ctc ttc gaa ctc atc ctg gcg gct aac tat ttg aac a tc aag aac 358 Thr Leu Phe Glu Leu Ile Leu Ala Ala Asn Tyr Leu Asn Ile Lys Asn 100 105 110 ctt ctt gac ttg aca tgc cag acg gtg gct gat atg atc aag ggg aag 406 Leu Leu Asp Leu Thr Cys Gln Thr Val Ala Asp Met Ile Lys Gly Lys 115 120 125 act cca gag gag att cgc acg acc ttc aac atc aag aac gac ttt act 454 Thr Pro Glu Glu Ile Arg Thr Thr Phe Asn Ile Lys Asn Asp Phe Thr 130 135 140 gcc gag gaa gag gag gag 472 Ala Glu Glu Glu Glu Glu 145

【0081】 <210> 7 <211> 734 <212> DNA <213> B.juncea <400> 7 cacaatc 7 atg tcg acg aag aag atc gtg ttg aag agc tcc gat ggc gag tct ttc 55 Met Ser Thr Lys Lys Ile Val Leu Lys Ser Ser Asp Gly Glu Ser Phe 1 5 10 15 gag gtc gac gag gcc gtg gct ctc gag tct cag acc ata gcc cac atg 103 Glu Val Asp Glu Ala Val Ala Leu Glu Ser Gln Thr Ile Ala His Met 20 25 30 gtc gaa gac gac tgc gtc gac aac gga gtc ccg ctt ccc aac gtc acg 151 Val Glu Asp Asp Cys Val Asp Asn Gly Val Pro Leu Pro Asn Val Thr 35 40 45 agc aag atc ctc gcc aag gtg att gag tac tgc aag aag cac gtc gat 199 Ser Lys Ile Leu Ala Lys Val Ile Glu Tyr Cys Lys Lys His Val Asp 50 55 60 gcc gtt gct tcc aag agc gag gcc gtc gat ggc ggt ggc tcc tcc gac 247 Ala Val Ala Ser Lys Ser Glu Ala Val Asp Gly Gly Gly Ser Ser Asp 65 70 75 80 gat gac ctc aag gct tgg gat gct gag ttt atg aag atc gat caa gct 295 Asp Asp Leu Lys Ala Trp Asp Ala Glu Phe Met Lys Ile Asp Gln Ala 85 90 95 acc ctc ttt gag ctc atc ctg gct gct aat tat ttg aac atc aag aac 343 Thr Leu Phe Glu Leu Ile Leu Ala Ala Asn Tyr Leu Asn Ile Lys Asn 100 105 110 ctt ctc gac ctg aca tgc cag aca gtg gct gat atg atc aag ggc aag 391 Leu Leu Asp Leu Thr Cys Gln Thr Val Ala Asp Met Ile Lys Gly Lys 115 120 125 act ccg gag gag att cgc acg acc ttc aac atc aag aac gac ttt tca 439 Thr Pro Glu Glu Ile Arg Thr Thr Phe Asn Ile Lys Asn Asp Phe Ser 130 135 140 cca gag gaa gaa gag gag gtg cgc agg gag aac caa tgg gct ttt gaa 487 Pro Glu Glu Glu Glu Glu Val Arg Arg Glu Asn Gln Trp Ala Phe Glu 145 150 155 160 tga tgcttgagag agtgggagag atcgttgaag caaaccaacc 530 agtttcttgctttatgttgttgcctttttttttttttttatctctgtggatgatcagtgt 590 ggatgatgactttgtttctctgctattttccttttgaacttcatgactattaagtaccaa 650 tgttggatttgtgcttttcatgtcttaaagattgaggttggtttgccttgcaaaaaaaaa 710 aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa 734<210> 7 <211> 734 <212> DNA <213> B. juncea <400> 7 cacaatc 7 atg tcg acg aag aag atc gtg ttg aag agc tcc gat ggc gag tct ttc 55 Met Ser Thr Lys Lys Ile Val Leu Lys Ser Ser Asp Gly Glu Glu Ser Phe 1 5 10 15 gag gtc gac gag gcc gtg gct ctc gag tct cag acc ata gcc cac atg 103 Glu Val Asp Glu Ala Val Ala Leu Glu Ser Gln Thr Ile Ala His Met 20 25 30 gtc gaa gac gac tgc gtc gac aac gga gtc ccg ctt ccc aac gtc acg 151 Val Glu Asp Asp Cys Val Asp Asn Gly Val Pro Leu Pro Asn Val Thr 35 40 45 agc aag atc ctc gcc aag gtg att gag tag cgag aag gtc gat 199 Ser Lys Ile Leu Ala Lys Val Ile Glu Tyr Cys Lys Lys His Val Asp 50 55 60 gcc gtt gct tcc aag agc gag gcc gtc gat ggc ggt ggc tcc tcc gac 247 Ala Val Ala Ser Lys Ser Glu Ala Val Asp Gly Gly Gly Ser Ser Asp 65 70 75 80 gat gac ctc aag gct tgg gat gct gag ttt atg aag atc gat caa gct 295 Asp Asp Leu Lys Ala Trp Asp Ala Glu Phe Met Lys Ile Asp Gln Ala 85 90 95 acc ctc ttt gag ctc atc ctg gct gct aat tat ttg aac atc aag aac 343 Thr Leu Phe Glu Leu Ile Leu Ala Ala Asn Tyr Leu Asn Ile Lys Asn 100 105 110 ctt ctc gac ctg aca tgc cag aca gtg gct gat atg atc aag ggc aag 391 Leu Leu Asp Leu Thr Cys Gln Thr Val Ala Asp Met Ile G Lys 115 120 125 act ccg gag gag att cgc acg acc ttc aac atc aag aac gac ttt tca 439 Thr Pro Glu Glu Ile Arg Thr Thr Phe Asn Ile Lys Asn Asp Phe Ser 130 135 140 cca gag gaa gaa gag gag gtg cgc agg gag aac caa tgg gct ttt gaa 487 Pro Glu Glu Glu Glu Glu Val Arg Arg Glu Asn Gln Trp Ala Phe Glu 145 150 155 160 tga tgcttgagag agtgggagag atcgttgaag caaaccaacc 530 agtttcttgctttatgttgttgcctttttttttttttttatctctgtggatgatcagtgt 590 ggatgatgactttgtttctctgctattttccttttgaacttcatgactattaagtaccaa 650 tgttggatttgtgcttttcatgtcttaaagattgaggttggtttgccttgcaaaaaaaaa 710 aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa 734

【0082】 <210> 8 <211> 533 <212> DNA <213> B.juncea <400> 8 ctctcaaaaatcgaaaaaagt 21 atg tcg acg aag aag atc gtg ttg aag agc tcc gat ggc gag tct ttc 69 Met Ser Thr Lys Lys Ile Val Leu Lys Ser Ser Asp Gly Glu Ser Phe 1 5 10 15 gag gtc gac gag gct gtg gct cgc gag tct cag acc cta gct cac atg 117 Glu Val Asp Glu Ala Val Ala Arg Glu Ser Gln Thr Leu Ala His Met 20 25 30 gtc gaa gac gac tgc atc gag aac ggt atc cct ctc cct aac gtc acg 165 Val Glu Asp Asp Cys Ile Glu Asn Gly Ile Pro Leu Pro Asn Val Thr 35 40 45 agc aag atc ctc gcc aag gtc atc gag tac tgc aag aag cac gtc gac 213 Ser Lys Ile Leu Ala Lys Val Ile Glu Tyr Cys Lys Lys His Val Asp 50 55 60 gcc gct gct gcc aag acc gag ggg gcc gtc gat ggt gct gct tca tcc 261 Ala Ala Ala Ala Lys Thr Glu Gly Ala Val Asp Gly Ala Ala Ser Ser 65 70 75 80 gac gat gac ctc aag gcg tgg gat acc gag ttc atg aag atc gat caa 309 Asp Asp Asp Leu Lys Ala Trp Asp Thr Glu Phe Met Lys Ile Asp Gln 85 90 95 gca acc ctc ttc gaa ctc atc ctg gct gct aat tac ctg aac atc aag 357 Ala Thr Leu Phe Glu Leu Ile Leu Ala Ala Asn Tyr Leu Asn Ile Lys 100 105 110 aac ctt ctt gac ctc acg tgc cag acg gtg gct gat atg att aaa ggc 405 Asn Leu Leu Asp Leu Thr Cys Gln Thr Val Ala Asp Met Ile Lys Gly 115 120 125 aag act cca gaa gag att cgc acg acc ttc aac atc aag aac gac ttt 453 Lys Thr Pro Glu Glu Ile Arg Thr Thr Phe Asn Ile Lys Asn Asp Phe 130 135 140 tca ccc gag gaa gag gag gag gtg cgc agg gag aat caa tgg gct ttt 501 Ser Pro Glu Glu Glu Glu Glu Val Arg Arg Glu Asn Gln Trp Ala Phe 145 150 155 160 gaa taa tgatcaaagc gaggtcgtgg aagtag 533 Glu<210> 8 <211> 533 <212> DNA <213> B. juncea <400> 8 ctctcaaaaatcgaaaaaagt 21 atg tcg acg aag aag atc gtg ttg aag agc tcc gat ggc gag tct ttc 69 Met Ser Thr Lys Lys Ile Val Leu Lys Ser Ser Asp Gly Glu Glu Ser Phe 1 5 10 15 gag gtc gac gag gct gtg gct cgc gag tct cag acc cta gct cac atg 117 Glu Val Asp Glu Ala Val Ala Arg Glu Ser Gln Thr Leu Ala His Met 20 25 30 gtc gaa gac gac tgc atc gag aac ggt atc cct ctc cct aac gtc acg 165 Val Glu Asp Asp Cys Ile Glu Asn Gly Ile Pro Leu Pro Asn Val Thr 35 40 45 agc aag atc ctc gcc aag gtc atc gag ag tag cag aag gtc gac 213 Ser Lys Ile Leu Ala Lys Val Ile Glu Tyr Cys Lys Lys His Val Asp 50 55 60 gcc gct gct gcc aag acc gag ggg gcc gtc gat ggt gct gct tca tcc 261 Ala Ala Ala Ala Ala Lys Thr Glu Gly Ala Val Asp Gly Ala Ala Ser Ser 65 70 75 80 gac gat gac ctc aag gcg tgg gat acc gag ttc atg aag atc gat caa 309 Asp Asp Asp Leu Lys Ala Trp Asp Thr Glu Phe Met Lys Ile Asp Gln 85 90 95 gca acc ctc ttc gaa ctc atc ctg gct gct aat tac ctg aac atc aag 357 Ala Thr Leu Phe Glu Leu Ile Leu Ala Ala Asn Tyr Leu Asn Ile Lys 100 105 110 aac ctt ctt gac ctc acg tgc cag acg gtg gct gat atg att aaa ggc 405 Asn Leu Leu Asp Leu Thr Cys Gln Thr Ala Asp Met Ile Lys Gly 115 120 125 aag act cca gaa gag att cgc acg acc ttc aac atc aag aac gac ttt 453 Lys Thr Pro Glu Glu Ile Arg Thr Thr Phe Asn Ile Lys Asn Asp Phe 130 135 140 tca ccc gag gaa gag gag gag gtg cgc agg gag aat caa tgg gct ttt 501 Ser Pro Glu Glu Glu Glu Glu Val Arg Arg Glu Asn Gln Trp Ala Phe 145 150 155 160 gaa taa tgatcaaagc gaggtcgtgg aagtag 533 Glu

【0083】 <210> 9 <211> 653 <212> DNA <213> B.juncea <400> 9 caaaaaaaaagaaccatctcaaaagt 26 atg tcg acg aag aag att gtg ttg aaa agc tcc gac ggc gag tcc ttc 74 Met Ser Thr Lys Lys Ile Val Leu Lys Ser Ser Asp Gly Glu Ser Phe 1 5 10 15 gag gtc gac gag gcc gtg gcc ctc gag tct cag acc atc gct cac atg 122 Glu Val Asp Glu Ala Val Ala Leu Glu Ser Gln Thr Ile Ala His Met 20 25 30 gtc gaa gac gac tgc gtc gac aac ggg atc cct ctc ccc aac gtc acc 170 Val Glu Asp Asp Cys Val Asp Asn Gly Ile Pro Leu Pro Asn Val Thr 35 40 45 agc aag atc ctc gcc aag gtg att gag tac tgc aag aag cac gtc gac 218 Ser Lys Ile Leu Ala Lys Val Ile Glu Tyr Cys Lys Lys His Val Asp 50 55 60 gcc gcc gcc tcc aag acc gag gcc gtc gac ggc ggg gct tcc tcc gac 266 Ala Ala Ala Ser Lys Thr Glu Ala Val Asp Gly Gly Ala Ser Ser Asp 65 70 75 80 gat gac ctc aag gcg tgg gac gcc gag ttc atg aag atc gat caa gct 314 Asp Asp Leu Lys Ala Trp Asp Ala Glu Phe Met Lys Ile Asp Gln Ala 85 90 95 acc ctc ttc gag ctc atc ctg gcg gct aac tat ctg aac att aag aac 362 Thr Leu Phe Glu Leu Ile Leu Ala Ala Asn Tyr Leu Asn Ile Lys Asn 100 105 110 ctg ctt gac ctg acg tgc cag acg gtt gct gat atg atc aag ggc aag 410 Leu Leu Asp Leu Thr Cys Gln Thr Val Ala Asp Met Ile Lys Gly Lys 115 120 125 act cca gag gag att cgc acg acc ttc aac atc aag aac gac ttc act 458 Thr Pro Glu Glu Ile Arg Thr Thr Phe Asn Ile Lys Asn Asp Phe Thr 130 135 140 cct gag gaa gag gag gag gtg cgc aga gag aac caa tgg gct ttt gaa 506 Pro Glu Glu Glu Glu Glu Val Arg Arg Glu Asn Gln Trp Ala Phe Glu 145 150 155 160 tga tcaaagagtt gtcattgaag caaaccctct ttatgttatt gtctttctct 559 tctctgtgga tgatgatgac ttggttttta tttattttcg tcctctttat ttaatattaa 619 gaacctatgg ttgctcaaaa aaaaaaaaaa aaaa 653 <210> 9 <211> 653 <212> DNA <213> B. juncea <400> 9 caaaaaaaaagaaccatctcaaaagt 26 atg tcg acg aag aag att gtg ttg aaa agc tcc gac ggc gag tcc ttc 74 Met Ser Thr Lys Lys Ile Val Leu Lys Ser Ser Asp Gly Glu Glu Ser Phe 1 5 10 15 gag gtc gac gag gcc gtg gcc ctc gag tct cag acc atc gct cac atg 122 Glu Val Asp Glu Ala Val Ala Leu Glu Ser Gln Thr Ile Ala His Met 20 25 30 gtc gaa gac gac tgc gtc gac aac ggg atc cct ctc ccc aac gtc acc 170 Val Glu Asp Asp Cys Val Asp Asn Gly Ile Pro Leu Pro Asn Val Thr 35 40 45 agc aag atc ctc gcc aag gtg att gag tac tgc aag cag gtc gac 218 Ser Lys Ile Leu Ala Lys Val Ile Glu Tyr Cys Lys Lys His Val Asp 50 55 60 gcc gcc gcc tcc aag acc gag gcc gtc gac ggc ggg gct tcc tcc gac 266 Ala Ala Ala Ser Lys Thr Glu Ala Val Asp Gly Gly Ala Ser Ser Asp 65 70 75 80 gat gac ctc aag gcg tgg gac gcc gag ttc atg aag atc gat caa gct 314 Asp Asp Leu Lys Ala Trp Asp Ala Glu Phe Met Lys Ile Asp Gln Ala 85 90 95 acc ctc ttc gag ctc atc ctg gcg gct aac tat ctg aac att aag aac 362 Thr Leu Phe Glu Leu Ile Leu Ala Ala Asn Tyr Leu Asn Ile Lys Asn 100 105 110 ctg ctt gac ctg acg tgc cag acg gtt gct gat atg atc aag ggc aag 410 Leu Leu Asp Leu Thr Cys Gln Thr Val Ala Asp Met Ile Lys Gly Lys 115 120 125 act cca gag gag att cgc acg acc ttc aac atc aag aac gac ttc act 458 Thr Pro Glu Glu Ile Arg Thr Thr Phe Asn Ile Lys Asn Asp Phe Thr 130 135 140 cct gag gaa gag gag gag gtg cgc aga gag aac caa tgg gct ttt gaa 506 Pro Glu Glu Glu Glu Glu Val Arg Arg Glu Asn Gln Trp Ala Phe Glu 145 150 155 160 tga tcaaagagtt gtcattgaag caaaccctct ttatgttatt gtctttctct 559 tctctgtgga tgatgatgac ttggttttta tttattttcg tcctctttat ttaatattaa 619 gaacctatgg ttgctcaaaa aaaaaaaaaa aaaa 653

【0084】 <210> 10 <211> 807 <212> DNA <213> B.juncea <400> 10 tatattataa aaattaggga tctcccttat ctccccttca tcgcttctct caaatatttt 60 ctcttgacgt ttttctcaca atc 83 atg tcg acg aag aag atc gtg ttg aag agc tcc gat ggc gag tct ttc 131 Met Ser Thr Lys Lys Ile Val Leu Lys Ser Ser Asp Gly Glu Ser Phe 1 5 10 15 gag gtc gac gag gcg gtc gcc ctc gag tct cag acc ata gcc cac atg 179 Glu Val Asp Glu Ala Val Ala Leu Glu Ser Gln Thr Ile Ala His Met 20 25 30 gtt gaa gac gac tgc gtc gac aac ggt gtc cct ctt ccc aac gtc acg 227 Val Glu Asp Asp Cys Val Asp Asn Gly Val Pro Leu Pro Asn Val Thr 35 40 45 agc aag atc ctc gcc aag gtg att gag tac tgc aag aag cac gtc gac 275 Ser Lys Ile Leu Ala Lys Val Ile Glu Tyr Cys Lys Lys His Val Asp 50 55 60 gct gct gct tcc aag agc gag gcc gtc gac ggt ggt ggt tcc tca gac 323 Ala Ala Ala Ser Lys Ser Glu Ala Val Asp Gly Gly Gly Ser Ser Asp 65 70 75 80 gac gac ctc aag gct tgg gat gct gag ttt atg aag atc gat caa gct 371 Asp Asp Leu Lys Ala Trp Asp Ala Glu Phe Met Lys Ile Asp Gln Ala 85 90 95 acc ctc ttc gaa ctc atc ctg gct gct aat tat ctg aac atc aag aac 419 Thr Leu Phe Glu Leu Ile Leu Ala Ala Asn Tyr Leu Asn Ile Lys Asn 100 105 110 ctg ctg gac ctc aca tgc cag aca gtg gct gat atg atc aag ggc aag 467 Leu Leu Asp Leu Thr Cys Gln Thr Val Ala Asp Met Ile Lys Gly Lys 115 120 125 act ccg gaa gag att cgc acg acc ttt aac atc aag aac gac ttt tca 515 Thr Pro Glu Glu Ile Arg Thr Thr Phe Asn Ile Lys Asn Asp Phe Ser 130 135 140 ccc gag gaa gaa gag gag gtg cgc agg gag aac caa tgg gct ttt gaa 563 Pro Glu Glu Glu Glu Glu Val Arg Arg Glu Asn Gln Trp Ala Phe Glu 145 150 155 160 tga atgatacgtg agagagcctt tgtgtgggag aggtcgttga 606 agcaaaccaa ccagtttact tgcttttatg ttgttgcctt tttttactgt ggatgatcag 666 tgcggatgat gatgacttgg tttctctctg ttgttttcct tttgttattc atgactatgc 726 tcgtcctccc cgtgctggat atttgctttt aatgtcttta cgagtggtgt tggtttgcct 786 tgcaaaaaaa aaaaaaaaaa a 807<210> 10 <211> 807 <212> DNA <213> B. juncea <400> 10 tatattataa aaattaggga tctcccttat ctccccttca tcgcttctct caaatatttt 60 ctcttgacgt ttttctcaca atc 83 atg tcg acg aag ag ag agg atg agg atg agg atg agg atg agg atg agg atg agg atg agg atg agg atg agg atg agg atg agg atg tct ttc 131 Met Ser Thr Lys Lys Ile Val Leu Lys Ser Ser Asp Gly Glu Ser Phe 1 5 10 15 gag gtc gac gag gcg gtc gcc ctc gag tct cag acc ata gcc cac atg 179 Glu Val Asp Glu Ala Val Ala Leu Glu Ser Gln Thr Ile Ala His Met 20 25 30 gtt gaa gac gac tgc gtc gac aac ggt gtc cct ctt ccc aac gtc acg 227 Val Glu Asp Asp Cys Val Asp Asn Gly Val Pro Leu Pro Asn Val Thr 35 40 45 agc aag atc ctc gcc aag gtg att gag tac tgc aag aag cac gtc gac 275 Ser Lys Ile Leu Ala Lys Val Ile Glu Tyr Cys Lys Lys His Val Asp 50 55 60 gct gct gct tcc aag agc gag gcc gtc gac ggt ggt ggt tcc tca gac Ala Ala Ala Ser Lys Ser Glu Ala Val Asp Gly Gly Gly Ser Ser Asp 65 70 75 80 gac gac ctc aag gct tgg gat gct gag ttt atg aag atc gat caa gct 371 Asp Asp Leu Lys Ala Trp Asp Ala Glu Phe Met Lys Ile A sp Gln Ala 85 90 95 acc ctc ttc gaa ctc atc ctg gct gct aat tat ctg aac atc aag aac 419 Thr Leu Phe Glu Leu Ile Leu Ala Ala Asn Tyr Leu Asn Ile Lys Asn 100 105 110 ctg ctg gac ctc acatc ca gtg gct gat atg atc aag ggc aag 467 Leu Leu Asp Leu Thr Cys Gln Thr Val Ala Asp Met Ile Lys Gly Lys 115 120 125 act ccg gaa gag att cgc acg acc ttt aac atc aag aac gac ttt tca 515 Thr Pro Glu Glu Ile Arg Thr Thr Phe Asn Ile Lys Asn Asp Phe Ser 130 135 140 ccc gag gaa gaa gag gag gtg cgc agg gag aac caa tgg gct ttt gaa 563 Pro Glu Glu Glu Glu Glu Val Arg Arg Glu Asn Gln Trp Ala Phe Glu 145 150 155 160 tga atgatacgtg agagagcctt tgtgtgggag aggtcgttga 606 agcaaaccaa ccagtttact tgcttttatg ttgttgcctt tttttactgt ggatgatcag 666 tgcggatgat gatgacttgg tttctctctg ttgttttcct tttgttattc atgactatgc 726 tcgtcctccc cgtgctggat atttgctttt aatgtcttta cgagtggtgt tggtttgcct 786 tgcaaaaaaa aaaaaaaaaa a 807

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、Cdによるカラシナの生育に及ぼす影響
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the effect of Cd on the growth of mustard.

【図2】図2は、Cd2+を含む水耕液でカラシナを栽培し
た状態を示す。、
FIG. 2 shows a state in which mustard is grown in a hydroponic solution containing Cd 2+ . ,

【図3】図3は、カドミウム耐性株のスクリーニングの
一例を示す。
FIG. 3 shows an example of screening for a cadmium-resistant strain.

【図4】図4はポジティブクローンの再現性を示す。FIG. 4 shows the reproducibility of positive clones.

【図5】図5は、カラシナPCS1とアラビドプシスの
ファイトケラチンシンターゼ1のアミノ酸配列の比較を
示す。
FIG. 5 shows a comparison of the amino acid sequences of mustard PCS1 and Arabidopsis phytokeratin synthase 1.

【図6】図6は、カラシナMT3とアラビドプシスのM
T3のアミノ酸配列の比較を示す。
FIG. 6 shows M. americana of mustard MT3 and Arabidopsis.
3 shows a comparison of amino acid sequences of T3.

【図7】図7は、カラシナSKP1とアラビドプシスの
動原体タンパク質SKP1のアミノ酸配列の比較を示
す。
FIG. 7 shows a comparison of the amino acid sequences of mustard SKP1 and the kinetochore protein SKP1 of Arabidopsis.

【図8】図8は、カラシナ遺伝子発現による酵母のカド
ミウム耐性能の変化を示す。
FIG. 8 shows changes in cadmium tolerance of yeast due to mustard gene expression.

【図9】図9は、カラシナ遺伝子発現による酵母のカド
ミウム耐性能の変化を示す。
FIG. 9 shows changes in cadmium tolerance of yeast due to mustard gene expression.

【図10】図10は、BjPCS1による酵母のカドミ
ウム耐性能の変化を示す。
FIG. 10 shows changes in cadmium tolerance of yeast by BjPCS1.

【図11】図11は、カラシナ遺伝子発現による酵母の
カドミウム耐性能の変化を示す。
FIG. 11 shows changes in cadmium tolerance of yeast due to mustard gene expression.

【図12】図12は、ノーザン解析によるCd2+ストレス
下におけるカラシナの地上部と根のBjMT3−64の
発現解析の結果を示す。
FIG. 12 shows the results of analysis of BjMT3-64 expression in the aerial part and root of mustard under Cd 2+ stress by Northern analysis.

【図13】図13は、RT−PCR法を用いたCd2+スト
レス下におけるカラシナの地上部と根のBjPCS1と
BjSKP1、BjMT3の発現解析の結果を示す。
FIG. 13 shows the results of expression analysis of BjPCS1, BjSKP1, and BjMT3 in the aerial part and root of mustard under Cd 2+ stress using RT-PCR.

【図14】図14は、ファイトケラチン(PC)とis
o−PCが共有するγ−gulutamylcysteinylの化学構造
を示す(Kotrba P, 他(1999) A review. Collect Czech
Chem Commun 64: 1057-1086)。
FIG. 14. Phytokeratin (PC) and is
The chemical structure of γ-gulutamylcysteinyl shared by o-PC is shown (Kotrba P, et al. (1999) A review. Collect Czech
Chem Commun 64: 1057-1086).

───────────────────────────────────────────────────── 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) // C12P 21/02 C12N 15/00 ZNAA 4H045 (C12Q 1/04 B09B 3/00 ZABE C12R 1:645) C12N 5/00 C Fターム(参考) 4B024 AA08 BA80 CA04 DA01 DA12 EA04 GA11 GA17 GA19 HA01 HA03 HA12 4B063 QA01 QA18 QQ04 QQ07 QQ42 QR69 QR76 QS24 QS38 4B064 AG01 CA02 CA06 CA10 CA19 CC24 DA16 4B065 AA26X AA72X AA88X AA88Y AB01 AC14 BA02 BA24 BB02 CA24 CA46 CA53 CA54 4D004 AA41 AB03 CA17 CA50 CC20 4H045 AA10 AA20 AA30 CA30 FA74──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (reference) // C12P 21/02 C12N 15/00 ZNAA 4H045 (C12Q 1/04 B09B 3/00 ZABE C12R 1: 645) C12N 5/00 CF term (reference) 4B024 AA08 BA80 CA04 DA01 DA12 EA04 GA11 GA17 GA19 HA01 HA03 HA12 4B063 QA01 QA18 QQ04 QQ07 QQ42 QR69 QR76 QS24 QS38 4B064 AG01 CA02 CA06 CA10 CA19 CC24 DA16 4B072AAABAX BB02 CA24 CA46 CA53 CA54 4D004 AA41 AB03 CA17 CA50 CC20 4H045 AA10 AA20 AA30 CA30 FA74

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記の何れかの塩基配列を有する遺伝
子。 (A)配列番号1に記載のアミノ酸配列をコードする塩
基配列; (B)配列番号1に記載のアミノ酸配列において1から
複数個のアミノ酸が欠失、付加または置換されているア
ミノ酸配列であってCd耐性活性を付与するアミノ酸配
列をコードする塩基配列; (C)配列番号1に記載の塩基配列; (D)配列番号1に記載の塩基配列において1から複数
個の塩基が欠失、付加または置換されている塩基配列で
あってCd耐性活性を付与するタンパク質をコードする
塩基配列;又は (E)配列番号1に記載の塩基配列とストリンジェント
な条件下でハイブリダイズする塩基配列であってCd耐
性活性を付与するタンパク質をコードする塩基配列。
1. A gene having any one of the following nucleotide sequences: (A) a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1; (B) an amino acid sequence in which one or more amino acids have been deleted, added or substituted in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1; A nucleotide sequence encoding an amino acid sequence that confers Cd resistance activity; (C) a nucleotide sequence according to SEQ ID NO: 1; (E) a nucleotide sequence that hybridizes under stringent conditions to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 which is a nucleotide sequence encoding a protein that confers Cd resistance activity; A nucleotide sequence encoding a protein that confers resistance activity.
【請求項2】 下記の何れかのアミノ酸配列を有するタ
ンパク質。 (A)配列番号1に記載のアミノ酸配列;又は (B)配列番号1に記載のアミノ酸配列において1から
複数個のアミノ酸が欠失、付加または置換されているア
ミノ酸配列であってCd耐性活性を付与するアミノ酸配
列。
2. A protein having any one of the following amino acid sequences: (A) an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1; or (B) an amino acid sequence in which one or more amino acids are deleted, added or substituted in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1; Amino acid sequence to be assigned.
【請求項3】 請求項1に記載の遺伝子を含むベクタ
ー。
3. A vector comprising the gene according to claim 1.
【請求項4】 請求項1に記載の遺伝子又は請求項3に
記載のベクターを有する形質転換体。
4. A transformant having the gene according to claim 1 or the vector according to claim 3.
【請求項5】 形質転換植物である、請求項4に記載の
形質転換体。
5. The transformant according to claim 4, which is a transformed plant.
【請求項6】 請求項4または5に記載の形質転換体を
用いて土壌中のカドミウムを該形質転換体中に蓄積する
ことを特徴とする、土壌の浄化方法。
6. A method for purifying soil, comprising using the transformant according to claim 4 to accumulate cadmium in soil in the transformant.
【請求項7】 下記の何れかの塩基配列を有する遺伝
子。 (A)配列番号2、3又は4に記載のアミノ酸配列をコ
ードする塩基配列; (B)配列番号2、3又は4に記載のアミノ酸配列にお
いて1から複数個のアミノ酸が欠失、付加または置換さ
れているアミノ酸配列であってCd耐性活性を付与する
アミノ酸配列をコードする塩基配列; (C)配列番号2、3又は4に記載の塩基配列; (D)配列番号2、3又は4に記載の塩基配列において
1から複数個の塩基が欠失、付加または置換されている
塩基配列であってCd耐性活性を付与するタンパク質を
コードする塩基配列;又は (E)配列番号2、3又は4に記載の塩基配列とストリ
ンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列であ
ってCd耐性活性を付与するタンパク質をコードする塩
基配列。
7. A gene having any one of the following nucleotide sequences. (A) a base sequence encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, 3 or 4; (B) one or more amino acids are deleted, added or substituted in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, 3 or 4 (C) the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2, 3 or 4, and (D) the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2, 3 or 4. A nucleotide sequence in which one or more nucleotides are deleted, added or substituted in the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2, which encodes a protein that confers Cd resistance activity; or (E) SEQ ID NO: 2, 3, or 4. A nucleotide sequence that hybridizes with the nucleotide sequence described under stringent conditions and encodes a protein that confers Cd resistance activity.
【請求項8】 下記の何れかのアミノ酸配列を有するタ
ンパク質。 (A)配列番号2、3又は4に記載のアミノ酸配列;又
は (B)配列番号2、3又は4に記載のアミノ酸配列にお
いて1から複数個のアミノ酸が欠失、付加または置換さ
れているアミノ酸配列であってCd耐性活性を付与する
アミノ酸配列。
8. A protein having any one of the following amino acid sequences: (A) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, 3 or 4; or (B) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, 3 or 4 in which one or more amino acids are deleted, added or substituted An amino acid sequence that confers Cd resistance activity.
【請求項9】 請求項7に記載の遺伝子を含むベクタ
ー。
9. A vector comprising the gene according to claim 7.
【請求項10】 請求項7に記載の遺伝子又は請求項9
に記載のベクターを有する形質転換体。
10. The gene according to claim 7, or 9
A transformant having the vector according to 1.
【請求項11】 形質転換植物である、請求項10に記
載の形質転換体。
11. The transformant according to claim 10, which is a transformed plant.
【請求項12】 請求項10または11に記載の形質転
換体を用いて土壌中のカドミウムを該形質転換体中に蓄
積することを特徴とする、土壌の浄化方法。
12. A method for purifying soil, comprising using the transformant according to claim 10 to accumulate cadmium in soil in the transformant.
【請求項13】 下記の何れかの塩基配列を有する遺伝
子。 (A)配列番号5から10の何れかに記載のアミノ酸配
列をコードする塩基配列; (B)配列番号5から10の何れかに記載のアミノ酸配
列において1から複数個のアミノ酸が欠失、付加または
置換されているアミノ酸配列であってCd耐性活性を付
与するアミノ酸配列をコードする塩基配列; (C)配列番号5から10の何れかに記載の塩基配列; (D)配列番号5から10の何れかに記載の塩基配列に
おいて1から複数個の塩基が欠失、付加または置換され
ている塩基配列であってCd耐性活性を付与するタンパ
ク質をコードする塩基配列;又は (E)配列番号5から10の何れかに記載の塩基配列と
ストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配
列であってCd耐性活性を付与するタンパク質をコード
する塩基配列。
13. A gene having any one of the following nucleotide sequences. (A) a base sequence encoding the amino acid sequence of any of SEQ ID NOs: 5 to 10; (B) one or more amino acids are deleted or added in the amino acid sequence of any of SEQ ID NOs: 5 to 10 Or a substituted amino acid sequence that encodes an amino acid sequence that confers Cd resistance activity; (C) a nucleotide sequence according to any of SEQ ID NOS: 5 to 10; A base sequence in which one or more bases are deleted, added or substituted in any one of the base sequences, and which codes for a protein that confers Cd resistance activity; or 11. A nucleotide sequence that hybridizes under stringent conditions with the nucleotide sequence according to any of 10 above, which encodes a protein that confers Cd resistance activity.
【請求項14】 下記の何れかのアミノ酸配列を有する
タンパク質。 (A)配列番号5から10の何れかに記載のアミノ酸配
列;又は (B)配列番号5から10の何れかにおいて1から複数
個のアミノ酸が欠失、付加または置換されているアミノ
酸配列であってCd耐性活性を付与するアミノ酸配列。
14. A protein having any one of the following amino acid sequences: (A) the amino acid sequence of any of SEQ ID NOs: 5 to 10; or (B) the amino acid sequence of any of SEQ ID NOs: 5 to 10, wherein one or more amino acids are deleted, added, or substituted. Amino acid sequence that confers Cd resistance activity.
【請求項15】 請求項13に記載の遺伝子を含むベク
ター。
A vector comprising the gene according to claim 13.
【請求項16】 請求項13に記載の遺伝子又は請求項
15に記載のベクターを有する形質転換体。
A transformant comprising the gene according to claim 13 or the vector according to claim 15.
【請求項17】 形質転換植物である、請求項16に記
載の形質転換体。
17. The transformant according to claim 16, which is a transformed plant.
【請求項18】 請求項16または17に記載の形質転
換体を用いて土壌中のカドミウムを該形質転換体中に蓄
積することを特徴とする、土壌の浄化方法。
18. A method for purifying soil, comprising using the transformant according to claim 16 or 17 to accumulate cadmium in soil in the transformant.
【請求項19】 アブラナ科植物由来のcDNAライブ
ラリーを宿主内で発現できる条件下で宿主に形質転換
し、得られた形質転換体をCdの存在下で培養し、Cd
耐性を有する形質転換体を選択することを特徴とする、
カドミウムの高蓄積に関与する遺伝子のスクリーニング
方法。
19. A host plant is transformed with a cDNA library derived from Brassicaceae under conditions that allow expression in the host, and the resulting transformant is cultured in the presence of Cd.
Selecting a transformant having resistance,
A method for screening a gene involved in high cadmium accumulation.
【請求項20】 アブラナ科植物がカラシナ(B.junce
a)であり、宿主が酵母である、請求項19に記載のス
クリーニング方法。
20. A cruciferous plant comprising B. junce
20. The screening method according to claim 19, wherein the host is a).
【請求項21】 請求項19又は20に記載のスクリー
ニング方法により取得されるカドミウムの高蓄積に関与
する遺伝子。
21. A gene involved in high cadmium accumulation obtained by the screening method according to claim 19 or 20.
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