JP2002142766A - Acid phosphatase gene promoter - Google Patents

Acid phosphatase gene promoter

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JP2002142766A
JP2002142766A JP2000337716A JP2000337716A JP2002142766A JP 2002142766 A JP2002142766 A JP 2002142766A JP 2000337716 A JP2000337716 A JP 2000337716A JP 2000337716 A JP2000337716 A JP 2000337716A JP 2002142766 A JP2002142766 A JP 2002142766A
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promoter
expression
plant
vector
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JP2000337716A
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Mitsuru Osaki
満 大崎
Takuro Shinano
卓郎 信濃
Atsushi Wazaki
淳 和崎
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Mitsui Chemicals Inc
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Mitsui Chemicals Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a promoter useful for controlling an expression of a gene specific to the roots of a plant and/or caused by a phosphoric acid concentration change as inducible, an expression vector containing the above gene, transformed cells containing the above vector, a transformed plant and methods for producing them, and further a method for adjusting the expressing amount under the control of the above promoter by performing the adjustment of the concentration of extracellular phosphoric acid. SOLUTION: This acid phosphatase gene promoter is provided by obtaining a DNA fragment presenting in an upstream of a genom DNA encoding an acid phosphatase expressed as induced under a phosphoric acid poor environment in the roots of lupin plant. The promoter function is evaluated by constructing a chimeric gene linked with a β-glcuronidsase(GUS) in the downstream of the above DNA fragment, introducing the chimeric gene into a plant body of Arabiodopsis thaliana, and analyzing the expression of the GUS gene.

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、植物において遺伝
子を発現させるプロモーター機能を有するDNAに関す
る。さらに詳しくは、本発明は、酸性フォスファターゼ
遺伝子のプロモーター及びその利用に関する。
The present invention relates to a DNA having a promoter function for expressing a gene in a plant. More specifically, the present invention relates to an acid phosphatase gene promoter and its use.

【0002】[0002]

【従来の技術】プロモーターとは、DNAを鋳型として
mRNA合成を開始するDNA上のシグナルであり、特
徴的な塩基の共通配列を有する。特に、真核生物におい
ては、転写開始点の20塩基前後上流に、「TATAボッ
クス」と呼ばれる共通配列があり、転写開始に必要な部
位であると考えられている。その他、遺伝子の発現誘導
の機能特性を制御する幾つかのシスエレメント配列が含
まれる場合がある。
2. Description of the Related Art A promoter is a signal on a DNA which initiates mRNA synthesis using the DNA as a template, and has a common sequence of characteristic bases. In particular, in eukaryotes, a common sequence called “TATA box” is located at about 20 bases upstream of the transcription start point, and is considered to be a site necessary for transcription initiation. In addition, some cis element sequences may be included that control the functional properties of gene expression induction.

【0003】目的のタンパク質を大量に産生させるため
には、強力なプロモーターを用いることが有利であると
考えられている。一般に、植物ではその活性が強いこと
から、カリフラワーモザイクウイルス(CaMV)の35Sプロ
モーターがよく利用されており、実際、除草剤耐性植物
やウイルス抵抗性植物の作出に用いられている。
[0003] In order to produce a target protein in large quantities, it is considered advantageous to use a strong promoter. In general, the 35S promoter of cauliflower mosaic virus (CaMV) is frequently used because of its strong activity in plants, and is actually used for producing herbicide-resistant plants and virus-resistant plants.

【0004】しかしながら、植物における外部刺激によ
る誘導的な遺伝子発現制御や、植物組織に特異的な遺伝
子発現制御が望まれる場合に有用とされる実用的なプロ
モーターは僅かであり、その技術の確立が望まれてい
た。
[0004] However, there are few practical promoters which are useful when inducible gene expression control by external stimuli in plants and gene expression control specific to plant tissues are desired. Was wanted.

【0005】具体的には、遺伝子組換えの手法により植
物の土壌適応性を向上させることは、農業上重要な課題
である。例えば、貧栄養不良土壌の多くを占める酸性土
壌は農業生産に適さない場合が多い。特に、根からリン
酸を吸収して各種生産を行なう植物体では、酸性土壌環
境下で根からのリン酸吸収が阻害され、土壌の酸性化は
農業生産に対して甚大な被害をもたらす要因となる。そ
の解決法として、根におけるリン酸吸収能の強化が望ま
れていた。
[0005] Specifically, improving the soil adaptability of a plant by a genetic recombination technique is an important agricultural issue. For example, acidic soils, which account for much of the malnutrition, are often not suitable for agricultural production. In particular, in plants that absorb phosphate from the roots and perform various production, the absorption of phosphate from the roots in an acidic soil environment is inhibited, and acidification of the soil is a factor that causes enormous damage to agricultural production. Become. As a solution, enhancement of phosphate absorption capacity in roots has been desired.

【0006】また、耕地一般において、土壌中の病原菌
・病害虫に起因した被害も大きな問題であり、根に病原
菌・病害虫への耐性を付与する技術も望まれていた。
[0006] Further, in cultivated lands in general, damage caused by pathogenic bacteria and pests in soil is also a serious problem, and a technique for imparting roots with resistance to pathogenic bacteria and pests has been desired.

【0007】あるいはまた、遺伝子組換えの手法によ
り、植物細胞に目的の有用タンパク質を生産させること
も重要な課題であり、その課題の解決にあたっては、特
定の組織、例えば根組織に特異的に、あるいは、所望の
条件下例えばリン酸濃度に依存して誘導的に、タンパク
質を生産させる技術が望まれていた。
[0007] Alternatively, it is also an important problem to produce a useful protein of interest in a plant cell by a genetic recombination technique. In order to solve the problem, a specific tissue, for example, a root tissue, must be specifically prepared. Alternatively, a technique for producing a protein under desired conditions, for example, inductively depending on the concentration of phosphate, has been desired.

【0008】これら上記の技術には、所望の遺伝子を人
為的に制御することが必要になると考えられるが、上述
の35Sプロモーターは、強力であるが組織特異性がな
く、植物体用として必ずしも適していない。また、35S
プロモーターは発現強度が高いため、ジーンサイレンシ
ング等の好ましくない形質が現れることがある。さら
に、組換え作物の作出に際しては、必要のない形質を持
ち込まないことが望まれており、目的遺伝子を必要以外
の組織においても発現させてしまう35Sプロモーターの
ようなプロモーターは植物体への適用に際する用途が大
きく制限されたものとなる。
It is considered that these techniques require artificial control of a desired gene. However, the above-mentioned 35S promoter is powerful but lacks tissue specificity and is not necessarily suitable for plants. Not. Also, 35S
Since the promoter has high expression intensity, undesired traits such as gene silencing may appear. Furthermore, in the production of recombinant crops, it is desirable not to introduce unnecessary traits, and promoters such as the 35S promoter, which causes the target gene to be expressed in tissues other than those required, are not suitable for use in plants. The intended use is greatly restricted.

【0009】このような問題の解決手段として、特定の
組織、とりわけ根組織に特異的に、あるいは、所望の条
件下、例えばリン酸濃度に依存して誘導的に目的の遺伝
子を制御するプロモーターを用いることが望ましい。植
物の根で特異的に遺伝子発現を制御するプロモーター、
特に、植物にとって重要な栄養素であるリン酸の濃度変
化によって根で誘導的に遺伝子発現を制御するプロモー
ターについての知見は、従来技術においては非常に少な
いのが現状である。リン酸の影響により発現量が変化す
る遺伝子は幾つか知られているが、そのプロモーターが
単離された事例としては、リン酸の吸収輸送に関わるリ
ン酸トランスポーター遺伝子(特開平9-252782公報)な
どがあるに過ぎず、それら遺伝子の転写制御に関わる因
子については解明が未だ行なわれていない。
As a means for solving such a problem, a promoter that controls a target gene specifically in a specific tissue, especially in a root tissue, or inducibly under a desired condition, for example, depending on a phosphate concentration, is used. It is desirable to use. A promoter that specifically controls gene expression in plant roots,
In particular, knowledge of promoters that regulate gene expression inductively in roots by changing the concentration of phosphate, an important nutrient for plants, is very little in the prior art. Several genes whose expression levels change due to the influence of phosphate are known, and examples of the cases where their promoters have been isolated include phosphate transporter genes involved in phosphate absorption and transport (JP-A-9-252782) ), And the factors involved in the transcriptional regulation of these genes have not yet been elucidated.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、植物
の根に特異的におよび/またはリン酸濃度変化によって
誘導的に遺伝子の発現を制御するのに有用なプロモータ
ー、該プロモーターを含有する発現ベクター、該発現ベ
クターを含む形質転換植物もしくは植物体、およびその
製造方法、ならびに該プロモーターの制御下にある遺伝
子の発現量を植物細胞もしくは植物体中で調節する方法
を提供することにある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a promoter useful for controlling the expression of a gene specifically in the root of a plant and / or inducibly by changing the phosphate concentration, and containing the promoter. It is an object of the present invention to provide an expression vector, a transformed plant or plant containing the expression vector, a method for producing the same, and a method for regulating the expression level of a gene under the control of the promoter in a plant cell or plant.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ルーピン
Lupinus albus L. cv. Kievskij)植物の根から、リ
ン酸欠乏環境下で誘導的に発現する酸性フォスファター
ゼをコードするDNAを単離することに成功した。本発
明者らは、リン酸欠乏環境下の根組織で特異的に活性が
誘導されるプロモーターを単離するための手段として、
この酸性フォスファターゼ遺伝子の上流域のDNAを解
析し、鋭意検討を重ねた結果、所望のプロモーター機能
を有するDNA配列を特定することに成功し、本発明を
完成するに至った。
Means for Solving the Problems The present inventors isolated a DNA encoding an acid phosphatase that is inducibly expressed in a phosphate-deficient environment from a root of a lupine ( Lupinus albus L. cv. Kievskij) plant. Was successful. The present inventors, as a means for isolating a promoter whose activity is specifically induced in root tissues under a phosphate-deficient environment,
As a result of analyzing the DNA in the upstream region of the acid phosphatase gene and conducting intensive studies, the inventors succeeded in specifying a DNA sequence having a desired promoter function, and completed the present invention.

【0012】すなわち、本発明は、プロモーターとして
機能するDNA、該プロモーターDNAを含む発現ベク
ター、該発現ベクターを導入した形質転換細胞及び形質
転換植物体に関し、該プロモーターの制御下にある遺伝
子の発現量を調節する方法に関する。
That is, the present invention relates to a DNA functioning as a promoter, an expression vector containing the promoter DNA, a transformed cell and a transformed plant into which the expression vector has been introduced, and the expression level of a gene under the control of the promoter. To the method of adjusting.

【0013】すなわち、本発明にかかるDNAプロモー
ターは、以下の塩基配列: (a)配列番号:1の1番目〜1414番目のプロモー
ターとしての機能を有する塩基配列、(b)塩基配列
(a)に対して、該塩基配列(a)のプロモーターとし
ての機能を損なわない範囲内で、1もしくは数個の塩基
の欠失、置換または付加を行なって得られた変異配列、
及び(c)塩基配列(a)の少なくとも50%以上を一部
に含み、かつプロモーターとしての機能を有する塩基配
列のいずれかからなることを特徴とするものである。
That is, the DNA promoter according to the present invention comprises the following nucleotide sequence: (a) a nucleotide sequence having a function as the 1st to 1414th promoter of SEQ ID NO: 1, and (b) a nucleotide sequence (a). On the other hand, a mutant sequence obtained by deletion, substitution or addition of one or several bases within a range that does not impair the function of the base sequence (a) as a promoter,
And (c) a nucleotide sequence comprising at least 50% or more of the nucleotide sequence (a) and having a function as a promoter.

【0014】本発明の発現ベクターの一態様は、上記の
構成のDNAプロモーターを含むことを特徴とするもの
である。この発現ベクターで宿主細胞を形質転換するこ
とによって形質転換細胞を得ることができる。更に、こ
の発現ベクターを用いることで、これを有する形質転換
細胞を、植物体を構成する細胞として形成することが可
能である。
[0014] One embodiment of the expression vector of the present invention is characterized by containing the DNA promoter having the above constitution. A transformed cell can be obtained by transforming a host cell with this expression vector. Furthermore, by using this expression vector, it is possible to form a transformed cell having the same as a cell constituting a plant.

【0015】本発明の発現ベクターの他の態様は、上記
の構成のDNAプロモーターと、このプロモーターDN
Aに機能的に連結し、その発現がこのプロモーターDN
Aの制御下にある遺伝子を更に有するものである。この
発現ベクターで宿主細胞を形質転換することで遺伝子の
発現を制御し得る形質転換細胞を得ることができる。更
に、この発現ベクターを用いることで、これを有する形
質転換細胞を、植物体を構成する細胞として形成するこ
とが可能である。
Another embodiment of the expression vector of the present invention is a DNA promoter having the above-described structure,
A and operably linked to the promoter DN.
It further has a gene under the control of A. By transforming a host cell with this expression vector, a transformed cell capable of controlling gene expression can be obtained. Furthermore, by using this expression vector, it is possible to form a transformed cell having the same as a cell constituting a plant.

【0016】これらの形質転換体または形質転換植物体
においては、形質転換細胞が接する環境のリン酸濃度を
変化させることで、形質転換細胞中に導入された発現ベ
クターに組み込まれた遺伝子の発現を制御することがで
きる。
In these transformants or transformed plants, the expression of the gene incorporated in the expression vector introduced into the transformed cells is changed by changing the phosphate concentration of the environment in which the transformed cells are in contact. Can be controlled.

【0017】本発明によれば、植物の根に特異的におよ
び/またはリン酸濃度変化によって誘導的に遺伝子の発
現を制御するのに有用なプロモーター、該プロモーター
を含有する発現ベクター、該発現ベクターを含む形質転
換植物もしくは植物体、およびその製造方法、ならびに
該プロモーターの制御下にある遺伝子の発現量を植物細
胞もしくは植物体中で調節する方法を提供することが可
能となる。
According to the present invention, a promoter useful for controlling gene expression in a plant root-specific and / or inducible manner by a change in phosphate concentration, an expression vector containing the promoter, and the expression vector And a method for producing the same, and a method for regulating the expression level of a gene under the control of the promoter in a plant cell or a plant.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
「プロモーター」とは、DNAを鋳型としたmRNAの
合成(転写)の開始に必要な特定塩基配列を含むDNA
を意味し、これには自然界に存在するDNAの他、組換
えなどの人工的な改変操作により作成されたDNAが含
まれる。本発明にかかるDNAプロモーターは、以下の
塩基配列: (a)配列番号:1の1番目〜1414番目のプロモー
ターとしての機能を有する塩基配列、(b)塩基配列
(a)に対して、該塩基配列(a)のプロモーターとし
ての機能を損なわない範囲内で、1もしくは数個の塩基
の欠失、置換または付加を行なって得られた変異配列、
及び(c)塩基配列(a)の少なくとも50%以上を一部
に含み、かつプロモーターとしての機能を有する塩基配
列のいずれかからなるものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
“Promoter” refers to a DNA containing a specific base sequence required for initiation of mRNA synthesis (transcription) using DNA as a template.
This includes not only DNA existing in nature but also DNA created by artificial modification such as recombination. The DNA promoter according to the present invention comprises the following base sequence: (a) a base sequence having a function as the 1st to 1414th promoter of SEQ ID NO: 1, and (b) a base sequence corresponding to the base sequence (a). A mutant sequence obtained by deletion, substitution or addition of one or several bases within a range that does not impair the function of the sequence (a) as a promoter;
And (c) a sequence comprising at least 50% or more of the base sequence (a) and having a function as a promoter.

【0019】本発明の「組換えベクター」は、上記の構
成のプロモーターと、これに結合したベクターとを有す
るものである。この組換えベクターのベクター部分を構
成するベクターとしては、pUC誘導体などの大腸菌で増
幅可能なベクター、pBI101(クロンテック社)などのよ
うに大腸菌とアグロバクテリウムの双方で増幅可能なシ
ャトルベクターなどが挙げられる。また、植物ウイル
ス、例えば、カリフラワーモザイクウイルスをベクター
として利用することもできる。ベクターは、各々の宿主
細胞に応じて選択する。本発明の発現ベクターは、例え
ば、ベクターの所定の部分に上記構成のDNAプロモー
ターを結合あるいは挿入して得ることができる。なお、
プロモーターをベクターに挿入する方法は、通常の遺伝
子をベクターに挿入する方法に従う。この組換えベクタ
ーのプロモーターDNAに所望の遺伝子を機能的に接続
することで遺伝子発現用の発現ベクターを得ることがで
きる。
The "recombinant vector" of the present invention has the above-described promoter and a vector linked thereto. Examples of a vector constituting the vector portion of the recombinant vector include a vector that can be amplified in Escherichia coli, such as a pUC derivative, and a shuttle vector that can be amplified in both Escherichia coli and Agrobacterium, such as pBI101 (Clontech). Can be Further, a plant virus, for example, a cauliflower mosaic virus can also be used as a vector. The vector is selected according to each host cell. The expression vector of the present invention can be obtained by, for example, binding or inserting the DNA promoter having the above-described configuration into a predetermined portion of the vector. In addition,
The method for inserting a promoter into a vector follows the method for inserting a normal gene into a vector. An expression vector for gene expression can be obtained by operably connecting a desired gene to the promoter DNA of the recombinant vector.

【0020】本発明の「形質転換細胞」とは、上記発現
ベクターを宿主細胞に導入して得られた形質転換細胞で
ある。宿主植物細胞としては、例えば、イネ、トウモロ
コシ、コムギ、オオムギ、ライムギ、ジャガイモ、タバ
コ、サトウダイコン、サトウキビ、ナタネ、ダイズ、ヒ
マワリ、ワタ、オレンジ、ブドウ、モモ、ナシ、リン
ゴ、トマト、ハクサイ、キャベツ、ダイコン、ニンジ
ン、カボチャ、キュウリ、メロン、パセリ、ラン、キ
ク、ユリ、サフラン、マツ、ユーカリ、アカシヤ、ポプ
ラ、スギ、ヒノキ、タケ、イチイなどの植物の細胞が挙
げられるが、これらのみに制限されない。
The "transformed cell" of the present invention is a transformed cell obtained by introducing the above expression vector into a host cell. Examples of host plant cells include rice, corn, wheat, barley, rye, potato, tobacco, sugar beet, sugar cane, rape, soybean, sunflower, cotton, orange, grape, peach, pear, apple, tomato, Chinese cabbage, cabbage , Radish, carrot, pumpkin, cucumber, melon, parsley, orchid, chrysanthemum, lily, saffron, pine, eucalyptus, acacia, poplar, cedar, cypress, bamboo, yew, etc. Not done.

【0021】上記発現ベクターを宿主植物細胞中に導入
するために、さまざまな手法を用いることができる。こ
れらの手法には、形質転換因子としてアグロバクテリウ
ム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens)ま
たは、アグロバクテリウム・リゾゲネス(Agrobacterium
rhizogenes)を用いたT-DNAによる植物細胞の形質
転換方法のほかに、プロトプラストへの直接導入(プロ
トプラストに電気パルス処理してDNAを植物細胞へ導入
するエレクトロポレーション法や、リポソームなどとプ
ロトプラストとの融合法、マイクロインジェクション
法、ポリエチレングリコール法など)、パーティクルガ
ン法などが挙げられる。
Various techniques can be used to introduce the expression vector into host plant cells. In these techniques, Agrobacterium tumefaciens ( Agrobacterium tumefaciens ) or Agrobacterium rhizogenes ( Agrobacterium
In addition to the method of transforming plant cells with T-DNA using rhizogenes , direct introduction into protoplasts (electroporation method, in which protoplasts are subjected to electric pulse to introduce DNA into plant cells, or liposomes and other protoplasts) Fusion method, microinjection method, polyethylene glycol method, etc.), particle gun method and the like.

【0022】また、植物ウイルスをベクターとして利用
することによって、目的遺伝子を植物体に導入すること
ができる。利用可能な植物ウイルスとしては、例えば、
カリフラワーモザイクウイルスが挙げられる。すなわ
ち、まず、ウイルスゲノムを大腸菌由来のベクターなど
に挿入して組換え体を調製した後、ウイルスのゲノム中
に、これらの目的遺伝子を挿入する。このようにして修
飾されたウイルスゲノムを制限酵素によって該組換え体
から切り出し、植物体に接種することによって、これら
の目的遺伝子を植物体に導入することができる(Hohnら
(1982)、Molecular Biology of Plant Tumors(Acade
mic Press、New York)pp549、米国特許第4,407,956号
明細書)。植物細胞や植物体へのベクター導入の手法
は、これらのみに限定されず、その他の可能性も含まれ
る。
Further, the target gene can be introduced into a plant by using a plant virus as a vector. Examples of available plant viruses include, for example,
Cauliflower mosaic virus. That is, first, the virus genome is inserted into a vector derived from Escherichia coli to prepare a recombinant, and then these target genes are inserted into the virus genome. These target genes can be introduced into a plant by excision of the virus genome thus modified from the recombinant with a restriction enzyme and inoculating the plant (Hohn et al. (1982), Molecular Biology). of Plant Tumors (Acade
mic Press, New York) pp549, U.S. Patent No. 4,407,956). The method of introducing a vector into a plant cell or plant is not limited to these, and includes other possibilities.

【0023】プロトプラストへの直接導入では、特別に
必要とされるベクターはない。例えば、pUC誘導体のよ
うな単純なプラスミドを用いることができる。目的の遺
伝子を植物細胞に導入する方法によっては、他のDNA
配列が必要になることもある。例えば、TiまたはRiプラ
スミドを植物細胞の形質転換に用いる場合には、Tiおよ
びRiプラスミドのT-DNA領域の少なくとも右の端の配
列、大抵は両側の端の配列を、導入されるべき遺伝子の
隣接領域となるように接続しなければならない。
For direct introduction into protoplasts, no special vector is required. For example, a simple plasmid such as a pUC derivative can be used. Depending on the method of introducing the target gene into plant cells, other DNA
You may need an array. For example, when a Ti or Ri plasmid is used for transformation of a plant cell, at least the sequence at the right end of the T-DNA region of the Ti and Ri plasmids, usually the sequences at both ends, are replaced with the gene to be introduced. They must be connected so that they are adjacent areas.

【0024】アグロバクテリウム属菌を形質転換に用い
る場合には、導入すべき遺伝子を、特別のプラスミド、
すなわち中間ベクターまたはバイナリーベクターの中に
クローニングする必要がある。中間ベクターはアグロバ
クテリウム属菌の中では複製されない。中間ベクター
は、ヘルパープラスミドあるいはエレクトロポレーショ
ンによってアグロバクテリウム属菌の中に移行される。
中間ベクターは、T-DNAの配列と相同な領域をもつた
め、相同的組換えによって、アグロバクテリウム属菌の
TiまたはRiプラスミド中に取り込まれる。宿主として使
われるアグロバクテリウム属菌には、vir領域が含まれ
ている必要がある。通常TiまたはRiプラスミドにvir領
域が含まれており、その働きにより、T-DNAを植物細胞
に移行させることができる。
When Agrobacterium is used for transformation, the gene to be introduced is replaced with a special plasmid,
That is, it is necessary to clone into an intermediate vector or a binary vector. Intermediate vectors are not replicated in Agrobacterium. The intermediate vector is transferred into Agrobacterium by a helper plasmid or electroporation.
Since the intermediate vector has a region homologous to the sequence of the T-DNA, the homologous recombination allows the Agrobacterium sp.
Incorporated into Ti or Ri plasmid. Agrobacterium used as a host must contain the vir region. Usually, the vir region is contained in the Ti or Ri plasmid, and the T-DNA can be transferred to plant cells by its function.

【0025】一方、バイナリーベクターはアグロバクテ
リウム属菌の中で複製、維持され得るので、ヘルパープ
ラスミドあるいはエレクトロポレーション法によってア
グロバクテリウム属菌中に取り込まれると、宿主のvir
領域の働きによって、バイナリーベクター上のT-DNAを
植物細胞に移行させることができる。
On the other hand, since the binary vector can be replicated and maintained in Agrobacterium, when incorporated into Agrobacterium by helper plasmid or electroporation, the host vir
By the function of the region, T-DNA on the binary vector can be transferred to a plant cell.

【0026】なお、このようにして得られた中間ベクタ
ーまたはバイナリーベクター、及びこれを含む大腸菌や
アグロバクテリウム属菌等の微生物も本発明の対象であ
る。
The intermediate vector or binary vector thus obtained, and microorganisms such as Escherichia coli and Agrobacterium containing the intermediate vector are also objects of the present invention.

【0027】本発明の「形質転換植物体」とは、上述し
た形質転換植物細胞を有する植物体であり、例えば、上
記形質転換細胞から再生された形質転換植物体がこれに
含まれる。形質転換された植物細胞から個体を再生する
方法は植物細胞の種類により異なるが、例えばイネでは
Fujimuraら(Fujimuraら(1995), Plant Tissue Culture
Lett., vol.2:p74-)の方法、トウモロコシでは、Shi
llitoら(Shillitoら(1989), Bio/Technology, vol.7:p
581-)の方法、ジャガイモでは、Visserら(Visserら(1
989), Theor. Appl. Genet., vol.78:p589-)の方法、
シロイヌナズナではAkamaらの方法(Akamaら(1992), Pl
ant Cell Rep., vol.12:p7-)が挙げられる。これらの
方法により作出された形質転換植物体またはその繁殖媒
体(例えば種子、塊茎、切穂など)から得た形質転換植
物体は本発明の対象である。
The "transformed plant" of the present invention is a plant having the above-mentioned transformed plant cell, and includes, for example, a transformed plant regenerated from the above-mentioned transformed cell. The method of regenerating an individual from a transformed plant cell differs depending on the type of plant cell.
Fujimura et al. (Fujimura et al. (1995), Plant Tissue Culture
Lett., Vol. 2: p74-), in corn, Shi
llito et al. (Shillito et al. (1989), Bio / Technology, vol.7: p
In the method of 581-), for potatoes, Visser et al.
989), Theor. Appl. Genet., Vol. 78: p589-),
In Arabidopsis, the method of Akama et al. (Akama et al. (1992), Pl
ant Cell Rep., vol. 12: p7-). Transformed plants produced by these methods or transformed plants obtained from their propagation medium (eg, seeds, tubers, cuttings, etc.) are the subject of the present invention.

【0028】本発明は、上記プロモーターを有する発現
ベクターを宿主細胞に導入して形質転換細胞を得て、該
形質転換細胞から形質転換植物体を再生し、得られた形
質転換植物体から植物種子を得て、該植物種子から植物
体を生産する工程を含む。
According to the present invention, a transformed cell is obtained by introducing an expression vector having the above promoter into a host cell, a transformed plant is regenerated from the transformed cell, and a plant seed is obtained from the transformed plant. And producing a plant from the plant seed.

【0029】形質転換植物体から植物種子を得る工程と
は、例えば、形質転換植物体を発根培地から採取し、水
を含んだ土を入れたポットに移植し、一定温度下で生育
させて、花を形成させ、最終的に種子を形成させる工程
を指す。また、種子から植物体を生産する工程とは、例
えば、形質転換植物体上で形成された種子が成熟したと
ころで、単離して、水を含んだ土に播種し、一定温度、
照度下で生育させることにより、植物体を生産する工程
をいう。
The step of obtaining plant seeds from the transformed plant includes, for example, collecting the transformed plant from a rooting medium, transplanting the transformed plant into a pot containing soil containing water, and growing it at a constant temperature. , Forming a flower and finally forming a seed. Further, the step of producing a plant from seeds, for example, when the seeds formed on the transformed plant matures, isolated, sown in soil containing water, at a certain temperature,
This refers to the step of producing a plant by growing it under illuminance.

【0030】本発明は、上記構成の本発明にかかるプロ
モーターの制御下で所望の遺伝子の発現量を制御する方
法を含む。この発現の制御には、このプローターの活性
を調節することによって、発現を誘導する場合、発現を
増加させる場合、発現を低下させる場合、発現を停止さ
せる場合、発現を抑制する場合などを含む。その発現を
本発明のプロモーターの制御下に置くことのできる遺伝
子としては、酸性フォスファターゼ遺伝子のほか、その
発現が上記構成のプロモーターによって制御されるもの
であれば、あらゆる種類の遺伝子が利用できる。
The present invention includes a method for controlling the expression level of a desired gene under the control of the promoter according to the present invention having the above configuration. The control of the expression includes, when the activity of the proter is regulated, to induce the expression, to increase the expression, to decrease the expression, to stop the expression, to suppress the expression, and the like. As a gene whose expression can be placed under the control of the promoter of the present invention, besides the acid phosphatase gene, any kind of gene can be used as long as its expression is controlled by the promoter having the above constitution.

【0031】本発明にかかる発現制御方法を利用するこ
とで、例えば以下のような効果を得ることができる。
By using the expression control method according to the present invention, for example, the following effects can be obtained.

【0032】植物細胞に遺伝子を導入し、その遺伝子産
物であるタンパク質やその働きによって細胞内で生じる
物質を生産させようとする場合には、この遺伝子産物や
物質によって細胞の生育が阻害され、生産効率が向上し
ないことがある。その際に、本発明のプロモーターの制
御下に目的の遺伝子を置けば、リン酸を投与する限り目
的の遺伝子を発現させずに細胞を生育させることがで
き、またリン酸濃度を低下させれば目的の遺伝子を発現
させて所望の生産を行なわせることが可能となる。この
生産には、形質転換細胞あるいはその細胞からなる毛状
根など組織の培養物、あるいは形質転換植物体の栽培収
穫物が用いられる。リン酸濃度の調節方法のうち、濃度
を高める方法には、培養細胞の場合は、リン酸のみ培地
に添加するか培地の全部または一部を交換する方法など
が、植物体の栽培の場合は、リン酸肥料を土壌に施肥す
る方法などがある。リン酸濃度を低下させる方法には、
培養細胞の場合は、培地交換を行なわず細胞による吸収
でリン酸濃度が低下するのを待つ方法、あるいはリン酸
を含まない培地に交換する方法、リン酸吸収阻害剤やリ
ン酸不溶化剤を培地に添加する方法などが、植物体の栽
培の場合には、大量の潅水で土壌中のリン酸を溶脱させ
る方法、リン酸を施肥しない方法などが挙げられる。
When a gene is introduced into a plant cell to produce a protein which is the gene product or a substance produced in the cell by the action of the gene, the growth of the cell is inhibited by the gene product or the substance. Efficiency may not improve. At that time, if the target gene is placed under the control of the promoter of the present invention, cells can be grown without expressing the target gene as long as phosphate is administered, and if the phosphate concentration is reduced, The desired gene can be expressed and desired production can be performed. For this production, a culture of a transformed cell or a tissue such as a hairy root comprising the cell, or a cultivated harvest of a transformed plant is used. Among the methods of adjusting the concentration of phosphoric acid, the method of increasing the concentration includes, in the case of cultured cells, a method of adding only phosphoric acid to the medium or replacing all or a part of the medium. There is a method of applying a phosphate fertilizer to soil. To reduce the phosphoric acid concentration,
In the case of cultured cells, a method of waiting for the concentration of phosphoric acid to decrease due to absorption by cells without replacing the medium, a method of replacing the medium with phosphate-free medium, a method using a phosphate absorption inhibitor or a phosphate insolubilizing medium In the case of plant cultivation, a method of leaching out phosphoric acid in soil with a large amount of irrigation, a method of not applying phosphoric acid, and the like can be mentioned.

【0033】本発明のプロモーターは、例えば、以下の
ようにして製造し、利用することができる。なお、実験
手法に関しては、特に記載のない限り、「クローニング
とシークエンス」(渡辺格監修、杉浦昌弘編集、農村文
化社(1989年))や、「Molecular Cloning(Sambrook
ら(1989), Cold Spring Harbor Laboratory Press)」
などの実験書に従う。
The promoter of the present invention can be produced and used, for example, as follows. Unless otherwise specified, experimental methods are described in "Cloning and Sequence" (edited by Tadashi Watanabe, edited by Masahiro Sugiura, Rural Culture Co., Ltd. (1989)) and "Molecular Cloning (Sambrook
(1989), Cold Spring Harbor Laboratory Press) "
Follow the experiment book.

【0034】目的とするルーピン植物の組織よりDNA
を抽出し精製する。DNAの調製に際しては、各種の方
法を用いることができ、市販のキット、例えば、ISOPLA
NTキット(ニッポンジーン社製)などを用いることが可
能である。
DNA from the target lupine plant tissue
Is extracted and purified. Various methods can be used for preparing DNA, and commercially available kits such as ISOPLA
An NT kit (Nippon Gene) or the like can be used.

【0035】得られたDNAを材料として、本発明者ら
が既に単離に成功しているルーピン植物の根においてリ
ン酸欠乏環境下で誘導的に発現する酸性フォスファター
ゼをコードするゲノムDNAを得て、遺伝子上流域のDN
Aを単離することによって本発明のプロモーターが得ら
れる。該遺伝子の上流域DNAは、該遺伝子の塩基配列
を基に作成したオリゴヌクレオチドプライマーを利用す
るPCR法(Inverse-PCR法やアンカーPCR法・TAIL-PCR
法(島本功ら監修、「新版植物のPCR実験プロトコー
ル」(植物細胞工学別冊、植物細胞工学シリーズ7)秀
潤社1997年7月発行)、あるいは該遺伝子のDNA配列
をプローブに用いるハイブリダイゼ−ション法により、
単離することが可能である。
Using the obtained DNA as a material, the present inventors obtained a genomic DNA encoding an acid phosphatase that is inducibly expressed in a phosphate-deficient environment in roots of lupine plants that have already been successfully isolated. , DN in the upstream region of the gene
By isolating A, the promoter of the present invention is obtained. The upstream DNA of the gene is obtained by PCR using an oligonucleotide primer prepared based on the nucleotide sequence of the gene (Inverse-PCR, anchor PCR, TAIL-PCR
Hybridization using the DNA sequence of the gene as a probe (produced by Isao Shimamoto et al., “A new version of the PCR experiment protocol for plants” (plant cell engineering separate volume, plant cell engineering series 7) Shujunsha, July 1997) By law,
It is possible to isolate.

【0036】ルーピン植物のDNAには、ゲノムDNA
ライブラリーを利用することも可能である。ゲノムDN
Aライブラリーは、ルーピン植物から抽出したDNAを
λDNA由来の各種ベクターの他、コスミドベクター、
TACベクター(Liuら(1999)、Proc. Natl. Acad. S
ci. USA, vol96 :p6535-)などのクローニングベクター
に挿入し、大腸菌を形質転換して得られる。
The DNA of lupine plants includes genomic DNA
It is also possible to use libraries. Genome DN
The A library is composed of λ DNA-derived vectors, cosmid vectors,
TAC vector (Liu et al. (1999), Proc. Natl. Acad. S
ci. USA, vol96: p6535-) and transforming Escherichia coli.

【0037】ゲノムDNAライブラリーのスクリーニン
グには、ハイブリダイゼーション技術を用いることがで
きる。プローブには、本発明者らが既に単離しているル
ーピン植物の根において、リン酸欠乏環境下で誘導的に
発現する酸性フォスファターゼ遺伝子cDNAの配列を
用いることができる。このプローブを用いて上記のゲノ
ムDNAライブラリーをスクリーニングして、該遺伝子
と相同なDNA配列が含まれるクローンを単離する。制
限酵素切断地図の作成や、塩基配列の決定などを行な
い、クローン化されたDNAの構造を明らかにし、該遺
伝子の上流に存在する配列を特定する。この上流配列は
TATAボックス配列を含み、少なくとも1〜4kbの大き
さのものであることが望ましい。この配列を適当な制限
酵素によって切り出し、必要に応じて他のプラスミドベ
クター等にサブクローニングする。
For screening a genomic DNA library, a hybridization technique can be used. As the probe, the sequence of the acid phosphatase gene cDNA which is inducibly expressed under a phosphate-deficient environment in a root of a lupine plant which has been already isolated by the present inventors can be used. Using the probe, the above genomic DNA library is screened to isolate a clone containing a DNA sequence homologous to the gene. A restriction map is created, the nucleotide sequence is determined, and the like, the structure of the cloned DNA is clarified, and the sequence existing upstream of the gene is identified. This upstream sequence contains a TATA box sequence and is preferably at least 1-4 kb in size. This sequence is cut out with an appropriate restriction enzyme, and subcloned as necessary into another plasmid vector or the like.

【0038】上記の配列のプロモーター活性について
は、以下のようにして解析することが可能である。例え
ば、pBI101などレポーター遺伝子を含むベクターを用
い、そのレポーター遺伝子の上流に上記の配列を連結す
るようにサブクローニングする。pBI101ベクターにはレ
ポーター遺伝子として、大腸菌のβグルクロニダーゼ
(GUS)が使用されている。この遺伝子産物は基質とし
て5-bromo-4-chloro-3-β-D-glucronic acid(X-gluc)
を用いると、これを分解して青色の沈澱物であるindigo
tinを生ずるため、遺伝子発現を組織レベルでモニター
することが可能である。また、基質として4-methyl -um
belliferyl-β-D-glucronide(4MUG)を用いると、遺
伝子産物の働きによって生じる蛍光によって遺伝子発現
を定量することが可能である。なお、レポーター遺伝子
としては、GUS遺伝子の他にクロラムフェニコール ア
セチルトランスフェラーゼ遺伝子や、ルシフェラーゼ遺
伝子、グリーンフルオロセインプロテイン遺伝子なども
利用が可能である。
The promoter activity of the above sequence can be analyzed as follows. For example, a vector containing a reporter gene such as pBI101 is used, and subcloning is performed so that the above sequence is ligated upstream of the reporter gene. Escherichia coli β-glucuronidase (GUS) is used as a reporter gene in the pBI101 vector. This gene product uses 5-bromo-4-chloro-3-β-D-glucronic acid (X-gluc) as a substrate
Is used to decompose it to form a blue precipitate, indigo
To generate tin, gene expression can be monitored at the tissue level. Also, 4-methyl-um as a substrate
When belliferyl-β-D-glucronide (4MUG) is used, gene expression can be quantified by fluorescence generated by the action of a gene product. As a reporter gene, a chloramphenicol acetyltransferase gene, a luciferase gene, a green fluorescein protein gene, and the like can be used in addition to the GUS gene.

【0039】上記のようにして作成されたキメラ遺伝子
構築物は、例えば、アグロバクテリウムを介してシロイ
ヌナズナなどの植物に導入してその機能を解析すること
が可能である。pBI101をベクターとして用いた場合は、
キメラ遺伝子を含む組換えプラスミドを、例えば、アグ
ロバクテリウム・ツメファシエンスのMP90株にエレクト
ロポレーション法を用いて導入し、得られた形質転換菌
を、例えば、減圧浸潤法(島本功ら監修、「モデル植物
の実験プロトコール」(植物細胞工学別冊、植物細胞工
学シリーズ4)秀潤社1996年4月発行)によりシロイヌ
ナズナ植物体に感染させる。感染処理した植物より得ら
れた種子を、用いたベクターに基づいてカナマイシンな
どの薬剤を含む培地に播種し、遺伝子導入により薬剤耐
性となった形質転換植物体を得る。この形質転換植物体
を用いてレポーターGUS遺伝子の発現について解析す
る。用いた上流配列にプロモーター活性が存在する場合
は、GUS活性が、根組織においてリン酸欠乏環境下で特
異的に検出されることが期待される。
The chimeric gene construct prepared as described above can be introduced into a plant such as Arabidopsis thaliana via Agrobacterium to analyze its function. When pBI101 was used as a vector,
The recombinant plasmid containing the chimeric gene is introduced into, for example, Agrobacterium tumefaciens strain MP90 by electroporation, and the resulting transformant is subjected to, for example, a vacuum infiltration method (supervised by Isao Shimamoto et al., The Arabidopsis thaliana is infected by "Experimental protocol for model plants" (Plant Cell Engineering Supplement, Plant Cell Engineering Series 4) published by Shujunsha in April 1996. Seeds obtained from the infected plants are sown on a medium containing a drug such as kanamycin based on the vector used to obtain a transformed plant which has become drug-resistant by gene transfer. The expression of the reporter GUS gene is analyzed using the transformed plant. When the promoter activity is present in the used upstream sequence, it is expected that the GUS activity is specifically detected in a root tissue under a phosphate-deficient environment.

【0040】本発明のプロモーターまたはそれを含む発
現ベクターは、以下のようにして利用することが可能で
ある。本発明のプロモーターの下流に目的の遺伝子、例
えば、ある種の酸性フォスファターゼ遺伝子を連結した
キメラ遺伝子を、例えば、pBI101ベクターに挿入し発現
ベクターを構築する。このベクターをアグロバクテリウ
ムを介して、例えば、タバコ植物体に導入する。得られ
た形質転換植物においては、本発明のプロモーターの働
きにより、酸性フォスファターゼ遺伝子がリン酸欠乏環
境下の根に発現し、リン酸が欠乏した貧栄養土壌であっ
ても生育が可能となるものと期待される。この場合、35
Sプロモーターのように不要な組織においても発現する
現象がないため、他の好ましくない形質が現れないこと
が期待される。
The promoter of the present invention or an expression vector containing the same can be used as follows. An expression vector is constructed by inserting a chimeric gene in which a target gene, for example, a certain acid phosphatase gene is linked downstream of the promoter of the present invention, into, for example, a pBI101 vector. This vector is introduced into, for example, a tobacco plant via Agrobacterium. In the obtained transformed plant, the acid phosphatase gene is expressed in a root under a phosphate-deficient environment by the action of the promoter of the present invention, and can grow even in a phosphate-deficient oligotrophic soil. Is expected. In this case, 35
Since there is no phenomenon of expression in unnecessary tissues like the S promoter, it is expected that other unfavorable traits will not appear.

【0041】本発明のプロモーターで制御可能な遺伝子
としては、上記の酸性フォスファターゼ遺伝子に限定さ
れない。根で特異的に、あるいはリン酸濃度誘導的に発
現させることに意義のあるあらゆる遺伝子に応用が可能
である。このような遺伝子としては、リン酸その他の栄
養吸収関連遺伝子、栄養飢餓耐性遺伝子、旱魃耐性遺伝
子、耐病原菌性遺伝子、耐虫性遺伝子、あるいは産業上
有用なタンパク質の遺伝子などが挙げられるが、これら
に限定されない。
The gene which can be controlled by the promoter of the present invention is not limited to the above-mentioned acid phosphatase gene. The present invention can be applied to any gene that is significant for expression in roots or in a phosphate concentration-inducible manner. Such genes include phosphoric acid and other nutrient absorption-related genes, nutrient starvation resistance genes, drought resistance genes, pathogen resistance genes, insect resistance genes, and genes of industrially useful proteins. It is not limited to.

【0042】また、本発明のプロモーターに他の発現制
御配列を連結して本発明のプロモーターの機能を改変す
ることも可能である。このような発現制御配列として
は、エンハンサー配列やレプレッサー配列、インスレー
ター配列などが挙げられる。例えば薬剤に応答して抑制
が解除されるレプレッサー配列を本発明のプロモーター
と連結したキメラプロモーターを作成し、その下流に目
的の遺伝子を連結した構築物を植物に導入すると、得ら
れた形質転換体では、薬剤が存在しない条件下で目的遺
伝子の発現が抑制されているが、薬剤を投与することに
よって抑制が解除され、目的遺伝子が根組織でリン酸濃
度誘導的に発現することが期待される。
Further, it is possible to modify the function of the promoter of the present invention by linking another expression control sequence to the promoter of the present invention. Such expression control sequences include enhancer sequences, repressor sequences, insulator sequences, and the like. For example, a chimeric promoter in which a repressor sequence whose repression is released in response to a drug is linked to the promoter of the present invention is prepared, and a construct in which a target gene is linked downstream thereof is introduced into a plant, the resulting transformant is obtained. In, the expression of the target gene is suppressed in the absence of the drug, but the suppression is released by the administration of the drug, and it is expected that the target gene is expressed in the root tissue in a phosphate concentration-inducible manner .

【0043】本発明のプロモーターには、機能特性とし
て、根に特異的におよび/またはリン酸濃度変化によっ
て誘導的に遺伝子の発現を制御する幾つかのシスエレメ
ント配列が含まれる。本発明のプロモーターに含まれる
シスエレメント配列の利用を目的として、他のプロモー
ターに本発明のプロモーターの一部を挿入連結し、その
プロモーターの機能を改変することも可能である。
The promoters of the present invention include, as functional properties, several cis-element sequences that regulate gene expression specifically in roots and / or inducibly by changes in phosphate concentration. For the purpose of using the cis element sequence contained in the promoter of the present invention, a part of the promoter of the present invention can be inserted and linked to another promoter to modify the function of the promoter.

【0044】[0044]

【実施例】以下に本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明はこれら実施例に制限されるものでは
ない。なお、ゲノムDNAの調製、DNAの切断、連
結、大腸菌の形質転換、遺伝子の塩基配列決定、ハイブ
リダイゼーション等一般の遺伝子組換えに必要な方法
は、特に記載のない限り、各操作に使用する市販の試
薬、機器装置等に添付されている説明書や、実験書(例
えば「Molecular Cloning(Sambrookら(1989), Cold Sp
ring Harbor Laboratory Press)」)に基本的に従っ
た。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, the methods necessary for general gene recombination, such as preparation of genomic DNA, DNA cutting, ligation, transformation of E. coli, determination of the base sequence of the gene, and hybridization, are commercially available and used for each operation. Instructions attached to reagents, instruments and the like, and experiments (for example, “Molecular Cloning (Sambrook et al. (1989), Cold Sp
ring Harbor Laboratory Press)).

【0045】[実施例1]ルーピン酸性フォスファターゼ
遺伝子の上流配列の取得 (1)ルーピン植物の栽培 ルーピン(Lupinus albus L. cv. Kievskij)植物の種
子を70%エタノールで1分間表面殺菌し、パーライトに
播種し、温室内で栽培した。発芽後3日目の幼植物体を
56L容の水耕培養漕に移植した。水耕培養液の組成は、
1.4mM NH4NO 3、2.0mM NaNO3、2.0mM MgSO4、2.0
mM CaCl2、1.0mM K2SO4、36μM FeSO4、17μM MnS
O4、3.1μM ZnSO4、0.16μM CuSO4、47μM H3BO3、7
5nM (NH 4)6Mo7O24を脱塩水を用いて調製し、pHは毎日
0.1MのNaOHあるいはKOHで5.3に調整した。更に、1週間
毎に培養液すべてを交換した。また、リン酸処理を行な
う場合には、65μMでNaH2PO4を添加した培養液を標準リ
ン処理区、無添加培養液をリン欠如処理区とした。
Example 1 Lupine acid phosphatase
Acquisition of upstream sequence of gene (1) Cultivation of lupine plantLupinus albus L. cv. Kievskij) plant species
Infants are surface-sterilized with 70% ethanol for 1 minute
Seeded and cultivated in a greenhouse. 3 days after germination
It was transplanted to a 56-liter hydroponic culture tank. The composition of the hydroponic culture is
1.4 mM NHFourNO Three, 2.0 mM NaNOThree, 2.0 mM MgSOFour, 2.0
mM CaClTwo, 1.0mM KTwoSOFour, 36μM FeSOFour, 17μM MnS
OFour, 3.1 μM ZnSOFour, 0.16μM CuSOFour, 47μM HThreeBOThree, 7
5nM (NH Four)6Mo7Otwenty fourIs prepared using deionized water, and the pH is adjusted every day.
It was adjusted to 5.3 with 0.1 M NaOH or KOH. One more week
All cultures were changed each time. Also, phosphoric acid treatment is performed.
If necessary, use 65 μM NaHTwoPOFourCulture medium containing
The treated group and the culture medium without additive were treated as a phosphorus-deficient group.

【0046】標準リン処理区で栽培したルーピン植物の
葉を4〜5日おきに採取した。採取した葉は液体窒素を
用いて瞬間的に凍結させ、−80℃に保存した。
Leaves of lupine plants cultivated in the standard phosphorus treatment were collected every 4 to 5 days. The collected leaves were momentarily frozen using liquid nitrogen and stored at -80 ° C.

【0047】(2)ゲノムDNAの抽出 凍結した葉約5gを液体窒素中で乳棒乳鉢を用いて粉砕
し、20mLの抽出バッファー(1.5%(w/v)ショ糖、50
mM Tris-HCl、50mM EDTA、5mM NaCl、pH8.0)中
に懸濁した。これを50mL遠心管に移し、室温で3分間50
0r.p.m.遠心後、沈澱に2T-1E液(20mM Tris-HCl、10
mM EDTA、pH8.0)12mLを加えて激しく撹拌した。10
%(w/v)SDSを1.6mL加えた後、70℃で15分間保温し
た。7.5M酢酸アンモニウムを6mL加えて30分間氷冷し
た後、4℃で15分間15000r.p.m.遠心し、塩析沈澱した
不純物を除去した。この上清にイソプロパノール28mL
を加えて、室温15分間放置した後、室温で10分間15000
r.p.m.遠心して生じた核酸沈澱を回収した。この沈澱を
70%エタノールでリンスした後、RNase処理を4℃で一
晩行ない、残存するRNAを除去した。更に、塩化リチウ
ム沈澱処理を行ない、上清水溶液に対して等容のイソプ
ロパノールを加えて室温に15分間放置し、室温10分間15
000r.p.m.遠心して生じたゲノムDNA沈澱を回収した。風
乾したDNAを1mLのTEバッファーに溶解し、ゲノムDNA
試料として用いた。
(2) Extraction of Genomic DNA Approximately 5 g of the frozen leaves were ground in liquid nitrogen using a pestle mortar, and 20 mL of an extraction buffer (1.5% (w / v) sucrose, 50%
mM Tris-HCl, 50 mM EDTA, 5 mM NaCl, pH 8.0). Transfer this to a 50 mL centrifuge tube, and store at room temperature for 3 minutes.
After centrifugation at 0 rpm, 2T-1E solution (20 mM Tris-HCl, 10
(mM EDTA, pH 8.0) and stirred vigorously. Ten
After adding 1.6 mL of% (w / v) SDS, the mixture was kept at 70 ° C. for 15 minutes. After 6 mL of 7.5 M ammonium acetate was added and ice-cooled for 30 minutes, the mixture was centrifuged at 4 ° C. for 15 minutes at 15,000 rpm to remove impurities precipitated by salting out. 28 mL of isopropanol is added to the supernatant.
And leave it at room temperature for 15 minutes.
The resulting nucleic acid precipitate was collected by centrifugation at rpm. This precipitate
After rinsing with 70% ethanol, RNase treatment was performed overnight at 4 ° C. to remove the remaining RNA. Further, a lithium chloride precipitation treatment was performed, an equal volume of isopropanol was added to the aqueous supernatant solution, and the mixture was left at room temperature for 15 minutes.
The genomic DNA precipitate generated by centrifugation at 000 rpm was collected. The air-dried DNA is dissolved in 1 mL of TE buffer, and genomic DNA
Used as a sample.

【0048】(3)ゲノムDNAライブラリーの構築 ルーピンのゲノムDNAは、制限酵素Sau3AIを用いて部分
分解し、塩化ナトリウム密度勾配超遠心法により、9〜2
0kb長に分解されたゲノムDNA断片を回収し、制限酵素Ba
mHIで切断したλEMBL3クローニングベクターに連結し
た。これをGigapack Gold III(Stratagene社)でpac
kaging反応を行なわせ、ファージ粒子を形成させた。こ
うして作成されたゲノムDNAライブラリーは、2.5×105
の独立のクローンからなるものであった。
(3) Construction of Genomic DNA Library Lupine genomic DNA was partially digested with a restriction enzyme Sau3AI, and then subjected to sodium chloride density gradient ultracentrifugation to obtain 9 to 2 parts.
The genomic DNA fragment decomposed to a length of 0 kb was recovered, and the restriction enzyme Ba was
It was ligated to the λEMBL3 cloning vector cut with mHI. This is pac with Gigapack Gold III (Stratagene)
A kaging reaction was performed to form phage particles. The genomic DNA library created in this way is 2.5 × 10 5
Independent clones.

【0049】 (4)ゲノムDNAライブラリーのスクリーニング ゲノムDNAライブラリーのスクリーニングは、プラーク
ハイブリダイゼーション法により実施した。プローブDN
Aには、本発明者らが既に単離に成功しているルーピン
植物体の根においてリン酸欠乏環境下で発現される酸性
フォスファターゼ(LASAP1)cDNAの部分長491bpのDNA
断片であるLAP493を用いた。プローブDNAの標識とハイ
ブリダイゼーションの検出は、DIG Nucleic Acid De
tection Kit(ロシュ・ダイアグノスティックス社)の
方法に従い、ハイブリダイゼーションと洗浄は60℃で実
施した。スクリーニングの結果、1つの陽性プラークが
単離された。単離されたプラークを基に精製した組換え
ファージDNAの制限酵素切断点地図を作成し、構造解析
を行なった結果、約11kb長のルーピン植物ゲノムDNAが
組換えファージDNAに挿入されていることが判明した。
更に、挿入断片を数種の制限酵素によって切断し、プラ
スミドベクターにサブクロ−ニングして塩基配列を解析
することにより、LASAP2のcDNAのコード域全配列に対応
するゲノムDNA配列が見出された。本発明者らの解析に
より、LASAP2は、アミノ酸配列の比較においてLASAP1と
61%の相同性を有し、リン酸欠乏環境下で根から誘導的
に分泌される酸性フォスファターゼであることが知られ
ている。鋭意詳細なる解析を継続した結果、LASAP2遺伝
子の転写域の全てならびに転写を制御すると考えられる
上流域の配列を包含する全遺伝子構造4492bpの塩基配列
の解明に至った。この塩基配列を配列番号:1に示す。
(4) Screening of Genomic DNA Library Screening of the genomic DNA library was performed by the plaque hybridization method. Probe DN
A contains a 491 bp DNA fragment of acid phosphatase (LASAP1) expressed in a phosphate-deficient environment in a root of a lupine plant, which has been successfully isolated by the present inventors.
The fragment LAP493 was used. Probe DNA labeling and hybridization detection are performed by DIG Nucleic Acid
Hybridization and washing were performed at 60 ° C. according to the method of the Tection Kit (Roche Diagnostics). As a result of the screening, one positive plaque was isolated. A restriction enzyme cleavage map of the recombinant phage DNA purified from the isolated plaque was prepared and subjected to structural analysis.As a result, a lupine plant genomic DNA of about 11 kb length was inserted into the recombinant phage DNA. There was found.
Furthermore, the inserted fragment was digested with several types of restriction enzymes, subcloned into a plasmid vector, and the nucleotide sequence was analyzed. As a result, a genomic DNA sequence corresponding to the entire coding region of the cDNA of LASAP2 was found. According to the analysis of the present inventors, LASAP2 was compared with LASAP1 in comparing amino acid sequences.
It is known to be an acid phosphatase that has 61% homology and is inducibly secreted from the root in a phosphate-deficient environment. As a result of continued detailed analysis, the nucleotide sequence of 4492 bp of the entire gene structure including the entire transcription region of the LASAP2 gene and the upstream region that is thought to control transcription was determined. This nucleotide sequence is shown in SEQ ID NO: 1.

【0050】配列番号:1に示す配列中には、cDNA配列
との比較により、以下に示すような特徴的な配列を確認
することができた。LASAP2遺伝子がコードする分泌型酸
性フォスファターゼの翻訳開始コドンと考えられるATG
配列(配列番号:1の1420番目から1422番目までの配
列)、6個のイントロン挿入により7個に分断されたエ
キソンが判明した。更には、cDNAの5'末端が配列番号:
1の1415番目に相当しており、それより上流には配列番
号:1の1408番目から1410番目に存在するTAGが上記翻
訳開始コドンのATG配列と同一読み枠内の終止コドンで
あることから、完全長のコード配列が取得解明されてい
ることが再確認された。従って、遺伝子発現を制御する
プロモーターは、cDNAの5'末端である配列番号:1の14
15番目より上流に存在する1414bpであることが明確とな
り、本発明のプロモーターの構造を特定し、単離成功に
至った。
In the sequence shown in SEQ ID NO: 1, the following characteristic sequences were confirmed by comparison with the cDNA sequence. ATG considered as the translation initiation codon of secreted acid phosphatase encoded by LASAP2 gene
The sequence (sequences from the 1420th to 1422th of SEQ ID NO: 1) and exons divided into 7 by insertion of 6 introns were found. Furthermore, the 5 'end of the cDNA has SEQ ID NO:
The TAG present at positions 1408 to 1410 of SEQ ID NO: 1 is a stop codon in the same reading frame as the ATG sequence of the above translation initiation codon. It was reconfirmed that the full-length coding sequence had been obtained and clarified. Therefore, the promoter that controls gene expression is 14 'of SEQ ID NO: 1, which is the 5' end of the cDNA.
It became clear that it was 1414 bp that exists upstream from the 15th, and the structure of the promoter of the present invention was identified, and the isolation was successful.

【0051】その他、酵母においては、リン酸欠乏で誘
導される遺伝子群のプロモーターに共通に含まれるシス
エレメント配列が幾つか知られているが、そのうちの1
つCACGT(G/T) (Ogawaら(1995), Mol. Gen. Genet., v
ol.249:p406-)に相当する配列CACGTTが翻訳開始コドン
の上流185bp(配列番号:1の1235番目から1240番目ま
で)に存在した。この配列が実際に直接関与して、LASA
P2遺伝子の発現がリン酸欠乏時に高くなる現象をもたら
しているとは断定できないが、その可能性を考えること
はできる。トマトのリン酸欠乏で発現が誘導されるTPSI
1遺伝子は機能未知遺伝子ではあるが、そのプロモータ
ーにおいても、CACGT(G/T)配列が1つ含まれていた(Liu
ら(1997), Plant Mol. Biol., vol.33:p867-)。この
ことは、酵母のみならず植物においても、CACGT(G/T)配
列がリン酸欠乏で誘導される遺伝子のプロモーターの制
御因子として機能している可能性を強く示唆している。
In addition, in yeast, several cis element sequences commonly included in the promoters of a group of genes induced by phosphate deficiency are known.
CACGT (G / T) (Ogawa et al. (1995), Mol. Gen. Genet., V
ol.249: p406-), the sequence CACGTT was present 185 bp upstream of the translation initiation codon (from 1235 to 1240 in SEQ ID NO: 1). This sequence is actually directly involved in LASA
Although it cannot be concluded that the expression of the P2 gene causes a phenomenon that increases during phosphate deficiency, the possibility can be considered. TPSI expression is induced by phosphate deficiency in tomato
One gene is a gene of unknown function, but its promoter also contained one CACGT (G / T) sequence (Liu
(1997), Plant Mol. Biol., Vol. 33: p867-). This strongly suggests that the CACGT (G / T) sequence may function as a regulator of the promoter of a gene induced by phosphate deficiency not only in yeast but also in plants.

【0052】また、根で特異的に発現する遺伝子の多く
がそのプロモーターにRSEと称されるシスエレメント配
列を有することが知られている。RSE配列は、サイトウ
植物の根に特異発現するGRP1.8遺伝子のプロモーターで
見出されたroot specific expression(RSE)エレメン
トCAACTTTCATATCCATGT(Keller & Baumgartner(199
1), Plant Cell, vol.3:p1051-: Keller & Heierli
(1994), Plant Mol. Biol., vol.26:p747-)と類
似の配列を指す。LASAP2遺伝子プロモーターにおいて
も、RSE配列AAACTTGATAATAATGTが翻訳開始コドンの上流
に771bpの距離を置いて(配列番号:1の632番目から64
8番目まで)に存在した。
Many of the genes specifically expressed in roots
Has a cis element called RSE in its promoter.
It is known to have columns. The RSE sequence is
GRP1.8 gene promoter specifically expressed in plant roots
Foundrootspecific expression (RSE) element
CAACTTTCATATCCATGT (Keller & Baumgartner (199
1), Plant Cell, vol.3: p1051-: Keller & Heierli
(1994), Plant Mol. Biol., Vol.26: p747-)
Points to a similar array. In LASAP2 gene promoter
Also, the RSE sequence AAACTTGATAATAATGT is upstream of the translation initiation codon.
At a distance of 771 bp from the 632th to 64th of SEQ ID NO: 1.
Up to the 8th).

【0053】更に、土壌細菌Agrobacterium rhizogene
sのrolD遺伝子プロモーターにおいて見出された根特異
的発現をもたらすシスエレメント配列ATATT(Elmayan
& Tepfer(1995), Transgenic Res., vol.4:p388
-)がLASAP2遺伝子のプロモーターには8箇所(配列番
号:1の86番目から90番目まで、231番目から235番目ま
で、261番目から265番目まで、354番目から358番目ま
で、804番目から808番目まで、1219番目から1223番目ま
で、1257番目から1261番目まで、1268番目から1272番目
まで)含まれていた。これらシスエレメント配列がLASA
P2遺伝子プロモーターの根における発現の制御を担って
いる可能性が考えられる。
Furthermore, the soil bacterium Agrobacterium rhizogene
bring s root specific expression found in rolD gene promoter cis-elements array ATATT (Elmayan
& Tepfer (1995), Transgenic Res., Vol. 4: p388
-) Are in the LASAP2 gene promoter at 8 positions (86 to 90, 231 to 235, 261 to 265, 354 to 358, and 804 to 808 in SEQ ID NO: 1). , From 1219 to 1223, from 1257 to 1261, from 1268 to 1272). These cis element sequences are LASA
It may be responsible for controlling expression in the root of the P2 gene promoter.

【0054】その他、LASAP2遺伝子プロモーターには、
49アミノ酸残基をコードし得る短いオープンリーディン
グフレーム(配列番号:1の407番目から556番目まで)
が存在した。この領域は、AAC反復配列によりAsnが連続
するポリペプチドをコードする点で特徴的であり、酵母
のPHO81遺伝子産物との相同性が認められる。PHO81遺伝
子は、酵母の酸性フォスファターゼ遺伝子の発現を制御
する遺伝子として知られていることから、類似の遺伝子
発現制御機構がLASAP2遺伝子プロモーターにも存在して
いる可能性が示唆される。
In addition, the LASAP2 gene promoter includes:
Short open reading frame capable of encoding 49 amino acid residues (SEQ ID NO: 407 to 556)
There was. This region is characteristic in that it encodes a polypeptide in which Asn is continuous by an AAC repeat sequence, and has homology with the yeast PHO81 gene product. The PHO81 gene is known as a gene that controls the expression of the acid phosphatase gene in yeast, suggesting that a similar gene expression control mechanism may also be present in the LASAP2 gene promoter.

【0055】以上の結果から、単離したプロモーターが
その機能において十分な活性を有することが期待され
る。
From the above results, it is expected that the isolated promoter has a sufficient activity in its function.

【0056】 [実施例2]単離プロモーターによるLASAP2の発現 (1)発現ベクターの作成 配列番号:1に示すLASAP2遺伝子のプロモーターならび
に酸性フォスファターゼをコードする全配列4492bpをPC
Rにより増幅取得した。合成オリゴヌクレオチドプライ
マー5'-GATCAAAATAATTATAAATAGATAGGAAT-3'(LASAP2Pro
Fプライマー、配列番号:2)及び5'-GACACCCCTTATGCCT
TTTCAATTA-3'(LASAP2Rプライマー、配列番号:3)を
作成し、これらプライマーを用いて、上述のLASAP2遺伝
子を含むゲノムDNAクローンを鋳型とするPCR反応を
耐熱性DNAポリメラーゼLA-TaqTM(タカラ社)にて実施
した。反応液をアガロースゲル電気泳動に供し、目的の
増幅DNAをゲルより切り出し精製した。この増幅DNAの末
端を平滑化ならびにリン酸化処理を施した後に、制限酵
素SmaIでの切断ならびにアルカリフォスファターゼ処理
したpBI101.3(クロンテック社)と連結し、大腸菌DH5
α株を形質転換した。コロニーハイブリダイゼーション
法により、上流配列をインサートとして含む組換えプラ
スミドを保有するクローン3個を選別取得した。これら
クローンよりプラスミドDNAを調製し、インサート内部
の塩基配列を解析することにより、LASAP2遺伝子の全配
列が誤りなく挿入されていることが確認されたクローン
1個を選択し、発現ベクターとした。
[Example 2] Expression of LASAP2 using isolated promoter (1) Preparation of expression vector [0056] The promoter of LASAP2 gene shown in SEQ ID NO: 1 and the entire sequence 4492 bp encoding acid phosphatase were converted into PC
The amplification was obtained by R. Synthetic oligonucleotide primer 5'-GATCAAAATAATTATAAATAGATAGGAAT-3 '(LASAP2Pro
F primer, SEQ ID NO: 2) and 5'-GACACCCCTTATGCCT
TTTCAATTA-3 '(LASAP2R primer, SEQ ID NO: 3) was prepared, and using these primers, a PCR reaction using the above-mentioned genomic DNA clone containing the LASAP2 gene as a template was performed using a heat-resistant DNA polymerase LA-Taq (Takara Corporation). ). The reaction solution was subjected to agarose gel electrophoresis, and the target amplified DNA was cut out from the gel and purified. After blunting and phosphorylating the end of the amplified DNA, it was ligated with pBI101.3 (Clontech) which had been digested with the restriction enzyme SmaI and treated with alkaline phosphatase, and Escherichia coli DH5
The α strain was transformed. Three clones having a recombinant plasmid containing an upstream sequence as an insert were selectively obtained by colony hybridization. Plasmid DNAs were prepared from these clones, and the nucleotide sequence inside the insert was analyzed. One clone in which it was confirmed that the entire sequence of the LASAP2 gene was inserted without error was selected and used as an expression vector.

【0057】(2) LASAP2遺伝子を導入した形質転換
シロイヌナズナ植物の作成 実施例2(1)で作成したLASAP2遺伝子の全配列を含む
発現ベクターをアグロバクテリウム・ツメファシエンス
菌MP90株にエレクトロポレーション法を用いて移行させ
た。10%グリセロール溶液に懸濁したアグロバクテリウ
ム・ツメファシエンスMP90株菌体と発現ベクターDNA
を混合し、1mm幅のキュベット電極中で、25μF・600Ω・
1.8kV設定にて電気パルスを印可した後、25μg/mLのカ
ナマイシンと50μg/mLのリファンピシンを添加したLB寒
天培地(1%バクトトリプトン,0.5%酵母抽出物,0.5
%塩化ナトリウム,1.2%バクトアガー)上で、28℃,2
日間培養し、pBI101.3ベクター上のカナマイシン耐性遺
伝子に起因するカナマイシン耐性を示す菌体のコロニー
を選抜した。次いで、この発現ベクターを有するアグロ
バクテリウム・ツメファシエンス菌を50μg/mLのリファ
ンピシンと25μg/mLのカナマイシンを添加したLB液体培
地(1%バクトトリプトン,0.5%酵母抽出物,0.5%塩
化ナトリウム)で、28℃,16時間培養した培養液を用意
した。
(2) Preparation of Transformed Arabidopsis Plant Introduced LASAP2 Gene The expression vector containing the entire sequence of the LASAP2 gene prepared in Example 2 (1) was electroporated to Agrobacterium tumefaciens strain MP90. And transferred. Agrobacterium tumefaciens MP90 strain suspended in 10% glycerol solution and expression vector DNA
And 25μF ・ 600Ω ・ in a 1mm width cuvette electrode
After applying an electric pulse at a setting of 1.8 kV, an LB agar medium (1% bactotryptone, 0.5% yeast extract, 0.5% yeast extract, 0.5 μg / mL kanamycin and 50 μg / mL rifampicin) was added.
% Sodium chloride, 1.2% Bactoagar) at 28 ° C, 2
After culturing for one day, a colony of cells showing kanamycin resistance due to the kanamycin resistance gene on the pBI101.3 vector was selected. Then, Agrobacterium tumefaciens having this expression vector was added to LB liquid medium (1% bactotryptone, 0.5% yeast extract, 0.5% sodium chloride) supplemented with 50 μg / mL rifampicin and 25 μg / mL kanamycin. A culture solution cultured at 28 ° C. for 16 hours was prepared.

【0058】シロイヌナズナは、種子を1%アンチホル
ミンで滅菌した後、1%ショ糖と0.4%ゲランガムを
添加したMS寒天培地(Murashige & Skoog(1962), Phy
siol. Plant, vol.15:p473-)に播種して、25℃、14日
間生育させた。生育させたシロイヌナズナは、胚軸部を
切り出して、CIM培地(0.5mg/L 2,4D、0.05mg/L カイ
ネチン、2%グルコース、0.4%ゲランガムを添加したB5
寒天培地(Gamborgら(1968), Exp. Cell Res., vol.5
0:p151-))に置床し、25℃,6日間暗所で培養した。こ
の胚軸を、上記の発現ベクターを有するアグロバクテリ
ウム・ツメファシエンス菌培養液と混和した後、再度CI
M培地に置いて、25℃、2日間暗所で共培養して感染を行
なわせた。
Arabidopsis was prepared by sterilizing seeds with 1% antiformin, and then adding an MS agar medium (Murashige & Skoog (1962), Phy) supplemented with 1% sucrose and 0.4% gellan gum.
siol. Plant, vol. 15: p473-), and grown at 25 ° C. for 14 days. For the grown Arabidopsis thaliana, the hypocotyl was cut out, and CIM medium (0.5 mg / L 2,4D, 0.05 mg / L kinetin, 2% glucose, 0.4% gellan gum was added to B5
Agar medium (Gamborg et al. (1968), Exp. Cell Res., Vol.5)
0: p151-)), and cultured in the dark at 25 ° C. for 6 days. The hypocotyl was mixed with an Agrobacterium tumefaciens culture solution having the above expression vector, and then
Infection was performed by co-culturing in M medium at 25 ° C. for 2 days in the dark.

【0059】除菌のために胚軸は、150μg/mLのクラフ
ォランと2%グルコースを含むB5液体培地中で5時間振と
う洗浄した。洗浄後の胚軸は、形質転換植物を分化さ
せ、pBI101.3ベクター上のカナマイシン耐性遺伝子に起
因してカナマイシン耐性を示す植物体の選抜を行なうた
めに、SIM培地(2mg/L ゼアチン、0.2mg/L IBA、150
μg/mL クラフォラン、50μg/mL カナマイシン、2
%グルコース、0.4%ゲランガムを含むB5寒天培地)に1
週間ごとに植え継いだ。更に、選抜した形質転換植物体
を1%ショ糖と0.8%寒天を添加したMS固形培地上
に移植することにより、形質転換植物体からの発根を行
なわせた。
For eradication, the hypocotyl was washed by shaking for 5 hours in a B5 liquid medium containing 150 μg / mL claforan and 2% glucose. After washing, hypocotyls were cultured in SIM medium (2 mg / L zeatin, 0.2 mg) to differentiate transformed plants and to select plants showing kanamycin resistance due to the kanamycin resistance gene on the pBI101.3 vector. / L IBA, 150
μg / mL claforan, 50 μg / mL kanamycin, 2
1% on B5 agar medium containing 4% glucose, 0.4% gellan gum)
Planted every week. Further, rooting from the transformed plant was performed by transplanting the selected transformed plant on an MS solid medium supplemented with 1% sucrose and 0.8% agar.

【0060】 (3)導入LASAP2遺伝子の誘導発現性の評価 発根した形質転換シロイヌナズナ植物体を標準リン処理
区、リン欠如処理区のそれぞれに移植し、6日間の水耕
栽培を行なった後、根組織を採取した。それぞれの処理
区から採取した根の切片を試料にして、導入遺伝子の発
現を調査した。各々の根試料からRNeasy Plant Kit
(キアゲン社)を用いて抽出した全RNAをOligotexTM-dT
30 mRNA purification kit(タカラ社)によって精
製し、mRNAを調製した。次いでmRNA各1μgをゲル電気
泳動に供し、ハイブリダイゼ−ション用メンブレンにブ
ロッティングして、ノーザンハイブリダイゼーション法
により遺伝子転写物の検出を実施した。プローブDNAに
は、LASAP2遺伝子の全配列4492bpのPCR増幅産物(実施
例2(1)に記載)を制限酵素SalI(認識サイトは、配
列番号:1の3847番目から3852番目)で切断し、アガロ
ースゲル電気泳動に供し、645bpの断片(配列番号:1
の3848番目から4492番目)をゲルより切り出し精製した
DNAを用いた。プローブDNAの標識とハイブリダイゼーシ
ョンの検出は、DIG Nucleic Acid Detection Kit
(ロシュ・ダイアグノスティックス社)の方法に従い、
ハイブリダイゼーションと洗浄は60℃で実施した。その
結果、リン欠如処理区で栽培した形質転換植物体の根由
来試料には、遺伝子転写物の強いシグナルが検出された
のに対して、標準リン処理区で栽培した形質転換植物体
の根由来試料には、シグナルがほとんど認められなかっ
た。このことは、リン酸欠乏環境下の根において、導入
したLASAP2遺伝子が誘導的に発現していることを示して
おり、単離したプロモーターが所与の遺伝子発現制御を
もたらすに機能的に十分であることが裏付けられた。
(3) Evaluation of Induced Expression of the Introduced LASAP2 Gene The rooted transformed Arabidopsis thaliana plants were transplanted into a standard phosphorus-treated group and a phosphorus-deficient group, and after 6 days of hydroponic cultivation, Root tissue was collected. Root sections collected from each treatment were used as samples to examine the expression of the transgene. RNeasy Plant Kit from each root sample
Total RNA extracted using (Qiagen) was extracted using Oligotex -dT
Purified with 30 mRNA purification kit (Takara) to prepare mRNA. Next, 1 μg of each mRNA was subjected to gel electrophoresis, blotted on a hybridization membrane, and the gene transcript was detected by Northern hybridization. The probe DNA was digested with the restriction enzyme SalI (recognition site: 3847th to 3852th of SEQ ID NO: 1) of the PCR amplification product of 4492 bp of the entire sequence of the LASAP2 gene (described in Example 2 (1)). The gel was subjected to gel electrophoresis, and a 645 bp fragment (SEQ ID NO: 1) was used.
3848 to 4492) was cut out from the gel and purified.
DNA was used. For labeling of probe DNA and detection of hybridization, use the DIG Nucleic Acid Detection Kit
(Roche Diagnostics)
Hybridization and washing were performed at 60 ° C. As a result, a strong signal of the gene transcript was detected in the root-derived sample of the transformed plant cultivated in the phosphorus-deficient treatment, whereas the root-derived sample of the transformed plant cultivated in the standard phosphorus-treated treatment was detected. Little signal was observed in the sample. This indicates that the introduced LASAP2 gene is inducibly expressed in the root under phosphate-deficient environment, and that the isolated promoter is functionally sufficient to provide a given gene expression control. That was supported.

【0061】[実施例3]プロモーター活性の解析 (1)LASAP2遺伝子上流配列−GUSキメラ遺伝子の作成 上記のLASAP2遺伝子の翻訳開始コドンより上流の配列14
22bp(配列番号:1の1番目から1422番目)のみをPCRに
より増幅取得するために、合成オリゴヌクレオチドプラ
イマー5'- GATCAAAATAATTATAAATAGATAGGAAT -3'(LASAP
2ProFプライマー、配列番号:2)及び5'-CATTTCTGAATC
CTATTGATTCTCAA-3'(LASAP2ProRプライマー、配列番
号:4)を作成した。これらプライマーを用いて、上述
のLASAP2遺伝子を含むゲノムDNAクローンを鋳型とす
るPCR反応を耐熱性DNAポリメラーゼLA-TaqTM(タカラ
社)にて実施して、目的の上流配列DNAを増幅し、アガ
ロースゲル電気泳動を行ない、増幅DNAをゲルより切り
出し精製した。この増幅DNAの末端を平滑化ならびにリ
ン酸化処理を施した後に、制限酵素SmaIでの切断ならび
にアルカリフォスファターゼ処理をしたpBI101.3(クロ
ンテック社)と連結し、大腸菌DH5α株を形質転換し
た。コロニーハイブリダイゼーション法により、上流配
列をインサートとして含む組換えプラスミドを保有する
クローン5個を選別取得した。これらクローンよりプラ
スミドDNAを調製し、インサート内部ならびに挿入領域
周辺の塩基配列を解析することにより、LASAP2遺伝子の
上流配列がGUSコード配列に対して順方向に挿入され、
かつ、GUSコード配列の読み枠がLASAP2遺伝子の翻訳開
始コドンから連続する、いわゆるtranslational fusion
の形になっていることが確認されたキメラ遺伝子クロー
ン1個を選択し、発現ベクターとした。
Example 3 Analysis of Promoter Activity (1) Preparation of LASAP2 Gene Upstream Sequence-GUS Chimera Gene Sequence 14 upstream of the above-mentioned LASAP2 gene translation initiation codon
In order to amplify and obtain only 22 bp (1st to 1422th of SEQ ID NO: 1) by PCR, a synthetic oligonucleotide primer 5'-GATCAAAAATAATTATAAATAGATAGGAAT-3 '(LASAP
2ProF primer, SEQ ID NO: 2) and 5'-CATTTCTGAATC
CTATTGATTCTCAA-3 ′ (LASAP2ProR primer, SEQ ID NO: 4) was prepared. Using these primers, a PCR reaction using the above-mentioned genomic DNA clone containing the LASAP2 gene as a template was performed with a heat-resistant DNA polymerase LA-Taq (Takara) to amplify the target upstream sequence DNA, Gel electrophoresis was performed, and the amplified DNA was cut out of the gel and purified. After the ends of the amplified DNA were subjected to blunting and phosphorylation treatment, the amplified DNA was ligated with pBI101.3 (Clontech) which had been digested with the restriction enzyme SmaI and treated with alkaline phosphatase to transform Escherichia coli DH5α strain. Five clones having a recombinant plasmid containing an upstream sequence as an insert were selectively obtained by colony hybridization. By preparing plasmid DNA from these clones and analyzing the base sequence inside the insert and around the insertion region, the upstream sequence of the LASAP2 gene is inserted in the forward direction with respect to the GUS coding sequence,
In addition, the reading frame of the GUS coding sequence is continuous from the translation initiation codon of the LASAP2 gene, so-called translational fusion.
Was selected and used as an expression vector.

【0062】 (2)キメラ遺伝子の植物体への導入及び解析 実施例3(1)で作成したキメラ遺伝子を含む発現ベク
ターをアグロバクテリウム・ツメファシエンス菌MP90株
に移行させ、実施例2(2)に記載した方法により、シ
ロイヌナズナ植物に導入した。選抜した形質転換植物体
は、1%ショ糖と0.8%寒天を添加したMS固形培地
上に移植することにより、発根を行なわせた。
(2) Introduction and Analysis of Chimeric Gene into Plant Body The expression vector containing the chimeric gene prepared in Example 3 (1) was transferred to Agrobacterium tumefaciens strain MP90, and Example 2 (2) Was introduced into Arabidopsis thaliana plants by the method described in (1). The selected transformed plants were rooted by transplanting them onto an MS solid medium supplemented with 1% sucrose and 0.8% agar.

【0063】 (3)GUS発現解析によるプロモーター活性の評価 発根した形質転換植物体を標準リン処理区、リン欠如処
理区のそれぞれに移植し、16日間の水耕栽培を行なった
後、根組織を採取した。それぞれの処理区から採取した
根の切片を固定液(0.3%ホルムアルデヒド、10mM MES
(pH5.6)、0.3M マニトール)に浸漬し、真空ポンプ
で1分間吸引処理後、室温で1時間放置した。切片を50
mMリン酸緩衝液(pH7.0)で数回洗浄し、1mMのX-gl
uc(5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D-glucronic aci
d)を含む50mMリン酸緩衝液(pH7.0)に浸漬し、真空ポ
ンプで1分間吸引処理後、37℃で一晩インキュベートし
た。その結果、リン欠如処理区で栽培した形質転換植物
体の根全体にX-glucの分解によって生ずる青色着色細胞
が観察された。標準リン処理区で栽培した形質転換植物
体の根では、比較的弱い青色着色が認められた。この結
果により、単離したプロモーターが所与の様式で目的遺
伝子の発現制御をもたらすに機能的に十分であることが
実証された。
(3) Evaluation of Promoter Activity by GUS Expression Analysis The rooted transformed plant was transplanted to each of a standard phosphorus treatment section and a phosphorus-deficient section, and after 16 days of hydroponic cultivation, the root tissue was Was collected. Root sections collected from each treatment were fixed with a fixative (0.3% formaldehyde, 10 mM MES).
(PH 5.6), 0.3 M mannitol), and a vacuum treatment was performed for one minute, followed by standing at room temperature for one hour. 50 sections
Wash several times with 1 mM phosphate buffer (pH 7.0) and add 1 mM X-gl
uc (5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D-glucronic aci
It was immersed in a 50 mM phosphate buffer (pH 7.0) containing d), subjected to suction treatment with a vacuum pump for 1 minute, and then incubated at 37 ° C. overnight. As a result, blue colored cells generated by the decomposition of X-gluc were observed throughout the roots of the transformed plant cultivated in the phosphorus-deficient treatment. In the roots of the transformed plants cultivated in the standard phosphorus treatment plot, relatively weak blue coloring was observed. The results demonstrated that the isolated promoter was functionally sufficient to effect regulation of expression of the gene of interest in a given fashion.

【0064】[0064]

【発明の効果】本発明により、植物の根に特異的におよ
び/またはリン酸濃度変化によって誘導的に遺伝子の発
現を制御するのに有用なプロモーターとして機能するD
NA、該プロモーターを含む発現ベクター、該発現ベク
ターを導入した形質転換細胞及び形質転換植物体、更に
は該プロモーターの制御下にある遺伝子の発現量を調節
する方法が提供される。形質転換植物体において、本発
明のプロモーターを機能させることにより、根組織で特
異的におよび/またはリン酸欠乏環境に応じて目的遺伝
子を発現させることができる。目的遺伝子としては、あ
らゆる遺伝子の選択が可能であるが、例えば、リン酸そ
の他の栄養吸収関連遺伝子、栄養飢餓耐性遺伝子、旱魃
耐性遺伝子、耐病原菌性遺伝子、耐虫性遺伝子などを選
択した場合は、多様な不良土壌にも適応性の高い植物を
育成することが可能となる。
Industrial Applicability According to the present invention, D that functions as a promoter useful for controlling gene expression specifically in plant roots and / or inducibly by changes in phosphate concentration.
The present invention provides NA, an expression vector containing the promoter, transformed cells and transformed plants into which the expression vector has been introduced, and a method for regulating the expression level of a gene under the control of the promoter. By causing the promoter of the present invention to function in a transformed plant, a target gene can be expressed specifically in root tissue and / or in response to a phosphate-deficient environment. As the target gene, any gene can be selected.For example, when a gene related to phosphate or other nutrient absorption, a nutrient starvation resistance gene, a drought resistance gene, a pathogen resistance gene, an insect resistance gene, or the like is selected. In addition, it is possible to grow plants that are highly adaptable to a variety of poor soils.

【0065】更に、該プロモーターの制御下にある目的
遺伝子の発現量を調節する方法によって、目的遺伝子の
産物であるタンパク質やその働きによって細胞内で生じ
る物質を効率的に生産させることができ、この生産に
は、形質転換細胞あるいはその細胞からなる毛状根など
組織の培養物、あるいは形質転換植物体の栽培収穫物が
利用可能となる。
Further, by controlling the expression level of the target gene under the control of the promoter, it is possible to efficiently produce a protein which is a product of the target gene and a substance which is produced in a cell by the action thereof. For production, a culture of a transformed cell or a tissue such as a hairy root comprising the cell, or a cultivated harvest of a transformed plant can be used.

【0066】加えて、本発明のプロモーターに他の発現
制御配列、例えば、薬剤に応答して抑制が解除されるレ
プレッサー配列などを連結することにより、薬剤に応答
し、かつ特定の様式で遺伝子発現を誘導するプロモータ
ーの構築が可能になる。
In addition, other expression control sequences, such as a repressor sequence whose repression is released in response to a drug, are linked to the promoter of the present invention to respond to the drug and to express the gene in a specific manner. The construction of a promoter that induces expression becomes possible.

【0067】[0067]

【配列表】 SEQUENCE LISTING <110> MITSUI CHEMICALS, INC <120> Promoter of the acid phosphatase gene <130> 31000037 <160> 3 <170> PatentIn Ver. 2.1 <210> 1 <211> 4492 <212> DNA <213> Lupinus albus L. c.v. Kievskij <220> <221> promoter <222> (1)..(1414) <220> <221> TATA#signal <222> (1330)..(1337) <220> <221> CDS <222> (1420)..(1794) <220> <221> intron <222> (1795)..(1885) <220> <221> CDS <222> (1886)..(1997) <220> <221> intron <222> (1998)..(2304) <220> <221> CDS <222> (2305)..(2528) <220> <221> intron <222> (2529)..(2753) <220> <221> CDS <222> (2754)..(2892) <220> <221> intron <222> (2893)..(3163) <220> <221> CDS <222> (3164)..(3384) <220> <221> intron <222> (3385)..(3693) <220> <221> CDS <222> (3694)..(3812) <220> <221> intron <222> (3813)..(3883) <220> <221> CDS <222> (3884)..(4082) <400> 1 gatcaaaata attataaata gataggaatg ccataaaaaa atagatgtat taccgtgttt 60 gagttcttta agttaatcag ctaatatatt ttcattgtct gcttattttc ttcacctagt 120 actagcatgc attaggggtg ttcgcggtcc atttggatcg gtttttaggc aaacaatcat 180 ctgatccaaa catgtaatta acatgtggtg cagtctgatc tgatctgttt atattatgat 240 gtccaatcca atctgtccat atattatata tagtttcggt tcgatttgga tctgtttttt 300 taaataaaag aattaaataa cacatacact cgacactcat tcaaaatgac taaatattaa 360 acataaaaaa atagtgtcca acaacatcac aataacatta aaaaaaatgt ccacgacatt 420 aaaagtaaat agtagcaaaa aacaacaaaa acaccacgac aataactgta aagtgaacaa 480 caacaataaa ttaaacatca atagcaacaa caacaacaac aataacaaca acaagacatc 540 aacaacatca gtatgagcat gcaacatgat ttaaacaact agctagatag tgctgaacga 600 tgactaatga caataaaact attagggcat taaacttgat aataatgtat ctaatcagag 660 tagcactgaa atcttcttct ttttgtttct ttttgttgcg ggattggttc aagttcttaa 720 aaatgtatca aattaatcaa tatgattttt aaaaaaaata gcaacatata catgtgttat 780 agaatttaat aaataaataa aatatatttc ccaagttttt ctaagtcttc cgatagctct 840 tcaacatccg ttgcaattga ggacgagcga aaccaatttt gtgcgaatac taaagcttca 900 tctgctaagt ctggaagata cttaaaaggg ttacgcacct aaataatttc ggtccggtct 960 ggatccaaga ggtgaaatcg aaaaccggac tagaccgatc ggtctttaaa aaatagtttt 1020 tgcagttttg ctctattttg gatcagtttt cggttttatt tttggaccgg tttggacccc 1080 cttattgtta ttattatgaa tgtgcttggc ctcaaccatg ccataagcag cggctcaaag 1140 ccaaaagtca agtcttagcc gaagctgtcc attgttttgg aagtaaagca tgaaacaacc 1200 aatgctacat acaagattat atttcctaca aggacacgtt atttagttga cctcttatat 1260 tgtctgaata ttcctggtaa tatgctgatg ttactacgtt tgcattctat tatactaata 1320 acaaatgact ataaatacac cacaccaaac cacatatata catcaagcat gcacatcgag 1380 aaaaagtagt gtggccttga gaatcaatag gattcagaa atg aaa atg ggt tat 1434 Met Lys Met Gly Tyr 1 5 agt agt ttt gtt gca ata gct ttg ttg atg agt gta gtg gtt gtt tgc 1482 Ser Ser Phe Val Ala Ile Ala Leu Leu Met Ser Val Val Val Val Cys 10 15 20 aat gga ggc aag acc agc act tat gtg agg aat ctt att gag aag cca 1530 Asn Gly Gly Lys Thr Ser Thr Tyr Val Arg Asn Leu Ile Glu Lys Pro 25 30 35 gtg gat atg cca ctt gat agt gat gcc ttc gct att cct cct ggt tat 1578 Val Asp Met Pro Leu Asp Ser Asp Ala Phe Ala Ile Pro Pro Gly Tyr 40 45 50 aat gcc ccc cag cag gtt cat ata aca caa ggt gac ctt gtg ggc caa 1626 Asn Ala Pro Gln Gln Val His Ile Thr Gln Gly Asp Leu Val Gly Gln 55 60 65 gca atg atc ata tca tgg gtc aca gtg gat gaa cct ggc tcc aac caa 1674 Ala Met Ile Ile Ser Trp Val Thr Val Asp Glu Pro Gly Ser Asn Gln 70 75 80 85 gtc att tat tgg agt gat agt agt ctc caa aat ttc aca gct gaa gga 1722 Val Ile Tyr Trp Ser Asp Ser Ser Leu Gln Asn Phe Thr Ala Glu Gly 90 95 100 gaa gtt ttt act tac acg tac tac aat tac act tct ggt ttt att cat 1770 Glu Val Phe Thr Tyr Thr Tyr Tyr Asn Tyr Thr Ser Gly Phe Ile His 105 110 115 cac acc acc atc aca aat ttg gag gtactcactc tatattctat tccatcaatg 1824 His Thr Thr Ile Thr Asn Leu Glu 120 125 tttctcttgc atcaattttt gctgatactc ctatatttta cgtgctttga tttatgggca 1884 g ttt gac act aca tat tac tat gag gtt gga att gga aac acc aca cgg 1933 Phe Asp Thr Thr Tyr Tyr Tyr Glu Val Gly Ile Gly Asn Thr Thr Arg 130 135 140 cag ttt tgg ttt ata act cct cct gaa gtt ggt ctt gat gtg cca tac 1981 Gln Phe Trp Phe Ile Thr Pro Pro Glu Val Gly Leu Asp Val Pro Tyr 145 150 155 aca ttt ggt atc ata g gtatgtact attattattc atagttgaca ttttattatt 2036 Thr Phe Gly Ile Ile 160 gcatttctta taagaagaaa cttcacaaca aacatctcaa gttataatag aaacatgatt 2096 aaatgatatt cctaaacatt aaagggagca aatcacaaac aaataaacct atgaacttta 2156 gaaatatccc aatccaaaaa gattttgtat aatgaaccaa gtgccacaca ggatcctcat 2216 tgaccttatt gattttgcta tttttgcttc ctcgatcaac aaatcctcac aatattatct 2276 caattccttt atatggcact atttgtag gg gat ctt ggt cag act ttt gat tca 2330 Gly Asp Leu Gly Gln Thr Phe Asp Ser 165 170 aat acg acc ctc act cac tat caa aac agt aac gga acg gcc cta ctg 2378 Asn Thr Thr Leu Thr His Tyr Gln Asn Ser Asn Gly Thr Ala Leu Leu 175 180 185 tat gtt gga gac ctt tct tat gca gat gac tat cca tat cat gat aat 2426 Tyr Val Gly Asp Leu Ser Tyr Ala Asp Asp Tyr Pro Tyr His Asp Asn 190 195 200 gtt agg tgg gac acc tgg gga agg ttt aca gaa aga agt gct gct tat 2474 Val Arg Trp Asp Thr Trp Gly Arg Phe Thr Glu Arg Ser Ala Ala Tyr 205 210 215 caa cct tgg ata tgg acc gca gga aac cat gaa att gat ttt gat cta 2522 Gln Pro Trp Ile Trp Thr Ala Gly Asn His Glu Ile Asp Phe Asp Leu 220 225 230 235 caa att gtaaacttct gccagtaata gatttaattt gttgttaact tttagaagag 2578 Gln Ile ctatataatt ttttcattat tatgttttta acaataaatc ataacggttg tgtaacgcat 2638 ttttcaactc caaataaaag taaatagtaa tattttgaca tatattgatt gcatttttca 2698 actccaaatg ttagtaaata gtaatgcttt gacatatatt ggtaatttat tacag ggg 2756 Gly gaa aca caa cca ttt aag cct ttt tcc act cgt tac cat act cct tat 2804 Glu Thr Gln Pro Phe Lys Pro Phe Ser Thr Arg Tyr His Thr Pro Tyr 240 245 250 gaa gca tca caa agt act gaa ccg ttc tat tat tca atc aag aga ggc 2852 Glu Ala Ser Gln Ser Thr Glu Pro Phe Tyr Tyr Ser Ile Lys Arg Gly 255 260 265 270 cca gca cat gtt att gta ttg gca aca tac tca gct ttt g gtaaggcca 2901 Pro Ala His Val Ile Val Leu Ala Thr Tyr Ser Ala Phe 275 280 aatacgtgaa tttgcatgat acgtaaatat atatggagaa cacttttaat tgtgattgtg 2961 atgctctcat agtagcattt atctataact cgtaaagcat catgttctat ggtgtgtgtg 3021 agttgcaaac atataaactt ggtttgtttt cagtgcacta tgtaattgct tggattaaat 3081 gcgtgcataa attgtaatgt tgattcttat agtggtatat atatatacat atatctcaac 3141 aaaatggaat cttcattttt ag ga tat tct acc ttg caa tac aaa tgg ctt 3192 Gly Tyr Ser Thr Leu Gln Tyr Lys Trp Leu 285 290 aca gca gaa ttg cca aaa gtt aat agg tca gag act tcc tgg ttg atc 3240 Thr Ala Glu Leu Pro Lys Val Asn Arg Ser Glu Thr Ser Trp Leu Ile 295 300 305 gtt ctc atg cat gca cct tgg tat aat agc tac aat aat cat tat atg 3288 Val Leu Met His Ala Pro Trp Tyr Asn Ser Tyr Asn Asn His Tyr Met 310 315 320 325 gaa gga gaa cca atg aga gta ata tat gag tcc ttg ttt ctg aaa tac 3336 Glu Gly Glu Pro Met Arg Val Ile Tyr Glu Ser Leu Phe Leu Lys Tyr 330 335 340 aag gtt gat gtt gtg ttt gct ggt cat gtt cat gca tat gaa cga tct 3384 Lys Val Asp Val Val Phe Ala Gly His Val His Ala Tyr Glu Arg Ser 345 350 355 gtaagtgcta atgctccacc tcattaagct atttaaaacg tcaattattc ttttaatcac 3444 atcatgcctt tgaaaaccac aagtataaat catgtatcat tatgcatccc ttcaaacttg 3504 aaaagataac tatacaataa agtgtttgtt attgttagta aatacacaaa atagagtaca 3564 aaaatattgc acatataatt catttcacta acattcacat tcgtttaagt ttatacttga 3624 tatgctttcc tccccaaaaa aaggattttg gtcttgtttt cggtgagaat ctatttgttt 3684 atgtatcag gaa cgc gtc tca aat aac aaa tat aat att aca aat ggt att 3735 Glu Arg Val Ser Asn Asn Lys Tyr Asn Ile Thr Asn Gly Ile 360 365 370 tgt act cct gtg aaa gat ata aca gct cct ata tat ata acc aat ggg 3783 Cys Thr Pro Val Lys Asp Ile Thr Ala Pro Ile Tyr Ile Thr Asn Gly 375 380 385 gat gga gga aac cta gaa ggc tta gca ac gtaagttgtat aaaataataa 3833 Asp Gly Gly Asn Leu Glu Gly Leu Ala Thr 390 395 tagttacatt tatgtcgacc attcagattt aaacatgatt tcttttacag c atg aaa 3890 Met Lys caa cca caa cct tca tac tca gca tat aga gag gca agc ttt gga cat 3938 Gln Pro Gln Pro Ser Tyr Ser Ala Tyr Arg Glu Ala Ser Phe Gly His 400 405 410 415 ggc att ttt gca ata aaa aat cga aca cat gct cac tat agc tgg aac 3986 Gly Ile Phe Ala Ile Lys Asn Arg Thr His Ala His Tyr Ser Trp Asn 420 425 430 agg aat caa gat gga tat gct gtg gag gct gat aaa ttg tgg ttg ttc 4034 Arg Asn Gln Asp Gly Tyr Ala Val Glu Ala Asp Lys Leu Trp Leu Phe 435 440 445 aat aga tac tgg aac cca ctt aat gat tcc aca att cac ata cct tga 4082 Asn Arg Tyr Trp Asn Pro Leu Asn Asp Ser Thr Ile His Ile Pro 450 455 460 taccaagatt tataatgttc tcttgagtga aataaacaaa tatggtttga ataaattcat 4142 gatttggtaa ttgaatgtat gtcattacca atatataaca cttaatattg cagttgtttt 4202 gtttttctac tctctatctt tgtatatttc cgattatttc ggatatcctc gaccggccta 4262 ttctaatttg tatctctgtc acattaatac gatttacttt ctttttctca taatactttt 4322 cttcggtaaa ctatcgtttg atctccttca tttttatgct aatcagataa aattttaaat 4382 tgttacccat taataatata gcgaggcaca agtctaaagg gaagttggtg taattgcatg 4442 cttgtttttt ttataagcaa aaatataatt gaaaaggcat aaggggtgtc 4492 <210> 2 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence:oligo nucleotide primer LASAP2ProF <400> 2 gatcaaaata attataaata gataggaat 29 <210> 3 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence:oligo nucleotide primer LASAP2R <400> 3 gacacccctt atgccttttc aatta 25 <210> 4 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence:oligo nucleotide primer LASAP2ProR <400> 4 catttctgaa tcctattgat tctcaa 26[Sequence List] SEQUENCE LISTING <110> MITSUI CHEMICALS, INC <120> Promoter of the acid phosphatase gene <130> 31000037 <160> 3 <170> PatentIn Ver. 2.1 <210> 1 <211> 4492 <212> DNA < 213> Lupinus albus L. cv Kievskij <220> <221> promoter <222> (1) .. (1414) <220> <221> TATA # signal <222> (1330) .. (1337) <220> < 221> CDS <222> (1420) .. (1794) <220> <221> intron <222> (1795) .. (1885) <220> <221> CDS <222> (1886) .. (1997) <220> <221> intron <222> (1998) .. (2304) <220> <221> CDS <222> (2305) .. (2528) <220> <221> intron <222> (2529). . (2753) <220> <221> CDS <222> (2754) .. (2892) <220> <221> intron <222> (2893) .. (3163) <220> <221> CDS <222> (3164) .. (3384) <220> <221> intron <222> (3385) .. (3693) <220> <221> CDS <222> (3694) .. (3812) <220> <221> intron <222> (3813) .. (3883) <220> <221> CDS <222> (3884) .. (4082) <400> 1 gatcaaaata attataaata gataggaatg ccataaaaaa atagatgtat taccgtgttt 60 gagttcttta agttaatcag ctaatatatt ttcatgctagtct gctgtagattc 120 ttcgcggtcc atttggatcg gtttt taggc aaacaatcat 180 ctgatccaaa catgtaatta acatgtggtg cagtctgatc tgatctgttt atattatgat 240 gtccaatcca atctgtccat atattatata tagtttcggt tcgatttgga tctgtttttt 300 taaataaaag aattaaataa cacatacact cgacactcat tcaaaatgac taaatattaa 360 acataaaaaa atagtgtcca acaacatcac aataacatta aaaaaaatgt ccacgacatt 420 aaaagtaaat agtagcaaaa aacaacaaaa acaccacgac aataactgta aagtgaacaa 480 caacaataaa ttaaacatca atagcaacaa caacaacaac aataacaaca acaagacatc 540 aacaacatca gtatgagcat gcaacatgat ttaaacaact agctagatag tgctgaacga 600 tgactaatga caataaaact attagggcat taaacttgat aataatgtat ctaatcagag 660 tagcactgaa atcttcttct ttttgtttct ttttgttgcg ggattggttc aagttcttaa 720 aaatgtatca aattaatcaa tatgattttt aaaaaaaata gcaacatata catgtgttat 780 agaatttaat aaataaataa aatatatttc ccaagttttt ctaagtcttc cgatagctct 840 tcaacatccg ttgcaattga ggacgagcga aaccaatttt gtgcgaatac taaagcttca 900 tctgctaagt ctggaagata cttaaaaggg ttacgcacct aaataatttc ggtccggtct 960 ggatccaaga ggtgaaatcg aaaaccggac tagaccgatc ggtctttaaa aaatagtttt 102 0 tgcagttttg ctctattttg gatcagtttt cggttttatt tttggaccgg tttggacccc 1080 cttattgtta ttattatgaa tgtgcttggc ctcaaccatg ccataagcag cggctcaaag 1140 ccaaaagtca agtcttagcc gaagctgtcc attgttttgg aagtaaagca tgaaacaacc 1200 aatgctacat acaagattat atttcctaca aggacacgtt atttagttga cctcttatat 1260 tgtctgaata ttcctggtaa tatgctgatg ttactacgtt tgcattctat tatactaata 1320 acaaatgact ataaatacac cacaccaaac cacatatata catcaagcat gcacatcgag 1380 aaaaagtagt gtggccttga gaatcaatag gattcagaa atg aaa atg ggt tat 1434 Met Lys Met Gly Tyr 1 5 agt agt ttt gtt gca ata gct ttg ttg atg agt gta gtg gtt gtt tgc 1482 Ser Ser Phe Val Ala Ile Ala Leu Leu Met Ser Val Val Val Val Cys 10 15 20 aat gga ggc aag acc agc act tat gtg agg aat ctt att gag aag cca 1530 Asn Gly Gly Lys Thr Ser Thr Tyr Val Arg Asn Leu Ile Glu Lys Pro 25 30 35 gtg gat atg cca ctt gat agt gat gcc ttc gct att cct cct ggt tat 1578 Val Asp Met Pro Leu Asp Ser Asp Ala Phe Ala Ile Pro Pro Gly Tyr 40 45 50 aat gcc ccc cag cag gtt cat ata aca caa ggt gac ctt gt g ggc caa 1626 Asn Ala Pro Gln Gln Val His Ile Thr Gln Gly Asp Leu Val Gly Gln 55 60 65 gca atg atc ata tca tgg gtc aca gtg gat gaa cct ggc tcc aac caa 1674 Ala Met Ile Ile Ser Trp Val Thr Val Asp Glu Pro Gly Ser Asn Gln 70 75 80 85 gtc att tat tgg agt gat agt agt ctc caa aat ttc aca gct gaa gga 1722 Val Ile Tyr Trp Ser Asp Ser Ser Leu Gln Asn Phe Thr Ala Glu Gly 90 95 100 gaa gtt ttt act tac acg tac tac aat tac act tct ggt ttt att cat 1770 Glu Val Phe Thr Tyr Thr Tyr Tyr Asn Tyr Thr Ser Gly Phe Ile His 105 110 115 cac acc acc atc aca aat ttg gag gtactcactc tatattctat tccatcaatg 1824 His Thr Thr Ile Thr Asn Leu Glu 120 125 tttctcttgc atcaattttt gctgatactc ctatatttta cgtgctttga tttatgggca 1884 g ttt gac act aca tat tac tat gag gtt gga att gga aac acc aca cgg 1933 Phe Asp Thr Tyr Tyr Tyr Tyr Glu Val Gly Ile Gg Asn 140 thr tgg ttt ata act cct cct gaa gtt ggt ctt gat gtg cca tac 1981 Gln Phe Trp Phe Ile Thr Pro Pro Glu Val Gly Leu Asp Val Pro Tyr 145 150 155 aca t tt ggt atc ata g gtatgtact attattattc atagttgaca ttttattatt 2036 Thr Phe Gly Ile Ile 160 gcatttctta taagaagaaa cttcacaaca aacatctcaa gttataatag aaacatgatt 2096 aaatgatatt cctaaacatt aaagggagca aatcacaaac aaataaacct atgaacttta 2156 gaaatatccc aatccaaaaa gattttgtat aatgaaccaa gtgccacaca ggatcctcat 2216 tgaccttatt gattttgcta tttttgcttc ctcgatcaac aaatcctcac aatattatct 2276 caattccttt atatggcact atttgtag gg gat ctt ggt cag act ttt gat tca 2330 Gly Asp Leu Gly Gln Thr Phe Asp Ser 165 170 aat acg acc ctc act cac tat caa aac agt aac gga acg gcc cta ctg 2378 Asn Thr Thr Leu Thr His Tyr Gln Asn Ser Asn Gly Thr Ala Leu Leu 175 180 185 tat gtt gga gac ctt tct tat gca gat gac tat cca tat cat gat aat 2426 Tyr Val Gly Asp Leu Ser Tyr Ala Asp Asp Tyr Pro Tyr His Asp Asn 190 195 200 gtt agg tgg gac acc tgg gga agg ttt aca gaa aga agt gct gct tat 2474 Val Arg Trp Asp Thr Trp Gly Arg Phe Thr Glu Arg Ser Ala Ala Tyr 205 210 215 caa cct tgg ata tgg acc gca gga aac cat gaa att gat ttt gat cta 2522 Gln Pro Trp Ile Trp Thr Ala Gly Asn His Glu Ile Asp Phe Asp Leu 220 225 230 235 caa att gtaaacttct gccagtaata gatttaattt gttgttaact tttagaagag 2578 Gln Ile ctatataatt ttttcattat tatgttttta acaataaatc ataacggttg tgtaacgcat 2638 ttttcaactc caaataaaag taaatagtaa tattttgaca tatattgatt gcatttttca 2698 actccaaatg ttagtaaata gtaatgcttt gacatatatt ggtaatttat tacag ggg 2756 Gly gaa aca caa cca ttt aag cct ttt tcc act cgt tac cat act cct tat 2804 Glu Thr Gln Pro Phe Lys Pro Phe Ser Thr Arg Tyr His Thr Pro Tyr 240 245 250 gaa gca tca caa agt act gaa ccg ttc tat tat tca atc aag aga ggc 2852 Glu Ala Ser Gln Ser Thr Glu Pro Phe Tyr Tyr Ser Ile Lys Arg Gly 255 260 265 270 cca gca cat gtt att gta ttg gca aca tac tca gct ttt g gtaaggcca 2901 Pro Ala His Val Ile Val Leu Ala Thr Tyr Ser Ala Phe 275 280 aatacgtgaa tttgcatgat acgtaaatat atatggagaa cacttttaat tgtgattgtg 2961 atgctctcat agtagcattt atctataact cgtaaagcat catgttctat ggtgtgtgtg 3021 agttgcaaac atataaactt ggttttgattgtctgattactg gcgtgcataa attgtaatgt tgattcttat agtggtatat atatatacat atatctcaac 3141 aaaatggaat cttcattttt ag ga tat tct acc ttg caa tac aaa tgg ctt 3192 Gly Tyr Ser Thr Leu Gln Tyr Lys Trp Leu 285 290 aca gca g ag c ga t gag ga t gag ga t gag ga t gag ga t gag ga t gag ga t gag ga t gag ga t gag ga t gag ga t gag ga t gag ga t gag ga t gag ga t gag ga t gag ga t gag ga t gag ga t gag ga t gag ga t gag ga t gag ga t gag gg gg gg Thr Ala Glu Leu Pro Lys Val Asn Arg Ser Glu Thr Ser Trp Leu Ile 295 300 305 gtt ctc atg cat gca cct tgg tat aat agc tac aat aat cat tat atg 3288 Val Leu Met His Ala Pro Trp Tyr Asn Ser Tyr Asn Asn His Tyr Met 310 315 320 325 gaa gga gaa cca atg aga gta ata tat gag tcc ttg ttt ctg aaa tac 3336 Glu Gly Glu Pro Met Arg Val Ile Tyr Glu Ser Leu Phe Leu Lys Tyr 330 335 340 aag gtt gat gtt gtg ttt gct cat gtt cat gca tat gaa cga tct 3384 Lys Val Asp Val Val Phe Ala Gly His Val His Ala Tyr Glu Arg Ser 345 350 355 gtaagtgcta atgctccacc tcattaagct atttaaaacg tcaattattc ttttaatcac 3444 atcatgcctt tgaaaaccac aagtataaat catgtatcat tatgcatccc ttcaaacttg 3504 aaaagataac tatacaataa agtgtttgtt attgttagta aatacacaaa atagagtaca 3564 aaaatattgc aca tataatt catttcacta acattcacat tcgtttaagt ttatacttga 3624 tatgctttcc tccccaaaaa aaggattttg gtcttgtttt cggtgagaat ctatttgttt 3684 atgtatcag gaa cgc gtc tca aat aac aaa tat aat Ast Agt Gat Ast Gat Ast Gat Ast Gat Ast Gat Ast Gat Ast Gat Ast Gat Ast Gat Ast Gat Asg aaa gat ata aca gct cct ata tat ata acc aat ggg 3783 Cys Thr Pro Val Lys Asp Ile Thr Ala Pro Ile Tyr Ile Thr Asn Gly 375 380 385 gat gga gga aac cta gaa ggc tta gca ac gtaagttgtat aaaataataa 3833 Asp Gly Gly Glu Gly Leu Ala Thr 390 395 tagttacatt tatgtcgacc attcagattt aaacatgatt tcttttacag c atg aaa 3890 Met Lys caa cca caa cct tca tac tca gca tat aga gag gca agc ttt gga cat 3938 Gln Pro Gln Pro Ser Tyr Gyr Ala Tyr His 400 405 410 415 ggc att ttt gca ata aaa aat cga aca cat gct cac tat agc tgg aac 3986 Gly Ile Phe Ala Ile Lys Asn Arg Thr His Ala His Tyr Ser Trp Asn 420 425 430 agg aat caa gat gga tat gct gtg gag gct gat aaa ttg tgg ttg ttc 4034 Arg Asn Gln Asp Gly Tyr Ala Val Glu Ala Asp Lys Leu Trp Leu Phe 435 440 445 aat aga tac tgg aac cca ctt aat gat tcc aca att cac ata cct tga 4082 Asn Arg Tyr Trp Asn Pro Leu Asn Asp Ser Thr Ile His Ile Pro 450 455 460 taccaagatta tctatgagtata tatggtttga ataaattcat 4142 gatttggtaa ttgaatgtat gtcattacca atatataaca cttaatattg cagttgtttt 4202 gtttttctac tctctatctt tgtatatttc cgattatttc ggatatcctc gaccggccta 4262 ttctaatttg tatctctgtc acattaatac gatttacttt ctttttctca taatactttt 4322 cttcggtaaa ctatcgtttg atctccttca tttttatgct aatcagataa aattttaaat 4382 tgttacccat taataatata gcgaggcaca agtctaaagg gaagttggtg taattgcatg 4442 cttgtttttt ttataagcaa aaatataatt gaaaaggcat aaggggtgtc 4492 <210> 2 <211 > 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: oligo nucleotide primer LASAP2ProF <400> 2 gatcaaaata attataaata gataggaat 29 <210> 3 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: oligo nucleotide primer LASAP2R <400> 3 gacacccctt atgccttttc aatta 25 <210> 4 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: oligo nucleotide primer LASAP2ProR <400> 4 catttctgaa tcctattgat tctcaa 26

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和崎 淳 北海道札幌市北区北9条西9丁目 北海道 大学大学院農学研究科内 Fターム(参考) 2B030 AA02 AB03 AD20 CA06 CA17 CA19 CB02 CD03 CD07 CD10 CD13 4B024 AA08 BA12 CA04 DA01 DA05 EA04 FA02 GA11 GA17 HA14 4B065 AA11X AA88X AA88Y AB01 BA02 BA03 BB02 CA31 CA53 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Jun Wazaki 9-chome, Kita 9-Jo Nishi, Kita-ku, Sapporo-shi, Hokkaido F-term (reference) 2B030 AA02 AB03 AD20 CA06 CA17 CA19 CB02 CD03 CD07 CD10 CD13 4B024 AA08 BA12 CA04 DA01 DA05 EA04 FA02 GA11 GA17 HA14 4B065 AA11X AA88X AA88Y AB01 BA02 BA03 BB02 CA31 CA53

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 以下の塩基配列: (a)配列番号:1の1番目〜1414番目のプロモー
ターとしての機能を有する塩基配列、(b)塩基配列
(a)に対して、該塩基配列(a)のプロモーターとし
ての機能を損なわない範囲内で、1もしくは数個の塩基
の欠失、置換または付加を行なって得られた変異配列、
及び(c)塩基配列(a)の少なくとも50%以上を一部
に含み、かつプロモーターとしての機能を有する塩基配
列のいずれかからなることを特徴とするプロモーターD
NA。
1. The following nucleotide sequence: (a) a nucleotide sequence having a function as the 1st to 1414th promoter of SEQ ID NO: 1; (b) a nucleotide sequence (a) A) a mutant sequence obtained by deletion, substitution or addition of one or several bases within a range that does not impair the function as a promoter of
And (c) a promoter D, which comprises at least 50% or more of the base sequence (a) as a part thereof and comprises any of base sequences having a function as a promoter.
NA.
【請求項2】 請求項1に記載のプロモーターDNA
と、ベクターを有することを特徴とする組換えベクタ
ー。
2. The promoter DNA according to claim 1,
And a recombinant vector comprising the vector.
【請求項3】 請求項1に記載のプロモーターDNA
と、該プロモーターDNAに機能的に連結し、その発現
が該プロモーターDNAの制御下にある遺伝子と、ベク
ターとを有することを特徴とする発現ベクター。
3. The promoter DNA according to claim 1,
And an expression vector comprising a gene operably linked to the promoter DNA, the expression of which is under the control of the promoter DNA, and a vector.
【請求項4】 宿主植物細胞に請求項3に記載の発現ベ
クターを導入したことを特徴とする形質転換細胞。
4. A transformed cell obtained by introducing the expression vector according to claim 3 into a host plant cell.
【請求項5】 請求項4に記載の形質転換細胞を含む形
質転換植物体。
5. A transformed plant comprising the transformed cell according to claim 4.
【請求項6】 請求項4に記載の形質転換細胞における
前記遺伝子の発現を制御する方法であって、該形質転換
体細胞が接する環境におけるリン酸濃度を調節すること
によって該遺伝子の発現を制御することを特徴とする遺
伝子発現の制御方法。
6. The method for controlling the expression of the gene in a transformed cell according to claim 4, wherein the expression of the gene is controlled by controlling a phosphate concentration in an environment where the transformed cell is in contact. A method for controlling gene expression.
【請求項7】 請求項5に記載の形質転換植物体におけ
る前記遺伝子の発現を制御する方法であって、該形質転
換体植物体の有する前記形質転換細胞が接する環境にお
けるリン酸濃度を調節することによって該遺伝子の発現
を制御することを特徴とする遺伝子発現の制御方法。
7. A method for controlling the expression of the gene in a transformed plant according to claim 5, wherein the concentration of phosphate in an environment where the transformed cell of the transformed plant is in contact is regulated. A method for controlling gene expression, comprising controlling the expression of said gene.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005531303A (en) * 2002-05-30 2005-10-20 センター ナショナル ド ラ ルシェルシュ サイエンティフィーク(シーエヌアールエス) Transgenic Xenopus embryos and their use as detection agents for environmental endocrine disruptors
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US8115056B2 (en) 2005-04-07 2012-02-14 The Samuel Roberts Noble Foundation Inc. Root-specific phosphate transporter promoters
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