JP2002291473A - Retrotransposon, dna fragment having promoter activity, and its use - Google Patents

Retrotransposon, dna fragment having promoter activity, and its use

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JP2002291473A
JP2002291473A JP2001103925A JP2001103925A JP2002291473A JP 2002291473 A JP2002291473 A JP 2002291473A JP 2001103925 A JP2001103925 A JP 2001103925A JP 2001103925 A JP2001103925 A JP 2001103925A JP 2002291473 A JP2002291473 A JP 2002291473A
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retrotransposon
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gene
host
region
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Shigeyuki Mayama
滋志 眞山
Yukio Tosa
幸雄 土佐
Hitoshi Nakayashiki
均 中屋敷
Yosuke Kimura
陽祐 木村
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Original Assignee
New Industry Research Organization NIRO
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an expression system-constructing material which can relatively safely and easily express a foreign gene in a plant (host) and can further artificially control the expression. SOLUTION: This DNA fragment contains a specific base sequence originated from Avena sativa L. or its homologous sequence. This retrotransposon contains two unidirectional repetitive sequences containing the base sequence or its homologous sequence and a transfer gene nipped between the two unidirectional repetitive sequences. The DNA fragment and the retrotransposon are used to express the foreign gene (an arbitrary gene fragment) in a host.

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、レトロトランスポ
ゾン、プロモーター活性を有するDNA断片、及びその
利用方法に関する。より具体的には、オート麦より単離
されたレトロトランスポゾン、該レトロトランスポゾン
の反復配列内に含まれるプロモーター活性を有するDN
A断片、及びこのレトロトランスポゾンやDNA断片を
利用した遺伝子の発現方法に関する。
[0001] The present invention relates to a retrotransposon, a DNA fragment having promoter activity, and a method for using the same. More specifically, a retrotransposon isolated from oats, a DN having a promoter activity contained in a repeat sequence of the retrotransposon
A fragment and a method for expressing a gene using the retrotransposon or DNA fragment.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、さまざまな遺伝子を植物体内で効
率的に発現させる基本的な技術の一つとして、カリフラ
ワーモザイクウイルスのプロモーター35S(以下、3
5Sプロモーターと称する)を用いる方法が広く採用さ
れている。また、35Sプロモーターの制御下に発現さ
せる外来遺伝子として抗体遺伝子などの有用遺伝子を選
択し、これを植物内に導入して有用物質(翻訳産物)を
大量生産させる(すなわち、植物をバイオリアクターと
して利用する)試みが注目されている。また、その他の
技術としては、植物ウイルス内に有用遺伝子(外来遺伝
子)を組み込み、これを植物に感染させて有用物質を大
量生産させる試みもなされている。
2. Description of the Related Art At present, as one of the basic techniques for efficiently expressing various genes in plants, a promoter of cauliflower mosaic virus 35S (hereinafter referred to as 3) is known.
5S promoter) is widely used. Also, a useful gene such as an antibody gene is selected as a foreign gene to be expressed under the control of the 35S promoter, and the gene is introduced into a plant to produce a large amount of a useful substance (translation product) (ie, the plant is used as a bioreactor). Attempts have been noted. As other techniques, attempts have been made to incorporate a useful gene (foreign gene) into a plant virus and infect the plant with the gene to produce a useful substance in large quantities.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した3
5Sプロモーターは恒常的に活性化しており、その下流
側に連結された外来遺伝子を常時発現させる。つまり、
幼苗時から外来遺伝子が発現してその翻訳産物が植物体
内に蓄積されるので、植物にとって負荷となりその生育
が阻害される。また、外来遺伝子の恒常的発現によるス
トレスに対し、植物もこの発現を抑制する機構を発現し
て対抗する。その結果、期待されるほどの翻訳産物が得
られないのが現状となっている。翻訳産物蓄積量の許容
値や、外来遺伝子発現量の許容値は、植物体の大きさな
どにも比例すると考えられる。よって、上記の問題を解
決するためにも、外因的刺激が付与されたときのみ活性
化されるプロモーターを含むDNA断片(レトロトラン
スポゾンを含む)の開発が切望されている。
By the way, the above 3)
The 5S promoter is constantly activated and constantly expresses a foreign gene linked downstream thereof. That is,
Since the foreign gene is expressed from the time of seedling and the translation product is accumulated in the plant, the load is imposed on the plant and its growth is inhibited. In addition, plants respond to stress caused by the constant expression of a foreign gene by expressing a mechanism that suppresses this expression. As a result, translation products as expected cannot be obtained. It is considered that the allowable value of the translation product accumulation amount and the allowable value of the foreign gene expression amount are proportional to the size of the plant. Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, development of a DNA fragment (including a retrotransposon) containing a promoter that is activated only when an exogenous stimulus is applied has been desired.

【0004】一方、ベクターとしての植物ウイルス内に
外来遺伝子を組み込み、これを植物に感染させる方法で
は、1)該植物ウイルスの高い増殖能力を利用するため
大量の外来遺伝子を植物体内で発現可能となり、また、
2)植物ウイルスの接種時期を選択することで、植物の
任意の生育段階において翻訳産物の生産を行わせうると
いう利点を奏する。しかしながら、植物ウイルスは、植
物のゲノムDNAに組み込まれずに存在するものが多
く、発現は基本的に一過性である。よって、翻訳産物の
生産を行わせる度に植物ウイルスを植物に接種する必要
があり、非常に手間がかかる。また、植物ウイルスが植
物体外にエスケープする危険性もあり、産業上の利用に
支障をきたす虞もある。つまり、植物(宿主)内での外
来遺伝子の発現を比較的安全かつ容易に行うことがで
き、さらに発現を人為的にコントロール可能とする発現
系の構築材料が切望されている。
On the other hand, in a method of incorporating a foreign gene into a plant virus as a vector and infecting the plant with the foreign gene, 1) a large amount of the foreign gene can be expressed in the plant because the plant virus utilizes a high growth ability. ,Also,
2) By selecting the time of inoculation of the plant virus, there is an advantage that a translation product can be produced at any growth stage of the plant. However, many plant viruses exist without being integrated into the genomic DNA of the plant, and their expression is basically transient. Therefore, it is necessary to inoculate a plant with a plant virus every time a translation product is produced, which is very troublesome. In addition, there is a risk that the plant virus escapes out of the plant, which may hinder industrial use. In other words, there is a long-felt need for a construction material for an expression system that enables relatively safe and easy expression of a foreign gene in a plant (host), and that allows expression to be artificially controlled.

【0005】本発明は、上記従来の問題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、外因的な刺激の付与によりプ
ロモーター活性を呈する、またはプロモーター活性がよ
り増強されるDNA断片、このDNA断片を反復配列中
に有するレトロトランスポゾン、及びその利用法を提供
することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a DNA fragment which exhibits a promoter activity by the application of an exogenous stimulus or has a further enhanced promoter activity. An object of the present invention is to provide a retrotransposon contained in a repetitive sequence and a method of using the same.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本願発明者等は、上記従
来の問題を解決するために鋭意検討を行った。その結
果、1)特定の構成を有するDNA断片が、外因的な刺
激の付与によりプロモーター活性を呈する、またはプロ
モーター活性がより増強されること、2)特定の構成を
有するレトロトランスポゾン(通常、上記DNA断片を
構成の一部として含む)では、外因的な刺激の付与によ
り転写が活性化される、または転写活性がより増強され
ること、3)上記DNA断片を用いて構築したプラスミ
ド、またはレトロトランスポゾンを用いれば、宿主内で
の任意の外来遺伝子の発現を比較的安全かつ容易に行う
ことができ、さらに発現を人為的にコントロール可能と
なることを見いだして、本願発明を完成させるに至っ
た。
Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies to solve the above-mentioned conventional problems. As a result, 1) that a DNA fragment having a specific configuration exhibits promoter activity or is further enhanced by application of an exogenous stimulus; 2) a retrotransposon having a specific configuration (generally, the above-described DNA Fragment is included as a part of the composition), the transcription is activated or the transcriptional activity is further enhanced by the application of an exogenous stimulus. 3) A plasmid constructed using the DNA fragment or a retrotransposon The inventors have found that the expression of an arbitrary foreign gene in a host can be performed relatively safely and easily by using, and the expression can be artificially controlled, thereby completing the present invention.

【0007】すなわち、本発明にかかるレトロトランス
ポゾンは、上記の課題を解決するために、オート麦から
単離され、外因的な刺激の付与により宿主内での転写が
活性化される、または転写活性がより増強されることを
特徴としている。
[0007] That is, the retrotransposon according to the present invention is isolated from oats to solve the above-mentioned problems, and transcription in a host is activated by application of an exogenous stimulus, or transcriptional activity is increased. Is further enhanced.

【0008】本発明にかかるレトロトランスポゾンはま
た、上記の課題を解決するために、配列番号1に記載の
塩基配列またはその相同配列を含んでなる二つの同方向
反復配列と、該二つの同方向反復配列間に挟まれた転移
遺伝子とを含んでなることを特徴としている。
[0008] In order to solve the above-mentioned problems, the retrotransposon according to the present invention further comprises two orthotopic repeats comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or a homologous sequence thereof, and And a transgene sandwiched between repetitive sequences.

【0009】本発明にかかるレトロトランスポゾンは、
上記の構成において、上記同方向反復配列が、配列番号
2に記載の塩基配列またはその相同配列を含んでなる構
成であることがより好ましい。
The retrotransposon according to the present invention comprises:
In the above configuration, it is more preferable that the isotropic repeat sequence has a configuration comprising the base sequence of SEQ ID NO: 2 or a homologous sequence thereof.

【0010】本発明にかかるレトロトランスポゾンはま
た、上記の課題を解決するために、配列番号3に記載の
塩基配列を含んでなることを特徴としている。
[0010] In order to solve the above-mentioned problems, the retrotransposon according to the present invention is characterized by comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3.

【0011】また、上記のレトロトランスポゾンはいず
れも、例えば、オート麦から単離することができる。
Further, any of the above retrotransposons can be isolated from, for example, oats.

【0012】本発明にかかるDNA断片は、上記の課題
を解決するために、配列番号1に記載の塩基配列または
その相同配列を含んでなり、外因的な刺激の付与により
プロモーター活性を呈する、またはプロモーター活性が
より増強されることを特徴としている。また、このDN
A断片は、例えば、オート麦から単離することができ
る。
[0012] In order to solve the above-mentioned problems, the DNA fragment according to the present invention comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or a homologous sequence thereof, and exhibits a promoter activity upon application of an exogenous stimulus, or It is characterized in that the promoter activity is further enhanced. Also, this DN
The A fragment can be isolated from, for example, oats.

【0013】本発明にかかるプラスミドは、上記の課題
を解決するために、上記のDNA断片がプロモーターと
して挿入されてなり、さらに、任意の遺伝子断片を挿入
するための領域と、宿主感染性を付与する領域とを有す
ることを特徴としている。
[0013] In order to solve the above-mentioned problems, the plasmid according to the present invention has the above-mentioned DNA fragment inserted as a promoter, and further comprises a region for inserting an arbitrary gene fragment, and conferring host infectivity. Characterized by having a region to

【0014】本発明にかかる遺伝子の発現方法は、上記
の課題を解決するために、上記いずれかのレトロトラン
スポゾン内に任意の遺伝子断片を挿入し、該遺伝子断片
が挿入されたレトロトランスポゾンを宿主のゲノムDN
Aに組み込むことにより上記遺伝子を発現させることを
特徴としている。
According to the method for expressing a gene of the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, an arbitrary gene fragment is inserted into any of the above retrotransposons, and the retrotransposon into which the gene fragment has been inserted is inserted into a host. Genome DN
A is characterized in that the above gene is expressed by incorporating it into A.

【0015】本発明にかかる遺伝子の発現方法はまた、
上記の課題を解決するために、上記のプラスミドを宿主
に感染させることにより、上記遺伝子を発現させること
を特徴としている。
The method for expressing a gene according to the present invention also comprises
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention is characterized in that the above-mentioned gene is expressed by infecting a host with the above-mentioned plasmid.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
面に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、言う
までもないが、本発明は、特に本実施の形態の記載内容
のみに限定されるものではない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Needless to say, the present invention is not particularly limited only to the description of the present embodiment.

【0017】本発明にかかるレトロトランスポゾンは、
外因的な刺激の非付与下では、自身の転写が比較的微
弱、又はほぼ見られない一方で、外因的な刺激の付与に
より宿主内での転写が活性化される、又は転写活性が外
因的な刺激の非付与下と比較してより増強される新規な
DNA断片として取得されたものである。上記外因的な
刺激としては、化学的ストレス、物理的ストレスなど、
レトロトランスポゾン外に起因する種々の刺激が含ま
れ、通常、これらの刺激はレトロトランスポゾンが組み
込まれた宿主を介して外界より付与される。
The retrotransposon according to the present invention comprises:
In the absence of an exogenous stimulus, the transcription of the host is relatively weak or almost non-existent, while the application of the exogenous stimulus activates transcription in the host, or the transcriptional activity is exogenous. It has been obtained as a novel DNA fragment that is more potent than in the absence of a strong stimulus. The extrinsic stimuli include chemical stress, physical stress, etc.
Various stimuli originating from outside the retrotransposon are included, and these stimuli are usually provided from the outside world via a host into which the retrotransposon is integrated.

【0018】上記外因的な刺激の種類は特に限定される
ものではないが、具体的には例えば、レトロトランスポ
ゾンが組み込まれた宿主への、サリチル酸、ジャスモン
酸など(エリシター)の付与、過湿条件の付与、紫外線
照射、並びに宿主の損傷(カット、表皮の剥ぎ取りなど
を含む)などが挙げられる。
The type of the extrinsic stimulus is not particularly limited. Specifically, for example, the application of a salicylic acid, a jasmonic acid, etc. (an elicitor) to a host into which a retrotransposon has been incorporated, and the conditions of overhumidity Application, ultraviolet irradiation, and damage to the host (including cuts, peeling of the epidermis, etc.).

【0019】本発明にかかる上記レトロトランスポゾン
の具体的な構成の一例としては、図1〜図4(図中、1
番目〜8665番目の塩基配列を有するDNA部分)、
及び配列番号3に記載のように、5’側および3’側の
双方に配された同方向反復配列と、この二つの同方向反
復配列間に挟まれた転移遺伝子(後述する)とを含んで
なるものが挙げられる。なお、図1、図4中では、5’
側および3’側の双方に配された同方向反復配列を順
に、5’LTR(long terminal repeat)、3’LTRと
図示しているが、以下の説明ではそれぞれ5’側−LT
R配列、3’側−LTR配列と称し、また両者を一括し
てLTR配列と称する場合もある。また、上記レトロト
ランスポゾンの概略構成、及びその制限酵素認識部位を
図6に示す。
One example of a specific configuration of the retrotransposon according to the present invention is shown in FIGS.
DNA portion having the base sequence of the 8th to 8665th positions),
And, as described in SEQ ID NO: 3, containing an isotropic repeat sequence arranged on both the 5 ′ side and the 3 ′ side, and a transgene (described below) interposed between the two isotropic repeat sequences. Is included. In FIGS. 1 and 4, 5 '
The orientation repeats arranged on both the 3 ′ side and the 3 ′ side are shown in order as 5 ′ LTR (long terminal repeat) and 3 ′ LTR, but in the following description, 5′-LT
The R sequence and the 3′-LTR sequence are sometimes referred to, and both may be collectively referred to as the LTR sequence. FIG. 6 shows a schematic configuration of the retrotransposon and its restriction enzyme recognition site.

【0020】配列番号3に全長を示すレトロトランスポ
ゾンのLTR配列は、5 ’側、3 ’側ともに1714 bp の
長さであり、互いに98.7%の相同性を有している
(図1・図4参照)。5’側−LTR配列は、外因的な
刺激に依存したレトロトランスポゾンの転写制御にかか
るプロモーターモチーフまたはエンハンサーモチーフと
して不可欠である(機能(1))。また、5’側および
3’側−LTR配列の双方を具備することで、レトロト
ランスポゾン自身またはそのコピーを宿主のゲノムDN
A内に組み込み可能となる(機能(2))。
The LTR sequence of the retrotransposon showing the full length in SEQ ID NO: 3 has a length of 1714 bp on both the 5 ′ side and the 3 ′ side, and has 98.7% homology with each other (FIG. 1). (See FIG. 4). The 5'-LTR sequence is indispensable as a promoter motif or an enhancer motif involved in the transcriptional control of a retrotransposon dependent on an exogenous stimulus (function (1)). In addition, by providing both the 5′-side and 3′-LTR sequences, the retrotransposon itself or a copy thereof can be used as a host genome DN.
A can be incorporated in A (function (2)).

【0021】ところで、LTR配列中において、上記機
能(1)・(2)を奏するに必要最低限な領域は、配列
番号1および図5に示す塩基配列(903bp:配列番号3に
記載の122 番目〜1024番目の塩基配列部分に相当) から
なるDNA部分である。図5に示すように、このDNA
部分には、既知の病害抵抗性遺伝子(レトロトランスポ
ゾンも含む)のプロモーター領域に存在する各種cis
因子と高い相同性を有する部位が多数存在する。以下、
既知のcis因子と高い相同性を有する部位について、
図5に基づいて説明を行う。
In the LTR sequence, the minimum region necessary for performing the above functions (1) and (2) is the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 and the nucleotide sequence shown in FIG. ~ Corresponding to the 1024th base sequence portion). As shown in FIG.
Various cis present in the promoter region of known disease resistance genes (including retrotransposons)
There are many sites with high homology to factors. Less than,
For sites with high homology to known cis factors,
Explanation will be made based on FIG.

【0022】図5中、「parsley PAL-1 L box 」、「pa
rsley 4CL-1 L box 」で示される2部位は、順に、pars
ley のPAL-1 および4CL-1 に認められるcis因子(TCT
CACCTACCA:TCTCACCAACCC(Lois R et al.EMBO J 8:1641-
1648(1989)/Hauffe DK et al.Plant Cell 3:435-443(19
91))) と高い相同性を有している。「AGC motif 」で示
される部位は、各種ストレス誘導遺伝子に認められるAG
C motif(AGCCGCCT(Hart CM et al.Plant Mol.Biol.21:1
21-131(1993)))と高い相同性を有している。「Ttol 13b
p motif 」で示される部位は、タバコレトロトランスポ
ゾンTtolに認められるcis因子(ATCTCACCTACCA(Taked
a et al.Plant J.18:383-393(1999)))と高い相同性を有
している。「bean chs15 H box」、「bean chs G box」
で示される部位は、順に、インゲンカルコンシンターゼ
遺伝子に認められる制御領域(CCTACC(N)7CT:CATGTG(Loa
ke GJ et al.Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89:9230-9234(19
92))) と高い相同性を有している。「TCA motif 」で示
される部位は、各種ストレス誘導遺伝子およびサリチル
酸誘導核タンパク質遺伝子の保存領域(TCATCTTCTT(Gold
sbrough AP et al.Plant J.3:563-571(1993)))と高い相
同性を有している。「asparagus AoPR-1 H box」で示さ
れる部位は、asparagus のAoPR-1に認められるcis因
子(CACCTACCA(Warner SAJ et al.Plant J.3:191-201(19
93))) と高い相同性を有している。また、「parsley PR
-2 HD motif 」で示される部位は、parsley のpr-2遺伝
子に認められるエリシター応答性cis因子(CTAATTG(K
orfhage U et al.Plant Cell 6:695-708(1994)))と高い
相同性を有している。上記のように配列番号1で示す塩
基配列を有するDNA部分は、既知のcis因子と同一
ではなくかつ相同性が比較的高い部位が多数存在し、こ
れらの部位が複合して本レトロトランスポゾン(転移因
子)の転写制御に関与すると考えられる。また、配列番
号1で示すDNA部分は、TATAボックスに相当すると考
えられる領域も含んでなる。
In FIG. 5, "parsley PAL-1 L box", "pa
rsley 4CL-1 L box ", in order, pars
ley's cis factor found in PAL-1 and 4CL-1 (TCT
CACCTACCA: TCTCACCAACCC (Lois R et al. EMBO J 8: 1641-
1648 (1989) / Hauffe DK et al. Plant Cell 3: 435-443 (19
High homology with 91))). The site indicated by "AGC motif" is the AG found in various stress-inducing genes.
C motif (AGCCGCCT (Hart CM et al. Plant Mol. Biol. 21: 1
21-131 (1993))). "Ttol 13b
The site indicated by “p motif” is the cis factor (ATCTCACCTACCA (Taked
a et al. Plant J. 18: 383-393 (1999))). "Bean chs15 H box", "bean chs G box"
The sites shown in the order are, in order, the control region (CCTACC (N) 7 CT: CATGTG (Loa
ke GJ et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 9230-9234 (19
It has high homology with 92))). The site indicated by “TCA motif” is the conserved region (TCATCTTCTT (Gold
sbrough AP et al. Plant J. 3: 563-571 (1993))). The site indicated by “asparagus AoPR-1 H box” is the cis factor (CACCTACCA (Warner SAJ et al. Plant J. 3: 191-201 (19
93))). See also "parsley PR
-2 HD motif '' indicates the elicitor-responsive cis factor (CTAATTG (K
orfhage U et al. Plant Cell 6: 695-708 (1994))). As described above, the DNA portion having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 has a number of sites that are not the same as known cis factors and have relatively high homology, and these sites are combined to form the retrotransposon (translocation). Factor) is considered to be involved in the transcription control. Further, the DNA portion represented by SEQ ID NO: 1 also includes a region considered to correspond to a TATA box.

【0023】すなわち、本発明にかかるレトロトランス
ポゾンは、配列番号1に記載の塩基配列またはその相同
配列を含んでなる二つの同方向反復配列と、該二つの同
方向反復配列間に挟まれた転移遺伝子とを含んでなるも
のであればよく、この範疇には配列番号3に記載の塩基
配列を含んでなるレトロトランスポゾンも含有される。
That is, the retrotransposon according to the present invention comprises a transposable sequence comprising two nucleotides comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or a homologous sequence thereof, and a transposition sandwiched between the two nucleotides. And a retrotransposon comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 in this category.

【0024】本発明において、「配列番号1で示す塩基
配列の相同配列」とは、配列番号1で示す塩基配列と9
8%以上の相同性を有する配列からなるDNAを指す。
これは、2つのLTR配列中における配列番号1の該当
箇所が、約98%の相同性(正確には98.2%)を有
することによる(図1、4参照)。なお、上記同方向反
復配列は、5’−側と3’−側とで異なるものであって
もよい。また、該相同配列がレトロトランスポゾンの
5’側端に位置する場合には、上記機能(1)・(2)
を奏することが必要であり、3’側端に位置する場合に
は上記機能(2)を奏することが必要である。
In the present invention, the term "homologous sequence to the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1"
Refers to DNA consisting of a sequence having 8% or more homology.
This is because the corresponding portion of SEQ ID NO: 1 in the two LTR sequences has about 98% homology (exactly 98.2%) (see FIGS. 1 and 4). In addition, the same direction repeat sequence may be different on the 5′-side and 3′-side. When the homologous sequence is located at the 5 'end of the retrotransposon, the above functions (1) and (2)
It is necessary to perform the above function (2) when it is located at the 3 ′ end.

【0025】上記の「転移遺伝子」とは、レトロトラン
スポゾン自身またはそのコピーを宿主のゲノムDNA内
に組み込む(ゲノムDNA内での転移を含む)ために必
須の遺伝子であり、具体的には例えば、インテグラーゼ
コード領域(図6中、EDで示す)が挙げられる。この
転移遺伝子は、その上流側に位置するプロモーター活性
を示す配列(配列番号1に記載の塩基配列またはその相
同配列を含んでなる二つの同方向反復配列の一つ)のプ
ロモーター活性に応じて、転写・翻訳される必要があ
る。また、「転移遺伝子」は、インテグラーゼコード領
域に加え、gag タンパク質コード領域(GAG) 、プロテア
ーゼコード領域(Prot)、逆転写酵素コード領域(RT)、RN
アーゼ Hコード領域(RH)を含んでなることがより好まし
い(図6参照)。なお、上記「転移遺伝子」は、特に図
2〜図4に示す遺伝子と同一の塩基配列を有する必要は
なく、該遺伝子と同一または類似のアミノ酸配列(図2
〜図4参照)をコードするものであればよい。つまり、
「転移遺伝子」は、例えば、既知のレトロトランスポゾ
ンが有するgag タンパク質コード領域、プロテアーゼコ
ード領域、インテグラーゼコード領域、逆転写酵素コー
ド領域、RNアーゼ Hコード領域を含むものであってもよ
い。
The above-mentioned "transgene" is a gene essential for integrating the retrotransposon itself or a copy thereof into the genomic DNA of the host (including transposition in the genomic DNA). And an integrase coding region (indicated by ED in FIG. 6). This transgene is, depending on the promoter activity of a sequence located on the upstream side and exhibiting promoter activity (one of two orthotopic repeat sequences comprising the base sequence of SEQ ID NO: 1 or a homologous sequence thereof) It needs to be transcribed and translated. In addition, the “transgene” includes, in addition to the integrase coding region, gag protein coding region (GAG), protease coding region (Prot), reverse transcriptase coding region (RT), RN
More preferably, it comprises an Hase coding region (RH) (see FIG. 6). The “transgene” does not need to have the same nucleotide sequence as the gene shown in FIGS. 2 to 4 and has the same or similar amino acid sequence as the gene (FIG. 2).
To FIG. 4). That is,
The “transgene” may include, for example, a gag protein coding region, a protease coding region, an integrase coding region, a reverse transcriptase coding region, and an RNase H coding region of a known retrotransposon.

【0026】また、レトロトランスポゾン自身またはそ
のコピーを宿主のゲノムDNA内に組み込むという機能
(2)をより確実に奏するために、LTR配列の全長、
すなわち配列番号2に記載の塩基配列(配列番号3に示
す1 番目〜1714番目の塩基配列に相当) またはその相同
配列を、上記転移遺伝子を挟む同方向反復配列として含
むことがより好ましい。また、このようなレトロトラン
スポゾンの範疇には配列番号3に記載の塩基配列を含ん
でなるレトロトランスポゾンも含まれる。
In order to more reliably perform the function (2) of incorporating the retrotransposon itself or a copy thereof into the genomic DNA of the host, the full length of the LTR sequence must be determined.
That is, it is more preferable to include the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2 (corresponding to the nucleotide sequence of the 1st to 1714th nucleotides shown in SEQ ID NO: 3) or a homologous sequence thereof as an isotropic repeat sequence flanking the transgene. The category of such a retrotransposon also includes a retrotransposon comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3.

【0027】本発明において、「配列番号2で示す塩基
配列の相同配列」とは、配列番号2で示す塩基配列と9
8%以上の相同性を有する配列からなるDNAを指す。
これは、両端にLTR配列を有する他のレトロトランス
ポゾンでも、98%程度またはそれ以下の相同性が認め
られる場合があることによる。なお、上記同方向反復配
列は、5’−側と3’−側とで異なるものであってもよ
い(配列番号3に記載のものでは98.7%の相同
性)。また、該相同配列がレトロトランスポゾンの5’
側端に位置する場合には、外因的な刺激に依存した転移
遺伝子の転写制御を行う機能(1)および上記機能
(2)を奏することが必要であり、3’側端に位置する
場合には上記機能(2)を奏することが必要である。
In the present invention, the term "homologous sequence to the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 2" refers to the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 2 and 9
Refers to DNA consisting of a sequence having 8% or more homology.
This is because other retrotransposons having LTR sequences at both ends may have a homology of about 98% or less. In addition, the above-mentioned same direction repeat sequence may be different on the 5′-side and 3′-side (98.7% homology in the case of SEQ ID NO: 3). Further, the homologous sequence is 5 ′ of the retrotransposon.
When located at the side end, it is necessary to perform the function (1) of performing transcriptional control of a transgene depending on an exogenous stimulus and the above-mentioned function (2). Needs to fulfill the above function (2).

【0028】また、本発明にかかるDNA断片(区別の
ためプロモーター用DNA断片とする)は、配列番号1
に記載の塩基配列またはその相同配列を含んでなるDN
A断片であり、上記説明のように、外因的な刺激の付与
によりプロモーター活性を呈する、またはプロモーター
活性がより増強される特性を有する(機能(1)として
説明の通り)。プロモーター用DNA断片の範疇には、
配列番号2に記載の塩基配列またはその相同配列を含ん
でなるDNA断片や、配列番号3に記載の塩基配列を含
んでなるDNA断片(レトロトランスポゾンを含むDN
A断片)も含まれる。なお、これらのDNA断片は、外
因的な刺激の付与によりプロモーター活性を呈する、ま
たはプロモーター活性がより増強されるという特性を有
する必要がある。
The DNA fragment according to the present invention (hereinafter, referred to as a promoter DNA fragment for discrimination) is represented by SEQ ID NO: 1.
Comprising a nucleotide sequence according to the above or a homologous sequence thereof
A fragment, as described above, exhibits a promoter activity upon application of an exogenous stimulus, or has a property of further enhancing the promoter activity (as described as function (1)). The category of the promoter DNA fragment includes:
A DNA fragment comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 or a homologous sequence thereof, or a DNA fragment comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 (DN including retrotransposon)
A fragment). In addition, these DNA fragments are required to exhibit a promoter activity by the application of an exogenous stimulus or to have a property that the promoter activity is further enhanced.

【0029】本発明にかかるレトロトランスポゾンを含
むDNA断片を単離し、クローニングする方法は特に限
定されない。例えば、レトロトランスポゾンの逆転写酵
素(RT)ドメインが保存領域を有することを利用し、
該保存領域に対応する塩基配列を備えたプローブにより
オート麦のゲノムDNAライブラリーをスクリーニング
すればよい。
The method for isolating and cloning the DNA fragment containing the retrotransposon according to the present invention is not particularly limited. For example, taking advantage of the fact that the reverse transcriptase (RT) domain of a retrotransposon has a conserved region,
The oat genomic DNA library may be screened using a probe having a nucleotide sequence corresponding to the conserved region.

【0030】上記のプローブとしては、上記レトロトラ
ンスポゾン(またはそれが組み込まれる近傍領域)の配
列の少なくとも一部に、特異的にハイブリダイズ可能な
塩基配列を有するものであれば、いずれの配列・長さの
ものを用いてもよい。また、上記スクリーニングにおけ
る各ステップについては、通常用いられる条件の下で行
えばよい。
The probe may have any sequence and length as long as it has a base sequence capable of specifically hybridizing to at least a part of the sequence of the retrotransposon (or a neighboring region into which the retrotransposon is incorporated). May be used. In addition, each step in the above screening may be performed under generally used conditions.

【0031】上記スクリーニングによって得られたクロ
ーンは、制限酵素地図の作成およびその塩基配列決定
(シークエンシング)によって、さらに詳しく解析する
ことができる。これらの解析によって、本発明にかかる
レトロトランスポゾンを含んでなるDNA断片(図1〜
図4に示すDNA断片)を得ることができる。
The clones obtained by the above screening can be analyzed in more detail by creating a restriction enzyme map and determining its nucleotide sequence (sequencing). From these analyses, DNA fragments comprising the retrotransposon according to the present invention (FIGS.
DNA fragment shown in FIG. 4) can be obtained.

【0032】また、上記の方法で取得されたレトロトラ
ンスポゾンを含んでなるDNA断片を、配列番号1に記
載の塩基配列部分(またはその相同配列)を含むように
適切な制限酵素の組合せで消化すれば、所望の大きさ、
末端を有する上記プロモーター用DNA断片を調製する
ことができる。なお、使用する制限酵素の組合せは、プ
ロモーター用DNA断片の用途に応じて、図6に示す制
限酵素地図を参照しながら選択すればよい。
The DNA fragment comprising the retrotransposon obtained by the above-mentioned method is digested with an appropriate combination of restriction enzymes so as to contain the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 (or a homologous sequence thereof). If the desired size,
The above-mentioned promoter DNA fragment having a terminus can be prepared. The combination of restriction enzymes to be used may be selected with reference to the restriction enzyme map shown in FIG. 6 according to the use of the promoter DNA fragment.

【0033】本発明にかかるレトロトランスポゾンが、
外因的な刺激の付与により転写が活性化される、または
転写活性がより増強されることを証明する方法は次の通
りである。まず、上記レトロトランスポゾンがゲノムD
NA内に組み込まれた宿主を用意して、宿主の一方には
外因的な刺激を付与し(試験体)、他方には外因的な刺
激の付与を行わない(コントロール)。次いで、コント
ロールおよび試験体からRNAを抽出し、レトロトラン
スポゾンの塩基配列(特にコード領域)に対応するmR
NAの量(転写量)を試験体とコントロールとで比較し
て(ノーザンブロット分析などを採用)、試験体の方が
mRNAへの転写量が多いことを確認する。また、本発
明にかかるプロモーター用DNA断片が、外因的な刺激
の付与によりプロモーター活性を呈する、またはプロモ
ーター活性がより増強されることを証明する方法も基本
的には同様である。つまり、プロモーター用DNA断片
の下流側に、転写されるDNA部分(レトロトランスポ
ゾンの転移遺伝子など、5’−側LTR配列と3’−側
LTR配列との間にあるコード領域でよい)を配し、該
DNA部分の転写量をコントロールと試験体とで比較す
ればよい。
The retrotransposon according to the present invention comprises
The method for demonstrating that the transcription is activated or the transcriptional activity is further enhanced by the application of an exogenous stimulus is as follows. First, the retrotransposon is the genome D
A host incorporated in NA is prepared, and one of the hosts is given an exogenous stimulus (test body), and the other is not given an exogenous stimulus (control). Next, RNA was extracted from the control and the test sample, and the mR corresponding to the base sequence (particularly, coding region) of the retrotransposon was extracted.
By comparing the amount of NA (transcription amount) between the test body and the control (using Northern blot analysis or the like), it is confirmed that the test body has a higher transcription amount to mRNA. The method for proving that the DNA fragment for a promoter according to the present invention exhibits a promoter activity by applying an exogenous stimulus or that the promoter activity is further enhanced is basically the same. That is, a DNA portion to be transcribed (such as a retrotransposon transfer gene, which may be a coding region between the 5′-LTR sequence and the 3′-LTR sequence) is arranged downstream of the promoter DNA fragment. The amount of transcription of the DNA portion may be compared between the control and the test body.

【0034】本発明にかかるレトロトランスポゾンおよ
びプロモーター用DNA断片は、様々な用途に使用可能
である。例えば、レトロトランスポゾンは宿主のゲノム
DNAへの組み込み能力を有するので、トランスポゾン
タギングのプローブとすれば、宿主の遺伝子の単離や機
能解明に役立てることができる。また、本発明にかかる
レトロトランスポゾン内に任意の遺伝子断片(任意の遺
伝子を含むDNA断片)を挿入すれば、ベクターとして
の使用が可能となる。つまり、宿主に接種することで、
上記遺伝子断片が挿入されたレトロトランスポゾン(ベ
クター)は宿主のゲノムDNA内に組み込まれるので、
上記任意の遺伝子を宿主内で発現させることができる。
The retrotransposon and the DNA fragment for promoter according to the present invention can be used for various purposes. For example, retrotransposons have the ability to integrate into genomic DNA of a host, and thus can be used for transposon tagging probes to isolate host genes and elucidate functions. In addition, if an arbitrary gene fragment (a DNA fragment containing an arbitrary gene) is inserted into the retrotransposon of the present invention, it can be used as a vector. In other words, by inoculating the host,
Since the retrotransposon (vector) into which the above gene fragment is inserted is integrated into the host genomic DNA,
Any of the above genes can be expressed in a host.

【0035】上記宿主の種類は特に限定されるものでは
ないが、単子葉植物または双子葉植物(被子植物)が好
ましく、単子葉植物がより好ましく、単子葉植物のなか
ではムギ類、特にオート麦が好ましい。上記単子葉植物
として、具体的には例えば、オオムギ、コムギ、ライ
麦、オート麦(ムギ類);イネ、トウモロコシ、サトウ
キビなどのムギ類以外のイネ科植物;ネギ、タマネギな
どのユリ科植物;などが挙げられるが、特にこれらに限
定されるものではない。また、双子葉植物として、具体
的には例えば、キュウリ、カボチャなどのウリ科植物;
トマト、ナス、ジャガイモなどのナス科植物;ソラマ
メ、ダイズなどのマメ科植物;などが挙げられるが、特
にこれらに限定されるものではない。また、単子葉植
物、双子葉植物ともに、特に農園芸作物に限定されるも
のではない。
The type of the host is not particularly limited, but is preferably a monocotyledon or dicotyledon (angiosperm), more preferably a monocotyledon, and among the monocotyledons, wheats, especially oats. Is preferred. Specific examples of the above monocotyledonous plants include, for example, barley, wheat, rye, oats (wheat); grasses other than wheats such as rice, corn and sugarcane; lily plants such as onions and onions; But are not particularly limited to these. Also, as dicotyledonous plants, specifically, for example, cucumber, pumpkin and the like Cucurbitaceae plants;
Solanaceous plants such as tomato, eggplant and potato; legumes such as broad bean and soybean; and the like, but are not particularly limited thereto. Further, both monocotyledonous plants and dicotyledonous plants are not particularly limited to agricultural and horticultural crops.

【0036】なお、トウモロコシのレトロトランスポゾ
ンAc因子がタバコ、シロイヌナズナ、ニンジンなどの
双子葉植物のゲノムDNAに組み込まれるように(B.Ba
keret al.Proc.Natl.Acad.Sci.USA,83,4844-4848(1986)
など参照)、単子葉植物のゲノムDNAから単離され
たレトロトランスポゾンは双子葉植物を宿主とすること
ができる。
The corn retrotransposon Ac factor was incorporated into the genomic DNA of dicotyledonous plants such as tobacco, Arabidopsis and carrot (B. Ba.
Keret al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 83, 4844-4848 (1986)
Etc.), and retrotransposons isolated from genomic DNA of monocotyledonous plants can use dicotyledonous plants as hosts.

【0037】また、宿主内(宿主の細胞内)にて発現さ
せる任意の遺伝子の種類は特に限定されるものではない
が、各種抗体遺伝子、抗原遺伝子などの有用タンパク質
をコードする遺伝子(遺伝子(1)とする)や、壊死因
子、発光関連遺伝子(ルシフェラーゼをコードする遺伝
子など)など宿主の外観変化を誘引する遺伝子(遺伝子
(2)とする)が、具体的に例示される。
The type of any gene expressed in the host (in the cell of the host) is not particularly limited, but a gene encoding a useful protein such as various antibody genes and antigen genes (gene (1) ) And genes that induce changes in the appearance of the host (gene (2)), such as necrosis factor and luminescence-related genes (such as luciferase-encoding genes).

【0038】本発明にかかるレトロトランスポゾンをベ
クターとして、宿主のゲノムDNA内に組み込まれた任
意の遺伝子は、該レトロトランスポゾンの転写活性(す
なわち、配列番号1に記載の塩基配列を有するDNA断
片のプロモーター活性)に応じて宿主内で転写・翻訳さ
れる。また、レトロトランスポゾンの転写活性は、外因
的な刺激の付与によりコントロールされる。このため、
宿主の成熟を待って上記有用タンパク質の産生を開始可
能となり、従来と比較してより効率的なバイオリアクタ
ー系が構築される(上記遺伝子(1)の場合)。また、
紫外線照射など外因的な刺激の有無やその程度を宿主の
外観変化によりモニタする、良好な環境センシング系が
構築される(上記遺伝子(2)の場合)。
An arbitrary gene integrated into the genomic DNA of a host using the retrotransposon according to the present invention as a vector may be selected from the transcriptional activity of the retrotransposon (ie, the promoter of a DNA fragment having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1). Is transcribed and translated in the host depending on the activity. In addition, the transcriptional activity of the retrotransposon is controlled by applying an exogenous stimulus. For this reason,
The production of the useful protein can be started after the maturation of the host, and a more efficient bioreactor system is constructed as compared with the conventional case (in the case of the gene (1)). Also,
A good environmental sensing system is constructed to monitor the presence or absence and the degree of external stimuli such as ultraviolet irradiation by changes in the appearance of the host (in the case of the gene (2)).

【0039】また、本発明にかかるレトロトランスポゾ
ンは、多数のコピーを形成し、それを宿主のゲノムDN
A内に安定的に組み込む(実施例参照)。つまり、宿主
内での増殖能が極めて高いため上記任意の遺伝子の大量
発現を可能とし、加えて、任意の遺伝子を発現させる度
に上記レトロトランスポゾンを宿主に接種する必要もな
い。また、レトロウイルスとは異なりエンベロープをコ
ードする領域を持たず、宿主外にエスケープする危険性
がない。つまり、本発明のレトロトランスポゾンは、宿
主内での外来遺伝子(上記任意の遺伝子)の発現を比較
的安全かつ容易に行うことができ、さらに発現を人為的
にコントロール可能とする発現系の構築材料として極め
て好適である。
In addition, the retrotransposon according to the present invention forms a large number of copies, which are transferred to the host genome DN.
A is stably incorporated in A (see Examples). In other words, the ability to proliferate in the host is extremely high, so that the above-mentioned arbitrary gene can be expressed in large amounts. In addition, it is not necessary to inoculate the host with the above-mentioned retrotransposon every time an arbitrary gene is expressed. Also, unlike retroviruses, they do not have an envelope-encoding region, and there is no danger of escape outside the host. In other words, the retrotransposon of the present invention is a material for constructing an expression system that enables relatively safe and easy expression of a foreign gene (any of the above-mentioned genes) in a host, and that allows artificial control of the expression. Is very suitable.

【0040】本発明のレトロトランスポゾン内におけ
る、上記任意の遺伝子を挿入する位置は、レトロトラン
スポゾンの基本的機能を損なわない限り特に限定される
ものではない。なお、ここでいう「基本的機能」とは、
1)5’側の同方向反復配列の少なくとも一部が、外因
的な刺激に応じたプロモーター活性を示すこと、2)こ
のプロモーター活性に応じて、二つの同方向反復配列間
に挟まれた転移遺伝子および上記任意の遺伝子が転写さ
れること、3)5’側および3’側の同方向反復配列の
協調により、宿主のゲノムDNA内にレトロトランスポ
ゾンが組み込まれること、を少なくとも指す。例えば、
図6に示すレトロトランスポゾンでは、RNアーゼ Hコー
ド領域(図中、RH)と3’側−LTR配列との間の非
コード領域内に、上記任意の遺伝子を挿入することが特
に好ましいが、特にこの位置に限定されない。
The position where the above-mentioned arbitrary gene is inserted in the retrotransposon of the present invention is not particularly limited as long as the basic function of the retrotransposon is not impaired. The “basic function” here means
1) that at least a part of the 5′-oriented orthotopic repeat exhibits promoter activity in response to an exogenous stimulus; 2) transposition sandwiched between two orientation repeats in response to this promoter activity. 3) at least the integration of the retrotransposon into the genomic DNA of the host by coordination of the 5′- and 3′-originated repeats. For example,
In the retrotransposon shown in FIG. 6, it is particularly preferable to insert the above-mentioned arbitrary gene into a non-coding region between the RNase H coding region (RH in the figure) and the 3′-LTR sequence. It is not limited to this position.

【0041】本発明にかかるレトロトランスポゾン内に
上記任意の遺伝子(断片)を挿入する方法は、適切な制
限酵素とリガーゼとの組合せを用いる方法、など従来公
知の方法を採用可能である。また、任意の遺伝子が挿入
されたレトロトランスポゾンは、1)パーティクルガン
を用いて宿主(植物)のリーフディスクに打ち込む、
2)エレクトロポレーションにより宿主(植物)のプロ
トプラスト内に取り込ませる、など従来公知の方法で宿
主細胞内に導入し、宿主毎に確立された方法に従ってカ
ルス誘導、植物体(形質転換植物:宿主)への再分化を
行えばよい。これにより、再分化して得た植物体内で任
意の遺伝子を発現させることができる。
As a method for inserting the above-mentioned arbitrary gene (fragment) into the retrotransposon according to the present invention, a conventionally known method such as a method using an appropriate combination of a restriction enzyme and a ligase can be adopted. In addition, a retrotransposon into which an arbitrary gene has been inserted can be implanted into a leaf disk of a host (plant) using a particle gun.
2) Introduced into host cells by a conventionally known method such as incorporation into protoplasts of a host (plant) by electroporation, callus induction according to a method established for each host, and a plant (transformed plant: host) What is necessary is just to redifferentiate into. Thereby, any gene can be expressed in the plant obtained by the regeneration.

【0042】なお、レトロトランスポゾンは、自身を宿
主のゲノムDNA内に組み込む性質を有するので、パー
ティクルガンやエレクトロポレーションを用いた遺伝子
導入法によっても比較的高い遺伝子導入効率を示す。
Since retrotransposons have the property of incorporating themselves into genomic DNA of a host, they exhibit relatively high gene transfer efficiency even by a gene transfer method using particle gun or electroporation.

【0043】また、本発明にかかるプロモーター用DN
A断片(説明の便宜上、本発明にかかるレトロトランス
ポゾンを含む断片は除く)の用途も、下流側に連結した
任意の遺伝子を、外因的な刺激の付与に応じて形質転換
植物内で発現させる点で共通する。なお、プロモーター
用DNA断片の下流側に任意の遺伝子(断片)を連結し
てなる挿入用DNA断片により形質転換植物を作成する
方法、上記任意の遺伝子の種類、形質転換植物の種類
(宿主の種類として記載済)は、本発明にかかるレトロ
トランスポゾンをベクターとして使用する場合と共通で
あり、詳細な説明を省略する。
The DN for a promoter according to the present invention
The use of the fragment A (except for the fragment containing the retrotransposon according to the present invention for convenience of explanation) is also advantageous in that any gene linked downstream can be expressed in a transformed plant in response to an exogenous stimulus. Common in. In addition, a method for preparing a transformed plant by using an insertion DNA fragment obtained by linking an arbitrary gene (fragment) to the downstream side of the promoter DNA fragment, the type of the aforementioned arbitrary gene, the type of the transformed plant (the type of host) Is described in common with the case where the retrotransposon according to the present invention is used as a vector, and a detailed description thereof will be omitted.

【0044】上記プロモーター用DNA断片の、より具
体的な用途としては、このプロモータ用DNA断片がプ
ロモーターとして挿入されてなり、さらに、上記任意の
遺伝子を挿入するための領域(領域(1))と、宿主感
染性を付与する領域(領域(2))とを有するプラスミ
ドを構築することが例示される。例えば、Tiプラスミ
ドのT−DNA領域を上記領域(1)とし、vir領域
を上記領域(2)として、さらに、上記任意の遺伝子の
発現制御が可能な様にプロモーター用DNA断片をTi
プラスミド内に挿入すれば、本発明にかかるプラスミド
を構築できる。また、このプラスミドを宿主に感染させ
れば、上記任意の遺伝子を外因的な刺激の付与に応じて
発現させることができる。
A more specific use of the promoter DNA fragment is that the promoter DNA fragment is inserted as a promoter, and further, a region (region (1)) for inserting any of the above-mentioned genes. And constructing a plasmid having a region (region (2)) that confers host infectivity. For example, the T-DNA region of the Ti plasmid is defined as the above region (1), the vir region is defined as the above region (2), and the DNA fragment for the promoter is further modified such that the expression of any of the above genes can be controlled.
If inserted into a plasmid, the plasmid according to the present invention can be constructed. When the plasmid is infected to a host, any of the above genes can be expressed in response to an exogenous stimulus.

【0045】つまり、本発明のプラスミドは、宿主に感
染し、宿主内での外来遺伝子(上記任意の遺伝子)の発
現を比較的安全かつ容易に行うことができ、さらに発現
を人為的にコントロール可能とする発現系の構築材料と
して極めて好適である。
That is, the plasmid of the present invention can infect a host, relatively easily and easily express a foreign gene (any of the above-mentioned genes) in the host, and furthermore, the expression can be artificially controlled. It is very suitable as a construction material for an expression system.

【0046】[0046]

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。なお、言うまでもないが、本発明は、特に本実
施例の記載内容のみに限定されるものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. Needless to say, the present invention is not particularly limited only to the description of the present embodiment.

【0047】(オート麦のゲノムDNA中にあるレトロ
トランスポゾンの探索)レトロトランスポゾンはレトロ
ウイルスと類似した構成を有する転移因子として生物界
に広く分布しており、RNAへの転写と、これを鋳型と
した逆転写酵素によるcDNA生合成とを介した機構に
より自己増殖する。レトロトランスポゾンが有する逆転
写酵素ドメインは保存性が高く、その保存領域をもとに
検出できるとの報告があり(Hirochika et al.Jpn Agr
Res Quart 25: 230 −237 (1992))、本実施例でもオー
ト麦由来のレトロトランスポゾンがこの保存領域を有す
るとの仮定のもとで、対応する塩基配列を持つ核酸の増
幅をRT−PCR(reverse-transcribed-PCR) 法により
試みた。なお、RT−PCR法は、上記保存領域をコー
ドするDNAの転写産物であるmRNAを鋳型にcDN
Aを取得し、該cDNAを増幅する方法であり、オート
麦のゲノムDNA中に含まれる活性を有するレトロトラ
ンスポゾンを探索可能とする。
(Retro in the oat genomic DNA
Search for transposons) Retrotransposons are widely distributed in living organisms as transposable elements having a structure similar to that of retroviruses, and are mediated by transcription into RNA and cDNA biosynthesis by reverse transcriptase using this as a template. Self-proliferate. It has been reported that the reverse transcriptase domain of the retrotransposon is highly conserved and can be detected based on the conserved region (Hirochika et al. Jpn Agr
Res Quart 25: 230-237 (1992)), and in this example, amplification of a nucleic acid having a corresponding nucleotide sequence was performed by RT-PCR (assuming that the oat-derived retrotransposon had this conserved region). reverse-transcribed-PCR). The RT-PCR method uses the mRNA, which is the transcription product of the DNA encoding the above conserved region, as a template for cDN
A method for obtaining A and amplifying the cDNA, which enables searching for a retrotransposon having activity contained in oat genomic DNA.

【0048】はじめに、mRNAの抽出対象である植物
体およびカルス(植物材料)を、以下に示す方法で準備
した。なお、植物材料はいずれも、オート麦(Avena Sat
ivaL.) の栽培品種であるIowaX469の種子から取得し
た。まず、上記植物体を取得するために、ペトリ皿内に
濾紙を湿らせて配置し、この上で1日かけて種子を発芽
させた。発芽した種子は、育成用チャンバ内に配された
バーミキュライトに植え付け、20℃、16時間日長の
条件で8日間育てた。こうして得られた複数の植物体か
ら、インタクトな(無傷の)第一葉、表皮を剥ぎ取った
第一葉、HST victorin C処理 (0.25 ng ml-1) (Mayama
and Tani.Physiol Mol Plant Pathol 29:1 −18(1986))
を施した第一葉をそれぞれ取得し、mRNA抽出用の
試料とした。一方、上記カルスは、2,4−Dを4ppm
含むMurashige-Skoog 培地(MS培地)中で種子の胚を
3週間培養し、次いで、得られた誘導カルスを2,4−
Dを2ppm 含むMS培地中に移植して取得した。
First, a plant and a callus (plant material) from which mRNA was to be extracted were prepared by the following method. In addition, oats (Avena Sat
ivaL.), a seed of IowaX469. First, in order to obtain the above-mentioned plants, the filter paper was placed in a petri dish with moistening, and seeds were germinated on the filter paper for one day. The germinated seeds were planted in vermiculite arranged in a growth chamber, and grown at 20 ° C. for 16 hours with a photoperiod of 8 days. From the multiple plants thus obtained, the intact (intact) first leaf, the first leaf whose epidermis was stripped, and treated with HST victorin C (0.25 ng ml-1) (Mayama
and Tani.Physiol Mol Plant Pathol 29: 1-18 (1986))
, Respectively, were obtained and used as samples for mRNA extraction. On the other hand, the callus contains 2,4-D at 4 ppm
Seed embryos were cultured for 3 weeks in Murashige-Skoog medium (MS medium) containing
D was obtained by transplantation into an MS medium containing 2 ppm of D.

【0049】インタクトな第一葉、表皮を剥ぎ取った第
一葉、HST victorin C処理を施した第一葉、並びにカル
ス細胞からの全mRNAの抽出は、QuickPrep Micro mR
NA Purification Kit (Amersham Pharmacia Biotech
社) を使用し、手引書の記載に従って行った。cDNA
は、Ready-To-Go You-Prime First-Strand Beads (Amer
sham Pharmacia Biotech 社) と ReverTra Ace α-TM
(TOYOBO 社) とを使用し、全mRNAを鋳型とした逆転
写を行うことで取得した。
The extraction of total mRNA from the intact first leaf, the first leaf from which the epidermis was stripped, the first leaf subjected to HST victorin C treatment, and callus cells was performed using the QuickPrep Micro mR
NA Purification Kit (Amersham Pharmacia Biotech
Was performed according to the description in the manual. cDNA
Is Ready-To-Go You-Prime First-Strand Beads (Amer
sham Pharmacia Biotech) and ReverTra Ace α-TM
(TOYOBO) and reverse transcription using total mRNA as a template.

【0050】上記したように、本実施例のRT−PCR
反応は、Hirochika et al.(1992)らが記載した、レトロ
トランスポゾンの逆転写酵素(RT)ドメインの保存領
域に対応する塩基配列を有する核酸を増幅することを目
的に行われる。そこで、使用するオリゴヌクレオチドプ
ライマーとしては、Hirochika et al.(1992)の記載に従
い、Tos-F (QMDVKT ペプチド鎖, 5'-CARATGGAYGTNAARAC
-3) と Tos-B (YVDDMペプチド鎖 , 5'-CATRTCRTCNACRTA
-3') との組合せを選択した。なお、各プライマーの塩
基配列では、N = A, C, G, T; R = A, G; Y = T, Cを示
している。本実施例のRT−PCR法では、上記方法で
取得した各cDNAのアリコート2 μlをPCR用反応
液10μl に添加してPCR反応を行う。PCR用反応液
は、上記2つのプライマーをそれぞれ 2μM の濃度で、
各dNTPを 0.1 mM の濃度で、rTaqpolymerase (TOYOBO
社) を0.2 U 、さらに、MgCl2 を2.5 mMの濃度で含むPC
R用バッファ (TOYOBO 社) を含んでなる。またPCR
反応の条件は、94℃で1分間の変性工程、45℃で1 分間
のアニール工程、 72 ℃で 1分間の鎖伸長工程を一サイ
クルとし、30サイクル繰り返して行った。この反応に
より、植物材料のゲノムDNA内にTy1−コピア型の
レトロトランスポゾンが存在すれば、その逆転写酵素ド
メインの保存領域に対応する塩基配列を有する核酸(D
NA)が増幅される。
As described above, the RT-PCR of this example
The reaction is performed for the purpose of amplifying a nucleic acid having a nucleotide sequence corresponding to the conserved region of the reverse transcriptase (RT) domain of the retrotransposon described by Hirochika et al. (1992). Therefore, as an oligonucleotide primer to be used, Tos-F (QMDVKT peptide chain, 5′-CARATGGAYGTNAARAC) was used as described in Hirochika et al. (1992).
-3) and Tos-B (YVDDM peptide chain, 5'-CATRTCRTCNACRTA
-3 '). In the base sequence of each primer, N = A, C, G, T; R = A, G; Y = T, C. In the RT-PCR method of this example, a PCR reaction is performed by adding 2 μl of an aliquot of each cDNA obtained by the above method to 10 μl of a reaction solution for PCR. The PCR reaction solution was prepared by combining the above two primers at a concentration of 2 μM each.
Each dNTP was added at a concentration of 0.1 mM in rTaqpolymerase (TOYOBO
PC containing 0.2 U and MgCl 2 at a concentration of 2.5 mM.
Includes buffer for R (TOYOBO). Also PCR
The reaction was carried out by repeating a cycle of a denaturation step at 94 ° C. for 1 minute, an annealing step at 45 ° C. for 1 minute, and a chain extension step at 72 ° C. for 1 minute, which were repeated 30 times. By this reaction, if a Ty1-copier retrotransposon is present in the genomic DNA of the plant material, a nucleic acid having a base sequence corresponding to the conserved region of its reverse transcriptase domain (D
NA) is amplified.

【0051】上記のRT−PCR法により得られたRT
増幅産物(amplicon)を、 1×TAEバッファー(Tris-ace
tate,EDTA buffer)中に配した2 % アガロースゲル上に
アプライし、電気泳動を行った。その結果、無処理かつ
インタクトな第一葉を含む全ての植物材料において、上
記保存領域のコード領域の存在を示す約280 bpのDNA
断片が増幅産物として取得された( 図7参照) 。なお、
図7中、1〜4は順に、インタクトな第一葉、表皮を剥
ぎ取った第一葉、HST victorin C処理を施した第一葉、
およびカルスのデータを示し、Cはネガティブコントロ
ール(鋳型の非存在)を示している。
The RT obtained by the above RT-PCR method
Transfer the amplified product (amplicon) to 1x TAE buffer (Tris-ace
tate, EDTA buffer) and electrophoresis was performed. As a result, in all plant materials including the untreated and intact first leaf, a DNA of about 280 bp indicating the presence of the coding region of the conserved region was obtained.
The fragment was obtained as an amplification product (see FIG. 7). In addition,
In FIG. 7, 1 to 4 are intact first leaves, first leaves from which epidermis has been stripped, first leaves subjected to HST victorin C treatment,
And callus data, C indicates negative control (absence of template).

【0052】次いで、約280 bpの上記DNA断片を、プ
ラスミドベクターpBluescript SKII+ (STRATAGENE 社)
のEcoRV 認識部位に組み込んでクローン化し、140個
のクローンを取得した。また、これら140クローンが
有する約280 bpのDNA断片の配列決定、及びクロスハ
イブリダイゼーション分析を行ったところ、オート麦の
レトロトランスポゾンは、約280 bpの上記DNA断片の
ホモロジーにより7グループに分類されることが示唆さ
れた。そこで、この7グループを、便宜上、RT断片Oa
trt1〜 Oatrt7 とした。RT断片Oatrt1〜 Oatrt7 をD
NAの塩基配列レベルで比較すれば、グループ間でのヌ
クレオチドのアイデンティティ(identity)は43 %〜 8
6%であり、一方、グループ内でのヌクレオチドのアイデ
ンティティは 87 % 〜99% であった。
Next, the above DNA fragment of about 280 bp was ligated with the plasmid vector pBluescript SKII + (STRATAGENE).
And cloned into the EcoRV recognition site to obtain 140 clones. When the sequence of a DNA fragment of about 280 bp of these 140 clones was determined and cross-hybridization analysis was performed, the oat retrotransposon was classified into seven groups based on the homology of the DNA fragment of about 280 bp. It has been suggested. Therefore, these seven groups are referred to as RT fragments Oa for convenience.
trt1 to Oatrt7. RT fragments Oatrt1 to Oatrt7
When compared at the nucleotide sequence level of NA, nucleotide identity between groups is 43% to 8%.
Nucleotide identity within the group was 87% to 99%.

【0053】(オート麦ゲノムDNAライブラリーのス
クリーニング)RT断片Oatrt2は140クローン中48
クローンを構成し、最大のグループである。しかし、4
0クローンのうち36%は翻訳領域にストップコドンを
含んでおり、不活性なものが比較的多いと推測される。
そこで、我々は2番目に大きなグループであるRT断片
Oatrt1を含むクローンに着目し、λ FIX II ファージベ
クター(STRATAGENE 社) を用いて構築されたIowaX469の
ゲノムライブラリーを、RT断片Oatrt1(RT 領域プロー
ブ:pOatrt1) を用いてスクリーニングした。
(Source of oat genomic DNA library)
Cleaning) RT fragment Oatrt2 is 48 out of 140 clones
Make up clones and be the largest group. But 4
36% of 0 clones contain a stop codon in the translation region, and it is estimated that relatively many are inactive.
So we have the second largest group, RT fragments
Focusing on the clone containing Oatrt1, a genomic library of IowaX469 constructed using a λ FIX II phage vector (STRATAGENE) was screened using an RT fragment Oatrt1 (RT region probe: pOatrt1).

【0054】スクリーニングに際しては、NZY 培地当た
り5000個のλ FIX II ファージのプラークが、大腸菌
(Escherichia coli) の菌株XL1-Blue MRA (P2ファージ
で溶原化:STRATAGENE 社) の群叢上に形成された。次
いでこれらのプラークを、手引書の記載に従ってHybond
TM- N+ナイロンメンブレン(Amersham Pharmacia Biotec
h 社) に写し取り、写し取られたゲノムDNAの断片を
変性した後に、紫外線照射によりメンブレン上に固定し
た。次いで、Gene ImagesTM kit (Amersham Pharmacia
Biotech 社) を用い、手引書の記載に従ってフルオレセ
インラベルしたプローブ(すなわち、RT断片Oatrt1)
を調製し、ゲノムDNAの断片が固定されたメンブレン
を該プローブにより一昼夜ハイブリダイズした。ハイブ
リダイズ後、0.1 % SDS を含む1 ×SSC 溶液により、上
記のメンブレンを60℃、15分間の条件で2度洗浄し、次
いで、0.1 % SDS を含む0.5 ×SSC 溶液により60℃、15
分間の条件で2度洗浄を行った。そして、上記キットに
よる検出操作を行い、5000個のプラーク中、210
個のプラーク(陽性プラーク)が、上記プローブとハイ
ブリダイズすることを確認した。ついで、陽性プラーク
から40個を任意に選び、第二次スクリーニングを行っ
た。第二次スクリーニングは、逆転写酵素ドメインの保
存領域に対応する塩基配列を陽性ファージクローンのD
NAが有するか否かを確認するものであり、上記RT−
PCR法にしたがって所望するRT増幅産物(amplicon)
を生成した21個のクローン(陽性クローン)を選択し
た。
At the time of screening, 5000 plaques of λ FIX II phage per NZY medium were formed on the colony of Escherichia coli strain XL1-Blue MRA (lysogenized with P2 phage: STRATAGENE). Was. These plaques are then separated according to the instructions in the Hybond
TM-N + nylon membrane (Amersham Pharmacia Biotec
h) and denatured the copied genomic DNA fragment, followed by immobilization on a membrane by irradiation with ultraviolet light. Next, Gene ImagesTM kit (Amersham Pharmacia
Biotech) and a fluorescein-labeled probe (ie, RT fragment Oatrt1) as described in the manual.
Was prepared, and the membrane on which the genomic DNA fragment was immobilized was hybridized with the probe all day and night. After hybridization, the above membrane was washed twice with a 1 × SSC solution containing 0.1% SDS at 60 ° C. for 15 minutes, and then with a 0.5 × SSC solution containing 0.1% SDS at 60 ° C.
The washing was performed twice under the condition of minutes. Then, a detection operation was performed using the above kit, and among 5000 plaques, 210
It was confirmed that plaques (positive plaques) hybridized with the probe. Subsequently, 40 plaques were arbitrarily selected from the positive plaques, and the second screening was performed. In the second screening, the nucleotide sequence corresponding to the conserved region of the reverse transcriptase domain was determined using the D
This is for confirming whether or not NA has the above-mentioned RT-
RT amplification product desired according to PCR method (amplicon)
Were selected (positive clones).

【0055】次いで、QIAGEN Lambda Mini Kit (QIAGEN
社) を用い、キットの説明書の記載にしたがって上記
陽性クローンのλDNAをライゼートより抽出した。抽
出したλDNAは、制限酵素 ApaI, BamHI, EcoRI, Kpn
I, PstI, SacI, SalI, XbaI,XhoI それぞれにより消化
し、その結果をもとに制限酵素地図を作成した。なお、
各制限酵素によりλDNAを消化する条件、制限酵素地
図の作成方法などは、通常の方法に従っている。
Next, the QIAGEN Lambda Mini Kit (QIAGEN
Λ DNA of the above positive clone was extracted from the lysate according to the instructions of the kit. The extracted λ DNA was used for restriction enzymes ApaI, BamHI, EcoRI, Kpn
Digestion was performed with I, PstI, SacI, SalI, XbaI, and XhoI, respectively, and a restriction map was created based on the results. In addition,
The conditions for digesting λ DNA with each restriction enzyme, the method for creating a restriction enzyme map, and the like follow conventional methods.

【0056】作成された制限酵素地図から、21個の陽
性クローン全てが、両端にLTRと称される同方向反復
配列を有する因子を含むことが判明した。次いで、これ
ら21個の陽性クローンの中から一つの陽性クローンを
選択してシークエンシングに供した。なお、選択された
一つの陽性クローンは共通性が最も高い制限酵素認識部
位を有し、最も典型的と判断されたものである。シーク
エンシングでは、BigDye Terminator Cycle Sequencing
Ready Reaction Kit (Perkin-Elmer 社) を用いたサイ
クルシークエンシング反応を行い、反応生成物をエタノ
ール沈澱として精製し、次いで、ABI PRISM 310 Geneti
c Analyzer (Applied Biosystems 社)を用いてその塩
基配列を決定した。シークエンシングの結果、この陽性
クローンは、ほぼ完全なLTR型レトロトランスポゾン
(8665bp長)を含んでいることが判明した。このLTR
型レトロトランスポゾンをレトロトランスポゾンOARE-1
と命名した。その制限酵素地図を図6に、またその全長
の塩基配列、オープンリーディングフレーム(ORF) がコ
ードするアミノ酸配列などを図1〜4に示す。
From the created restriction map, it was found that all 21 positive clones contained a factor having an orthotopic repeat sequence called LTR at both ends. Next, one positive clone was selected from these 21 positive clones and subjected to sequencing. One selected positive clone has a restriction enzyme recognition site with the highest commonality, and was determined to be the most typical. For sequencing, BigDye Terminator Cycle Sequencing
Perform a cycle sequencing reaction using the Ready Reaction Kit (Perkin-Elmer), purify the reaction product as ethanol precipitate, and then use the ABI PRISM 310 Geneti
The nucleotide sequence was determined using c Analyzer (Applied Biosystems). As a result of sequencing, it was found that this positive clone contained an almost complete LTR-type retrotransposon (8665 bp in length). This LTR
Retrotransposon OARE-1
It was named. FIG. 6 shows the restriction map, and FIGS. 1 to 4 show the full-length nucleotide sequence and the amino acid sequence encoded by the open reading frame (ORF).

【0057】(単離されたレトロトランスポゾンの詳
細)レトロトランスポゾンは生物界に広く分布してい
る。また、レトロトランスポゾンは、レトロウイルスと
同様にRNA中間体を介して自己増殖し、さらに、LT
R型レトロトランスポゾンと、非LTR型レトロトラン
スポゾンとの二つのサブグループに分類される。LTR
型レトロトランスポゾンはさらにTyl−コピア型とT
y3−ジプシー型との2つの型に分類される。LTR型
レトロトランスポゾンは、構造上レトロウイルスとよく
似ている。両者とも、両端に配されたLTR配列、ウイ
ルス様粒子(VLPs)のコアタンパク質(gag タンパ
ク質)、およびpol ポリプロテインをコードするコード
領域(遺伝子)を含んでなる。また、pol ポリプロテイ
ンをコードするコード領域は、4つのタンパク質、すな
わち、プロテアーゼ、インテグラ−ゼ、逆転写酵素、な
らびにリボヌクレア−ゼH(RNase H)それぞれ
をコードするコード領域を含んでなる。本実施例で単離
されたレトロトランスポゾンは、上記4つのタンパク質
のコード領域をこの順に含んでなるので、Tyl−コピ
ア型レトロトランスポゾンである。以下、その詳細構成
を領域ごとに分けて説明する。
(Details of the isolated retrotransposon
Thin) retrotransposons are widely distributed in the living world. In addition, retrotransposons self-proliferate via RNA intermediates like retroviruses, and furthermore, LT
It is divided into two subgroups, R-type retrotransposons and non-LTR-type retrotransposons. LTR
Retrotransposons are also Tyl-copier and T
It is classified into two types, y3-gypsy type. LTR-type retrotransposons are very similar in structure to retroviruses. Both comprise LTR sequences located at both ends, the core protein (gag protein) of virus-like particles (VLPs), and the coding region (gene) encoding the pol polyprotein. Also, the coding region encoding the pol polyprotein comprises the coding regions encoding each of the four proteins, namely, protease, integrase, reverse transcriptase, and ribonuclease H (RNase H). The retrotransposon isolated in this example is a Tyl-copier retrotransposon because it contains the coding regions of the above four proteins in this order. Hereinafter, the detailed configuration will be described for each region.

【0058】レトロトランスポゾンOARE-1のLTR配列 レトロトランスポゾンOARE-1のLTR配列は、5 ’側、
3 ’側ともに1714 bpの長さであり、互いに98.7%
の相同性を有する同方向の反復配列を構成する。なお、
5 ’側- LTR配列を構成する塩基配列は配列番号2と
して記載した通りであり、3 ’側- LTR配列を構成す
る塩基配列は図4に記載した通りである。各LTR配列
の5 ’末端側は「5 ’-TGTTGG-3 ’」、3 ’末端側は
「5 ’-CCTTCA-3 ’」となっており、完全ではないもの
の逆方向反復配列(inverted repeat) の特徴を示してい
る。このTGで始まりCAで終わる逆方向反復配列は、
レトロウイルス、レトロトランスポゾンに一般的に見ら
れる。また、レトロトランスポゾンOARE-1の2つのLT
R配列は、反復配列であるpAs17 を一つ有している。
LTR sequence of retrotransposon OARE-1 The LTR sequence of retrotransposon OARE-1 is 5 '
The 3 'side is 1714 bp long, 98.7% of each other
Constitute a repetitive sequence in the same direction with homology of In addition,
The base sequence constituting the 5′-LTR sequence is as described in SEQ ID NO: 2, and the base sequence constituting the 3′-LTR sequence is as described in FIG. The 5 'end of each LTR sequence is "5'-TGTTGG-3'", and the 3 'end is "5'-CCTTCA-3'", which is not complete but an inverted repeat. Shows the characteristics of The inverted repeat beginning with TG and ending with CA is
It is commonly found in retroviruses and retrotransposons. In addition, two LTs of retrotransposon OARE-1
The R sequence has one repetitive sequence, pAs17.

【0059】レトロトランスポゾンOARE-1のLTR配列
は、U3領域、R 領域、U5領域から構成されている。U3領
域は一般に、TATAボックスやCCAAT ボックスなど、RN
Aポリメラーゼ II が結合するためのプロモーターモチ
ーフを含んでなる。レトロトランスポゾンOARE-1のLT
R配列では、TATAボックスと推定される領域が塩基配列
の958 番目からの位置に形成されている。しかし、CCAA
T ボックスとなりうる領域は見いだせない。R 領域は、
転写される領域により規定され、より具体的には、5 ’
側- LTR配列中で転写がスタートする部位と、3 ’側
- LTR配列中のポリA キャップ部位との間の領域に相
当する。ポリアデニル(ポリA )化に必要なターミネー
ターは 3’側- LTR配列中の塩基配列の8212番目の部
位に存在し、これは 5’側- LTR配列中の塩基配列の
1261番目の部位に相当する。レトロトランスポゾンOARE
-1の潜在的なR 領域は、LTR配列中の992 番目〜1300
番目の塩基に相当する、長さ309 bpのヌクレオチドを有
する領域であると思われる。U5領域は、R 領域の3 ’側
末端からLTR配列の末端までの間の領域である。レト
ロトランスポゾンOARE-1のU5領域は、1301番目〜1714番
目の塩基に相当する、長さ414 bpのヌクレオチドを有す
る領域である。また、レトロトランスポゾンOARE-1の配
列の両側に隣接して、長さ5 bpの直列反復配列(direct
repeats)が存在する。この直列反復配列は、5 ’-GGGAC
-3’でありオート麦本来のゲノムの一部を構成してい
る。この直列反復配列は、レトロトランスポゾンOARE-1
のコピーがオート麦本来のゲノムに挿入される際、その
標的部位が重複することで形成されたと考えられる( 図
1・4参照) 。
The LTR sequence of the retrotransposon OARE-1 is composed of a U3 region, an R region and a U5 region. U3 area is generally RN such as TATA box or CCAAT box.
A promoter II comprises a promoter motif for binding. Retrotransposon OARE-1 LT
In the R sequence, a region presumed to be a TATA box is formed at a position starting from position 958 of the nucleotide sequence. But CCAA
No area that could be a T-box is found. The R region is
Defined by the region to be transcribed, and more specifically, 5 '
Side-The site where transcription starts in the LTR sequence and the 3 'side
-Corresponds to the region between the poly A cap site in the LTR sequence. The terminator required for polyadenylation (poly A) is located at the 8212nd position of the base sequence in the 3′-LTR sequence, and is located at the 8212 position of the base sequence in the 5′-LTR sequence.
It corresponds to the 1261st part. Retro Transposon OARE
-1 potential R region is from position 992 to 1300 in the LTR sequence.
It is likely to be a region with a nucleotide length of 309 bp, corresponding to the third base. The U5 region is a region between the 3 'end of the R region and the end of the LTR sequence. The U5 region of the retrotransposon OARE-1 is a region having nucleotides of 414 bp in length, corresponding to bases 1301 to 1714. In addition, adjacent to both sides of the retrotransposon OARE-1 sequence, a 5 bp long direct repeat sequence (direct
repeats) exists. This tandem repeat is 5'-GGGAC
-3 ', which is part of the oat's original genome. This direct repeat is a retrotransposon OARE-1
It is thought that the target site was formed when the oat copy was inserted into the oat's original genome (see Figs. 1 and 4).

【0060】レトロトランスポゾンOARE-1のリーダー領域 レトロトランスポゾンOARE-1は非コード領域を二つ有す
る。一つは5 ’側- LTR配列の下流に連続する領域
(1715番目〜2939番目の塩基間の1225 bp に相当)であ
り、他の一つはgag-pol コード領域の下流に連続する領
域 (6921番目〜6948番目の塩基間の28 bp に相当)であ
る。前者は、5 ’側- LTR配列に隣接するプライマー
結合部位(PBS) を含んでなる(図1)。PBS はtRNAプラ
イマーの結合部位であり、レトロトランスポゾンRNA
の逆転写に不可欠である。後者は、3 ’側- LTR配列
に隣接するポリプリントラクト(PPT) を含んでなる。PP
T は、(+) 鎖 DNAの合成開始に不可欠な因子である。
Retrotransposon OARE-1 Leader Region Retrotransposon OARE-1 has two noncoding regions. One is the 5 'side-a region that is continuous downstream of the LTR sequence
(Corresponding to 1225 bp between bases 1715 to 2939), and the other one is a continuous region downstream of the gag-pol coding region (corresponding to 28 bp between bases 6921 to 6948). is there. The former comprises a primer binding site (PBS) adjacent to the 5′-LTR sequence (FIG. 1). PBS is the binding site for the tRNA primer and is a retrotransposon RNA.
Is essential for reverse transcription. The latter comprises a polyprint lacto (PPT) flanking the 3'-LTR sequence. PP
T is a factor essential for initiating the synthesis of (+)-stranded DNA.

【0061】レトロトランスポゾンOARE-1のコード領域 コード領域は、2940番目〜6920番目の塩基間に相当する
長さ3981 bp の領域であり、gag タンパク質コード領域
(GAG) 、プロテアーゼコード領域(Prot)、インテグラー
ゼコード領域(ED)、逆転写酵素コード領域(RT)、RNアー
ゼ Hコード領域(RH)をこの順に含んでなる一つのオープ
ンリーディングフレーム(ORF) からなる(図1〜4、図
6参照)。この配列順から、レトロトランスポゾンOARE
-1はコピア型のレトロトランスポゾンである。レトロト
ランスポゾンOARE-1の配列解析の結果、このクローンは
ORF中に二つのストップコドンを含むことが確認され
た。その一つは、3825番目の塩基に位置するTAG であ
り、他の一つは5670番目の塩基に位置するTAG である。
そこで、我々は、以下に示す手順に従い、RT−PCR
法によりレトロトランスポゾンOARE-1のコード領域の増
幅を試みた。
The coding region of the retrotransposon OARE-1 is a region having a length of 3981 bp corresponding to the region between bases 2940 and 6920, and coding region of gag protein.
(GAG), one open reading frame (ORF) comprising a protease coding region (Prot), an integrase coding region (ED), a reverse transcriptase coding region (RT), and an RNase H coding region (RH) in this order. (See FIGS. 1 to 4 and FIG. 6). From this sequence, retrotransposon OARE
-1 is a copier-type retrotransposon. As a result of sequence analysis of retrotransposon OARE-1, this clone
It was confirmed that the ORF contained two stop codons. One is a TAG located at the 3825th base, and the other is a TAG located at the 5670th base.
Therefore, we performed RT-PCR according to the procedure shown below.
We tried to amplify the coding region of retrotransposon OARE-1 by the method.

【0062】まず、レトロトランスポゾンOARE-1のコー
ド領域(CDS) の一部( 約3.5 kb) を増幅するために、一
組のプライマーである OARE/M03 (5'-ATCGGATTAGGTGTGG
TGAA-3')と OARE/R03 (5'-TCGTCAAACTAAAGAGCATT-3')と
を合成した。次いで、Ready-To-Go You-Prime First-St
rand Beads (Amersham Pharmacia Biotech 社) と Rev
erTra Ace α-TM (TOYOBO 社) とを使用し、オート麦の
全mRNAを鋳型とした逆転写によりcDNAを取得
し、この溶液をPCR用反応液50μl に添加した。PC
R用反応液は、上記2つのプライマーをそれぞれ 0.2μ
M の濃度で、各dNTPを 0.4 mM の濃度で、LA Taq polym
erase (TAKARA 社) を2.5 U 、さらに、MgCl2 を2.5 mM
の濃度で含むLA PCR用バッファ (TAKARA社) を含んでな
る。PCR反応は、サーマルサイクラー PE 480 (Perki
n-Elmer 社) を用いて、94℃で1分の変性工程、54℃で
1分のアニール工程、72℃で6分の鎖伸長工程を1サイ
クルとして30サイクル繰り返し行い、最後に72℃で1
0分間の鎖伸長工程を行った。そして、得られたRT-PCR
増幅産物は、 1×TAE バッファ中に配した0.9 % アガロ
ースゲルにアプライして電気泳動を行い、得られた断片
をプラスミドpBluescript SKII+ のEcoRV 部位に組み込
んでクローン化し、配列を決定した。
First, in order to amplify a part (about 3.5 kb) of the coding region (CDS) of the retrotransposon OARE-1, a set of primers, OARE / M03 (5'-ATCGGATTAGGTGTGG
TGAA-3 ') and OARE / R03 (5'-TCGTCAAACTAAAGAGCATT-3') were synthesized. Next, Ready-To-Go You-Prime First-St
rand Beads (Amersham Pharmacia Biotech) and Rev
Using erTra Ace α-TM (TOYOBO), cDNA was obtained by reverse transcription using the whole mRNA of oats as a template, and this solution was added to 50 μl of a reaction solution for PCR. PC
For the reaction solution for R, the above two primers were
M d, each dNTP at a concentration of 0.4 mM, LA Taq polym
2.5 U of erase (TAKARA) and 2.5 mM of MgCl 2
Buffer for LA PCR (TAKARA). The PCR reaction is performed using a thermal cycler PE 480 (Perki
n-Elmer), a denaturation step at 94 ° C for 1 minute, an annealing step at 54 ° C for 1 minute, a chain elongation step at 72 ° C for 6 minutes were repeated for 30 cycles, and finally at 72 ° C. 1
A 0 minute chain extension step was performed. And the obtained RT-PCR
The amplification product was applied to a 0.9% agarose gel placed in 1 × TAE buffer, subjected to electrophoresis, and the obtained fragment was cloned by inserting it into the EcoRV site of plasmid pBluescript SKII +, and the sequence was determined.

【0063】レトロトランスポゾンOARE-1のゲノミック
クローンの配列とRT-PCR増幅産物((pRTM03-R03) )の配
列とを比較したところ、13個のヌクレオチドが異なっ
ていた。これら13個の塩基をRT-PCR増幅産物のものに
置き換えると、ゲノミッククローンにおける上記2つの
ストップコドンもまた、順にTGG (W) および CAG (Q)に
変わることが判明した。この結果より、ストップコドン
を含まない完全なORFを構築した。なお、図2・3に
は、上記13個のヌクレオチドにおける塩基置換と、こ
の塩基置換により、コードされるアミノ酸残基が変化す
る状態もあわせて示している。
When the sequence of the genomic clone of the retrotransposon OARE-1 was compared with the sequence of the RT-PCR amplification product ((pRTM03-R03)), 13 nucleotides were different. When these 13 bases were replaced with those of the RT-PCR amplification product, it was found that the two stop codons in the genomic clone also changed to TGG (W) and CAG (Q) in order. From this result, a complete ORF without stop codon was constructed. FIGS. 2 and 3 also show the base substitution in the 13 nucleotides and the state in which the encoded amino acid residue changes due to the base substitution.

【0064】・gag タンパク質コード領域 gag 遺伝子(gag 領域に相当)はgag ポリペプチドをコ
ードする遺伝子である。gag ポリペプチドは、レトロト
ランスポゾンのカプシド化(capsidation )に不可欠で
あり(Emori et al.Nature 315(27): 773−776(1985))、
転写産物をパッケージングし、ウイルス様粒子(VLP)を
形成する際に寄与する。レトロトランスポゾンOARE-1の
gag タンパク質コード領域は、翻訳産物である1 番目〜
277 番目のアミノ酸残基をコードする( 塩基配列では29
40番目〜3770番目に相当) 。また、図8(a)に示すよ
うに、レトロトランスポゾンOARE-1のgag タンパク質コ
ード領域の翻訳産物は、公知のレトロトランスポゾンBA
RE-1, RIRE1, Sto-4, Tnt1、及びTa1-3 のgag タンパク
質コード領域の翻訳産物と、順に51 %, 37 %, 22 %, 21
%、17 %、のアイデンティティがあり、かつ順に、 88
%, 81 %, 68 %, 67% 、 69 % のシミラリティ(similar
ity)があることも確認された。さらに、核酸結合領域
に相当する保存モチーフであるCX2CX4HX4(Berg.Science
232: 485 −487(1986))は、レトロトランスポゾンOARE
-1のgag 配列( C250〜C263) 中にも見いだされた。
Gag protein coding region The gag gene (corresponding to the gag region) is a gene encoding a gag polypeptide. The gag polypeptide is essential for encapsidation of the retrotransposon (Emori et al. Nature 315 (27): 773-776 (1985)),
Contributes in packaging transcripts and forming virus-like particles (VLPs). Retrotransposon OARE-1
The gag protein coding region is the first to
Encodes the 277th amino acid residue (29 in the base sequence)
40th to 3770th). As shown in FIG. 8A, the translation product of the gag protein coding region of the retrotransposon OARE-1 is a known retrotransposon BA.
RE-1, RIRE1, Sto-4, Tnt1 and translation products of the gag protein coding region of Ta1-3, 51%, 37%, 22%, 21
%, 17%, and, in turn, 88
%, 81%, 68%, 67%, 69% similarity
ity). Furthermore, a conserved motif corresponding to the nucleic acid binding region, CX2CX4HX4 (Berg.Science
232: 485-487 (1986)) is a retrotransposon OARE
-1 was also found in the gag sequence (C250-C263).

【0065】・プロテアーゼコード領域 プロテアーゼ遺伝子(プロテアーゼコード領域に相当)
は、アスパラギン酸プロテアーゼをコードする遺伝子で
ある。このアスパラギン酸プロテアーゼは、pol ポリプ
ロテインを複数の機能単位に切断する。レトロトランス
ポゾンOARE-1のプロテアーゼコード領域は、pol ポリプ
ロテインの 1番目〜 151番目のアミノ酸残基 (3771番目
〜4223番目の塩基) に相当する領域をコードする。ま
た、このプロテアーゼコード領域がコードするアミノ酸
残基(翻訳産物)は、図8(b)に示すように、公知の
レトロトランスポゾンのプロテアーゼコード領域がコー
ドするアミノ酸残基と19 %〜74 %のアイデンティティ、
及び69 %〜91 %のシミラリティを示す。レトロトランス
ポゾン間でプロテアーゼコード領域の翻訳産物を比較し
た場合、類似のアミノ酸間の置換が頻繁に認められる。
公知のレトロトランスポゾン Sto-4やTnt1と比較した場
合、アミノ酸残基間のアイデンティティは低いが (順に
33 %、 19 %)、シミラリティは比較的高くなっている
(両方とも69 %)。また、活性のあるアスパラギン酸プロ
テアーゼコード領域の翻訳産物は、DSGまたは DTGモチ
ーフ (Pearl et al.Nature 329: 351 −354(1987))を保
存領域として有する。そして、レトロトランスポゾンOA
RE-1のプロテアーゼコード領域の翻訳産物も、DTG モチ
ーフを残基 D22 - G24として有する。
Protease coding region Protease gene (corresponding to protease coding region)
Is a gene encoding an aspartic protease. This aspartic protease cleaves pol polyprotein into multiple functional units. The protease coding region of the retrotransposon OARE-1 encodes a region corresponding to amino acid residues 1 to 151 (bases 3771 to 4223) of the pol polyprotein. As shown in FIG. 8B, the amino acid residues (translation products) encoded by the protease coding region are 19% to 74% identical to the amino acid residues encoded by the protease coding region of the known retrotransposon. ,
And 69% to 91% similarity. When comparing translation products of protease coding regions between retrotransposons, substitutions between similar amino acids are frequently observed.
Compared to known retrotransposons Sto-4 and Tnt1, the identity between amino acid residues is low (in order)
33%, 19%), similarity is relatively high
(Both 69%). The translation product of the active aspartic protease coding region has a DSG or DTG motif (Pearl et al. Nature 329: 351-354 (1987)) as a conserved region. And retro transposon OA
The translation product of the protease coding region of RE-1 also has a DTG motif as residues D22-G24.

【0066】・インテグラーゼコード領域 インテグラーゼは、レトロトランスポゾンが宿主のゲノ
ムに組み込まれる際に不可欠であり、多くのレトロトラ
ンスポゾンで良好に保存されている。レトロトランスポ
ゾンOARE-1のインテグラーゼコード領域は、pol ポリプ
ロテインの 152番目〜451 番目のアミノ酸残基に相当す
る領域(4224 番目〜5123番目の塩基に相当) をコードす
る。この領域がコードするアミノ酸残基(翻訳産物)
は、公知のレトロトランスポゾンBARE-1, RIRE1, Sto-
4, Tto1、 Tnt1 のインテグラーゼコード領域がコード
するアミノ酸残基と、順に、80 %, 74 %, 47 %, 41 %、
40 %のアイデンティティを示し、他のレトロトランスポ
ゾンの翻訳産物とは74 %以上のシミラリティを示す(図
8(c))。インテグラーゼ中では、ジンクフィンガー
領域の N- 末端に位置するHHCCモチーフと、LTR配列
の認識に関与する D (35) E モチーフとが、レトロトラ
ンスポゾンの多くで良好に保存されている (Khanet al.
Nucleic Acids Res 19: 851−860(1990))。レトロトラ
ンスポゾンOARE-1のインテグラーゼコード領域の翻訳産
物は、上記モチーフの双方を有し、HHCCモチーフは160
番目のアミノ酸残基から、また D (35) E モチーフは28
5 番目のアミノ酸残基から始まっている。
Integrase coding region Integrase is essential when the retrotransposon is integrated into the host genome, and is well conserved in many retrotransposons. The integrase coding region of the retrotransposon OARE-1 encodes a region corresponding to amino acid residues 152 to 451 of the pol polyprotein (corresponding to bases 4224 to 5123). Amino acid residue encoded by this region (translation product)
Is a known retrotransposon BARE-1, RIRE1, Sto-
4, 80%, 74%, 47%, 41%, and 80%, 74%, 47%, 41%
It shows 40% identity, and shows 74% or more similarity with translation products of other retrotransposons (FIG. 8 (c)). In the integrase, the HHCC motif located at the N-terminus of the zinc finger region and the D (35) E motif involved in recognition of the LTR sequence are well conserved in many retrotransposons (Khanet al.
Nucleic Acids Res 19: 851-860 (1990)). The translation product of the retrotransposon OARE-1 integrase coding region has both of the above motifs, and the HHCC motif is 160
From the amino acid residue and the D (35) E motif is 28
It starts at the fifth amino acid residue.

【0067】・逆転写酵素コード領域 レトロトランスポゾンOARE-1の逆転写酵素コード領域
は、pol ポリプロテインの 452番目〜884 番目のアミノ
酸残基に相当する領域(5124 番目〜6422番目の塩基に相
当) をコードする。また、公知のレトロトランスポゾン
BARE-1, RIRE1 及びSto-4 の逆転写酵素コード領域の翻
訳産物と、順に、70 %, 67 %, 50 %のアイデンティティ
を有し、他のレトロトランスポゾンの逆転写酵素コード
領域の翻訳産物と76 %以上のシミラリティを有する(図
9)。逆転写酵素コード領域の翻訳産物には、721 番目
〜 724番目のアミノ酸残基に相当するYXDDモチーフがあ
り、このモチーフ中の3 つのアミノ酸で起こる特異的な
変異により、逆転写酵素の活性が急激に落ちるとの報告
がある。
Reverse transcriptase coding region The reverse transcriptase coding region of the retrotransposon OARE-1 is a region corresponding to amino acid residues 452 to 884 of the pol polyprotein (corresponding to bases 5124 to 6422). Code. Also known retrotransposons
The translation products of the reverse transcriptase coding regions of BARE-1, RIRE1 and Sto-4 have the identity of 70%, 67% and 50%, respectively, and the translation products of the reverse transcriptase coding regions of other retrotransposons. It has a similarity of 76% or more (Fig. 9). The translation product of the reverse transcriptase coding region has a YXDD motif corresponding to amino acid residues 721 to 724, and specific mutations occurring at three amino acids in this motif rapidly increase reverse transcriptase activity. There is a report that falls.

【0068】・RNアーゼ Hコード領域 レトロトランスポゾンOARE-1のRNアーゼ Hコード領域
は、885 番目〜コード領域の末端に位置するアミノ酸残
基をコードする(6423 番目〜6920番目の塩基に相当) 。
このRNアーゼ Hコード領域の翻訳産物は、レトロトラン
スポゾンRIRE1のRNアーゼ Hコード領域の翻訳産物と60
%のアイデンティティ、及び93 %のシミラリティを有す
るが、レトロトランスポゾンBARE-1のRNアーゼ Hコード
領域の翻訳産物との相同性は比較的低い (アイデンティ
ティ32 %、シミラリティ75 % )(図8(d))。また、
RNアーゼ Hコード領域の翻訳産物には、金属の結合に関
与するDEDDモチーフが存在する(Davies et al.Science
252: 88 −95(1991)) 。
RNase H coding region The RNase H coding region of the retrotransposon OARE-1 encodes amino acid residues located at positions 885 to the end of the coding region (corresponding to bases 6423 to 6920).
The translation product of the RNase H coding region is the same as the translation product of the RNase H coding region of retrotransposon RIRE1.
% Identity and 93% similarity, but relatively low homology with the translation product of the RNase H coding region of retrotransposon BARE-1 (identity 32%, similarity 75%) (FIG. 8 (d)). ). Also,
The translation product of the RNase H coding region contains a DEDD motif involved in metal binding (Davies et al. Science
252: 88-95 (1991)).

【0069】(レトロトランスポゾンOARE-1のストレス
応答性)レトロトランスポゾンOARE-1の転写活性の変化
を明らかにするため、以下に示すように、オート麦にス
トレスを付与し、レトロトランスポゾンOARE-1の転写活
性の変化をノーザンブロット分析により観察した。
(Stress of Retrotransposon OARE-1)
Responsiveness) To elucidate the change in the transcriptional activity of the retrotransposon OARE-1, stress was applied to oats and the change in the transcriptional activity of the retrotransposon OARE-1 was observed by Northern blot analysis as shown below. .

【0070】ストレス処理用の植物体としては、オート
麦の栽培品種であるIowaX469を使用した。ペトリ皿上に
湿らせた濾紙を配し、この濾紙上で1日かけて種子を発
芽させた。次いで、発芽した種子を、実生用の育苗ケー
ス(seedling case :サイズ5.5 ×15×10cm)に詰め
たバーミキュライト中に植え付けた。そして、グロース
チャンバ内で、20℃、16時間日長の条件で8日間育
成した。次いで、上記育苗ケース中で8日間育成したオ
ート麦の第一葉に、1)濃度100μMのジャスモン酸
溶液(化学的ストレス)、2)濃度1mMのサリチル酸
溶液(化学的ストレス)、3)2分間の紫外線照射(波
長254nm:物理的ストレス)のいずれかのストレス
処理を施した。処理後、育苗ケースは16時間日長の条
件に設定されたグロースチャンバ中に戻し、20℃で1
2時間または24時間さらにインキュベートした。
As a plant for stress treatment, IowaX469, a cultivar of oats, was used. The wet filter paper was placed on a Petri dish, and the seeds were allowed to germinate on the filter paper for one day. Subsequently, the germinated seeds were planted in vermiculite packed in a seedling case (seedling case: size 5.5 × 15 × 10 cm). Then, the cells were grown for 8 days in a growth chamber at 20 ° C. for 16 hours. Next, 1) a jasmonic acid solution (chemical stress) at a concentration of 100 μM, 2) a salicylic acid solution at a concentration of 1 mM (chemical stress), and 3) 2 minutes on the first leaf of oats grown for 8 days in the seedling raising case. (Irradiation of ultraviolet light (wavelength: 254 nm: physical stress)). After the treatment, the seedling raising case was returned to the growth chamber set to the condition of 16 hours photoperiod, and the seedling case was stored at 20 ° C.
Incubation was further continued for 2 or 24 hours.

【0071】また、別の処理として、4)上記育苗ケー
ス中で8日間育成したオート麦の第一葉をカットして5
mm四方の断片とした後に、または、5)該第一葉の表
皮を剥ぎ取った後に、ペトリ皿に入れた蒸留水中に浮か
べた(物理的ストレス)。次いで、このペトリ皿は16
時間日長の条件に設定されたグロースチャンバ中に戻
し、20℃で12時間または24時間さらにインキュベ
ートした。
As another treatment, 4) the first leaf of oats grown in the above seedling raising case for 8 days was cut to 5
After being cut into pieces of mm square or 5) After peeling off the epidermis of the first leaf, it was floated in distilled water placed in a Petri dish (physical stress). The petri dish was then 16
It was returned to the growth chamber set to the condition of the time day length, and further incubated at 20 ° C. for 12 hours or 24 hours.

【0072】次いで、上記1)〜5)の処理を施したオ
ート麦の第一葉、並びに無処理なオート麦の第一葉(コ
ントロール)から、QuickPrep Micro mRNA Purificatio
n Kit (Amersham Pharmacia Biotech 社) を用いてRN
Aを抽出し、以下に示すノーザンブロット分析に供し
た。
Then, the QuickPrep Micro mRNA Purificatio was obtained from the first oat leaves treated with the above 1) to 5) and the untreated first oat leaves (control).
RN using Kit (Amersham Pharmacia Biotech)
A was extracted and subjected to Northern blot analysis described below.

【0073】ノーザンブロット分析では、まず、全RN
A(10 μg)を、ホルムアルデヒドを3 % 含んでなる 2.0
%アガロースゲル上にアプライし、電気泳動により分画
した。電気泳動後、手引書の記載に従ってRNAをナイ
ロンメンブレン上に写し取り、固定した。ついでこのナ
イロンメンブレンを、フルオレセインでラベルした複数
のRNAプローブによりハイブリダイズした。なお、複
数のRNAプローブは、スクリーニングされたλDNA
のSacI-SacI 断片を含むpOARES/S領域(図6参照)、お
よび、victorin C依存性のサブトラクティッドcDNA
ライブラリーからスクリーニングしたcDNA断片(PA
L 断片)を、それぞれT3 RNAポリメラーゼを用いてin v
itroで転写した転写産物からなる。なお、PAL 断片は95
5 bpの長さであり、プラスミドベクターpBluescript SK
II+ のEcoRI- XhoI 部位にクローン化され、シークエン
シングした。
In the Northern blot analysis, first, all RNs were
A (10 μg) containing 3% formaldehyde 2.0
It was applied on a% agarose gel and fractionated by electrophoresis. After electrophoresis, the RNA was copied onto a nylon membrane and fixed according to the description in the manual. The nylon membrane was then hybridized with a plurality of fluorescein-labeled RNA probes. In addition, the plurality of RNA probes are
POARES / S region containing SacI-SacI fragment (see FIG. 6) and victorin C-dependent subtracted cDNA
CDNA fragments screened from the library (PA
L fragment), respectively, using T3 RNA polymerase
It consists of a transcript transcribed by itro. The PAL fragment is 95
5 bp long, plasmid vector pBluescript SK
It was cloned into the EcoRI-XhoI site of II + and sequenced.

【0074】ついで、1)ハイブリダイズ後のメンブレ
ンに対し、0.1 % SDS を含む1 ×SSC 溶液を用いて70℃
で15分間(低ストリンジェント条件)の洗浄を2回行
い、次いで、0.1 % SDS を含む0.1 ×SSC 溶液を用いて
70℃で15分間の洗浄を2 回行った。あるいは、2)ハ
イブリダイズ後のメンブレンに対し、0.1 % SDS を含む
1 ×SSC 溶液を用いて72℃で15分間(高ストリンジェン
ト条件)の洗浄を2 回行い、次いで、0.1 % SDS を含む
0.5 ×SSC 溶液を用いて72℃で15分間の洗浄を2 回行っ
た。
Next, 1) The membrane after hybridization was heated to 70 ° C. using a 1 × SSC solution containing 0.1% SDS.
For 15 minutes (low stringency conditions) twice, and then using 0.1 × SSC solution containing 0.1% SDS
Washing was performed twice at 70 ° C. for 15 minutes. Alternatively, 2) 0.1% SDS is included in the hybridized membrane
Wash twice with 1xSSC solution at 72 ° C for 15 minutes (high stringency conditions), then contain 0.1% SDS
Washing was performed twice at 72 ° C. for 15 minutes using a 0.5 × SSC solution.

【0075】図11に示すように、コントロール( 無処
理、インタクトな第一葉) では、レトロトランスポゾン
OARE-1はほとんど転写されていなかった。一方、病原体
に対する防衛反応の化学的誘導物質(インデューサー)
であるジャスモン酸(JA)やサリチル酸(SA)を外
生的に付与すれば、レトロトランスポゾンOARE-1の発現
が誘導された。また、ジャスモン酸と比較してサリチル
酸は、より一層効率的にレトロトランスポゾンOARE-1を
活性化した。このことから、レトロトランスポゾンOARE
-1の発現を誘導するシグナル伝達系は、ジャスモン酸関
連のシグナル伝達系よりむしろサリチル酸関連のシグナ
ル伝達系と関連性があると思われる。
As shown in FIG. 11, in the control (untreated, intact first leaf), the retrotransposon
OARE-1 was hardly transcribed. On the other hand, chemical inducers (inducers) of defense reactions against pathogens
When exogenously given jasmonic acid (JA) or salicylic acid (SA), the expression of the retrotransposon OARE-1 was induced. Also, salicylic acid activated the retrotransposon OARE-1 more efficiently than jasmonic acid. From this, retrotransposon OARE
The signaling system that induces -1 expression appears to be related to the salicylic acid-related signaling system rather than the jasmonic acid-related signaling system.

【0076】また、紫外線(UV)を照射すれば、処理
後12時間でレトロトランスポゾンOARE-1の発現が活性
化された。第一葉をカットする(cutting) 、または表皮
を剥ぎ取った(peeling) 場合には、処理後24時間に至
るまでレトロトランスポゾンOARE-1の発現が活性化され
ていた。
Further, when irradiated with ultraviolet light (UV), the expression of the retrotransposon OARE-1 was activated 12 hours after the treatment. When the first leaf was cut or the epidermis was peeled, expression of the retrotransposon OARE-1 was activated up to 24 hours after the treatment.

【0077】さらに、図11に示すように、レトロトラ
ンスポゾンOARE-1の発現パターンを、フェニルアラニン
アンモニアリアーゼ (PAL)の発現パターンと比較した。
この結果、コントロールを除き、1)〜5)の処理が施
された全ての第一葉でPAL の発現が検出され、その発現
のパターンはレトロトランスポゾンOARE-1の発現パター
ンとほぼ一致していた。特に、ジャスモン酸やサリチル
酸処理により、両遺伝子(PAL 、OARE-1)は同様に活性
化された。PAL は、オート麦がファイトアレキシンを合
成する際のフェニルブロパノイド代謝に関与する主要な
酵素である(Mayama et al.Physiol Mol Plant Pathol 2
9: 1−18(1986)) 。よって、レトロトランスポゾンOARE
-1は病原体の感染により活性化されると考えられる。
Further, as shown in FIG. 11, the expression pattern of the retrotransposon OARE-1 was compared with the expression pattern of phenylalanine ammonia lyase (PAL).
As a result, PAL expression was detected in all the first leaves treated with 1) to 5) except for the control, and the pattern of expression was almost identical to that of the retrotransposon OARE-1. . In particular, both genes (PAL, OARE-1) were similarly activated by jasmonic acid or salicylic acid treatment. PAL is a key enzyme involved in phenylpropanoid metabolism when oats synthesize phytoalexin (Mayama et al. Physiol Mol Plant Pathol 2
9: 1-18 (1986)). Therefore, the retrotransposon OARE
-1 is thought to be activated by pathogen infection.

【0078】(オート麦以外の植物でのレトロトランス
ポゾンOARE-1の分布)レトロトランスポゾンOARE-1が、
オート麦以外の植物(オオムギ、コムギ、イネ)中に分
布する可能性を、以下に示すサザンハイブリダイゼーシ
ョン分析により検討した。始めに、植物材料の調製法に
ついて説明する。
(Retrotrans for plants other than oats
Distribution of Poson OARE-1) Retrotransposon OARE-1
The possibility of distribution in plants other than oats (barley, wheat, rice) was examined by Southern hybridization analysis described below. First, a method for preparing a plant material will be described.

【0079】まず、オート麦、オオムギ、コムギに関し
ては、ペトリ皿内に湿らせた濾紙を配し、該濾紙上で1
日かけて種子を発芽させた。次いで、発芽した種子を、
育成用チャンバ内に配したバーミキュライトに植え付け
て、20℃、16時間日長の条件で8日間育てた。一
方、イネに関しては、ペトリ皿内に湿らせた濾紙を配
し、該濾紙上で3日かけて種子を発芽させた。次いで、
発芽した種子を、育成用チャンバ内に配したバーミキュ
ライト中に植え付けて、25℃、16時間日長の条件で
3週間育てた。
First, for oats, barley, and wheat, a filter paper moistened in a Petri dish was placed, and one filter was placed on the filter paper.
The seeds were allowed to germinate over the days. Then, the germinated seeds are
The plants were planted in vermiculite arranged in a growth chamber and grown for 8 days at 20 ° C. and 16 hours photoperiod. On the other hand, as for rice, moistened filter paper was placed in a petri dish, and seeds were germinated on the filter paper over 3 days. Then
The germinated seeds were planted in vermiculite arranged in a growth chamber, and grown at 25 ° C. for 16 hours under a photoperiod for 3 weeks.

【0080】そして、上記のように調製された各植物材
料の第一葉から、Liu et al. (Jpn.J.Genet.65:367-38
0.(1990))に記載の方法に従って全ゲノムDNAを抽出
した。次いで、全ゲノムDNA(10 μg)を制限酵素 Sac
I により消化し、これを 0.5×TBE バッファー中に配し
た0.5 % アガロースゲル上で、電気泳動により分画し
た。電気泳動後、手引書の記載に従ってDNAをナイロ
ンメンブレン上に写し取り、固定した。ついでこのナイ
ロンメンブレンを、フルオレセインでラベルしたRNA プ
ローブによりハイブリダイズした。上記RNAプローブ
は、T3 RNAポリメラーゼを用い、適切な制限酵素を用い
て消化されたpOARES/Pをin vitroで転写して得たもので
ある。pOARES/Pは、スクリーニングされたOARE-1クロー
ンのSacI-PstI 断片 (図6) を含んでなる。
From the first leaf of each plant material prepared as described above, Liu et al. (Jpn. J. Genet. 65: 367-38)
0 (1990)). Next, the whole genomic DNA (10 μg) was
This was digested with I, and this was fractionated by electrophoresis on a 0.5% agarose gel placed in 0.5 × TBE buffer. After the electrophoresis, the DNA was copied onto a nylon membrane and fixed according to the description in the manual. The nylon membrane was then hybridized with a fluorescein-labeled RNA probe. The RNA probe was obtained by in vitro transcription of pOARES / P digested with an appropriate restriction enzyme using T3 RNA polymerase. pOARES / P comprises the SacI-PstI fragment of the screened OARE-1 clone (FIG. 6).

【0081】次いで、上記のRNAプローブによりハイ
ブリダイズ後のナイロンメンブレンに対し、0.1 % SDS
を含む1×SSC 溶液を用いて68℃で15分間(低ストリ
ンジェント条件)の洗浄を2回行い、次いで、0.1 % SD
S を含む0.5 ×SSC 溶液を用いて68℃で15分間の洗浄
を2回行った。あるいは、ハイブリダイズ後のナイロン
メンブレンに対し、0.1 % SDS を含む1 ×SSC 溶液を用
いて72℃で15分間(高ストリンジェント条件)の洗浄
を2 回行い、次いで、0.1 % SDS を含む0.5 ×SSC 溶液
を用いて72℃で15分間の洗浄を2 回行った。
Next, 0.1% SDS was applied to the nylon membrane after hybridization with the above RNA probe.
Was performed twice at 68 ° C. for 15 minutes (low stringency conditions) using 1 × SSC solution containing 0.1% SD
Washing was performed twice at 68 ° C. for 15 minutes using a 0.5 × SSC solution containing S. Alternatively, the hybridized nylon membrane is washed twice with a 1 × SSC solution containing 0.1% SDS at 72 ° C. for 15 minutes (high stringency conditions), and then washed with a 0.5 × SDS solution containing 0.1% SDS. Washing was performed twice at 72 ° C. for 15 minutes using the SSC solution.

【0082】図10に示すように、上記ナイロンメンブ
レンをpOARES/P(OARE-1プローブ)によりハイブリダイ
ズした場合、オート麦の4 栽培品種(oat1 〜4)では、低
ストリンジェント条件下(68 ℃) 、高ストリンジェント
条件下(72 ℃) ともに、OARE-1が存在する旨のシグナル
が確認された。また、オオムギ(barley5,6) 、コムギ(w
heat7,8)でもシグナルが検出された。より具体的には、
オオムギのゲノムでは0.5 kbのバンドが検出され、コム
ギのゲノムでは0.8 kbのバンドと弱いスメアなバンドと
が検出された。一方、イネ(rice9,10)ではシグナルが全
く検出されなかった。なお、図10に示すoat1〜4 は順
に、IowaX469,IowaX424,shokan1,CW-491-4を指し、barl
ey5,6 は順にNakaizumi-zairai,Russian 66 を指し、wh
eat7,8は順にChinese Spring,Norin-4を指し、rice9,10
は順にToride1,CO39を指す。
As shown in FIG. 10, when the above nylon membrane was hybridized with pOARES / P (OARE-1 probe), the four oat cultivars (oat1 to 4) were prepared under low stringent conditions (68 ° C.). ), A signal indicating the presence of OARE-1 was confirmed under both high stringency conditions (72 ° C.). In addition, barley (barley5,6), wheat (w
heat7,8) also detected a signal. More specifically,
A 0.5 kb band was detected in the barley genome, and a 0.8 kb band and a weak smear band were detected in the wheat genome. On the other hand, no signal was detected in rice (rice 9, 10). Note that oat1 to 4 shown in FIG. 10 indicate IowaX469, IowaX424, shokan1, CW-491-4, and barl
ey5,6 indicates Nakaizumi-zairai, Russian 66 in order, wh
eat7,8 indicate Chinese Spring, Norin-4 in order, rice9,10
Indicates Toride1 and CO39 in order.

【0083】(レトロトランスポゾンOARE-1のコピー
数)pOARES/Pから製造したプローブ(図6)を用いたオ
ート麦ゲノムDNAのサザンハイブリダイゼーションで
は、高ストリンジェント条件下でも相当なハイブリッド
の形成が観測された(図10)。このことから、オート
麦のゲノムはレトロトランスポゾンOARE-1のコピーを相
当数有すると考えられる。オート麦(Avena sativa L.)
のゲノム中に含まれるレトロトランスポゾンOARE-1のコ
ピー数は以下のように見積もった。
(Copy of Retrotransposon OARE-1)
Number) In Southern hybridization of oat genomic DNA using a probe prepared from pOARES / P (FIG. 6), formation of a considerable hybrid was observed even under high stringency conditions (FIG. 10). This suggests that the oat genome has a considerable number of copies of the retrotransposon OARE-1. Oats (Avena sativa L.)
The copy number of the retrotransposon OARE-1 contained in the genome was estimated as follows.

【0084】第一次スクリーニングとして、オート麦の
栽培品種である IowaX469 のゲノムライブラリーからレ
トロトランスポゾンOARE-1をスクリーニングしたとこ
ろ、上記したように平均して5000プラーク中、約 210プ
ラークが、Oatrt1プローブ(上記RT断片Oatrt1)に対
してポジティブなシグナルを示した。
As a primary screening, the retrotransposon OARE-1 was screened from the genomic library of the oat cultivar IowaX469. As described above, about 210 plaques out of the 5000 plaques on average showed the Oatrt1 probe. (The above RT fragment Oatrt1) showed a positive signal.

【0085】上記ゲノムライブラリーの平均インサート
長は20kbなので、5000プラークは108bp に相当す
る。また、オート麦のゲノムサイズは約1010bpである
ので、ゲノム当たりのレトロトランスポゾンOARE-1コピ
ー数は、210×1010/10 8 =20000と考えら
れる。
Average insert of the above genomic library
Since the length is 20kb, 5000 plaques are 108equivalent to bp
You. The genome size of oats is about 10Tenbp
So the retrotransposon OARE-1 copy per genome
The number is 210 × 10Ten/ 10 8= 20000
It is.

【0086】[0086]

【発明の効果】本発明にかかるレトロトランスポゾン
は、以上のように、オート麦から単離され、外因的な刺
激の付与により宿主内での転写が活性化される、または
転写活性がより増強される構成である。
As described above, the retrotransposon according to the present invention is isolated from oats, and the transcription in the host is activated or the transcriptional activity is further enhanced by the application of an exogenous stimulus. Configuration.

【0087】本発明にかかるレトロトランスポゾンは、
以上のように、配列番号1に記載の塩基配列またはその
相同配列を含んでなる二つの同方向反復配列と、該二つ
の同方向反復配列間に挟まれた転移遺伝子とを含んでな
る構成である。
The retrotransposon according to the present invention comprises:
As described above, a configuration comprising two identical repeats comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or a homologous sequence thereof, and a transgene sandwiched between the two identical repeats. is there.

【0088】本発明にかかるレトロトランスポゾンは、
上記の構成において、上記同方向反復配列が、配列番号
2に記載の塩基配列またはその相同配列を含んでなる構
成である。
The retrotransposon according to the present invention comprises:
In the above-mentioned configuration, the above-described orthotopic repeat sequence comprises the base sequence of SEQ ID NO: 2 or a homologous sequence thereof.

【0089】本発明にかかるレトロトランスポゾンはま
た、上記のように、配列番号3に記載の塩基配列を含ん
でなる構成である。
The retrotransposon according to the present invention has a structure comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3, as described above.

【0090】上記いずれかの構成によれば、外因的な刺
激の付与により転写が活性化される、または転写活性が
より増強される新規なレトロトランスポゾンを提供可能
となるという効果を奏する。また、上記のレトロトラン
スポゾンはいずれも、例えば、オート麦から単離するこ
とができる。
According to any of the above constitutions, the effect is obtained that the transcription can be activated by the application of an exogenous stimulus, or a novel retrotransposon whose transcription activity is further enhanced can be provided. In addition, any of the above retrotransposons can be isolated from, for example, oats.

【0091】本発明にかかるDNA断片は、以上のよう
に、配列番号1に記載の塩基配列またはその相同配列を
含んでなり、外因的な刺激の付与によりプロモーター活
性を呈する、またはプロモーター活性がより増強される
構成である。また、このDNA断片は、例えば、オート
麦から単離することができる。
As described above, the DNA fragment according to the present invention comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or a homologous sequence thereof, and exhibits a promoter activity upon application of an exogenous stimulus, or exhibits a lower promoter activity. The configuration is enhanced. This DNA fragment can be isolated from, for example, oats.

【0092】上記の構成によれば、外因的な刺激の付与
によりプロモーター活性を呈する、またはプロモーター
活性がより増強される新規なDNA断片を提供可能とな
るという効果を奏する。
[0092] According to the above configuration, there is an effect that it is possible to provide a novel DNA fragment which exhibits a promoter activity by application of an exogenous stimulus or has a further enhanced promoter activity.

【0093】本発明にかかるプラスミドは、以上のよう
に、上記のDNA断片がプロモーターとして挿入されて
なり、さらに、任意の遺伝子断片を挿入するための領域
と、宿主感染性を付与する領域とを有する構成である。
As described above, the plasmid according to the present invention comprises the above-described DNA fragment inserted as a promoter, and further comprises a region for inserting an arbitrary gene fragment and a region imparting host infectivity. It is a configuration to have.

【0094】上記の構成によれば、宿主に感染し、か
つ、外因的な刺激の付与により上記遺伝子断片を発現さ
せることが可能な新規なプラスミドを提供可能となる。
According to the above configuration, it is possible to provide a novel plasmid which can infect a host and express the gene fragment by giving an exogenous stimulus.

【0095】本発明にかかる遺伝子の発現方法は、以上
のように、上記いずれかのレトロトランスポゾン内に任
意の遺伝子断片を挿入し、該遺伝子断片が挿入されたレ
トロトランスポゾンを宿主のゲノムDNAに組み込むこ
とにより上記遺伝子を発現させる方法である。
As described above, the method for expressing a gene according to the present invention comprises inserting an arbitrary gene fragment into any of the above retrotransposons, and incorporating the retrotransposon into which the gene fragment has been inserted into genomic DNA of a host. This is a method for expressing the above gene.

【0096】本発明にかかる遺伝子の発現方法はまた、
以上のように、上記のプラスミドを宿主に感染させるこ
とにより、上記遺伝子を発現させる方法である。
The method for expressing a gene according to the present invention
As described above, this method is to express the gene by infecting a host with the above plasmid.

【0097】上記いずれかの方法によれば、宿主内での
任意の外来遺伝子の発現を比較的安全かつ容易に行うこ
とができ、さらに発現を人為的にコントロール可能とな
る方法を提供可能となるという効果を奏する。
According to any one of the above-mentioned methods, it is possible to provide a method that allows relatively safe and easy expression of an arbitrary foreign gene in a host, and that allows the expression to be artificially controlled. This has the effect.

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

【図1】本発明にかかるレトロトランスポゾンを含むD
NA断片の塩基配列の一部を示す図である。
FIG. 1. D containing retrotransposons according to the invention.
It is a figure which shows a part of base sequence of NA fragment.

【図2】図1に示す塩基配列に連続する塩基配列の一部
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a part of a base sequence that is continuous with the base sequence shown in FIG. 1;

【図3】図2に示す塩基配列に連続する塩基配列の一部
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a part of a base sequence that is continuous with the base sequence shown in FIG. 2;

【図4】図3に示す塩基配列に連続する塩基配列を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing a nucleotide sequence that is continuous with the nucleotide sequence shown in FIG. 3;

【図5】図1〜図4に示すDNA断片において、5’側
の同方向反復配列の要部を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a main part of a 5′-side homo-directional repeat sequence in the DNA fragments shown in FIGS. 1 to 4;

【図6】図1〜図4に示すDNA断片の制限酵素地図を
示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a restriction enzyme map of the DNA fragment shown in FIGS.

【図7】RT−PCR法による増幅の結果を示す図であ
る。
FIG. 7 shows the results of amplification by the RT-PCR method.

【図8】(a)〜(d)は、図1〜図4に示すDNA断
片に含まれるレトロトランスポゾンのコード領域がコー
ドするアミノ酸配列と、既知のレトロトランスポゾンの
コード領域がコードするアミノ酸配列との相同性を示す
図である。
8 (a) to 8 (d) show an amino acid sequence encoded by a retrotransposon coding region contained in the DNA fragment shown in FIGS. 1 to 4 and an amino acid sequence encoded by a known retrotransposon coding region. FIG. 3 is a diagram showing the homology of

【図9】図1〜図4に示すDNA断片に含まれるレトロ
トランスポゾンのコード領域がコードするアミノ酸配列
と、既知のレトロトランスポゾンのコード領域がコード
するアミノ酸配列との相同性を示す他の図である。
FIG. 9 is another diagram showing homology between the amino acid sequence encoded by the coding region of the retrotransposon contained in the DNA fragment shown in FIGS. 1 to 4 and the amino acid sequence encoded by the coding region of a known retrotransposon. is there.

【図10】図1〜図4に示すDNA断片に含まれるレト
ロトランスポゾンの分布を確認した結果を示す図であ
る。
FIG. 10 shows the results of confirming the distribution of retrotransposons contained in the DNA fragments shown in FIGS.

【図11】図1〜図4に示すDNA断片に含まれるレト
ロトランスポゾンの、外因的な刺激への応答性を示す図
である。
FIG. 11 is a diagram showing the responsiveness of a retrotransposon contained in the DNA fragment shown in FIGS. 1 to 4 to an exogenous stimulus.

【配列表】 SEQUENCE LISTING <110> 財団法人新産業創造研究機構 TLOひょうご Zaidanhoujin Shinsangyosouzoukenkyukikou TLO Hyogo <120> レトロトランスポゾン、プロモーター活性を有するDNA断片、及びその 利用 <130> 130313 <160> 3 <210> 1 <211> 903 <212> DNA <213> Avena sativa L. <400> 1 gtgaacacca ccgtgtccct agtacgcctc tatggactat ctcattgatc aatgatggtt 60 aaggtttcct aaccatagac atgagttgtc aattgataat gagatcatat catggagaat 120 gatatgatgg acagacccaa actaagcgaa gcaattagat cgtgtcatcg tgttcgtctt 180 tgcgaagctt ttcttatgtc caatattgta ttccttagac catgagataa tacaactccc 240 tggtatcgga agaaagcttt gaggtcatca aacatcatcc tatgagaggg tgatcataaa 300 ggtgtctctc aggtgatcgg aaagtatctg ttgggttgta tgtatcgaga tgggatttgt 360 ccctcccaag ttggagagat atacttcggg cccactcggt aatcgatatc accaccgctt 420 gcaagcatgt ggttaaggag ttaatcacaa agtgatatcg gattacggaa cgagtaaagt 480 acttgctgtg aacgagattg aactaggtat gacggtaccg acgatcgaat ctcgggcaag 540 taaaatatcg cgagacgaag ggactatata tatgggattg tttgaatcct gacatcgtgg 600 ttcatccgat atgatcatcg atgaatgtgt gggagtcaat atgggtgccc agaccccgct 660 gttgattatt gatagaagat catgtctgca tattctcgaa cccgcagggt cacacactta 720 acgtgtcttg acgctaggat agattggata attggtttat gaatttttgt tcggagtctc 780 ggatgggatc cgggatatca cgagaggttc cggaatggtc cggagaataa gattcatata 840 aggcagtgca gtttttggag ttcggaattg ttccgggtta atcggtattg taccggaagc 900 ttc 903 <210> 2 <211> 1714 <212> DNA <213> Avena sativa L. <400> 2 tgttggaatt atgccctaga ggaaataata aagatgttat tattataatt cttgttcatg 60 ataatgttta tattccatgc tagaattgta ttaagcggaa actttaatac ttgtgtggtt 120 tgtgaacacc accgtgtccc tagtacgcct ctatggacta tctcattgat caatgatggt 180 taaggtttcc taaccataga catgagttgt caattgataa tgagatcata tcatggagaa 240 tgatatgatg gacagaccca aactaagcga agcaattaga tcgtgtcatc gtgttcgtct 300 ttgcgaagct tttcttatgt ccaatattgt attccttaga ccatgagata atacaactcc 360 ctggtatcgg aagaaagctt tgaggtcatc aaacatcatc ctatgagagg gtgatcataa 420 aggtgtctct caggtgatcg gaaagtatct gttgggttgt atgtatcgag atgggatttg 480 tccctcccaa gttggagaga tatacttcgg gcccactcgg taatcgatat caccaccgct 540 tgcaagcatg tggttaagga gttaatcaca aagtgatatc ggattacgga acgagtaaag 600 tacttgctgt gaacgagatt gaactaggta tgacggtacc gacgatcgaa tctcgggcaa 660 gtaaaatatc gcgagacgaa gggactatat atatgggatt gtttgaatcc tgacatcgtg 720 gttcatccga tatgatcatc gatgaatgtg tgggagtcaa tatgggtgcc cagaccccgc 780 tgttgattat tgatagaaga tcatgtctgc atattctcga acccgcaggg tcacacactt 840 aacgtgtctt gacgctagga tagattggat aattggttta tgaatttttg ttcggagtct 900 cggatgggat ccgggatatc acgagaggtt ccggaatggt ccggagaata agattcatat 960 aaggcagtgc agtttttgga gttcggaatt gttccgggtt aatcggtatt gtaccggaag 1020 cttctagaac cttccgaaag gggaccaacg tggccccacc ttccgggagg gggcatgggc 1080 ctatgagtga gtgtcctggc cgcattggcc aggggcacaa ggccccatag ggcccagccg 1140 atcctagaga gtttaaatcg tttaaactag agatagggtt tctagaagag gggagagtcc 1200 atgcccccca ctccttatcc tttgggcttg ggggaggggc tagggctgcg ccccccctct 1260 atataaagag gggtgggggc gcaccaaccc cccacacctc tcctccaaac cctagccgcc 1320 ttgctagctt tcctctctcc ctcccgactg tttgtaggcg aagccctact gcagaaattc 1380 tccaccatat acaccacgcc gtcgtgttgt agatccaatc tatctctcca ccatacttgc 1440 tggtccgagg aaggaggaga tgtcgaggtg ctgcacgtgt gcatctcacg gaggcaccgc 1500 cacttgtggt gctagatcgg atcggatcgc gaggaggaga agcgagtacg actacatcac 1560 ccatgttccg acgaacgttc cgctgtgcga atcttcaagg gtatgaagat ctaatccaat 1620 ctctctcgtt gtttgcatct cctagattag atcttggctt tccctctgtt cgctccgtag 1680 aaaattttga tttactatgc cgcgaaaccc ttca 1714 <210> 3 <211> 8665 <212> DNA <213> Avena sativa L. <400> 3 tgttggaatt atgccctaga ggaaataata aagatgttat tattataatt cttgttcatg 60 ataatgttta tattccatgc tagaattgta ttaagcggaa actttaatac ttgtgtggtt 120 tgtgaacacc accgtgtccc tagtacgcct ctatggacta tctcattgat caatgatggt 180 taaggtttcc taaccataga catgagttgt caattgataa tgagatcata tcatggagaa 240 tgatatgatg gacagaccca aactaagcga agcaattaga tcgtgtcatc gtgttcgtct 300 ttgcgaagct tttcttatgt ccaatattgt attccttaga ccatgagata atacaactcc 360 ctggtatcgg aagaaagctt tgaggtcatc aaacatcatc ctatgagagg gtgatcataa 420 aggtgtctct caggtgatcg gaaagtatct gttgggttgt atgtatcgag atgggatttg 480 tccctcccaa gttggagaga tatacttcgg gcccactcgg taatcgatat caccaccgct 540 tgcaagcatg tggttaagga gttaatcaca aagtgatatc ggattacgga acgagtaaag 600 tacttgctgt gaacgagatt gaactaggta tgacggtacc gacgatcgaa tctcgggcaa 660 gtaaaatatc gcgagacgaa gggactatat atatgggatt gtttgaatcc tgacatcgtg 720 gttcatccga tatgatcatc gatgaatgtg tgggagtcaa tatgggtgcc cagaccccgc 780 tgttgattat tgatagaaga tcatgtctgc atattctcga acccgcaggg tcacacactt 840 aacgtgtctt gacgctagga tagattggat aattggttta tgaatttttg ttcggagtct 900 cggatgggat ccgggatatc acgagaggtt ccggaatggt ccggagaata agattcatat 960 aaggcagtgc agtttttgga gttcggaatt gttccgggtt aatcggtatt gtaccggaag 1020 cttctagaac cttccgaaag gggaccaacg tggccccacc ttccgggagg gggcatgggc 1080 ctatgagtga gtgtcctggc cgcattggcc aggggcacaa ggccccatag ggcccagccg 1140 atcctagaga gtttaaatcg tttaaactag agatagggtt tctagaagag gggagagtcc 1200 atgcccccca ctccttatcc tttgggcttg ggggaggggc tagggctgcg ccccccctct 1260 atataaagag gggtgggggc gcaccaaccc cccacacctc tcctccaaac cctagccgcc 1320 ttgctagctt tcctctctcc ctcccgactg tttgtaggcg aagccctact gcagaaattc 1380 tccaccatat acaccacgcc gtcgtgttgt agatccaatc tatctctcca ccatacttgc 1440 tggtccgagg aaggaggaga tgtcgaggtg ctgcacgtgt gcatctcacg gaggcaccgc 1500 cacttgtggt gctagatcgg atcggatcgc gaggaggaga agcgagtacg actacatcac 1560 ccatgttccg acgaacgttc cgctgtgcga atcttcaagg gtatgaagat ctaatccaat 1620 ctctctcgtt gtttgcatct cctagattag atcttggctt tccctctgtt cgctccgtag 1680 aaaattttga tttactatgc cgcgaaaccc ttcagtggta tcagagctag atctatgcgt 1740 agatgtgttt cacgagtaga acgcaacatg gttgttgcgg gcgttgatgt tttctgttgc 1800 aagcctcttg tttgtgttct tcttatgacg cgggatagtg agattgaagc ggtccaggcc 1860 aaccttacgc gacgtcgttc gcgagaccgg ctccgcactt gacgtgtggc ttgttccaca 1920 catgcggctg gtggatgtca gtttctctca ctatagttgt catgggatta acaccggagt 1980 ttggcaacca taatatcacc gttgtggctt tccgtaggta agaatagttc ttagcttcta 2040 ctcccataaa gtcacgtaaa acatgcaaca acaaagtaga ggcgtctaac ttgtttttgc 2100 agggagtgtt ttctgtgata tggtatggcc caagatgtga tgtgtataat gtatgcgatg 2160 atcatgtttt gtaatgtttc acgacttgca tgtcgatgag tacacaaccg gcagaagcca 2220 tatggttgtc tttataattg tgtatgacct gtgtgtcaac ttcttatacg ccatgtaata 2280 gctttacttt attgctaagt agttagcaat agttgtagtt gctattcgtg gtggaggcaa 2340 tcatggtgga gtgatggaga tcatgccgga gcgcacaaga tggagatcat tgcgcgaaga 2400 ttggctatac catgtcacat aaagttatat gcatgtgatg tttatccttt tatgtatctt 2460 attatgctta gatcgcgacg gtagcattat aagatgattc ctcacttaaa gatcaagata 2520 aaaactgtgt tctccccaag tatgcaccgt tgcgaaagtt cgtcgtgtcc aagcatcacg 2580 tgatgatcgg gtgctataga ctctacgctc acatacaacg ggtgcaagcc agtttttgca 2640 cacgcggaaa tacttgggtc tagcttgacg agcctagcat gtacagacat ggcctcggaa 2700 cacaagaacc gaaaggttaa gcatgagtca tatgaatgat atgatcgaca cttcgttgtc 2760 caccattgaa accacatctc ttctcgtgat gatcggatta ggtgtggtga atttggatcg 2820 tgttcactaa acaacttgag ggatgttgaa tttagtggga gttcatctag taatttgatt 2880 aagttgaact atttatcatg aacatagtct aaattgtact tgcaaatact gtagatcaca 2940 tggacaagtc caacttcaac ttcaacgttt ttgctgagaa ggaaaagctt agaaacaatg 3000 ggtctaactt caccaattgg ttccgcaatc taagaatcat tctgtctggc gaacaaaagg 3060 actatgtcct tgggaaagcg ttaggtaacc cccctgctgc aactgcgctg gctgatgaga 3120 aagctgtcta tcagtcgcgc aaagatgatt atggtgtgat taagagcacc atgttgtttg 3180 ctatggaaac ggagcttcaa aatcgttttg aagagtatcc cgggcccttc gagattctcg 3240 aggagctgaa aaccatgttt cagactcagg cccgttctga gagatatgag atctccgaga 3300 agttctttaa ctgcaagatg gaggaaggga gttccgttag tgagaacgcc attaagatga 3360 cgggctacac tcaacgcctt gagcaactgg aatgcacgat tccagaggag ctcaagattg 3420 acagggttct gcaatcactc cctcccagct acaaaagttt tgtagtgact cataatcaga 3480 ttggttccac tgatatgatc accgagctct tcgcaaagct gaaggctacg gaagtggaca 3540 tcaagaaggt taatcatgtg ttgatggtca acaagccctc ctttaagaaa ggtaagggag 3600 ctaagaagcc cttcaagaag ggcggcggca agcgcaatgc ccctgctgag aagaagctca 3660 agtctggtcc caagccggac actaagtgct tctattgcaa ggacaagggt cactggaagc 3720 gcaactgtcc gaagtactta gcggacaaga aggctggcac catcaaaggt atatttgata 3780 tacatgttat tgatgttttc cttactagcc ctcgttgtag ttcctgggta tttgataccg 3840 gttcagttgc taacatttgt aactcgaaac aggggctacg gaatagacgg cggcttgcga 3900 gggatgaggt gacgatgcgc gttggcaacg gatcaagagt tgatgtgatg gccgtcggca 3960 cgctctcctt agttttacct tcgggattag ttttaaacct taataagtgt tataatgtgt 4020 ctgcgttgag catgaacatt atttctggat cgtgtttatt gcaagacggt tattcattta 4080 aatcggagaa taatggttgt tctatttata tgagtaacat cttttatggt catgcacctc 4140 ttgtaaatgg tttatttctt ctaaatctcg aaagggatga aacacacatc cataacattg 4200 aggctaagag atgcaaagta gatagtgata atactactta tttgtggcac tgtcgtctag 4260 gtcatattgg agtaaagcgc atgaagaaac tccattctga tggacttttg gagtctcttg 4320 attttgaatc atttgacaca tgcgaaccat gcctcatggg caagatgatc aaaacaccgt 4380 tctccggtat gatggagcga gcaacggact tgttggaaat catacatacc gatgtatgcg 4440 gaccgatgag tatttcgacg cgcggtggat atcgctattt cctcactttt accgatgact 4500 taagtagata tgggtatatc tatttaatga aacataaatc tgaaacattt gaaaagttca 4560 aggaatttca gaatgaagtg gagaaccatc gtaacagaaa gattaagttt ctacgatccg 4620 atcgtggagg tgaatatttg agttatgatt ttctcacgca tcttaaagca agtggaatcg 4680 tttcacaact cacgccaccc ggaacaccac aacgcaatgg tgtgtctgaa cgccggaatc 4740 gaaccctatt agatatggtc cgatcaatga tgtctcttac tgatttgccg ttatcatttt 4800 ggggctatgc attagaaacc gctgcattca ctttaaatag ggctccatct aaatccgttg 4860 agacgacacc gtatgacctg tggtttggtg ctaaacctaa gttgtcgttt cttaaagttt 4920 ggggatgcga agcttacgtc aagaagttga tgccggacaa gctcgaaccc aaagcggaga 4980 aatgcgtctt cataggatac cctaaggaaa ctattgggta taccttctat cacagaaccg 5040 aaggcaaagt ttttgtcgca aagaacggtt cctttcttga gaaggagttt ctctcgaaag 5100 aagtgagtgg gacgaaagta gagctagacg aggttattga accttctctt gagttggaga 5160 gtagcgcagc acctgaaatt gttccagtgc cgcctgcacc aacaatagag gaagctaatg 5220 acaaggatca tgaagcttcg gacgatgctg ctactgaacg tcgcaggtcg acaaggtcgc 5280 gtgcccctcc tgagtggtac ggcaaccctg tcttaactgt cttgttagta gaagacagtg 5340 aacctacgaa ctatgaggaa gcgatgatga tcccagactc tgagaaatgg ctagaagcca 5400 tgaaatccga attgggatcc atgagcgaaa accaagtatg gactttggta gaccctccta 5460 gcgaccgaaa ggccgttgag tgcaaatgga tcatcaagaa gaaaacggac gcggatggta 5520 atgtcaccgt ctataaagca 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gtttgtaggc gaagccctgc tgcagaaatt ctccaccata 8340 tacaccacgc cgtcgtgttg tagatccaat ctatctctcc accatacttg ctggtccgag 8400 gaaggaggag acgtcgaggt gctgcacgtg tgcatctcac ggaggcaccg ccacttgtgg 8460 tgctagatcg gatcggatcg cgaggaggag aagcgagtac gactacatca cccatgttcc 8520 gacgaacgtt ccgctgtgcg aatcttcaag ggtatgaaga tctaatcgg tattctgcc 8580 tgtctgcc 8580 tgtttgcc 8580 tgtttgcc

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 陽祐 兵庫県神戸市東灘区岡本3−11−7 Fターム(参考) 4B024 AA08 CA01 CA09 GA11 HA08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yosuke Kimura 3-11-7 Okamoto, Higashinada-ku, Kobe-shi, Hyogo F-term (reference) 4B024 AA08 CA01 CA09 GA11 HA08

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】オート麦から単離され、外因的な刺激の付
与により宿主内での転写が活性化される、または転写活
性がより増強されることを特徴とするレトロトランスポ
ゾン。
1. A retrotransposon isolated from oats and characterized in that transcription in a host is activated or transcriptional activity is further enhanced by application of an exogenous stimulus.
【請求項2】配列番号1に記載の塩基配列またはその相
同配列を含んでなる二つの同方向反復配列と、該二つの
同方向反復配列間に挟まれた転移遺伝子とを含んでなる
ことを特徴とするレトロトランスポゾン。
2. A method comprising two identical repeats comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or a homologous sequence thereof, and a transgene sandwiched between the two identical repeats. Characterized retro transposon.
【請求項3】上記同方向反復配列が、配列番号2に記載
の塩基配列またはその相同配列を含んでなることを特徴
とする請求項2に記載のレトロトランスポゾン。
3. The retrotransposon according to claim 2, wherein the orthotopic repeat comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 or a homologous sequence thereof.
【請求項4】配列番号3に記載の塩基配列を含んでなる
ことを特徴とするレトロトランスポゾン。
4. A retrotransposon comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3.
【請求項5】オート麦から単離されることを特徴とする
請求項2ないし4のいずれか一項に記載のレトロトラン
スポゾン。
5. The retrotransposon according to any one of claims 2 to 4, wherein the retrotransposon is isolated from oats.
【請求項6】配列番号1に記載の塩基配列またはその相
同配列を含んでなり、外因的な刺激の付与によりプロモ
ーター活性を呈する、またはプロモーター活性がより増
強されることを特徴とするDNA断片。
6. A DNA fragment comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or a homologous sequence thereof, wherein the DNA fragment exhibits promoter activity or is further enhanced in promoter activity by application of an exogenous stimulus.
【請求項7】オート麦から単離されることを特徴とする
請求項6に記載のDNA断片。
7. The DNA fragment according to claim 6, which is isolated from oats.
【請求項8】請求項6または7に記載のDNA断片がプ
ロモーターとして挿入されてなり、さらに、任意の遺伝
子断片を挿入するための領域と、宿主感染性を付与する
領域とを有することを特徴とするプラスミド。
8. The DNA fragment according to claim 6 or 7, wherein the DNA fragment is inserted as a promoter, and further has a region for inserting an arbitrary gene fragment and a region imparting host infectivity. Plasmid.
【請求項9】請求項1ないし5のいずれか一項に記載の
レトロトランスポゾン内に任意の遺伝子断片を挿入し、
該遺伝子断片が挿入されたレトロトランスポゾンを宿主
のゲノムDNA内に組み込むことにより上記遺伝子を発
現させることを特徴とする遺伝子の発現方法。
9. An arbitrary gene fragment is inserted into the retrotransposon according to any one of claims 1 to 5,
A method for expressing a gene, which comprises expressing the gene by incorporating the retrotransposon into which the gene fragment is inserted into genomic DNA of a host.
【請求項10】請求項8に記載のプラスミドを宿主に感
染させることにより、上記遺伝子を発現させることを特
徴とする遺伝子の発現方法。
[10] A method for expressing a gene, which comprises expressing the gene by infecting a host with the plasmid according to [8].
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10851382B2 (en) 2015-10-23 2020-12-01 Universidad De Talca Synthetic promotor induced by abiotic stress, genetic construct containing same and plant cells transformed therewith
JP2021534798A (en) * 2018-08-28 2021-12-16 フラッグシップ パイオニアリング イノベーションズ シックス,エルエルシー Methods and compositions for regulating the genome

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