JP2003070477A - Vector for new plant gene trap and plant gene trap utilizing the same vector - Google Patents

Vector for new plant gene trap and plant gene trap utilizing the same vector

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JP2003070477A
JP2003070477A JP2001267194A JP2001267194A JP2003070477A JP 2003070477 A JP2003070477 A JP 2003070477A JP 2001267194 A JP2001267194 A JP 2001267194A JP 2001267194 A JP2001267194 A JP 2001267194A JP 2003070477 A JP2003070477 A JP 2003070477A
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plant
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luc
vector according
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JP2001267194A
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Yoshiharu Yamamoto
義治 山本
Minami Matsui
南 松井
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RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
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RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To develop a new gene-searching method useful for search of genes which participate in change with time of genes in a live plant individual and environmental response. SOLUTION: The vector for new plant gene trap comprising luciferase as a reporter gene and the plant gene-trapping method using the vector are provided.

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、新規植物遺伝子ト
ラップ用ベクターおよびこれを利用した植物遺伝子トラ
ップ法に関する。さらに詳しくは、ルシフェラーゼ遺伝
子をレポーター遺伝子として用いることにより、生きた
植物個体における遺伝子の経時変化や環境応答に対応し
た遺伝子の発現を探索する方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel plant gene trap vector and a plant gene trap method using the same. More specifically, the present invention relates to a method of using a luciferase gene as a reporter gene to search for the expression of a gene in a living plant individual that corresponds to the temporal change of the gene or the environmental response.

【0002】[0002]

【従来の技術】遺伝子トラップとは、ゲノム中の遺伝子
に関する情報を知るための方法の一つであり、レポータ
ー遺伝子を含むトラップベクターをゲノム中に無作為に
挿入し、その発現様式を検出することで未知の遺伝子の
発現情報を探索する手法である。この手法は、遺伝子の
発現情報と共に遺伝子の破壊変異体が同時に得られる可
能性が高い点が特徴である。遺伝子トラップは、大きく
以下の2種類に分けられる。
2. Description of the Related Art A gene trap is one of the methods for knowing information about genes in the genome, and a trap vector containing a reporter gene is randomly inserted into the genome to detect its expression pattern. Is a method of searching for expression information of an unknown gene. This method is characterized in that there is a high possibility that gene disruption mutants can be obtained simultaneously with gene expression information. Gene traps can be broadly classified into the following two types.

【0003】1)狭義の遺伝子トラップ:トラップベク
ターには転写を規定するプロモーター構造がなく、レポ
ーター遺伝子はゲノム上の構造遺伝子内部に挿入された
場合のみ、その転写開始点により転写されて融合タンパ
ク質として発現する。あるいは、何らかの形で融合タン
パク質にならずに発現する。プロモータートラップと呼
ばれる場合も含む。
1) Gene trap in a narrow sense: A trap vector does not have a promoter structure that regulates transcription, and a reporter gene is transcribed as a fusion protein by its transcription initiation point only when inserted inside a structural gene on the genome. Express. Alternatively, it is expressed in some form without being a fusion protein. It also includes the case called a promoter trap.

【0004】2)エンハンサートラップ:トラップベク
ターにはTATA配列等の最小プロモーターが含まれてい
る。そのため、挿入の向きや位置にかかわらずトラップ
ベクター内からレポーター遺伝子の転写が開始される
が、レポーター遺伝子の発現は挿入部位近傍のエンハン
サーの制御を受けるため、付近に存在する遺伝子の発現
パターンが反映される。
2) Enhancer trap: The trap vector contains a minimal promoter such as TATA sequence. Therefore, transcription of the reporter gene is initiated from within the trap vector regardless of the orientation and position of insertion, but expression of the reporter gene is controlled by the enhancer in the vicinity of the insertion site, which reflects the expression pattern of genes in the vicinity. To be done.

【0005】従来、遺伝子トラップに用いられるレポー
ター遺伝子としては、バクテリア由来のベータガラクト
シダーゼ(lacZ)遺伝子やベータグルクロニダーゼ(ui
dA)遺伝子、また発光クラゲ由来の緑色蛍光タンパク質
(GFP)遺伝子が用いられてきた。これらのレポーター
遺伝子にはそれぞれ特徴があり、目的に応じて使い分け
られている。レポーター遺伝子は、レポータータンパク
質の活性が簡単に測定でき、そのタンパク質の活性によ
りレポーター遺伝子の発現状況が容易に計測出来るもの
でなくてはならない。
Conventionally, as reporter genes used for gene traps, beta-galactosidase (lacZ) gene derived from bacteria and beta-glucuronidase (ui
The dA) gene and the green fluorescent protein (GFP) gene from luminescent jellyfish have been used. Each of these reporter genes has its own characteristics and is used properly according to the purpose. The reporter gene must be capable of easily measuring the activity of the reporter protein, and the activity of the protein can easily measure the expression status of the reporter gene.

【0006】なかでも、生体を生かしたまま計測出来る
GFPはレポーターとして極めて有用である。しかし、GFP
にはレポーターとして次のような問題点がある。1)蛍
光による検出を行うため、もともとの生体物質由来の蛍
光がノイズとして現れ、ノイズに対するシグナルの値が
弱い。2)植物細胞内では毒性があるために生体に対し
て中立的に発現を計測出来ない(J. Haseloff and B. A
mos, 1995, Trends Genet., 11, 328-329)。3)GFPタ
ンパク質が極めて安定なため、発現量の経時的変動を見
るには不向きである(D. C. Baulcombe, S. Chapman, a
nd S. S. Cruz,1995, Plant J., 7, 1045-1053)。
Above all, it is possible to measure while keeping the living body alive.
GFP is extremely useful as a reporter. But GFP
Has the following problems as a reporter. 1) Since fluorescence is used for detection, the fluorescence from the original biological substance appears as noise, and the signal value against noise is weak. 2) It is not possible to measure expression in a plant cell neutrally because it is toxic (J. Haseloff and B. A)
mos, 1995, Trends Genet., 11, 328-329). 3) The GFP protein is extremely stable, making it unsuitable for observing changes in expression level over time (DC Baulcombe, S. Chapman, a
nd SS Cruz, 1995, Plant J., 7, 1045-1053).

【0007】一方、別のレポーターであるホタルのルシ
フェラーゼ遺伝子(LUC)はGFP同様に生体を生かしたま
ま計測出来、かつ次のような利点がある(A. J. Millar
ら,1992, Plant Mol. Biol.Rep., 10, 324-337)。1)
発光により検出を行うためノイズに対するシグナルの値
が極めて高い。2)植物細胞での毒性が無い。3)LUCタ
ンパク質は植物細胞中では不安定なため、遺伝子発現の
経時的変動がそのままLUC活性に反映される。4)LUCの
計測にはGFPの場合のように励起光を照射する必要が無
いため、励起光がもたらす生体への影響を無視出来る。
On the other hand, another reporter, the firefly luciferase gene (LUC), can be measured while keeping the living body alive, like GFP, and has the following advantages (AJ Millar
Et al., 1992, Plant Mol. Biol. Rep., 10, 324-337). 1)
The value of the signal against noise is extremely high because detection is performed by light emission. 2) No toxicity in plant cells. 3) Since LUC proteins are unstable in plant cells, changes in gene expression over time are directly reflected in LUC activity. 4) Unlike the case of GFP, it is not necessary to irradiate excitation light to measure LUC, so the effect of excitation light on the living body can be ignored.

【0008】他方、遺伝子トラップにおけるレポーター
の選択は生物種によってかなり異なる。たとえばlacZレ
ポーターは大腸菌、マウス、アフリカツメガエルではよ
く用いられるレポーターであるが、植物で用いられた例
は無い。これはおそらくlacZタンパク質は植物細胞にお
いては非常に不安定であるか、植物の系では正しくフォ
ールディングされないか、あるいは細胞内のpH等の環
境がlacZレポーターに不適切である等の理由により、植
物細胞内ではその活性が生じ難いからと考えられる。そ
の代わりとして、植物においては同様の解析のためにGU
S(beta-グルクロニダーゼ)レポーターがよく用いられ
ている。
On the other hand, the choice of reporter in a gene trap varies considerably depending on the species. For example, the lacZ reporter is a commonly used reporter in Escherichia coli, mouse, and Xenopus, but it has not been used in plants. This is probably because the lacZ protein is very unstable in plant cells, does not fold correctly in plant systems, or the environment such as intracellular pH is inappropriate for the lacZ reporter. It is considered that the activity is unlikely to occur inside. Instead, the GU
The S (beta-glucuronidase) reporter is commonly used.

【0009】また、植物と動物とでは至適な利用コドン
の違い等により翻訳効率が異なる。従って同一の塩基配
列を持つレポーター遺伝子やプロモーターを動物用・植
物用と変えただけでは、実用上十分なレベルにレポータ
ー活性が達するかどうかを予め推測することは極めて困
難である。
In addition, the translation efficiency differs between plants and animals due to the difference in the optimal codon usage and the like. Therefore, it is extremely difficult to predict in advance whether or not the reporter activity will reach a practically sufficient level simply by changing the reporter gene or promoter having the same nucleotide sequence for animals and plants.

【0010】特開平11-332564号公報には、LUCレポータ
ーを用いたショウジョウバエの遺伝子トラップ用ベクタ
ーが開示されているが、植物においてはLUCレポーター
を遺伝子トラップに用いた例はこれまで報告がない。こ
れは、植物においてはLUCは融合タンパク質になると活
性がなくなりやすく(CK Worley, N Zenser, J Ramos,
D Rouse, O Leyser, A Theologis, J Callis, Plant J,
2000, 21: 553-562)従って遺伝子トラップには適さな
いと信じられているためと思われる。実際、翻訳フュー
ジョン型のトラップベクターを用いてゲノム中に無作為
にLUC遺伝子を挿入したときに生じるLUC融合タンパク質
が活性を持つのか、といった疑問は未だ解決されていな
い。
[0010] Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-332564 discloses a Drosophila gene trap vector using an LUC reporter, but there has been no report on an example of using the LUC reporter for a gene trap in plants. This is because LUC tends to lose its activity in plants when it becomes a fusion protein (CK Worley, N Zenser, J Ramos,
D Rouse, O Leyser, A Theologis, J Callis, Plant J,
2000, 21: 553-562) Therefore, it is believed that it is not suitable for gene trap. In fact, the question as to whether the LUC fusion protein produced by randomly inserting the LUC gene into the genome using a translation fusion type trap vector has an activity has not yet been solved.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】植物の遺伝子トラップ
法は、基礎研究の分野のみならず、植物/農産物の遺伝
子工学を見据えた応用研究の分野においても遺伝子マイ
ニングの一環として盛んに利用されており、ゲノム機能
を解析する一手法として重要な価値をもつ。したがっ
て、植物ゲノム解析により有用な新規遺伝子トラップの
開発が望まれている。
[Problems to be Solved by the Invention] The plant gene trap method is widely used as a part of gene mining not only in the field of basic research but also in the field of applied research with a view to genetic engineering of plants / agricultural products. , Has an important value as a method for analyzing genomic functions. Therefore, it is desired to develop a novel gene trap useful for plant genome analysis.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、LUCレポ
ーター遺伝子を組み込んだトラップベクターを数種類作
成して解析を行った結果、そのうちのいくつかはトラッ
プベクターとして極めて有用に機能しうることを見出
し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以
下の(1)〜(8)を提供するものである。
[Means for Solving the Problems] The present inventors have prepared several types of trap vectors incorporating the LUC reporter gene and analyzed them. As a result, some of them were found to be extremely useful as trap vectors. Heading out, the present invention has been completed. That is, the present invention provides the following (1) to (8).

【0013】(1)ルシフェラーゼ遺伝子をレポーター
遺伝子として含む、植物の遺伝子トラップ用ベクター。 (2)前記(1)記載のベクターにおいて、さらにマー
カー遺伝子を機能しうる順序で含むベクター。 (3)ルシフェラーゼ遺伝子の上流に、さらにスプライ
シング供与配列、イントロン、スプライシング受容配列
をこの順序で含む、前記(1)または(2)記載のベク
ター。
(1) A plant gene trap vector containing a luciferase gene as a reporter gene. (2) The vector according to the above (1), which further contains a marker gene in an order in which it can function. (3) The vector according to (1) or (2) above, which further comprises a splicing donor sequence, an intron, and a splicing acceptor sequence in this order upstream of the luciferase gene.

【0014】(4)ルシフェラーゼ遺伝子の上流に、さ
らに終始コドン、IRES配列をこの順序で含む、前記
(1)または(2)記載のベクター。 (5)ルシフェラーゼ遺伝子の上流に、さらに最小プロ
モーター配列を含む、前記(1)または(2)記載のベ
クター。 (6)マーカー遺伝子がカナマイシン耐性、ハイグロマ
イシン耐性、ゲンタマイシン耐性、除草剤耐性から選ば
れる少なくとも1つである、前記(2)〜(5)のいず
れか1に記載のベクター。
(4) The vector according to (1) or (2) above, which further comprises a stop codon and an IRES sequence in this order upstream of the luciferase gene. (5) The vector according to (1) or (2) above, which further comprises a minimal promoter sequence upstream of the luciferase gene. (6) The vector according to any one of (2) to (5) above, wherein the marker gene is at least one selected from kanamycin resistance, hygromycin resistance, gentamicin resistance, and herbicide resistance.

【0015】(7)以下の工程を含む、植物の遺伝子ト
ラップ法。 1)前記(1)〜(6)のいずれか1に記載のベクター
を植物に導入する工程 2)上記植物から形質転換された植物を選択する工程 3)上記形質転換植物にルシフェリンを添加し、生じる
発光を計測する工程4)計測された発光パターンから、
植物のゲノム遺伝子に関する情報を得る工程 (8)以下の工程を含む、生きた植物個体の遺伝子トラ
ップ法。
(7) A plant gene trap method comprising the following steps. 1) Step of introducing the vector according to any one of (1) to (6) above into a plant 2) Step of selecting a transformed plant from the above plant 3) Adding luciferin to the above transformed plant, Step 4 of measuring generated light emission) From the measured light emission pattern,
Step (8) of obtaining information on plant genomic genes A method for gene trapping a living plant individual, which comprises the following steps.

【0016】1)前記(1)〜(6)のいずれか1に記
載のベクターを植物に導入する工程 2)上記植物から形質転換された植物を選択する工程 3)上記形質転換植物を生かしたままの状態で、ルシフ
ェリンを添加し、生じる発光を計測する工程 4)計測された発光パターンから、生きた植物個体のゲ
ノム遺伝子に関する経時的情報を得る工程
1) Step of introducing the vector according to any one of (1) to (6) above into a plant 2) Step of selecting a transformed plant from the above plant 3) Utilizing the above transformed plant Luciferin is added as it is, and the resulting luminescence is measured 4) A step of obtaining temporal information on the genomic gene of a living plant individual from the measured luminescence pattern

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明において「遺伝子トラップ」とは、ゲノム
中にレポーター遺伝子を無作為に挿入し、該レポーター
遺伝子の発現様式から、挿入部位近傍の遺伝子の発現制
御情報を得る方法を意味し、プロモータートラップ、エ
ンハンサートラップなど、公知の遺伝子トラップのすべ
てを含む。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below. In the present invention, “gene trap” means a method in which a reporter gene is randomly inserted into the genome and the expression control information of the gene near the insertion site is obtained from the expression pattern of the reporter gene, which includes a promoter trap and an enhancer. It includes all known gene traps such as traps.

【0018】本発明の遺伝子トラップは、植物を対象と
した遺伝子トラップである。対象となる植物種は特に限
定されず、シロイヌナズナのほか、タバコ、イネ、ヒメ
ツリガネゴケ、ミヤコグサ等、形質転換可能な植物であ
ればよい。本発明の植物遺伝子トラップ用ベクターは、
レポーター遺伝子としてルシフェラーゼ遺伝子を含み、
さらにマーカー遺伝子を機能しうる順序で含むことが好
ましい。
The gene trap of the present invention is a gene trap for plants. The target plant species is not particularly limited, and may be a transformable plant such as Arabidopsis thaliana, tobacco, rice, moss, Lotus japonicus, and the like. The plant gene trap vector of the present invention,
Contains a luciferase gene as a reporter gene,
Furthermore, it is preferable to include the marker genes in a functional order.

【0019】「レポーター遺伝子」とは、プロモーター
やエンハンサーなどの転写活性等を調べるために組み込
まれる目印用の遺伝子であって、本発明ではルシフェラ
ーゼ(LUC)遺伝子が用いられる。該ルシフェラーゼの
由来は特に限定されず、バクテリア由来、ホタル由来の
ルシフェラーゼ遺伝子のほか、LUC(米国特許5,583,0
24号、5,674,713号等)のように人工的に合成されたル
シフェラーゼ遺伝子を用いてもよい。
The “reporter gene” is a marker gene incorporated for investigating transcriptional activity of promoters and enhancers, and the luciferase (LUC) gene is used in the present invention. The origin of the luciferase is not particularly limited, and in addition to the luciferase gene derived from bacteria and firefly, LUC + (US Pat. No. 5,583,0
24, 5,674,713, etc.) artificially synthesized luciferase gene may be used.

【0020】「マーカー遺伝子」とは、遺伝子組換え
型、すなわち形質転換体の検出のために組み込まれる標
識用の遺伝子であって、たとえばカナマイシン耐性遺伝
子、ハイグロマイシン耐性遺伝子、ゲンタマイシン耐性
遺伝子、除草剤耐性遺伝子等の薬剤耐性遺伝子を用いる
ことができる。なお、本発明において「機能しうる順
序」とは、組み込まれた各遺伝子がその目的を達成でき
る順序で存在することを意味する。
The "marker gene" is a gene for gene recombination, that is, a marker gene incorporated for the detection of transformants, and includes, for example, a kanamycin resistance gene, a hygromycin resistance gene, a gentamicin resistance gene, and a herbicide. A drug resistance gene such as a resistance gene can be used. In the present invention, the "functional order" means that the integrated genes are present in an order that can achieve the purpose.

【0021】ある実施態様においては、本発明の植物遺
伝子トラップ用ベクターは、LUCレポーター遺伝子上流
に、スプライシング供与配列、イントロン、スプライシ
ング受容配列をこの順序で含む。かかる配列を含むこと
により、ゲノム上の遺伝子とレポーター遺伝子の読み枠
が合いやすくなり、レポーター遺伝子は挿入位置にかか
わらずゲノム上の遺伝子との融合タンパク質として発現
する。用いるスプライシング供与配列、イントロン、ス
プライシング受容配列の由来は特に限定されないが、好
ましくは形質転換する植物に近い種由来のものがよい。
たとえば、単子葉植物を形質転換する場合は単子葉植物
由来のもの、双子葉植物を形質転換する場合は双子葉植
物由来のものが好ましい。
[0021] In one embodiment, the plant gene trap vector of the present invention comprises a splicing donor sequence, an intron, and a splicing acceptor sequence in this order upstream of the LUC reporter gene. By including such a sequence, the reading frames of the gene on the genome and the reporter gene are easily matched, and the reporter gene is expressed as a fusion protein with the gene on the genome regardless of the insertion position. The origin of the splicing donor sequence, intron and splicing acceptor sequence used is not particularly limited, but preferably derived from a species close to the plant to be transformed.
For example, when transforming monocotyledonous plants, those derived from monocotyledonous plants are preferable, and when transforming dicotyledonous plants, those derived from dicotyledonous plant are preferable.

【0022】別な実施態様(通常、「エンハンサートラ
ップ」と呼ばれる)においては、本発明のベクターは、
LUCレポーター遺伝子上流に最小プロモーターを含む。
ここで「最小プロモーター」とは、それのみでは下流の
遺伝子を発現させることはできないが、エンハンサーが
近傍にあれば下流の遺伝子を発現させることができる、
TATA配列等を含むコアプロモーターを意味し、たとえば
NOS101、35S90等(Puenteら、1996, EMBO J., 15, 3732
-3743)を挙げることができる。前記ベクターを用いた
場合、LUCレポーター遺伝子は挿入部位近傍に存在する
エンハンサーの制御を受けて発現するが、レポーター遺
伝子を含むmRNAはLUCタンパク質のみを単独でコードす
るため、ゲノム上の遺伝子との融合タンパクは発現され
ない。
In another embodiment (usually referred to as the "enhancer trap"), the vector of the invention comprises:
It contains a minimal promoter upstream of the LUC reporter gene.
Here, the "minimal promoter" cannot express a downstream gene by itself, but it can express a downstream gene if an enhancer is nearby.
A core promoter containing TATA sequence, etc.
NOS101, 35S90, etc. (Puente et al., 1996, EMBO J., 15, 3732
-3743) can be mentioned. When the vector is used, the LUC reporter gene is expressed under the control of an enhancer existing in the vicinity of the insertion site, but the mRNA containing the reporter gene alone encodes the LUC protein, so fusion with the gene on the genome No protein is expressed.

【0023】さらに別の実施態様においては、本発明の
植物遺伝子トラップベクターは、LUCレポーター遺伝子
の上流に、終始コドン、IRES(internal ribosome entr
y site)配列をこの順序で含む。このタイプのトラップ
ベクターはマウスの系で報告されているが(B.P.Zambro
wicz, G.A.Friedrich, E.C.Buxton, S.L.Lilleberg,C.
Person, A.T.Sands, 1998 Nature 392, 608-611)、植
物での応用例は未だ報告されていない。
In yet another embodiment, the plant gene trap vector of the present invention comprises a stop codon, IRES (internal ribosome entr), upstream of the LUC reporter gene.
y site) array in this order. This type of trap vector has been reported in the mouse system (BPZambro
wicz, GAFriedrich, ECBuxton, SLLilleberg, C.
Person, ATSands, 1998 Nature 392, 608-611), and its application in plants has not been reported yet.

【0024】「IRES配列」とは、リボソームがmRNA内部
の特定領域に直接結合して翻訳を開始する内部開始機構
において、該リボソームが結合するmRNA上の特定配列を
いう。植物(タバコ)で機能しうるIRES配列としては、
たとえばtobamovirusのIRES-MP228、IRES-MP75およびIR
ES-CP148(M.V.Sskulachevら、1999, Virology, 263,13
9-154)、並びにemcephalomyocarditis virusのIRES-EM
CV (P. Urwinら、Plant J., 2000, 24, 583-589)が報
告されている。通常真核生物では、一つのmRNA上に二つ
のコード領域が存在するポリシストロンの場合2番目の
コード領域は翻訳されないが、両者の間にIRES配列を配
置しておくと、2番目のコード領域も翻訳される(M. Ko
zak, 2001, Mol. Cell Biol., 21, 1899-1907)。した
がって、前記ベクターを用いた場合、導入されたLUCレ
ポーター遺伝子はmRNAレベルではゲノム上の遺伝子と融
合されるが、タンパク質産物としてはLUCレポーター単
独として翻訳される。
The "IRES sequence" refers to a specific sequence on the mRNA to which the ribosome binds in the internal initiation mechanism where the ribosome directly binds to a specific region inside the mRNA to initiate translation. IRES sequences that can function in plants (tobacco) include
For example tobamovirus IRES-MP228, IRES-MP75 and IR
ES-CP148 (MVSskulachev et al., 1999, Virology, 263,13
9-154), and IRES-EM of emcephalomyocarditis virus
CV (P. Urwin et al., Plant J., 2000, 24, 583-589) has been reported. Normally, in eukaryotes, the second coding region is not translated in the case of polycistron, which has two coding regions on one mRNA, but if the IRES sequence is placed between the two, the second coding region is Is also translated (M. Ko
zak, 2001, Mol. Cell Biol., 21, 1899-1907). Therefore, when the vector is used, the introduced LUC reporter gene is fused with the gene on the genome at the mRNA level, but is translated as the LUC reporter alone as the protein product.

【0025】本発明の植物遺伝子トラップベクターにお
いては、用いられるベクターは特に限定されず、プラス
ミド、ファージ、コスミド、P1ベクター等公知のベクタ
ーを適宜選んで使用できる。前記ベクターの植物体への
導入は、通常用いられる方法、たとえばPEG法、エレク
トロポレーション法、マイクロインジェクション法、レ
トロウィルス導入法等を用いることができるが、特にア
グロバクテリアを用いたCloughらの方法(Yamamoto Y.
Y.ら2001, Plant Cell, 13 399-411;S.J.Clough and
A.F.Bent, 1998Plant J. 16 735-743)が好ましい。
In the plant gene trap vector of the present invention, the vector used is not particularly limited, and known vectors such as plasmid, phage, cosmid, P1 vector can be appropriately selected and used. The vector can be introduced into a plant by a method commonly used, for example, a PEG method, an electroporation method, a microinjection method, a retrovirus introduction method, etc., but especially the method of Clough et al. Using Agrobacterium. (Yamamoto Y.
Y. et al 2001, Plant Cell, 13 399-411; SJClough and
AFBent, 1998Plant J. 16 735-743) is preferred.

【0026】本発明の植物遺伝子トラップ法において、
形質転換植物におけるLUCレポーター遺伝子の発現は、
ルシフェラーゼの基質であるルシフェリンを植物に取り
込ませ、生じる発光を計測することにより検出できる。
発光の計測は、CCDカメラやフォトカウンティング方式
のVIMカメラ(浜松ホトニクス)、シンチレーションカ
ウンター等、公知の方法を使用して行うことができる。
In the plant gene trap method of the present invention,
Expression of the LUC reporter gene in transformed plants is
It can be detected by incorporating luciferin, which is a substrate of luciferase, into a plant, and measuring the generated luminescence.
The light emission can be measured by using a known method such as a CCD camera, a photo-counting type VIM camera (Hamamatsu Photonics), or a scintillation counter.

【0027】検出された発光データは、レポーター遺伝
子挿入部位近傍の遺伝子の発現情報をそのまま反映し、
これにより未知の遺伝子の機能や発現制御情報を得るこ
とができる。特に、生きた植物個体に基質を投与し、ビ
デオカメラあるいは光電子増倍管による計測を行う方法
を用いてルシフェラーゼ活性を測定すれば、生きた植物
個体の遺伝子発現をリアルタイムに近いかたちで経時的
にモニターできるという優れた効果を得ることができ
る。
The detected luminescence data directly reflects the expression information of genes near the reporter gene insertion site,
This makes it possible to obtain information on unknown gene functions and expression control. In particular, if the luciferase activity is measured using a method in which a substrate is administered to a living plant individual and measurement is performed using a video camera or a photomultiplier tube, the gene expression of the living plant individual can be measured over time in a manner close to real time. The excellent effect of being able to monitor can be obtained.

【0028】[0028]

【実施例】以下、実施例により本発明についてさらに詳
細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。実施例1:融合遺伝子型植物用トラップベクターの開発
とその適用例 1.1)yy322とyy323(LUC)の構築 ゲノム上の遺伝子にトラップベクターが挿入されたとき
に、LUCとの融合タンパク質を生じるようなベクターyy3
22とyy323を作成した。yy322とyy323は融合時にゲノム
上の遺伝子とレポーター遺伝子の読み枠が合いやすいよ
うに読み枠の異なる融合mRNAを複数種生じるようなデザ
インのコンストラクトである。原理としてはNussaumeら
の文献(L. Nussaumeら, 1995, Mol. Gen. Genet., 24
9, 91-101)に記載されているとおりであるが、本実施
例ではシロイヌナズナCIP4(Yamamoto Y.Y.ら2001, Pla
nt Cell, 13 399-411)のスプライシングドナー部位
(配列番号1)、シロイヌナズナCIP7(Yamamoto Y.Y.ら
1998 1001083-1094)のイントロン(配列番号2)並びに
Nussaumeらの設計したスプライシングアクセプター部位
(配列番号3)を組み合わせて用いた。すなわち、これ
らを組合せ、部分的に重複するような二本の合成DNAを
作成し、アニーリング、Klenow酵素処理による完全二本
鎖化、HindIII/BamHI酵素処理による末端処理を行い、H
indIII/BamHI部位への挿入可能な形状の合成DNA(Hint
B)を作成した(図1参照)。つまり、HintBは重複した
スプライシングドナー並びにアクセプター部位を持つ改
変されたCIP7のイントロンである。以下に、HintBの配
列(配列番号4)を示す。
The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Example 1: Development of a fusion genotype plant trap vector
And its application example 1.1) Construction of yy322 and yy323 (LUC) Vector yy3 that produces a fusion protein with LUC when a trap vector is inserted into a gene on the genome.
Created 22 and yy323. yy322 and yy323 are constructs designed to generate multiple types of fusion mRNAs having different reading frames so that the reading frames of the gene on the genome and the reporter gene can be easily matched at the time of fusion. As a principle, the reference by Nussaume et al. (L. Nussaume et al., 1995, Mol. Gen. Genet., 24
9, 91-101), but in this Example, Arabidopsis CIP4 (Yamamoto YY et al 2001, Pla
nt Cell, 13 399-411) splicing donor site (SEQ ID NO: 1), Arabidopsis CIP7 (Yamamoto YY et al.
1998 1001083-1094) intron (SEQ ID NO: 2) and
A splicing acceptor site (SEQ ID NO: 3) designed by Nussaume et al. Was used in combination. In other words, by combining these, two synthetic DNAs that partially overlap are created, annealing, complete double stranded by Klenow enzyme treatment, end treatment by HindIII / BamHI enzyme treatment, and H
Synthetic DNA with a shape that can be inserted into the indIII / BamHI site (Hint
B) was prepared (see FIG. 1). Thus, HintB is a modified CIP7 intron with overlapping splicing donor and acceptor sites. The HintB sequence (SEQ ID NO: 4) is shown below.

【0029】HintB: 5’-AAG CTT CAA GGT CTC TCT TC
A AGG TGA GTT TTT TTC TGT TCA CTCTCT TAG ATG CCA A
AA CTT GAG TTA TTG CTT AAT GTT TCA ATT GTT GTG GAC
TCTGTG TAT GTG TAG GTT ATA TGC AGG TTA TAT GCA GG
T TAT ATG GGA GGT GGA GGGATC C-3’ (下線は制限酵
素部位を示す) 上記HintBをプラスミドpPZP200A(P. Hajdukiewiczら,
1994, Plant Mol. Biol., 25, 989-994)のHindIII/Bam
HI部位に挿入しyy306を得た。なお、pPZP200AはDr. Pal
Maliga (The State University of New Jersey)から譲
与を受けた。
HintB: 5'- AAG CTT CAA GGT CTC TCT TC
A AGG TGA GTT TTT TTC TGT TCA CTCTCT TAG ATG CCA A
AA CTT GAG TTA TTG CTT AAT GTT TCA ATT GTT GTG GAC
TCTGTG TAT GTG TAG GTT ATA TGC AGG TTA TAT GCA GG
T TAT ATG GGA GGT GGA G GGATC C -3 '(underlined restriction enzyme site) The above HintB was added to the plasmid pPZP200A (P. Hajdukiewicz et al.
1994, Plant Mol. Biol., 25, 989-994) HindIII / Bam
It was inserted into the HI site to obtain yy306. In addition, pPZP200A is Dr. Pal
Granted by Maliga (The State University of New Jersey).

【0030】つぎに、プラスミドpBIN19(M. Bevan, 19
84, Nucleic Acids Res., 12 8711-8721)に含まれるPN
OS/NPTII/TNOS(配列番号5)およびPNOS/NPTII(配列番
号6)をPCRにより増幅した。PNOS/NPTIIは、PNOS植物プ
ロモーターとカナマイシン耐性遺伝子をコードする配列
であり、PNOS/NPTII/TNOSはこれにポリA付加シグナルが
付与された配列である。なお、pBIN19は京都大学の青山
教授より譲与を受けた。以下に、プライマーとPCRの反
応条件を示す。
Next, the plasmid pBIN19 (M. Bevan, 19
84, Nucleic Acids Res., 12 8711-8721)
OS / NPTII / TNOS (SEQ ID NO: 5) and PNOS / NPTII (SEQ ID NO: 6) were amplified by PCR. PNOS / NPTII is a sequence encoding a PNOS plant promoter and a kanamycin resistance gene, and PNOS / NPTII / TNOS is a sequence having a poly A addition signal added thereto. In addition, pBIN19 was granted by Professor Aoyama of Kyoto University. The reaction conditions of the primers and PCR are shown below.

【0031】PNOS/NPTII/TNOSプライマー: Forward:5'-CGG GGT ACC TGA TCA TGA GCG GAG AAT TA
A GGG A-3'(配列番号7) Reverse:5'-GGA ATT CCC GAT CTA GTA ACA TAG ATG AC
A-3’(配列番号8)PNOS/NPTIIプライマー: Forward:5'- GGA ATT CTC AGA AGA ACT CGT CAA GAA G
GC GAT A-3'(配列番号9) Reverse:5'- GGA ATT CTC AGA AGA ACT CGT CAA GAA G
GC GAT A-3'(配列番号10)反応条件: 反応液:dNTP mix 0.4 mM each, primers 0.25 uM eac
h, template DNA (pBIN19)適量(1-100ng), 1x反応バ
ッファー(Stratagene社 PfuTurbo 酵素に添付のも
の), Pfu Turbo酵素 1-1.5 units。
PNOS / NPTII / TNOS Primer: Forward: 5'-CGG GGT ACC TGA TCA TGA GCG GAG AAT TA
A GGG A-3 '(SEQ ID NO: 7) Reverse: 5'-GGA ATT CCC GAT CTA GTA ACA TAG ATG AC
A-3 '(SEQ ID NO : 8) PNOS / NPTII primer: Forward: 5'- GGA ATT CTC AGA AGA ACT CGT CAA GAA G
GC GAT A-3 '(SEQ ID NO: 9) Reverse: 5'- GGA ATT CTC AGA AGA ACT CGT CAA GAA G
GC GAT A-3 '(SEQ ID NO : 10) Reaction conditions: Reaction solution: dNTP mix 0.4 mM each, primers 0.25 uM eac
h, template DNA (pBIN19) appropriate amount (1-100ng), 1x reaction buffer (supplied with Stratagene PfuTurbo enzyme), Pfu Turbo enzyme 1-1.5 units.

【0032】サイクル条件:94 oC 20秒, 50 oC 30秒,
72 oC 4分を30サイクル。
Cycle conditions: 94 ° C. 20 seconds, 50 ° C. 30 seconds,
72 o C 4 minutes 30 cycles.

【0033】前記PCR反応産物をフェノール/クロロホル
ム抽出したのちKpnI/EcoRIにより消化し、それぞれyy30
6のKpnI/EcoRI部位に挿入した。PNOS/NPTII/TNOSが挿入
されたものはyy309、 PNOS/NPTIIが挿入されたものはyy
310である。一方LUC遺伝子を含むプラスミドpG6LUC(T.
Aoyama and N.-H Chua, 1997, Plant J., 11, 605-61
2)のSalI部位をSalI消化後Klenow処理を行うことで除
去し、得られたクローンのプラスミドから同様にKpnI、
そしてBamHIの部位を除去しyy319を得た。このyy319のL
UC/T3A部分をPCRで増幅した。なお、pG6LUCは京都大学
の青山教授より譲与を受けた。以下に、プライマーおよ
び反応条件を示す。
The PCR reaction product was extracted with phenol / chloroform and then digested with KpnI / EcoRI to give yy30.
It was inserted into KpnI / EcoRI site of 6. Yy309 when PNOS / NPTII / TNOS is inserted, yy when PNOS / NPTII is inserted
It is 310. On the other hand, the plasmid pG6LUC (T.
Aoyama and N.-H Chua, 1997, Plant J., 11, 605-61
The SalI site in 2) was removed by digestion with SalI and then Klenow treatment, and KpnI,
Then, the BamHI site was removed to obtain yy319. This yy319 L
The UC / T3A portion was amplified by PCR. PG6LUC was granted by Professor Aoyama of Kyoto University. The primers and reaction conditions are shown below.

【0034】LUC/T3Aプライマー: Forward:5'-CGG GAT CCA AAC AAT GGC TAT GGC TGA AG
A CGC CAA AAA CAT AAAGAA AG-3'(配列番号11) Reverse:5'-GGG GTA CCA TCG ACA CAA AAA GCC TAT AC
T GTA C-3'(配列番号12)反応条件: 反応液:dNTP mix 0.4 mM each, primers 0.75 uM eac
h, template DNA (yy319)適当量(1-100ng程度), 1x反
応バッファー(Stratagene社 PfuTurbo 酵素に添付のも
の), Pfu Turbo酵素 1-1.5 units。 サイクル条件:94 oC 30秒, 55 oC 30秒, 72 oC 4分を3
0サイクル。
LUC / T3A Primer: Forward: 5'-CGG GAT CCA AAC AAT GGC TAT GGC TGA AG
A CGC CAA AAA CAT AAAGAA AG-3 '(SEQ ID NO: 11) Reverse: 5'-GGG GTA CCA TCG ACA CAA AAA GCC TAT AC
T GTA C-3 '(SEQ ID NO : 12) Reaction conditions: Reaction solution: dNTP mix 0.4 mM each, primers 0.75 uM eac
h, template DNA (yy319) appropriate amount (about 1-100 ng), 1x reaction buffer (provided with Stratagene PfuTurbo enzyme), Pfu Turbo enzyme 1-1.5 units. Cycle conditions: 94 o C 30 seconds, 55 o C 30 seconds, 72 o C 4 minutes 3
0 cycles.

【0035】得られたPCR産物はフェノール/クロロホル
ム抽出したのちBamHI/KpnIで消化し、yy309およびyy310
のBamHI/KpnI部位に挿入し、それぞれyy320、yy321を得
た。yy320、yy321において、植物ゲノム中に挿入される
T-DNAの右側末端RBと多重スプライシングユニットHintB
との距離を詰めるために、ベクターに含まれるScaI/Hin
dIII部分をpPZP100のPCR産物と置換した。以下に、プラ
イマーおよび反応条件を示す。
The obtained PCR product was extracted with phenol / chloroform and then digested with BamHI / KpnI to obtain yy309 and yy310.
Were inserted into the BamHI / KpnI site of γ320 to obtain yy320 and yy321, respectively. Inserted into the plant genome at yy320 and yy321
Right end RB of T-DNA and multiple splicing unit HintB
ScaI / Hin included in the vector to reduce the distance between
The dIII portion was replaced with the PCR product of pPZP100. The primers and reaction conditions are shown below.

【0036】ScaI/HindIIIプライマー: Forward:5'-CCC AAG CTT TGA CAG GAT ATA TTG GCG GG
T A-3'(配列番号13) Reverse:5'-ATA GCA GCG GAG GGG TTG GAT CAA-3'(配
列番号14)反応条件: 反応液:dNTP mix 0.4 mM each, primers 0.25 uM eac
h, template DNA (pPZP100)適当量(1-100ng程度), 1x
反応バッファー(Stratagene社 PfuTurbo 酵素に添付の
もの), Pfu Turbo酵素 1-1.5 units。 サイクル条件:94 oC 30秒, 55 oC 30秒, 72 oC 2分を3
0サイクル。
ScaI / HindIII primer: Forward: 5'-CCC AAG CTT TGA CAG GAT ATA TTG GCG GG
T A-3 '(SEQ ID NO: 13) Reverse: 5'-ATA GCA GCG GAG GGG TTG GAT CA A-3' (SEQ ID NO : 14) Reaction conditions: Reaction solution: dNTP mix 0.4 mM each, primers 0.25 uM eac
h, template DNA (pPZP100) appropriate amount (about 1-100ng), 1x
Reaction buffer (supplied with Stratagene PfuTurbo enzyme), Pfu Turbo enzyme 1-1.5 units. Cycle conditions: 94 o C 30 sec, 55 o C 30 sec, 72 o C 2 min 3
0 cycles.

【0037】得られたPCR産物をフェノール/クロロホル
ム抽出したのちScaI/HindIIIで消化し、yy320、yy321に
組み込んだ。yy320由来のクローンはyy322、yy321由来
のクローンはyy323である。yy322、yy323のT-DNA部分の
概略を図1に示す。 1.2)yy322、yy323のシロイヌナズナへの導入 yy322、およびyy323をアグロバクテリアGV3101,pMP90へ
エレクトロポレーション法により導入し、得られたアグ
ロバクテリアを用いて減圧湿潤法またはフローラルディ
ップ法によりシロイヌナズナを形質転換した(Yamamoto
Y.Y.ら2001, Plant Cell, 13 399-411;S.J.Clough an
d A.F.Bent, 1998 Plant J. 16 735-743)。
The resulting PCR product was extracted with phenol / chloroform, digested with ScaI / HindIII, and incorporated into yy320 and yy321. The clone derived from yy320 is yy322, and the clone derived from yy321 is yy323. The outline of the T-DNA portion of yy322 and yy323 is shown in FIG. 1.2) Introduction of yy322, yy323 into Arabidopsis thaliana yy322, and yy323 were introduced into Agrobacterium GV3101, pMP90 by electroporation method, and Arabidopsis thaliana was transformed by a reduced pressure wet method or a floral dip method using the obtained Agrobacterium. (Yamamoto
YY et al 2001, Plant Cell, 13 399-411; SJ Clough an
d AFBent, 1998 Plant J. 16 735-743).

【0038】形質転換したT1世代の種子をカナマイシン
30-50 ug/ml含むGM培地上で発芽させ、形質転換体を数
百個体選抜し、生育させT2世代の自殖種子を得た。この
方法によって得られた転換個体はそれぞれ独立に形質転
換されており。それぞれゲノム上の異なる位置にT-DNA
が挿入されている(G.-N. Ye ら1999, Plant J., 19 24
9-257)。
Transformed T1 generation seeds with kanamycin
Sprouting was performed on GM medium containing 30-50 ug / ml, and several hundred transformants were selected and grown to obtain T2 generation selfed seeds. The transformed individuals obtained by this method are independently transformed. T-DNA at different positions on the genome
(G.-N. Ye et al. 1999, Plant J., 19 24
9-257).

【0039】1.3)T2世代のLUC発現パターンの解析 i)ARGUSビデオシステムを用いた解析 LUC活性は植物材料を生かしたまま測定可能であり、一
つの方法として高感度ビデオカメラによるLUC活性の視
覚化がある。Millarらの方法(A.J.Millarら 1992 Plan
t Mol. Boiol. Rep., 10 324-337)に従い、作出した形
質転換ラインのLUC活性を検出した。検出には浜松ホト
ニクス社のArgus50 VIM-CCDカメラシステムを用いた。
1.3) Analysis of LUC expression pattern of T2 generation i) Analysis using ARGUS video system LUC activity can be measured while utilizing plant material, and one method is visualization of LUC activity with a high-sensitivity video camera. There is. Millar et al.'S method (AJ Millar et al. 1992 Plan
T. Mol. Boiol. Rep., 10 324-337), the LUC activity of the produced transformation line was detected. An Argus 50 VIM-CCD camera system manufactured by Hamamatsu Photonics was used for detection.

【0040】T2種子をGM培地(D. Valvekensら, 1988,
Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 85,5536-5540)上で発
芽、1-2週間程度生育させたところでLUC活性をARGUSシ
ステムを用いて測定した。その結果約2-3割程度のライ
ンからLUC活性が検出され、図2に示すように、個体全体
で発現が見られたライン、緑色組織部のみで発現が見ら
れたライン等、ラインごとに様々な組織別発現パターン
が得られた。このことから、各ラインは異なるゲノム上
の位置にLUCレポーター遺伝子が挿入されており、その
位置に従ってLUCの発現が制御されていること、すなわ
ち、遺伝子トラップ系として有効に機能していることが
確認された。
T2 seeds were treated with GM medium (D. Valvekens et al., 1988,
Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 85, 5536-5540), the LUC activity was measured using the ARGUS system after germinating for 1-2 weeks. As a result, LUC activity was detected from about 20% to 30% of the lines, and as shown in FIG. 2, the line was observed in the whole individual, the line was observed only in the green tissue part, etc. Various tissue-specific expression patterns were obtained. From this, it was confirmed that the LUC reporter gene was inserted at a position on a different genome in each line, and that LUC expression was regulated according to the position, that is, that it effectively functions as a gene trap system. Was done.

【0041】ii)TopCountを用いたLUC活性の経時的測定 繰り返し自動測定の出来るシンチレーションカウンター
を用いると、植物を生かしたまま一週間程度LUC活性を
経時計測することが出来る(J. Sai and C. H.Johnson,
1999, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 96, 11659-1166
3)。LUCの基質であるルシフェリンを5mM含むGM寒天培
地上に前項で得たトラップラインの種子を置き、その上
で一週間程度発芽・生育させ、その間の一個体ごとのLU
C活性をシンチレーションカウンターにより自動測定し
た。測定にはPackardのTopCountを用いた。このとき、
連続7日間明条件下で生育させた場合(図3)と暗所で3
日間発芽・生育させたのちに光照射し明条件下で3日間
生育させた場合(図4)とでLUC活性を測定した。その結
果、発芽の一時期に一過的に発現するラインや光応答を
示すラインなど、ラインごとに様々なLUC発現パターン
を示すことがわかった(図5)。このようにラインごと
の経時変化を調べた結果からも、LUCが遺伝子トラップ
系として有効に機能していることが確認された。また、
LUCレポーターを用いることでトラップした遺伝子の経
時変化や環境応答を解析出来ることも確認された。
Ii) Time-dependent measurement of LUC activity using TopCount Using a scintillation counter capable of repeated and automatic measurement, LUC activity can be time-measured for about a week while the plants are kept alive (J. Sai and CH Johnson,
1999, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 96, 11659-1166
3). The seeds of the trap line obtained in the previous section were placed on GM agar medium containing 5 mM of luciferin, which is the substrate of LUC, and germinated and grown on the trap line for about a week.
C activity was automatically measured by a scintillation counter. TopCount of Packard was used for the measurement. At this time,
When grown under bright conditions for 7 consecutive days (Fig. 3) and 3 in the dark
The LUC activity was measured in the case of irradiating with light after growing and growing for 3 days and growing for 3 days under bright conditions (Fig. 4). As a result, it was found that each line shows various LUC expression patterns, such as a line that transiently expresses during one period of germination and a line that shows a light response (Fig. 5). As described above, the results of examining the time-dependent changes for each line also confirmed that LUC effectively functions as a gene trap system. Also,
It was also confirmed that the LUC reporter can be used to analyze the temporal changes of trapped genes and environmental responses.

【0042】実施例2:LUC を用いたトラップベクター
yy327(fusionLUC + )の開発 ホタルルシフェラーゼタンパク質はパーオキシゾームへ
の移行シグナルをC末端に持つ。この配列を取り除き、
コドンをほ乳細胞用に至適化したLUC+というルシフェラ
ーゼの改変体が作成されている。LUC+は従来のLUCと比
べるとより強い比活性をもつことが期待されるため、LU
C+を用いたトラップベクターの作成を試みた。yy327はy
y323のLUC/T3A部分をLUC+/TNOSに置換したものである。
LUC+を含むプラスミド221-LUC+は、奈良先端大学平塚先
生より譲与されたものを用いた。この221-LUC+のLUC+/T
NOS部分をPCRにより増幅した。以下に、プライマーと反
応条件を示す。
Example 2: Trap vector using LUC +
Development of yy327 (fusionLUC + ) Firefly luciferase protein has a peroxisome translocation signal at the C-terminus. Remove this array,
A modified luciferase, LUC +, whose codon has been optimized for mammalian cells has been created. LUC + is expected to have stronger specific activity than conventional LUC, so LUC +
An attempt was made to create a trap vector using C + . yy327 is y
The LUC / T3A part of y323 is replaced with LUC + / TNOS.
As the plasmid 221-LUC + containing LUC + , the one given by Professor Hiratsuka of Nara Institute of Technology was used. This 221-LUC + LUC + / T
The NOS part was amplified by PCR. The primers and reaction conditions are shown below.

【0043】LUC + /TNOSプライマー: Forward:5'-CGG GAT CCA AAC AAT GGC TAT GGC TGA AG
A CGC CAA AAA CAT AAAGAA AG-3'(配列番号15) Reverse:5'-GGG GTA CCC TAT CTA GTA ACA TAG ATG A
CA -3'(配列番号16)反応条件: 反応液:dNTP mix 0.4 mM each, primers 0.75 uM eac
h, template DNA (yy319)適当量(1-100ng程度), 1x反
応バッファー(Stratagene社 PfuTurbo 酵素に添付のも
の), Pfu Turbo酵素 1-1.5 units。 サイクル条件:94 oC 30秒, 50 oC 30秒, 72 oC 4分を3
0サイクル。
LUC + / TNOS Primer: Forward: 5'-CGG GAT CCA AAC AAT GGC TAT GGC TGA AG
A CGC CAA AAA CAT AAAGAA AG-3 '(SEQ ID NO: 15) Reverse: 5'-GGG GTA CCC TAT CTA GTA ACA TAG ATG A
CA-3 '(SEQ ID NO : 16) Reaction conditions: Reaction solution: dNTP mix 0.4 mM each, primers 0.75 uM eac
h, template DNA (yy319) appropriate amount (about 1-100 ng), 1x reaction buffer (provided with Stratagene PfuTurbo enzyme), Pfu Turbo enzyme 1-1.5 units. Cycle conditions: 94 o C 30 sec, 50 o C 30 sec, 72 o C 4 min 3
0 cycles.

【0044】得られたPCR産物をフェノール/クロロホル
ム抽出したのちBamHI/KpnIで消化し、BamHI/KpnIで消化
したyy323に組み込み、yy327を得た。実施例1と同様の
手法で前記yy327を用いてシロイヌナズナを形質転換し
たところ、yy323と同様に形質転換ラインによって異な
る、多様なルシフェラーゼの発現パターンが得られた
(図6)。
The obtained PCR product was extracted with phenol / chloroform, digested with BamHI / KpnI, and incorporated into yy323 digested with BamHI / KpnI to obtain yy327. When yy327 was used to transform Arabidopsis thaliana in the same manner as in Example 1, various luciferase expression patterns which were different depending on the transformation line were obtained as in yy323 (FIG. 6).

【0045】実施例3:IRES配列を用いたトラップベク
ターの開発 3.1)yy375(IRESEMCV)およびyy376(IRESCP)の概略 mRNAレベルではゲノム上の遺伝子との融合タイプである
ものの、翻訳産物としてはルシフェラーゼのみを単独で
生じるトラップベクターとして、yy375とyy376を作成し
た。yy375はIRESとしてIRESEMCV(配列番号17)を、 y
y376はIRESCP(配列番号18)を導入したコンストラクト
を有する。これらのベクターは、T-DNA領域5’末端から
終止コドン、IRES配列(C.U.T.Hellen and P Sarnow, 2
001 Genes Dev 15: 1593-1612)、ルシフェラーゼ遺伝
子の順に配置されることで、遺伝子トラップされると図
7のようなdicistronicな構造を持つmRNAを生じる。ルシ
フェラーゼのコード領域は2番目のシストロンである
が、IRES活性によりルシフェラーゼが単独で翻訳され
る。
Example 3: Trap vector using IRES sequence
Although schematically mRNA levels in the development of Tar 3.1) yy375 (IRES EMCV) and yy376 (IRES CP) is a fusion type of gene in the genome as a trap vector to produce only luciferase alone as a translation product, Yy375 and Yy376 It was created. yy375 is IRES EMCV (SEQ ID NO: 17) as IRES, y
y376 has a construct incorporating IRES CP (SEQ ID NO: 18). These vectors contain a stop codon from the 5'end of the T-DNA region, an IRES sequence (CUTHellen and P Sarnow, 2
001 Genes Dev 15: 1593-1612) and the luciferase gene are arranged in this order, and the gene is trapped.
It produces mRNA with a dicistronic structure such as 7. The coding region for luciferase is the second cistron, but IRES activity allows luciferase to be translated alone.

【0046】3.2)yy376の作成 yy327の誘導体であるyy371(yy327のLBの外側にNPTII
のアンチセンス配列を導入し、LBより3’下流の配列
が植物ゲノムに挿入されるとカナマイシン耐性が無くな
るようにしたもの)のHindIII/BamHI部位にtabamovirus
由来のIRESCP(M.V.Skulachev, P.A.Ivanov, O.V.Karpo
va, T.Korpela, N.P.Rodionova, Y.L.Dorokhov, J.G.At
abekov, 1999 Virology 263, 139-154)を化学合成して
挿入した。IRESCPの塩基配列は図8に示す。このプラス
ミドをHindIII消化、Klenow酵素によるfill-inを行った
のち再びライゲーションし、得られたクローンをyy376
とした。yy376を用いてシロイヌナズナを同様に形質転
換したところ、yy323、yy327と同様に形質転換ラインに
よって多様なルシフェラーゼの発現パターンが得られた
(図9)。
3.2) Preparation of yy376 yy371 which is a derivative of yy327 (NPTII on the outside of LB of yy327)
Antisense sequence was introduced so that resistance to kanamycin disappears when a sequence 3'downstream from LB is inserted into the plant genome). Tabamovirus at HindIII / BamHI site
Derived from IRES CP (MVSkulachev, PAIvanov, OVKarpo
va, T.Korpela, NPRodionova, YLDorokhov, JGAt
abekov, 1999 Virology 263, 139-154) was chemically synthesized and inserted. The nucleotide sequence of IRES CP is shown in FIG. This plasmid was digested with HindIII and filled in with Klenow enzyme, and then ligated again.
And When Arabidopsis thaliana was similarly transformed with yy376, various luciferase expression patterns were obtained by the transformation line as with yy323 and yy327 (Fig. 9).

【0047】3.3)yy375の作成 IRESEMCVはpIRES2-EGFP(CLONTECH社; http://www.clo
ntech.com ;米国特許4,937,190)を鋳型にPCR反応によ
り増幅したものを用いた。以下に、プライマーと反応条
件を示す。
3.3) Preparation of yy375 IRES EMCV is pIRES2-EGFP (CLONTECH Co .; http: //www.clo
ntech.com; US Pat. No. 4,937,190) was used as a template and amplified by PCR reaction. The primers and reaction conditions are shown below.

【0048】IRES EMCV プライマー: Forward:5'-GCT CTA GAT AGT TAG TTA GAT CCG CCC CTC
TCC CTC CCC-3'(配列番号19) Reverse:5'-CGG GAT CCT GTG GCC ATA TTA TCA TCG TG
T TT-3'(配列番号20)反応条件: 反応液:dNTP mix 0.25 mM each, primers 0.75 uM eac
h, template DNA (pIRES2-EGFP)適当量(1-100ng程
度), 1x反応バッファー(ベーリンガーExpandHiFideri
tyキットに添付のもの)、ExpadHiFiderity酵素 1 ul/
100ul反応液)。 サイクル条件:94 oC 1分, 60 oC 30秒, 72 oC 1.5分を
30サイクル。
IRES EMCV Primer: Forward: 5'-GCT CTA GAT AGT TAG TTA GAT CCG CCC CTC
TCC CTC CCC-3 '(SEQ ID NO: 19) Reverse: 5'-CGG GAT CCT GTG GCC ATA TTA TCA TCG TG
T TT-3 '(SEQ ID NO : 20) Reaction conditions: Reaction solution: dNTP mix 0.25 mM each, primers 0.75 uM eac
h, template DNA (pIRES2-EGFP) appropriate amount (about 1-100 ng), 1x reaction buffer (Boehringer ExpandHiFideri
ty kit), ExpadHiFiderity enzyme 1 ul /
100ul reaction solution). Cycle conditions: 94 o C 1 min, 60 o C 30 sec, 72 o C 1.5 min
30 cycles.

【0049】反応後QIAquickカラム(キアゲン社)をキ
ットの説明書に従って用いてPCR産物を精製した。精製D
NAをXbaI/BamHIで消化後シトシン(C)とチミン(T)の
みをfill-inし、フェノール抽出しライゲーション反応
に用いた。一方yy371をHIndIII消化後、アデニン(A)
とグアニン(G)のみをfill-inし、フェノール抽出した
後BamHIによる消化、脱リン酸化処理を行った後用意し
たIRESEMCVとライゲーションし、得られたクローンをyy
375とした。yy375の構造を図10に示す。
After the reaction, the PCR product was purified using a QIAquick column (Qiagen) according to the instructions of the kit. Purification D
After NA was digested with XbaI / BamHI, only cytosine (C) and thymine (T) were filled-in, extracted with phenol, and used for ligation reaction. On the other hand, after digesting yy371 with HIndIII, adenine (A)
And guanine (G) were filled-in, extracted with phenol, digested with BamHI, dephosphorylated and ligated with the prepared IRES EMCV.
It was 375. The structure of yy375 is shown in FIG.

【0050】yy375を用いて実施例1と同様にシロイヌ
ナズナを形質転換したところ、yy323、yy327およびyy37
6と同様に形質転換ラインによって多様なルシフェラー
ゼの発現パターンが得られた(図11)。以上のとおり、
LUCを用いたベクターやIRES配列を組み込んだベクタ
ーにおいても、本発明のベクターが有効に機能している
ことが確認された。また、LUCレポーターを用いること
でトラップした遺伝子の経時変化や環境応答を解析出来
ることも確認された。
When yy375 was used to transform Arabidopsis thaliana in the same manner as in Example 1, yy323, yy327 and yy37 were obtained.
Similar to 6, the transformation line produced various luciferase expression patterns (FIG. 11). As mentioned above,
It was confirmed that the vector of the present invention also functions effectively in a vector using LUC + and a vector incorporating an IRES sequence. It was also confirmed that the LUC reporter can be used to analyze the time course of the trapped gene and the environmental response.

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明の植物遺伝子トラップ用ベクター
を用いれば、従来のトラップ用レポーター遺伝子(lac
Z、uidA、GFP等)では不可能であった遺伝子の経時的解
析が可能になる。また、傷害や病原菌等のストレスに応
答する遺伝子並びにその遺伝子破壊株の検索も可能にな
る。
INDUSTRIAL APPLICABILITY By using the plant gene trap vector of the present invention, the conventional trap reporter gene (lac
Z, uidA, GFP, etc.) makes it possible to analyze genes over time. Further, it becomes possible to search for genes that respond to stress such as injury and pathogenic bacteria and gene-disrupted strains thereof.

【0052】[0052]

【配列表】 SEQUENCE LISTING <110> RIKEN Genomic Sciences Center <120> A new vector for plant gene trapping comprising the luciferase reporter gene and the use thereof <130> RJH13-064T <160> 20 <170> PatentIn Ver. 2.1 <210> 1 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence:Artificial Splicing Donor <400> 1 aaggtctctc ttcaaggtga gttttt 26 <210> 2 <211> 88 <212> DNA <213> Arabidopsis thaliana <400> 2 gtgagttttt ttctgttcac tctcttagat gccaaaactt gagttattgc ttaatgtttc 60 aattgttgtg gactctgtgt atgtgtag 88 <210> 3 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence:Artificial Splicing Acceptor <400> 3 taggttatat gcaggttata tgcaggtta 29 <210> 4 <211> 157 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <221> intron <222> (24)...(111) <223> Description of Artificial Sequence:HindB(modified intron of CIP7) <400> 4 aagcttcaag gtctctcttc aaggtgagtt tttttctgtt cactctctta gatgccaaaa 60 cttgagttat tgcttaatgt ttcaattgtt gtggactctg tgtatgtgta ggttatatgc 120 aggttatatg caggttatat gggaggtgga gggatcc 157 <210> 5 <211> 1771 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <221> promoter <222> (13)...(326) <221> polyA_signal <222> (1123)...(1764) <223> Description of Artificial Sequence:PNOS/NPTII/TNOS <400> 5 ggtacctgat catgagcgga gaattaaggg agtcacgtta tgacccccgc cgatgacgcg 60 ggacaagccg ttttacgttt ggaactgaca gaaccgcaac gttgaaggag ccactcagcc 120 gcgggtttct ggagtttaat gagctaagca catacgtcag aaaccattat tgcgcgttca 180 aaagtcgcct aaggtcacta tcagctagca aatatttctt gtcaaaaatg ctccactgac 240 gttccataaa ttcccctcgg tatccaatta gagtctcata ttcactctca atccaaataa 300 tctgcaccgg atctggatcg tttcgcatga ttgaacaaga tggattgcac gcaggttctc 360 cggccgcttg ggtggagagg ctattcggct atgactgggc acaacagaca atcggctgct 420 ctgatgccgc cgtgttccgg ctgtcagcgc aggggcgccc ggttcttttt gtcaagaccg 480 acctgtccgg tgccctgaat gaactgcagg acgaggcagc gcggctatcg tggctggcca 540 cgacgggcgt tccttgcgca gctgtgctcg acgttgtcac tgaagcggga agggactggc 600 tgctattggg cgaagtgccg gggcaggatc tcctgtcatc tcaccttgct cctgccgaga 660 aagtatccat catggctgat gcaatgcggc ggctgcatac gcttgatccg gctacctgcc 720 cattcgacca ccaagcgaaa catcgcatcg agcgagcacg tactcggatg gaagccggtc 780 ttgtcgatca ggatgatctg gacgaagagc atcaggggct cgcgccagcc gaactgttcg 840 ccaggctcaa ggcgcgcatg cccgacggcg atgatctcgt cgtgacccat ggcgatgcct 900 gcttgccgaa tatcatggtg gaaaatggcc gcttttctgg attcatcgac tgtggccggc 960 tgggtgtggc ggaccgctat caggacatag cgttggctac ccgtgatatt gctgaagagc 1020 ttggcggcga atgggctgac cgcttcctcg tgctttacgg tatcgccgct cccgattcgc 1080 agcgcatcgc cttctatcgc cttcttgacg agttcttctg agcgggactc tggggttcga 1140 aatgaccgac caagcgacgc ccaacctgcc atcacgagat ttcgattcca ccgccgcctt 1200 ctatgaaagg ttgggcttcg gaatcgtttt ccgggacgcc ggctggatga tcctccagcg 1260 cggggatctc atgctggagt tcttcgccca cgggatctct gcggaacagg cggtcgaagg 1320 tgccgatatc attacgacag caacggccga caagcacaac gccacgatcc tgagcgacaa 1380 tatgatcggg cccggcgtcc acatcaacgg cgtcggcggc gactgcccag gcaagaccga 1440 gatgcaccgc gatatcttgc tgcgttcgga tattttcgtg gagttcccgc cacagacccg 1500 gatgatcccc gatcgttcaa acatttggca ataaagtttc ttaagattga atcctgttgc 1560 cggtcttgcg atgattatca tataatttct gttgaattac gttaagcatg taataattaa 1620 catgtaatgc atgacgttat ttatgagatg ggtttttatg attagagtcc cgcaattata 1680 catttaatac gcgatagaaa acaaaatata gcgcgcaaac taggataaat tatcgcgcgc 1740 ggtgtcatct atgttactag atcgggaatt c 1771 <210> 6 <211> 1127 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <221> promoter <222> (13)...(326) <223> Description of Artificial Sequence:PNOS/NPTII <400> 6 ggtacctgat catgagcgga gaattaaggg agtcacgtta tgacccccgc cgatgacgcg 60 ggacaagccg ttttacgttt ggaactgaca gaaccgcaac gttgaaggag ccactcagcc 120 gcgggtttct ggagtttaat gagctaagca catacgtcag aaaccattat tgcgcgttca 180 aaagtcgcct aaggtcacta tcagctagca aatatttctt gtcaaaaatg ctccactgac 240 gttccataaa ttcccctcgg tatccaatta gagtctcata ttcactctca atccaaataa 300 tctgcaccgg atctggatcg tttcgcatga ttgaacaaga tggattgcac gcaggttctc 360 cggccgcttg ggtggagagg ctattcggct atgactgggc acaacagaca atcggctgct 420 ctgatgccgc cgtgttccgg ctgtcagcgc aggggcgccc ggttcttttt gtcaagaccg 480 acctgtccgg tgccctgaat gaactgcagg acgaggcagc gcggctatcg tggctggcca 540 cgacgggcgt tccttgcgca gctgtgctcg acgttgtcac tgaagcggga agggactggc 600 tgctattggg cgaagtgccg gggcaggatc tcctgtcatc tcaccttgct cctgccgaga 660 aagtatccat catggctgat gcaatgcggc ggctgcatac gcttgatccg gctacctgcc 720 cattcgacca ccaagcgaaa catcgcatcg agcgagcacg tactcggatg gaagccggtc 780 ttgtcgatca ggatgatctg gacgaagagc atcaggggct cgcgccagcc gaactgttcg 840 ccaggctcaa ggcgcgcatg cccgacggcg atgatctcgt cgtgacccat ggcgatgcct 900 gcttgccgaa tatcatggtg gaaaatggcc gcttttctgg attcatcgac tgtggccggc 960 tgggtgtggc ggaccgctat caggacatag cgttggctac ccgtgatatt gctgaagagc 1020 ttggcggcga atgggctgac cgcttcctcg tgctttacgg tatcgccgct cccgattcgc 1080 agcgcatcgc cttctatcgc cttcttgacg agttcttctg agaattc 1127 <210> 7 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence:primer <400> 7 cggggtacct gatcatgagc ggagaattaa ggga 34 <210> 8 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence:primer <400> 8 ggaattcccg atctagtaac atagatgaca 30 <210> 9 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence:primer <400> 9 ggaattctca gaagaactcg tcaagaaggc gata 34 <210> 10 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence:primer <400> 10 ggaattctca gaagaactcg tcaagaaggc gata 34 <210> 11 <211> 50 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence:primer <400> 11 cgggatccaa acaatggcta tggctgaaga cgccaaaaac ataaagaaag 50 <210> 12 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence:primer <400> 12 ggggtaccat cgacacaaaa agcctatact gtac 34 <210> 13 <211> 31 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence:primer <400> 13 cccaagcttt gacaggatat attggcgggt a 31 <210> 14 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence:primer <400> 14 atagcagcgg aggggttgga tcaa 24 <210> 15 <211> 50 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence:primer <400> 15 cgggatccaa acaatggcta tggctgaaga cgccaaaaac ataaagaaag 50 <210> 16 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence:primer <400> 16 ggggtaccct atctagtaac atagatgaca 30 <210> 17 <211> 156 <212> DNA <213> Tobamovirus Ob <220> <223> Internal ribosome entry site <400> 17 agcttagata gatagcgatt cggttgcagc atttaaagcg gttgacaact ttaaaagaag 60 gaaaaagaag gttgaagaaa agggtgtagt aagtaagtat aagtacagac cggagaagta 120 cgccggtcct gattcgttta atttgaaaga agaaac 156 <210> 18 <211> 590 <212> DNA <213> emcephalomyocarditis virus <220> <223> Internal ribosome entry site <400> 18 gatccgcccc tctccctccc ccccccctaa cgttactggc cgaagccgct tggaataagg 60 ccggtgtgcg tttgtctata tgttattttc caccatattg ccgtcttttg gcaatgtgag 120 ggcccggaaa cctggccctg tcttcttgac gagcattcct aggggtcttt cccctctcgc 180 caaaggaatg caaggtctgt tgaatgtcgt gaaggaagca gttcctctgg aagcttcttg 240 aagacaaaca acgtctgtag cgaccctttg caggcagcgg aaccccccac ctggcgacag 300 gtgcctctgc ggccaaaagc cacgtgtata agatacacct gcaaaggcgg cacaacccca 360 gtgccacgtt gtgagttgga tagttgtgga aagagtcaaa tggctctcct caagcgtatt 420 caacaagggg ctgaaggatg cccagaaggt accccattgt atgggatctg atctggggcc 480 tcggtacaca tgctttacat gtgtttagtc gaggttaaaa aaacgtctag gccccccgaa 540 ccacggggac gtggttttcc tttgaaaaac acgatgataa tatggccaca 590 <210> 19 <211> 39 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence:primer <400> 19 gctctagata gttagttaga tccgcccctc tccctcccc 39 <210> 20 <211> 32 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence:primer <400> 20 cgggatcctg tggccatatt atcatcgtgt tt 32[Sequence list]                                SEQUENCE LISTING <110> RIKEN Genomic Sciences Center <120> A new vector for plant gene trapping comprising the       luciferase reporter gene and the use thereof <130> RJH13-064T <160> 20 <170> PatentIn Ver. 2.1 <210> 1 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Artificial Splicing Donor <400> 1 aaggtctctc ttcaaggtga gttttt 26 <210> 2 <211> 88 <212> DNA <213> Arabidopsis thaliana <400> 2 gtgagttttt ttctgttcac tctcttagat gccaaaactt gagttattgc ttaatgtttc 60 aattgttgtg gactctgtgt atgtgtag 88 <210> 3 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Artificial Splicing Acceptor <400> 3 taggttatat gcaggttata tgcaggtta 29 <210> 4 <211> 157 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <221> intron <222> (24) ... (111) <223> Description of Artificial Sequence: HindB (modified intron of CIP7) <400> 4 aagcttcaag gtctctcttc aaggtgagtt tttttctgtt cactctctta gatgccaaaa 60 cttgagttat tgcttaatgt ttcaattgtt gtggactctg tgtatgtgta ggttatatgc 120 aggttatatg caggttatat gggaggtgga gggatcc 157 <210> 5 <211> 1771 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <221> promoter <222> (13) ... (326) <221> polyA_signal <222> (1123) ... (1764) <223> Description of Artificial Sequence: PNOS / NPTII / TNOS <400> 5 ggtacctgat catgagcgga gaattaaggg agtcacgtta tgacccccgc cgatgacgcg 60 ggacaagccg ttttacgttt ggaactgaca gaaccgcaac gttgaaggag ccactcagcc 120 gcgggtttct ggagtttaat gagctaagca catacgtcag aaaccattat tgcgcgttca 180 aaagtcgcct aaggtcacta tcagctagca aatatttctt gtcaaaaatg ctccactgac 240 gttccataaa ttcccctcgg tatccaatta gagtctcata ttcactctca atccaaataa 300 tctgcaccgg atctggatcg tttcgcatga ttgaacaaga tggattgcac gcaggttctc 360 cggccgcttg ggtggagagg ctattcggct atgactgggc acaacagaca atcggctgct 420 ctgatgccgc cgtgttccgg ctgtcagcgc aggggcgccc ggttcttttt gtcaagaccg 480 acctgtccgg tgccctgaat gaactgcagg acgaggcagc gcggctatcg tggctggcca 540 cgacgggcgt tccttgcgca gctgtgctcg acgttgtcac tgaagcggga agggactggc 600 tgctattggg cgaagtgccg gggcaggatc tcctgtcatc tcaccttgct cctgccgaga 660 aagtatccat catggctgat gcaatgcggc ggctgcatac gcttgatccg gctacctgcc 720 cattcgacca ccaagcgaaa catcgcatcg agcgagcacg tactcggatg gaagccggtc 780 ttgtcgatca ggatgatctg gacgaagagc atcaggggct cgcgccagcc gaactgttcg 840 ccaggctcaa ggcgcgcatg cccgacggcg atgatctcgt cgtgacccat ggcgatgcct 900 gcttgccgaa tatcatggtg gaaaatggcc gcttttctgg attcatcgac tgtggccggc 960 tgggtgtggc ggaccgctat caggacatag cgttggctac ccgtgatatt gctgaagagc 1020 ttggcggcga atgggctgac cgcttcctcg tgctttacgg tatcgccgct cccgattcgc 1080 agcgcatcgc cttctatcgc cttcttgacg agttcttctg agcgggactc tggggttcga 1140 aatgaccgac caagcgacgc ccaacctgcc atcacgagat ttcgattcca ccgccgcctt 1200 ctatgaaagg ttgggcttcg gaatcgtttt ccgggacgcc ggctggatga tcctccagcg 1260 cggggatctc atgctggagt tcttcgccca cgggatctct gcggaacagg cggtcgaagg 1320 tgccgatatc attacgacag caacggccga caagcacaac gccacgatcc tgagcgacaa 1380 tatgatcggg cccggcgtcc acatcaacgg cgtcggcggc gactgcccag gcaagaccga 1440 gatgcaccgc gatatcttgc tgcgttcgga tattttcgtg gagttcccgc cacagacccg 1500 gatgatcccc gatcgttcaa acatttggca ataaagtttc ttaagattga atcctgttgc 1560 cggtcttgcg atgattatca tataatttct gttgaattac gttaagcatg taataattaa 1620 catgtaatgc atgacgttat ttatgagatg ggtttttatg attagagtcc cgcaattata 1680 catttaatac gcgatagaaa acaaaatata gcgcgcaaac taggataaat tatcgcgcgc 1740 ggtgtcatct atgttactag atcgggaatt c 1771 <210> 6 <211> 1127 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <221> promoter <222> (13) ... (326) <223> Description of Artificial Sequence: PNOS / NPTII <400> 6 ggtacctgat catgagcgga gaattaaggg agtcacgtta tgacccccgc cgatgacgcg 60 ggacaagccg ttttacgttt ggaactgaca gaaccgcaac gttgaaggag ccactcagcc 120 gcgggtttct ggagtttaat gagctaagca catacgtcag aaaccattat tgcgcgttca 180 aaagtcgcct aaggtcacta tcagctagca aatatttctt gtcaaaaatg ctccactgac 240 gttccataaa ttcccctcgg tatccaatta gagtctcata ttcactctca atccaaataa 300 tctgcaccgg atctggatcg tttcgcatga ttgaacaaga tggattgcac gcaggttctc 360 cggccgcttg ggtggagagg ctattcggct atgactgggc acaacagaca atcggctgct 420 ctgatgccgc cgtgttccgg ctgtcagcgc aggggcgccc ggttcttttt gtcaagaccg 480 acctgtccgg tgccctgaat gaactgcagg acgaggcagc gcggctatcg tggctggcca 540 cgacgggcgt tccttgcgca gctgtgctcg acgttgtcac tgaagcggga agggactggc 600 tgctattggg cgaagtgccg gggcaggatc tcctgtcatc tcaccttgct cctgccgaga 660 aagtatccat catggctgat gcaatgcggc ggctgcatac gcttgatccg gctacctgcc 720 cattcgacca ccaagcgaaa catcgcatcg agcgagcacg tactcggatg gaagccggtc 780 ttgtcgatca ggatgatctg gacgaagagc atcaggggct cgcgccagcc gaactgttcg 840 ccaggctcaa ggcgcgcatg cccgacggcg atgatctcgt cgtgacccat ggcgatgcct 900 gcttgccgaa tatcatggtg gaaaatggcc gcttttctgg attcatcgac tgtggccggc 960 tgggtgtggc ggaccgctat caggacatag cgttggctac ccgtgatatt gctgaagagc 1020 ttggcggcga atgggctgac cgcttcctcg tgctttacgg tatcgccgct cccgattcgc 1080 agcgcatcgc cttctatcgc cttcttgacg agttcttctg agaattc 1127 <210> 7 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: primer <400> 7 cggggtacct gatcatgagc ggagaattaa ggga 34 <210> 8 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: primer <400> 8 ggaattcccg atctagtaac atagatgaca 30 <210> 9 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: primer <400> 9 ggaattctca gaagaactcg tcaagaaggc gata 34 <210> 10 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: primer <400> 10 ggaattctca gaagaactcg tcaagaaggc gata 34 <210> 11 <211> 50 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: primer <400> 11 cgggatccaa acaatggcta tggctgaaga cgccaaaaac ataaagaaag 50 <210> 12 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: primer <400> 12 ggggtaccat cgacacaaaa agcctatact gtac 34 <210> 13 <211> 31 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: primer <400> 13 cccaagcttt gacaggatat attggcgggt a 31 <210> 14 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: primer <400> 14 atagcagcgg aggggttgga tcaa 24 <210> 15 <211> 50 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: primer <400> 15 cgggatccaa acaatggcta tggctgaaga cgccaaaaac ataaagaaag 50 <210> 16 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: primer <400> 16 ggggtaccct atctagtaac atagatgaca 30 <210> 17 <211> 156 <212> DNA <213> Tobamovirus Ob <220> <223> Internal ribosome entry site <400> 17 agcttagata gatagcgatt cggttgcagc atttaaagcg gttgacaact ttaaaagaag 60 gaaaaagaag gttgaagaaa agggtgtagt aagtaagtat aagtacagac cggagaagta 120 cgccggtcct gattcgttta atttgaaaga agaaac 156 <210> 18 <211> 590 <212> DNA <213> emcephalomyocarditis virus <220> <223> Internal ribosome entry site <400> 18 gatccgcccc tctccctccc ccccccctaa cgttactggc cgaagccgct tggaataagg 60 ccggtgtgcg tttgtctata tgttattttc caccatattg ccgtcttttg gcaatgtgag 120 ggcccggaaa cctggccctg tcttcttgac gagcattcct aggggtcttt cccctctcgc 180 caaaggaatg caaggtctgt tgaatgtcgt gaaggaagca gttcctctgg aagcttcttg 240 aagacaaaca acgtctgtag cgaccctttg caggcagcgg aaccccccac ctggcgacag 300 gtgcctctgc ggccaaaagc cacgtgtata agatacacct gcaaaggcgg cacaacccca 360 gtgccacgtt gtgagttgga tagttgtgga aagagtcaaa tggctctcct caagcgtatt 420 caacaagggg ctgaaggatg cccagaaggt accccattgt atgggatctg atctggggcc 480 tcggtacaca tgctttacat gtgtttagtc gaggttaaaa aaacgtctag gccccccgaa 540 ccacggggac gtggttttcc tttgaaaaac acgatgataa tatggccaca 590 <210> 19 <211> 39 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: primer <400> 19 gctctagata gttagttaga tccgcccctc tccctcccc 39 <210> 20 <211> 32 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: primer <400> 20 cgggatcctg tggccatatt atcatcgtgt tt 32

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

【図1】図1は、yy322とyy323のT-DNA部分の概略を示
す。
FIG. 1 shows a schematic of the T-DNA portion of yy322 and yy323.

【図2】図2は、yy322とyy323による形質転換植物のル
シフェラーゼ活性(ビデオカメラ画像)を示す。
FIG. 2 shows luciferase activity (video camera image) of yy322 and yy323 transformed plants.

【図3】図3は、明所7日間のルシフェラーゼ活性を示
す。
FIG. 3 shows luciferase activity for 7 days in the light.

【図4】図4は、暗所3日間明所3日間のルシフェラーゼ
活性を示す。
FIG. 4 shows luciferase activity for 3 days in the dark and 3 days in the light.

【図5】図5は、芽生えの発達時に一過的に発現するラ
インのルシフェラーゼ活性(上グラフ)および形質転換
植物の環境応答による分類(下枠内)を示す。
FIG. 5 shows the luciferase activity of lines transiently expressed during seedling development (upper graph) and classification of transformed plants by environmental response (lower box).

【図6】図6は、yy327による形質転換植物のルシフェ
ラーゼ発現パターンを示す。
FIG. 6 shows the luciferase expression pattern of yy327-transformed plants.

【図7】図7は、IRESを用いた遺伝子トラップの概略を
示す。
FIG. 7 shows an outline of a gene trap using IRES.

【図8】図8は、yy376の構造を示す。FIG. 8 shows the structure of yy376.

【図9】図9は、yy376による形質転換植物のルシフェ
ラーゼ発現パターンを示す。
FIG. 9 shows the luciferase expression pattern of yy376-transformed plants.

【図10】図10は、yy375の構造を示す。FIG. 10 shows the structure of yy375.

【図11】図11はyy375による形質転換植物のルシフェラ
ーゼ発現パターンを示す。
FIG. 11 shows a luciferase expression pattern of yy375-transformed plants.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2B030 CA15 CA17 CA19 4B024 AA08 BA11 CA01 DA01 FA10 GA11 GA17 4B063 QA01 QA18 QQ04 QQ09 QQ30 QR58 QS26 QX02    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 2B030 CA15 CA17 CA19                 4B024 AA08 BA11 CA01 DA01 FA10                       GA11 GA17                 4B063 QA01 QA18 QQ04 QQ09 QQ30                       QR58 QS26 QX02

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ルシフェラーゼ遺伝子をレポーター遺伝
子として含む、植物の遺伝子トラップ用ベクター。
1. A vector for a plant gene trap, which contains a luciferase gene as a reporter gene.
【請求項2】 請求項1記載のベクターにおいて、さら
にマーカー遺伝子を機能しうる順序で含むベクター。
2. The vector according to claim 1, further comprising a marker gene in a functional order.
【請求項3】 ルシフェラーゼ遺伝子の上流に、さらに
スプライシング供与配列、イントロン、スプライシング
受容配列をこの順序で含む、請求項1または2記載のベ
クター。
3. The vector according to claim 1, further comprising a splicing donor sequence, an intron, and a splicing acceptor sequence in this order upstream of the luciferase gene.
【請求項4】 ルシフェラーゼ遺伝子の上流に、さらに
終始コドン、IRES配列をこの順序で含む、請求項1また
は2記載のベクター。
4. The vector according to claim 1, further comprising a stop codon and an IRES sequence in this order upstream of the luciferase gene.
【請求項5】 ルシフェラーゼ遺伝子の上流に、さらに
最小プロモーター配列を含む、請求項1または2記載の
ベクター。
5. The vector according to claim 1, further comprising a minimal promoter sequence upstream of the luciferase gene.
【請求項6】 マーカー遺伝子がカナマイシン耐性、ハ
イグロマイシン耐性、ゲンタマイシン耐性、除草剤耐性
から選ばれる少なくとも1つである、請求項2〜5のい
ずれか1項記載のベクター。
6. The vector according to claim 2, wherein the marker gene is at least one selected from kanamycin resistance, hygromycin resistance, gentamicin resistance, and herbicide resistance.
【請求項7】 以下の工程を含む、植物の遺伝子トラッ
プ法。 1)請求項1〜6のいずれか1項記載のベクターを植物
に導入する工程 2)上記植物から形質転換された植物を選択する工程 3)上記形質転換植物にルシフェリンを添加し、生じる
発光を計測する工程 4)計測された発光パターンから、植物のゲノム遺伝子
に関する情報を得る工程
7. A plant gene trap method comprising the following steps. 1) A step of introducing the vector according to any one of claims 1 to 6 into a plant, 2) a step of selecting a transformed plant from the plant, and 3) adding luciferin to the transformed plant to generate luminescence. Measuring step 4) A step of obtaining information on plant genomic genes from the measured luminescence pattern
【請求項8】 以下の工程を含む、生きた植物個体の遺
伝子トラップ法。 1)請求項1〜6のいずれか1項記載のベクターを植物
に導入する工程 2)上記植物から形質転換された植物を選択する工程 3)上記形質転換植物を生かしたままの状態で、ルシフ
ェリンを添加し、生じる発光を計測する工程 4)計測された発光パターンから、生きた植物個体のゲ
ノム遺伝子に関する経時的情報を得る工程
8. A gene trap method for a living plant individual, which comprises the following steps. 1) A step of introducing the vector according to any one of claims 1 to 6 into a plant, 2) a step of selecting a transformed plant from the plant, and 3) a luciferin in a state where the transformed plant is kept alive. Is added to measure the generated luminescence 4) A step of obtaining temporal information on the genomic gene of a living plant individual from the measured luminescence pattern
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