JP2003250568A - Recombinant vector for plant cell character convertion, agrobacterium introduced with the same, transformed plant cell and transformed plant body obtained therefrom - Google Patents

Recombinant vector for plant cell character convertion, agrobacterium introduced with the same, transformed plant cell and transformed plant body obtained therefrom

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JP2003250568A
JP2003250568A JP2002057546A JP2002057546A JP2003250568A JP 2003250568 A JP2003250568 A JP 2003250568A JP 2002057546 A JP2002057546 A JP 2002057546A JP 2002057546 A JP2002057546 A JP 2002057546A JP 2003250568 A JP2003250568 A JP 2003250568A
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JP
Japan
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recombinant vector
plant cell
pme
agrobacterium
transformed plant
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Application number
JP2002057546A
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Japanese (ja)
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Eiichiro Fukuzaki
英一郎 福崎
Akio Kobayashi
昭雄 小林
Yoshihisa Hasunuma
誠久 蓮沼
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Osaka Industrial Promotion Organization
Original Assignee
Osaka Industrial Promotion Organization
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a recombinant vector for excessively expressing a pectinmethylesterase (PME) and for preparing a transformed plant cell excellent in methanol production amount. <P>SOLUTION: A cDNA fragment encoding PME nonspecifically hydrolyzing a methyl ester contained in a pectin is isolated from cDNA library of Aspergillus niger and the isolated cDNA fragment is incorporated into a binary vector pBI121 to prepare the recombinant vector. The recombinant vector is introduced into Agrobacterium to transform the Agrobacterium and tobacco cultured cells are infected with the Agrobacterium to provide the transformed plant cell excellent in PME activity and methanol production. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

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

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、メタノール生産性
に優れる形質転換植物細胞を作製するための組換えベク
ター、アグロバクテリウム、これらを用いて作製した形
質転換植物細胞および形質転換植物体に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a recombinant vector for producing a transformed plant cell having excellent methanol productivity, Agrobacterium, a transformed plant cell produced using the same, and a transformed plant body.

【0002】[0002]

【従来の技術】メタノールは、90%以上が天然ガスから
工業生産され、様々な化学製品の原料として活用されて
いる。さらに、近年においては、化石燃料に代わるクリ
ーンエネルギーとしても注目されており、例えば、燃料
電池に使用される水素の供給源としても利用されつつあ
る。しかし、地球上における天然ガスの大半は僻地に存
在するため、輸送や液化のコスト面の問題からガソリン
に代わる燃料としてのメタノールの利用は困難であっ
た。
2. Description of the Related Art Methanol is industrially produced from more than 90% of natural gas, and is used as a raw material for various chemical products. Furthermore, in recent years, attention has been paid to clean energy as a substitute for fossil fuels, and for example, it is being used as a supply source of hydrogen used in fuel cells. However, since most of the natural gas on the earth is located in remote areas, it has been difficult to use methanol as a fuel instead of gasoline due to transportation and liquefaction costs.

【0003】そこで、最近、バイオマスからのクリーン
なメタノール生産が試みられているが、技術的にコスト
効率を高めるには至っていない(Borgwardt 1998)。こ
のため、従来の方法に代わるクリーンかつ安価なメタノ
ール供給ラインの開発が必要とされている。
[0003] In recent years, attempts have been made to produce clean methanol from biomass, but it has not technically improved cost efficiency (Borgwardt 1998). Therefore, there is a need to develop a clean and inexpensive methanol supply line that can replace the conventional method.

【0004】植物は、様々な揮発性有機化合物(VOC)
を産生することが知られており(Fehsenfeld, Calvert
et al. 1992; Guenther, Zimmerman et al. 1994)、中
でもメタノールは主要なVOCの一つである。大気中の大
部分のメタノールは、植物起源であって(Fall and Ben
son 1996)、細胞壁ペクチン分解酵素であるペクチンメ
チルエステラーゼ(PME)の触媒反応によって生成さ
れ(Obendorf, Koch et al. 1990)、気孔から蒸散する
と考えられている(Nemecek-Marshall, et al.1995)。
[0004] Plants produce various volatile organic compounds (VOCs).
Is known to produce (Fehsenfeld, Calvert
et al. 1992; Guenther, Zimmerman et al. 1994), among which methanol is one of the major VOCs. Most of the methanol in the atmosphere is of plant origin (Fall and Ben
son 1996), is produced by the catalytic reaction of the cell wall pectin degrading enzyme pectin methylesterase (PME) (Obendorf, Koch et al. 1990) and is thought to evaporate from the stomata (Nemecek-Marshall, et al. 1995). .

【0005】このPMEは、全ての植物、植物病原性細
菌や菌類に存在し、ペクチン性多糖類の主成分ホモガラ
クツロナンのメチル基を特異的に加水分解して、メタノ
ールとガラクツロン酸とを生成する(Micheli 2001)。
そして、特に高等植物のPMEは、例えば、細胞壁分解
において重要な役割を果たし、細胞の成長や老化、果実
のライプニング(Gaffe, Tiznado et al. 1997; Brumme
ll and Harpster 2001)、病原菌との相互作用(Dorokh
ov, Makinen et al. 1999)等に関与することが知られ
ている。
[0005] This PME is present in all plants, phytopathogenic bacteria and fungi, and specifically hydrolyzes the methyl group of homogalacturonan, the main component of pectic polysaccharide, to convert methanol and galacturonic acid. Generate (Micheli 2001).
In particular, PMEs of higher plants, for example, play an important role in cell wall degradation, for example, cell growth and senescence, fruit ripening (Gaffe, Tiznado et al. 1997; Brumme
ll and Harpster 2001), interaction with pathogens (Dorokh
ov, Makinen et al. 1999).

【0006】このようなメタノール生成を触媒する前記
PMEを過剰に発現する植物が存在すれば、大気中への
メタノール供給量が増加し、また植物自体を新たなエネ
ルギー源として利用することも可能になる。また、メタ
ノールは、C3植物における成長促進効果に関与すること
が報告されているため(Nonomura and Benson 1992)、
メタノールエミッションの増大は農作物の生産性向上に
も有用である。
[0006] If there is a plant that excessively expresses the PME that catalyzes the production of methanol, the supply of methanol to the atmosphere increases, and the plant itself can be used as a new energy source. Become. Also, since methanol has been reported to be involved in the growth promoting effect in C3 plants (Nonomura and Benson 1992)
Increasing methanol emissions is also useful for improving crop productivity.

【0007】このような理由からPMEを過剰に発現す
る植物が求められており、遺伝子工学の発展に伴って、
PMEを過剰発現するトランスジェニック植物の作出が
期待されている。
[0007] For these reasons, there is a need for a plant that excessively expresses PME, and with the development of genetic engineering,
The production of transgenic plants that overexpress PME is expected.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、PMEを過剰に発現し、メタノール生産性に優れる
形質転換植物細胞を作製するための組換えベクター、ア
グロバクテリウム、これらを用いた形質転換植物細胞お
よび形質転換植物の提供である。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a recombinant vector, Agrobacterium, for producing a transformed plant cell which overexpresses PME and has excellent methanol productivity. Provided are transformed plant cells and transformed plants.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の組換えベクターは、植物細胞を形質転換す
るための組換えベクターであって、ベクターに、ペクチ
ンに含まれるメチルエステルを非特異的に加水分解する
ペクチンメチルエステラーゼ活性を有するタンパク質を
コードする遺伝子が連結していることを特徴とする。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, a recombinant vector of the present invention is a recombinant vector for transforming a plant cell, wherein the vector contains methyl ester contained in pectin. A gene encoding a protein having pectin methylesterase activity that hydrolyzes nonspecifically is linked.

【0010】PMEを過剰発現させる形質転換植物体と
しては、PME過剰発現による細胞伸長や器官分化への
影響を調査することを目的として、すでに、ジャガイモ
Solanum tuverosum L. に対する ペチュニアPetunia in
flata 由来PME遺伝子の導入が報告されている(Pill
ing, Willmitzer et al. Planta 2000 Feb;210(3):391-
9 )。しかしながら、前記形質転換植物体においては、
PME活性の増加は見られたものの、それに伴うメタノ
ール生産量の変化は確認されなかった。
[0010] As a transformed plant that overexpresses PME, potatoes have already been used to investigate the effects of PME overexpression on cell elongation and organ differentiation.
Petunia in Solanum tuverosum L.
The introduction of the PME gene from flata has been reported (Pill
ing, Willmitzer et al. Planta 2000 Feb; 210 (3): 391-
9). However, in the transformed plant,
Although an increase in PME activity was observed, no accompanying change in methanol production was observed.

【0011】そこで、本発明者らは鋭意研究を行った結
果、植物由来PMEではなく、カビ由来のPMEに着目
した。
The present inventors have conducted intensive studies and, as a result, focused on PME derived from mold, not PME derived from plants.

【0012】発明者らが、植物由来PMEではなくカビ
由来PMEに着目したのは、以下の理由による。カビの
中でも、例えば、クロカビ Aspergillus niger 由来P
MEは、至適pHや等電点だけでなく、作用機構に関し
ても、植物のPMEと異なっていることが知られている
(Khanh, Ruttkowski et al. 1991; Micheli 2001)。
具体的には、植物由来PMEは非還元末端やフリーのカ
ルボシル基に隣接したメチル基を加水分解するのに対
し、Aspergillus niger のPMEは、メチルエステルを
ランダムに加水分解する触媒機構である。そして、この
ようにカビ由来PMEと植物由来PMEとで基質特異性
に違いがあることから、PMEとシナジー効果を示すポ
リガラクツロナーゼ存在下で、高度にメチルエステル化
したアップルペクチン(apple pectin)を基質としてペ
クチン分解反応を行った場合、Aspergillus niger 由来
PMEは、オレンジ由来PMEに比べて、ペクチン加水
分解によるメタノール生産量の増加が見られたという報
告もなされている(Massiot,Perron et al. 1997)。つ
まり、このように、カビ由来PMEのようにメチルエス
テルをランダムに加水分解できる基質特異性の低いPM
Eであれば、それだけメタノール産生量の増加も見込ま
れるため、このような触媒機能を有するPMEの遺伝子
をベクターに連結し、組換えベクターとすれば、前記目
的を達成することができると考えたのである。
The inventors focused attention on mold-derived PME instead of plant-derived PME for the following reasons. Among molds, for example, P from Aspergillus niger
ME is known to differ from plant PME not only in the optimum pH and isoelectric point but also in the mechanism of action (Khanh, Ruttkowski et al. 1991; Micheli 2001).
Specifically, plant-derived PME hydrolyzes a methyl group adjacent to a non-reducing end or a free carbosyl group, whereas PME of Aspergillus niger is a catalytic mechanism that randomly hydrolyzes a methyl ester. Because of the difference in substrate specificity between mold-derived PME and plant-derived PME, in the presence of polygalacturonase exhibiting synergistic effects with PME, highly methylesterified apple pectin (apple pectin) When a pectin degradation reaction was carried out using as a substrate, there was a report that Aspergillus niger- derived PME showed an increase in methanol production due to pectin hydrolysis as compared to orange-derived PME (Massiot, Perron et al. 1997). In other words, as described above, PM with low substrate specificity that can hydrolyze methyl esters randomly like mold-derived PME
In the case of E, an increase in the amount of methanol produced is also expected. Therefore, it was considered that the above object can be achieved by linking a gene of PME having such a catalytic function to a vector to form a recombinant vector. It is.

【0013】そして、前述のカビ由来PEMのように、
ペクチンのメチルエステルを非特異的に加水分解するP
ME活性を有するタンパク質をコードする遺伝子を連結
させた組換えベクターによれば、これによって形質転換
させた植物細胞において、前記触媒反応を示すPMEが
発現し、かつメタノール生産性も向上できるということ
から、本発明に至ったのである。このように、クリーン
エネルギーであるメタノールの供給源として、優れたメ
タノール生産性を示す形質転換植物細胞を提供するため
に、前述のような組換えベクターの構築を試みたのは本
発明者らが初めてであり、また、前述のように、植物由
来PMEとは全く異なる触媒反応を示すPMEをコード
する遺伝子を導入したからこそ、本発明の目的は達成さ
れたのである。このような組換えベクターによれば、形
質転換させた植物培養細胞や形質転換植物体は、メタノ
ール生産性に優れるため、メタノール供給源として有効
に活用することができる。
And, as in the above-mentioned mold-derived PEM,
P that nonspecifically hydrolyzes the methyl ester of pectin
According to the recombinant vector to which the gene encoding the protein having ME activity is linked, PME exhibiting the above-mentioned catalytic reaction can be expressed in the plant cell transformed with the recombinant vector, and methanol productivity can be improved. This has led to the present invention. As described above, the present inventors attempted to construct a recombinant vector as described above in order to provide a transformed plant cell exhibiting excellent methanol productivity as a source of methanol as clean energy. The object of the present invention has been achieved for the first time since the introduction of a gene encoding a PME showing a catalytic reaction completely different from that of plant-derived PME as described above. According to such a recombinant vector, the transformed plant cultured cells and transformed plants have excellent methanol productivity, and thus can be effectively used as a methanol supply source.

【0014】なお、本発明は、研究過程においてカビ由
来PMEに着目したことによって達成された発明である
が、前記連結する遺伝子は、カビ由来PMEをコードす
る遺伝子には限定されず、少なくともペクチンのメチル
エステルを非特異的に加水分解するPME活性を有する
タンパク質をコードする遺伝子であればよい。また、
「非特異的に加水分解する」とは、前記植物由来PME
のようにペクチンに含まれる非還元末端やフリーのカル
ボキシル基に隣接したメチルエステルを特異的に加水分
解するのではなく、ペクチンに含まれるメチルエステル
をランダムに加水分解してメタノールを生成することを
いう。
Although the present invention has been achieved by focusing on mold-derived PME in the course of research, the gene to be linked is not limited to a gene encoding mold-derived PME, Any gene may be used as long as it encodes a protein having PME activity that non-specifically hydrolyzes methyl esters. Also,
“Non-specifically hydrolyzes” refers to the plant-derived PME
Instead of specifically hydrolyzing the methyl ester adjacent to the non-reducing end or free carboxyl group contained in pectin, it is necessary to randomly hydrolyze the methyl ester contained in pectin to produce methanol. Say.

【0015】前記ペクチンのメチルエステルを特異的に
加水分解するPME活性としては、例えば、Aspergillu
s属由来のPMEが示す触媒活性であることが好まし
く、より好ましくは、Aspergillus niger由来のPME
が示す触媒活性である。この他にも、例えば、Aspergil
lus japonicus 、Aspergillus foetidus 等由来のPME
活性があげられる。
The PME activity for specifically hydrolyzing the methyl ester of pectin includes, for example, Aspergillus
It is preferable that the PME derived from the genus s belongs to the catalytic activity, and more preferably the PME derived from Aspergillus niger.
Is the catalytic activity. In addition, for example, Aspergil
PME from lus japonicus , Aspergillus foetidus, etc.
Activity is raised.

【0016】本発明の組換えベクターにおいて、前記連
結させる遺伝子が、以下の(a)または(b)に示すタ
ンパク質をコードする遺伝子であることが好ましい。 (a) 配列表の配列番号1に示すアミノ酸配列からな
るタンパク質 (b) (a)のアミノ酸配列において1以上のアミノ
酸が欠失、置換または付加されたアミノ酸配列からな
り、かつペクチンに含まれるメチルエステルを非特異的
に加水分解するペクチンメチルエステラーゼ活性を有す
るタンパク質
In the recombinant vector of the present invention, the gene to be ligated is preferably a gene encoding a protein shown in the following (a) or (b). (A) a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing; (b) a protein consisting of an amino acid sequence in which one or more amino acids have been deleted, substituted or added in the amino acid sequence of (a), and which is contained in pectin; Proteins with pectin methylesterase activity that non-specifically hydrolyze esters

【0017】また、本発明の組換えベクターにおいて、
前記連結させる遺伝子が、以下の(c)または(d)に
示すDNAからなる遺伝子であることが好ましい。 (c) 配列表の配列番号2に示す塩基配列からなるD
NA (d) (c)の塩基配列において1以上の塩基が欠
失、置換または付加された塩基配列からなり、かつペク
チンに含まれるメチルエステルを非特異的に加水分解す
るペクチンメチルエステラーゼ活性を有するタンパク質
をコードするDNA
Further, in the recombinant vector of the present invention,
It is preferable that the gene to be ligated is a gene consisting of DNA shown in the following (c) or (d). (C) D consisting of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing
NA (d) consists of a base sequence in which one or more bases are deleted, substituted or added in the base sequence of (c), and has a pectin methylesterase activity of nonspecifically hydrolyzing a methyl ester contained in pectin. DNA encoding protein

【0018】前述のようなアミノ酸配列からなるタンパ
ク質をコードする遺伝子や、前記塩基配列からなるDN
Aをもとに発現するタンパク質は、ペクチンのメチルエ
ステルを非特異的に加水分解できる。このため、このよ
うな遺伝子を連結した本発明の組換えベクターによって
植物細胞の形質転換を行えば、PME活性およびメタノ
ール生産性に優れた形質転換植物細胞や形質転換植物体
が得られる。
A gene encoding a protein consisting of the amino acid sequence as described above,
Proteins expressed based on A can nonspecifically hydrolyze pectin methyl esters. Therefore, if a plant cell is transformed with the recombinant vector of the present invention to which such a gene is linked, a transformed plant cell or a transformed plant having excellent PME activity and methanol productivity can be obtained.

【0019】つぎに、本発明のアグロバクテリウムは、
植物細胞を形質転換するためのアグロバクテリウムであ
って、前記本発明の組換えベクターを導入したことを特
徴とする。植物細胞の形質転換法は、特に制限されない
が、例えば、後述するようなアグロバクテリウム法を採
用する場合、前記本発明の組換えベクターを導入したア
グロバクテリウムを使用することによって、PME活性
およびメタノール生産性に優れた形質転換植物細胞を得
ることができる。
Next, the Agrobacterium of the present invention comprises:
An Agrobacterium for transforming a plant cell, wherein the recombinant vector of the present invention is introduced. The method for transforming plant cells is not particularly limited. For example, when the Agrobacterium method described below is employed, the PME activity and the Agrobacterium into which the recombinant vector of the present invention has been introduced can be used. Transformed plant cells having excellent methanol productivity can be obtained.

【0020】つぎに、本発明の形質転換植物細胞は、植
物細胞に、前記本発明の組換えベクターを導入した形質
転換細胞、または前記本発明のアグロバクテリウムを感
染させた形質転換植物細胞であることを特徴とする。こ
のような形質転換植物細胞は、前述のようにPEM活性
に優れるだけでなく、メタノール生産性にも優れ、クリ
ーンエネルギーであるメタノールの生産源として有効で
ある。
Next, the transformed plant cell of the present invention is a transformed cell obtained by introducing the above-mentioned recombinant vector of the present invention into a plant cell or a transformed plant cell infected with the above-mentioned Agrobacterium of the present invention. There is a feature. Such a transformed plant cell not only has excellent PEM activity as described above, but also has excellent methanol productivity, and is effective as a production source of methanol that is clean energy.

【0021】形質転換を行なう前記植物細胞としては、
特に制限されないが、例えば、Fragaria 、Lotus 、Medicag
o 、Onobrychis 、Trifolium 、Trigonella 、Vigna 、Citrus 、Lin
um 、G eranium 、Manihot 、Daucus 、Arabidopsis 、Brassica 、Ra
phanus 、Sinapis 、Atropa 、Capsicum 、Hyoscyamus 、Lycopers
icon 、Nicotiana 、Solanum 、Petunia 、Digitalis 、Majorana
Cichorium 、Helianthus 、Lactuca 、Bromus 、Asparagus 、Anti
rrhinum 、Hererocallis 、Nemesia 、Pelargonium 、Panicum 、P
ennisetum 、Ranunculus 、Senecio 、Salpiglossis 、Cucumis
Browaalia 、Glycine 、Lolium 、Zea 、Triticum 、Sorghum 、Datu
ra 、Chrysanthemum 、Dianthus 、Gerbera 、Euphorbia 、Pelaro
nium 、Ipomoea 、Passiflora 、Cyclamen 、Malus 、Prunus 、Ros
a 、Rubus 、Populus 、Santalum 、Allium 、Lilium 、Narcissus 、A
nanas 、Arachis 、Phaseolus 、Eucomia 、Heavea 、Periploca
および Pisum 属の植物細胞があげられる。具体例とし
て、例えば、タバコ、シロイヌナズナ、ニンジン、大
豆、トマト、ジャガイモ、トチュウ、パラゴムノキ、ペ
リプロカ等の双子葉植物、オオムギ、コムギ、ユリ、イ
ネ、トウモロコシ、アスパラガス、タケ、ヤシ等の単子
葉植物、あるいはマツ、イチョウ、ソテツ等の裸子植物
等の細胞であることが好ましい。
The plant cells to be transformed include:
Although not particularly limited, for example, Fragaria , Lotus , Medicag
o , Onobrychis , Trifolium , Trigonella , Vigna , Citrus , Lin
um , Geranium , Manihot , Daucus , Arabidopsis , Brassica , Ra
phanus , Sinapis , Atropa , Capsicum , Hyoscyamus , Lycopers
icon , Nicotiana , Solanum , Petunia , Digitalis , Majorana ,
Cichorium , Helianthus , Lactuca , Bromus , Asparagus , Anti
rrhinum , Hererocallis , Nemesia , Pelargonium , Panicum , P
ennisetum , Ranunculus , Senecio , Salpiglossis , Cucumis ,
Browaalia , Glycine , Lolium , Zea , Triticum , Sorghum , Datu
ra , Chrysanthemum , Dianthus , Gerbera , Euphorbia , Pelaro
nium , Ipomoea , Passiflora , Cyclamen , Malus , Prunus , Ros
a , Rubus , Populus , Santalum , Allium , Lilium , Narcissus , A
nanas , Arachis , Phaseolus , Eucomia , Heavea , Periploca
And Pisum plant cells. Specific examples include, for example, dicotyledonous plants such as tobacco, Arabidopsis, carrot, soybean, tomato, potato, eucommia, para rubber tree, periploca, barley, wheat, lily, rice, corn, asparagus, bamboo, and monocotyledonous plants such as palm. Or cells of gymnosperms such as pine, ginkgo and cycad.

【0022】つぎに、本発明の形質転換植物体は、前記
本発明の形質転換植物細胞から得られた植物体である。
このような植物体は、例えば、PME活性に優れ、かつ
前記活性に伴ってメタノール産生量も増加するため、例
えば、前述のようなクリーンエネルギーであるメタノー
ルの供給源として有用である。
Next, the transformed plant of the present invention is a plant obtained from the transformed plant cell of the present invention.
Such a plant is, for example, excellent in PME activity and increases the amount of methanol produced with the activity, and thus is useful, for example, as a source of methanol as clean energy as described above.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】本発明の組換えベクター、アグロ
バクテリウム、形質転換植物細胞および形質転換植物体
は、例えば、以下のようにして作製することができる。
なお、これらの方法には制限されない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The recombinant vector, Agrobacterium, transformed plant cell and transformed plant of the present invention can be prepared, for example, as follows.
In addition, it is not limited to these methods.

【0024】(1)PMEをコードするcDNAの調製 植物細胞に導入するカビのPME遺伝子の単離を行う。
まず、従来公知の方法によって、カビから全RNAを抽
出し、これを逆転写反応に供することによってcDNA
を調製する。
(1) Preparation of cDNA encoding PME The PME gene of mold to be introduced into plant cells is isolated.
First, cDNA is extracted by extracting total RNA from mold by a conventionally known method and subjecting it to a reverse transcription reaction.
Is prepared.

【0025】つぎに、得られたcDNAからPME遺伝
子を単離する。単離の方法は特に制限されず、例えば、
従来公知のクローニング方法によって行ってもよいし、
また、すでに公知となっているカビのPME遺伝子配列
の情報に基づいて、プライマーを作製し、PCR等の方
法によって調製することもできる。なお、このようなカ
ビPME遺伝子配列の情報に関しては、各種文献だけで
なく、例えば、米国国立衛生研究所(NIH)により管
理されている「ジェンバンク」等の各種データーベース
を利用することもできる。
Next, the PME gene is isolated from the obtained cDNA. The method of isolation is not particularly limited.
It may be performed by a conventionally known cloning method,
In addition, primers can be prepared based on information on the PME gene sequence of a mold that has already been known and prepared by a method such as PCR. In addition, regarding the information of such a mold PME gene sequence, not only various documents but also various databases such as “Genbank” managed by the National Institutes of Health (NIH) can be used. .

【0026】前記PMEをコードするcDNAは、形質
転換植物細胞においてPMEを発現すればよいことか
ら、例えば、少なくとも構造遺伝子の配列を有している
ことが好ましいが、例えば、細胞内におけるタンパク質
輸送に関与することから、シグナルペプチドをコードす
る塩基配列を含んだPME全配列であることが好まし
い。
The cDNA encoding the PME preferably has, for example, at least the sequence of a structural gene, since it is sufficient to express the PME in a transformed plant cell. Because it is involved, it is preferable that it is the entire PME sequence including the nucleotide sequence encoding the signal peptide.

【0027】また、前述のようにして調製したcDNA
は、そのまま後述するベクターに組込んでもよいが、例
えば、カビ由来PMEの活性を示す範囲内で、前記cD
NAについて、塩基の欠失、置換もしくは付加を行って
もよい。
The cDNA prepared as described above
May be directly incorporated into a vector described later. For example, within the range showing the activity of mold-derived PME,
For NA, base deletion, substitution or addition may be performed.

【0028】さらに、前記cDNAの3’末端および
5’末端の少なくとも一方に、宿主である植物細胞内で
PME遺伝子の発現を制御する、例えば、プロモーター
やエンハンサー等の塩基配列を付加してもよい。このよ
うなプロモーターは、例えば、後述するバイナリーベク
ターpBI121のカリフラワーモザイクウイルス(CaMV)35
Sプロモーターのように、ベクター自体に組込まれてい
てもよい。
Furthermore, a nucleotide sequence, such as a promoter or enhancer, for controlling the expression of the PME gene in a plant cell as a host may be added to at least one of the 3 ′ end and the 5 ′ end of the cDNA. . Such a promoter is, for example, the cauliflower mosaic virus (CaMV) 35 of the binary vector pBI121 described below.
Like the S promoter, it may be integrated into the vector itself.

【0029】(2)植物細胞形質転換用組換えベクター
の調製 得られたカビ由来PME遺伝子をベクターに連結して組
換えベクターを調製する。
(2) Preparation of Recombinant Vector for Plant Cell Transformation The obtained fungal PME gene is ligated to a vector to prepare a recombinant vector.

【0030】前記ベクターとしては、例えば、プラスミ
ドベクターが使用でき、カナマイシン耐性、クロラムフ
ェニコール耐性等の抗生物質耐性の選択マーカーを有し
ていることが好ましい。より好ましくはバイナリーベク
ターであって、例えば、pBI121、pBI221、pBI101、pM
SH1、pMSH2等が使用できる。
As the vector, for example, a plasmid vector can be used, and it is preferable that the vector has a selection marker for antibiotic resistance such as kanamycin resistance and chloramphenicol resistance. More preferably, it is a binary vector, for example, pBI121, pBI221, pBI101, pM
SH1, pMSH2, etc. can be used.

【0031】(3)植物細胞の形質転換 つぎに、得られた組換えベクターを植物細胞に導入して
形質転換を行う。植物細胞の形質転換方法としては、例
えば、従来公知の方法が採用でき、例えば、外来遺伝子
をアグロバクテリウムを用いて生物学的に導入する方法
(アグロバクテリウム法)、外来遺伝子を直接導入する
方法等があげられる。これらの方法は、例えば、形質転
換する宿主植物の種類等に応じて適宜決定できる。
(3) Transformation of plant cells Next, the obtained recombinant vector is introduced into plant cells for transformation. As a method for transforming a plant cell, for example, a conventionally known method can be employed. For example, a method for introducing a foreign gene biologically using Agrobacterium (Agrobacterium method), or a method for directly introducing a foreign gene Method and the like. These methods can be appropriately determined depending on, for example, the type of the host plant to be transformed.

【0032】(i)アグロバクテリウムによる導入方法 カビ由来PME遺伝子をアグロバクテリウムにより植物
細胞に導入する場合、まず、前記組換えベクターを、例
えば、エレクトロポレーション法等によってアグロバク
テリウムに導入する。アグロバクテリウムの種類は特に
制限されず、例えば、前記バイナリーベクターとの組み
合わせにより決定できる。
(I) Agrobacterium-introduced method When the mold-derived PME gene is introduced into plant cells by Agrobacterium, first, the recombinant vector is introduced into Agrobacterium by, for example, electroporation. . The type of Agrobacterium is not particularly limited, and can be determined, for example, by combination with the binary vector.

【0033】前記組換えベクターを導入後、前記アグロ
バクテリウムを、例えば、カナマシン等の抗生物質を含
む培地で培養すれば、抗生物質耐性により生育したコロ
ニーを、形質転換したアグロバクテリウムとして選択的
に得ることができる。
After the introduction of the recombinant vector, the Agrobacterium is cultured in a medium containing an antibiotic, such as kanamycin, so that a colony grown by antibiotic resistance can be selectively used as the transformed Agrobacterium. Can be obtained.

【0034】そして、得られた形質転換アグロバクテリ
ウムを植物細胞に感染させれば、形質転換植物細胞が得
られる。アグロバクテリウムを植物に感染させるには、
例えば、植物の種類に応じて組織、カルス、細胞、プロ
トプラスト等を調製し、これと前記アグロバクテリウム
とをインキュベートして感染させればよい。
Then, when the resulting transformed Agrobacterium is infected to a plant cell, a transformed plant cell is obtained. In order for Agrobacterium to infect plants,
For example, a tissue, a callus, a cell, a protoplast, or the like may be prepared according to the type of a plant, and this may be incubated with the Agrobacterium for infection.

【0035】アグロバクテリウム法を適用する植物とし
ては、アグロバクテリウムに感受性を示す植物であるこ
とが好ましく、例えば、前述のような双子葉植物や単子
葉植物等が上げられる。
The plant to which the Agrobacterium method is applied is preferably a plant showing sensitivity to Agrobacterium, and examples thereof include the above-mentioned dicotyledonous plants and monocotyledonous plants.

【0036】なお、このようにアグロバクテリウム法を
行う場合、前記組換えベクターを構成するベクターとし
ては、例えば、前述のpBI121等のベクターが使用でき
る。
When the Agrobacterium method is performed as described above, as the vector constituting the recombinant vector, for example, the aforementioned vector such as pBI121 can be used.

【0037】(ii)直接導入法 植物細胞に外来遺伝子を直接導入する方法としては、例
えば、エレクトロポレーション法、パーティクルガン
法、ポリエチレングリコール法等の従来公知の方法があ
げられる。
(Ii) Direct Transfection Method A method for directly introducing a foreign gene into a plant cell includes, for example, a conventionally known method such as an electroporation method, a particle gun method, and a polyethylene glycol method.

【0038】エレクトロポレーション法は、例えば、プ
ロトプラストの培養が安定かつ容易であり、再生が容易
な植物細胞に適用することが好ましい。また、パーティ
クルガン法は、宿主の限定を受けないため、例えば、ア
グロバクテリウムに感染し難い植物細胞や、プロトプラ
ストの調製が困難な植物細胞に適用することが好まし
い。
The electroporation method is preferably applied to, for example, plant cells in which protoplasts are stable and easy to cultivate and are easily regenerated. In addition, since the particle gun method is not limited to a host, it is preferably applied to, for example, plant cells that are hardly infected with Agrobacterium and plant cells that are difficult to prepare protoplasts.

【0039】なお、このようにエレクトロポレーション
法を行う場合、前記組換えベクターを構成するベクター
としては、例えば、pUC18、pUC19、pBR322、pBR325、pB
luescript 等が好ましい。
When the electroporation method is performed as described above, the vectors constituting the recombinant vector include, for example, pUC18, pUC19, pBR322, pBR325, pB
luescript and the like are preferred.

【0040】(3)形質転換植物体の作製 前述のようにして得られた形質転換植物細胞を、例え
ば、植物分化誘導剤を含む培地中でインキュベートすれ
ば、形質転換植物体を再生できる。前述のように植物分
化誘導剤としては、特に制限されず、例えば、インドー
ル酢酸、インドールプロピオン酸、インドール酪酸、ナ
フタレン酢酸等のオーキシン類、およびゼアチン、カイ
ネチン、ベンジルアデニン等のカイネチン類等が使用で
きる。また、これらの誘導剤は、いずれか一種類でもよ
いし、二種類を併用してもよい。
(3) Preparation of Transformed Plant The transformed plant cell can be regenerated by incubating the transformed plant cell obtained as described above, for example, in a medium containing a plant differentiation inducer. As described above, the plant differentiation inducer is not particularly limited, and for example, auxins such as indoleacetic acid, indolepropionic acid, indolebutyric acid, naphthaleneacetic acid, and kinetins such as zeatin, kinetin, and benzyladenine can be used. . These inducers may be used alone or in combination of two.

【0041】なお、得られた形質転換植物細胞および形
質転換植物体の染色体DNAをそれぞれ調製し、例え
ば、既知のカビ由来PME遺伝子配列に特異的なプライマ
ーやプローブを用いたPCRやサザンブロッティング法
等により、前記カビ由来PME遺伝子の発現が確認されれ
ば、本発明の形質転換植物細胞および形質転換植物体が
得られたこととなる。
The chromosomal DNAs of the obtained transformed plant cells and transformed plant bodies were prepared, and used, for example, by PCR or Southern blotting using primers and probes specific to the known mold-derived PME gene sequence. As a result, if the expression of the PME gene derived from the mold is confirmed, the transformed plant cell and the transformed plant of the present invention are obtained.

【0042】以上のような方法によって得られる本発明
の形質転換植物細胞および形質転換植物体は、カビ由来
PMEを過剰発現するため、PME活性が高く、かつメ
タノール産生量にも優れる。PME活性およびメタノー
ル産生量は、例えば、後述の方法によって測定できる。
The transformed plant cells and transformed plants of the present invention obtained by the above-described methods have high PME activity and excellent methanol production because they overexpress PME derived from fungi. The PME activity and methanol production can be measured, for example, by the methods described below.

【0043】カビ由来PME遺伝子により形質転換する
ことによって、本発明の形質転換植物細胞は、ベクター
のみを組込んだ非形質転換植物細胞に比べて、例えば、
1.5〜20倍のPME活性が得られ、好ましくは2〜10倍の
範囲であり、特に好ましくは2〜5倍の範囲である。ま
た、形質転換植物細胞が産生するメタノール量は、前記
非形質転換細胞に比べて、例えば、1.1〜10倍であり、
好ましくは1.1〜5倍の範囲であり、特に好ましくは1.1
〜2倍の範囲である。本発明の形質転換植物体について
も同様である。
Transformation with the fungal PME gene allows the transformed plant cell of the present invention to have, for example,
A PME activity of 1.5 to 20 times is obtained, preferably in the range of 2 to 10 times, particularly preferably in the range of 2 to 5 times. In addition, the amount of methanol produced by the transformed plant cells is, for example, 1.1 to 10 times that of the non-transformed cells,
Preferably it is in the range of 1.1 to 5 times, particularly preferably 1.1 times.
The range is ~ 2 times. The same applies to the transformed plant of the present invention.

【0044】[0044]

【実施例】(実施例1)本実施例は、Aspergillus nige
r由来PME遺伝子(pmeA)をタバコ懸濁培養細胞に導
入し、形質転換タバコ培養細胞を作製した例である。
EXAMPLES (Example 1) This example is based on Aspergillus nige
This is an example in which a r- derived PME gene (pmeA) was introduced into tobacco suspension cultured cells to prepare transformed tobacco cultured cells.

【0045】(1)材料および培養条件 クロカビは、大阪府立大学農学部川口剛司先生より分譲
されたAspergillus niger van Tieghem KF-267を使用
し、Czapek寒天培地により30℃で継代培養した。タバ
コ懸濁培養細胞Nicotiana tabacum L. cv Bright Yello
w 2 (Nagata, Okada et al. 1981)は、LS(Linsmaie
r and Skoog) 培地(Linsmaier and Skoog1965)中のKH
2PO4を370mg/Lに、チアミンHClを1mg/
Lにそれぞれ増量し、さらにスクロースを3重量%およ
び2,4−Dを0.2mg/Lの濃度となるように添加
した改変LS培地により、26℃、暗所で培養した。融
合遺伝子を構築するための大腸菌宿主としては、Escher
ichia coli DH5α (F-, φ80dlacZΔM15, Δ(lacZYA-ar
gF)U169, deoR, recA1, endA1, hsdR17(rk -mk +), phoA,
supE44, λ-, thi-1, gyrA96, relA1)(Hanahan 198
3)を使用した。タバコへの遺伝子導入に用いるアグロ
バクテリウムとしては、Agrobacterium tumefaciens EH
A105 株(Hood, Helmer et al. 1986)を使用し、Luria
-Bertani培地により、28℃で培養を行った。融合遺伝
子を構築するためのベクターとしては、pUC18(Messing
1983)を使用し、形質転換タバコ培養細胞を作出する
ためのバイナリーベクターとしては、pBI121(Jefferso
n, Kavanagh et al. 1987)を使用した。また、培養に
あたって、培地には必要に応じて抗生物質 (カナマイシ
ン)を100mg/Lの濃度となるように添加した。
(1) Materials and Culture Conditions Black mold was subcultured on Czapek agar medium at 30 ° C. using Aspergillus niger van Tieghem KF-267 distributed by Dr. Tsuyoshi Kawaguchi, Faculty of Agriculture, Osaka Prefecture University. Nicotiana tabacum L. cv Bright Yello
w 2 (Nagata, Okada et al. 1981) is based on LS (Linsmaie
r and Skoog) KH in medium (Linsmaier and Skoog 1965)
2 PO 4 to 370 mg / L, thiamine HCl to 1 mg / L
L, and further cultured in a dark place at 26 ° C. in a modified LS medium containing 3% by weight of sucrose and 2,4-D at a concentration of 0.2 mg / L. Escher 's host for constructing the fusion gene is Escher
ichia coli DH5α (F -, φ80dlacZΔM15 , Δ (lacZYA-ar
gF) U169, deoR, recA1, endA1, hsdR17 (r k - m k + ), phoA,
supE44, λ -, thi-1 , gyrA96, relA1) (Hanahan 198
3) was used. Agrobacterium used for gene transfer into tobacco is Agrobacterium tumefaciens EH
Using the A105 strain (Hood, Helmer et al. 1986), Luria
Culture was performed at 28 ° C. in a Bertani medium. As a vector for constructing a fusion gene, pUC18 (Messing
1983), pBI121 (Jefferso) was used as a binary vector for producing transformed tobacco culture cells.
n, Kavanagh et al. 1987). In addition, in the culture, an antibiotic (kanamycin) was added to the medium as needed to a concentration of 100 mg / L.

【0046】(2)A. niger PME cDNAの発現用バイナ
リープラスミドへの組み込みA . niger van Tieghem KF-267を前記Czapek培地に植菌
し、3〜7日間、30℃で培養した後、菌糸をサンプリ
ングして、液体窒素存在下で破砕した。得られた粉末を
商品名RNeasy Plant Mini Kit (Qiagen, Germany)に供
し、トータルRNAをスピンカラム精製した。このトータ
ルRNAを、商品名RNase-free DNase (TaKaRa, Japan)で
処理した後、oligo (dT)12-18 primer (Gibco BRL)およ
び MMLV-reverse transcriptase (Toyobo, Japan)を用
いて逆転写反応させることによって、cDNAプールを合成
した。
[0046] (2) A. Was inoculated niger integration into PME cDNA expression for binary plasmid A. Niger van Tieghem KF-267 on the Czapek medium, 3-7 days after incubation at 30 ° C., the mycelium Sampled and crushed in the presence of liquid nitrogen. The obtained powder was supplied to RNeasy Plant Mini Kit (Qiagen, Germany), and the total RNA was purified by spin column. After treating this total RNA with RNase-free DNase (TaKaRa, Japan), reverse transcription is performed using oligo (dT) 12-18 primer (Gibco BRL) and MMLV-reverse transcriptase (Toyobo, Japan). Thus, a cDNA pool was synthesized.

【0047】融合遺伝子構築のための基本操作は、従来
公知のSambrook らの方法(Sambrook, Fritsch et al.
1989)に従った。まず、PME cDNAのPCR増幅は、A. nige
r RH5344株由来PMEの既知塩基配列(Khanh, Albrecht e
t al. 1990)を基に化学合成したPME遺伝子特異的プラ
イマーセット(PME-FおよびPMF-R)を用いて、30サイク
ル(94 ℃,30秒;55 ℃,30秒;72 ℃,1分30秒)の1
次反応と、20サイクル(94 ℃,30秒;55 ℃,30秒;72
℃,1分30秒)の2次反応によって行った。前記プライ
マーセットのPME-Fは、配列番号3に示す配列(5’-GCT
CTAGAGCATGGTTAAGTCAATTCTTGCATCCG-3’)であり、PME-
Rは、配列番号4に示す配列(5’-CGAGCTCGTTAGTTGATGT
AGCTAGTATCAACCC-3’)である。得られたPCR断片を
精製した後、これを pUC18のSacI/XbaI部位に挿入し
た。
The basic operation for constructing a fusion gene is carried out by the method of Sambrook et al. (Sambrook, Fritsch et al.
1989). First, PCR amplification of PME cDNA is, A. NiGe
r Known base sequence of PME from RH5344 strain (Khanh, Albrechte
tal. 1990) using a PME gene-specific primer set (PME-F and PMF-R) chemically synthesized based on 30 cycles (94 ° C, 30 seconds; 55 ° C, 30 seconds; 72 ° C, 1 minute). 30 seconds) 1
Next reaction and 20 cycles (94 ° C, 30 seconds; 55 ° C, 30 seconds; 72
(° C, 1 minute 30 seconds). PME-F of the primer set has a sequence shown in SEQ ID NO: 3 (5′-GCT
CTAGAGCATGGTTAAGTCAATTCTTGCATCCG-3 ') and PME-
R is the sequence shown in SEQ ID NO: 4 (5′-CGAGCTCGTTAGTTGATGT
AGCTAGTATCAACCC-3 '). After purifying the obtained PCR fragment, it was inserted into the SacI / XbaI site of pUC18.

【0048】なお、このPCR断片の塩基配列は、商品名A
BI PRISM 310 Genetic Analyzer (Applied Biosystems,
USA)を用いたダイターミネーター法により解析した。
その結果、配列番号2に示す塩基配列が決定され、これ
は前記既知塩基配列と同じアミノ酸配列(配列番号1)
をコードすることが確認でき、PME遺伝子であることが
わかった。
The base sequence of this PCR fragment was
BI PRISM 310 Genetic Analyzer (Applied Biosystems,
USA) using a die terminator method.
As a result, the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2 was determined, which was the same amino acid sequence as the above-mentioned known nucleotide sequence (SEQ ID NO: 1).
And was found to be a PME gene.

【0049】そして、前記クローニングベクター pUC18
から約1kbのSacI/XbaI PME遺伝子断片を切断し、
これを前記バイナリーベクター pBI121のカリフラワー
モザイクウィルス(CaMV)35Sプロモーター下流に連結
させた。
The cloning vector pUC18
From the SacI / XbaI PME gene fragment of about 1 kb,
This was ligated to the cauliflower mosaic virus (CaMV) 35S promoter downstream of the binary vector pBI121.

【0050】(3)アグロバクテリウムの形質転換 まず、アグロバクテリウムのコンピテントセルを調製し
た。アグロバクテリウムの単一コロニーを5 mLのLB
培地に植菌し、28℃で1晩振盪培養した。この培養液
を、500 mLのLB培地に植菌し、さらに波長600 nmにお
ける濁度が0.5になるまで28℃で振盪培養した。得
られた培養液を遠心分離(5000 rpm, 10min, 4 ℃)によ
り集菌し、上清を捨ててから、前記菌体を洗浄するため
に、さらに 500 mL の滅菌水を加えて懸濁し、再度遠心
分離 (5000 rpm, 10 min, 4 ℃) により集菌を行った。
この洗浄操作を 2回繰り返した後、沈殿菌体に 20 mLの
冷却した滅菌10重量%グリセロール溶液を加えて懸濁
し、遠心分離 (5000 rpm, 10 min, 4 ℃) により集菌し
て上清を捨てた。再度、沈殿に3 mLの冷却した滅菌 10%
グリセロール溶液を加えて懸濁し、この懸濁液を1.5 mL
遠心管に40 μLずつ分注して、液体窒素で凍結させてか
ら −80 ℃で保存した。
(3) Transformation of Agrobacterium First, competent cells of Agrobacterium were prepared. A single colony of Agrobacterium in 5 mL LB
The medium was inoculated and cultured with shaking at 28 ° C. overnight. This culture solution was inoculated into 500 mL of LB medium, and further cultured with shaking at 28 ° C. until the turbidity at a wavelength of 600 nm became 0.5. The obtained culture solution was collected by centrifugation (5000 rpm, 10 min, 4 ° C.), and the supernatant was discarded.To wash the cells, an additional 500 mL of sterilized water was added to suspend the cells. The cells were collected again by centrifugation (5000 rpm, 10 min, 4 ° C).
After repeating this washing operation twice, 20 mL of a cold sterilized 10% by weight glycerol solution was added to the precipitated cells, suspended, and collected by centrifugation (5000 rpm, 10 min, 4 ° C). Was thrown away. Again, add 3 mL of chilled, sterile 10%
Add the glycerol solution and suspend.
Aliquots of 40 μL were dispensed into centrifuge tubes, frozen with liquid nitrogen, and stored at −80 ° C.

【0051】つぎに、エレクトロポレーション法によっ
て、前記コンピテントセルに、前記PME遺伝子断片を組
込んだ前記バイナリーベクター pBI121を導入した。ま
ず、凍結させた前記コンピテントセルを氷中で解凍した
後、2 μLのDNA溶液(PME遺伝子断片を組込んだ前記バ
イナリーベクター pBI121)を加え、氷冷しておいた1 m
mキュベット (商品名Gene PulserR/E. coli Pulser TM
Cuvette; BIO-RAD社) に移した。そして、エレクトロポ
レーター (商品名Gene Pulser; BIO-RAD社)によって電
気パルス (1.8 KV, 25 μF, 200 W)を与え、前記コンピ
テントセルに前記DNAを導入した。さらに、1 mLの SOC
培地を加えて混合し、この混合液を1.5 mL遠心管に移し
た。前記遠心管に移した混合液を、そのまま 28 ℃ で
1時間振盪培養した後、スピンダウンして上清を大部分
除去し、残った培地に沈殿した菌体を再度懸濁し、この
懸濁液を、50 mg/L カナマイシン含有LB寒天培地上に
塗布して 28 ℃で2晩培養した。カナマイシン耐性を選
択マーカーとして、得られたコロニーが形質転換したア
グロバクテリウムである。
Next, the binary vector pBI121 incorporating the PME gene fragment was introduced into the competent cells by electroporation. First, after the frozen competent cells were thawed in ice, 2 μL of a DNA solution (the binary vector pBI121 incorporating the PME gene fragment) was added thereto, and the ice-cooled 1 m
m cuvette (trade name Gene PulserR / E. coli Pulser TM
Cuvette; BIO-RAD). Then, an electric pulse (1.8 KV, 25 μF, 200 W) was applied by an electroporator (trade name: Gene Pulser; BIO-RAD) to introduce the DNA into the competent cells. In addition, 1 mL SOC
The medium was added and mixed, and the mixture was transferred to a 1.5 mL centrifuge tube. The mixed solution transferred to the centrifuge tube was directly shake-cultured at 28 ° C. for 1 hour, and then spin-down to remove most of the supernatant, and the cells precipitated in the remaining medium were suspended again. Was spread on an LB agar medium containing 50 mg / L kanamycin and cultured at 28 ° C. for 2 nights. The resulting colonies were transformed Agrobacterium using kanamycin resistance as the selection marker.

【0052】(4)タバコ培養細胞の形質転換 タバコ培養細胞の形質転換は、 An の方法 (An, 1985,
Plant Physiol, 79, 568-570) に準じて行った。前記形
質転換したアグロバクテリウム(組み換えpBI121を導入
した EHA 105株)をカナマイシン( 100 mg/L)含有LB
培地( 5 mL )で 28 ℃、 2晩培養した培養液100 μL
と、改変LS培地で培養した培養 4日目のタバコ培養細
胞懸濁液8 mLとを、 90 mm深型シャーレに入れてよく混
合し、これを25 ℃で 2晩、暗所に静置して共存培養し
た。培養後、アグロバクテリウムを除去するため、前記
シャーレ内の培養液を 15 mLの遠心管に移して遠心 (10
00rpm, 5 min, 4 ℃) し、上清を取り除いた。さらに、
新しい改変LS培地を入れて再度遠心 (1000rpm, 5 mi
n, 4 ℃) し、タバコ培養細胞を洗浄した。この操作を
4回繰り返し、アグロバクテリウムを除去したタバコ培
養細胞を調製した。この培養細胞をカナマイシン 100 m
g/L およびクラフォラン 250 mg/L を含有する改変LS
寒天培地にまき、25℃で暗黒下に静置して培養した。培
養約2〜3週間後に得られたカルス化した細胞を新しい
寒天培地に移植し、増殖しているクローンを選択した。
最後に、選択したクローンをカナマイシン 100mg/L お
よびクラフォラン 250 mg/L を含有する改変LS培地 4
0 mLに移し、継代培養を行った。これによって、形質転
換されたタバコ培養細胞が得られた。
(4) Transformation of Cultured Tobacco Cells The transformation of cultured tobacco cells was performed according to the method of An (An, 1985,
Plant Physiol, 79, 568-570). The transformed Agrobacterium (EHA 105 strain into which recombinant pBI121 was introduced) was transformed into LB containing kanamycin (100 mg / L).
100 μL of culture solution cultured at 28 ° C for 2 nights in medium (5 mL)
And 8 mL of the tobacco cultured cell suspension on day 4 of the culture cultured in the modified LS medium were placed in a 90 mm deep petri dish, mixed well, and allowed to stand at 25 ° C for 2 nights in a dark place. And co-cultured. After the cultivation, the culture solution in the Petri dish was transferred to a 15 mL centrifuge tube and centrifuged (10) to remove Agrobacterium.
(00 rpm, 5 min, 4 ° C.), and the supernatant was removed. further,
Add a new modified LS medium and centrifuge again (1000 rpm, 5 mi
n, 4 ° C) to wash the cultured tobacco cells. This operation
This was repeated four times to prepare cultured tobacco cells from which Agrobacterium had been removed. Transfer the cultured cells to kanamycin 100 m
modified LS containing g / L and 250 mg / L Claforan
The cells were spread on an agar medium and cultured at 25 ° C. in the dark under static conditions. The callus cells obtained after about 2 to 3 weeks of culture were transplanted to a new agar medium, and growing clones were selected.
Finally, the selected clones were transformed with a modified LS medium containing 100 mg / L kanamycin and 250 mg / L claforan.
It was transferred to 0 mL and subcultured. As a result, transformed tobacco cultured cells were obtained.

【0053】(5)ジェノミックPCRによる遺伝子導入
の確認 得られた形質転換体であるタバコ培養細胞について、遺
伝子導入の確認を行った。まず、前記タバコ培養細胞の
ゲノム DNAを、商品名 ISOPLANT DNA isolation kit (N
ippon Gene, Japan)を用いて調製した。そして、前記調
製したゲノムDNA を鋳型とし、前述のPME遺伝子全長を
特異的に増幅する PME-F および PME-Rのプライマーセ
ットを用いたPCRによりPME遺伝子導入の確認を行
った。PCRは、変性反応を94℃で 1 min行った後、変
性反応を94 ℃で30 s、アニーリング反応を55 ℃で30
s、伸長反応72 ℃で 1 min 30 s とし、計30サイクルを
繰り返して行い、最後に伸長反応を72 ℃で5 min 行っ
た。その結果、PCR増幅物が検出されたことから、PM
E遺伝子の導入が確認できた。
(5) Confirmation of Gene Transfer by Genomic PCR The gene transfer of the obtained transformant tobacco cultured cells was confirmed. First, the genomic DNA of the cultured tobacco cells was used under the trade name ISOPLANT DNA isolation kit (N
It was prepared using ippon Gene, Japan). Then, using the prepared genomic DNA as a template, introduction of the PME gene was confirmed by PCR using a primer set of PME-F and PME-R for specifically amplifying the full length of the PME gene described above. In the PCR, the denaturation reaction was performed at 94 ° C for 1 min, the denaturation reaction was performed at 94 ° C for 30 seconds, and the annealing reaction was performed at 55 ° C
s, extension reaction was performed at 72 ° C for 1 min 30 s, and a total of 30 cycles were repeated. Finally, extension reaction was performed at 72 ° C for 5 min. As a result, since the PCR amplification product was detected, PM
The introduction of the E gene was confirmed.

【0054】(実施例2)前記実施例1において調製し
た形質転換タバコ培養細胞について、PME活性および
メタノール産生量を確認した。なお、コントロールとし
ては、pmeAに代えてβ−グルクロニダーゼ(GUS)遺
伝子を有する前記バイナリーベクターpBI121をアグロバ
クテリウムに導入した以外は、同様にして前記アグロバ
クテリウムを感染させてタバコ培養細胞を調製した。
(Example 2) The PME activity and methanol production of the transformed tobacco cultured cells prepared in Example 1 were confirmed. As a control, cultured tobacco cells were prepared by infecting the Agrobacterium in the same manner except that the binary vector pBI121 having the β-glucuronidase (GUS) gene was introduced into Agrobacterium instead of pmeA. .

【0055】(1)PME抽出およびPME活性測定 実施例1で得られた形質転換タバコ培養細胞およびコン
トロールのタバコ培養細胞を、それぞれ前述のように改
変LS培地によって培養した後、液体窒素存在下で破砕
し、さらに等量(w/v)の抽出バッファー(20 mM 酢酸ナ
トリウム, 2 M NaCl, 0.01 重量% Tween-20, pH5.0)
を加えて、4℃で2時間インキュベートした。インキュベ
ート後、これを遠心(10分間、1,000 rpm)して、回収
した上清をPME粗抽出液とした。前記PME粗抽出液
について、タンパク質濃度を Bradford法(Bradford 19
76)により定量し、そのPME活性を、以下に示すゲル
拡散法(Downie, Dirk et al. 1998)により測定した。
なお、実施例1の形質転換タバコ培養細胞およびコント
ロールのタバコ培養細胞は、ともに10個体のサンプル
について測定し、その平均値を求めた(N=10)。これら
の結果を図1に示す。同図は、実施例1の形質転換タバ
コ培養細胞およびコントロールのタバコ培養細胞につい
てのPME活性の平均値を示すグラフである。
(1) Extraction of PME and Measurement of PME Activity The transformed tobacco cultured cells obtained in Example 1 and the control tobacco cultured cells were cultured in the modified LS medium as described above, respectively, and then cultured in the presence of liquid nitrogen. Crush and add an equal volume (w / v) of extraction buffer (20 mM sodium acetate, 2 M NaCl, 0.01 wt% Tween-20, pH 5.0)
Was added and incubated at 4 ° C. for 2 hours. After incubation, this was centrifuged (10 minutes, 1,000 rpm), and the collected supernatant was used as a crude PME extract. For the PME crude extract, the protein concentration was determined by the Bradford method (Bradford 19
76), and the PME activity was measured by the gel diffusion method (Downie, Dirk et al. 1998) shown below.
In addition, the transformed tobacco cultured cells of Example 1 and the control tobacco cultured cells were each measured for 10 samples, and the average value was determined (N = 10). These results are shown in FIG. This figure is a graph showing the average PME activity of the transformed tobacco cultured cells of Example 1 and the control tobacco cultured cells.

【0056】ゲル拡散法による活性測定は以下に示すよ
うにして行った。まず、0.1% (w/v)ペクチン ( citrus
fruit 由来:約90%エステル化(degree of esterifi
cation: approx. 90%))および2% (w/v) 寒天を加えた
0.1 M クエン酸/0.2 M リン酸 (二塩基性) 緩衝剤 (pH
5.0)を加熱した後、60℃以下に冷めたところで0.05%ア
ジ化ナトリウムを添加してプレート上に広げた。ゲルが
固化した後、直径2 mmのコルクボーラーで穴を空けた。
各ウェルには、前記PME粗抽出液、PME標品の希釈溶液
(0.05 U、 0.1 U、 0.5 U、 1 U)を添加した。前記プ
レートに蓋をして、よく濡らしたタオルとともに16時
間、30℃のインキュベーターに入れ、反応させた。反応
後のゲルを蒸留水でリンスし、0.05重量%ルテニウムレ
ッド水溶液により45分間染色した。染色後、前記ゲルを
蒸留水でリンスし、染色域をノギスで計測した。粗抽出
液のPME活性は、対数変換した標品PME活性値に対する染
色域により作成した標準曲線から算出した。PME標品
は、商品名pectinesterase from orange peel (SIGMA,
USA)を用いた。1 Uは、pH7.5、30℃、1分間当たり1マイ
クロ当量の酸を生成する量で定義される。
The activity was measured by the gel diffusion method as follows. First, 0.1% (w / v) pectin (citrus
fruit origin: about 90% esterification (degree of esterifi
cation: approx. 90%)) and 2% (w / v) agar
0.1 M citric acid / 0.2 M phosphate (dibasic) buffer (pH
After heating 5.0), the mixture was cooled to 60 ° C. or less, and 0.05% sodium azide was added to spread the mixture on the plate. After the gel had solidified, a hole was drilled with a 2 mm diameter cork borer.
To each well, a diluted solution (0.05 U, 0.1 U, 0.5 U, 1 U) of the PME crude extract and the PME preparation was added. The plate was capped and placed in a 30 ° C. incubator with a well-wetted towel for 16 hours to react. The gel after the reaction was rinsed with distilled water and stained with a 0.05% by weight aqueous ruthenium red solution for 45 minutes. After staining, the gel was rinsed with distilled water, and the staining area was measured with calipers. The PME activity of the crude extract was calculated from a standard curve created from the staining area with respect to the logarithmically converted standard PME activity value. PME samples are trade name pectinesterase from orange peel (SIGMA,
USA) was used. 1 U is defined as the amount that produces 1 microequivalent of acid per minute at pH 7.5, 30 ° C.

【0057】その結果、図1に示すように、コントロー
ル抽出液のPME活性が600U/mg(タンハ゜ ク質)(10μkatal/m
g(タンハ゜ク質))であるのに、実施例1の抽出液のPME活性
は2400U/mg(タンハ゜ク質)(40μkatal/mg(タンハ゜ク質))であ
り、約4倍に活性が向上していた。
As a result, as shown in FIG. 1, the PME activity of the control extract was 600 U / mg ( protein) (10 μkatal / m
g (protein) ), the PME activity of the extract of Example 1 was 2400 U / mg (protein) (40 μkatal / mg (protein) ), and the activity was improved about 4-fold.

【0058】(2)ガスクロマトグラフィー−マススペ
クトロメタリー(GC-MS)を用いたメタノール分析 つぎに、実施例1における形質転換タバコ培養細胞およ
びコントロールのタバコ培養細胞について、それぞれ産
生されるメタノールの分析を行った。検量線作成に使用
するメタノールおよび内部標準としてのメタノール-d3
は、和光純薬工業株式会社より購入した。GCは、商品
名Shimadzu GC-17A gas chromatograph(Japan)を使用
し、サンプルは、ヘリウムをキャリアガスとして商品名
CP-PoraBOND Q fused silica PLOT カラム(25 m×0.25
mm i.d., df = 3 μm film thickness; Chrompak)に供
した。GCの条件は、カラム温度60 − 100 ℃(60 ℃
で2分保持し、毎分10 ℃昇温)、気化室温度270 ℃とし
た。また、サンプルはスプリットレスで注入し、カラム
ヘッド圧力は60 kPaとした。マススペクトロメトリー
は、商品名 Shimadzu QP-5000 mass selective detecto
r (Japan)を用いて行った。検出器電圧は、1.6 kVとし
た。メタノール(m/z 32)およびメタノール-d 3(m/z
35)のスペクトルは、SIM (selected ion monitering)
を用いて検出した。
(2) Gas chromatography-mass spec
Methanol analysis using Cutrometallic (GC-MS) Next, the transformed tobacco cultured cells and the
And control tobacco culture cells
The methanol produced was analyzed. Used to create calibration curve
Methanol and methanol-d as internal standardThree
Was purchased from Wako Pure Chemical Industries, Ltd. GC is a product
Using Shimadzu GC-17A gas chromatograph (Japan)
The sample is a trade name with helium as carrier gas.
 CP-PoraBOND Q fused silica PLOT column (25 mx 0.25
 mm i.d., df = 3 μm film thickness; Chrompak)
did. GC conditions are column temperature 60-100 ° C (60 ° C
At a temperature of 10 ° C / min), and a vaporization chamber temperature of 270 ° C
Was. In addition, samples are injected splitlessly.
The head pressure was 60 kPa. Mass spectrometry
Is a brand name Shimadzu QP-5000 mass selective detecto
r (Japan). The detector voltage is 1.6 kV.
Was. Methanol (m / z 32) and methanol-d Three(M / z
The spectrum of 35) is SIM (selected ion monitering)
Detected using

【0059】メタノール濃度(μM)の検量線は、トー
タルボリュームを10mLとした場合の、 25 - 1500μM
のメタノール(m/z 32)と100 μMのメタノール-d3(内
部標準)(m/z 35)とのピーク比(peak ratio)[(m/
z 32)/(m/z 35)]から作成した。得られた検量線の
式を以下に示す。
The calibration curve of the methanol concentration (μM) is 25 to 1500 μM when the total volume is 10 mL.
Peak ratio between methanol (m / z 32) and 100 μM methanol-d 3 (internal standard) (m / z 35) [(m / z 35)
z 32) / (m / z 35)]. The equation of the obtained calibration curve is shown below.

【0060】y=0.0167x (R2=0.999
2) x:メタノール濃度(μM) y:ピーク比[(m/z 32)/(m/z 35)]
Y = 0.0167x (R 2 = 0.999
2) x: methanol concentration (μM) y: peak ratio [(m / z 32) / (m / z 35)]

【0061】実施例1の形質転換タバコ培養細胞および
コントロールのタバコ培養細胞を、それぞれ前述の条件
で培養し、得られた各培養液をサンプルとした。まず、
40 mL容積のバイアル(Supelco Inc., USA)に、前記サ
ンプル10mLおよびPTFEコーティング回転子を入れ、100
μMメタノール-d3をインジェクトした。前記バイアル
は、テフロン(登録商標)/シリコンセプタム付フェノ
ール製キャップ(SupelcoInc., USA)により密閉し、60
℃で15分間攪拌しながら熱処理した。そして、ヘッド
スペースガスを、75 μm Carboxen/polydimethylsiloxa
ne (PDMS) ファイバーを装着したsolid-phase microext
raction (SPME)ユニット(Supelco Inc.,USA)を用いて
サンプリングした。具体的には、前記SPMEユニットの針
部分をセプタムに突き刺し、ヘッドスペースにおいて、
60 ℃で15分間、前記ファイバーを露出させることによ
って揮発性化合物を吸着させた。前記ファイバーは、針
内に戻した後、前記バイアルから引き抜き、直ちにGC注
入口(270 ℃)にインジェクトして30秒間露出させた。
なお、前記ファイバーは、測定毎に、270 ℃で10分間熱
処理することによってコンディショニングした。そし
て、得られたピーク比[(m/z 32)/(m/z 35)]と前
記検量線とから、前記培養液におけるメタノール濃度を
求めた。なお、実施例1の形質転換タバコ培養細胞およ
びコントロールのタバコ培養細胞は、ともに3個体のサ
ンプルについて測定した。これらの結果を下記表1およ
び図2に示す。同図は、実施例1の形質転換タバコ培養
細胞の培養液(T1、T2、T3)およびコントロール
の培養液(C1、C2、C3)におけるメタノール濃度
(μM/mg(乾燥重量))を示すグラフである。なお、
乾燥重量とは、培養細胞の乾燥重量に相当する。
The transformed tobacco cultured cells of Example 1 and the control tobacco cultured cells were cultured under the above-described conditions, and the obtained culture solutions were used as samples. First,
In a 40 mL vial (Supelco Inc., USA), place 10 mL of the sample and a PTFE-coated rotor,
μM methanol-d 3 was injected. The vial was sealed with a phenolic cap with Teflon / silicon septum (Supelco Inc., USA) and
Heat treatment was performed at 15 ° C. with stirring for 15 minutes. Then, the headspace gas was changed to 75 μm Carboxen / polydimethylsiloxa
ne (PDMS) solid-phase microext with fiber
Sampling was performed using a raction (SPME) unit (Supelco Inc., USA). Specifically, the needle part of the SPME unit is pierced into a septum, and in the head space,
Volatile compounds were adsorbed by exposing the fibers at 60 ° C. for 15 minutes. After returning the fiber into the needle, the fiber was pulled out of the vial, immediately injected into the GC inlet (270 ° C.) and exposed for 30 seconds.
The fibers were conditioned by heat treatment at 270 ° C. for 10 minutes for each measurement. Then, the methanol concentration in the culture solution was determined from the obtained peak ratio [(m / z 32) / (m / z 35)] and the calibration curve. The transformed tobacco cultured cells of Example 1 and the control tobacco cultured cells were each measured for three samples. The results are shown in Table 1 below and FIG. The figure shows a graph showing the methanol concentration (μM / mg (dry weight) ) in the culture solution (T1, T2, T3) of the transformed tobacco cultured cell of Example 1 and the control culture solution (C1, C2, C3). It is. In addition,
The dry weight corresponds to the dry weight of the cultured cells.

【0062】 (表1) メタノール濃度(μM/mg) 実施例1 T1 41.49 T2 60.14 T3 49.87 コントロール C1 34.58 C2 34.92 C3 28.40(Table 1) Methanol concentration (μM / mg) Example 1 T1 41.49 T2 60.14 T3 49.87 Control C1 34.58 C2 34.92 C3 28.40

【0063】前記表1および図1に示すように、コント
ロールに比べ、実施例1の形質転換タバコ培養細胞の培
養液は、メタノール産生量が増加していた。
As shown in Table 1 and FIG. 1, the culture solution of the transformed tobacco cultured cell of Example 1 had an increased amount of methanol production as compared with the control.

【0064】以上の結果から、実施例1の形質転換植物
細胞は、コントロールに比べて、PME活性が向上(約
4倍)するだけでなく、これに伴いメタノール産生量も
増加(約1.2〜2倍)しており、本発明の目的を達成
する形質転換植物細胞であることが確認できた。
From the above results, the transformed plant cell of Example 1 not only improved the PME activity (about 4 times) but also increased the methanol production (about 1.2 times) as compared with the control. ~ 2 times), confirming that the transformed plant cell achieves the object of the present invention.

【0065】[0065]

【発明の効果】このように、本発明によればペクチンの
メチルエステルを非特異的に加水分解するPMEをコード
する遺伝子を連結した組換えベクターを用いるため、得
られる形質転換植物細胞は、PME活性に優れるだけでな
く、メタノール生産性にも優れる。このため、前記形質
転換植物細胞から得られる形質転換植物体を用いれば、
メタノールが増産され、これ自体をクリーンエネルギー
であるメタノールの供給源とすることができる。
As described above, according to the present invention, since a recombinant vector linked to a gene encoding PME that non-specifically hydrolyzes the methyl ester of pectin is used, the resulting transformed plant cells are Not only has excellent activity, but also has excellent methanol productivity. Therefore, if a transformed plant obtained from the transformed plant cell is used,
Methanol is increased in production, and can itself be used as a supply source of clean energy methanol.

【0066】[0066]

【配列表】 SEQUENCE LISTING <110> 財団法人大阪産業振興機構 <120> 植物細胞形質転換用の組換えベクター、それを導入したアグロバクテリウ ム、形質転換植物細胞およびそれから得られる形質転換植物体 <130> R6434 <140> <141> <160> 4 <170> PatentIn Ver. 2.1 <210> 1 <211> 331 <212> PRT <213> Aspergillus niger <220> <221> PEPTIDE <222> (1)..(331) <400> 1 Met Val Lys Ser Ile Leu Ala Ser Val Leu Phe Ala Ala Thr Ala Leu 1 5 10 15 Ala Ala Ser Arg Met Thr Ala Pro Ser Gly Ala Ile Val Val Ala Lys 20 25 30 Ser Gly Gly Asp Tyr Asp Thr Ile Ser Ala Ala Val Asp Ala Leu Ser 35 40 45 Thr Thr Ser Thr Glu Thr Gln Thr Ile Phe Ile Glu Glu Gly Ser Tyr 50 55 60 Asp Glu Gln Val Tyr Ile Pro Ala Leu Ser Gly Lys Leu Ile Val Tyr 65 70 75 80 Gly Gln Thr Glu Asp Thr Thr Thr Tyr Thr Ser Asn Leu Val Asn Ile 85 90 95 Thr His Ala Ile Ala Leu Ala Asp Val Asp Asn Asp Asp Glu Thr Ala 100 105 110 Thr Leu Arg Asn Tyr Ala Glu Gly Ser Ala Ile Tyr Asn Leu Asn Ile 115 120 125 Ala Asn Thr Cys Gly Gln Ala Cys His Gln Ala Leu Ala Val Ser Ala 130 135 140 Tyr Ala Ser Glu Gln Gly Tyr Tyr Ala Cys Gln Phe Thr Gly Tyr Gln 145 150 155 160 Asp Thr Leu Leu Ala Glu Thr Gly Tyr Gln Val Tyr Ala Gly Thr Tyr 165 170 175 Ile Glu Gly Ala Val Asp Phe Ile Phe Gly Gln His Ala Arg Ala Trp 180 185 190 Phe His Glu Cys Asp Ile Arg Val Leu Glu Gly Pro Ser Ser Ala Ser 195 200 205 Ile Thr Ala Asn Gly Arg Ser Ser Glu Ser Asp Asp Ser Tyr Tyr Val 210 215 220 Ile His Lys Ser Thr Val Ala Ala Ala Asp Gly Asn Asp Val Ser Ser 225 230 235 240 Gly Thr Tyr Tyr Leu Gly Arg Pro Trp Ser Gln Tyr Ala Arg Val Cys 245 250 255 Phe Gln Lys Thr Ser Met Thr Asp Val Ile Asn His Leu Gly Trp Thr 260 265 270 Glu Trp Ser Thr Ser Thr Pro Asn Thr Glu Asn Val Thr Phe Val Glu 275 280 285 Tyr Gly Asn Thr Gly Thr Gly Ala Glu Gly Pro Arg Ala Asn Phe Ser 290 295 300 Ser Glu Leu Thr Glu Pro Ile Thr Ile Ser Trp Leu Leu Gly Ser Asp 305 310 315 320 Trp Glu Asp Trp Val Asp Thr Ser Tyr Ile Asn 325 330 <210> 2 <211> 996 <212> DNA <213> Aspergillus niger van Tieghem KF-267 <220> <221> gene <222> (1)..(996) <400> 2 atggttaagt caattcttgc atccgttctc tttgcagcga ccgcgctggc cgcgagccgc 60 atgacggctc cttccggtgc gattgttgtt gccaagtccg gaggtgacta cgacacgatc 120 agcgctgccg ttgatgctct cagcacgact tcgaccgaga cccagaccat cttcattgag 180 gagggatcct acgacgagca ggtgtatatt cccgccctca gtggaaagct gattgtctac 240 ggtcagactg aggacactac cacctacacc agcaacctgg tcaacatcac ccacgccatc 300 gctttggccg atgtcgacaa tgacgatgag actgcaaccc tccgtaacta cgctgaaggc 360 tcggccatct acaacctcaa cattgccaac acctgcggtc aggcctgcca ccaggctctc 420 gccgtgagcg cctatgccag cgagcaggga tactacgcct gccagttcac cggataccag 480 gacacccttt tggctgagac cggctaccag gtttacgccg gaacctacat cgagggtgcc 540 gttgacttca tctttggaca gcacgcccgc gcctggttcc acgagtgcga catccgcgtc 600 ctcgagggcc ccagctccgc ctccatcacc gccaacggcc gctcctccga gtcggacgac 660 tcttactacg tgatccacaa gtccaccgtc gctgctgctg atggcaacga tgtttcctcc 720 ggcacctact acctcggccg cccctggtcc cagtacgctc gcgtctgctt ccagaagacc 780 tccatgaccg atgtgatcaa ccacctcggc tggactgagt ggtcgacctc cacccccaac 840 accgagaacg tcacctttgt tgaatacggc aacaccggca ctggcgctga gggtccccgt 900 gctaacttct cttctgagct gactgagccc atcactatct cttggcttct cggatctgac 960 tgggaggact gggttgatac tagctacatc aactaa 996 <210> 3 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence:Primer <400> 3 gctctagagc atggttaagt caattcttgc atccg 35 <210> 4 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence:primer <400> 4 cgagctcgtt agttgatgta gctagtatca accc 34[Sequence list]                                SEQUENCE LISTING <110> Osaka Industrial Promotion Organization <120> Recombinant vector for plant cell transformation, Agrobacterium into which it has been introduced , Transformed plant cells and transformed plants obtained therefrom <130> R6434 <140> <141> <160> 4 <170> PatentIn Ver. 2.1 <210> 1 <211> 331 <212> PRT <213> Aspergillus niger <220> <221> PEPTIDE <222> (1) .. (331) <400> 1 Met Val Lys Ser Ile Leu Ala Ser Val Leu Phe Ala Ala Thr Ala Leu   1 5 10 15 Ala Ala Ser Arg Met Thr Ala Pro Ser Gly Ala Ile Val Val Ala Lys              20 25 30 Ser Gly Gly Asp Tyr Asp Thr Ile Ser Ala Ala Val Asp Ala Leu Ser          35 40 45 Thr Thr Ser Thr Glu Thr Gln Thr Ile Phe Ile Glu Glu Gly Ser Tyr      50 55 60 Asp Glu Gln Val Tyr Ile Pro Ala Leu Ser Gly Lys Leu Ile Val Tyr  65 70 75 80 Gly Gln Thr Glu Asp Thr Thr Thr Tyr Thr Ser Asn Leu Val Asn Ile                  85 90 95 Thr His Ala Ile Ala Leu Ala Asp Val Asp Asn Asp Asp Glu Thr Ala             100 105 110 Thr Leu Arg Asn Tyr Ala Glu Gly Ser Ala Ile Tyr Asn Leu Asn Ile         115 120 125 Ala Asn Thr Cys Gly Gln Ala Cys His Gln Ala Leu Ala Val Ser Ala     130 135 140 Tyr Ala Ser Glu Gln Gly Tyr Tyr Ala Cys Gln Phe Thr Gly Tyr Gln 145 150 155 160 Asp Thr Leu Leu Ala Glu Thr Gly Tyr Gln Val Tyr Ala Gly Thr Tyr                 165 170 175 Ile Glu Gly Ala Val Asp Phe Ile Phe Gly Gln His Ala Arg Ala Trp             180 185 190 Phe His Glu Cys Asp Ile Arg Val Leu Glu Gly Pro Ser Ser Ala Ser         195 200 205 Ile Thr Ala Asn Gly Arg Ser Ser Glu Ser Asp Asp Ser Tyr Tyr Val     210 215 220 Ile His Lys Ser Thr Val Ala Ala Ala Asp Gly Asn Asp Val Ser Ser 225 230 235 240 Gly Thr Tyr Tyr Leu Gly Arg Pro Trp Ser Gln Tyr Ala Arg Val Cys                 245 250 255 Phe Gln Lys Thr Ser Met Thr Asp Val Ile Asn His Leu Gly Trp Thr             260 265 270 Glu Trp Ser Thr Ser Thr Pro Asn Thr Glu Asn Val Thr Phe Val Glu         275 280 285 Tyr Gly Asn Thr Gly Thr Gly Ala Glu Gly Pro Arg Ala Asn Phe Ser     290 295 300 Ser Glu Leu Thr Glu Pro Ile Thr Ile Ser Trp Leu Leu Gly Ser Asp 305 310 315 320 Trp Glu Asp Trp Val Asp Thr Ser Tyr Ile Asn                 325 330 <210> 2 <211> 996 <212> DNA <213> Aspergillus niger van Tieghem KF-267 <220> <221> gene <222> (1) .. (996) <400> 2 atggttaagt caattcttgc atccgttctc tttgcagcga ccgcgctggc cgcgagccgc 60 atgacggctc cttccggtgc gattgttgtt gccaagtccg gaggtgacta cgacacgatc 120 agcgctgccg ttgatgctct cagcacgact tcgaccgaga cccagaccat cttcattgag 180 gagggatcct acgacgagca ggtgtatatt cccgccctca gtggaaagct gattgtctac 240 ggtcagactg aggacactac cacctacacc agcaacctgg tcaacatcac ccacgccatc 300 gctttggccg atgtcgacaa tgacgatgag actgcaaccc tccgtaacta cgctgaaggc 360 tcggccatct acaacctcaa cattgccaac acctgcggtc aggcctgcca ccaggctctc 420 gccgtgagcg cctatgccag cgagcaggga tactacgcct gccagttcac cggataccag 480 gacacccttt tggctgagac cggctaccag gtttacgccg gaacctacat cgagggtgcc 540 gttgacttca tctttggaca gcacgcccgc gcctggttcc acgagtgcga catccgcgtc 600 ctcgagggcc ccagctccgc ctccatcacc gccaacggcc gctcctccga gtcggacgac 660 tcttactacg tgatccacaa gtccaccgtc gctgctgctg atggcaacga tgtttcctcc 720 ggcacctact acctcggccg cccctggtcc cagtacgctc gcgtctgctt ccagaagacc 780 tccatgaccg atgtgatcaa ccacctcggc tggactgagt ggtcgacctc cacccccaac 840 accgagaacg tcacctttgt tgaatacggc aacaccggca ctggcgctga gggtccccgt 900 gctaacttct cttctgagct gactgagccc atcactatct cttggcttct cggatctgac 960 tgggaggact gggttgatac tagctacatc aactaa 996 <210> 3 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Primer <400> 3 gctctagagc atggttaagt caattcttgc atccg 35 <210> 4 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: primer <400> 4 cgagctcgtt agttgatgta gctagtatca accc 34

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

【図1】本発明の一実施例において、形質転換植物細胞
のPME活性を示したグラフである。
FIG. 1 is a graph showing PME activity of a transformed plant cell in one example of the present invention.

【図2】前記実施例において、前記形質転換植物細胞の
培養液におけるメタノール濃度を示したグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the concentration of methanol in a culture solution of the transformed plant cell in the example.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 昭雄 大阪府吹田市山田丘2−1 大阪大学工学 部内 (72)発明者 蓮沼 誠久 大阪府吹田市山田丘2−1 大阪大学工学 部内 Fターム(参考) 2B030 AA02 AB03 AD20 CA06 CA17 CA19 CB03 CD02 CD03 CD07 CD09 CD10 CD13 CD17 4B024 AA03 AA08 BA12 CA01 CA04 CA11 DA01 DA05 EA01 EA04 FA02 FA15 GA11 4B050 CC03 DD03 LL05 4B065 AA11X AA62Y AA88X AB01 BA01 CA05 CA27 CA53 CA60   ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (72) Inventor Akio Kobayashi             2-1 Yamadaoka, Suita City, Osaka Prefecture Osaka University Engineering             Inside (72) Inventor Masahisa Hasunuma             2-1 Yamadaoka, Suita City, Osaka Prefecture Osaka University Engineering             Inside F term (reference) 2B030 AA02 AB03 AD20 CA06 CA17                       CA19 CB03 CD02 CD03 CD07                       CD09 CD10 CD13 CD17                 4B024 AA03 AA08 BA12 CA01 CA04                       CA11 DA01 DA05 EA01 EA04                       FA02 FA15 GA11                 4B050 CC03 DD03 LL05                 4B065 AA11X AA62Y AA88X AB01                       BA01 CA05 CA27 CA53 CA60

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 植物細胞を形質転換するための組換えベ
クターであって、ベクターに、ペクチンに含まれるメチ
ルエステルを非特異的に加水分解するペクチンメチルエ
ステラーゼ活性を有するタンパク質をコードする遺伝子
が連結している組換えベクター。
1. A recombinant vector for transforming a plant cell, wherein a gene encoding a protein having a pectin methylesterase activity for non-specifically hydrolyzing a methyl ester contained in pectin is linked to the vector. Recombinant vector.
【請求項2】 ペクチンメチルエステラーゼ活性が、カ
ビ由来ペクチンメチルエステラーゼが示す触媒活性であ
る請求項1記載の組換えベクター。
2. The recombinant vector according to claim 1, wherein the pectin methylesterase activity is a catalytic activity exhibited by mold-derived pectin methylesterase.
【請求項3】 ペクチンメチルエステラーゼ活性が、As
pergillus 属由来ペクチンメチルエステラーゼが示す触
媒活性である請求項2記載の組換えベクター。
3. The method according to claim 1, wherein the pectin methylesterase activity is As
The recombinant vector according to claim 2, which has catalytic activity exhibited by pectin methylesterase derived from genus pergillus .
【請求項4】 ペクチンメチルエステラーゼ活性が、As
pergillus niger由来ペクチンメチルエステラーゼ示す
触媒活性である請求項3記載の組換えベクター。
4. The method according to claim 1, wherein the pectin methylesterase activity is As
The recombinant vector according to claim 3, which has catalytic activity showing pectin methylesterase derived from pergillus niger .
【請求項5】 連結させる遺伝子が、以下の(a)また
は(b)に示すタンパク質をコードする遺伝子である請
求項1〜4のいずれか一項に記載の組換えベクター。 (a) 配列表の配列番号1に示すアミノ酸配列からな
るタンパク質 (b) (a)のアミノ酸配列において1以上のアミノ
酸が欠失、置換または付加されたアミノ酸配列からな
り、かつペクチンに含まれるメチルエステルを非特異的
に加水分解するペクチンメチルエステラーゼ活性を有す
るタンパク質
5. The recombinant vector according to any one of claims 1 to 4, wherein the gene to be ligated is a gene encoding a protein shown in the following (a) or (b). (A) a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing; (b) a protein consisting of an amino acid sequence in which one or more amino acids have been deleted, substituted or added in the amino acid sequence of (a), and which is contained in pectin; Proteins with pectin methylesterase activity that non-specifically hydrolyze esters
【請求項6】 連結させる遺伝子が、以下の(c)また
は(d)に示すDNAからなる遺伝子である請求項1〜
5のいずれか一項に記載の組換えベクター。 (c) 配列表の配列番号2に示す塩基配列からなるD
NA (d) (c)の塩基配列において1以上の塩基が欠
失、置換または付加された塩基配列からなり、かつペク
チンに含まれるメチルエステルを非特異的に加水分解す
るペクチンメチルエステラーゼ活性を有するタンパク質
をコードするDNA。
6. The gene to be ligated is a gene comprising a DNA represented by the following (c) or (d):
6. The recombinant vector according to claim 5. (C) D consisting of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing
NA (d) consists of a base sequence in which one or more bases are deleted, substituted or added in the base sequence of (c), and has a pectin methylesterase activity of nonspecifically hydrolyzing a methyl ester contained in pectin. DNA encoding a protein.
【請求項7】 ベクターがバイナリーベクターである請
求項1〜6のいずれか一項に記載の組換えベクター。
7. The recombinant vector according to claim 1, wherein the vector is a binary vector.
【請求項8】 バイナリーベクターがpBI121であ
る請求項7記載の組換えベクター。
8. The recombinant vector according to claim 7, wherein the binary vector is pBI121.
【請求項9】 植物細胞を形質転換するためのアグロバ
クテリウムであって、請求項1〜8のいずれか一項に記
載の組換えベクターを導入したアグロバクテリウム。
9. An Agrobacterium for transforming a plant cell, wherein the recombinant vector according to claim 1 is introduced.
【請求項10】 アグロバクテリウムが、Agrobacteriu
m tumefaciens EHA105株である請求項9記載のアグロ
バクテリウム。
10. The method of claim 10, wherein the Agrobacterium is Agrobacteriu.
The Agrobacterium according to claim 9, which is a strain of Mtumefaciens EHA105.
【請求項11】 植物細胞に、請求項1〜8のいずれか
一項に記載の組換えベクターを導入した形質転換植物細
胞。
11. A transformed plant cell in which the recombinant vector according to any one of claims 1 to 8 has been introduced into a plant cell.
【請求項12】 植物細胞に、請求項10または11記
載のアグロバクテリウムを感染させた形質転換植物細
胞。
12. A transformed plant cell obtained by infecting a plant cell with the Agrobacterium according to claim 10 or 11.
【請求項13】 植物細胞が、 Fragaria 、Lotus 、Medica
go 、Onobrychis 、Trifolium 、Trigonella 、Vigna 、Citrus 、Li
num 、Geranium 、Manihot 、Daucus 、Arabidopsis 、Brassica 、R
aphanus 、Sinapis 、Atropa 、Capsicum 、Hyoscyamus 、Lycoper
sicon 、Nicotiana 、Solanum 、Petunia 、Digitalis 、Majoran
a 、Cichorium 、Helianthus 、Lactuca 、Bromus 、Asparagus 、An
tirrhinum 、Hererocallis 、Nemesia 、Pelargonium 、Panicu
m 、Pennisetum 、Ranunculus 、Senecio 、Salpiglossis 、Cucum
is 、Browaalia 、Glycine 、Lolium 、Zea 、Triticum 、Sorghum 、D
atura 、Chrysanthemum 、Dianthus 、Gerbera 、Euphorbia 、Pel
aronium 、Ipomoea 、Passiflora 、Cyclamen 、Malus 、Prunus 、R
osa 、Rubus 、Populus 、Santalum 、Allium 、Lilium 、Narcissu
s 、Ananas 、Arachis 、Phaseolus 、Eucomia 、Heavea 、Periploc
a および Pisum 属からなる群から選択された少なくと
も一つの植物の細胞である請求項11または12記載の
形質転換植物細胞。
13. The method according to claim 13, wherein the plant cells are Fragaria , Lotus , Medica.
go , Onobrychis , Trifolium , Trigonella , Vigna , Citrus , Li
num , Geranium , Manihot , Daucus , Arabidopsis , Brassica , R
aphanus , Sinapis , Atropa , Capsicum , Hyoscyamus , Lycoper
sicon , Nicotiana , Solanum , Petunia , Digitalis , Majoran
a , Cichorium , Helianthus , Lactuca , Bromus , Asparagus , An
tirrhinum , Hererocallis , Nemesia , Pelargonium , Panicu
m , Pennisetum , Ranunculus , Senecio , Salpiglossis , Cucum
is , Browaalia , Glycine , Lolium , Zea , Triticum , Sorghum , D
atura , Chrysanthemum , Dianthus , Gerbera , Euphorbia , Pel
aronium , Ipomoea , Passiflora , Cyclamen , Malus , Prunus , R
osa , Rubus , Populus , Santalum , Allium , Lilium , Narcissu
s , Ananas , Arachis , Phaseolus , Eucomia , Heavea , Periploc
13. The transformed plant cell according to claim 11, which is a cell of at least one plant selected from the group consisting of a and Pisum .
【請求項14】 請求項11〜13のいずれか一項に記
載の形質転換植物細胞から得られた植物体。
A plant obtained from the transformed plant cell according to any one of claims 11 to 13.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107099550A (en) * 2017-05-13 2017-08-29 宁夏大学 The plasmid vector built for plant gene expression vector and its application

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