JP2003259868A - RECOMBINANT NUCLEIC ACID HAVING alpha-AMYLASE TRANSCRIPTIONAL ENHANCER OF RICE AND STABLY TRANSFORMED PLANT CELL AND TRANSFORMED PLANT INCLUDING THE SAME - Google Patents
RECOMBINANT NUCLEIC ACID HAVING alpha-AMYLASE TRANSCRIPTIONAL ENHANCER OF RICE AND STABLY TRANSFORMED PLANT CELL AND TRANSFORMED PLANT INCLUDING THE SAMEInfo
- Publication number
- JP2003259868A JP2003259868A JP2002060666A JP2002060666A JP2003259868A JP 2003259868 A JP2003259868 A JP 2003259868A JP 2002060666 A JP2002060666 A JP 2002060666A JP 2002060666 A JP2002060666 A JP 2002060666A JP 2003259868 A JP2003259868 A JP 2003259868A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transformed plant
- enhancer
- promoter
- nucleic acid
- rice
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、形質転換植物細胞
においてまたは形質転換植物においてプロモーター活性
を増加するのに使用できるイネのα−アミラーゼ遺伝子
由来の転写エンハンサー(transcriptional enhancer)、
ならびにこのエンハンサーを含む形質転換植物細胞及び
形質転換植物に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a transcriptional enhancer derived from the rice α-amylase gene, which can be used to increase promoter activity in transformed plant cells or in transformed plants,
It also relates to transformed plant cells and transformed plants containing this enhancer.
【0002】[0002]
【従来の技術】様々なストラテジーが、形質転換植物の
プロモーター活性を向上するために使用されてきた。こ
れらのストラテジーの一としては、エンハンサーに対し
て同種または異種である、プロモーターの転写活性を向
上するエンハンサーを使用するものがある。このストラ
テジーは、耕種学的に重要な特徴を制御する内因性また
は外因性遺伝子を過剰に発現する形質転換植物を生産す
るのにまたは生体分子の過剰生産に有用である。BACKGROUND OF THE INVENTION Various strategies have been used to improve promoter activity in transformed plants. One of these strategies is to use an enhancer that is homologous or heterologous to the enhancer and that enhances the transcriptional activity of the promoter. This strategy is useful for producing transformed plants that overexpress endogenous or exogenous genes that control agronomically important characteristics or for overproduction of biomolecules.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、形質転換植物細胞においてまたは形質転換植物
においてプロモーター活性を増加するのに使用できるイ
ネのα−アミラーゼ遺伝子由来のエンハンサー、ならび
にこのエンハンサーを含む形質転換植物細胞及び形質転
換植物を提供することである。Accordingly, it is an object of the present invention to provide an enhancer from the rice α-amylase gene which can be used to increase promoter activity in transformed plant cells or in transformed plants, as well as this enhancer. It is intended to provide a transformed plant cell containing the same and a transformed plant.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】上記目的は、下記(1)
〜(23)によって達成される。[Means for Solving the Problems] The above-mentioned object is as follows (1)
~ (23).
【0005】(1) イネ(rice)のαAmy8遺伝子由
来の転写エンハンサー;エンハンサーに対して異種であ
り、上記エンハンサーに操作可能に連結されるプロモー
ター;および上記プロモーターに操作可能に連結され、
転写物をコード化するコーディング配列からなる、組換
え核酸。(1) A transcription enhancer derived from the rice αAmy8 gene; a promoter that is heterologous to the enhancer and is operably linked to the enhancer; and operably linked to the promoter,
A recombinant nucleic acid consisting of a coding sequence that encodes a transcript.
【0006】(2)上記転写物はポリペプチドをコード
化するものである、前記(1)に記載の核酸。(2) The nucleic acid according to (1) above, wherein the transcript encodes a polypeptide.
【0007】(3)上記転写エンハンサーは、配列番号
1の塩基配列または転写エンハンサー活性を有するその
等価配列からなる、前記(1)または(2)に記載の核
酸。(3) The nucleic acid according to (1) or (2) above, wherein the transcription enhancer consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or its equivalent sequence having transcription enhancer activity.
【0008】(4)複数のイネ(rice)のαAmy8遺伝
子由来の転写エンハンサー;上記エンハンサーに操作可
能に連結されるプロモーター;および上記プロモーター
に操作可能に連結され、転写物をコード化するコーディ
ング配列からなる、組換え核酸。(4) A transcription enhancer derived from a plurality of rice αAmy8 genes; a promoter operably linked to the enhancer; and a coding sequence operably linked to the promoter and encoding a transcript. Which is a recombinant nucleic acid.
【0009】(5)上記核酸は2、3、または4コピー
のエンハンサーを有する、前記(4)に記載の核酸。(5) The nucleic acid according to (4) above, which has 2, 3 or 4 copies of the enhancer.
【0010】(6)上記転写物はポリペプチドをコード
化するものである、前記(4)または(5)に記載の核
酸。(6) The nucleic acid according to (4) or (5) above, wherein the transcript encodes a polypeptide.
【0011】(7)上記転写エンハンサーは配列番号1
の塩基配列または転写エンハンサー活性を有するその等
価配列からなる、前記(4)〜(6)のいずれかに記載
の核酸。(7) The transcription enhancer is SEQ ID NO: 1
The nucleic acid according to any one of (4) to (6) above, which comprises the nucleotide sequence of (4) or its equivalent sequence having transcription enhancer activity.
【0012】(8)イネのαAmy8遺伝子由来の転写
エンハンサー;上記エンハンサーに対して異種であり、
上記エンハンサーに操作可能に連結されるプロモータ
ー;および上記プロモーターに操作可能に連結され、転
写物をコード化するコーディング配列からなる組換え核
酸を含む安定して形質転換された植物細胞または形質転
換植物。(8) A transcription enhancer derived from the rice αAmy8 gene; heterologous to the above enhancer,
A stably transformed plant cell or transformed plant comprising a promoter operably linked to the enhancer; and a recombinant nucleic acid operably linked to the promoter and comprising a coding sequence encoding a transcript.
【0013】(9)上記転写物はポリペプチドをコード
化するものである、前記(8)に記載の安定して形質転
換された植物細胞または形質転換植物。(9) The stably transformed plant cell or transformed plant according to (8) above, wherein the transcript encodes a polypeptide.
【0014】(10)上記転写エンハンサーは配列番号
1の塩基配列または転写エンハンサー活性を有するその
等価配列からなる、前記(8)または(9)に記載の安
定して形質転換された植物細胞または形質転換植物。(10) The stably transformed plant cell or trait according to (8) or (9) above, wherein the transcription enhancer consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or its equivalent sequence having transcription enhancer activity. Convertible plant.
【0015】(11)上記植物は単子葉植物である、前
記(8)〜(10)のいずれかに記載の安定して形質転
換された植物細胞または形質転換植物。(11) The stably transformed plant cell or transformed plant according to any of (8) to (10) above, wherein the plant is a monocot.
【0016】(12)上記植物は穀類植物である、前記
(8)〜(11)のいずれかに記載の安定して形質転換
された植物細胞または形質転換植物。(12) The stably transformed plant cell or transformed plant according to any of (8) to (11) above, wherein the plant is a cereal plant.
【0017】(13)上記植物は稲科植物である、前記
(12)に記載の安定して形質転換された植物細胞また
は形質転換植物。(13) The stably transformed plant cell or transformed plant according to (12) above, wherein the plant is a rice plant.
【0018】(14)複数のイネのαAmy3またはα
Amy8遺伝子由来の転写エンハンサー;上記エンハン
サーに操作可能に連結されるプロモーター;および上記
プロモーターに操作可能に連結され、転写物をコード化
するコーディング配列からなる組換え核酸を含む安定し
て形質転換された植物細胞または形質転換植物。(14) αAmy3 or α of plural rice
A transcription enhancer from the Amy8 gene; a promoter operably linked to the enhancer; and a stably transformed recombinant nucleic acid comprising a coding sequence operably linked to the promoter and encoding a transcript. Plant cells or transformed plants.
【0019】(15)上記転写エンハンサーはαAmy
3遺伝子由来である、前記(14)に記載の安定して形
質転換された植物細胞または形質転換植物。(15) The transcription enhancer is αAmy
The stably transformed plant cell or transformed plant according to (14) above, which is derived from 3 genes.
【0020】(16)上記転写エンハンサーは配列番号
2、3または4の塩基配列または転写エンハンサー活性
を有するその等価配列からなる、前記(15)記載の安
定して形質転換された植物細胞または形質転換植物。(16) The stably transformed plant cell or transformation according to the above (15), wherein the transcription enhancer comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2, 3 or 4 or its equivalent sequence having transcription enhancer activity. plant.
【0021】(17)上記転写エンハンサーはαAmy
8遺伝子由来である、前記(14)に記載の安定して形
質転換された植物細胞または形質転換植物。(17) The transcription enhancer is αAmy
The stably transformed plant cell or transformed plant according to (14), which is derived from 8 genes.
【0022】(18)上記転写エンハンサーは配列番号
1の塩基配列または転写エンハンサー活性を有するその
等価配列からなる、前記(17)に記載の安定して形質
転換された植物細胞または形質転換植物。(18) The stably transformed plant cell or transformed plant according to (17) above, wherein the transcription enhancer consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or its equivalent sequence having transcription enhancer activity.
【0023】(19)上記核酸は2、3、または4コピ
ーのエンハンサーを有する、前記(14)〜(19)の
いずれかに記載の安定して形質転換された植物細胞また
は形質転換植物。(19) The stably transformed plant cell or transformed plant according to any of (14) to (19) above, wherein the nucleic acid has 2, 3 or 4 copies of the enhancer.
【0024】(20)上記転写物はポリペプチドをコー
ド化するものである、前記(14)〜(19)のいずれ
かに記載の安定して形質転換された植物細胞または形質
転換植物。(20) The stably transformed plant cell or transformed plant according to any one of (14) to (19) above, wherein the transcript encodes a polypeptide.
【0025】(21)上記植物は単子葉植物である、前
記(14)〜(20)のいずれかに記載の安定して形質
転換された植物細胞または形質転換植物。(21) The stably transformed plant cell or transformed plant according to any of (14) to (20) above, wherein the plant is a monocot.
【0026】(22)上記植物は穀類植物である、前記
(14)〜(21)のいずれかに記載の安定して形質転
換された植物細胞または形質転換植物。(22) The stably transformed plant cell or transformed plant according to any of (14) to (21) above, wherein the plant is a cereal plant.
【0027】(23)上記植物は稲科植物である、前記
(22)に記載の安定して形質転換された植物細胞また
は形質転換植物。(23) The stably transformed plant cell or transformed plant according to (22) above, wherein the plant is a rice plant.
【0028】[0028]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に詳細
に説明するが、本発明の他の態様、目的、及び利点は、
詳細な説明及び特許請求の範囲の記載から明らかであろ
う。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The embodiments of the present invention will be described in detail below. Other aspects, objects, and advantages of the present invention are as follows.
It will be apparent from the detailed description and claims.
【0029】本発明の第一は、イネのαAmy8遺伝子
由来の転写エンハンサー;上記エンハンサーに対して異
種であり、エンハンサーに操作可能に連結されるプロモ
ーター;および上記プロモーターに操作可能に連結さ
れ、転写物をコード化するコーディング配列を含む組換
え核酸を提供するものである。本発明による転写エンハ
ンサーは、プロモーター活性を有意に向上するため、こ
のような組換え核酸による安定して形質転換された植物
細胞または形質転換植物では、内因性または外因性の遺
伝子が非常に活性のある状態でかつきっちり調節された
系で発現されうる。また、本発明によるαAmy8遺伝
子由来のエンハンサーは、糖に対する感受性をもって、
ホルモンに対する応答性をもって、組織に対して特異的
に、さらに発達段階に依存してプロモーター活性を向上
するため、病気に、昆虫に、若しくはストレスに耐性の
ある遺伝子または商業上有益なポリペプチドをコード化
する遺伝子を過剰に発現する植物システムを開発するの
に有用である。The first aspect of the present invention is a transcription enhancer derived from the rice αAmy8 gene; a promoter that is heterologous to the enhancer and is operably linked to the enhancer; and a transcript operably linked to the promoter. There is provided a recombinant nucleic acid comprising a coding sequence encoding The transcription enhancer according to the present invention significantly improves the promoter activity, so that in a plant cell or transformed plant stably transformed with such a recombinant nucleic acid, the endogenous or exogenous gene is highly active. It can be expressed in certain situations and in tightly regulated systems. Further, the enhancer derived from the αAmy8 gene according to the present invention has sensitivity to sugar,
Encode genes or commercially useful polypeptides that are disease-, insect-, or stress-resistant to enhance promoter activity with hormone responsiveness, tissue-specifically, and developmentally-dependently It is useful for developing a plant system that overexpresses a gene that becomes a gene.
【0030】α−アミラーゼは、胚の成長に必要な栄養
素を提供する、穀粒の発芽中内乳中に貯蔵されるデンプ
ンを加水分解する主要なデンプン分解酵素である。穀類
等でのα−アミラーゼ遺伝子の発現は、ジベレリン(G
A)及び糖の欠乏(starvation)双方によって誘導され
る。イネのα−アミラーゼアイソザイムは、少なくとも
9個の遺伝子によってコード化される(Thomas, B. R.,
and Rodriguez, R. L. (1994) Plant Physiol 106: 123
5-1239)。これらのうち、αAmy3及びαAmy8
は、糖の欠乏によってかなり誘導される。配列番号2の
105bpの糖応答配列(sugar response sequence)
(SRS)は、すでにαAmy3で同定されている(Lu
et al. (1998) J Biol Chem 273: 10120-10131)。Α-Amylase is the major amylolytic enzyme that hydrolyzes the starch stored in the endosperm during germination of the grain, which provides the nutrients necessary for embryo growth. The expression of α-amylase gene in cereals is
Induced by both A) and sugar starvation. The rice α-amylase isozyme is encoded by at least 9 genes (Thomas, BR,
and Rodriguez, RL (1994) Plant Physiol 106: 123
5-1239). Of these, αAmy3 and αAmy8
Is significantly induced by sugar deficiency. 105 bp sugar response sequence of SEQ ID NO: 2
(SRS) has already been identified in αAmy3 (Lu
et al. (1998) J Biol Chem 273: 10120-10131).
【0031】本発明では、イネのαAmy8遺伝子にお
ける配列番号1の230bpの配列が、植物細胞中でプ
ロモーター活性を促進することを見出した。このエンハ
ンサーは、αAmy8の−318〜−89bpに位置
し、−266〜−236bpの位置に31bpのGCボ
ックスをおよび転写開始部位の上流にある−131〜−
126bpの位置にTATCCAエレメントを有する。
これらは双方とも、αAmy3 SRS(即ち、配列番
号2)中に保存される。また、配列番号1のαAmy8
遺伝子由来のエンハンサーは、c−Myb結合部位と相
同性を有する配列(Nakagoshi et al. (1990) J Biol Ch
em 265: 3479-3483)およびGA応答配列(GA response s
equence)(GARS)(Gubler et al. (1999) Plant J
17: 1-9)を含むが、これらは双方ともαAmy3 SR
S(即ち、配列番号2)中には存在しない。本明細書に
おいて、この230bpのαAmy8遺伝子由来のエン
ハンサーおよびこの変異体を、αAmy8 SRS/G
ASRと称する。In the present invention, it was found that the 230 bp sequence of SEQ ID NO: 1 in the rice αAmy8 gene promotes promoter activity in plant cells. This enhancer is located at −318 to −89 bp of αAmy8, has a 31 bp GC box at positions −266 to −236 bp, and is located −131 to − upstream of the transcription initiation site.
It has a TATCCA element at 126 bp.
Both of these are conserved in the αAmy3 SRS (ie SEQ ID NO: 2). In addition, αAmy8 of SEQ ID NO: 1
The gene-derived enhancer is a sequence having homology with the c-Myb binding site (Nakagoshi et al. (1990) J Biol Ch.
em 265: 3479-3483) and the GA response sequence (GA response s
sequence) (GARS) (Gubler et al. (1999) Plant J
17: 1-9), both of which are αAmy3 SR
Not present in S (ie, SEQ ID NO: 2). As used herein, the 230 bp αAmy8 gene-derived enhancer and mutants thereof are referred to as αAmy8 SRS / G.
Called ASR.
【0032】このように、本発明は、形質転換細胞及び
形質転換植物を得るのに使用できる、イネのαAmy8
遺伝子由来の転写エンハンサー(即ち、αAmy8 S
RS/GARS)を含む組換え核酸を特徴とするもので
あるが、本発明の組換え核酸は、イネのαAmy8遺伝
子由来の転写エンハンサー、該エンハンサーに対して異
種であり、該エンハンサーに操作可能に連結されるプロ
モーター、および該プロモーターに操作可能に連結さ
れ、転写物をコード化するコーディング配列を含む核酸
断片であってもよい。また、本発明の組換え核酸は、こ
のような核酸断片を含むプラスミドまたはウィルスベク
ターの形態であってもよい。As described above, the present invention can be used to obtain transformed cells and transformed plants, and αAmy8 of rice is used.
Gene-derived transcription enhancer (ie, αAmy8 S
RS / GARS) -containing recombinant nucleic acid, but the recombinant nucleic acid of the present invention is a transcription enhancer derived from the αAmy8 gene of rice, is heterologous to the enhancer, and can be manipulated by the enhancer. It may be a nucleic acid fragment containing a promoter to be linked and a coding sequence operably linked to the promoter and encoding a transcript. Further, the recombinant nucleic acid of the present invention may be in the form of a plasmid or virus vector containing such a nucleic acid fragment.
【0033】本発明の第一において使用される転写エン
ハンサーは、イネのαAmy8遺伝子由来であり、所望
のエンハンサー活性を有するものであれば特に制限され
ないが、好ましくはαAmy8遺伝子の−318〜−8
9塩基に相当する配列番号1の塩基配列または転写エン
ハンサー活性を有するその等価配列からなる。この際、
配列番号1の塩基配列は下記のとおりである。The transcription enhancer used in the first aspect of the present invention is derived from the rice αAmy8 gene and is not particularly limited as long as it has a desired enhancer activity, but is preferably -318 to -8 of the αAmy8 gene.
It consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 corresponding to 9 bases or its equivalent sequence having transcription enhancer activity. On this occasion,
The base sequence of SEQ ID NO: 1 is as follows.
【0034】CGTCATGCGTGATCGGTGATCGATCACCGAGAGAGACC
GGACGACGAGTCGAGAGAGCTCGCGCCGCCTCGATCGGCGCGGCGGTGAC
TCGAGCAGGGCCTGAAGTAGCTGCACGGCTCAAGGCGGCACTCCATCACC
GGACACCGGGGTCCAGACTACTCGTTTCCGTTGGAGAAATAACCACCTTT
ATCCATGTTGCTTATCCGTGAATTGCAACAGCATTGATTGTT (配列
番号1)
なお、本発明において、転写エンハンサーは、エンハン
サー活性を発揮するものである限り、配列番号1より長
いまたは短い配列を有してもよい、即ち、配列番号1に
示される塩基配列の等価配列をも包含するものである。
本明細書において、「その等価配列」ということばは、
配列番号1に示される塩基配列において、いくつかの塩
基の挿入、置換または欠失、または両末端への付加がな
されたものであって、かつそのエンハンサー活性を依然
として発揮(保持)するものを意味する。また、その等
価配列におけるエンハンサー活性の発揮(保持)とは、
その活性を利用した実際の使用態様において、配列番号
1に示される配列を全て有する塩基配列と、同一の条件
でほぼ同様の利用が可能な程度の活性が維持されている
ことをいう。このような「等価配列」は、配列番号1に
示される配列を参照すれば、当業者であれば格別の困難
性なしに選択し、製造可能であることは明らかである。
さらに、エンハンサー活性は、下記実施例に記載される
方法または類似の方法によって決定できる。このような
等価配列としては、例えば、αAmy8の−200〜−
89bpなどが挙げられる。多形性によりまたは組換え
遺伝子操作の結果として得られた変異核酸配列もまた、
本発明による転写エンハンサーに使用できる。例えば、
TATCCAエレメントの重複(duplication)を有する
修飾されたαAmy8エンハンサーは、イネの胚におい
て6倍、エンハンサー活性を増加する。エンハンサー活
性を保持するこのような配列の変異を有する組換え核
酸、ならびにこのような組換え核酸を有する安定して形
質転換された植物細胞および形質転換植物もまた本発明
に包含される。CGTCATGCGTGATCGGTGATCGATCACCGAGAGAGACC
GGACGACGAGTCGAGAGAGCTCGCGCCGCCTCGATCGGCGCGGCGGTGAC
TCGAGCAGGGCCTGAAGTAGCTGCACGGCTCAAGGCGGCACTCCATCACC
GGACACCGGGGTCCAGACTACTCGTTTCCGTTGGAGAAATAACCACCTTT
ATCCATGTTGCTTATCCGTGAATTGCAACAGCATTGATTGTT (SEQ ID NO: 1) In the present invention, the transcription enhancer may have a sequence longer or shorter than SEQ ID NO: 1 as long as it exerts an enhancer activity, that is, the base shown in SEQ ID NO: 1. It also includes equivalent sequences of sequences.
In this specification, the term "the equivalent sequence" means
It means that the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 has some bases inserted, substituted or deleted, or added to both ends, and still exerts (holds) its enhancer activity. To do. In addition, the expression (retention) of enhancer activity in the equivalent sequence is
In an actual usage mode utilizing the activity, it means that the activity is maintained to the extent that the nucleotide sequence having all the sequences shown in SEQ ID NO: 1 can be used in substantially the same manner under the same conditions. It is obvious that those skilled in the art can select and produce such an “equivalent sequence” by referring to the sequence shown in SEQ ID NO: 1 without any particular difficulty.
Furthermore, enhancer activity can be determined by the methods described in the Examples below or by similar methods. Examples of such an equivalent sequence include, for example, -200 to-of αAmy8.
89 bp and the like. Mutant nucleic acid sequences obtained by polymorphism or as a result of recombinant genetic engineering are also
It can be used in the transcription enhancer according to the invention. For example,
A modified αAmy8 enhancer with duplication of TATCCA elements increases enhancer activity 6-fold in rice embryos. Recombinant nucleic acids having mutations of such sequences that retain enhancer activity, as well as stably transformed plant cells and transformed plants having such recombinant nucleic acids are also included in the invention.
【0035】本発明の組換え核酸を構成する、コーディ
ング配列は、プロモーターに操作可能に連結され、かつ
転写物をコード化するものである。この際、転写物は、
特に制限されずいずれの転写物であってもよく、所望の
用途などによって適宜選択できる。本発明において好適
に使用できる転写物としては、例えば、ポリペプチドを
コード化するものやRNAが挙げられる。これらのう
ち、RNAとしては、単子葉植物(好ましくは、穀類植
物)等の植物細胞において他のRNAの機能を妨げる、
例えば、RNAがポリペプチドに翻訳されるのを防止す
る、または標的となる転写後遺伝子サイレンシング(sil
encing)を容易にするために特定のRNAの分解の引き
金となる(Mol et al. (1990) FEBS Lett 268(2): 427-3
0 and Fireet al. (1998) Nature 391: 806-811)、RN
Aであってもよい。また、RNAの形態は特に制限され
ずいずれの形態であってもよく、例えば、mRNA、ト
ランスファーRNA(tRNA)、リボソームRNA
(rRNA)、及び核内低分子RNA(snRNA)が
挙げられる。また、ポリペプチドをコード化する転写物
の場合には、転写物の例としては、形質転換植物の特定
の特徴の改善または形質転換植物細胞若しくは形質転換
植物でのポリペプチドの過剰生産に必要である、ポリペ
プチドをコード化するものがある。後者の場合、過剰生
産されたポリペプチドの回収を容易にするために、シグ
ナルペプチドをコード化する配列を、適当な位置に、例
えば、ポリペプチドのプロモーター及びコーディング配
列の間に、上記組換え核酸中に組み込んでもよい。その
結果、ポリペプチドは、細胞培養培地中にまたは発芽種
子の内乳中に分泌されるため、その回収が容易になる。
これらのうち、転写物はポリペプチドをコード化するも
のであることが好ましい。The coding sequence, which constitutes the recombinant nucleic acid of the present invention, is operably linked to a promoter and encodes a transcript. At this time, the transcript is
It is not particularly limited and may be any transfer material, and can be appropriately selected depending on the desired application. Transcripts preferably used in the present invention include, for example, those encoding polypeptides and RNA. Among these, as RNA, as functions of other RNA in plant cells such as monocotyledonous plants (preferably cereal plants),
For example, preventing post-transcriptional gene silencing (sil) that prevents RNA from being translated into a polypeptide.
triggering the degradation of specific RNAs to facilitate encing (Mol et al. (1990) FEBS Lett 268 (2): 427-3.
0 and Fireet al. (1998) Nature 391: 806-811), RN
It may be A. The form of RNA is not particularly limited and may be any form, for example, mRNA, transfer RNA (tRNA), ribosomal RNA.
(RRNA), and small nuclear RNA (snRNA). Also, in the case of transcripts encoding a polypeptide, examples of transcripts are those required for amelioration of certain characteristics of the transformed plant or overproduction of the polypeptide in transformed plant cells or plants. There are some that encode polypeptides. In the latter case, in order to facilitate the recovery of the overproduced polypeptide, a sequence encoding a signal peptide is placed at a suitable position, for example between the promoter and the coding sequence of the polypeptide, as described above. It may be incorporated inside. As a result, the polypeptide is secreted into the cell culture medium or into the endosperm of germinated seeds, facilitating its recovery.
Of these, the transcript preferably encodes a polypeptide.
【0036】本発明の組換え核酸に使用されるプロモー
ターは、特に制限されるものではなく、広く普及して活
性を有するものであってよく、公知のプロモーターが使
用できる。例えば、アクチン遺伝子、カリフラワーモザ
イクウイルス35S(CaMV35S)RNA、または
ユビキチン遺伝子由来のものなどが挙げられる。また
は、本発明で使用されるプロモーターは、誘導性(induc
ible)であってもよく、この場合には、例えば、α−ア
ミラーゼ遺伝子、インベルターゼ遺伝子、スクロースシ
ンターゼ遺伝子、パタチン(patatin)遺伝子、β−アミ
ラーゼ遺伝子、スポラミン(sporamin)遺伝子、及び光合
成遺伝子由来のものが挙げられる。なお、上記α−アミ
ラーゼ遺伝子としては、イネのαAmy3、αAmy
6、αAmy7、αAmy8及びαAmy10遺伝子等
の、糖に応答性のある遺伝子が使用できる(米国特許第
5,460,952号を参照)。また、本発明では、か
なり活性化させ、プロモーター活性を非常に制御するこ
とを目的として、他のエンハンサー等の転写制御エレメ
ントをさらに本発明の組換え核酸中に有していてもよ
い。The promoter used in the recombinant nucleic acid of the present invention is not particularly limited and may be one that is widely spread and has activity, and known promoters can be used. Examples thereof include those derived from the actin gene, cauliflower mosaic virus 35S (CaMV35S) RNA, or ubiquitin gene. Alternatively, the promoter used in the present invention may be inducible (inducible).
ible), in this case, for example, those derived from α-amylase gene, invertase gene, sucrose synthase gene, patatin (patatin) gene, β-amylase gene, sporamin gene, and photosynthetic gene. Is mentioned. The above α-amylase genes include rice αAmy3 and αAmy3.
Genes responsive to sugars can be used, such as the 6, αAmy7, αAmy8 and αAmy10 genes (see US Pat. No. 5,460,952). In addition, in the present invention, a transcriptional control element such as another enhancer may be further included in the recombinant nucleic acid of the present invention for the purpose of considerably activating and very controlling the promoter activity.
【0037】本発明の第一においては、プロモーター
は、エンハンサーに異種である。In the first aspect of the invention, the promoter is heterologous to the enhancer.
【0038】本発明によるイネのαAmy8遺伝子由来
の転写エンハンサーである、αAmy8 SRS/GA
RSエンハンサーは、量に依存してプロモーター活性を
増加する。このため、複数の(例えば、2、3、または
4コピーの)イネのαAmy8遺伝子由来の転写エンハ
ンサー;上記エンハンサーに対して同種または異種であ
り、エンハンサーに操作可能に連結されるプロモータ
ー;および上記プロモーターに操作可能に連結され、転
写物をコード化するコーディング配列を有する組換え核
酸もまた、本発明の好ましい態様である。ΑAmy8 SRS / GA, a transcription enhancer derived from the rice αAmy8 gene according to the present invention
The RS enhancer increases promoter activity in a dose-dependent manner. Thus, multiple (eg 2, 3, or 4 copies) rice αAmy8 gene-derived transcriptional enhancer; a promoter homologous or heterologous to said enhancer and operably linked to said enhancer; and said promoter. Recombinant nucleic acids operably linked to and having a coding sequence that encodes a transcript are also a preferred embodiment of the invention.
【0039】したがって、本発明の第二は、複数の(例
えば、2、3、または4コピーの)イネのαAmy8遺
伝子由来の転写エンハンサー;上記エンハンサーに対し
て同種または異種であり、エンハンサーに操作可能に連
結されるプロモーター;および上記プロモーターに操作
可能に連結され、転写物をコード化するコーディング配
列を含む組換え核酸を提供するものである。なお、特記
しない限り、本発明の第二における転写エンハンサー、
プロモーター及びコーディング配列などの定義は、本発
明の第一における定義と同様である。Therefore, the second aspect of the present invention is a transcription enhancer derived from a plurality of (for example, 2, 3 or 4 copies) rice αAmy8 gene; homologous or heterologous to the enhancer and operable by the enhancer. And a recombinant nucleic acid comprising a coding sequence operably linked to the promoter and encoding a transcript. Unless otherwise specified, the transcription enhancer in the second aspect of the present invention,
The definitions of the promoter and the coding sequence are the same as the definitions in the first aspect of the present invention.
【0040】本発明の第二においては、エンハンサーの
複数のコピーが使用される。この際、これらのエンハン
サーは、相互に同じ配向でおかれる必要はなく、また、
各エンハンサーは、同一であってもあるいは異なるもの
であってもよい。また、エンハンサー機能を妨げない場
合には、介在配列(例えば、50〜100bp以上の長
さ)がエンハンサーの2コピー間に存在してもよい。In the second aspect of the invention, multiple copies of the enhancer are used. In this case, these enhancers do not have to be oriented in the same orientation as each other, and
Each enhancer may be the same or different. In addition, an intervening sequence (for example, a length of 50 to 100 bp or more) may be present between two copies of the enhancer as long as it does not interfere with the enhancer function.
【0041】本発明において、エンハンサーのコピー数
は、特に制限されないが、2、3または4であることが
好ましい。この際、あまりにも多くの(例えば、4コピ
ー超の)エンハンサーが使用される場合には、ベクター
が細菌中で複製される際に組換えによりベクターからス
プライシングによって除かれる場合がある。加えて、あ
まりにも多くのエンハンサーのコピーは、形質転換植物
における遺伝子のサイレンシング(silencing)を引き起
こす場合がある。したがって、プロモーター活性が一般
的にエンハンサーのコピー数に比例して増加するもの
の、エンハンサーの実際の最大コピー数は下記実施例で
記載される方法によってまたは類似の方法によって決定
されうる。In the present invention, the copy number of the enhancer is not particularly limited, but it is preferably 2, 3 or 4. Here, if too many enhancers are used (eg, more than 4 copies), they may be spliced out of the vector by recombination as it replicates in bacteria. In addition, too many copies of the enhancer may cause gene silencing in transformed plants. Thus, although promoter activity generally increases in proportion to enhancer copy number, the actual maximum copy number of an enhancer can be determined by the methods described in the Examples below or by similar methods.
【0042】本発明の第二の組換え核酸に使用されるプ
ロモーターは、エンハンサーに対して同種であってもあ
るいは異種であってもよい。このプロモーターは、上記
以外は、本発明の第一におけるのと同様にして規定され
る。The promoter used in the second recombinant nucleic acid of the present invention may be homologous or heterologous to the enhancer. This promoter is defined in the same manner as in the first aspect of the present invention except the above.
【0043】本発明の第一のイネのαAmy8遺伝子由
来の転写エンハンサーを含む組換え核酸は植物細胞中に
導入されて安定して形質転換された細胞を得ることがで
きる。また、このようにして得られた形質転換植物細胞
は、さらに培養することによって、形質転換植物が得ら
れる。このような安定して形質転換された植物細胞およ
び形質転換植物は双方とも、本発明に包含される。The recombinant nucleic acid containing the transcription enhancer derived from the first rice αAmy8 gene of the present invention can be introduced into plant cells to obtain stably transformed cells. Further, the transformed plant cells thus obtained can be further cultured to obtain transformed plants. Both such stably transformed plant cells and transformed plants are included in the invention.
【0044】したがって、本発明の第三は、本発明の第
一の組換え核酸を含む安定して形質転換された植物細胞
または形質転換植物、より詳しくはイネのαAmy8遺
伝子由来の転写エンハンサー;上記エンハンサーに対し
て異種であり、上記エンハンサーに操作可能に連結され
るプロモーター;および上記プロモーターに操作可能に
連結され、転写物をコード化するコーディング配列から
なる組換え核酸を含む安定して形質転換された植物細胞
または形質転換植物を提供するものである。なお、特記
しない限り、本発明の第三における転写エンハンサー、
プロモーター及びコーディング配列などの定義は、本発
明の第一における定義と同様である。Therefore, a third aspect of the present invention is a stably transformed plant cell or transformed plant containing the first recombinant nucleic acid of the present invention, more specifically, a transcription enhancer derived from the rice αAmy8 gene; A promoter that is heterologous to the enhancer and is operably linked to the enhancer; and that is stably transformed with a recombinant nucleic acid that is operably linked to the promoter and that comprises a coding sequence that encodes a transcript. Plant cells or transformed plants. Unless otherwise specified, the transcription enhancer in the third aspect of the present invention,
The definitions of the promoter and the coding sequence are the same as the definitions in the first aspect of the present invention.
【0045】同様にして、本発明の第二の組換え核酸を
植物細胞に導入することによって、安定して形質転換さ
れた細胞が得られ、さらにこの細胞を培養することによ
って、形質転換植物が得られる。このような安定して形
質転換された細胞及び形質転換植物は、双方とも本発明
の概念に含まれる。Similarly, a stable transformed cell can be obtained by introducing the second recombinant nucleic acid of the present invention into a plant cell, and by culturing this cell, a transformed plant can be obtained. can get. Both such stably transformed cells and transformed plants are included in the concept of the present invention.
【0046】また、本発明は、複数の(例えば、2、
3、または4コピーの)イネのαAmy3遺伝子由来の
転写エンハンサー;上記エンハンサーに対して同種また
は異種であり、エンハンサーに操作可能に連結されるプ
ロモーター;および上記プロモーターに操作可能に連結
され、転写物をコード化するコーディング配列を有する
組換え核酸を含む安定して形質転換された植物細胞また
は形質転換植物をも包含するものである。The present invention also provides a plurality of (eg, 2,
(3 or 4 copies) a transcriptional enhancer derived from the rice αAmy3 gene; a promoter homologous or heterologous to the enhancer and operably linked to the enhancer; and a transcript operably linked to the promoter, It also includes stably transformed plant cells or transformed plants containing a recombinant nucleic acid having an encoding coding sequence.
【0047】したがって、本発明の第四は、複数のイネ
のαAmy3またはαAmy8遺伝子由来の転写エンハ
ンサー;上記エンハンサーに操作可能に連結されるプロ
モーター;および上記プロモーターに操作可能に連結さ
れ、転写物をコード化するコーディング配列からなる組
換え核酸を含む安定して形質転換された植物細胞または
形質転換植物を提供するものである。なお、特記しない
限り、本発明の第四における転写エンハンサー、プロモ
ーター及びコーディング配列などの定義は、本発明の第
一における定義と同様である。Accordingly, a fourth aspect of the present invention is to encode a transcript which is a transcription enhancer derived from a plurality of rice αAmy3 or αAmy8 genes; a promoter which is operably linked to the enhancer; and which is operably linked to the promoter. The present invention provides a stably transformed plant cell or a transformed plant containing a recombinant nucleic acid comprising a coding sequence that changes. Unless otherwise specified, the definitions of the transcription enhancer, promoter, coding sequence and the like in the fourth aspect of the present invention are the same as the definitions in the first aspect of the present invention.
【0048】本発明の第三及び第四において、組換え核
酸を宿主としての植物細胞に形質転換して、安定して形
質転換された植物細胞を得る方法;およびこのような形
質転換された植物細胞を培養して所望の遺伝子を高発現
する方法は、既に報告され、当該分野において確立され
た種々の方法を使用することができる。In the third and fourth aspects of the present invention, a method of transforming a plant cell as a host with a recombinant nucleic acid to obtain a stably transformed plant cell; and such a transformed plant As a method for culturing cells to highly express a desired gene, various methods already reported and established in the art can be used.
【0049】また、本発明の第三及び第四において、形
質転換される宿主としての植物細胞は、特に制限され
ず、公知の植物細胞が使用できるが、好ましい例として
は、プロトプラスト、カルスなどが挙げられる。In the third and fourth aspects of the present invention, the plant cell as a host to be transformed is not particularly limited, and known plant cells can be used, but preferred examples include protoplasts and callus. Can be mentioned.
【0050】さらに、本発明の第三及び第四において、
本発明の形質転換植物細胞を培養することによって得ら
れる形質転換植物の種類は、特に限定されず、所望の用
途等によって適宜選択できる。例えば、単子葉植物や穀
類植物が好ましく挙げられ、稲科植物が特に好ましく使
用される。Further, in the third and fourth aspects of the present invention,
The type of transformed plant obtained by culturing the transformed plant cell of the present invention is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the desired use and the like. For example, monocotyledonous plants and cereal plants are preferred, and rice plants are particularly preferably used.
【0051】本発明の第四において使用される転写エン
ハンサーは、イネのαAmy3またはαAmy8遺伝子
由来であり、所望のエンハンサー活性を有するものであ
れば特に制限されない。好ましくは、イネのαAmy8
由来の転写エンハンサーは、本発明の第一で記載したの
と同様、αAmy8遺伝子の−318〜−89塩基に相
当する配列番号1の塩基配列または転写エンハンサー活
性を有するその等価配列からなる。また、イネのαAm
y3由来の転写エンハンサーは、αAmy3遺伝子の−
186〜−82塩基に相当する配列番号2の塩基配列、
αAmy3遺伝子の−133〜−82塩基に相当する配
列番号3の塩基配列、及びαAmy3遺伝子の−186
〜−122塩基に相当する配列番号4の塩基配列からな
る群より選ばれる少なくとも1種または転写エンハンサ
ー活性を有するこれらの等価配列からなることが好まし
い。この際、配列番号2、3及び4の塩基配列は下記の
とおりである。The transcription enhancer used in the fourth aspect of the present invention is not particularly limited as long as it is derived from the rice αAmy3 or αAmy8 gene and has a desired enhancer activity. Preferably, rice αAmy8
The transcription enhancer derived from consists of the base sequence of SEQ ID NO: 1 corresponding to -318 to -89 bases of the αAmy8 gene or its equivalent sequence having transcription enhancer activity, as described in the first aspect of the present invention. In addition, αAm of rice
The transcription enhancer derived from y3 is -of the αAmy3 gene.
A base sequence of SEQ ID NO: 2 corresponding to 186 to -82 bases;
The nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 corresponding to -133 to -82 bases of αAmy3 gene, and -186 of αAmy3 gene
It is preferably composed of at least one kind selected from the group consisting of the base sequences of SEQ ID NO: 4 corresponding to -122 bases or an equivalent sequence thereof having transcription enhancer activity. At this time, the base sequences of SEQ ID NOs: 2, 3 and 4 are as follows.
【0052】ATCCCGTCGCCTTGGAGACCGGGCCCCGACGCGGCCGA
CGCGGCGCCTACGTGGCCATGCTTTAT TGCCTTATCCATATCCACGCCA
TTTATTGTGGTCGTCTCT (配列番号2)
GCCATGCTTTATTGCCTTATCCATATCCACGCCATTTATTGTGGTCGTCT
CT (配列番号3)
ATCCCGTCGCCTTGGAGACCGGGCCCCGACGCGGCCGACGCGGCGCCTAC
GTGGCCATGCTTTAT (配列番号4)
なお、本発明において、転写エンハンサーは、エンハン
サー活性を発揮するものである限り、配列番号2、3ま
たは4より長いまたは短い配列を有してもよい、即ち、
配列番号2、3または4に示される塩基配列の等価配列
をも包含するものである。本発明の第一で記載したのと
同様、本明細書において、「その等価配列」ということ
ばは、配列番号2、3または4に示される塩基配列にお
いて、それぞれ、いくつかの塩基の挿入、置換または欠
失、または両末端への付加がなされたものであって、か
つそのエンハンサー活性を依然として発揮(保持)する
ものを意味する。また、その等価配列におけるエンハン
サー活性の発揮(保持)とは、その活性を利用した実際
の使用態様において、配列番号2、3または4に示され
る配列を全て有する塩基配列と、同一の条件でほぼ同様
の利用が可能な程度の活性が維持されていることをい
う。このような「等価配列」は、配列番号1に示される
配列を参照すれば、当業者であれば格別の困難性なしに
選択し、製造可能であることは明らかである。さらに、
エンハンサー活性は、下記実施例に記載される方法また
は類似に方法によって決定できる。エンハンサー活性を
保持するこのような配列の変異を有する組換え核酸、な
らびにこのような組換え核酸を有する安定して形質転換
された植物細胞および形質転換植物もまた本発明に包含
される。ATCCCGTCGCCTTGGAGACCGGGCCCCGACGCGGCCGA
CGCGGCGCCTACGTGGCCATGCTTTAT TGCCTTATCCATATCCACGCCA
TTTATTGTGGTCGTCTCT (SEQ ID NO: 2) GCCATGCTTTATTGCCTTATCCATATCCACGCCATTTATTGTGGTCGTCT
CT (SEQ ID NO: 3) ATCCCGTCGCCTTGGAGACCGGGCCCCGACGCGGCCGACGCGGCGCCTAC
GTGGCCATGCTTTAT (SEQ ID NO: 4) In the present invention, the transcription enhancer may have a sequence longer or shorter than SEQ ID NO: 2, 3 or 4 as long as it exerts an enhancer activity, that is,
It also includes an equivalent sequence of the base sequence shown in SEQ ID NO: 2, 3 or 4. As described in the first aspect of the present invention, in the present specification, the term “the equivalent sequence” means the insertion or substitution of several bases in the base sequence shown in SEQ ID NO: 2, 3 or 4. Or, it means that it is deleted or added to both ends and that it still exerts (holds) its enhancer activity. In addition, the expression (holding) of the enhancer activity in the equivalent sequence is almost the same as the base sequence having all of the sequences shown in SEQ ID NO: 2, 3 or 4 in the actual use mode utilizing the activity. It means that the activity is maintained to the extent that it can be similarly used. It is obvious that those skilled in the art can select and produce such an “equivalent sequence” by referring to the sequence shown in SEQ ID NO: 1 without any particular difficulty. further,
Enhancer activity can be determined by the methods described in the Examples below or by analogy. Recombinant nucleic acids having mutations of such sequences that retain enhancer activity, as well as stably transformed plant cells and transformed plants having such recombinant nucleic acids are also included in the invention.
【0053】本発明の第四においては、イネのαAmy
3またはαAmy8遺伝子由来の転写エンハンサーとし
ては、複数のコピーが使用される。この際、これらのエ
ンハンサーは、相互に同じ配向でおかれる必要はなく、
また、各エンハンサーは、同一であってもあるいは異な
るものであってもよい。また、エンハンサー機能を妨げ
ない場合には、介在配列(例えば、50〜100bp以
上の長さ)がエンハンサーの2コピー間に存在してもよ
い。In the fourth aspect of the present invention, rice αAmy
Multiple copies are used as the transcription enhancer from the 3 or αAmy8 gene. At this time, these enhancers do not need to be placed in the same orientation as each other,
Further, each enhancer may be the same or different. In addition, an intervening sequence (for example, a length of 50 to 100 bp or more) may be present between two copies of the enhancer as long as it does not interfere with the enhancer function.
【0054】また、エンハンサーのコピー数は、特に制
限されないが、2、3または4であることが好ましい。
この際、あまりにも多くの(例えば、4コピー超の)エ
ンハンサーが使用される場合には、ベクターが細菌中で
複製される際に組換えによりベクターからスプライシン
グによって除かれる場合がある。加えて、あまりにも多
くのエンハンサーのコピーは、形質転換植物における遺
伝子のサイレンシング(silencing)を引き起こす場合が
ある。したがって、プロモーター活性が一般的にエンハ
ンサーのコピー数に比例して増加するものの、エンハン
サーの実際の最大コピー数は下記実施例で記載される方
法によってまたは類似の方法によって決定されうる。The copy number of the enhancer is not particularly limited, but it is preferably 2, 3 or 4.
Here, if too many enhancers are used (eg, more than 4 copies), they may be spliced out of the vector by recombination as it replicates in bacteria. In addition, too many copies of the enhancer may cause gene silencing in transformed plants. Thus, although promoter activity generally increases in proportion to enhancer copy number, the actual maximum copy number of an enhancer can be determined by the methods described in the Examples below or by similar methods.
【0055】上記配列番号2〜4の塩基配列を有するα
Amy3 SRSは、糖飢餓のイネのプロトプラストで
のプロモーター活性を促進する(Lu et al. (1998) J Bi
ol Chem 273: 10120-10131)。驚くべきことに、安定し
て形質転換されたイネの懸濁培養細胞では、αAmy3
SRSは、細胞が糖が供給されてあるいは供給されず
に培養されるにかかわらず、プロモーター活性を有意に
増加できる。このプロモーター活性はまた、プロトプラ
スト一過性発現システム(protoplast transient expres
sion system)中に比べても、安定して形質転換された植
物細胞中でかなりより高い。Α having the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 2 to 4 above
Amy3 SRS promotes promoter activity in protoplasts of sugar-starved rice (Lu et al. (1998) J Bi
ol Chem 273: 10120-10131). Surprisingly, in stably transformed rice suspension culture cells, αAmy3
SRS can significantly increase promoter activity regardless of whether cells are cultured with or without sugar. This promoter activity is also associated with the protoplast transient expression system.
cation system), it is much higher in stably transformed plant cells.
【0056】本発明において、αAmy3 SRS及び
αAmy8 SRS/GARSは双方とも、形質転換イ
ネにおいてプロモーター活性を促進する。この際、αA
my3 SRSは組織に依存せずにプロモーター活性を
促進するものの、αAmy8SRS/GARSは主に発
芽したイネの種子の内乳及び胚中で主にプロモーター活
性を促進する。加えて、αAmy8 SRS/GARS
のエンハンサー活性は、イネの胚中で糖の抑制及びGA
の誘導を受けるが、この際、糖の抑制はGAの誘導を無
効にする。ゆえに、αAmy3 SRS及びαAmy8
SRS/GARSは、安定して形質転換された植物細
胞または形質転換植物中で内因性のまたは外因性の遺伝
子を調節して発現させるのに有用である。In the present invention, both αAmy3 SRS and αAmy8 SRS / GARS promote promoter activity in transformed rice. At this time, αA
Whereas my3 SRS promotes promoter activity in a tissue-independent manner, αAmy8SRS / GARS mainly promotes promoter activity in endosperm and embryo of germinated rice seeds. In addition, αAmy8 SRS / GARS
Enhancer activity of Saccharomyces cerevisiae
, But the inhibition of sugar abolishes the induction of GA. Therefore, αAmy3 SRS and αAmy8
SRS / GARS are useful for the regulated expression of endogenous or exogenous genes in stably transformed plant cells or transformed plants.
【0057】本発明の第四による組換え核酸に使用され
るプロモーターは、エンハンサーに対して同種であって
もあるいは異種であってもよい。このプロモーターは、
上記以外は、本発明の第一におけるのと同様にして規定
される。The promoter used in the recombinant nucleic acid according to the fourth aspect of the present invention may be homologous or heterologous to the enhancer. This promoter is
Other than the above, it is defined as in the first aspect of the present invention.
【0058】したがって、本発明によれば、安定して形
質転換された植物細胞においてまたは形質転換植物にお
いて内因性または外因性の遺伝子の非常に活性のある及
びきっちり調節された発現システムが提供されうる。本
発明によるαAmy3及びαAmy8遺伝子由来のエン
ハンサーは、糖に対する感受性をもって、ホルモンに対
する応答性をもって、組織に対して特異的に、さらに発
達段階に依存してプロモーター活性を向上するため、病
気に、昆虫に、若しくはストレスに耐性のある遺伝子ま
たは商業上有益なポリペプチドをコード化する遺伝子を
過剰に発現する植物システムを開発するのに有用であ
る。Therefore, according to the present invention, a highly active and tightly regulated expression system of an endogenous or exogenous gene in a stably transformed plant cell or in a transformed plant can be provided. . The enhancers derived from the αAmy3 and αAmy8 genes according to the present invention have sensitivity to sugars, responsiveness to hormones, specific to tissues, and further improved promoter activity depending on the developmental stage. Alternatively, it is useful for developing a plant system that overexpresses a gene resistant to stress or a gene encoding a commercially useful polypeptide.
【0059】[0059]
【実施例】以下に、本発明の実施例を参照しながら本発
明をより具体的に説明するが、下記実施例は本発明を制
限するものでない。さらに詳述しなくとも、当業者は、
本明細書の記載に基づいて、本発明を十分利用できると
考えられる。また、本明細書で引用されるすべての公報
や文献は、それぞれ、参考により完全に本明細書に引用
される。The present invention will be described more specifically below with reference to the examples of the present invention, but the following examples do not limit the present invention. Without further elaboration, those skilled in the art
Based on the description herein, it is believed that the present invention can be fully utilized. Further, all publications and documents cited in the present specification are each completely incorporated herein by reference.
【0060】参考例1
(1)植物材料
オリザ サティヴァ エル. シーブイ. タイヌング
67(Oryza sativa L.cv. Tainung 67)を、本実施例に
おいてイネの品種として使用した。未熟な種子の殻を取
り、3% NaOClで30分間、滅菌し、滅菌水でよ
く洗浄し、カルス誘導のためにN6D寒天培地(Toki,
S. (1997) Plant Mol Biol Rep 5: 16-21)においた。1
ヶ月後、胚盤由来のカルスを形質転換用に新たなN6D
培地に継代した。Reference Example 1 (1) Plant Material Oryza sativa L. Sea buoy. Tainung 67 (Oryza sativa L.cv. Tainung 67) was used as the rice variety in this example. Immature seed husks were removed, sterilized with 3% NaOCl for 30 minutes, washed well with sterile water, and N6D agar medium (Toki,
S. (1997) Plant Mol Biol Rep 5: 16-21). 1
Months later, new N6D for transformation of callus derived from scutellum
The medium was subcultured.
【0061】(2)プラスミドの構築
Act1−Lucキメラ遺伝子を含むプラスミドの構築
を目的として、pBluescript SKII+(S
tratagene製)のマルチプルクローニング部位中のEco
RI部位を、まずEcoRIによる消化によって除去し
た後、平滑末端にして、再連結した。イネのAct1の
5’領域(1.4kb 5’−フランキング配列、79
bpの5’−非コーディングエキソン、447bp
5’−イントロン、及び25bpの第1のコーディング
エキソンを含む)を、pDM302(Cao et al. (1992)
Plant Cell Rep 11: 586-591)からHindIIIで切
り出し、EcoRI部位を持たないpBluescri
ptの同じ部位にサブクローニングすることによって、
pActを得た。イネのαAmy3 SRS(αAmy
3の転写開始部位に対して−186〜−82番目)を、
オリゴヌクレオチド:5’−CCCGAATTCATC
CCGTCGCCTTGGAGA−3’(配列番号5、
EcoRI部位に下線が付されている)を5’プライマ
ーとして、およびオリゴヌクレオチド:5’−CCCG
AATTCAGAGACGACAATAAT−3’(配
列番号6、EcoRI部位に下線が付されている)を
3’プライマーとして、およびαAmy3の1.7kb
の5’領域を含むp3G−132II(Lu et al. (199
8) J Biol Chem 273: 10120-10131)をDNA鋳型として
用いてPCR増幅した。SRSを含むDNA断片をEc
oRIで消化し、プロモーターと同じ配向で3つのタン
デムの繰り返しでAct1プロモーターのEcoRI部
位(転写開始部位に対して−459番目)に挿入するこ
とによって、pACT−3SRSを得た。Lucコーデ
ィング配列−Nosターミネーターの融合配列を含むS
alI−BglII断片をpJD312(Luehrsen et a
l. (1992) Methods Enzymol 216: 397-414)から切り出
し、平滑末端にし、さらにpACT及びpACT−3S
RSのSmaI部位に挿入することによって、それぞ
れ、pB−Act−LN及びpB−Act−3SRS−
LNを得た。次に、pB−Act−LN及びpB−Ac
t−3SRS−LNを、それぞれ、PstIで直線状に
し、35Sプロモーター−Hphコーディング領域−腫
瘍形態ラージ遺伝子(tumor morphology large gene)
(Tml)ターミネーターの融合遺伝子を含む、バイナ
リーベクターpSMY1H(Ho et al. (2000) Plant Ph
ysiol 122: 57-66)の同じ部位に挿入することによっ
て、それぞれ、pAct−LN及びpAct−3SRS
−LNを得た。(2) Construction of plasmid For the purpose of constructing a plasmid containing the Act1-Luc chimeric gene, pBluescript SKII + (S
Eco in the multiple cloning site of tratagene)
The RI site was first removed by digestion with EcoRI, then made blunt ended and religated. 5'region of Act1 of rice (1.4 kb 5'-flanking sequence, 79
5'-noncoding exon of bp, 447 bp
5'-intron and 25 bp of the first coding exon) were added to pDM302 (Cao et al. (1992).
(Plant Cell Rep 11: 586-591) was excised with HindIII, and pBluescript without EcoRI site was excised.
By subcloning into the same site of pt,
pAct was obtained. Rice αAmy3 SRS (αAmy
3 to the transcription start site of -186 to -82),
Oligonucleotide: 5'-CCC GAATTC ATC
CCGTCGCCCTTGGAGA-3 ′ (SEQ ID NO: 5,
The underlined) into the EcoRI site as 5 'primer, and oligonucleotides: 5'-CCC G
AATTC AGAGACGACAATAAAT-3 ′ (SEQ ID NO: 6, the EcoRI site is underlined) as the 3 ′ primer and 1.7 kb of αAmy3.
P3G-132II (Lu et al. (199
8) PCR amplified using J Biol Chem 273: 10120-10131) as a DNA template. Ec of DNA fragment containing SRS
pACT-3SRS was obtained by digestion with oRI and insertion in the EcoRI site of the Act1 promoter (at position -459 with respect to the transcription start site) in three tandem repeats in the same orientation as the promoter. S containing the Luc coding sequence-Nos terminator fusion sequence
The alI-BglII fragment was added to pJD312 (Luehrsen et a
l. (1992) Methods Enzymol 216: 397-414) to give blunt ends, and then pACT and pACT-3S.
By inserting into the SmaI site of RS, pB-Act-LN and pB-Act-3SRS-, respectively.
LN was obtained. Next, pB-Act-LN and pB-Ac
Each of the t-3SRS-LNs was linearized with PstI to form a 35S promoter-Hph coding region-tumor morphology large gene.
(Tml) Terminator fusion gene containing binary vector pSMY1H (Ho et al. (2000) Plant Ph
ysiol 122: 57-66) to insert pAct-LN and pAct-3SRS, respectively.
-LN was obtained.
【0062】(3)イネの形質転換
上記(2)で得られたプラスミドpAct−LN及びp
Act−3SRS−LNを、それぞれ、製造社の指示に
従って、エレクトロポレーター(electroporator)(BTX,
San Diego)を用いて、アグロバクテリウム ツメファシ
エンス(A. tumefaciens)EHA101株(Hood et al.
(1986) J Bacteriol 168: 1291-1301)中に導入した。未
成熟なイネの種子から誘導されたカルスを、アグロバク
テリウムツメファシエンス(A. tumefaciens)と一緒に培
養し、形質転換植物であると考えられるものを、Hiei e
t al. (Plant J 6: 271-282, 1994)及びToki (Plant Mo
l Biol Rep 5: 16-211997)によって記載される方法に従
って、カルスから再生した。(3) Transformation of rice The plasmids pAct-LN and p obtained in (2) above.
Each of the Act-3SRS-LN was prepared according to the manufacturer's instructions by using an electroporator (BTX,
San Diego) and Agrobacterium tumefaciens EHA101 strain (Hood et al.
(1986) J Bacteriol 168: 1291-1301). Callus derived from immature rice seeds was cultivated with Agrobacterium tumefaciens (A. tumefaciens).
t al. (Plant J 6: 271-282, 1994) and Toki (Plant Mo
l Calli Rep 5: 16-21 1997).
【0063】(4)懸濁細胞培養
上記(3)で得られた形質転換カルスを、Yu et al. (J
Biol Chem 266: 21131-21137, 1991)によって記載され
るのと同様にして増殖させた。確立された懸濁細胞をLu
et al. (J Biol Chem 273: 10120-10131, 1998)によっ
て記載されるのと同様にして継代培養した。(4) Suspension cell culture The transformed callus obtained in (3) above was subjected to Yu et al. (J
Biol Chem 266: 21131-21137, 1991) and propagated as described. Lu established cell suspension
Subcultures were performed as described by et al. (J Biol Chem 273: 10120-10131, 1998).
【0064】(5)ルシフェラーゼ活性アッセイ
全タンパク質を、CCLR緩衝液(100mM KH2
(PO4)、pH 7.8、1mM EDTA、10%
グリセロール、1% Triton X−100、7m
M β−メルカプトエタノール)で、培養された懸濁細
胞または植物組織から抽出し、タンパク質濃度をクーマ
シータンパク質アッセイ試薬(Pierce)を用いて測定し
た。ルシフェラーゼ活性アッセイを、Lu et al. (1998)
J Biol Chem273: 10120-10131に記載されるのと同様に
して、行なった。(5) Luciferase activity assay All proteins were analyzed in CCLR buffer (100 mM KH 2
(PO 4 ), pH 7.8, 1 mM EDTA, 10%
Glycerol, 1% Triton X-100, 7m
M β-mercaptoethanol) and extracted from cultured suspension cells or plant tissues and protein concentration was determined using Coomassie protein assay reagent (Pierce). Luciferase activity assay was performed by Lu et al. (1998).
Performed as described in J Biol Chem273: 10120-10131.
【0065】実施例1:αAmy8 SRS/GARS
は、形質転換イネでAct1プロモーター活性を促進し
た
αAmy8プロモーターの−318〜−89番目の位置
を含む、αAmy8SRS/GARSエンハンサーを、
プロモーターと同じ配向で3つのタンデムの繰り返しで
Act1プロモーターの−459番目の位置に挿入し、
これについて、形質転換イネにおけるAct1プロモー
ター活性に関する効果を試験した。Example 1: αAmy8 SRS / GARS
Is an αAmy8SRS / GARS enhancer containing positions -318 to -89 of the αAmy8 promoter that promoted Act1 promoter activity in transformed rice,
Inserted at the −459th position of the Act1 promoter in three tandem repeats in the same orientation as the promoter,
This was tested for effects on Act1 promoter activity in transformed rice.
【0066】Act1−Luc及びAct1−8SRS
/GARS−Lucのキメラ遺伝子を有する形質転換カ
ルスを再生し、3代にわたって自花受精させて、T3同
型接合型種子を得た。形質転換種子の同型接合性は、7
日間、50μg/mlハイグロマイシンを含む水中で2
5個の形質転換種子を発芽させ、成長しない実生の数に
対する成長した実生の数の比を算出することによって測
定した。理論的には、トランスジーンに同型接合性であ
る形質転換系統の種子はすべて、これらの条件下で、発
芽、成長しなければならない。Act1-Luc and Act1-8SRS
The transformed callus having the / GARS-Luc chimeric gene was regenerated and self-fertilized for 3 generations to obtain T3 homozygous seeds. The homozygosity of transformed seeds is 7
2 in water containing 50 μg / ml hygromycin daily
Five transformed seeds were germinated and measured by calculating the ratio of the number of grown seedlings to the number of ungrown seedlings. Theoretically, all seeds of transformed lines that are homozygous for the transgene must germinate and grow under these conditions.
【0067】形質転換系Act 6−9−1及びAct
(8SRS/GARS)5のT3同型接合型種子を、8
日間、発芽、成長させた。実生の様々な組織を集め、ル
シフェラーゼ活性をアッセイした。驚くべきことに、α
Amy8 SRS/GARSエンハンサーは、主に発芽
した種子及び実生の内乳及び胚でAct1プロモーター
活性を向上した。Transformation systems Act 6-9-1 and Act
(8SRS / GARS) 5 T3 homozygous seeds,
Germinated and grown for days. Various tissues of seedlings were collected and assayed for luciferase activity. Surprisingly, α
The Amy8 SRS / GARS enhancer improved Act1 promoter activity mainly in the endosperm and embryo of germinated seeds and seedlings.
【0068】また、αAmy8 SRS/GARSエン
ハンサーを、CaMV 35S最小プロモーター−Lu
c融合遺伝子の上流で融合させた後、これをイネのゲノ
ムに導入した。幾つかの形質転換イネ系列が得られた。
これらのうち一系列をランダムに選択し(この系列を
「T4−12」と称する)、このT4−12系列のT2
種子を、6日間、発芽させた。発芽させた種子の様々な
組織を集め、ルシフェラーゼ活性をアッセイした。内乳
及び胚におけるルシフェラーゼ活性は、根に比べて、そ
れぞれ、74倍及び20倍であった。この際、苗条での
ルシフェラーゼ活性は根と同様であった。これらの知見
から、αAmy8 SRS/GARSエンハンサーが、
発芽した形質転換イネ種子において最小プロモーターに
内乳及び胚に特異的な活性を付与することが示される。Further, the αAmy8 SRS / GARS enhancer was added to the CaMV 35S minimal promoter-Lu.
After fusing upstream of the c-fusion gene, it was introduced into the rice genome. Several transformed rice lines were obtained.
One of these series is randomly selected (this series is referred to as "T4-12"), and T2 of this T4-12 series is selected.
Seeds were germinated for 6 days. Various tissues of germinated seeds were collected and assayed for luciferase activity. Luciferase activities in endosperm and embryo were 74 and 20 times, respectively, as compared to root. At this time, the luciferase activity in shoots was similar to that in roots. From these findings, αAmy8 SRS / GARS enhancer
It is shown that the minimal promoter confers endosperm- and embryo-specific activity in germinated transformed rice seeds.
【0069】第2の実験においては、上記した形質転換
系T4−12からのT2種子の同様のバッチを、2,4
−D(2,4−ジクロロフェノキシ酢酸)で、8日間、
予め処理した。胚を集め、4群に分けた。胚の各群を、
2日間、ショ糖と共にまたはショ糖を含ませずにおよび
GAと共にまたはGAを含ませずにインキュベートした
後、ルシフェラーゼ活性をアッセイした。ショ糖の存在
下では、胚中のルシフェラーゼ活性は、GAが存在する
または存在しないにかかわらず、比較的低かった。ショ
糖及びGA双方が存在しない場合には、胚中のルシフェ
ラーゼ活性は、5.5倍、有意に増加した。ショ糖の不
存在下でGAを添加すると、8.2倍、ルシフェラーゼ
活性が促進された。In a second experiment, a similar batch of T2 seed from the transformation system T4-12 described above was prepared in 2,4
-D (2,4-dichlorophenoxyacetic acid) for 8 days,
Pre-treated. The embryos were collected and divided into 4 groups. Each group of embryos,
Luciferase activity was assayed after incubation for 2 days with or without sucrose and with or without GA. In the presence of sucrose, luciferase activity in embryos was relatively low, with or without GA. In the absence of both sucrose and GA, luciferase activity in embryos was significantly increased 5.5-fold. Addition of GA in the absence of sucrose promoted luciferase activity by a factor of 8.2.
【0070】第3の実験では、上記した形質転換系T4
−12からのT1種子の胚を、GA源を絶つために除い
た。次に、内乳を4群に分けた。内乳の各群を、2日
間、ショ糖と共にまたはショ糖を含ませずにおよびGA
と共にまたはGAを含ませずにインキュベートした後、
ルシフェラーゼ活性をアッセイした。GAの不存在下で
は、内乳中のルシフェラーゼ活性は、ショ糖が存在する
または存在しないにかかわらず、低かった。GA及びシ
ョ糖双方が存在する場合には、内乳中のルシフェラーゼ
活性は、4倍、増加した。GAの存在下でショ糖を除い
ても、ルシフェラーゼ活性は変化しなかった。これらの
結果から、αAmy8 SRS/GARSエンハンサー
は、イネの胚及び内乳において最小プロモーターにGA
応答性を付与することが示される。In the third experiment, the transformation system T4 described above was used.
T1 seed embryos from −12 were removed to break the GA source. Next, the internal milk was divided into 4 groups. Each group of endosperm for 2 days with or without sucrose and GA
After incubation with or without GA,
Luciferase activity was assayed. In the absence of GA, luciferase activity in endosperm was low with or without sucrose. In the presence of both GA and sucrose, luciferase activity in endosperm was increased 4-fold. Removal of sucrose in the presence of GA did not change luciferase activity. From these results, the αAmy8 SRS / GARS enhancer is the GA promoter in the rice embryo and endosperm.
It is shown to give responsiveness.
【0071】実施例2:αAmy3 SRSは、安定し
て形質転換されたイネ懸濁細胞においてAct1プロモ
ーター活性を促進した
ホタルのルシフェラーゼ遺伝子(Luc)を、それぞ
れ、Act1プロモーターまたはαAmy3 SRSの
3つのタンデムの繰り返しを含むAct1プロモーター
の下流に融合して、それぞれ、Act1−Luc及びA
ct1−3SRS−Lucを得た。このようにして得ら
れたキメラ遺伝子を、アグロバクテリウム(Agrobacteri
um)を介した形質転換によりイネのゲノムに導入した。
幾つかの形質転換細胞系が得られ、各構築物について4
系統をランダムに選んで、さらなる研究に使用した。Example 2: αAmy3 SRS is a firefly luciferase gene (Luc) which promotes Act1 promoter activity in stably transformed rice suspension cells, and is expressed in three tandems of the Act1 promoter and αAmy3 SRS, respectively. Fused downstream of the Act1 promoter containing repeats, Act1-Luc and A, respectively.
ct1-3SRS-Luc was obtained. The chimeric gene thus obtained was used as an Agrobacterium (Agrobacteri
(um) and introduced into the rice genome.
Several transformed cell lines were obtained, 4 for each construct
Lines were randomly selected and used for further studies.
【0072】形質転換されたカルスを懸濁細胞として培
養した。次に、これらの細胞を、2日間、ショ糖と共に
またはショ糖を用いずに培地中で培養した後、ルシフェ
ラーゼ活性をアッセイした。野生型のAct1プロモー
ターによって付与されたルシフェラーゼ活性は、ショ糖
が欠乏した細胞では非常に低かった。これは、ショ糖が
与えられた細胞でのルシフェラーゼ活性に比べて6〜8
倍低いものであった。これに対して、Act1−3SR
Sプロモーターによって付与されたルシフェラーゼ活性
は、ショ糖が欠乏した細胞では、ショ糖が与えられた細
胞での値の約2〜5.5倍と、劇的に増加した。驚くべ
きことに、Act1−3SRSプロモーターは、細胞を
ショ糖が供給されてまたは供給されずに培養するいかん
にかかわらず、有意により高いルシフェラーゼ活性を付
与した。即ち、αAmy3 SRSは、ショ糖が与えら
れた細胞で平均3倍、およびショ糖が欠乏した細胞で少
なくとも20倍、Act1プロモーター活性を促進し
た。これらの結果から、安定して形質転換されたイネ懸
濁細胞において、ルシフェラーゼの発現は、αAmy3
SRSをAct1プロモーター中に組み込むことによ
って、有意に促進したことが示される。加えて、αAm
y3 SRSは、糖で誘導されるAct1プロモーター
を糖の欠乏で誘導されるプロモーターに変換することも
示される。The transformed callus was cultured as a suspension cell. These cells were then incubated for 2 days in medium with or without sucrose before assaying for luciferase activity. The luciferase activity conferred by the wild-type Act1 promoter was very low in cells lacking sucrose. This is 6-8 compared to the luciferase activity in cells fed sucrose.
It was twice as low. In contrast, Act1-3SR
The luciferase activity conferred by the S promoter was dramatically increased in cells lacking sucrose, approximately 2-5.5 times the value in cells fed with sucrose. Surprisingly, the Act1-3SRS promoter conferred significantly higher luciferase activity regardless of whether cells were cultured with or without sucrose. That is, αAmy3 SRS promoted Act1 promoter activity by an average of 3-fold in cells fed sucrose and at least 20-fold in cells lacking sucrose. From these results, the expression of luciferase was found to be αAmy3 in stably transformed rice suspension cells.
Incorporation of SRS into the Act1 promoter is shown to significantly enhance. In addition, αAm
The y3 SRS has also been shown to convert the sugar-inducible Act1 promoter into a sugar-deficiency-inducible promoter.
【0073】実施例3:αAmy3 SRSは、形質転
換イネにおいてAct1プロモーター活性を促進した
Act1−Lucを有する4形質転換系及びAct1−
3SRS−Lucを有する8形質転換系のT3同型接合
型種子を、8日間、発芽、成長させた。葉を実生から集
め、ルシフェラーゼ活性をアッセイした。ルシフェラー
ゼ活性は、同様の構築物を有するすべての形質転換系の
葉で有意には相違しなかった。異なる形質転換体におけ
るAct1−3SRSプロモーターによって付与された
平均ルシフェラーゼ活性は同等であり、Act1プロモ
ーターによって付与されたものに比べて2.5〜3倍よ
り高かった。これらの結果から、αAmy3 SRS
は、一般的に、形質転換イネにおいてAct1プロモー
ター活性を促進することが示される。Example 3: αAmy3 SRS is a 4-transformation system having Act1-Luc which promoted Act1 promoter activity in transformed rice and Act1-.
Eight transgenic T3 homozygous seeds containing 3SRS-Luc were germinated and grown for 8 days. Leaves were collected from seedlings and assayed for luciferase activity. Luciferase activity was not significantly different in leaves of all transformed lines with similar constructs. The average luciferase activity conferred by the Act1-3SRS promoter in the different transformants was comparable and 2.5-3 times higher than that conferred by the Act1 promoter. From these results, αAmy3 SRS
Are generally shown to promote Act1 promoter activity in transformed rice.
【0074】驚くべきことに、αAmy3 SRSによ
るAct1プロモーター活性の促進は、発達により調節
された。形質転換系Act 6−9−1及びAct(3
SRS)5−15−1のT3同型接合型種子を、特定の
期間、発芽、成長させた。Act1−3SRSプロモー
ターは、2週間後、発芽した種子及び実生の様々な組織
でAct1プロモーターに比べてより高いルシフェラー
ゼ活性を付与した。ルシフェラーゼ活性の促進の差は、
根で最も劇的であり(5から56倍)、次に苗条(4か
ら11倍)および胚(3から18倍)であった。Act
1及びAct1−3SRSプロモーターによって付与さ
れる様々な器官におけるルシフェラーゼ活性は、発芽し
てから7〜8日以内にピークとなり、その後は減少し
た。成長の8週間以内に、ルシフェラーゼ活性の促進の
差が、根で最も高くなり(7から38倍)、次に葉で高
く(5から20倍)、鞘で最も低かった(4から7
倍)。Surprisingly, the promotion of Act1 promoter activity by αAmy3 SRS was developmentally regulated. Transformation systems Act 6-9-1 and Act (3
SRS) 5-15-1 T3 homozygous seeds were germinated and grown for a specified period of time. The Act1-3SRS promoter conferred higher luciferase activity after 2 weeks in various tissues of germinated seeds and seedlings compared to the Act1 promoter. The difference in promotion of luciferase activity is
The roots were most dramatic (5-56 fold), followed by shoots (4-11 fold) and embryos (3-18 fold). Act
Luciferase activity in various organs conferred by the 1 and Act1-3SRS promoters peaked within 7-8 days of germination and decreased thereafter. Within 8 weeks of growth, the difference in promotion of luciferase activity was highest in roots (7 to 38 times), then higher in leaves (5 to 20 times), and lowest in pods (4 to 7 times).
Times).
【0075】形質転換実生及び植物の葉、鞘、及び根に
おける全ルシフェラーゼ活性を算出して、比較した。A
ct1またはAct1−3SRSプロモーターによって
付与された、形質転換イネにおけるルシフェラーゼ活性
は、発達段階に依存して変動した。様々な組織における
ルシフェラーゼ活性は、発芽してから1週間以内に第1
のピークに達し、2または3週間で最も低いレベルに達
し、4週間目に再度上昇した。Total luciferase activities in transformed seedlings and plant leaves, pods, and roots were calculated and compared. A
Luciferase activity conferred by the ct1 or Act1-3SRS promoters in transformed rice varied depending on the developmental stage. The luciferase activity in various tissues was first determined within 1 week after germination.
Peaked, reached the lowest level at 2 or 3 weeks, and rose again at 4 weeks.
【0076】さらに、Act1−3SRSプロモーター
によって付与されたルシフェラーゼ活性は、実生を暗所
で成長させるまたは明/暗所サイクル(light/dark cycl
e)で成長させるいかんにかかわらず、Act1プロモー
ターによって付与されたルシフェラーゼ活性に比べて有
意に高かった。また、明/暗所サイクル(light/darkcyc
le)で成長させた実生の葉におけるルシフェラーゼの発
現は、Act1プロモーターがαAmy3 SRSを含
むまたは含まないにかからわず、発芽してから1週間以
内では暗所で成長させた葉におけるよりも高かった。In addition, the luciferase activity conferred by the Act1-3SRS promoter causes the seedlings to grow in the dark or light / dark cycle.
It was significantly higher than the luciferase activity conferred by the Act1 promoter regardless of whether it was grown in e). In addition, the light / dark cycle (light / darkcyc
luciferase expression in seedlings grown in (le) was higher than in leaves grown in the dark within 1 week after germination, whether or not the Act1 promoter contained the αAmy3 SRS. It was
【0077】本発明の多くの実施態様を説明してきた
が、様々な修飾が本発明の概念及び精神を逸脱しない限
りなされることは理解されるであろう。したがって、他
の実施態様は本発明の概念に含まれる。While many embodiments of the invention have been described, it will be appreciated that various modifications may be made without departing from the spirit and spirit of the invention. Therefore, other embodiments are within the concept of the invention.
【0078】[0078]
【発明の効果】上述したように、本発明は、(1)イネ
のαAmy8遺伝子由来の転写エンハンサー;エンハン
サーに対して異種であり、該エンハンサーに操作可能に
連結されるプロモーター;および該プロモーターに操作
可能に連結され、転写物をコード化するコーディング配
列からなる、組換え核酸;(2)複数のイネのαAmy
8遺伝子由来の転写エンハンサー;該エンハンサーに操
作可能に連結されるプロモーター;および該プロモータ
ーに操作可能に連結され、転写物をコード化するコーデ
ィング配列からなる、組換え核酸;(3)イネのαAm
y8遺伝子由来の転写エンハンサー;上記エンハンサー
に対して異種であり、上記エンハンサーに操作可能に連
結されるプロモーター;および上記プロモーターに操作
可能に連結され、転写物をコード化するコーディング配
列からなる組換え核酸を含む安定して形質転換された植
物細胞または形質転換植物;ならびに(4)複数のイネ
のαAmy3またはαAmy8遺伝子由来の転写エンハ
ンサー;上記エンハンサーに操作可能に連結されるプロ
モーター;および上記プロモーターに操作可能に連結さ
れ、転写物をコード化するコーディング配列からなる組
換え核酸を含む安定して形質転換された植物細胞または
形質転換植物を提供するものである。本発明の組換え核
酸を用いることによって、この核酸が形質転換された植
物細胞または植物においてプロモーター活性を増加する
ことが可能であり、ゆえに、このような組換え核酸が安
定して形質転換された植物細胞または形質転換植物にお
いて内因性または外因性の遺伝子の非常に活性のある及
びきっちり調節された発現システムが得られる。EFFECTS OF THE INVENTION As described above, the present invention provides (1) a transcription enhancer derived from the rice αAmy8 gene; a promoter that is heterologous to the enhancer and is operably linked to the enhancer; A recombinant nucleic acid operably linked and consisting of a coding sequence encoding a transcript; (2) a plurality of rice αAmy
(3) A recombinant nucleic acid comprising a transcription enhancer derived from 8 genes; a promoter operably linked to the enhancer; and a coding sequence operably linked to the promoter and encoding a transcript; (3) rice αAm
A transcription enhancer derived from the y8 gene; a promoter heterologous to the enhancer and operably linked to the enhancer; and a recombinant nucleic acid comprising a coding sequence operably linked to the promoter and encoding a transcript. Stably transformed plant cells or transformed plants comprising: (4) a transcription enhancer derived from a plurality of rice αAmy3 or αAmy8 genes; a promoter operably linked to the enhancer; and operable to the promoter And a stably transformed plant cell or transformed plant comprising a recombinant nucleic acid consisting of a coding sequence coding for a transcript, which is ligated to. By using the recombinant nucleic acid of the present invention, it is possible to increase the promoter activity in the plant cell or plant transformed with this nucleic acid, and thus such recombinant nucleic acid was stably transformed. Highly active and tightly regulated expression systems of endogenous or exogenous genes are obtained in plant cells or transformed plants.
【0079】さらに、本発明のよるαAmy3及びαA
my8遺伝子由来のエンハンサーは、糖に対する感受性
をもって、ホルモンに対する応答性をもって、組織に対
して特異的に、さらに発達段階に依存してプロモーター
活性を向上するため、本発明の組換え核酸を含む安定し
て形質転換された植物細胞または形質転換植物は、病気
に、昆虫に、若しくはストレスに耐性のある遺伝子また
は商業上有益なポリペプチドをコード化する遺伝子を過
剰に発現する植物システムを開発するのに有用である。Further, αAmy3 and αA according to the present invention
The enhancer derived from the my8 gene enhances the promoter activity depending on the sensitivity to sugar, the responsiveness to hormones, the tissue-specificity, and the developmental stage. Transformed plant cells or transformed plants are used to develop plant systems that overexpress genes that are resistant to disease, insects, or stress or genes that encode commercially beneficial polypeptides. It is useful.
【0080】[0080]
【配列表】 SEQUENCE LISTING <110> Academia Sinica <120> RICE ALPHA-AMYLASE TRANSCRIPTIONAL ENHANCERS <130> 2002P0069 <160> 6 <170> FastSEQ for Windows(登録商標) Version 4.0 <210> 1 <211> 230 <212> DNA <213> Oryza sativa <400> 1 cgtcatgcgt gatcggtgat cgatcaccga gagagaccgg acgacgagtc gagagagctc 60 gcgccgcctc gatcggcgcg gcggtgactc gagcagggcc tgaagtagct gcacggctca 120 aggcggcact ccatcaccgg acaccggggt ccagactact cgtttccgtt ggagaaataa 180 ccacctttat ccatgttgct tatccgtgaa ttgcaacagc attgattgtt 230 <210> 2 <211> 105 <212> DNA <213> Oryza sativa <400> 2 atcccgtcgc cttggagacc gggccccgac gcggccgacg cggcgcctac gtggccatgc 60 tttattgcct tatccatatc cacgccattt attgtggtcg tctct 105 <210> 3 <211> 52 <212> DNA <213> Oryza sativa <400> 3 gccatgcttt attgccttat ccatatccac gccatttatt gtggtcgtct ct 52 <210> 4 <211> 65 <212> DNA <213> Oryza sativa <400> 4 atcccgtcgc cttggagacc gggccccgac gcggccgacg cggcgcctac gtggccatgc 60 tttat 65 <210> 5 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetically generated primer <400> 5 cccgaattca tcccgtcgcc ttggaga 27 <210> 6 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetically generated primer <400> 6 cccgaattca gagacgacaa taat 24[Sequence list] SEQUENCE LISTING <110> Academia Sinica <120> RICE ALPHA-AMYLASE TRANSCRIPTIONAL ENHANCERS <130> 2002P0069 <160> 6 <170> FastSEQ for Windows (registered trademark) Version 4.0 <210> 1 <211> 230 <212> DNA <213> Oryza sativa <400> 1 cgtcatgcgt gatcggtgat cgatcaccga gagagaccgg acgacgagtc gagagagctc 60 gcgccgcctc gatcggcgcg gcggtgactc gagcagggcc tgaagtagct gcacggctca 120 aggcggcact ccatcaccgg acaccggggt ccagactact cgtttccgtt ggagaaataa 180 ccacctttat ccatgttgct tatccgtgaa ttgcaacagc attgattgtt 230 <210> 2 <211> 105 <212> DNA <213> Oryza sativa <400> 2 atcccgtcgc cttggagacc gggccccgac gcggccgacg cggcgcctac gtggccatgc 60 tttattgcct tatccatatc cacgccattt attgtggtcg tctct 105 <210> 3 <211> 52 <212> DNA <213> Oryza sativa <400> 3 gccatgcttt attgccttat ccatatccac gccatttatt gtggtcgtct ct 52 <210> 4 <211> 65 <212> DNA <213> Oryza sativa <400> 4 atcccgtcgc cttggagacc gggccccgac gcggccgacg cggcgcctac gtggccatgc 60 tttat 65 <210> 5 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetically generated primer <400> 5 cccgaattca tcccgtcgcc ttggaga 27 <210> 6 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetically generated primer <400> 6 cccgaattca gagacgacaa taat 24
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2B030 AA02 AB03 AD08 AD20 CA06 CA17 CA19 CB02 CD03 CD07 CD09 CD13 CD17 4B024 AA08 CA01 DA01 FA06 GA11 GA17 HA20 4B065 AA88X AA88Y AB01 AC20 BA01 BD50 CA53 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F term (reference) 2B030 AA02 AB03 AD08 AD20 CA06 CA17 CA19 CB02 CD03 CD07 CD09 CD13 CD17 4B024 AA08 CA01 DA01 FA06 GA11 GA17 HA20 4B065 AA88X AA88Y AB01 AC20 BA01 BD50 CA53
Claims (23)
ハンサー;エンハンサーに対して異種であり、該エンハ
ンサーに操作可能に連結されるプロモーター;および該
プロモーターに操作可能に連結され、転写物をコード化
するコーディング配列からなる、組換え核酸。1. A transcription enhancer derived from the rice αAmy8 gene; a promoter that is heterologous to the enhancer and is operably linked to the enhancer; and a coding that is operably linked to the promoter and encodes a transcript. A recombinant nucleic acid consisting of a sequence.
ものである、請求項1に記載の核酸。2. The nucleic acid according to claim 1, wherein the transcript encodes a polypeptide.
基配列または転写エンハンサー活性を有するその等価配
列からなる、請求項1または2に記載の核酸。3. The nucleic acid according to claim 1 or 2, wherein the transcription enhancer comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or its equivalent sequence having transcription enhancer activity.
写エンハンサー;該エンハンサーに操作可能に連結され
るプロモーター;および該プロモーターに操作可能に連
結され、転写物をコード化するコーディング配列からな
る、組換え核酸。4. A recombination comprising a transcription enhancer derived from a plurality of rice αAmy8 genes; a promoter operably linked to the enhancer; and a coding sequence operably linked to the promoter and encoding a transcript. Nucleic acid.
ハンサーを有する、請求項4に記載の核酸。5. The nucleic acid of claim 4, wherein the nucleic acid has 2, 3, or 4 copies of enhancer.
ものである、請求項4または5に記載の核酸。6. The nucleic acid according to claim 4 or 5, wherein the transcript encodes a polypeptide.
配列または転写エンハンサー活性を有するその等価配列
からなる、請求項4〜6のいずれか1項に記載の核酸。7. The nucleic acid according to claim 4, wherein the transcription enhancer consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or its equivalent sequence having transcription enhancer activity.
ハンサー;該エンハンサーに対して異種であり、該エン
ハンサーに操作可能に連結されるプロモーター;および
該プロモーターに操作可能に連結され、転写物をコード
化するコーディング配列からなる組換え核酸を含む安定
して形質転換された植物細胞または形質転換植物。8. A transcription enhancer derived from the rice αAmy8 gene; a promoter that is heterologous to the enhancer and is operably linked to the enhancer; and is operably linked to the promoter and encodes a transcript. A stably transformed plant cell or transformed plant comprising a recombinant nucleic acid comprising a coding sequence.
ものである、請求項8に記載の安定して形質転換された
植物細胞または形質転換植物。9. The stably transformed plant cell or transformed plant of claim 8, wherein the transcript encodes a polypeptide.
基配列または転写エンハンサー活性を有するその等価配
列からなる、請求項8または9に記載の安定して形質転
換された植物細胞または形質転換植物。10. The stably transformed plant cell or transformed plant according to claim 8 or 9, wherein the transcription enhancer consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or its equivalent sequence having a transcription enhancer activity.
〜10のいずれか1項に記載の安定して形質転換された
植物細胞または形質転換植物。11. The plant according to claim 8, which is a monocotyledonous plant.
10. The stably transformed plant cell or transformed plant according to any one of 10 to 10.
11のいずれか1項に記載の安定して形質転換された植
物細胞または形質転換植物。12. The plant according to claim 8, wherein the plant is a cereal plant.
12. The stably transformed plant cell or transformed plant according to any one of 11 above.
に記載の安定して形質転換された植物細胞または形質転
換植物。13. The plant according to claim 12, which is a rice plant.
The stably transformed plant cell or transformed plant according to 1.
y8遺伝子由来の転写エンハンサー;該エンハンサーに
操作可能に連結されるプロモーター;および該プロモー
ターに操作可能に連結され、転写物をコード化するコー
ディング配列からなる組換え核酸を含む安定して形質転
換された植物細胞または形質転換植物。14. A plurality of rice αAmy3 or αAm
A stable transformation comprising a transcription enhancer from the y8 gene; a promoter operably linked to the enhancer; and a recombinant nucleic acid comprising a coding sequence operably linked to the promoter and encoding a transcript. Plant cells or transformed plants.
子由来である、請求項14に記載の安定して形質転換さ
れた植物細胞または形質転換植物。15. The stably transformed plant cell or transformed plant according to claim 14, wherein the transcription enhancer is derived from the αAmy3 gene.
または4の塩基配列または転写エンハンサー活性を有す
るその等価配列からなる、請求項15に記載の安定して
形質転換された植物細胞または形質転換植物。16. The transcription enhancer is SEQ ID NO: 2, 3.
The stably transformed plant cell or transformed plant according to claim 15, which comprises the nucleotide sequence of 4 or an equivalent sequence thereof having a transcription enhancer activity.
子由来である、請求項14に記載の安定して形質転換さ
れた植物細胞または形質転換植物。17. The stably transformed plant cell or transformed plant according to claim 14, wherein the transcription enhancer is derived from the αAmy8 gene.
基配列または転写エンハンサー活性を有するその等価配
列からなる、請求項17に記載の安定して形質転換され
た植物細胞または形質転換植物。18. The stably transformed plant cell or transformed plant according to claim 17, wherein the transcription enhancer consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or its equivalent sequence having transcription enhancer activity.
ンハンサーを有する、請求項14〜18のいずれか1項
に記載の安定して形質転換された植物細胞または形質転
換植物。19. The stably transformed plant cell or transformed plant according to any one of claims 14 to 18, wherein the nucleic acid has 2, 3, or 4 copies of the enhancer.
るものである、請求項14〜19のいずれか1項に記載
の安定して形質転換された植物細胞または形質転換植
物。20. The stably transformed plant cell or transformed plant according to any one of claims 14 to 19, wherein the transcript encodes a polypeptide.
4〜20のいずれか1項に記載の安定して形質転換され
た植物細胞または形質転換植物。21. The plant is a monocotyledonous plant.
21. The stably transformed plant cell or transformed plant according to any one of 4 to 20.
〜21のいずれか1項に記載の安定して形質転換された
植物細胞または形質転換植物。22. The plant is a cereal plant.
22. A stably transformed plant cell or transformed plant according to any one of claims 21 to 21.
に記載の安定して形質転換された植物細胞または形質転
換植物。23. The plant according to claim 22, which is a rice plant.
The stably transformed plant cell or transformed plant according to 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002060666A JP2003259868A (en) | 2002-03-06 | 2002-03-06 | RECOMBINANT NUCLEIC ACID HAVING alpha-AMYLASE TRANSCRIPTIONAL ENHANCER OF RICE AND STABLY TRANSFORMED PLANT CELL AND TRANSFORMED PLANT INCLUDING THE SAME |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002060666A JP2003259868A (en) | 2002-03-06 | 2002-03-06 | RECOMBINANT NUCLEIC ACID HAVING alpha-AMYLASE TRANSCRIPTIONAL ENHANCER OF RICE AND STABLY TRANSFORMED PLANT CELL AND TRANSFORMED PLANT INCLUDING THE SAME |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003259868A true JP2003259868A (en) | 2003-09-16 |
Family
ID=28669941
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002060666A Pending JP2003259868A (en) | 2002-03-06 | 2002-03-06 | RECOMBINANT NUCLEIC ACID HAVING alpha-AMYLASE TRANSCRIPTIONAL ENHANCER OF RICE AND STABLY TRANSFORMED PLANT CELL AND TRANSFORMED PLANT INCLUDING THE SAME |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003259868A (en) |
-
2002
- 2002-03-06 JP JP2002060666A patent/JP2003259868A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2003251579B2 (en) | Intron double stranded RNA constructs and uses thereof | |
JP5015373B2 (en) | Methods and means for obtaining an improved phenotype | |
EP0781849B1 (en) | Method employing tissue specific promoter | |
US11629353B2 (en) | Whole seed specific promoter | |
US7626081B2 (en) | Cotton α-globulin promoter for seed-specific expression of transgenes | |
RU2559534C2 (en) | Regulatory molecules of nucleic acids for enhancement of seed-specific and/or seed-preferred gene expression in plants | |
Xu et al. | Rice triosephosphate isomerase gene 5 [prime] sequence directs [beta]-glucuronidase activity in transgenic tobacco but requires an intron for expression in rice | |
MXPA02003098A (en) | Seed preferred promoter from maize. | |
WO1992001042A1 (en) | Transgenic plants expressing industrial enzymes | |
US7211712B2 (en) | Seed-preferred regulatory elements | |
TWI534265B (en) | Method, genetic construct and transgenic p;ant cell for manipulating fructan biosynthesis in photosynthetic cells of a plant | |
US8791330B2 (en) | Expression regulatory elements | |
WO2005113771A1 (en) | An embryo preferred promoter and method of using same | |
Rossi et al. | Analysis of an abscisic acid (ABA)-responsive gene promoter belonging to the Asr gene family from tomato in homologous and heterologous systems | |
Oszvald et al. | Development and characterization of a chimaeric tissue-specific promoter in wheat and rice endosperm | |
JP2019508047A (en) | Plant regulatory element and its use | |
CZ20021139A3 (en) | Specific albumen promoters of plant grains | |
JP2003509027A (en) | Clean synthetic vectors, plasmids, transgenic plants, plant parts containing them, and methods of obtaining them | |
US7094958B2 (en) | Rice α-amylase transcriptional enhancers | |
JP2003259868A (en) | RECOMBINANT NUCLEIC ACID HAVING alpha-AMYLASE TRANSCRIPTIONAL ENHANCER OF RICE AND STABLY TRANSFORMED PLANT CELL AND TRANSFORMED PLANT INCLUDING THE SAME | |
CA2343933A1 (en) | Use of bifunctional .alpha.-amylase subtilisin inhibitor promoter sequence of barley to confer expression in seeds | |
MXPA06003715A (en) | Rna virus-derived plant expression system. | |
JP3305281B2 (en) | Sugar-responsive enhancer in α-amylase gene | |
US20110225683A1 (en) | Importation of a Ribozyme into Vegetable Mitochondria by a Pseudo-tRNA that can be Aminoacylated by Valine | |
CA2533860C (en) | Moss expressing promoting regions |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060905 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20061205 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20061208 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070226 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070814 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20071113 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20071116 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20071212 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20071217 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080311 |