JP2003525589A - Genetic breeding method - Google Patents

Genetic breeding method

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JP2003525589A
JP2003525589A JP2000609580A JP2000609580A JP2003525589A JP 2003525589 A JP2003525589 A JP 2003525589A JP 2000609580 A JP2000609580 A JP 2000609580A JP 2000609580 A JP2000609580 A JP 2000609580A JP 2003525589 A JP2003525589 A JP 2003525589A
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フロム,マイケル
チャン,ジェームズ
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メンデル・バイオテクノロジー・インコーポレーテッド
フロム,マイケル
チャン,ジェームズ
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    • Y02A40/146Genetically Modified [GMO] plants, e.g. transgenic plants

Abstract

(57)【要約】 植物における目的の遺伝子の変更された発現に関連する形質に関してスクリーニングする方法を提供する。該方法は、目的の遺伝子の発現パターンを変更するための伝統的な植物育種技術を用いる組合せアプローチである。該方法で用いるためのキットおよび該方法によって生じるトランスジェニック植物も提供する。 (57) [Summary] Provided is a method for screening for a trait associated with altered expression of a gene of interest in a plant. The method is a combinatorial approach using traditional plant breeding techniques to alter the expression pattern of the gene of interest. Also provided are kits for use in the method and transgenic plants generated by the method.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】 発明の分野 本発明は、植物分子生物学の分野にある。特に、本発明は、改善された農業的
形質のため植物を育種するための方法に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention is in the field of plant molecular biology. In particular, the invention relates to methods for breeding plants for improved agronomic traits.

【0002】 発明の背景 現在まで、農業的作物(crop)の改善のほぼすべては、伝統的な植物育種
技術を用い、達成されてきている。これらの技術は、異なる遺伝的背景を持つ親
植物を交雑し、遺伝的多様性を持つ子孫を生成することを伴う。その後、子孫を
選択し、望ましい形質を発現する植物を得る。その後、多数の戻し交雑または自
殖(selfing)を介し、望ましい形質を固定し、一方、有害な形質を除去
し、最終的に望ましい特性を持つ子孫を得る。ハイブリッドトウモロコシ(co
rn)、低エルカ酸脂肪種子ナタネ(oilseed rape)、高油トウモ
ロコシ、および硬質白色冬コムギ(hard white winter wh
eat)は、伝統的な育種で達成された、重要な農業的進歩の例である。
[0002] The background of the invention up to now, almost all of the improvement of agricultural crops (crop) is, using traditional plant breeding techniques, have been achieved. These techniques involve crossing parental plants with different genetic backgrounds to produce progeny with genetic diversity. The progeny are then selected to obtain plants that express the desired trait. Then, through a number of backcrosses or selfing, the desired trait is fixed, while the deleterious trait is removed to finally obtain progeny with the desired traits. Hybrid corn (co
rn), low erucic acid oilseed rape, high oil corn, and hard white winter wheat.
eat) is an example of an important agricultural advance achieved by traditional breeding.

【0003】 しかし、特定の作物の生殖質の遺伝的多様性の量は、育種により達成すること
が可能なものを制限する。前世紀に渡る作物収量の進歩が立証するように、伝統
的な育種は、非常に強力であることが証明されてきてはいるが、最近のデータに
より、主要な食用作物に関し、収量改善率は、漸減していることが示唆される(
Lee(1998)Proc. Natl. Acad. Sci. USA
95:2001−2004)。分子マッピングマーカーの育種プログラムへの導
入は、近い将来、作物改善過程を加速する可能性があるが、究極的には、遺伝的
多様性の新たな供給源の欠如が制限になるであろう。特に、伝統的な育種は、疾
患耐性増加など、多くの多遺伝子形質を改善するには、むしろ無効であることが
証明されてきている。
However, the amount of germplasm genetic diversity in a particular crop limits what can be achieved by breeding. Although traditional breeding has proven to be very powerful, as evidenced by advances in crop yield over the last century, recent data show that yield improvement rates for major food crops are high. , Suggesting a gradual decrease (
Lee (1998) Proc. Natl. Acad. Sci. USA
95: 2001-2004). The introduction of molecular mapping markers into breeding programs may accelerate the crop improvement process in the near future, but ultimately will be limited by the lack of new sources of genetic diversity. In particular, traditional breeding has proved rather ineffective in improving many polygenic traits, such as increased disease resistance.

【0004】 最近、作物における単一の導入遺伝子の発現を伴うバイオテクノロジーアプロ
ーチが、除草剤抵抗性(グリフォセートまたはラウンドアップ抵抗性)、昆虫抵
抗性(バチルス・ツリンギエンシス(Bacillus thuringien
sis)毒素の発現)およびウイルス抵抗性(ウイルスコートタンパク質の過剰
発現)を含む、新たな植物形質の商業的導入の成功を生じてきている。しかし、
重要な価値を持つ単一遺伝子形質のリストは比較的小さい。バイオテクノロジー
の最大の可能性は、環境的ストレス、疾患、植物発生および構造、収量並びに品
質形質に関し、複雑な多遺伝子形質を設計することにある。現在、こうした多遺
伝子形質の設計は、非常に困難であることが示されてきている。
Recently, biotechnology approaches involving the expression of a single transgene in crops have led to herbicide resistance (glyphosate or roundup resistance), insect resistance (Bacillus thuringiensis).
sis) expression of toxins) and virus resistance (overexpression of viral coat proteins), resulting in successful commercial introduction of new plant traits. But,
The list of monogenic traits of significant value is relatively small. The greatest potential of biotechnology lies in designing complex polygenic traits with respect to environmental stress, disease, plant development and structure, yield and quality traits. Currently, the design of such polygenic traits has been shown to be very difficult.

【0005】 本発明は、複雑な植物形質を修飾するのに有用な遺伝子を、迅速に同定するた
めの新規方法を提供する。
The present invention provides a novel method for rapidly identifying genes that are useful in modifying complex plant traits.

【0006】 発明の概要 1つの側面において、本発明は、植物において、目的の遺伝子の改変された発
現に関連する形質に関し、体系的にスクリーニングするための方法を提供する。
該方法は、各々トランス活性化因子を含むドナーベクターの第一のプール、およ
び各々、異なる目的の遺伝子に機能可能であるように連結されたトランス活性化
因子結合部位を含む、レセプターベクターの第二のプールを提供することを含む
。次いで、第一の植物をドナーベクタープールのメンバーで形質転換し、そして
第二の植物をレセプターベクタープールのメンバーで形質転換し、ドナーベクタ
ーを含む第一の形質転換植物およびレセプターベクターを含む第二の形質転換植
物を生成する。第一および第二の形質転換植物を交雑し、ハイブリッド植物を生
成する。第一および第二の形質転換植物は両方とも、目的の遺伝子の発現レベル
が非形質転換植物のものから改変されていないため、野生型表現型を有する。し
かし、トランス活性化因子および目的の遺伝子を両方含むハイブリッド植物の表
現型は、目的の遺伝子の発現レベルが、非形質転換植物のものと比較して改変さ
れているため、野生型とは異なる可能性がある。これらの植物の表現型を調べ、
改善された形質を持つハイブリッド植物を同定する。
[0006] In summary one aspect of the invention, the present invention provides a plant relates to traits associated with altered expression of a gene of interest, provides a method for systematically screening.
The method comprises a first pool of donor vectors each containing a transactivator and a second pool of receptor vectors each containing a transactivator binding site operably linked to a different gene of interest. Including providing a pool of. A first plant is then transformed with a member of the donor vector pool, and a second plant is transformed with a member of the receptor vector pool, a second transformed plant containing the donor vector and a second transformed plant containing the receptor vector. To produce a transformed plant. The first and second transformed plants are crossed to produce a hybrid plant. Both the first and second transformed plants have a wild-type phenotype because the expression level of the gene of interest has not been altered from that of non-transformed plants. However, the phenotype of hybrid plants containing both the transactivator and the gene of interest may be different from the wild type because the expression level of the gene of interest is modified compared to that of non-transformed plants. There is a nature. Investigate the phenotype of these plants,
Identify hybrid plants with improved traits.

【0007】 トランス活性化因子は、(1)恒常的プロモーター、(2)誘導性プロモータ
ー、(3)組織活性または特異的プロモーターあるいは(4)発生段階活性また
は特異的プロモーターに、機能可能であるように連結されてもよい。トランス活
性化因子が恒常的プロモーターに連結されている場合、遺伝子発現の変化は、す
べての組織で、そして常に観察され、植物に対する遺伝子発現効果の広い概観が
観察されるであろう。トランス活性化因子が組織特異的プロモーターまたは誘導
性プロモーターまたは発生段階プロモーターに連結されている場合、遺伝子発現
は、特定の組織、例えば種子、根、花、葉、苗条(shoot)、果実または茎
で、発生の特定の時期中、例えば発生初期、中期または後期段階で、あるいは特
定の条件、例えば特定の環境的または疾患ストレス下で、スイッチオンまたはオ
フされる可能性がある。植物は、1つより多くのレセプターベクターまたは1つよ
り多くのドナーベクターで形質転換されてもよい。
The transactivator appears to be functional in (1) a constitutive promoter, (2) an inducible promoter, (3) a tissue-active or specific promoter, or (4) a developmental stage-active or specific promoter. May be connected to. If the transactivator is linked to a constitutive promoter, changes in gene expression will be observed in all tissues and at all times, and a broad overview of gene expression effects on plants will be observed. When the transactivator is linked to a tissue-specific or inducible or developmental promoter, gene expression is expressed in specific tissues, such as seeds, roots, flowers, leaves, shoots, fruits or stems. Can be switched on or off during a specific time of development, for example during the early, middle or late stages of development, or under specific conditions, such as under specific environmental or disease stresses. The plant may be transformed with more than one receptor vector or more than one donor vector.

【0008】 目的の遺伝子は、いかなる遺伝子であってもよいが、好ましくは、例えば転写
因子等の制御遺伝子、ホスファターゼまたはプロテインキナーゼである。1つの
好ましい態様において、目的の遺伝子は、植物で同定されるすべての転写因子、
例えばシロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)で同定さ
れるものなどである。これらの遺伝子は、植物において、すべての遺伝子発現を
集合的に調節し、そしてしたがって、すべての植物形質を調節する。遺伝子は、
過剰発現解析のため、センス方向にあってもよいし、過少発現解析のため、アン
チセンス方向にあってもよい。さらに、遺伝子は、遺伝子の全長コード配列また
は遺伝子の断片、特に生物学的活性を持つ断片であってもよい。
The gene of interest may be any gene, but is preferably a regulatory gene such as a transcription factor, a phosphatase or a protein kinase. In one preferred embodiment, the gene of interest is any transcription factor identified in plants,
For example, those identified in Arabidopsis thaliana. These genes collectively regulate the expression of all genes in plants, and thus all plant traits. The gene is
It may be in the sense direction for overexpression analysis, or may be in the antisense direction for underexpression analysis. Furthermore, the gene may be the full length coding sequence of the gene or a fragment of the gene, in particular a biologically active fragment.

【0009】 ドナーおよびレセプターベクターはまた、形質転換ハイブリッド植物を選択す
るのを補助するため、それぞれ第一および第二の選択可能マーカーも含んでもよ
い。
The donor and receptor vectors may also include first and second selectable markers, respectively, to aid in selecting transformed hybrid plants.

【0010】 第二の側面において、本発明は、望ましいまたは改善された形質のため植物を
育種するための方法を提供する。本方法は、各々、トランス活性化因子を含むド
ナーベクターで形質転換されている植物の第一のプールのメンバーを、各々、異
なる目的の遺伝子に機能可能であるように連結されたトランス活性化因子結合部
位を含むレセプターベクターで形質転換されている植物の第二のプールのメンバ
ーと交雑し、ハイブリッド植物の集合を生成することを伴う。伝統的な植物育種
技術を用い、ドナーおよびレセプターベクターを両方有し、そして望ましいまた
は改善された形質を示すトランスジェニック植物を得る。さらに、本発明は、上
記の方法により生成されたトランスジェニック植物を提供する。
In a second aspect, the present invention provides methods for breeding plants for desirable or improved traits. The method involves transactivating a member of a first pool of plants, each transformed with a donor vector containing a transactivator, operably linked to a different gene of interest. It involves hybridizing with a member of a second pool of plants that have been transformed with a receptor vector containing a binding site to produce a hybrid plant population. Using traditional plant breeding techniques, transgenic plants are obtained that have both donor and receptor vectors and that exhibit desirable or improved traits. Furthermore, the present invention provides a transgenic plant produced by the above method.

【0011】 さらに別の側面において、本発明は、植物育種キットである。該植物育種キッ
トは、(a)活性化因子ベクターのプール、ここで各ドナーベクターはトランス
活性化因子を含む、および;(b)レセプターベクターのプール、ここで各レセ
プターベクターは、異なる目的の遺伝子に機能可能であるように連結されたトラ
ンス活性化因子結合部位を含む、を含む。該ベクターはまた、形質転換ハイブリ
ッド植物を選択するのを補助するため、第一および第二の選択可能マーカーも含
んでもよい。トランス活性化因子は、(1)恒常的プロモーター、(2)誘導性
プロモーター、(3)組織活性または特異的プロモーターあるいは(4)発生段
階活性または特異的プロモーターに、機能可能であるように連結されてもよい。
In yet another aspect, the present invention is a plant breeding kit. The plant breeding kit comprises (a) a pool of activator vectors, wherein each donor vector comprises a transactivator, and (b) a pool of receptor vectors, wherein each receptor vector comprises a different gene of interest. Comprising a transactivator binding site operably linked to. The vector may also include first and second selectable markers to assist in selecting transformed hybrid plants. The transactivator is operably linked to (1) a constitutive promoter, (2) an inducible promoter, (3) a tissue activity or specific promoter, or (4) a developmental stage activity or specific promoter. May be.

【0012】 個々のドナーベクターおよびレセプターベクターを、それぞれ第一および第二
の植物に形質転換し、そして伝統的な植物育種技術を使用し、農業的に価値があ
る形質を持つ、第一および第二のベクターを含む、ハイブリッド植物を生成する
The individual donor and receptor vectors are transformed into first and second plants, respectively, and using traditional plant breeding techniques, the first and second plants have agronomically valuable traits. Generate a hybrid plant containing the two vectors.

【0013】 さらなる側面において、本発明は、植物において、遺伝子発現パターンを修飾
するための方法である。該方法は、まず、各活性化ベクターメンバーがトランス
活性化因子を含む、ドナーベクターの第一のプール、および、各レセプターベク
ターメンバーが制御遺伝子に機能可能であるように連結されたトランス活性化因
子結合部位を含む、レセプターベクターの第二のプールを提供することを含む。
活性化因子およびレセプターベクターメンバーを、第一および第二の植物に形質
転換する。形質転換された第一および第二の植物を交雑し、遺伝子発現パターン
が修飾されたハイブリッド植物を生成する。
In a further aspect, the invention is a method for modifying gene expression patterns in plants. The method begins with a first pool of donor vectors, each activating vector member comprising a transactivator, and a transactivator operably linked to each of the receptor vector members. Providing a second pool of receptor vectors containing a binding site.
The activator and receptor vector members are transformed into first and second plants. The transformed first and second plants are crossed to produce hybrid plants with modified gene expression patterns.

【0014】 発明の詳細な説明 定義 「トランスジェニック植物または形質転換植物」は、形質転換により導入され
た組換えポリヌクレオチドを含む植物を指す。形質転換は、いかなるものでもよ
い方式で、植物にヌクレオチド配列を導入し、該配列の安定なまたは一過的発現
を引き起こすことを意味する。これは、ウイルスベクターでのトランスフェクシ
ョン、アグロバクテリウムに基づくベクターなどのプラスミドでの形質転換、あ
るいは、エレクトロポレーション、リポフェクション、または粒子銃加速による
裸の(naked)DNAの導入により、達成することが可能である。形質転換
植物は、全植物と共に、種子、植物組織、植物細胞、またはいかなる他の植物成
分も、そして該植物の子孫も指す可能性がある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Definitions "transgenic plant or transgenic plant" refers to a plant comprising the introduced recombinant polynucleotide by transformation. Transformation means introducing a nucleotide sequence into a plant in any manner that causes stable or transient expression of the sequence. This can be accomplished by transfection with a viral vector, transformation with a plasmid such as an Agrobacterium-based vector, or introduction of naked DNA by electroporation, lipofection, or particle gun acceleration. Is possible. Transformed plant can refer to whole plants, as well as seeds, plant tissues, plant cells, or any other plant component, and the progeny of the plant.

【0015】 「ベクター」は、組換え的または合成的に生成され、遺伝子の発現を引き起こ
すことが可能である核酸領域を含む、核酸構築物である。「ドナーベクター」は
、トランス活性化遺伝子のポリヌクレオチド配列発現のための構築物である。ト
ランス活性化遺伝子は、プロモーターに機能可能であるように連結されている。
プロモーター領域は、組織活性または特異的プロモーター、発生段階活性または
特異的プロモーター、誘導性プロモーターあるいは恒常的プロモーターを含んで
もよい。
A “vector” is a nucleic acid construct that contains a nucleic acid region that is recombinantly or synthetically produced and is capable of directing the expression of a gene. A "donor vector" is a construct for expressing a polynucleotide sequence of a transactivating gene. The transactivating gene is operably linked to a promoter.
The promoter region may include a tissue activity or specific promoter, a developmental stage activity or specific promoter, an inducible promoter or a constitutive promoter.

【0016】 「レセプターベクター」は、制御遺伝子などの目的の遺伝子の発現のための構
築物である。典型的には、レセプターベクターは、トランス活性化因子結合部位
の配列を含む。構築物配列はまた、プロモーター、オペレーター、エンハンサー
領域、サイレンサー領域、ポリアデニル化部位、翻訳開始部位およびそれらに匹
敵するものも含んでもよい。
A “receptor vector” is a construct for expression of a gene of interest such as a regulatory gene. Typically, the receptor vector contains a sequence of transactivator binding sites. Construct sequences may also include promoters, operators, enhancer regions, silencer regions, polyadenylation sites, translation initiation sites and the like.

【0017】 「目的の遺伝子」は、制御遺伝子、例えば転写因子、プロテインキナーゼまた
はホスファターゼのポリヌクレオチド配列である。これらの配列は、センスまた
はアンチセンス方向にあってもよいし、あるいは部分的または完全遺伝子配列で
あってもよい。
A “gene of interest” is a polynucleotide sequence of a regulatory gene, such as a transcription factor, protein kinase or phosphatase. These sequences may be in sense or antisense orientation, or may be partial or complete gene sequences.

【0018】 ヌクレオチド配列は、別のヌクレオチド配列と機能的な関係に置かれている場
合、「機能可能であるように連結」されている。例えば、プロモーターまたはエ
ンハンサーは、該プロモーターまたはエンハンサーの存在が、遺伝子コード配列
の発現レベルを増加させる場合、遺伝子コード配列に機能可能であるように連結
されている。
A nucleotide sequence is “operably linked” when it is placed into a functional relationship with another nucleotide sequence. For example, a promoter or enhancer is operably linked to a gene coding sequence if the presence of the promoter or enhancer increases the expression level of the gene coding sequence.

【0019】 「プール」は、少なくとも2つのメンバー、好ましくは、少なくとも10のメ
ンバー、より好ましくは、少なくとも100のメンバーの群を含む。例えば、プ
ールは、植物の特定の種類の同定された遺伝子すべて、例えば、シロイヌナズナ
で同定された1,700までの転写因子により例示されるような、植物由来の同
定された転写因子すべてであってもよい。
A “pool” comprises a group of at least 2 members, preferably at least 10 members, more preferably at least 100 members. For example, the pool may include all identified genes of a particular type of plant, for example, all identified transcription factors from a plant, as exemplified by up to 1,700 transcription factors identified in Arabidopsis. Good.

【0020】 ポリヌクレオチドまたはポリペプチド発現に関する「改変された発現または修
飾された発現」という句は、野生型植物または参照植物の発現パターンと異なる
、トランスジェニック植物の発現パターンを指し;例えば、該配列が野生型植物
で発現される細胞種と異なる細胞種での発現により、または該配列が野生型植物
で発現される時間と異なる時間での発現により、または異なる誘導剤、例えばホ
ルモンもしくは環境的シグナルに対する反応により異なるか、あるいは、野生型
植物で見られるものに比較し、異なる発現レベル(より高いまたはより低い)の
ものである。該用語はまた、発現レベルを、検出レベル以下に低下させること、
または発現を完全になくすことも指す。生じる発現パターンは、一過的でも安定
でもよく、恒常的でも誘導性でもよい。
The phrase “altered expression or modified expression” with respect to polynucleotide or polypeptide expression refers to an expression pattern in a transgenic plant that differs from the expression pattern in a wild-type plant or a reference plant; Is expressed in a cell type different from the cell type expressed in the wild-type plant, or at a different time than the time the sequence is expressed in the wild-type plant, or a different inducer, such as a hormone or environmental signal. Or a different expression level (higher or lower) as compared to that found in wild type plants. The term also reduces the expression level below the level of detection,
It also refers to completely abolishing expression. The resulting expression pattern may be transient or stable, constitutive or inducible.

【0021】 「形質」は、植物または特定の植物成分の生理学的、形態学的または物理的特
性を指す。これらの特性は、発芽速度または種子サイズなど、人の目に可視であ
ってもよく、あるいは生化学的アッセイによる、種子のタンパク質、デンプンま
たは油含量など、または、ノーザン、RT PCRもしくはマイクロアレイ遺伝
子発現アッセイを使用することによる、遺伝子の発現レベルの変化など、実験室
技術により測定可能であってもよい。
“Trait” refers to a physiological, morphological or physical characteristic of a plant or a particular plant component. These properties may be visible to the human eye, such as germination rate or seed size, or the protein, starch or oil content of the seed, by biochemical assays, or Northern, RT PCR or microarray gene expression. It may be measurable by laboratory techniques, such as changes in the expression level of a gene by using the assay.

【0022】 特定の目的の形質修飾または改善には、種子、果実、根、花、葉、茎、苗条、
実生(seedling)等に対するものが含まれ:凍結、冷え込み、熱、乾燥
(drought)、水飽和、放射線およびオゾンを含む環境条件に対する耐性
亢進;微生物、真菌またはウイルス疾患に対する抵抗性亢進;線虫に対する抵抗
性、除草剤感受性減少、重金属の耐性亢進(または重金属を取り込む能力亢進)
、劣った光条件下(例えば、少ない光および/または短い日長)での成長亢進、
あるいは目的の遺伝子の発現レベルの変化が含まれる。修飾しうる他の形質は、
植物代謝物の産生、例えばタキソール、トコフェロール、トコトリエノール、ス
テロール類、フィトステロール類、ビタミン類、ワックス単量体類、酸化防止剤
、アミノ酸、リグニン類、セルロース、タンニン類、プレニル脂質(例えばクロ
ロフィル類およびカロテノイド類)、グルコシノレート類、およびテルペノイド
類の産生変動、あるいは、組成改変タンパク質または油産生(特に種子における
もの)、あるいは修飾糖(不溶性または可溶性)および/またはデンプン組成に
関する。修飾されうる物理的植物特性には、細胞発生、果実および種子サイズお
よび数、茎、葉および根などの植物部分の収量、貯蔵中の種子の安定性、種子莢
の特性(例えば粉砕に対する感受性)、根毛長および量、節間距離、あるいは種
子被覆の品質が含まれる。修飾されうる植物成長特性には、成長速度、種子の発
芽速度、植物および実生の活力、葉および花老化、雄性不稔、アポミクシス、開
花時期、花離脱、窒素取り込み速度、バイオマスまたは蒸散特性と共に、植物構
造特性、例えば頂芽優性、分枝パターン、器官数、器官同一性、器官形状または
サイズが含まれる。
For the purpose of trait modification or improvement for a specific purpose, seeds, fruits, roots, flowers, leaves, stems, shoots,
Includes seedlings, etc .: increased resistance to environmental conditions including freezing, chilling, heat, drought, water saturation, radiation and ozone; increased resistance to microbial, fungal or viral diseases; against nematodes Resistance, decreased herbicide sensitivity, increased tolerance of heavy metals (or increased ability to take up heavy metals)
, Enhanced growth under poor light conditions (eg, low light and / or short photoperiod),
Alternatively, it includes changes in the expression level of the gene of interest. Other traits that can be modified are
Production of plant metabolites such as taxol, tocopherols, tocotrienols, sterols, phytosterols, vitamins, wax monomers, antioxidants, amino acids, lignins, cellulose, tannins, prenyl lipids (eg chlorophylls and carotenoids) ), Glucosinolates, and terpenoids, or compositionally modified proteins or oil production (especially in seeds), or modified sugars (insoluble or soluble) and / or starch composition. Physical plant characteristics that may be modified include cell development, fruit and seed size and number, yield of plant parts such as stems, leaves and roots, seed stability during storage, seed pod characteristics (eg susceptibility to grinding). , Root hair length and amount, internodal distance, or seed coat quality. Plant growth characteristics that can be modified include growth rate, seed germination rate, plant and seedling vitality, leaf and flower senescence, male sterility, apomixis, flowering time, flower withdrawal, nitrogen uptake rate, biomass or transpiration characteristics, Includes plant structural characteristics such as apical dominance, branching pattern, organ number, organ identity, organ shape or size.

【0023】 「ハイブリッド植物」は、目的の2つの植物を交雑し、種子または組織により
増殖させ、そしてその後、植物を成長させることにより、生成された植物を指す
。植物が、有性的に交雑される場合、受粉段階は、他家受粉または自己受粉、あ
るいは非形質転換植物または別の形質転換植物との戻し交雑を含んでもよい。ハ
イブリッド植物は、第一世代および後の世代の植物を含む。
“Hybrid plant” refers to a plant produced by crossing two plants of interest, growing them with seeds or tissues, and then growing the plants. If the plants are sexually crossed, the pollination stage may include cross-pollination or self-pollination, or backcrossing with a non-transformed plant or another transformed plant. Hybrid plants include first generation and later generation plants.

【0024】 本発明は、植物形質を操作し、そして改善する方法を提供する。該方法は、ゲ
ノム科学の力を植物育種技術と組み合わせる。該方法において、植物における既
知の目的の遺伝子の発現レベルは、恒常的に改変し、または選択的に改変し、組
織特異的発現、誘導性発現、発生段階特異的発現等を、高処理方式でモニターす
ることが可能である。次いで、特定の植物遺伝子を、異なるレベルで、異なる時
間、異なる種類のストレス下で、異なる植物組織等において発現することから生
じる表現型的変化等を、スクリーニングする。最後に、改善された形質を持つ植
物を選択する。
The present invention provides methods for manipulating and improving plant traits. The method combines the power of genomics with plant breeding techniques. In the method, the expression level of a known gene of interest in a plant is constitutively modified or selectively modified, and tissue-specific expression, inducible expression, developmental stage-specific expression, etc. are treated with a high treatment method. It is possible to monitor. Then, phenotypic changes and the like resulting from the expression of a specific plant gene at different levels at different times under different kinds of stress in different plant tissues and the like are screened. Finally, select plants with improved traits.

【0025】 該方法は、第一の植物を、ドナーベクターの第一のプールのメンバーで形質転
換することを含む。各ドナーベクターは、トランス活性化因子の発現が、異なる
条件下で調節することが可能であるように、異なるプロモーターの調節下に置か
れたトランス活性化因子を含む。さらに、該方法は、第二の植物を、レセプター
ベクターの第二のプールのメンバーで形質転換することを含む。レセプター構築
物は、トランス活性化因子の結合のためのトランス活性化因子結合部位を含む。
トランス活性化因子結合部位は、目的の遺伝子に機能可能であるように連結され
、これにより、トランス活性化因子発現がスイッチオンされた場合、遺伝子の過
剰発現(例えば、センス構築物を使用することによる)または過少発現(例えば
、アンチセンス構築物を使用することによる)が可能になる。特に目的となるの
は、多遺伝子形質に影響を与える遺伝子、例えば制御遺伝子である。
The method comprises transforming a first plant with a member of a first pool of donor vectors. Each donor vector contains a transactivator placed under the control of a different promoter so that the expression of the transactivator can be regulated under different conditions. In addition, the method comprises transforming a second plant with a member of the second pool of receptor vectors. The receptor construct contains a transactivator binding site for binding of the transactivator.
The transactivator binding site is operably linked to the gene of interest so that when transactivator expression is switched on, overexpression of the gene (eg, by using a sense construct) ) Or underexpression (eg by using an antisense construct). Of particular interest are genes that affect polygenic traits, such as regulatory genes.

【0026】 その後、植物の2つのプール:特定の制御配列(例えばプロモーター)を含む
よう設計された第一のプール、および、目的の遺伝子(例えば制御遺伝子)を含
むよう設計された第二のプール由来の個々のメンバーの間で、組み合わせ方式で
、特定の交雑を行う。目的の遺伝子は、子孫植物において、異なるプロモーター
各々の調節下でのみ発現し、各植物が、最初から特定の遺伝子−プロモーターの
組み合わせで形質転換されていたのと同じ影響を提供する。本方式では、したが
って、多数の特定の遺伝子−プロモーターの組み合わせを作成することが可能で
あり、そして転写発現に対する影響および形質改善を最小の時間および出費で調
べることが可能である。
Then, two pools of plants: a first pool designed to contain specific regulatory sequences (eg promoters) and a second pool designed to contain genes of interest (eg regulatory genes). Specific crosses are made in a combinatorial manner between individual members of origin. The gene of interest is expressed only in the progeny plants under the control of each different promoter, providing the same effect as if each plant had been originally transformed with a particular gene-promoter combination. In this manner, it is thus possible to create a large number of specific gene-promoter combinations and to study their effects on transcriptional expression and trait improvement with minimal time and expense.

【0027】 本方法は、ドナーおよびレセプターベクター両方を同一植物に形質転換し、遺
伝子発現を制御し、そして植物における形質改善を観察する方法を記載する、L
iuら、米国特許第5,968,793号およびGuyerら(1998)Ge
netics 149:633−639に記載される方法の改善法である。我々
の方法は、植物の形質に対する選択的遺伝子発現の影響を観察するのに、より高
い度合いの柔軟性およびスピードを提供する。
This method describes a method of transforming both donor and receptor vectors into the same plant, controlling gene expression and observing trait improvement in plants.
iu et al., US Pat. No. 5,968,793 and Guyer et al. (1998) Ge.
149: 633-639. Our method provides a higher degree of flexibility and speed in observing the effects of selective gene expression on plant traits.

【0028】 本方法により、いかなる植物の形質改善も調べることが可能である。植物は、
作物植物、例えば、ダイズ(soybean)、コムギ、トウモロコシ、ジャガ
イモ、ワタ(cotton)、コメ、脂肪種子ナタネ(カノラ(canola)
を含む)、ヒマワリ、アルファルファ(alfalfa)、サトウキビ(sug
arcane)および芝生(turf);あるいは果実または野菜植物、例えば
リンゴ、バナナ、クロイチゴ(blackberry)、ブルーベリー、イチゴ
およびラズベリー、カンタループ(cantaloupe)、ニンジン、カリフ
ラワー、コーヒー、キュウリ、ナス(eggplant)、ブドウ、ハネーデュ
ー(honeydew)、レタス、マンゴー、メロン、タマネギ、パパイヤ、エ
ンドウ(peas)、コショウ、パイナップル、ホウレンソウ(spinach
)、カボチャ(squash)、スイートコーン、タバコ、トマト、スイカ、バ
ラ科の(rosaceous)果実(例えば、モモ、サクランボおよびプラム)
およびアブラナ属(brassicas)の野菜(例えばブロッコリー、キャベ
ツ、カリフラワー、芽キャベツ(brussel sprouts)およびコー
ルラビ(kohlrabi))であってもよい。形質を改善してもよい他の作物
、果実および野菜には、オオムギ(barley)、モロコシ(sorghum
)、スグリ(currant)、アボカド、柑橘類果実、例えばオレンジ、レモ
ン、グレープフルーツおよびタンジェリン(tangerines)、アーティ
チョーク(artichoke)、スグリ、サクランボ、ナッツ(nuts)、
例えばクルミ(walnut)およびピーナッツ、セイヨウナシ(pear)、
エンダイブ(endive)、リーキ(leek)、根菜、例えばクズウコン(
arrowroot)、ビート(beet)、キャッサバ(cassava)、
カブ(turnip)、ダイコン、ヤムイモ(yam)、サツマイモおよびマメ
(beans)が含まれる。
By this method, it is possible to investigate any plant trait improvement. The plant
Crop plants, such as soybean, wheat, corn, potato, cotton, rice, oilseed rape (canola)
, Sunflower, alfalfa, sugarcane (sug)
arcane) and turf; or fruit or vegetable plants such as apple, banana, blackberry, blueberry, strawberry and raspberry, cantaloupe, carrot, cauliflower, coffee, cucumber, eggplant, grape. , Honeydew, lettuce, mango, melon, onion, papaya, pea, pepper, pineapple, spinach (spinach)
), Squash, sweet corn, tobacco, tomato, watermelon, roseceous fruits (eg peaches, cherries and plums)
And brassicas vegetables such as broccoli, cabbage, cauliflower, brussels sprouts and kohlrabi. Other crops, fruits and vegetables that may have improved traits include barley, sorghum.
), Currants, avocados, citrus fruits such as oranges, lemons, grapefruits and tangerines, artichokes, currants, cherries, nuts,
For example, walnut and peanuts, pear,
Endive, leak, root vegetables, such as arrowroot (
arrowroot, beet, cassava,
Includes turnips, radish, yams, sweet potatoes and beans.

【0029】 本発明の1つの態様を図1に例示する。活性化因子植物を、トランス活性化遺
伝子に連結された10の異なるプロモーターの1つを含む構築物(本図では、L
acI結合ドメインおよびGal4転写活性化ドメインの融合体)で形質転換さ
れている植物由来の種子から成長させる。標的植物を、シロイヌナズナから同定
されてきている1,700を越える転写因子遺伝子の1つに連結されているLa
cI結合部位を含む構築物で形質転換する。標的植物は、トランス活性化因子が
存在しない限り、植物転写因子を発現しない。活性化因子および標的植物が交雑
された後、初めて、植物転写因子遺伝子構築物上の結合部位に、トランス活性化
因子が結合することにより、植物転写因子が過剰または過少発現される。したが
って、植物組織における植物転写因子の選択的または恒常的、過剰または過少発
現に関連する形質は、プロモーターに応じ、容易に調節し、そしてスクリーニン
グすることが可能である。
One embodiment of the present invention is illustrated in FIG. The activator plant was constructed with a construct containing one of 10 different promoters linked to the transactivating gene (in this figure, L
A fusion of the acI binding domain and the Gal4 transcriptional activation domain) is grown from seeds derived from plants. The target plant is La, which is linked to one of the more than 1,700 transcription factor genes that have been identified from Arabidopsis thaliana.
Transform with the construct containing the cI binding site. The target plant does not express plant transcription factors unless the transactivator is present. Only after the activator and the target plant are crossed, the transactivator binds to the binding site on the plant transcription factor gene construct, whereby the plant transcription factor is overexpressed or underexpressed. Thus, traits associated with selective or constitutive, over- or under-expression of plant transcription factors in plant tissue can be easily regulated and screened depending on the promoter.

【0030】 ドナー構築物 ドナー構築物は、転写活性化ドメインに融合しているDNA結合ドメインをコ
ードする組換えポリペプチド配列を含む。本組換えポリヌクレオチドはトランス
活性化因子である。DNA結合ドメインは、ある程度の特異性で、DNAに結合
する配列である。いくつかの活性化ドメインの共通の特徴は、これらが過剰な陽
性または陰性荷電で、両親媒性アルファらせんを形成するよう設計されているこ
とである(GinigerおよびPtashne(1987)Nature 3
30:670−672、GillおよびPtashne(1987)Cell
51:121−126、Estruchら(1994)Nucl. Acids
Res. 22:3983−3989)。例には、VP16またはGAL4の
転写活性化領域(Mooreら(1998)Proc. Natl. Acad
. Sci. USA 95:376−381;およびAoyamaら(199
5)Plant Cell 7:1773−1785)、細菌配列由来のペプチ
ド(MaおよびPtashne(1987)Cell 51;113−119)
および合成ペプチド(GinigerおよびPtashne、上記)が含まれる
。典型的なトランス活性化因子は、本明細書に援用される、BrentおよびP
tashne、米国特許第4,833,080号またはHasselhoffお
よびHodge、WO97/30164に記載されるものである。
Donor Constructs Donor constructs include a recombinant polypeptide sequence encoding a DNA binding domain fused to a transcription activation domain. The recombinant polynucleotide is a transactivator. A DNA binding domain is a sequence that binds to DNA with some specificity. A common feature of several activation domains is that they are designed to form amphipathic alpha helices with excess positive or negative charges (Giniger and Ptashne (1987) Nature 3).
30: 670-672, Gill and Ptashne (1987) Cell.
51: 121-126, Estruch et al. (1994) Nucl. Acids
Res. 22: 3983-3989). Examples include the transcriptional activation region of VP16 or GAL4 (Moore et al. (1998) Proc. Natl. Acad.
. Sci. USA 95: 376-381; and Aoyama et al. (199).
5) Plant Cell 7: 1773-1785), peptides derived from bacterial sequences (Ma and Ptashne (1987) Cell 51; 113-119).
And synthetic peptides (Giniger and Ptashne, supra). Typical transactivators are described in Brent and P, incorporated herein by reference.
Tashne, US Pat. No. 4,833,080 or Hasselhoff and Hodge, WO 97/30164.

【0031】 トランス活性化因子の発現を調節するのに用いてもよい、多様なプロモーター
配列が入手可能である。こうしたプロモーターを利用し、プロモーター領域に機
能可能であるように連結された、目的の核酸配列の転写を開始してもよい。
A variety of promoter sequences are available that may be used to regulate the expression of transactivators. Such promoters may be utilized to initiate transcription of a nucleic acid sequence of interest operably linked to the promoter region.

【0032】 植物における恒常的発現のため、植物発現ベクター中で、ウイルスプロモータ
ーを利用してもよい。これらには、CaMVの35S RNAおよび19S R
NAプロモーター(Brissonら, Nature, 310:511,
1984; Odellら, Nature, 313:810, 1985)
;ゴマノハグサモザイクウイルス(Figwort Mosaic Virus
)(FMV)(Gowdaら, J. Cell Biochem., 13D
:301, 1989)およびTMVのコートタンパク質プロモーター(Tak
amatsuら, EMBO J. 6:307, 1987)が含まれる。さ
らなるプロモーターには、ノパリンシンターゼプロモーター(Anら(1988
)Plant Physiol. 88:547);およびオクトピンシンター
ゼプロモーター(Frommら(1989)Plant Cell 1: 97
7)が含まれる。
Viral promoters may be utilized in plant expression vectors for constitutive expression in plants. These include 35MV RNA and 19SR of CaMV.
NA promoter (Brisson et al., Nature, 310: 511,
1984; Odell et al., Nature, 313: 810, 1985).
Species squirrel mosaic virus (Figwort Mosaic Virus)
) (FMV) (Gowda et al., J. Cell Biochem., 13D.
: 301, 1989) and the coat protein promoter of TMV (Tak).
amatsu et al., EMBO J .; 6: 307, 1987). Additional promoters include the nopaline synthase promoter (An et al. (1988
) Plant Physiol. 88: 547); and the octopine synthase promoter (Fromm et al. (1989) Plant Cell 1: 97).
7) is included.

【0033】 ドナー構築物は、1つまたはそれ以上の誘導性プロモーターを含んでもよい。
植物において有用な誘導性プロモーターの例には、化学的手段により誘導される
もの、例えば、銅イオンにより活性化される酵母メタロチオネインプロモーター
(Mettら(1993)Proc. Natl. Acad. Sci.,
U.S.A., 90:4567);置換ベンゼンスルホンアミド類、例えば除
草剤セイフェナーズ(safeners)により活性化されるIn2−1および
In2−2制御因子配列(Hersheyら(1991)Plant Mol.
Biol., 17:679);およびグルココルチコイドにより誘導される
GRE制御因子配列(Schenaら(1991)Proc. Natl. A
cad. Sci., U.S.A., 88:10421)が含まれる。植物
プロモーターにはまた、リブロース・ビス−リン酸カルボキシラーゼの小サブユ
ニット(ssRUBISCO)由来の光誘導性プロモーター(Coruzziら
(1984)EMBO J., 3:1671; Broglieら(1984
)Science, 224:838)、熱(Callisら(1988)Pl
ant Physiol. 88:965; Ainleyら(1993)Pl
ant Mol. Biol. 22: 13−23)、ホルモン、例えばアブ
シジン酸(Marcotteら(1989)Plant Cell 1: 96
9);創傷(例えばwunI、Siebertzら(1989)Plant C
ell 1: 961)並びに化学薬品、例えばジャスミン酸メチル(meth
yl jasminate)またはサリチル酸(Gatzら(1997)Ann
. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Bio
l. 48: 89−108)により制御されるプロモーターも含まれる。
The donor construct may include one or more inducible promoters.
Examples of inducible promoters useful in plants are those that are induced by chemical means, such as the yeast metallothionein promoter that is activated by copper ions (Mett et al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci.,
U. S. A. , 90: 4567); substituted benzene sulfonamides, such as the In2-1 and In2-2 regulator sequences activated by the herbicide safeners (Hershey et al. (1991) Plant Mol.
Biol. , 17: 679); and GRE regulator sequences induced by glucocorticoids (Schena et al. (1991) Proc. Natl. A.
cad. Sci. , U. S. A. , 88: 10421). Plant promoters also include light-inducible promoters derived from the small subunit of ribulose bis-phosphate carboxylase (ssRUBISCO) (Coruzzi et al. (1984) EMBO J., 3: 1671; Brogie et al. (1984).
) Science, 224: 838), heat (Callis et al. (1988) Pl.
ant Physiol. 88: 965; Ainley et al. (1993) Pl.
ant Mol. Biol. 22: 13-23), hormones such as abscisic acid (Marcotte et al. (1989) Plant Cell 1: 96).
9); Wounds (eg wunI, Siebertz et al. (1989) Plant C)
ell 1: 961) and chemicals such as methyl jasmine (meth
yl jasminate) or salicylic acid (Gatz et al. (1997) Ann.
. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Bio
l. 48: 89-108).

【0034】 組織特異的プロモーターもまた、植物における遺伝子発現に利用してもよい。
トランスジェニック植物に有用な組織特異的プロモーターには、cdc2aプロ
モーターおよびcyc07プロモーターが含まれる(Itoら(1994)Pl
ant Mol. Biol., 24:863; Martinezら(19
92)Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 89:73
60; Medfordら(1991)Plant Cell, 3:359;
Teradaら(1993)Plant Journal, 3:241;
Wissenbachら(1993)Plant Journal, 4:41
1)。植物で利用される、さらなる組織特異的プロモーターには、ヒストンプロ
モーター(Atanassovaら(1992)Plant Journal,
2:291);シンナミルアルコールデヒドロゲナーゼ(CAD)プロモータ
ー(Feuilletら(1995)Plant Mol. Biol., 2
7:651);カラシナ(mustard)CHS1プロモーター(Kaise
rら(1995)Plant Mol. Biol., 28:231);エン
ドウgrp 1.8プロモーター(Kellerら(1994)Plant M
ol. Biol., 26:747);PAL1プロモーター(Ohlら(1
990)Plant Cell, 2:837);およびカルコンシンターゼA
プロモーター(Plant Mol. Biol., (1990) 15:9
5−109)が含まれる。さらに、発現のタイミングは、老化(GanおよびA
masino(1995)Science 270: 1986−1988);
または後期種子発生(Odellら(1994)Plant Physiol.
106:447−458)で作用するものなどのプロモーターを用いることに
より、調節することが可能である。
Tissue-specific promoters may also be used for gene expression in plants.
Tissue-specific promoters useful for transgenic plants include the cdc2a promoter and the cyc07 promoter (Ito et al. (1994) Pl.
ant Mol. Biol. 24: 863; Martinez et al. (19
92) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 89:73.
60; Medford et al. (1991) Plant Cell, 3: 359;
Terada et al. (1993) Plant Journal, 3: 241;
Wissenbach et al. (1993) Plant Journal, 4:41.
1). Additional tissue-specific promoters utilized in plants include the histone promoter (Atanassova et al. (1992) Plant Journal,
2: 291); cinnamyl alcohol dehydrogenase (CAD) promoter (Feuillet et al. (1995) Plant Mol. Biol., 2).
7: 651); mustard CHS1 promoter (Kaise)
r et al. (1995) Plant Mol. Biol. , 28: 231); pea grp 1.8 promoter (Keller et al. (1994) Plant M).
ol. Biol. , 26: 747); PAL1 promoter (Ohl et al. (1
990) Plant Cell, 2: 837); and chalcone synthase A.
Promoter (Plant Mol. Biol., (1990) 15: 9
5-109) are included. Furthermore, the timing of expression is related to aging (Gan and A
masino (1995) Science 270: 1986-1988);
Or late seed development (Odell et al. (1994) Plant Physiol.
106: 447-458) and can be regulated by using promoters such as those acting at

【0035】 他のプロモーターには、根特異的プロモーター、例えば米国特許第5,618
,988号、第5,837,848号および第5,905,186号に開示され
る根特異的プロモーター、あるいはWanapuおよびShinmyo(199
6)Ann. N.Y. Acad. Sci. 782:107−113また
はMiaoら(1991)Plant Cell 3:11−22またはHir
elら(1992)Plant Mol. Biol. 20:207−218
に開示されるprxEaプロモーター、種子特異的プロモーター、例えばナピン
、ファゼオリンまたは米国特許第5,773,697号に記載されるDC3プロ
モーター、レスクエレラ(Lesquerella)由来のオレイン酸12−ヒ
ドロキシラーゼ:デサチュラーゼプロモーター(Brounら(1998)Pl
ant J. 13:201−210)、シロイヌナズナのオレオシンプロモー
ター(Plantら(1994)Plant Mol. Biol. 25:1
93−205)、トウモロコシのゼインプロモーター(Russelら(199
7)Transgenic Res. 6:157−168)、コメ(Wash
idaら, Plant Mol Biol.(1999)40:1−12)お
よびトウモロコシのグルテリンプロモーター(Thomasら(1990)Pl
ant Cell 2:1171−1180)、果実特異的プロモーター、例え
ば果実成熟中、活性であるもの(例えばdru 1プロモーター(米国特許第5
,783,393号)または2A11プロモーター(米国特許第4,943,6
74号)およびトマト・ポリガラクツロナーゼプロモーター(Birdら(19
88)Plant Mol. Biol. 11:651)、花粉活性プロモー
ター、例えばPTA29、PTA26およびPTA13(米国特許第5,792
,929号)、維管束組織活性(RingliおよびKeller(1998)
Plant Mol. Biol. 37:977−988)、花特異的(Ka
iserら(1995)Plant Mol. Biol. 28:231−2
43)、花粉(Baersonら(1994)Plant Mol. Biol
. 26:1947−1959)、心皮(Ohlら(1990)Plant C
ell 2:837−848)、花粉および胚珠(Baersonら(1993
)Plant Mol. Biol. 22:255−267)特異的プロモー
ターが含まれる。
Other promoters include root-specific promoters such as US Pat. No. 5,618.
, 988, No. 5,837,848 and No. 5,905,186, or Wanapu and Shinmyo (199).
6) Ann. N. Y. Acad. Sci. 782: 107-113 or Miao et al. (1991) Plant Cell 3: 11-22 or Hir.
el et al. (1992) Plant Mol. Biol. 20: 207-218
PrxEa promoter, seed-specific promoters such as napine, phaseolin or the DC3 promoter described in US Pat. No. 5,773,697, oleic acid 12-hydroxylase from Desquelerella: desaturase promoter (Brown). Et al. (1998) Pl
ant J. 13: 201-210), the Arabidopsis oleosin promoter (Plant et al. (1994) Plant Mol. Biol. 25: 1.
93-205), the maize zein promoter (Russel et al. (199
7) Transgenic Res. 6: 157-168), rice (Wash
ida et al., Plant Mol Biol. (1999) 40: 1-12) and the maize glutelin promoter (Thomas et al. (1990) Pl.
ant Cell 2: 1171-1180), fruit-specific promoters, such as those that are active during fruit ripening (eg, the dru 1 promoter (US Pat.
, 783,393) or the 2A11 promoter (US Pat. No. 4,943,6).
74) and the tomato polygalacturonase promoter (Bird et al. (19
88) Plant Mol. Biol. 11: 651), pollen activity promoters such as PTA29, PTA26 and PTA13 (US Pat. No. 5,792).
, 929), vascular tissue activity (Ringli and Keller (1998).
Plant Mol. Biol. 37: 977-988), flower-specific (Ka
iser et al. (1995) Plant Mol. Biol. 28: 231-2
43), pollen (Baerson et al. (1994) Plant Mol. Biol.
. 26: 1947-1959), carpel (Ohl et al. (1990) Plant C).
ell 2: 837-848), pollen and ovules (Baerson et al. (1993).
) Plant Mol. Biol. 22: 255-267) specific promoters.

【0036】 好ましい誘導性または組織特異的プロモーターには、Rd 29a(Yama
guchi−ShinozakiおよびShinozaki(1993)Pla
nt Physiol. Mar;101:1119−20)、LTP1(Th
omaら(1994)Plant Physiol. 105(1):35−4
5)、STM(Longら(1996) Nature. 1996 379:
66−9)、rbcS(Krebbers(1988)Plant Mol B
iol. 11: 745−759)、スクロースシンターゼ(Martinら
(1993)Plant J. 4:367−77)、EIR1(Luschn
igら(1998)Genes Dev. 12:2175−87)、IL(B
ernhardおよびMatile、GenBank寄託番号M83534)、
PR1(Lebelら(1998)Plant J. 16:223−33)、
AGL1(Maら(1991) Genes 5:484−95)、AP1(M
andelら(1992) 360:273−7)、E4(Cordesら(1
989)Plant Cell. 1(10):1025−34)またはGL2
(Rerieら(1994) Genes Dev. 8(12):1388−
99)が含まれる。
A preferred inducible or tissue-specific promoter is Rd 29a (Yama
guchi-Shinozaki and Shinozaki (1993) Pla
nt Physiol. Mar; 101: 1119-20), LTP1 (Th
oma et al. (1994) Plant Physiol. 105 (1): 35-4
5), STM (Long et al. (1996) Nature. 1996 379:
66-9), rbcS (Krebbers (1988) Plant Mol B.
iol. 11: 745-759), sucrose synthase (Martin et al. (1993) Plant J. 4: 367-77), EIR1 (Luschn.
ig et al. (1998) Genes Dev. 12: 2175-87), IL (B
ernhard and Matile, GenBank Deposit No. M83534),
PR1 (Lebel et al. (1998) Plant J. 16: 223-33),
AGL1 (Ma et al. (1991) Genes 5: 484-95), AP1 (M
andel et al. (1992) 360: 273-7), E4 (Cordes et al. (1
989) Plant Cell. 1 (10): 1025-34) or GL2
(Rerie et al. (1994) Genes Dev. 8 (12): 1388-.
99) is included.

【0037】 ドナー構築物はまた、さらなる配列、例えば実施試験または組織培養において
、ドナー構築物を含む植物を選択するため、恒常的プロモーターに連結された選
択可能マーカーも含んでもよい。これらには、クロロサルフロン(chloro
sulfuron)抵抗性のためのアセト酢酸シンターゼ遺伝子またはシアナミ
ドに対する抵抗性を与える遺伝子も含んでもよい。
The donor construct may also include a further sequence, for example, a selectable marker linked to a constitutive promoter to select for plants containing the donor construct in a trial or tissue culture. These include chlorosulfuron
A acetoacetate synthase gene for sulfuron) resistance or a gene conferring resistance to cyanamide may also be included.

【0038】 植物形質転換構築物はまた、RNAプロセシングシグナル、例えばイントロン
も含んでもよく、これはオープンリーディングフレーム配列(ORF)の上流ま
たは下流に配置してもよい。さらに、発現構築物はまた、植物遺伝子の3’−非
翻訳領域、例えばmRNAのmRNA安定性を増加させる3’ターミネーター領
域、例えばジャガイモのPI−IIターミネーター領域あるいはオクトピンまた
はノパリンシンターゼ3’ターミネーター領域由来のさらなる制御配列も含んで
もよい。
The plant transformation construct may also contain an RNA processing signal, such as an intron, which may be located upstream or downstream of the open reading frame sequence (ORF). In addition, the expression construct may also be derived from the 3'-untranslated region of plant genes, such as the 3'terminator region that increases mRNA stability of mRNA, such as the PI-II terminator region of potato or the octopine or nopaline synthase 3'terminator region. May also include additional control sequences for.

【0039】 レセプター構築物 レセプター構築物は、目的の遺伝子、例えば転写因子、ホスファターゼまたは
キナーゼに、機能可能であるように連結された、上述のトランス活性化因子、例
えば米国特許第4,833,080号に開示されるものの1つの、1つまたはそ
れ以上のDNA結合部位を含む。構築物に含まれる転写因子は、以下に記載され
る転写因子ファミリーの1つまたはそれ以上由来であってもよい。
Receptor Constructs Receptor constructs are transactivators described above, eg, US Pat. No. 4,833,080, operably linked to a gene of interest, eg, a transcription factor, phosphatase or kinase. It comprises one or more DNA binding sites, one of those disclosed. The transcription factors included in the construct may be from one or more of the transcription factor families described below.

【0040】 植物転写因子は、以下の転写因子ファミリーの1つに属してもよい:AP2(
APETALA2)ドメイン転写因子ファミリー(RiechmannおよびM
eyerowitz(1998)J. Biol. Chem. 379:63
3−646);MYB転写因子ファミリー( ADDIN ENBib Martinおよび
Paz−Ares(1997)Trends Genet. 13:67−73
); MADSドメイン転写因子ファミリー(RiechmannおよびMey
erowitz(1997)J. Biol. Chem. 378:1079
−1101);WRKYタンパク質ファミリー(IshiguroおよびNak
amura(1994)Mol. Gen. Genet. 244:563−
571);アンキリン−リピートタンパク質ファミリー(Zhangら(199
2)Plant Cell 4:1575−1588);ジンクフィンガータン
パク質(Z)ファミリー(KlugおよびSchwabe(1995)FASE
B J. 9: 597−604);ホメオボックス(HB)タンパク質ファミ
リー(Duboule(1994)Guidebook to the Hom
eobox Genes, Oxford University Press
);CAAT−配列結合タンパク質(ForsburgおよびGuarente
(1989)Genes Dev. 3:1166−1178);スクアモサ(
squamosa)プロモーター結合タンパク質(SPB)(Kleinら(1
996)Mol. Gen. Genet. 1996 250:7−16);
NAMタンパク質ファミリー(Souerら(1996)Cell 85:15
9−170);IAA/AUXタンパク質(Rouseら(1998)Scie
nce 279:1371−1373);HLH/MYCタンパク質ファミリー
(Littlewoodら(1994)Prot. Profile 1:63
9−709);DNA−結合タンパク質(DBP)ファミリー(Tuckerら
(1994)EMBO J. 13:2994−3002);転写因子のbZI
Pファミリー(Fosterら(1994)FASEB J. 8:192−2
00);ボックスP−結合タンパク質(ox −binding prot
ein)(BPF−1)ファミリー(da Costa e Silvaら(1
993)Plant J. 4:125−135);高移動度群(HMG)ファ
ミリー(BustinおよびReeves(1996)Prog. Nucl.
Acids Res. Mol. Biol. 54:35−100);スケ
アクロウ(SCR)ファミリー(Di Laurenzioら(1996)Ce
ll 86:423−433);GF14ファミリー(Wuら(1997)Pl
ant Physiol. 114:1421−1431);ポリコーム(PC
OMB)ファミリー(Kennison(1995)Annu. Rev. G
enet. 29:289−303);テオシント(teosinte)分枝(
TEO)ファミリー(Luoら(1996)Nature 383:794−7
99);ABI3ファミリー(Giraudatら(1992)Plant C
ell 4:1251−1261);三重らせん(TH)ファミリー(Dehe
shら(1990)Science 250:1397−1399);EILフ
ァミリー(Chaoら(1997)Cell 89:1133−44);AT−
HOOKファミリー(ReevesおよびNissen(1990)Journ
al of Biological Chemistry 265:8573−
8582);S1FAファミリー(Zhouら(1995)Nucleic A
cids Res. 23:1165−1169);bZIPT2ファミリー(
LuおよびFerl(1995)Plant Physiol. 109:72
3);YABBYファミリー(Bowmanら(1999) Developm
ent 126:2387−96);PAZファミリー(Bohmertら(1
998)EMBO J. 17:170−80);DPBFファミリーを含む、
種々の(MISC)転写因子(Kimら(1997)Plant J. 11:
1237−1251)およびSPF1ファミリー(IshiguroおよびNa
kamura(1994)Mol. Gen. Genet. 244:563
−571);ゴールデン(GLD)ファミリー(Hallら(1998)Pla
nt Cell 10:925−936)。
Plant transcription factors may belong to one of the following transcription factor families: AP2 (
APETALA2) domain transcription factor family (Riechmann and M
eyerowitz (1998) J. Biol. Chem. 379: 63
3-646); MYB transcription factor family (ADDIN ENBib Martin and Paz-Ares (1997) Trends Genet. 13: 67-73.
); MADS domain transcription factor family (Riechmann and Mey
erowitz (1997) J. Biol. Chem. 378: 1079
-1101); WRKY protein family (Ishiguro and Nak
amura (1994) Mol. Gen. Genet. 244: 563-
571); ankyrin-repeat protein family (Zhang et al. (199
2) Plant Cell 4: 1575-1588); zinc finger protein (Z) family (Klug and Schwave (1995) FASE.
BJ. 9: 597-604); Homeobox (HB) protein family (Duboule (1994) Guidebook to the Hom.
ebox Genes, Oxford University Press
); CAAT-sequence binding protein (Forsburg and Guarente)
(1989) Genes Dev. 3: 1166-1178); Squamosa (
squamosa) promoter binding protein (SPB) (Klein et al. (1
996) Mol. Gen. Genet. 1996 250: 7-16);
NAM protein family (Souer et al. (1996) Cell 85:15.
9-170); IAA / AUX protein (Rouse et al. (1998) Scie.
279: 1371-1373); HLH / MYC protein family (Littlewood et al. (1994) Prot. Profile 1:63.
9-709); DNA-binding protein (DBP) family (Tucker et al. (1994) EMBO J. 13: 2994-3002); bZI of transcription factors.
P family (Foster et al. (1994) FASEB J. 8: 192-2.
00); box P- binding protein (B ox P -binding prot
ein) (BPF-1) family (da Costa e Silva et al. (1
993) Plant J. 4: 125-135); High mobility group (HMG) family (Bustin and Reeves (1996) Prog. Nucl.
Acids Res. Mol. Biol. 54: 35-100); Scarecrow (SCR) family (Di Laurenzio et al. (1996) Ce.
86: 423-433); GF14 family (Wu et al. (1997) Pl
ant Physiol. 114: 1421-1431); Polycomb (PC
OMB) family (Kenison (1995) Annu. Rev. G
enet. 29: 289-303); the teosinte branch (
TEO) family (Luo et al. (1996) Nature 383: 794-7.
99); ABI3 family (Giraudat et al. (1992) Plant C.
ell 4: 1251-1261); triple helix (TH) family (Dehe
sh et al. (1990) Science 250: 1397-1399); EIL family (Chao et al. (1997) Cell 89: 1133-44); AT-
HOOK Family (Reeves and Nissen (1990) Journal
al of Biological Chemistry 265: 8573-
8582); S1FA family (Zhou et al. (1995) Nucleic A
cids Res. 23: 1165-1169); bZIPT2 family (
Lu and Ferr (1995) Plant Physiol. 109: 72
3); YABBY family (Bowman et al. (1999) Developm
ent 126: 2387-96); PAZ family (Bohmert et al. (1
998) EMBO J.M. 17: 170-80); including the DPBF family,
Various (MISC) transcription factors (Kim et al. (1997) Plant J. 11:
1237-1251) and the SPF1 family (Ishiguro and Na
kamura (1994) Mol. Gen. Genet. 244: 563
-571); Golden (GLD) family (Hall et al. (1998) Pla
nt Cell 10: 925-936).

【0041】 他の転写因子は、ポリヌクレオチドまたはポリペプチド配列データベース、例
えばGenBankを、Altschulら(1994)Nature Gen
etics 6: 119−129に記載されるものなどの配列並列法および相
同性計算を用い、スクリーニングすることにより、同定することが可能である。
例えば、NCBI基本的局所並列検索ツール(Basic Local Ali
gnment Search Tool)(BLAST)(Altschulら
(1990)Basic local alignment search t
ool. J. Mol. Biol. 215:403−410)は、配列解
析プログラム、blastp、blastn、blastx、tblastp、
tblastnおよびtblastxと組み合わせて用いるのに、米国バイオテ
クノロジー情報センター(National Center for Biot
echnology Information)(NCBI、メリーランド州ベ
セスダ)を含む、いくつかの供給源から入手可能である。あるいは、特定の配列
モチーフを同定するプログラム、例えばFIND PATTERN(GCG、ウ
ィスコンシン州マディソン)を、特定の特徴的なコンセンサス配列と共に使用し
てもよい。
Other transcription factors can be found in polynucleotide or polypeptide sequence databases, such as GenBank, Altschul et al. (1994) Nature Gen.
It can be identified by screening using sequence parallelism and homology calculations such as those described in etics 6: 119-129.
For example, NCBI basic local parallel search tool (Basic Local Ali)
gnment Search Tool) (BLAST) (Altschul et al. (1990) Basic local alignment search t.
pool. J. Mol. Biol. 215: 403-410) is a sequence analysis program, blastp, blastn, blastx, tblastp,
For use in combination with tblastn and tblastx, the National Center for Biot
It is available from several sources, including the technology information (NCBI, Bethesda, MD). Alternatively, a program that identifies specific sequence motifs, such as FIND PATTERN (GCG, Madison, WI) may be used with specific characteristic consensus sequences.

【0042】 本発明に使用してもよい、典型的な転写因子には、1999年9月13日に出
願された、“Plant Gene Sequences I”と題される、Z
hangら、米国特許出願第09/394,519号、2000年2月17日に
出願された、“Plant Gene Sequences II”と題される
、Keddieら、米国特許出願第__________号、2000年3月2
2日に出願された、“Polynucleotides for Seed T
rait Alteration”と題される、Keddieら、米国特許出願
第__________号、2000年3月22日に出願された、“Polyn
ucleotides for Root Trait Alteration
”と題される、Cai−Zhongら、米国特許出願第__________号
、2000年3月22日に出願された、“Disease−Induced P
olynucleotides”と題される、Heardら、米国特許出願第_
_________号、2000年3月22日に出願された、“Stress−
Induced Polynucleotides”と題される、Samaha
ら、米国特許出願第__________号、および2000年3月22日に出
願された、“Polynucleotides for Flower Tra
it Alteration”と題される、Riechmannら、米国特許出
願第__________号に開示されるものが含まれる。
A typical transcription factor that may be used in the present invention is Z, filed September 13, 1999, entitled “Plant Gene Sequences I”.
Hang et al., U.S. patent application Ser. No. 09 / 394,519, filed on February 17, 2000, entitled "Plant Gene Sequences II", Keddie et al., U.S. patent application Ser. No. _________, March 2000. Two
"Polynucleotides for Seed T" filed on the 2nd
Keddie et al., US Patent Application No. _________, filed March 22, 2000, entitled "Polyester Alteration".
uclutides for Root Trait Alteration
Cai-Zhong et al., U.S. Patent Application No. ___________, filed March 22, 2000, entitled "Disease-Induced P."
, et al., US Patent Application No.
No. _________, filed March 22, 2000, “Stress-
Samaha, entitled "Induced Polynucleotides"
Et al., U.S. Patent Application No. _________, and "Polynucleotides for Flower Tra," filed March 22, 2000.
Included are those disclosed in Riechmann et al., U.S. Patent Application No. ___________, entitled "it Alteration".

【0043】 転写因子は、天然発生配列と共に、上述の転写因子の誘導体である、非天然発
生配列を含む。例えば、結合タンパク質をコードするアミノ酸配列は、天然発生
配列、例えば上に示されるもの、あるいは他の配列または供給源由来の機能する
ドメインと必ずしも隣接していなくてもよいがインフレームで融合した上述の転
写因子のドメインを用いた非天然発生配列であってもよい。さらに、本発明は、
MinshullおよびStemmer、“Methods and Comp
ositions for Cellular and Metabolic
Engineering”と題される、米国特許第5,837,458、並びに
StemmerおよびCrameri、“Methods for Gener
ating Polynucleotides having Desired
Characteristics by Iterative Select
ion and Recombination”と題される、米国特許第5,8
11,238号に記載される方法により、上述の転写因子の領域を再構成(sh
uffling)することから得たポリペプチドを含む。
Transcription factors include naturally occurring sequences as well as non-naturally occurring sequences that are derivatives of the transcription factors described above. For example, the amino acid sequence encoding the binding protein is not necessarily contiguous with a naturally occurring sequence, such as those shown above, or a functional domain from another sequence or source, but fused in frame as described above. It may be a non-naturally occurring sequence using the domain of the transcription factor. Further, the present invention provides
Minshull and Stemmer, “Methods and Comp”
positions for Cellular and Metabolic
US Patent No. 5,837,458 entitled "Engineering", and Stemmer and Crameri, "Methods for Generator".
ating Polynucleotides having Desired
Characteristics by Iterative Select
US Pat. No. 5,8, entitled "ion and Recombination".
The regions of the above transcription factors are reconstructed (sh
polypeptide).

【0044】 形質転換ベクター中の転写因子配列の特定の配置は、望ましい配列の発現の種
類にしたがい、選択されるであろう。植物において転写因子活性亢進が望ましい
場合、転写因子コード配列を、恒常的高レベルプロモーター、例えばCaMV
35Sプロモーターに機能可能であるように連結されてもよい。一般的に、これ
は、転写因子をコードする全長配列を必要とするであろう。対照的に、トランス
ジェニック植物における転写因子活性減少は、転写因子cDNAに基づくアンチ
センス構築物を植物に導入することにより、得ることが可能である。アンチセン
ス抑制に関しては、転写因子cDNAを、形質転換ベクター中、プロモーター配
列に対し、逆の方向に配置する。導入配列は、全長転写因子cDNAまたは遺伝
子である必要はなく、そして形質転換しようとする植物種に見られる転写因子c
DNAまたは遺伝子に正確に相同である必要はない。しかし、一般的に、導入配
列がより短い長さである場合、有効なアンチセンス抑制のためには、天然転写因
子配列に対する、より高い度合いの相同性が必要とされるであろう。
The particular arrangement of transcription factor sequences in the transformation vector will be chosen according to the type of expression of the desired sequence. When it is desired to enhance transcription factor activity in plants, the transcription factor coding sequence is replaced by a constitutive high level promoter such as CaMV.
It may be operably linked to the 35S promoter. Generally, this will require a full length sequence encoding the transcription factor. In contrast, reduced transcription factor activity in transgenic plants can be obtained by introducing into plants antisense constructs based on the transcription factor cDNA. For antisense suppression, the transcription factor cDNA is placed in the transformation vector in the opposite orientation to the promoter sequence. The introduced sequence need not be the full-length transcription factor cDNA or gene, and the transcription factor c found in the plant species to be transformed.
It need not be exactly homologous to the DNA or gene. However, in general, if the introduced sequence is of shorter length, a higher degree of homology to the native transcription factor sequence will be required for effective antisense suppression.

【0045】 転写因子cDNA(またはその変異体)にコードされるRNAが過剰発現され
る構築物もまた、Jorgensenに対する米国特許第5,231,020号
に記載される方式で、内因性転写因子遺伝子の共抑制を得るのに、用いてもよい
。こうした共抑制(センス抑制とも称される)は、植物細胞に転写因子cDNA
全体が導入されることを必要とせず、また、導入配列が、内因性転写因子遺伝子
に正確に同一であることも必要としない。しかし、アンチセンス抑制での場合の
ように、抑制効率は、(1)導入配列が長くなるほど、そして(2)導入配列お
よび内因性転写因子遺伝子の間の配列類似性が増加するほど、亢進するであろう
。あるいは、転写因子活性に対する抑制は、二本鎖RNA仲介干渉により得ても
よい(Voinnetら(1998)Cell 95, 177−187、
Waterhouseら(1998)Proc. Natl. Acad. S
ci. USA 95, 13959−13964)。
A construct in which the RNA encoded by the transcription factor cDNA (or a variant thereof) is overexpressed is also used in the manner described in US Pat. No. 5,231,020 to Jorgensen, in which the endogenous transcription factor gene It may be used to obtain co-suppression. Such co-repression (also called sense repression) is a transcription factor cDNA in plant cells.
It is not required that the entire sequence be introduced, nor that the introduced sequence be exactly identical to the endogenous transcription factor gene. However, as in the case of antisense suppression, the suppression efficiency is enhanced as (1) the longer the introduced sequence and (2) the increased sequence similarity between the introduced sequence and the endogenous transcription factor gene. Will. Alternatively, suppression of transcription factor activity may be obtained by double-stranded RNA-mediated interference (Voinnet et al. (1998) Cell 95, 177-187,
Waterhouse et al. (1998) Proc. Natl. Acad. S
ci. USA 95, 13959-13964).

【0046】 レセプターベクターはまた、実施試験または組織培養において、活性化因子構
築物を含む植物を選択するため、恒常的プロモーターに連結された選択可能マー
カーなどのさらなる配列も含んでもよい。これらは、クロロサルフロン抵抗性の
ためのアセト酢酸シンターゼ遺伝子またはシアナミドに対する抵抗性を与える遺
伝子を含んでもよい。
The receptor vector may also include additional sequences such as a selectable marker linked to a constitutive promoter for selecting plants which contain the activator construct in a working test or in tissue culture. These may include the acetoacetate synthase gene for chlorosulfuron resistance or the gene conferring resistance to cyanamide.

【0047】 植物での発現のため、同定された配列のいずれを、カセットまたはベクターに
取り込んでもよい。植物細胞の安定形質転換またはトランスジェニック植物の確
立に適した、いくつかの発現ベクターが記載されてきており、Weissbac
hおよびWeissbach(1989)Methods for Plant
Molecular Biology, Academic Press、お
よびGelvinら(1990)Plant Molecular Biolo
gy Manual, Kluwer Academic Publisher
sに記載されるものが含まれる。特定の例には、アグロバクテリウム・ツメファ
シエンス(Agrobacterium tumefaciens)のTiプラ
スミド由来のものと共に、双子葉植物のための、Herrera−Estrel
la, L.ら(1983)Nature 303: 209、 Bevan,
M., Nucl. Acids Res.(1984)12:8711−8
721、 Klee, H. J.(1985)Bio/Technology
3: 637−642に開示されるものが含まれる。
Any of the identified sequences may be incorporated into a cassette or vector for expression in plants. Several expression vectors suitable for the stable transformation of plant cells or the establishment of transgenic plants have been described, Weissbac
h and Weissbach (1989) Methods for Plant
Molecular Biology, Academic Press, and Gelvin et al. (1990) Plant Molecular Biolo.
gy Manual, Kluwer Academic Publisher
s are included. Specific examples include those derived from the Ti plasmid of Agrobacterium tumefaciens, along with Herrera-Estrel for dicots.
la, L.L. Et al. (1983) Nature 303: 209, Bevan,
M. , Nucl. Acids Res. (1984) 12: 8711-8.
721, Klee, H .; J. (1985) Bio / Technology
3: include those disclosed in 637-642.

【0048】 あるいは、非−Tiベクターを用い、遊離DNA搬送技術を用いることにより
、植物および細胞に、DNAを導入してもよい。こうした方法は、例えば、リポ
ソーム、エレクトロポレーション、微粒子銃、炭化ケイ素ウィスカー、およびウ
イルスの使用を伴ってもよい。これらの方法を用いることにより、コムギ、コメ
(Christou, P.ら(1991)Bio/Technology 9
:957−962)およびトウモロコシ(Gordon−Kamm, W.(1
990)Plant Cell 2:603−618)などのトランスジェニッ
ク植物を産生することが可能である。未成熟胚もまた、粒子銃を用いることによ
る、直接DNA搬送技術の(Weeks, T.ら(1993)Plant P
hysiol. 102:1077−1084; Vasil, V.(199
3)Bio/Technology 10:667−674; Wan, Y.
およびLemeaux, P.(1994)Plant Physiol. 1
04:37−48)、そしてアグロバクテリウム−仲介DNA導入の(Ishi
daら(1996) Nature Biotech. 14: 745−75
0)、優れた標的組織である。
Alternatively, non-Ti vectors may be used to introduce DNA into plants and cells by using free DNA delivery technology. Such methods may involve, for example, the use of liposomes, electroporation, biolistics, silicon carbide whiskers, and viruses. By using these methods, wheat, rice (Christou, P. et al. (1991) Bio / Technology 9
: 957-962) and corn (Gordon-Kamm, W. (1.
990) It is possible to produce transgenic plants such as Plant Cell 2: 603-618). Immature embryos have also been shown to use direct particle delivery technology (Weeks, T. et al. (1993) Plant P) by using a particle gun.
hysiol. 102: 1077-1084; Vasil, V .; (199
3) Bio / Technology 10: 667-674; Wan, Y .;
And Lemeaux, P .; (1994) Plant Physiol. 1
04: 37-48), and of Agrobacterium-mediated DNA transfer (Ishi.
da et al. (1996) Nature Biotech. 14: 745-75
0), an excellent target tissue.

【0049】 典型的には、植物形質転換ベクターは、5’および3’制御配列の転写調節下
の1つまたはそれ以上のクローニングされた植物コード配列(ゲノムまたはcD
NA)および優性選択可能マーカーを含む。こうした植物形質転換ベクターは、
典型的にはまた、プロモーター(例えば制御領域調節誘導性または恒常的、環境
または発生制御、あるいは細胞または組織特異的発現)、転写開始スタート部位
、RNAプロセシングシグナル(例えばイントロンスプライシング部位)、転写
終結部位、および/またはポリアデニル化シグナルも含む。
[0049] Typically, the plant transformation vector is one or more cloned plant coding sequences (genomic or cDNA) under the transcriptional control of 5'and 3'regulatory sequences.
NA) and a dominant selectable marker. These plant transformation vectors are
Typically also promoters (eg regulatory region regulatory inducible or constitutive, environmental or developmental control, or cell or tissue specific expression), transcription start sites, RNA processing signals (eg intron splicing sites), transcription termination sites , And / or also polyadenylation signals.

【0050】 形質転換 標準的技術を用い、植物の表現型に対する遺伝子の影響を理解するため、上述
のベクターで植物を形質転換し、植物において、目的の遺伝子を過剰発現または
過少発現してもよい。さらに、トランス活性化因子またはドナーベクターの組み
合わせを用い、植物を形質転換し、形質に対する多数の目的の遺伝子の寄与を理
解することが可能である。
Transformation In order to understand the effect of the gene on the phenotype of the plant using standard techniques, the plant may be transformed with the above-mentioned vector and the gene of interest may be overexpressed or underexpressed in the plant. . Furthermore, it is possible to transform plants using a combination of transactivators or donor vectors and to understand the contribution of many genes of interest to the trait.

【0051】 形質転換されうる典型的な植物は、いかなるより高次の植物であってもよく、
単子葉および双子葉植物を含む。適切なプロトコルは、マメ科(Legumin
osae)(アルファルファ、ダイズ、クローバーなど)、セリ科(Umbel
liferae)(ニンジン、セロリ、アメリカボウフウ(parsnip))
、アブラナ科(Cruciferae)(キャベツ、ダイコン、アブラナ(ra
peseed)、ブロッコリーなど)、ウリ科(Curcurbitaceae
)(メロンおよびキュウリ)、イネ科(Gramineae)(コムギ、トウモ
ロコシ、コメ、オオムギ、アワ(millet)など)、ナス科(Solana
ceae)(ジャガイモ、トマト、タバコ、コショウなど)、および多様な他の
作物に関し、入手可能である。Ammiratoら(1984)Handboo
k of Plant Cell Culture−Crop Species
. Macmillan Publ. Co.、Shimamotoら(198
9)Nature 338:274−276; Frommら(1990)Bi
o/Technology 8:833−839;およびVasilら(199
0)Bio/Technology 8:429−434に記載されるプロトコ
ルを参照されたい。
A typical plant that can be transformed can be any higher plant,
Includes monocots and dicots. A suitable protocol is the leguminous family (Legumin).
osae) (alfalfa, soybean, clover, etc.), Seriaceae (Umbel)
liferae) (carrot, celery, American parrot (parsnip))
, Cruciferae (Cabbage, Japanese radish, Brassica (ra)
pedseed), broccoli, etc.), Cucurbitaceae (Curcurbitaceae)
) (Melon and cucumber), Gramineae (Wheat, corn, rice, barley, millet, etc.), Solanaceae (Solana)
ceae) (potato, tomato, tobacco, pepper, etc.) and a variety of other crops. Ammirato et al. (1984) Handboo
k of Plant Cell Culture-Crop Species
. Macmillan Publ. Co. , Shimamoto et al. (198
9) Nature 338: 274-276; Fromm et al. (1990) Bi.
o / Technology 8: 833-839; and Vasil et al. (199).
0) See the protocol described in Bio / Technology 8: 429-434.

【0052】 単子葉および双子葉植物細胞両方の形質転換および再生は、現在日常的操作で
あり、そして最も適切な形質転換技術の選択は、実施者により、決定されるであ
ろう。方法の選択は、形質転換しようとする植物の種類により多様であろうし;
当業者は、既定の植物種に対する特定の方法の適切性を認識するであろう。適切
な方法には、限定されるわけではないが:植物プロトプラストのエレクトロポレ
ーション;リポソーム−仲介形質転換;ポリエチレングリコール(PEG)仲介
形質転換;ウイルスを用いた形質転換;植物細胞のマイクロ−インジェクション
;植物細胞の微粒子銃;真空浸潤;およびアグロバクテリウム・ツメファシエン
ス(AT)仲介形質転換が含まれる可能性がある。
Transformation and regeneration of both monocotyledonous and dicotyledonous plant cells is now a routine matter, and the choice of the most suitable transformation technique will be determined by the practitioner. The choice of method will vary depending on the type of plant to be transformed;
Those skilled in the art will recognize the suitability of a particular method for a given plant species. Suitable methods include, but are not limited to: electroporation of plant protoplasts; liposome-mediated transformation; polyethylene glycol (PEG) mediated transformation; viral transformation; plant cell micro-injection; It may include biolistics of plant cells; vacuum infiltration; and Agrobacterium tumefaciens (AT) -mediated transformation.

【0053】 本技術分野での現在の知識を例示するのに役立ち、そして本明細書に援用され
る、クローニングされたcDNA配列での形質転換による植物特性の修飾の成功
した例には:米国特許第5,571,706号;第5,677,175号;第5
,510,471号;第5,750,386号;第5,597,945号;第5
,589,615号;第5,750,871号;第5,268,526号;第5
,780,708号;第5,538,880号;第5,773,269号;第5
,736,369号および第5,610,042号が含まれる。アグロバクテリ
ウム・ツメファシエンスを用いた、木質種の成功した形質転換、例えばポプラ(
poplar)およびアスペン(aspen)形質転換は、De Block(
1990)Plant Physiol. 93:1110−1116に記載さ
れるように、行ってもよい。形質転換することが可能な他の木質種には、マツ(
pine)が含まれる。特に興味深いのは、トマトの形質転換であり、例えば、
Filattiら、米国特許第5,565,347号に例示されるようなもので
ある。
Successful examples of modification of plant traits by transformation with cloned cDNA sequences, which serve to illustrate current knowledge in the art and are incorporated herein, include: US Pat. No. 5,571,706; No. 5,677,175; No. 5
No. 5,510,471; No. 5,750,386; No. 5,597,945; No. 5,
, 589,615; 5,750,871; 5,268,526; 5
, 780,708; 5,538,880; 5,773,269; 5
, 736,369 and 5,610,042. Successful transformation of woody species with Agrobacterium tumefaciens, eg poplar (
poplar) and aspen transformations were performed using De Block (
1990) Plant Physiol. 93: 1110-1116. Other woody species that can be transformed include pine (
pine) is included. Of particular interest is the transformation of tomatoes, such as
Filatti et al., US Pat. No. 5,565,347.

【0054】 形質転換ベクターで、植物を形質転換しそして再生した後、形質転換ベクター
に取り込まれた優性選択可能マーカーを用い、形質転換植物を選択してもよい。
典型的には、こうしたマーカーは、形質転換植物の実生に抗生物質または除草剤
抵抗性を与えるであろうし、そして形質転換体の選択は、実生を、適切な濃度の
抗生物質または除草剤に曝露することにより、達成することが可能である。
After transformation and regeneration of plants with the transformation vector, transformed plants may be selected using the dominant selectable marker incorporated into the transformation vector.
Typically, such a marker would confer antibiotic or herbicide resistance to the transformed plant seedlings, and selection of transformants would expose the seedlings to an appropriate concentration of the antibiotic or herbicide. By doing so, it is possible to achieve.

【0055】 交雑 図1に記載されるように、任意のドナーベクターで形質転換された植物を、任
意のレセプターベクターで形質転換された植物と交雑してよい。特定の転写因子
(センスまたはアンチセンス配置)のレセプターベクターで形質転換された植物
を、恒常的、誘導性または組織特異的ベクターを含む、多様な異なるプロモータ
ーを含むドナーベクターで形質転換された多様な植物と交雑し、環境的ストレス
、疾患などの特定の条件下で、植物全体における、種子、根、花、茎、葉、果実
などの特定の組織における、転写因子発現の影響を調べてもよい。種子を収集し
、そしてハイブリッド植物を成熟するまで育てる。これらの植物をその後、スク
リーニングし、価値がある形質を持つ植物を同定してもよい。
Crosses As described in FIG. 1, plants transformed with any donor vector may be crossed with plants transformed with any receptor vector. Plants transformed with a receptor vector for a particular transcription factor (sense or antisense configuration) are transformed with a variety of donor vectors containing a variety of different promoters, including constitutive, inducible or tissue-specific vectors. It may hybridize with plants, and under specific conditions such as environmental stress and disease, the effect of transcription factor expression may be investigated in the whole plant and in specific tissues such as seeds, roots, flowers, stems, leaves and fruits. . Collect seeds and grow hybrid plants to maturity. These plants may then be screened to identify plants with valuable traits.

【0056】 これらの植物は、第一および第二の除草剤抵抗性選択マーカーの存在下で、成
長させてもよい。除草剤抵抗性再生植物から得た種子を、さらに交雑し、より後
の世代のハイブリッド植物を生成してもよい。作物育種技術のさらなる詳細、特
にトマトに関するものは、本明細書に援用される、米国特許第5,817,91
3号に記載される。
These plants may be grown in the presence of first and second herbicide resistance selectable markers. Seeds obtained from herbicide-resistant regenerated plants may be further crossed to produce later generation hybrid plants. Further details of crop breeding techniques, particularly those relating to tomatoes, are incorporated herein by reference, US Pat. No. 5,817,91.
No. 3 is described.

【0057】 さらに、本発明は、植物育種キットである。本方式では、種子または植物が提
供され、ドナーベクターで形質転換された、種子または植物の第一のプールが提
供され、そしてレセプターベクターで形質転換された、種子または植物の第二の
プールが提供される。その後、植物育種者は、上述のように、第一および第二の
プール由来の植物を交雑し、改善された形質を持つ植物を育種してもよい。
Furthermore, the present invention is a plant breeding kit. The method provides a seed or plant, provides a first pool of seeds or plants transformed with a donor vector, and provides a second pool of seeds or plants transformed with a receptor vector. To be done. The plant breeder may then cross plants from the first and second pools to breed plants with improved traits, as described above.

【0058】 以下の実施例は、本発明の実施をよりよく説明するために提供され、そしてい
かなる意味でも本発明の範囲を制限すると解釈してはならない。当業者は、本発
明の精神および範囲から逸脱することなく、本明細書に記載される方法および遺
伝子に、多様な修飾を行うことが可能であることを認識するであろう。
The following examples are provided to better illustrate the practice of the invention and should not be construed as limiting the scope of the invention in any way. One of ordinary skill in the art will recognize that various modifications can be made to the methods and genes described herein without departing from the spirit and scope of the invention.

【0059】[0059]

【実施例】【Example】

本発明を実施例によって詳しく説明するが、ここでは、二つの異なったトラン
ス活性化因子のどちらかに機能的に結合する恒常性、誘導性または組織特異的プ
ロモーターを有する6種類の異なったドナーベクターを製造する。更に、本発明
を、転写因子に機能的に結合するトランス活性化因子結合部位を含む8種類の異
なったレセプターベクターの製造によって詳しく説明する。次に、ドナーベクタ
ーおよびレセプターベクターを、別々のトマト植物中に形質転換する。次に、異
なったドナーベクターを有する形質転換されたトマト植物を、異なったレセプタ
ーベクターを有する形質転換されたトマト植物と交雑する。その子孫において、
改良された形質をスクリーニングすることができる。
The present invention is illustrated in detail by the examples herein, in which six different donor vectors having constitutive, inducible or tissue-specific promoters operably linked to either of two different transactivators. To manufacture. The invention is further described in detail by the production of eight different receptor vectors containing transactivator binding sites that functionally bind transcription factors. The donor and receptor vectors are then transformed into separate tomato plants. Next, the transformed tomato plants with different donor vectors are crossed with the transformed tomato plants with different receptor vectors. In its descendants,
Improved traits can be screened.

【0060】 実施例1.ドナーベクター中のプロモーターのクローニング プラスミドベクターpMEN020が、ドナーおよびレセプターベクター構築
に用いられたベクターであった。pMEN020プラスミド構築物は、大腸菌(
E.coli)およびアグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefa
ciens)両方の由来のDNA複製を含有するが、T−DNA領域に挿入される標
的遺伝子の転移および組込みに不可欠なタンパク質をコードしているvir遺伝
子を含有しないバイナリークローニングベクターである。pMEN020は、ア
グロバクテリウム中で複製するtrfA遺伝子産物を必要とする。このtrfA
遺伝子を含有するアグロバクテリウム菌株は、ABI菌株と称され、米国特許第
5,773,701号および同第5,773,696号に記載されている。この
クローニングベクターは、大腸菌−アグロバクテリウム・ツメファシエンス シ
ャトルベクターとして役立つ。大腸菌中でクローニング工程の全てを行った後、
そのベクターを アグロバクテリウム・ツメファシエンスのABI菌株中に導入
する。
Example 1. Cloning of the promoter in the donor vector The plasmid vector pMEN020 was the vector used in the construction of the donor and receptor vectors. The pMEN020 plasmid construct was transformed into E. coli (
E.coli) and Agrobacterium tumefaciens
ciens) A binary cloning vector containing DNA replications of both origins but without the vir gene encoding a protein essential for transfer and integration of the target gene inserted into the T-DNA region. pMEN020 requires the trfA gene product which replicates in Agrobacterium. This trfA
Agrobacterium strains containing the gene are referred to as ABI strains and are described in US Pat. Nos. 5,773,701 and 5,773,696. This cloning vector serves as an E. coli-Agrobacterium tumefaciens shuttle vector. After performing all cloning steps in E. coli,
The vector is introduced into the ABI strain of Agrobacterium tumefaciens.

【0061】 細菌DNA結合タンパク質LexAおよびLacIそれぞれに基づく2組の異
なった構築物を製造した。LexAシステムに関して、構築物は二段階で製造し
た。初めに、LexAタンパク質およびgal4活性化ドメインを含有する中間
体構築物を生じさせた。中間体構築物中では、4個のフラグメントが離れて生じ
たが、オーバーラップ伸長PCRによって融合した。第一フラグメントは、35
S最小プロモーターおよびオメガ翻訳エンハンサーであり;そのフラグメントを
、構築物SLJ4D4(Jones et al 1992 Transgenic Research 1:285)から、
プライマーO11731(配列番号:1):
Two sets of different constructs were produced, each based on the bacterial DNA binding proteins LexA and LacI. For the LexA system, the construct was manufactured in two steps. First, an intermediate construct containing the LexA protein and the gal4 activation domain was generated. In the intermediate construct, four fragments occurred apart but were fused by overlap extension PCR. The first fragment is 35
S minimal promoter and omega translational enhancer; its fragment from construct SLJ4D4 (Jones et al 1992 Transgenic Research 1: 285)
Primer O11731 (SEQ ID NO: 1):

【0062】[0062]

【化1】 [Chemical 1]

【0063】 およびO11733(配列番号:2):[0063] And O11733 (SEQ ID NO: 2):

【0064】[0064]

【化2】 [Chemical 2]

【0065】 を用いて増幅させた。 第二フラグメントは、大腸菌のlexA遺伝子であり;それを、プラスミドp
LexA(Clontech, パロ・アルト,CA)から、プライマーO11732(配
列番号:3):
Was amplified using. The second fragment is the E. coli lexA gene;
From LexA (Clontech, Palo Alto, Calif.), Primer O11732 (SEQ ID NO: 3):

【0066】[0066]

【化3】 [Chemical 3]

【0067】 およびO117717(配列番号:4):[0067] And O117717 (SEQ ID NO: 4):

【0068】[0068]

【化4】 [Chemical 4]

【0069】 を用いて増幅させた。 第三フラグメントは、gal4転写活性化ドメインであり;それを、pGAD
424(aa768−881,Clontech)から、プライマーO11715(配列
番号:5):
Was amplified with. The third fragment is the gal4 transcriptional activation domain;
424 (aa 768-881, Clontech), primer O11715 (SEQ ID NO: 5):

【0070】[0070]

【化5】 [Chemical 5]

【0071】 およびO11718(配列番号:6):[0071] And O11718 (SEQ ID NO: 6):

【0072】[0072]

【化6】 [Chemical 6]

【0073】 によって増幅させた。第四フラグメントは、E9転写ターミネーター(Fluhr et al 1986 EMBO J. 5:2063)であり;それを、pMON10098から、プライ
マーO11716(配列番号:7):
Was amplified by. The fourth fragment is the E9 transcription terminator (Fluhr et al 1986 EMBO J. 5: 2063); it was derived from pMON10098 using primer O11716 (SEQ ID NO: 7):

【0074】[0074]

【化7】 [Chemical 7]

【0075】 およびO11719(配列番号:8):[0075] And O11719 (SEQ ID NO: 8):

【0076】[0076]

【化8】 [Chemical 8]

【0077】 を用いて増幅させた。それら4個のフラグメントを、プライマーO11731お
よびO11719を用いたPCRによって互いに融合させた。制限酵素消化部位
HindIIIおよびXbaIを、O11731およびO11719それぞれの末
端に加えたことに注目されたい。
Was amplified using. The four fragments were fused to each other by PCR with primers O11731 and O11719. Note that the restriction enzyme digestion sites HindIII and XbaI were added to the ends of O11731 and O11719, respectively.

【0078】 その中間体構築物からのインサートを、pMEN020のHindIIIおよび
BamHI部位にクローン化した。 lacIシステムを、lexAシステムと同様に二段階で構築した。lacI
遺伝子の翻訳開始を、GTGからATGに変更し、17位での突然変異(YをH
に,Lehming et al 1987 EMBO J 6:3145)を導入した。lacI遺伝子を、E.co
li ゲノムDNAからPCR増幅によって、プライマーO16400(配列番号
:9):
The insert from the intermediate construct was cloned into the HindIII and BamHI sites of pMEN020. The lacI system was constructed in two steps similar to the lexA system. lacI
The translation start of the gene was changed from GTG to ATG, and the mutation at position 17 (Y = H
Lehming et al 1987 EMBO J 6: 3145) was introduced. The lacI gene was transformed into E.co
li primer O16400 (SEQ ID NO: 9) by PCR amplification from genomic DNA:

【0079】[0079]

【化9】 [Chemical 9]

【0080】 およびO16401(配列番号:10):[0080] And O16401 (SEQ ID NO: 10):

【0081】[0081]

【化10】 [Chemical 10]

【0082】 を用いてクローン化した。NcoIおよびEcoRI部位を、O16400およ
びO16401それぞれと一緒に導入したことに注目されたい。NcoIおよび
EcoRI部位によって画成されるlacIコーディング領域を用いて、前の中
間体構築物中のlexAコーディング領域に置き換えた。二つの中間体構築物か
らのインサートを、pMEN020のHindIIIおよびBamHI部位に、三
方連結でクローン化した。
Was cloned using. Note that the NcoI and EcoRI sites were introduced with O16400 and O16401 respectively. The lacI coding region defined by the NcoI and EcoRI sites was used to replace the lexA coding region in the previous intermediate construct. The inserts from the two intermediate constructs were cloned into the HindIII and BamHI sites of pMEN020 in a three-way ligation.

【0083】 多重クローニング部位を、LacI(LexA)/gal4融合タンパク質の
上流にO11731によって加えて、プロモーターフラグメントのクローニング
を容易にした。そのシステムの機能性を調べるために、完全な35Sプロモータ
ーを、LacI(LexA)/gal4融合タンパク質の上流に、制限酵素Hi
ndIIIおよびNotIを用いることによってクローン化してよい。植物ゲノム
DNAからの誘導性プロモーターは、プロモーター領域に隣接し且つ活性化ベク
ター中にクローン化するのに適当な制限部位を含有するプライマーを用いたPC
R増幅によって単離することができる。例えば、rd29a遺伝子は、日本にお
いて、シノザキのグループによって特性決定された(Yamaguchi-Shinozaki and
Shinozaki (1993) Plant Physiol. 101:1119-1120)。そのrd29a遺伝子発
現は、乾燥、塩ストレスおよび外因性ABA処理によって誘導される(Yamaguch
i-Shinozaki and Shinozaki (1993) Plant Physiol. 101:1119-1120 (1993);Is
hitani et al.(1998) Plant Cell 10:1151-1161)。
A multiple cloning site was added by O11731 upstream of the LacI (LexA) / gal4 fusion protein to facilitate cloning of the promoter fragment. To investigate the functionality of the system, the complete 35S promoter was added upstream of the LacI (LexA) / gal4 fusion protein to the restriction enzyme Hi.
It may be cloned by using ndIII and NotI. Inducible promoter from plant genomic DNA is a PC with primers flanking the promoter region and containing suitable restriction sites for cloning into an activation vector.
It can be isolated by R amplification. For example, the rd29a gene has been characterized in Japan by the group of Shinozaki (Yamaguchi-Shinozaki and
Shinozaki (1993) Plant Physiol. 101: 1119-1120). Its rd29a gene expression is induced by drought, salt stress and exogenous ABA treatment (Yamaguch
i-Shinozaki and Shinozaki (1993) Plant Physiol. 101: 1119-1120 (1993); Is
hitani et al. (1998) Plant Cell 10: 1151-1161).

【0084】 rd29aプロモーターを有するゲノムクローンは、NCBIのwwwサイト
で検索語としてrd29aを用いることによって確認された。rd29aプロモ
ーターの配列は、ヌクレオチド3892位〜5390位の領域に位置する(受託
番号D13044)。次の二つのプライマーを、Arabidopsis ゲノムDNAから
このプロモーター領域を増幅させるように設計した。
A genomic clone with the rd29a promoter was confirmed by using rd29a as a search term at the NCBI www site. The sequence of the rd29a promoter is located in the region from nucleotide positions 3892 to 5390 (accession number D13044). The following two primers were designed to amplify this promoter region from Arabidopsis genomic DNA.

【0085】 rd29a−プライマー1(配列番号:11):[0085]   rd29a-Primer 1 (SEQ ID NO: 11):

【0086】[0086]

【化11】 [Chemical 11]

【0087】 ;およびrd29a−プライマー2(配列番号:12):[0087] And rd29a-primer 2 (SEQ ID NO: 12):

【0088】[0088]

【化12】 [Chemical 12]

【0089】 rd29a−プライマー1は、プライマーの5’末端付近にHindIII(AA
GCTT)制限部位を含み、rd29a−プライマー2は、プライマーの5’末
端付近にNotI(GCGGCCGC)制限部位を有する。
Rd29a-primer 1 was prepared by using HindIII (AA) near the 5'end of the primer.
GCTT) restriction site and rd29a-primer 2 has a NotI (GCGGCCGC) restriction site near the 5'end of the primer.

【0090】 全ゲノムDNAを、シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)(コロンビア生
態型)から、CTAB法を用いることによって単離した(Ausubel et al.(1992)
Current Protocols in Molecular Biology(Greene & Wiley, ニューヨーク)
)。10ナノグラムのゲノムDNAを、製造者(Boehringer Mannheim)によっ
て示唆された条件下でのPCR反応において鋳型として用いた。このPCR実験
で用いられた反応条件は、次の通りであった。セグメント1:94℃、2分;セ
グメント2:94℃、30秒;60℃、1分;72℃、3分を合計35サイクル
;セグメント3:72℃、10分。1525塩基対のPCR産物が期待される。
それらPCR産物を、0.8%アガロースゲル中の電気泳動に供し、臭化エチジ
ウム染色によって可視化した。誘導性プロモーターを含有するDNAフラグメン
トを切り取り、Qiaquick ゲル抽出キット(Qiagen,CA)を用いて精製した。
次に、精製されたPCR産物を、HindIIIおよびNotIを用いて消化し、
LexAおよびLacIを基剤とするドナーベクターのHindIIIおよびNo
tI部位にクローンすることができる。
Total genomic DNA was isolated from Arabidopsis thaliana (Colombian ecotype) by using the CTAB method (Ausubel et al. (1992).
Current Protocols in Molecular Biology (Greene & Wiley, New York)
). Ten nanograms of genomic DNA was used as template in a PCR reaction under the conditions suggested by the manufacturer (Boehringer Mannheim). The reaction conditions used in this PCR experiment were as follows. Segment 1: 94 ° C, 2 minutes; segment 2: 94 ° C, 30 seconds; 60 ° C, 1 minute; 72 ° C, 3 minutes for a total of 35 cycles; segment 3: 72 ° C, 10 minutes. A PCR product of 1525 base pairs is expected.
The PCR products were subjected to electrophoresis in 0.8% agarose gel and visualized by ethidium bromide staining. The DNA fragment containing the inducible promoter was excised and purified using the Qiaquick Gel Extraction Kit (Qiagen, CA).
The purified PCR product is then digested with HindIII and NotI,
LexA and LacI based donor vectors HindIII and No
It can be cloned into the tI site.

【0091】 同様に、植物ゲノムDNAからの組織特異的プロモーターは、PCR増幅によ
って単離することもできる。例えば、非特異的脂質転移タンパク質(またはLT
P1)プロモーターは、植物の表皮層に特異的である(Thoma et al, Plant Phy
siol. 105(1) 34-45 (1994))。LTP1プロモーターの配列は、ヌクレオチド
1位〜1130位の領域に位置する(受託番号M80567)。次の二つのプラ
イマーを、シロイナズナのゲノムDNAからこのプロモーター領域を増幅させる
ように設計した。
Similarly, tissue-specific promoters from plant genomic DNA can be isolated by PCR amplification. For example, non-specific lipid transfer protein (or LT
The P1) promoter is specific to the epidermal layer of plants (Thoma et al, Plant Phy
siol. 105 (1) 34-45 (1994)). The sequence of the LTP1 promoter is located in the region from nucleotide positions 1 to 1130 (accession number M80567). The following two primers were designed to amplify this promoter region from Arabidopsis genomic DNA.

【0092】 LTP1−プライマー1(配列番号:13):[0092]   LTP1-Primer 1 (SEQ ID NO: 13):

【0093】[0093]

【化13】 [Chemical 13]

【0094】 ;およびLTP1−プライマー2(配列番号:14):[0094] And LTP1-primer 2 (SEQ ID NO: 14):

【0095】[0095]

【化14】 [Chemical 14]

【0096】 LTP1−プライマー1は、プライマーの5’末端付近にHindIII(AAG
CTT)制限部位を含み、LTP1−プライマー2は、プライマーの5’末端付
近にNotI(GCGGCCGC)制限部位を有する。次に、プロモーターフラ
グメントを、上記のように活性化ベクター中にクローン化することができる。
LTP1-Primer 1 was prepared by using HindIII (AAG
CTP) restriction site and LTP1-primer 2 has a NotI (GCGGCCGC) restriction site near the 5'end of the primer. The promoter fragment can then be cloned into an activation vector as described above.

【0097】 実施例2.レセプターベクターの構築 レセプターベクターには、上で製造されたトランス活性化因子因子に該当する
結合領域、この場合、LexAまたはLacI結合部位、および転写因子のよう
な目的の遺伝子が含まれる。
Example 2. Construction of Receptor Vector The receptor vector contains the binding region corresponding to the transactivator factor produced above, in this case the LexA or LacI binding site, and the gene of interest such as a transcription factor.

【0098】 クローニングベクターの二つの変型、すなわち、LexaまたはLacIそれ
ぞれに一つずつが組み立てられるであろう。Lexa型には、8コピーのLex
a結合部位および35S最小プロモーターが、E9ターミネーターの上流にクロ
ーン化されるであろう。このために2個のフラグメントを生じさせ、次いでオー
バーラップPCRによって互いに融合させるであろう。第一フラグメントは、プ
ライマーO16417(配列番号:15):
Two variants of the cloning vector will be assembled, one for each Lexa or LacI. Lexa type has 8 copies of Lex
The a binding site and the 35S minimal promoter will be cloned upstream of the E9 terminator. For this two fragments will be generated and then fused to each other by overlapping PCR. The first fragment is primer O16417 (SEQ ID NO: 15):

【0099】[0099]

【化15】 [Chemical 15]

【0100】 およびO11723によって、lexA OP構築物(前の項に記載)を鋳型と
して用いて生じるであろう。第二は、プライマーO11721およびO1641
6(配列番号:16):
And O11723 by lexA It will occur using the OP construct (described in the previous section) as a template. Second, the primers O11721 and O1641.
6 (SEQ ID NO: 16):

【0101】[0101]

【化16】 [Chemical 16]

【0102】 によって、pMEN20を鋳型として用いて生じるであろう。二つのPCR産物
は、プライマーO16417およびO16416を用いたPCRによって一緒に
組み立てることができる。HindIII認識部位が、O16417の5’に設計
され、pMEN20多重クローニング部位が最終産物中に含まれるであろうとい
うことに注目されたい。この産物は、修飾pMEN20のHindIIIおよびB
amHI部位に連結されるであろうが、これは、異なった選択可能マーカー(例
えば、グリセホート(glyphosate)耐性マーカー)を有するべきである。lac
I型は、2コピーのlacI結合部位がlexa結合部位に置き換えられること
を除き、上と同じであろう。lacI結合部位は、O16415(配列番号:1
7):
By using pMEN20 as a template. The two PCR products can be assembled together by PCR with primers O16417 and O16416. Note that the HindIII recognition site was designed 5 ′ of O16417 and the pMEN20 multiple cloning site would be included in the final product. This product is the modified pMEN20 HindIII and B
It will be linked to the amHI site, which should have a different selectable marker (eg a glyphosate resistance marker). lac
Type I would be the same as above, except that two copies of the lacI binding site were replaced by the lexa binding site. The lacI binding site is O16415 (SEQ ID NO: 1
7):

【0103】[0103]

【化17】 [Chemical 17]

【0104】 中に含まれるであろう。pMEN20を鋳型として用いたプライマーO1641
5およびO16416によるPCR産物には、2コピーのlacI結合部位およ
び35S最小プロモーター、およびpMEN20の多重クローニング部位が含ま
れるであろう。
Will be included in. Primer O1641 using pMEN20 as template
The PCR product from 5 and 016416 will contain two copies of the lacI binding site and the 35S minimal promoter, and the multiple cloning site of pMEN20.

【0105】 CBF1コーディング領域は、PCRによって、プライマーO11700(配
列番号:18):
The CBF1 coding region was sequenced by PCR with primer O11700 (SEQ ID NO: 18):

【0106】[0106]

【化18】 [Chemical 18]

【0107】 およびO11702(配列番号:19):[0107] And O11702 (SEQ ID NO: 19):

【0108】[0108]

【化19】 [Chemical 19]

【0109】 を用いて増幅させることができる。 得られた約780bpのPCR産物は、SalIおよびNotIを用いて消化
し、レセプターベクターのSalIおよびNotI部位にクローン化することが
できる。更に、種子特異的転写因子ATML1(Lu et al.(1996) during embry
onic pattern formation and defines a new class of homeobox genes Plant C
ell 8(12):2155-68, GenBank 受託番号U37589)は、PCRによって、プ
ライマーO5184(配列番号:20):
Can be used to amplify. The resulting PCR product of about 780 bp can be digested with SalI and NotI and cloned into the SalI and NotI sites of the receptor vector. Furthermore, the seed-specific transcription factor ATML1 (Lu et al. (1996) during embry
onic pattern formation and defines a new class of homeobox genes Plant C
ell 8 (12): 2155-68, GenBank Accession No. U37589) was PCR-stimulated to obtain primer O5184 (SEQ ID NO: 20):

【0110】[0110]

【化20】 [Chemical 20]

【0111】 およびO5185(配列番号:21):[0111] And O5185 (SEQ ID NO: 21):

【0112】[0112]

【化21】 [Chemical 21]

【0113】 を用いて増幅させることができる。得られた約2,400bpのPCR産物は、
KpnIおよびNotIを用いて消化し、レセプターベクターのKpnIおよび
NotI部位にクローン化することができる。更に、根特異的転写因子PRL2
(Newman,et al.(1994) Plant Physiol. 106,1241-1255)を、完全長さの発現さ
れた配列タグ(GenBank 受託番号R86816)から得た。そのcDNAは、ラ
イブラリーベクターから、SalIおよびNotI酵素を用いることによって単
離することができ、次に、それを、レセプター部位のSalIおよびNotI部
位にクローン化することができる。第四の例において、ATHB−12(Lee et
al.(1988) Plant Mol Biol. 37:377-84)を、前に記載のようにSalIおよび
NotIを用いることによってレセプターベクター中にサブクローン化した。
Can be used to amplify. The obtained PCR product of about 2,400 bp was
It can be digested with KpnI and NotI and cloned into the KpnI and NotI sites of the receptor vector. Furthermore, the root-specific transcription factor PRL2
(Newman, et al. (1994) Plant Physiol. 106,1241-1255) was obtained from the full length expressed sequence tag (GenBank Accession No. R86816). The cDNA can be isolated from the library vector by using the SalI and NotI enzymes, which can then be cloned into the SalI and NotI sites of the receptor site. In the fourth example, ATHB-12 (Lee et
(1988) Plant Mol Biol. 37: 377-84) was subcloned into the receptor vector by using SalI and NotI as previously described.

【0114】 実施例3:トマトの形質転換 トマト形質転換は、次の手順を用いて行う。トマト種子を、50%漂白液中で
20〜30分間滅菌し、滅菌水を用いて少なくとも3回洗浄する。その種子を、
次の培地、1X MS塩類、1X Gamborg's Vitamins、2%スクロースおよび
0.8%フィタガー(phytagar)が入っているマゼンタジャー(magenta jar)
に入れる。それら種子を、25℃において16時間照明して7〜10日間発芽さ
せる。グリセロール原液からの Agrobacterium を、5mlのLBまたはYEP
中に、適当な抗生物質と一緒に接種し、その培養物を28℃において250rp
mで振とうしながら一晩成長させる。最適のOD600(1.0〜1.5)に達
したら、細菌を遠心分離し、液体発芽用培地中に再懸濁させて、0.2のOD6
00濃度にする。7〜10日令実生の子葉を0.5cm片に切り分け、そして次
の、1X MS塩類、1X Gamborg's Vitamins、3%グルコース、1mg/L
ゼアチン、0.8%(w/v)フィタガー、5.8までのpH、および375u
Mアセトシリンゴンが入っている(D1−)培地と一緒に共培養プレートに移す
。10〜15mlの希 Argo 溶液を、それら外植体上に注ぎ、40分間インキュ
ベートする。それら外植体を、(D1−)共培養培地上において25℃で16時
間照明して48時間上下逆にする。約20〜25個の外植体を、次の培地、1X
MS塩類、1X Gamborg's Vitamins、3%グルコース、1mg/Lゼアチン
、0.8%(w/v)フィタガー、pH5.8、300u/ml Timentin が入
っているD1プレート上に移し、構築物について選択する。10〜15日後、全
外植体を、次の、1X MS塩類、1X Gamborg's Vitamins、3%グルコース
、0.1mg/Lゼアチン、0.8%(w/v)フィタガー、pH5.8、30
0u/ml Timentin および構築物に適当な選択肢が入っているD2プレートに
移す。そしてその時点から2〜3週間毎に、外植体を新しいしD2プレートに移
す。数週間以内にシュートが形成される。シュートが1〜1.5cm高さになっ
た時点で、カルスからシュートを切り取り、次の、1X MS塩類、1X Gambo
rg's Vitamins、3%グルコース、0.8%(w/v)フィタガー、pH5.8
、300u/ml Timentin および構築物に適当な選択肢が入っている培地に移
す。根付いたシュートを、2インチポット内径マゼンタジャー中の土壌に移す。
それら植物が土壌に定着したら、それらをより大きいポットに移し、導入遺伝子
の存在について調べる。
Example 3: Tomato Transformation Tomato transformation is performed using the following procedure. Tomato seeds are sterilized in 50% bleach for 20-30 minutes and washed at least 3 times with sterile water. The seeds,
Magenta jar containing the following medium, 1X MS salts, 1X Gamborg's Vitamins, 2% sucrose and 0.8% phytagar.
Put in. The seeds are illuminated for 16 hours at 25 ° C. and germinated for 7-10 days. 5 ml LB or YEP of Agrobacterium from glycerol stock solution
Inoculation with the appropriate antibiotic and the culture at 250 ° C. at 28 ° C.
Grow overnight with shaking at m. Once the optimal OD600 (1.0-1.5) was reached, the bacteria were centrifuged and resuspended in liquid germination medium to give an OD6 of 0.2.
00 concentration. Cotyledons of 7-10 day old seedlings were cut into 0.5 cm pieces, and the following 1X MS salts, 1X Gamborg's Vitamins, 3% glucose, 1 mg / L
Zeatin, 0.8% (w / v) Phythagar, pH up to 5.8, and 375u
Transfer to co-culture plate with (D1-) medium containing M acetosyringone. Pour 10-15 ml of dilute Argo solution onto the explants and incubate for 40 minutes. The explants are illuminated on the (D1-) co-culture medium for 16 hours at 25 ° C. and inverted for 48 hours. Approximately 20-25 explants in the following medium, 1X
Transfer to D1 plates containing MS salts, 1X Gamborg's Vitamins, 3% glucose, 1 mg / L zeatin, 0.8% (w / v) phytagar, pH 5.8, 300 u / ml Timentin and select for constructs. After 10-15 days, all explants were treated with the following 1X MS salts, 1X Gamborg's Vitamins, 3% glucose, 0.1 mg / L zeatin, 0.8% (w / v) Phytagar, pH 5.8, 30.
Transfer to D2 plates containing 0 u / ml Timentin and appropriate choices for constructs. Then, every 2-3 weeks from that point, the explants are transferred to fresh D2 plates. Shoots form within a few weeks. When the shoot was 1 to 1.5 cm high, cut the shoot from the callus and remove the next 1X MS salt, 1X Gambo.
rg's Vitamins, 3% glucose, 0.8% (w / v) Phythagar, pH 5.8
, 300 u / ml Timentin and appropriate choice of constructs. Transfer rooted shoots to soil in 2-inch pot ID magenta jars.
Once the plants settle in the soil, transfer them to larger pots and check for the presence of the transgene.

【0115】 形質改善のためのトマト育種 上のプロトコールを用いると、第一プールトマトは、構成性プロモーター(3
5Sプロモーター)または誘導性プロモーター(rd29aまたはltp1)を
、lexA/Gal4かまたはlacI/Gal4トランス活性化因子との組合
せで含むベクターを用いて形質転換することができる。第二プールのトマトは、
lexAまたはlacI結合部位を、CBF、PRL2、ATML1かまたはA
THB−1との組合せで含むベクターを用いて形質転換することができる。
Tomato Breeding for Trait Improvement Using the above protocol, the first pool of tomatoes was found to have a constitutive promoter (3
The 5S promoter) or an inducible promoter (rd29a or ltp1) can be transformed with a vector containing the lexA / Gal4 or lacI / Gal4 transactivator in combination. Tomatoes in the second pool
The lexA or lacI binding site can be either CBF, PRL2, ATML1 or A
The vector containing in combination with THB-1 can be used for transformation.

【0116】 第一および第二プールのトマト植物は、植物育種キットの成分である。 次の定義を用いる。T0:組織培養から生じる最初のトランスジェニック植物
。S1〜S4またはF1〜F4:S数は自家受粉についてであるが、F数は、2
系統間の交雑である:例えば、T0植物は、自家受粉(生産される種子S1)で
も、ドナー系統への最初の他配(生産される種子F1)でもありうる。F1S2
は、F1親の自殖子孫であると考えられる。
The first and second pool of tomato plants are components of a plant breeding kit. The following definitions are used. T0: First transgenic plant resulting from tissue culture. S1 to S4 or F1 to F4: S number is for self-pollination, but F number is 2
Crosses between lines: For example, a T0 plant can be self-pollinating (produced seed S1) or the first cross to a donor line (produced seed F1). F1S2
Are considered to be the offspring of the F1 parent.

【0117】 形質転換されたT0植物は、温室内で成熟するまで成長するであろう(それら
植物は、逸出が問題であるとしても、シアナミド除草剤を用いて評点することが
できる)。若干の花は、ドナーベクターを含有するT0植物に交雑されるであろ
う。(この交雑のF1子孫は、両方の遺伝子について分離されているであろう)
。いくつかの花は、少なくとも100種類の種子を得るように交雑されるであろ
う。自家受粉した種子(S1)は、異なった活性化因子プロモーターへの後の交
雑のために蓄えられるであろう。
Transformed T0 plants will grow to maturity in the greenhouse (they can be scored with the cyanamide herbicide, even if escape is a problem). Some flowers will be crossed to T0 plants containing the donor vector. (The F1 progeny of this cross would have been segregated for both genes).
. Some flowers will be crossed to obtain at least 100 seeds. Self-pollinating seeds (S1) will be stored for later crosses to different activator promoters.

【0118】 F1子孫は、クロルスルフロンおよびシアナミドを噴霧して、ドナー(クロル
スルフロン耐性)およびレセプター(シアナミド耐性)両方のベクター(両方に
ヘテロ接合性)を含有する子孫を見つけることによってスクリーニングされるで
あろう。クロルスルフロン耐性およびシアナミド耐性は両方とも、それらの作用
において優性であるので、両方の除草剤に耐性の、したがって両方の遺伝子を含
有する表現型は、F1子孫で識別可能なはずである。二つの区別しうる除草剤マ
ーカーの存在は、遺伝子型の決定を極めて容易にする。
F1 progeny are screened by spraying with chlorsulfuron and cyanamide to find progeny that contain both donor (chlorsulfuron resistant) and receptor (cyanamide resistant) vectors (heterozygous for both). Will Since both chlorsulfuron resistance and cyanamide resistance are predominant in their action, a phenotype resistant to both herbicides, and thus containing both genes, should be distinguishable in the F1 progeny. The presence of two distinct herbicide markers greatly facilitates genotyping.

【0119】 F1子孫は、RT−PCRによってスクリーニングすることができる。F1S
2植物は、活性化因子およびレセプター両方の遺伝子について分離されている。
F1S2植物を成長させ、クロルスルフロンおよびシアナミドを噴霧して、両方
の導入遺伝子を含有する植物(3/4x3/4=9/16)を見つけ、これら植
物を自家受粉させる。これらF1S2植物からのこれら(噴霧する前の最初の植
え付けの1/16)F1S2S3種子の1/9は、両方の導入遺伝子にホモ接合
性であり、ホモ接合性子孫(クロルスルフロンおよびシアナミド両方に100%
耐性)を生じるであろう。これらF1S2S3植物の単一植物分析を行うことが
できる。これらは、ドナーおよびレセプター両方のベクターにホモ接合性である
ので、この世代で一層充分に研究することができる。或いは、F1S2S2植物
からの種子は、詳細な研究のために増量することができる。
F1 progeny can be screened by RT-PCR. F1S
Two plants are segregated for both activator and receptor genes.
F1S2 plants are grown and sprayed with chlorsulfuron and cyanamide to find plants containing both transgenes (3/4 × 3/4 = 9/16) and self-pollinate these plants. 1/9 of these (1/16 of the first planting before spraying) F1S2S3 seeds from these F1S2 plants were homozygous for both transgenes and were homozygous for both homozygous offspring (both chlorsulfuron and cyanamide). 100%
Tolerance). A single plant analysis of these F1S2S3 plants can be performed. Since they are homozygous for both donor and receptor vectors, they can be studied more fully in this generation. Alternatively, seeds from the F1S2S2 plants can be expanded for detailed study.

【0120】 植物は、それぞれの遺伝子に望まれる植物表現型についてスクリーニングされ
る。最初に、転写因子発現が、CaMV 35S活性化因子遺伝子を用いて活性
化される二つの成分系を用いて研究を行うことができる。次に、興味深い表現型
においてある役割を果たすと考えられる転写因子を、特異的レセプターベクター
と、果実特異的活性化因子系統、または環境若しくは疾患誘導性系統または発生
段階特異的系統のような組織特異的または誘導性活性化因子系統とを交雑させる
ことによって更に研究することができる。
Plants are screened for the desired plant phenotype for each gene. First, studies can be performed with a two component system in which transcription factor expression is activated using the CaMV 35S activator gene. Next, a transcription factor that is thought to play a role in an interesting phenotype is identified by a specific receptor vector and a tissue-specific such as a fruit-specific activator line, or an environment- or disease-inducing line or a stage-specific line. Further studies can be carried out by crossing with specific or inducible activator lines.

【0121】 トマトにおける目的の具体的な形質には、増加したカロテノイドレベル(特に
、リコペン)、増加した可溶性固形分レベル、および増強された疾患耐性が含ま
れる。
Specific traits of interest in tomato include increased carotenoid levels (particularly lycopene), increased soluble solids levels, and enhanced disease resistance.

【0122】 参考文献(公報および特許)はいずれも、全ての目的に関して、本明細書中に
そのまま援用される。 本発明を、態様および実施例に関して上に記載してきたが、本発明の精神から
逸脱することなく、いろいろな変更を行うことができるということは理解される
はずである。したがって、本発明は、請求の範囲によってのみ制限される。
All references (publications and patents) are incorporated herein by reference in their entirety for all purposes. Although the present invention has been described above with respect to embodiments and examples, it should be understood that various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. Therefore, the present invention is limited only by the claims.

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

【図1】 図1は、本発明の1つの態様を例示したものである。[Figure 1]   FIG. 1 illustrates one embodiment of the present invention.

【配列表】[Sequence list]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG ,US,UZ,VN,YU,ZA (72)発明者 フロム,マイケル アメリカ合衆国カリフォルニア州94707, ケンジントン,アンソン・ウェイ 32 (72)発明者 チャン,ジェームズ アメリカ合衆国カリフォルニア州94303, パロ・アルト,アマリロ・アベニュー 951 Fターム(参考) 2B030 AA07 CA15 CA17 CA19 4B024 AA08 BA80 CA04 DA01 DA05 DA06 EA04 EA05 FA02 GA11─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I T, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ , CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, K E, LS, MW, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZW ), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, C R, CU, CZ, DE, DK, DM, EE, ES, FI , GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, K Z, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA , MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, S K, SL, TJ, TM, TR, TT, TZ, UA, UG , US, UZ, VN, YU, ZA (72) Inventor From, Michael             California 94707,             Kensington, Anson Way 32 (72) Inventor Chan, James             California 94303, USA             Palo Alto, Amarillo Avenue             951 F term (reference) 2B030 AA07 CA15 CA17 CA19                 4B024 AA08 BA80 CA04 DA01 DA05                       DA06 EA04 EA05 FA02 GA11

Claims (33)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 植物において、改善された形質をスクリーニングするための方法であって、 (a)各々トランス活性化因子を含むドナーベクターの第一のプール、および
、各々、目的の遺伝子に機能可能であるように連結されたトランス活性化因子結
合部位を含む、レセプターベクターの第二のプールを提供し; (b)第一の植物をドナーベクタープールのメンバーで形質転換し; (c)第二の植物をレセプターベクタープールのメンバーで形質転換し; (d)前記第一及び第二の形質転換植物を交雑してハイブリッド植物を生成し
;そして (e)改善された形質を同定するために、前記ハイブリッド植物の表現型を特
徴づける ことを含む、前記方法。
1. A method for screening an improved trait in a plant, comprising: (a) a first pool of donor vectors each containing a transactivator and each capable of functioning to a gene of interest. Providing a second pool of receptor vectors containing transactivator binding sites ligated as follows: (b) transforming a first plant with a member of a donor vector pool; (c) a second (E) to transform the first and second transformed plants to produce a hybrid plant; and (e) to identify improved traits. Said method comprising characterizing the phenotype of said hybrid plant.
【請求項2】 前記目的の遺伝子が制御遺伝子である、請求項1の方法。2.   The method of claim 1, wherein the gene of interest is a regulatory gene. 【請求項3】 前記制御遺伝子が転写因子である、請求項2の方法。3.   The method of claim 2, wherein the control gene is a transcription factor. 【請求項4】 前記トランス活性化因子が、恒常的プロモーター、誘導性プロモーター、組織
特異的プロモーター、又は発生段階特異的プロモーターに機能可能であるように
連結されている、請求項1の方法。
4. The method of claim 1, wherein the transactivator is operably linked to a constitutive promoter, an inducible promoter, a tissue-specific promoter, or a developmental stage-specific promoter.
【請求項5】 工程(b)ないし(e)が1回より多く行われる、請求項1の方法。5.   The method of claim 1, wherein steps (b) to (e) are performed more than once. 【請求項6】 前記第一の植物が、1つより多くのドナーベクターメンバーで形質転換される
、請求項1の方法。
6. The method of claim 1, wherein the first plant is transformed with more than one donor vector member.
【請求項7】 前記第二の植物が、1つより多くの標的ベクターメンバーで形質転換される、
請求項1の方法。
7. The second plant is transformed with more than one target vector member,
The method of claim 1.
【請求項8】 前記ドナーベクターが、第一の選択可能マーカーをさらに含む、請求項1の方
法。
8. The method of claim 1, wherein the donor vector further comprises a first selectable marker.
【請求項9】 前記レセプターベクターが第二の選択可能マーカーをさらに含む、請求項1の
方法。
9. The method of claim 1, wherein the receptor vector further comprises a second selectable marker.
【請求項10】 (a)各々トランス活性化因子を含むドナーベクターの第一のプール;および (b)各々、異なる目的の遺伝子に機能可能であるように連結されたトランス
活性化因子結合部位を含む、レセプターベクターの第二のプール を含む、植物育種キット。
10. (a) a first pool of donor vectors each containing a transactivator; and (b) each transactivator binding site operably linked to a different gene of interest. A plant breeding kit comprising a second pool of receptor vectors comprising.
【請求項11】 前記目的の遺伝子が制御遺伝子である、請求項10のキット。11.   The kit according to claim 10, wherein the gene of interest is a regulatory gene. 【請求項12】 前記制御遺伝子が転写因子である、請求項11のキット。12. The method according to claim 12,   The kit according to claim 11, wherein the control gene is a transcription factor. 【請求項13】 前記ドナーベクターが、第一の選択可能マーカーをさらに含む、請求項10の
キット。
13. The kit of claim 10, wherein the donor vector further comprises a first selectable marker.
【請求項14】 前記レセプターベクターが第二の選択可能マーカーをさらに含む、請求項10
のキット。
14. The receptor vector further comprising a second selectable marker.
Kit.
【請求項15】 前記トランス活性化因子が、恒常的プロモーター、誘導性プロモーター、組織
特異的プロモーター、又は発生段階特異的プロモーターに機能可能であるように
連結されている、請求項10のキット。
15. The kit of claim 10, wherein the transactivator is operably linked to a constitutive promoter, an inducible promoter, a tissue-specific promoter, or a developmental stage-specific promoter.
【請求項16】 改善された形質のため植物を育種するための方法であって、以下の: (a)トランス活性化因子を含むドナーベクターで形質転換された第一の植物
を提供し; (b)目的の遺伝子に機能可能であるように連結されたトランス活性化因子結
合部位を含む、レセプターベクターで形質転換された第二の植物を提供し; (c)前記第一及び第二の形質転換植物を交雑してハイブリッド植物を生成し
;そして (d)改善された形質を伴うハイブリッド植物を選択する の工程を含む、前記方法。
16. A method for breeding plants for improved traits, comprising: (a) providing a first plant transformed with a donor vector containing a transactivator; b) providing a second plant transformed with a receptor vector comprising a transactivator binding site operably linked to a gene of interest; (c) said first and second traits. Said method comprising the step of crossing the transformed plants to produce hybrid plants; and (d) selecting hybrid plants with improved traits.
【請求項17】 前記目的の遺伝子が制御遺伝子である、請求項16の方法。17.   17. The method of claim 16, wherein the gene of interest is a regulatory gene. 【請求項18】 前記制御遺伝子が転写因子である、請求項17の方法。18.   18. The method of claim 17, wherein the control gene is a transcription factor. 【請求項19】 前記トランス活性化因子が、恒常的プロモーター、誘導性プロモーター、組織
特異的プロモーター、又は発生段階特異的プロモーターに機能可能であるように
連結されている、請求項16の方法。
19. The method of claim 16, wherein the transactivator is operably linked to a constitutive promoter, an inducible promoter, a tissue-specific promoter, or a developmental stage-specific promoter.
【請求項20】 工程(a)ないし(d)が1回より多く行われる、請求項16の方法。20.   17. The method of claim 16, wherein steps (a) to (d) are performed more than once. 【請求項21】 前記第一の植物が、1つより多くのドナーベクターメンバーで形質転換される
、請求項16の方法。
21. The method of claim 16, wherein the first plant is transformed with more than one donor vector member.
【請求項22】 前記第二の植物が、1つより多くの標的ベクターメンバーで形質転換される、
請求項16の方法。
22. The second plant is transformed with more than one targeting vector member.
The method of claim 16.
【請求項23】 前記ドナーベクターが、第一の選択可能マーカーをさらに含む、請求項16の
方法。
23. The method of claim 16, wherein the donor vector further comprises a first selectable marker.
【請求項24】 前記レセプターベクターが第二の選択可能マーカーをさらに含む、請求項16
の方法。
24. The receptor vector further comprising a second selectable marker.
the method of.
【請求項25】 請求項16の方法に従って産生されたトランスジェニック植物。25.   A transgenic plant produced according to the method of claim 16. 【請求項26】 植物において遺伝子発現のパターンを修飾するための方法であって、 (a)各々トランス活性化因子を含むドナーベクターの第一のプール、および
、各々、制御遺伝子に機能可能であるように連結されたトランス活性化因子結合
部位を含む、レセプターベクターの第二のプールを提供し; (b)第一の植物をドナーベクタープールのメンバーで形質転換し; (c)第二の植物をレセプターベクタープールのメンバーで形質転換し;そし
て (d)前記第一及び第二の形質転換植物を交雑して、遺伝子発現の修飾された
パターンを有するハイブリッド植物を生成する ことを含む、前記方法。
26. A method for modifying a pattern of gene expression in a plant, comprising: (a) a first pool of donor vectors, each containing a transactivator, and each functional to a regulatory gene. A second pool of receptor vectors comprising transactivator binding sites so linked; (b) transforming the first plant with a member of the donor vector pool; (c) a second plant. Of the receptor vector pool; and (d) crossing the first and second transformed plants to produce hybrid plants having a modified pattern of gene expression. .
【請求項27】 前記制御遺伝子が転写因子である、請求項26の方法。27.   27. The method of claim 26, wherein the control gene is a transcription factor. 【請求項28】 前記トランス活性化因子が、恒常的プロモーター、誘導性プロモーター、組織
特異的プロモーター、又は発生段階特異的プロモーターに機能可能であるように
連結されている、請求項26の方法。
28. The method of claim 26, wherein the transactivator is operably linked to a constitutive promoter, an inducible promoter, a tissue-specific promoter, or a developmental stage-specific promoter.
【請求項29】 工程(a)ないし(d)が1回より多く行われる、請求項26の方法。29.   27. The method of claim 26, wherein steps (a) to (d) are performed more than once. 【請求項30】 前記第一の植物が、1つより多くのドナーベクターメンバーで形質転換される
、請求項26の方法。
30. The method of claim 26, wherein the first plant is transformed with more than one donor vector member.
【請求項31】 前記第二の植物が、1つより多くの標的ベクターメンバーで形質転換される、
請求項26の方法。
31. The second plant is transformed with more than one targeting vector member.
27. The method of claim 26.
【請求項32】 前記ドナーベクターが、第一の選択可能マーカーをさらに含む、請求項26の
方法。
32. The method of claim 26, wherein the donor vector further comprises a first selectable marker.
【請求項33】 前記レセプターベクターが第二の選択可能マーカーをさらに含む、請求項26
の方法。
33. The method of claim 26, wherein the receptor vector further comprises a second selectable marker.
the method of.
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