JP2006020607A - Method for producing plant body having modified leaf shape, plant body obtained by using the method, and utilization thereof - Google Patents

Method for producing plant body having modified leaf shape, plant body obtained by using the method, and utilization thereof Download PDF

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Masaru Takagi
優 高木
Tomotsugu Koyama
知嗣 小山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a plant body having a stalk in a modified shape. <P>SOLUTION: A kimera protein having a functional peptide fused with a transcription factor is produced in a plant cell by introducing a kimera gene of a gene encoding the transcription factor concerned with the control of a leaf shape, and a polynucleotide encoding the functional peptide for converting the transcription factor to a transcription repressor. The plant body having the stalk in the modified shape is produced thereby because the kimera protein inhibits the expression of a target gene targeted by the transcription factor. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、葉の形態が改変された植物体の生産方法およびこれを用いて得られる植物体、並びにその利用に関するものであり、特に葉柄の形態が改変された植物体の生産方法およびこれを用いて得られる植物体、並びにその利用に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a plant having a modified leaf form, a plant obtained by using the same, and a use thereof, and more particularly to a method for producing a plant having a modified petiole shape and the method. The present invention relates to a plant obtained by use and its use.

従来から、トウモロコシのTEOSINTE BRANCHED1(TB1)遺伝子や、キンギョソウのCINCINNATA(CIN)遺伝子を欠損する突然変異体は、枝分かれや葉の形態に異常を示すことが報告されている(例えば、非特許文献1、2参照。)。すなわち、TB1遺伝子を欠損するトウモロコシの突然変異体は、野生型にみられる頂芽優性がみられず、側芽が抑制されることなく成長する。また、CIN遺伝子を欠損するキンギョソウの突然変異体は、葉の縁部分における成長が過剰となり、葉が波状となる。   Conventionally, mutants lacking the corn TEOSINTE BRANCHED1 (TB1) gene and the snapdragon CINCINNATA (CIN) gene have been reported to show abnormalities in branching and leaf morphology (for example, Non-Patent Document 1). 2). That is, the maize mutant lacking the TB1 gene does not have the top bud dominance seen in the wild type and grows without suppressing the side buds. In addition, the snapdragon mutant lacking the CIN gene has excessive growth at the edge of the leaf, and the leaf becomes wavy.

上記非特許文献1、2では、トランスポゾンタギングを用いた解析により、TB1遺伝子及びCIN遺伝子は、共に、TCPファミリータンパク質が共通して有する相同なドメインをコードする塩基配列を有していることが報告されている。このTCPファミリータンパク質が共通して有するドメインであるTCPドメインは、トウモロコシのTB1遺伝子、キンギョソウのCYCLOIDEA(CYC)遺伝子、イネのPCF1、PCF2遺伝子が共通してコードする領域として同定されている。また、このTCPファミリータンパク質は、PCF1、PCF2タンパク質がDNA結合タンパク質として機能していることから、転写因子ファミリーであることが示唆されている。   In the above Non-Patent Documents 1 and 2, it is reported by analysis using transposon tagging that both the TB1 gene and the CIN gene have a base sequence encoding a homologous domain shared by TCP family proteins. Has been. The TCP domain, which is a common domain of this TCP family protein, has been identified as a region that is commonly encoded by the maize TB1 gene, the snapdragon CYCLOIDEA (CYC) gene, and the rice PCF1 and PCF2 genes. In addition, it is suggested that this TCP family protein is a transcription factor family because PCF1 and PCF2 proteins function as DNA-binding proteins.

さらに、TB1遺伝子及びCYC遺伝子はそれぞれ腋芽および花芽の分裂組織の成長制御に関与し、CIN遺伝子は葉における部位特異的な細胞分裂の制御に関与すると推定され、PCF1、PCF2遺伝子は細胞分裂に必要な遺伝子のプロモーター領域に結合し、その転写を制御する転写因子であることから、TCPファミリータンパク質のうち、これらは細胞分裂制御に関与していると推定されている。しかし、TCPファミリーに属する殆どの転写因子の機能については未だ知られていない。   Furthermore, the TB1 gene and the CYC gene are involved in the growth control of axillary and flower bud meristems, respectively, the CIN gene is presumed to be involved in the control of site-specific cell division in leaves, and the PCF1 and PCF2 genes are required for cell division Since these are transcription factors that bind to the promoter region of various genes and control their transcription, these proteins are presumed to be involved in cell division control among the TCP family proteins. However, the functions of most transcription factors belonging to the TCP family are still unknown.

ところで、本発明者は、転写因子を転写抑制因子に転換するペプチドを種々見出している(例えば、特許文献1〜7、非特許文献3、4参照)。このペプチドは、Class II ERF(Ethylene Responsive Element Binding Factor)タンパク質や植物のジンクフィンガータンパク質(Zinc Finger Protein、例えばシロイヌナズナSUPERMANタンパク質等)から切り出されたもので、極めて単純な構造を有している。   By the way, the present inventor has found various peptides that convert a transcription factor into a transcription repressing factor (see, for example, Patent Documents 1 to 7, Non-Patent Documents 3 and 4). This peptide is excised from a Class II ERF (Ethylene Responsive Element Binding Factor) protein or a plant zinc finger protein (Zinc Finger Protein, such as Arabidopsis SUPERMAN protein), and has a very simple structure.

さらに、本発明者は、種々の転写因子と上記ペプチドとを融合させた融合タンパク質(キメラタンパク質)をコードする遺伝子を植物体内に導入することを試みている。そして、これにより、転写因子が転写抑制因子に転換され、該転写因子が転写を促進する標的遺伝子の発現が抑制された植物体を生産することに成功している。   Furthermore, the present inventor has attempted to introduce a gene encoding a fusion protein (chimeric protein) in which various transcription factors are fused with the above peptide into a plant body. As a result, the transcription factor is converted into a transcription repressing factor, and the transcription factor has succeeded in producing a plant in which the expression of a target gene that promotes transcription is suppressed.

なお、葉柄の形態が改変された植物は、園芸上の価値が高いという利点をはじめ、植物栽培の省スペース化等の利点を有する。これまで植物の葉の形態等の形質を改変するためには、その目的とする形質を有する植物の品種を掛け合わせる交配育種が一般的である。しかし、従来の交配育種では、目的とする形質を有する植物を生産するためには、長い年月と、熟練者の経験が必要である。また、近年、遺伝子組換え技術を用いて植物の形質を改変する試みが行われてきている。このような試みとしては、例えばKNOX転写因子ファミリーに属するシロイヌナズナのKNAT1、KNAT2遺伝子を過剰発現させることにより、分裂した葉や異所性を有する托葉等様々な発現型が見られることが報告されている(例えば、非特許文献5参照。)。
特開2001−269177公報(平成13年(2001)10月2日公開) 特開2001−269178公報(平成13年(2001)10月2日公開) 特開2001−292776公報(平成13年(2001)10月2日公開) 特開2001−292777公報(平成13年(2001)10月23日公開) 特開2001−269176公報(平成13年(2001)10月2日公開) 特開2001−269179公報(平成13年(2001)10月2日公開) 国際公開第WO03/055903号パンフレット(平成15年(2003)7月10日公開) Doebley,J., Stec,A., Hubbard,L., Nature,386,485-488(1997) Nath,U., Crauford,B.C.W., Carpenter,R., Coen,C., Science,299,1404-1407(2003) Ohta,M.,Matsui,K.,Hiratsu,K.,Shinshi,H. and Ohme-Takagi,M.,The Plant Cell, Vol.13,1959-1968,August,2001 Hiratsu,K.,Ohta,M.,Matsui,K.,Ohme-Takagi,M.,FEBS Letters 514(2002)351-354 Lincoln,C., Long,J., Yamaguchi,J., Serikawa,K., Hake,S., The Plant Cell, Vol.6,1859-1876,December,1994
In addition, the plant in which the form of the petiole is modified has advantages such as space saving of plant cultivation, in addition to the advantage of high horticultural value. So far, in order to modify a trait such as the shape of a leaf of a plant, a cross breeding in which varieties of plants having the target trait are crossed is generally used. However, conventional cross breeding requires a long time and experience of a skilled person in order to produce a plant having the desired trait. In recent years, attempts have been made to modify plant traits using genetic recombination techniques. As such an attempt, for example, by overexpressing the KNAT1 and KNAT2 genes of Arabidopsis belonging to the knox transcription factor family, various expression types such as split leaves and ectopic leaves are reported. (For example, see Non-Patent Document 5).
JP 2001-269177 A (released on October 2, 2001) JP 2001-269178 A (published on October 2, 2001) JP 2001-292776 A (published on October 2, 2001) JP 2001-292777 A (released on October 23, 2001) JP 2001-269176 A (released on October 2, 2001) JP 2001-269179 A (published October 2, 2001) International Publication No. WO03 / 055903 pamphlet (published July 10, 2003) Doebley, J., Stec, A., Hubbard, L., Nature, 386, 485-488 (1997) Nath, U., Crauford, BCW, Carpenter, R., Coen, C., Science, 299, 1404-1407 (2003) Ohta, M., Matsui, K., Hiratsu, K., Shinshi, H. And Ohme-Takagi, M., The Plant Cell, Vol.13,1959-1968, August, 2001 Hiratsu, K., Ohta, M., Matsui, K., Ohme-Takagi, M., FEBS Letters 514 (2002) 351-354 Lincoln, C., Long, J., Yamaguchi, J., Serikawa, K., Hake, S., The Plant Cell, Vol. 6, 1859-1876, December, 1994

しかしながら、従来、遺伝子の転写を抑制することによって葉柄の形態を改変する技術は知られていなかった。   However, conventionally, there has been no known technique for altering the petiole morphology by suppressing gene transcription.

本発明の目的は、遺伝子の転写を抑制することによって、短期間で簡便に、葉柄の形態が改変された植物体を生産する方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method for producing a plant having a modified petiole morphology easily in a short period of time by suppressing gene transcription.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、TCPドメインを有するTCPファミリータンパク質であって、その機能が明らかにされていない転写因子と任意の転写因子を転写抑制因子に転換する機能性ペプチドとを融合させたキメラタンパク質を植物体内で生産させることによって、葉柄の形態が改変された植物体を生産することができることを初めて明らかにし、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventor has converted a transcription factor that has a TCP domain and whose function has not been clarified and an arbitrary transcription factor into a transcriptional repressor. It was revealed for the first time that a plant body having a modified petiole shape can be produced by producing a chimeric protein fused with a functional peptide to be produced in the plant body, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明にかかる葉柄の形態が改変された植物体の生産方法は、葉の形態制御に関与する転写因子と、任意の転写因子を転写抑制因子に転換する機能性ペプチドとを融合させたキメラタンパク質を、植物体で生産させることにより、該転写因子が標的とする標的遺伝子の転写を抑制させることを特徴としている。   That is, in the method for producing a plant having a modified petiole morphology according to the present invention, a transcription factor involved in leaf morphology control and a functional peptide that converts an arbitrary transcription factor into a transcription repressor are fused. It is characterized in that transcription of a target gene targeted by the transcription factor is suppressed by producing a chimeric protein in a plant body.

これにより、上記キメラタンパク質は、上記転写因子の標的遺伝子の転写を効果的に抑制することができる。それゆえ、葉柄の形態が改変されるという効果を奏する。   Thereby, the said chimeric protein can suppress effectively transcription | transfer of the target gene of the said transcription factor. Therefore, there is an effect that the form of the petiole is modified.

上記葉柄の形態が改変された植物体は、少なくとも葉柄の長さが短くなるように改変された植物体であることが好ましい。   It is preferable that the plant body in which the form of the petiole is modified is a plant body modified so that at least the length of the petiole is shortened.

これにより、植物体の園芸上の価値が高めることや、植物栽培の省スペース化を図ることが可能となる。   This makes it possible to increase the horticultural value of the plant body and to save space for plant cultivation.

上記植物体の生産方法は、上記転写因子をコードする遺伝子と上記機能性ペプチドをコードするポリヌクレオチドとからなるキメラ遺伝子を含む組換え発現ベクターを、植物細胞に導入する形質転換工程を含んでいることが好ましい。また、上記生産方法は、さらに、上記組換え発現ベクターを構築する発現ベクター構築工程を含んでいてもよい。   The plant production method includes a transformation step of introducing a recombinant expression vector containing a chimeric gene comprising a gene encoding the transcription factor and a polynucleotide encoding the functional peptide into a plant cell. It is preferable. The production method may further include an expression vector construction step for constructing the recombinant expression vector.

これにより、上記キメラタンパク質を形質転換された上記植物細胞内で発現させることができる。それゆえ、該キメラタンパク質が標的遺伝子の転写を抑制し、葉柄の形態が改変されるという効果を奏する。   Thereby, the chimeric protein can be expressed in the transformed plant cell. Therefore, the chimeric protein suppresses the transcription of the target gene and has an effect that the shape of the petiole is modified.

上記転写因子は、以下の(a)又は(b)記載のタンパク質であることが好ましい。(a)配列番号134に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質。(b)配列番号134に示されるアミノ酸配列において、1個又は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/又は付加されたアミノ酸配列からなり、且つ、葉の形態制御に関与するタンパク質。   The transcription factor is preferably a protein described in the following (a) or (b). (A) a protein comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 134; (B) a protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, deleted, inserted, and / or added in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 134, and is involved in leaf morphology control;

また、上記転写因子をコードする遺伝子として、以下の(c)又は(d)記載の遺伝子が用いられることが好ましい。(c)配列番号135に示される塩基配列をオープンリーディングフレーム領域として有する遺伝子。(d)配列番号135に示される塩基配列からなる遺伝子と相補的な塩基配列からなる遺伝子とストリンジェントな条件でハイブリダイズし、且つ、葉の形態制御に関与するタンパク質をコードする遺伝子。   Moreover, it is preferable to use the gene of the following (c) or (d) as a gene which codes the said transcription factor. (C) A gene having the base sequence represented by SEQ ID NO: 135 as an open reading frame region. (D) A gene that hybridizes with a gene consisting of a base sequence complementary to the gene consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 135 under stringent conditions and encodes a protein involved in leaf morphology control.

上記機能性ペプチドは、次に示す式(1)〜(4)
(1)X1−Leu−Asp−Leu−X2−Leu−X3
(但し、式中、X1は0〜10個のアミノ酸残基を示し、X2はAsn又はGluを示し、X3は少なくとも6個のアミノ酸残基を示す。)
(2)Y1−Phe−Asp−Leu−Asn−Y2−Y3
(但し、式中、Y1は0〜10個のアミノ酸残基を示し、Y2はPhe又はIleを示し、Y3は少なくとも6個のアミノ酸残基を示す。)
(3)Z1−Asp−Leu−Z2−Leu−Arg−Leu−Z3
(但し、式中、Z1はLeu、Asp−Leu又はLeu−Asp−Leuを示し、Z2はGlu、Gln又はAspを示し、Z3は0〜10個のアミノ酸残基を示す。)
(4)Asp−Leu−Z4−Leu−Arg−Leu
(但し、式中、Z4はGlu、Gln又はAspを示す。)
のいずれかで表されるアミノ酸配列からなるものであることが好ましい。
The functional peptide is represented by the following formulas (1) to (4).
(1) X1-Leu-Asp-Leu-X2-Leu-X3
(In the formula, X1 represents 0 to 10 amino acid residues, X2 represents Asn or Glu, and X3 represents at least 6 amino acid residues.)
(2) Y1-Phe-Asp-Leu-Asn-Y2-Y3
(Wherein, Y1 represents 0 to 10 amino acid residues, Y2 represents Phe or Ile, and Y3 represents at least 6 amino acid residues.)
(3) Z1-Asp-Leu-Z2-Leu-Arg-Leu-Z3
(Wherein, Z1 represents Leu, Asp-Leu or Leu-Asp-Leu, Z2 represents Glu, Gln or Asp, and Z3 represents 0 to 10 amino acid residues.)
(4) Asp-Leu-Z4-Leu-Arg-Leu
(However, in the formula, Z4 represents Glu, Gln or Asp.)
It is preferable that it consists of the amino acid sequence represented by either.

また、上記機能性ペプチドは、配列番号3〜19のいずれかに示されるアミノ酸配列からなるペプチドであることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said functional peptide is a peptide which consists of an amino acid sequence shown in either of sequence number 3-19.

また、上記機能性ペプチドは、以下の(e)又は(f)記載のペプチドであってもよい。(e)配列番号20又は21に示されるアミノ酸配列からなるペプチド。(f)配列番号20又は21に示されるアミノ酸配列において、1個又は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/又は付加されたアミノ酸配列からなるペプチド。   The functional peptide may be a peptide described in the following (e) or (f). (E) A peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 20 or 21. (F) A peptide comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, deleted, inserted, and / or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 20 or 21.

また、上記機能性ペプチドは、次に示す式(5)
(5)α1−Leu−β1−Leu−γ1−Leu
(但し、式中α1は、Asp、Asn、Glu、Gln、Thr又はSerを示し、β1は、Asp、Gln、Asn、Arg、Glu、Thr、Ser又はHisを示し、γ1は、Arg、Gln、Asn、Thr、Ser、His、Lys又はAspを示す。)
で表されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。
The functional peptide is represented by the following formula (5):
(5) α1-Leu-β1-Leu-γ1-Leu
(Wherein α1 represents Asp, Asn, Glu, Gln, Thr or Ser, β1 represents Asp, Gln, Asn, Arg, Glu, Thr, Ser or His, and γ1 represents Arg, Gln, Asn, Thr, Ser, His, Lys, or Asp are shown.)
It may consist of an amino acid sequence represented by

また、上記機能性ペプチドは、次に示す式(6)〜(8)
(6)α1−Leu−β1−Leu−γ2−Leu
(7)α1−Leu−β2−Leu−Arg−Leu
(8)α2−Leu−β1−Leu−Arg−Leu
(但し、各式中α1は、Asp、Asn、Glu、Gln、Thr又はSerを示し、α2は、Asn、Glu、Gln、Thr又はSerを示し、β1は、Asp、Gln、Asn、Arg、Glu、Thr、Ser又はHisを示し、β2はAsn、Arg、Thr、Ser又はHisを示し、γ2はGln、Asn、Thr、Ser、His、Lys又はAspを示す。)
のいずれかで表されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。
Moreover, the functional peptide is represented by the following formulas (6) to (8).
(6) α1-Leu-β1-Leu-γ2-Leu
(7) α1-Leu-β2-Leu-Arg-Leu
(8) α2-Leu-β1-Leu-Arg-Leu
(Wherein α1 represents Asp, Asn, Glu, Gln, Thr or Ser, α2 represents Asn, Glu, Gln, Thr or Ser, and β1 represents Asp, Gln, Asn, Arg, Glu. , Thr, Ser or His, β2 represents Asn, Arg, Thr, Ser or His, and γ2 represents Gln, Asn, Thr, Ser, His, Lys or Asp.)
It may consist of an amino acid sequence represented by any of the above.

また、上記機能性ペプチドは、配列番号22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、133、59、又は60に示されるアミノ酸配列からなるペプチドであってもよい。   The functional peptide is shown in SEQ ID NO: 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 133, 59, or 60. It may be a peptide consisting of an amino acid sequence.

また、上記機能性ペプチドは、配列番号38又は39に示されるアミノ酸配列からなるペプチドであってもよい。   The functional peptide may be a peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 38 or 39.

上記機能性ペプチドが、上記式のいずれかで表されるアミノ酸配列からなるペプチド又は上記配列番号に示されるいずれかのペプチドであり、その多くは極めて短いペプチドであるため、合成が容易であり、標的遺伝子の転写抑制を効率的に行うことができる。また、上記機能性ペプチドは、機能的に重複(リダンダント)する他の転写因子の活性に優先して標的遺伝子の転写(発現)を抑制する機能を有している。それゆえ、標的遺伝子の発現を効果的に抑制できるという効果を有する。   The functional peptide is a peptide consisting of the amino acid sequence represented by any one of the above formulas or any one of the peptides shown in the above SEQ ID NOs, most of which are extremely short peptides, and therefore are easily synthesized. Transcriptional repression of the target gene can be performed efficiently. Further, the functional peptide has a function of suppressing the transcription (expression) of the target gene in preference to the activity of other transcription factors that are functionally redundant (redundant). Therefore, it has the effect that the expression of the target gene can be effectively suppressed.

また、本発明にかかる植物体は、上記生産方法により生産され、葉柄の形態が改変されていることを特徴としている。上記植物体には、成育した植物個体、植物細胞、植物組織、カルス、種子の少なくとも何れかが含まれることが好ましい。   Moreover, the plant body concerning this invention is produced by the said production method, The shape of a petiole is modified, It is characterized by the above-mentioned. The plant body preferably contains at least one of a grown plant individual, a plant cell, a plant tissue, a callus, and a seed.

また、本発明にかかる植物体の葉柄の形態改変キットは、上記の生産方法を行うためのキットであって、上記転写因子をコードする遺伝子と、転写因子を転写抑制因子に転換する機能性ペプチドをコードするポリヌクレオチドと、プロモーターとを含む組換え発現ベクターを少なくとも含むことを特徴としている。上記葉柄の形態改変キットは、さらに、上記組換え発現ベクターを植物細胞に導入するための試薬群を含んでいてもよい。   A plant petiole shape modification kit according to the present invention is a kit for performing the production method described above, and includes a gene encoding the transcription factor and a functional peptide that converts the transcription factor into a transcriptional repression factor. It includes at least a recombinant expression vector containing a polynucleotide that encodes and a promoter. The petiole shape modification kit may further include a reagent group for introducing the recombinant expression vector into a plant cell.

すなわち、本発明にかかる葉柄の形態が改変された植物体の生産方法は、以上のように、葉の形態制御に関与する転写因子と、任意の転写因子を転写抑制因子に転換する機能性ペプチドとを融合させたキメラタンパク質を、植物体で生産させることにより、該転写因子が転写を促進する標的遺伝子の転写を抑制させることを特徴としている。   That is, as described above, the method for producing a plant having a modified petiole shape according to the present invention includes a transcription factor involved in leaf shape control and a functional peptide that converts any transcription factor into a transcription repressor. Is characterized in that the transcription factor suppresses the transcription of a target gene that promotes transcription by producing a chimeric protein in which the transcription factor is fused in a plant body.

これにより、得られる植物体では、葉の形態制御に関与する遺伝子の転写が抑制され、葉柄の形態が改変された植物体を生産することが可能となる。   Thereby, in the obtained plant body, transcription of a gene involved in leaf shape control is suppressed, and it becomes possible to produce a plant body in which the shape of the petiole is modified.

本発明の一実施形態について説明すると以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。   An embodiment of the present invention will be described as follows. Note that the present invention is not limited to this.

本発明は、葉柄の形態が改変された植物体を生産する技術であって、葉の形態制御に関する転写因子と任意の転写因子を転写抑制因子に転換する機能性ペプチドとを融合させたキメラタンパク質を植物体で生産させるものである。上記キメラタンパク質を植物体で生産させることによって得られる植物体では、上記転写因子が標的とする標的遺伝子の転写が抑制され、葉柄の形態が改変された植物体を生産することができる。   The present invention is a technique for producing a plant having a modified petiole shape, and is a chimeric protein in which a transcription factor relating to leaf shape control is fused with a functional peptide that converts an arbitrary transcription factor into a transcriptional repressor Is produced in a plant body. In a plant obtained by producing the chimeric protein in a plant, transcription of a target gene targeted by the transcription factor can be suppressed, and a plant with a modified petiole morphology can be produced.

ここで、葉柄の形態が改変されることは次のようにして起こる。すなわち、上記キメラタンパク質における転写因子由来のDNA結合ドメインが、標的遺伝子に結合する。転写因子は転写抑制因子に転換され、標的遺伝子の転写が抑制される。その結果、得られる植物体の葉柄の形態を改変することができる。   Here, alteration of the shape of the petiole occurs as follows. That is, the transcription factor-derived DNA binding domain in the chimeric protein binds to the target gene. The transcription factor is converted to a transcription repressor, and transcription of the target gene is repressed. As a result, the shape of the petiole of the obtained plant can be modified.

本発明の生産方法で生産される、葉柄の形態が改変された植物体とは、葉柄の形態が改変された植物体であれば特に限定されるものではない。ここで、葉柄の形態とは、例えば、葉柄の長さ、葉柄の太さ、葉柄の断面の形状、葉柄の表面の状態等を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。また、葉柄の形態が改変された植物体とは、葉柄の形態が改変されたのみで他の葉の形態は改変されていない植物体であってもよいし、又は、葉柄の形態が改変されると同時に他の葉の形態も改変された植物体であってもよい。   The plant body with a modified petiole form produced by the production method of the present invention is not particularly limited as long as it is a plant body with a modified petiole form. Here, examples of the form of the petiole include, but are not limited to, the length of the petiole, the thickness of the petiole, the shape of the cross section of the petiole, the state of the surface of the petiole, and the like. In addition, the plant body in which the form of the petiole is modified may be a plant body in which the form of the petiole is modified and the form of the other leaves is not modified, or the form of the petiole is modified. At the same time, other leaf forms may be modified.

この中でも、本発明の葉柄の形態が改変された植物体とは、少なくとも葉柄の長さが短くなるように改変された植物体であることが好ましい。したがって葉柄の形態が改変された植物体とは、葉柄の長さが短くなったのみで他の葉の形態は改変されていない植物体であってもよいし、又は、葉柄の長さが短くなると同時に他の葉の形態も改変された植物体であってもよい。これらのうちでも、葉柄の形態が改変された植物体は、葉柄の長さが短くなったのみで他の葉の形態は改変されていない植物体であることがより好ましい。また、葉柄の長さが短くなると同時に他の葉の形態がわずかに改変されていてもよい。葉柄の長さが短くなるとは、葉柄の長さが、改変前と比較して短くなっていれば特に限定されるものではなく、葉柄が極端に短くなり無葉柄となったものも含まれる。また、葉柄の長さとは、葉柄の基部と、葉身及び葉柄の境とを結ぶ軸方向の長さをいう。なお、「葉」には葉身、葉柄及び托葉が含まれる。ここで、「葉身」とは、表皮と葉肉と葉脈とから構成される、葉の主要な部分をいい、「葉柄」とは、葉身を支えて茎に接着している葉の部分をいい、「托葉」とは、葉柄の上又は葉柄基部付近の茎の上に発生する葉的器官をいう。   Among these, the plant body in which the form of the petiole of the present invention is modified is preferably a plant body modified so that at least the length of the petiole is shortened. Therefore, the plant body in which the form of the petiole is modified may be a plant body in which the length of the petiole is shortened and the form of other leaves is not modified, or the length of the petiole is short. At the same time, the form of other leaves may be modified. Among these, the plant body in which the form of the petiole is modified is more preferably a plant body in which the length of the petiole is shortened and the form of other leaves is not modified. Further, the length of the petiole may be shortened, and at the same time, the shape of other leaves may be slightly modified. The fact that the length of the petiole is shortened is not particularly limited as long as the length of the petiole is shorter than that before modification, and includes those in which the petiole is extremely short and becomes no-foliate. The length of the petiole means the length in the axial direction connecting the base of the petiole and the blade and the border of the petiole. “Leaf” includes leaf blades, petiole and bamboo leaves. Here, “leaf blade” refers to the main part of the leaf composed of epidermis, mesophyll, and veins, and “petiole” refers to the portion of the leaf that supports the leaf blade and adheres to the stem. The term “bamboo leaf” refers to a leafy organ that develops on the petiole or on the stem near the base of the petiole.

以降の説明では、本発明にかかる葉柄の形態が改変された植物体の生産方法に用いられるキメラタンパク質、本発明にかかる植物体の生産方法の一例、これにより得られる植物体とその有用性、並びにその利用についてそれぞれ説明する。   In the following description, a chimeric protein used in a method for producing a plant with a modified petiole according to the present invention, an example of a method for producing a plant according to the present invention, a plant obtained thereby and its usefulness, Each of these will be described.

(I)本発明で用いられるキメラタンパク質
上述したように、本発明で用いられるキメラタンパク質は、葉の形態制御に関与する転写因子と、転写因子を転写抑制因子に転換する機能性ペプチドとを融合させたものである。
(I) Chimeric protein used in the present invention As described above, the chimeric protein used in the present invention fuses a transcription factor involved in leaf morphology control and a functional peptide that converts the transcription factor into a transcription repressor. It has been made.

また、本発明で用いられるキメラタンパク質は、内在性の遺伝子に対して優性に作用するものである。すなわち、本発明にかかるキメラタンパク質は植物が二倍体や複二倍体であったり、あるいは植物に機能重複遺伝子が存在したりしても、葉の形態制御に関与する転写因子が転写を促進する標的遺伝子の発現を一様に抑制できる。それゆえ、上記キメラタンパク質が導入された植物体を、効果的に、葉柄の形態が改変された植物体に形質転換することができる。   Moreover, the chimeric protein used in the present invention acts dominantly on the endogenous gene. That is, the chimeric protein according to the present invention promotes transcription by a transcription factor involved in leaf morphology control even if the plant is diploid or diploid, or a functionally duplicated gene exists in the plant. Can uniformly suppress the target gene expression. Therefore, the plant into which the chimeric protein is introduced can be effectively transformed into a plant having a modified petiole shape.

以下に、上記転写因子および機能性ペプチドそれぞれについて説明する。   Hereinafter, each of the transcription factor and the functional peptide will be described.

(I−1)葉の形態制御に関与する転写因子
本発明で用いられる転写因子は、葉の形態制御に関与する転写因子であれば特に限定されるものではない。かかる転写因子は、植物界で広く保存されている。したがって、本発明で用いられる転写因子には、種々の植物に保存されている同様の機能を有する転写因子が含まれる。
(I-1) Transcription factor involved in leaf morphology control The transcription factor used in the present invention is not particularly limited as long as it is a transcription factor involved in leaf morphology control. Such transcription factors are widely conserved in the plant kingdom. Therefore, transcription factors used in the present invention include transcription factors having similar functions that are conserved in various plants.

このような転写因子としては、TCPドメインを含んだ転写因子であるTCP1タンパク質を挙げることができるが、上記転写因子はこれに限定されるものではない。   Examples of such transcription factors include TCP1 protein, which is a transcription factor containing a TCP domain, but the transcription factor is not limited thereto.

本発明で用いられる転写因子の代表的な一例としては、例えば、シロイヌナズナTCP1タンパク質を挙げることができる。TCP1タンパク質は、配列番号134に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質である。本発明では、例えば、このTCP1タンパク質に後述する機能性ペプチドを融合させることにより、転写因子であるTCP1タンパク質を転写抑制因子に転換させる。   As a typical example of the transcription factor used in the present invention, for example, Arabidopsis TCP1 protein can be mentioned. The TCP1 protein is a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 134. In the present invention, for example, the TCP1 protein, which is a transcription factor, is converted into a transcription repressing factor by fusing the functional peptide described later to the TCP1 protein.

また、本発明で用いられる転写因子としては、配列番号134に示されるアミノ酸配列からなるTCP1タンパク質に限定されるものではなく、葉の形態制御に関与する転写因子であればよい。具体的には、配列番号134に示されるアミノ酸配列において、1個又は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/又は付加されたアミノ酸配列からなるタンパク質であっても、上記機能を有していれば本発明にて用いることができる。なお、上記の「配列番号134に示されるアミノ酸配列において、1個又は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/又は付加されたアミノ酸配列」における「1個又は数個」の範囲は特に限定されないが、例えば、1から20個、好ましくは1から10個、より好ましくは1から7個、さらに好ましくは1個から5個、特に好ましくは1個から3個を意味する。   The transcription factor used in the present invention is not limited to the TCP1 protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 134, and may be any transcription factor involved in leaf morphology control. Specifically, in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 134, even a protein consisting of an amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, deleted, inserted, and / or added has the above function. If so, it can be used in the present invention. In addition, the range of “one or several” in the above “amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, deleted, inserted, and / or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 134” Although not particularly limited, for example, it means 1 to 20, preferably 1 to 10, more preferably 1 to 7, still more preferably 1 to 5, and particularly preferably 1 to 3.

また上記転写因子は、配列番号134に示されるアミノ酸配列に対して、20%以上、好ましくは50%以上、さらに好ましくは60%または70%以上の相同性を有するタンパク質であって、且つ、葉の形態制御に関与する転写因子であってもよい。なおここで「相同性」とは、アミノ酸配列中に占める同じ配列の割合であり、この値が高いほど両者は近縁であるといえる。   The transcription factor is a protein having a homology of 20% or more, preferably 50% or more, more preferably 60% or 70% or more with respect to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 134, and leaves It may be a transcription factor involved in morphological control. Here, “homology” is the ratio of the same sequence in the amino acid sequence, and the higher this value, the closer the two are.

また、本発明で用いられる、葉の形態制御に関与する転写因子のアミノ酸配列は、種の異なる数多くの植物間において、保存性の高いものと考えられる。そのため、葉柄の形態を改変したい個々の植物体において、葉の形態制御に関与する固有の転写因子やその遺伝子を、必ずしも単離する必要はない。すなわち、後述する実施例で示す、シロイヌナズナで構築したキメラタンパク質を、他の植物に導入することで、さまざまな種の植物において簡便に、葉柄の形態が改変された植物体を生産することができる。   Further, the amino acid sequences of transcription factors involved in leaf morphology control used in the present invention are considered to be highly conserved among many plants of different species. Therefore, it is not always necessary to isolate a unique transcription factor and its gene involved in leaf shape control in individual plants that want to modify the petiole shape. That is, by introducing the chimeric protein constructed in Arabidopsis thaliana, which will be described later in Examples, into other plants, it is possible to easily produce plants with modified petiole morphology in various types of plants. .

本発明で用いられるキメラタンパク質を生産する際には、後述するように、公知の遺伝子組換え技術を好適に用いることができる。そこで、本発明にかかる植物体の生産方法には、上記転写因子をコードする遺伝子も好適に用いることができる。   When producing the chimeric protein used in the present invention, a known gene recombination technique can be suitably used as described later. Therefore, in the method for producing a plant according to the present invention, a gene encoding the above transcription factor can also be suitably used.

上記転写因子をコードする遺伝子としては特に限定されるものではないが、具体的な一例としては、例えば、転写因子としてTCP1タンパク質を用いる場合には、このTCP1タンパク質をコードする遺伝子(説明の便宜上、TCP1遺伝子と称する)を挙げることができる。TCP1遺伝子の具体的な一例としては、例えば、配列番号135に示される塩基配列をオープンリーディングフレーム(ORF)として含むポリヌクレオチドを挙げることができる。   The gene encoding the transcription factor is not particularly limited. For example, when the TCP1 protein is used as the transcription factor, the gene encoding the TCP1 protein (for convenience of explanation, (Referred to as TCP1 gene). As a specific example of the TCP1 gene, for example, a polynucleotide containing the base sequence represented by SEQ ID NO: 135 as an open reading frame (ORF) can be mentioned.

もちろん、本発明で用いられる転写因子をコードする遺伝子としては、上記の例に限定されるものではなく、配列番号135に示される塩基配列と相同性を有する遺伝子であってもよい。具体的には、例えば、配列番号135に示される塩基配列からなる遺伝子と相補的な塩基配列からなる遺伝子とストリンジェントな条件でハイブリダイズし、かつ、上記転写因子をコードする遺伝子等を挙げることができる。なお、ここでストリンジェントな条件でハイブリダイズするとは、60℃で2×SSC洗浄条件下で結合することを意味する。   Of course, the gene encoding the transcription factor used in the present invention is not limited to the above example, and may be a gene having homology with the base sequence shown in SEQ ID NO: 135. Specifically, for example, a gene that hybridizes under stringent conditions with a gene consisting of a base sequence complementary to the gene consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 135 and encodes the above transcription factor, etc. Can do. Here, hybridizing under stringent conditions means binding at 60 ° C. under 2 × SSC washing conditions.

上記ハイブリダイゼーションは、J. Sambrook et al. Molecular Cloning, A Laboratory Manual,2nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory(1989)に記載されている方法等、従来公知の方法で行うことができる。通常、温度が高いほど、塩濃度が低いほどストリンジェンシーは高くなる(ハイブリダイズしがたくなる)。   The hybridization can be performed by a conventionally known method such as the method described in J. Sambrook et al. Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory (1989). Generally, the higher the temperature and the lower the salt concentration, the higher the stringency (harder to hybridize).

上記転写因子をコードする遺伝子を取得する方法は特に限定されるものではなく、従来公知の方法により、多くの植物から単離することができる。例えば、既知の転写因子をコードする遺伝子の塩基配列に基づき作製したプライマー対を用いることができる。このプライマー対を用いて、植物のcDNA又はゲノミックDNAを鋳型としてPCRを行うこと等により上記遺伝子を得ることができる。また、上記転写因子をコードする遺伝子は、従来公知の方法により化学合成して得ることもできる。   The method for obtaining the gene encoding the transcription factor is not particularly limited, and it can be isolated from many plants by a conventionally known method. For example, a primer pair prepared based on the base sequence of a gene encoding a known transcription factor can be used. Using this primer pair, the gene can be obtained by PCR using plant cDNA or genomic DNA as a template. The gene encoding the transcription factor can also be obtained by chemical synthesis by a conventionally known method.

(I−2)転写因子を転写抑制因子に転換する機能性ペプチド
本発明で用いられる、転写因子を転写抑制因子に転換する機能性ペプチド(説明の便宜上、転写抑制転換ペプチドと称する)としては、特に限定されるものではなく、転写因子と融合させたキメラタンパク質を形成させることにより、当該転写因子により制御される標的遺伝子の転写を抑制することができるペプチドであればよい。具体的には、例えば、本発明者によって見出された転写抑制転換ペプチド(特許文献1〜7、非特許文献1・2等参照)を挙げることができる。
(I-2) Functional peptide that converts a transcription factor into a transcriptional repressing factor As used in the present invention, a functional peptide that converts a transcription factor into a transcriptional repressing factor (referred to as a transcription repressing conversion peptide for convenience of explanation) The peptide is not particularly limited as long as it is a peptide capable of suppressing transcription of a target gene controlled by the transcription factor by forming a chimeric protein fused with the transcription factor. Specifically, for example, transcription repressor conversion peptides found by the present inventors (see Patent Documents 1 to 7, Non-Patent Documents 1 and 2, etc.) can be mentioned.

本発明者は、Class II ERF遺伝子群の一つであるシロイヌナズナ由来のAtERF3タンパク質、AtERF4タンパク質、AtERF7タンパク質、AtERF8タンパク質を転写因子に結合させたタンパク質が、遺伝子の転写を顕著に抑制するとの知見を得た。そこで、上記タンパク質をそれぞれコードする遺伝子およびこれから切り出したDNAを含むエフェクタープラスミドを構築し、これを植物細胞に導入することにより、実際に遺伝子の転写を抑制することに成功した(例えば特許文献1〜4参照)。また、Class II ERF遺伝子群の一つであるタバコERF3タンパク質(例えば特許文献5参照)、イネOsERF3タンパク質(例えば特許文献6参照)をコードする遺伝子、及び、ジンクフィンガータンパク質の遺伝子群の一つであるシロイヌナズナZAT10、同ZAT11をコードする遺伝子についても上記と同様な試験を行ったところ、遺伝子の転写を抑制することを見出している。さらに本発明者は、これらタンパク質は、カルボキシル基末端領域に、アスパラギン酸−ロイシン−アスパラギン(DLN)を含む共通のモチーフを有することを明らかにした。そして、この共通モチーフを有するタンパク質について検討した結果、遺伝子の転写を抑制するタンパク質は極めて単純な構造のペプチドであってもよく、これら単純な構造を有するペプチドが、転写因子を転写抑制因子に変換する機能を有することを見出している。   The present inventor has found that a protein obtained by binding an AtERF3 protein, an AtERF4 protein, an AtERF7 protein, or an AtERF8 protein derived from Arabidopsis thaliana, which is one of the Class II ERF gene group, significantly suppresses gene transcription. Obtained. Thus, an effector plasmid containing a gene encoding each of the above proteins and DNA excised therefrom was constructed and introduced into a plant cell, thereby succeeding in actually suppressing the transcription of the gene (for example, Patent Documents 1 to 3). 4). In addition, a gene encoding tobacco ERF3 protein (see, for example, Patent Document 5), a rice OsERF3 protein (see, for example, Patent Document 6), which is one of the Class II ERF gene groups, and one of the zinc finger protein gene groups. A similar test as described above was performed for a gene encoding a certain Arabidopsis thaliana ZAT10 and ZAT11, and it was found that transcription of the gene was suppressed. Furthermore, the present inventor has revealed that these proteins have a common motif including aspartic acid-leucine-asparagine (DLN) in the carboxyl group terminal region. As a result of examining proteins having this common motif, the protein that suppresses gene transcription may be a peptide having a very simple structure, and the peptide having this simple structure converts a transcription factor into a transcriptional repressor. It has been found that it has a function to

また、本発明者は、シロイヌナズナSUPERMANタンパク質は、上記の共通のモチーフと一致しないモチーフを有するが、転写因子を転写抑制因子に変換する機能を有すること、また該SUPERMANタンパク質をコードする遺伝子を、転写因子のDNA結合ドメイン又は転写因子をコードする遺伝子に結合させたキメラ遺伝子は、強力な転写抑制能を有するタンパク質を産生することも見出している。   In addition, the present inventor has found that the Arabidopsis SUPERMAN protein has a motif that does not match the above-mentioned common motif, but has a function of converting a transcription factor into a transcriptional repressor, and a gene encoding the SUPERMAN protein is transcribed. It has also been found that a chimeric gene bound to a DNA encoding domain of a factor or a gene encoding a transcription factor produces a protein having a strong transcriptional repression ability.

したがって、本発明において用いられる転写抑制転換ペプチドの一例として、本実施の形態では、Class II ERFタンパク質であるシロイヌナズナ由来のAtERF3タンパク質、同AtERF4タンパク質、同AtERF7タンパク質、同AtERF8タンパク質、タバコERF3タンパク質、イネOsERF3タンパク質、ジンクフィンガータンパク質の一つであるシロイヌナズナZAT10タンパク質、同ZAT11タンパク質等のタンパク質、同SUPERMANタンパク質、これらから切り出したペプチドや、上記機能を有する合成ペプチド等を挙げることができる。   Therefore, as an example of the transcriptional repression converting peptide used in the present invention, in the present embodiment, the class II ERF protein, AtERF3 protein derived from Arabidopsis thaliana, the same AtERF4 protein, the same AtERF7 protein, the same AtERF8 protein, the tobacco ERF3 protein, the rice Examples include OsERF3 protein, one of zinc finger proteins, Arabidopsis thaliana ZAT10 protein, ZAT11 protein and other proteins, SUPERMAN protein, peptides excised from these, synthetic peptides having the above functions, and the like.

上記転写抑制転換ペプチドの一例の具体的な構造は、下記式(1)〜(4)の何れかで表されるアミノ酸配列となっている。
(1)X1−Leu−Asp−Leu−X2−Leu−X3
(但し、式中、X1は0〜10個のアミノ酸残基を示し、X2はAsn又はGluを示し、X3は少なくとも6個のアミノ酸残基を示す。)
(2)Y1−Phe−Asp−Leu−Asn−Y2−Y3
(但し、式中、Y1は0〜10個のアミノ酸残基を示し、Y2はPheまたはIleを示し、Y3は少なくとも6個のアミノ酸残基を示す。)
(3)Z1−Asp−Leu−Z2−Leu−Arg−Leu−Z3
(但し、式中、Z1はLeu、Asp−LeuまたはLeu−Asp−Leuを示し、Z2はGlu、GlnまたはAspを示し、Z3は0〜10個のアミノ酸残基を示す。)
(4)Asp−Leu−Z4−Leu−Arg−Leu
(但し、式中、Z4はGlu、GlnまたはAspを示す。)
(I−2−1)式(1)の転写抑制転換ペプチド
上記式(1)の転写抑制転換ペプチドにおいては、上記X1で表されるアミノ酸残基の数は0〜10個の範囲内であればよい。また、X1で表されるアミノ酸残基を構成する具体的なアミノ酸の種類は特に限定されるものではなく、どのようなものであってもよい。換言すれば、上記式(1)の転写抑制転換ペプチドにおいては、N末端側には、1個の任意のアミノ酸または2〜10個の任意のアミノ酸残基からなるオリゴマーが付加されていてもよいし、アミノ酸が何も付加されていなくてもよい。
A specific structure of an example of the transcription repressing conversion peptide is an amino acid sequence represented by any of the following formulas (1) to (4).
(1) X1-Leu-Asp-Leu-X2-Leu-X3
(In the formula, X1 represents 0 to 10 amino acid residues, X2 represents Asn or Glu, and X3 represents at least 6 amino acid residues.)
(2) Y1-Phe-Asp-Leu-Asn-Y2-Y3
(Wherein, Y1 represents 0 to 10 amino acid residues, Y2 represents Phe or Ile, and Y3 represents at least 6 amino acid residues.)
(3) Z1-Asp-Leu-Z2-Leu-Arg-Leu-Z3
(Wherein, Z1 represents Leu, Asp-Leu or Leu-Asp-Leu, Z2 represents Glu, Gln or Asp, and Z3 represents 0 to 10 amino acid residues.)
(4) Asp-Leu-Z4-Leu-Arg-Leu
(However, in the formula, Z4 represents Glu, Gln or Asp.)
(I-2-1) Transcriptional Repression Conversion Peptide of Formula (1) In the transcriptional repression conversion peptide of the above formula (1), the number of amino acid residues represented by X1 should be in the range of 0-10. That's fine. Moreover, the kind of specific amino acid which comprises the amino acid residue represented by X1 is not specifically limited, What kind of thing may be sufficient. In other words, in the transcription repressor converting peptide of the above formula (1), an oligomer consisting of one arbitrary amino acid or 2 to 10 arbitrary amino acid residues may be added to the N-terminal side. However, no amino acid may be added.

このX1で表されるアミノ酸残基は、式(1)の転写抑制転換ペプチドを合成するときの容易さからみれば、できるだけ短いほうがよい。具体的には、10個以下であることが好ましく、5個以下であることがより好ましい。   The amino acid residue represented by X1 is preferably as short as possible in view of the ease of synthesizing the transcriptional repression converting peptide of formula (1). Specifically, it is preferably 10 or less, and more preferably 5 or less.

同様に、上記式(1)の転写抑制転換ペプチドにおいては、上記X3で表されるアミノ酸残基の数は少なくとも6個であればよい。また、X3で表されるアミノ酸残基を構成する具体的なアミノ酸の種類は特に限定されるものではなく、どのようなものであってもよい。換言すれば、上記式(1)の転写抑制転換ペプチドにおいては、C末端側には、6個以上の任意のアミノ酸残基からなるオリゴマーが付加されていればよい。上記X3で表されるアミノ酸残基は、最低6個あれば上記機能を示すことができる。   Similarly, in the transcription repressor converting peptide of the above formula (1), the number of amino acid residues represented by X3 may be at least 6. Moreover, the kind of specific amino acid which comprises the amino acid residue represented by X3 is not specifically limited, What kind of thing may be sufficient. In other words, in the transcription repressor converting peptide of the above formula (1), an oligomer composed of 6 or more arbitrary amino acid residues may be added to the C-terminal side. If the amino acid residue represented by X3 is at least 6, it can exhibit the above function.

上記式(1)の転写抑制転換ペプチドにおいて、X1およびX3を除いた5個のアミノ酸残基からなるペンタマー(5mer)の具体的な配列は、配列番号40、41に示す。なお、上記X2がAsnの場合のアミノ酸配列が配列番号40に示すアミノ酸配列であり、上記X2がGluの場合のアミノ酸配列が配列番号41に示すアミノ酸配列である。   In the transcriptional repressor converting peptide of the above formula (1), specific sequences of pentamers (5mers) consisting of 5 amino acid residues excluding X1 and X3 are shown in SEQ ID NOs: 40 and 41. The amino acid sequence when X2 is Asn is the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 40, and the amino acid sequence when X2 is Glu is the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 41.

(I−2−2)式(2)の転写抑制転換ペプチド
上記式(2)の転写抑制転換ペプチドにおいては、上記式(1)の転写抑制転換ペプチドのX1と同様、上記Y1で表されるアミノ酸残基の数は0〜10個の範囲内であればよい。また、Y1で表されるアミノ酸残基を構成する具体的なアミノ酸の種類は特に限定されるものではなく、どのようなものであってもよい。換言すれば、上記式(2)の転写抑制転換ペプチドにおいては、上記式(1)の転写抑制転換ペプチドと同様、N末端側には、1個の任意のアミノ酸または2〜10個の任意のアミノ酸残基からなるオリゴマーが付加されていてもよいし、アミノ酸が何も付加されていなくてもよい。
(I-2-2) Transcriptional Repression Conversion Peptide of Formula (2) The transcriptional repression conversion peptide of Formula (2) is represented by Y1 as described above for X1 of the transcriptional repression conversion peptide of Formula (1). The number of amino acid residues should just be in the range of 0-10. Moreover, the kind of specific amino acid which comprises the amino acid residue represented by Y1 is not specifically limited, What kind of thing may be sufficient. In other words, in the transcriptional repression converting peptide of the above formula (2), as in the transcriptional repression converting peptide of the above formula (1), at the N-terminal side, one arbitrary amino acid or 2-10 arbitrary An oligomer composed of amino acid residues may be added, or no amino acid may be added.

このY1で表されるアミノ酸残基は、式(2)の転写抑制転換ペプチドを合成するときの容易さからみれば、できるだけ短いほうがよい。具体的には、10個以下であることが好ましく、5個以下であることがより好ましい。   The amino acid residue represented by Y1 should be as short as possible in view of the ease of synthesizing the transcriptional repression converting peptide of formula (2). Specifically, it is preferably 10 or less, and more preferably 5 or less.

同様に、上記式(2)の転写抑制転換ペプチドにおいては、上記式(1)の転写抑制転換ペプチドのX3と同様、上記Y3で表されるアミノ酸残基の数は少なくとも6個であればよい。また、Y3で表されるアミノ酸残基を構成する具体的なアミノ酸の種類は特に限定されるものではく、どのようなものであってもよい。換言すれば、上記式(2)の転写抑制転換ペプチドにおいては、上記式(1)の転写抑制転換ペプチドと同様、C末端側には、6個以上の任意のアミノ酸残基からなるオリゴマーが付加されていればよい。上記Y3で表されるアミノ酸残基は、最低6個あれば上記機能を示すことができる。   Similarly, in the transcription repressor converting peptide of the above formula (2), the number of amino acid residues represented by Y3 may be at least 6 as in the case of X3 of the transcription repressing converting peptide of the above formula (1). . Moreover, the specific kind of amino acid which comprises the amino acid residue represented by Y3 is not specifically limited, What kind of thing may be sufficient. In other words, in the transcription repressor converting peptide of the above formula (2), as in the transcription repressing convertible peptide of the above formula (1), an oligomer composed of 6 or more arbitrary amino acid residues is added to the C-terminal side. It only has to be done. If the amino acid residue represented by Y3 is at least 6, the above function can be exhibited.

上記式(2)の転写抑制転換ペプチドにおいて、Y1およびY3を除いた5個のアミノ酸残基からなるペンタマー(5mer)の具体的な配列は、配列番号42、43に示す。なお、上記Y2がPheの場合のアミノ酸配列が配列番号42に示すアミノ酸配列であり、上記Y2がIleの場合のアミノ酸配列が配列番号43に示すアミノ酸配列である。また、Y2を除いた4個のアミノ酸残基からなるテトラマー(4mer)の具体的な配列は、配列番号44に示す。   In the transcription repressor converting peptide of the above formula (2), specific sequences of pentamers (5mers) consisting of 5 amino acid residues excluding Y1 and Y3 are shown in SEQ ID NOs: 42 and 43. The amino acid sequence when Y2 is Phe is the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 42, and the amino acid sequence when Y2 is Ile is the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 43. A specific sequence of a tetramer (4mer) consisting of 4 amino acid residues excluding Y2 is shown in SEQ ID NO: 44.

(I−2−3)式(3)の転写抑制転換ペプチド
上記式(3)の転写抑制転換ペプチドにおいては、上記Z1で表されるアミノ酸残基は、1〜3個の範囲内でLeuを含むものとなっている。アミノ酸1個の場合は、Leuであり、アミノ酸2個の場合は、Asp−Leuとなっており、アミノ酸3個の場合はLeu−Asp−Leuとなっている。
(I-2-3) Transcriptional Repression Conversion Peptide of Formula (3) In the transcriptional repression conversion peptide of the above formula (3), the amino acid residue represented by Z1 has Leu within a range of 1 to 3. It is included. The case of 1 amino acid is Leu, the case of 2 amino acids is Asp-Leu, and the case of 3 amino acids is Leu-Asp-Leu.

一方、上記式(3)の転写抑制転換ペプチドにおいては、上記式(1)の転写抑制転換ペプチドのX1等と同様、上記Z3で表されるアミノ酸残基の数は0〜10個の範囲内であればよい。また、Z3で表されるアミノ酸残基を構成する具体的なアミノ酸の種類は特に限定されるものではなく、どのようなものであってもよい。換言すれば、上記式(3)の転写抑制転換ペプチドにおいては、C末端側には、1個の任意のアミノ酸または2〜10個の任意のアミノ酸残基からなるオリゴマーが付加されていてもよいし、アミノ酸が何も付加されていなくてもよい。   On the other hand, in the transcriptional repression converting peptide of the above formula (3), the number of amino acid residues represented by the above Z3 is in the range of 0 to 10 like X1 of the transcriptional repression converting peptide of the above formula (1). If it is. Moreover, the kind of specific amino acid which comprises the amino acid residue represented by Z3 is not specifically limited, What kind of thing may be sufficient. In other words, in the transcription repressor converting peptide of the above formula (3), an oligomer consisting of one arbitrary amino acid or 2 to 10 arbitrary amino acid residues may be added to the C-terminal side. However, no amino acid may be added.

このZ3で表されるアミノ酸残基は、式(3)の転写抑制転換ペプチドを合成するときに容易さからみれば、できるだけ短いほうがよい。具体的には、10個以下であることが好ましく、5個以下であることがより好ましい。Z3で表されるアミノ酸残基の具体的な例としては、Gly、Gly−Phe−Phe、Gly−Phe−Ala、Gly−Tyr−Tyr、Ala−Ala−Ala等が挙げられるが、もちろんこれらに限定される物ではない。   The amino acid residue represented by Z3 should be as short as possible from the viewpoint of ease of synthesis of the transcriptional repressor converting peptide of formula (3). Specifically, it is preferably 10 or less, and more preferably 5 or less. Specific examples of the amino acid residue represented by Z3 include Gly, Gly-Phe-Phe, Gly-Phe-Ala, Gly-Tyr-Tyr, Ala-Ala-Ala and the like. It is not limited.

また、この式(3)で表される転写抑制転換ペプチド全体のアミノ酸残基の数は、特に限定されるものではないが、合成するときに容易さからみれば、20アミノ酸以下であることが好ましい。   In addition, the number of amino acid residues in the entire transcriptional repressor conversion peptide represented by the formula (3) is not particularly limited, but may be 20 amino acids or less from the viewpoint of ease of synthesis. preferable.

上記式(3)の転写抑制転換ペプチドにおいて、Z3を除いた7〜10個のアミノ酸残基からなるオリゴマーの具体的な配列は、配列番号45〜53に示す。なお、上記Z1がLeuかつZ2がGlu、GlnまたはAspの場合のアミノ酸配列が、それぞれ配列番号45、46または47に示すアミノ酸配列であり、上記Z1がAsp−LeuかつZ2がGlu、GlnまたはAspの場合のアミノ酸配列が、それぞれ配列番号48、49または50に示すアミノ酸配列であり、上記Z1がLeu−Asp−LeuかつZ2がGlu、GlnまたはAspの場合のアミノ酸配列が、それぞれ配列番号51、52または53に示すアミノ酸配列である。   In the transcriptional repression converting peptide of the above formula (3), the specific sequence of the oligomer consisting of 7 to 10 amino acid residues excluding Z3 is shown in SEQ ID NOs: 45 to 53. The amino acid sequence when Z1 is Leu and Z2 is Glu, Gln or Asp is the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 45, 46 or 47, respectively, and Z1 is Asp-Leu and Z2 is Glu, Gln or Asp. Is the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 48, 49 or 50, respectively, and the amino acid sequence when Z1 is Leu-Asp-Leu and Z2 is Glu, Gln or Asp is SEQ ID NO: 51, respectively. The amino acid sequence shown in 52 or 53.

(I−2−4)式(4)の転写抑制転換ペプチド
上記式(4)の転写抑制転換ペプチドは、6個のアミノ酸残基からなるヘキサマー(6mer)であり、その具体的な配列は、配列番号7、16、54に示す。なお、上記Z4がGluの場合のアミノ酸配列が配列番号7に示すアミノ酸配列であり、上記Z4がAspの場合のアミノ酸配列が配列番号16に示すアミノ酸配列であり、上記Z4がGlnの場合のアミノ酸配列が配列番号54に示すアミノ酸配列である。
(I-2-4) Transcriptional Repression Conversion Peptide of Formula (4) The transcriptional repression conversion peptide of the above formula (4) is a hexamer (6mer) consisting of 6 amino acid residues, and its specific sequence is: SEQ ID NOs: 7, 16, and 54 are shown. The amino acid sequence when Z4 is Glu is the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7, the amino acid sequence when Z4 is Asp is the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 16, and the amino acid sequence when Z4 is Gln. The sequence is the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 54.

特に、本発明において用いられる転写抑制転換ペプチドは、上記式(4)で表されるヘキサマーのような最小配列を有するペプチドであってもよい。例えば、配列番号7に示すアミノ酸配列は、シロイヌナズナSUPERMANタンパク質(SUPタンパク質)の196〜201番目のアミノ酸配列に相当し、上述したように、本発明者が新たに上記転写抑制転換ペプチドとして見出したものである。   In particular, the transcriptional repression converting peptide used in the present invention may be a peptide having a minimum sequence such as a hexamer represented by the above formula (4). For example, the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7 corresponds to the 196th to 201st amino acid sequence of Arabidopsis SUPERMAN protein (SUP protein), and as described above, the present inventor newly found as the above transcription repressor conversion peptide. It is.

(I−2−5)転写抑制転換ペプチドのより具体的な例
上述した各式で表される転写抑制転換ペプチドのより具体的な例としては、例えば、配列番号3〜19のいずれかに示されるアミノ酸配列からなるペプチドを挙げることができる。これらオリゴペプチドは、本発明者が上記転写抑制転換ペプチドであることを見出したものである(例えば、特許文献7参照)。
(I-2-5) More specific example of transcriptional repression converting peptide As a more specific example of the transcriptional repressing converting peptide represented by each formula described above, for example, any one of SEQ ID NOs: 3 to 19 is shown. And a peptide consisting of the amino acid sequence. These oligopeptides have been found by the present inventor to be the above-described transcriptional repression converting peptide (see, for example, Patent Document 7).

さらに、上記転写抑制転換ペプチドの他の具体的な例として、次に示す(e)又は(f)記載のオリゴペプチドを挙げることができる。
(e)配列番号20又は21に示されるいずれかのアミノ酸配列からなるペプチド。
(f)配列番号20又は21に示されるいずれかのアミノ酸配列において、1個又は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/又は付加されたアミノ酸配列からなり、且つ、転写因子を転写抑制因子に転換する機能を有するペプチド。
Furthermore, the other oligopeptide of the following (e) or (f) description can be mentioned as another specific example of the said transcription repression conversion peptide.
(E) A peptide consisting of any amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 20 or 21.
(F) any one of the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 20 or 21, consisting of an amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, deleted, inserted, and / or added, and transcription of transcription factors A peptide having a function of converting to a suppressor.

上記配列番号20に示されるアミノ酸配列からなるペプチドは、SUPタンパク質である。また、上記の「配列番号20又は21に示されるいずれかのアミノ酸配列において、1個又は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/又は付加されたアミノ酸配列」における「1個又は数個」の範囲は特に限定されないが、例えば、1から20個、好ましくは1から10個、より好ましくは1から7個、さらに好ましくは1個から5個、特に好ましくは1個から3個を意味する。   The peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 20 is a SUP protein. In addition, “one or several in the amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, deleted, inserted and / or added in any one of the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 20 or 21”. The range of “pieces” is not particularly limited, but for example, 1 to 20, preferably 1 to 10, more preferably 1 to 7, more preferably 1 to 5, particularly preferably 1 to 3 means.

上記アミノ酸の欠失、置換若しくは付加は、上記ペプチドをコードする塩基配列を、当該技術分野で公知の手法によって改変することによって行うことができる。塩基配列に変異を導入するには、Kunkel法またはGapped duplex法等の公知手法又はこれに準ずる方法により行うことができ、例えば部位特異的突然変異誘発法を利用した変異導入用キット(例えばMutant-KやMutant-G(何れも商品名、TAKARA社製))等を用いて、あるいはLA PCR in vitro Mutagenesisシリーズキット(商品名、TAKARA社製)を用いて異変が導入される。   Deletion, substitution or addition of the amino acid can be performed by modifying the base sequence encoding the peptide by a technique known in the art. Mutation can be introduced into a base sequence by a known method such as Kunkel method or Gapped duplex method or a method according thereto, for example, a mutation introduction kit (for example, Mutant-) using site-directed mutagenesis. Anomalies are introduced using K, Mutant-G (both trade names, manufactured by TAKARA) or the like, or LA PCR in vitro Mutagenesis series kit (trade name, manufactured by TAKARA).

また、上記機能性ペプチドは、配列番号20に示されるアミノ酸配列の全長配列からなるペプチドに限られず、その部分配列を有するペプチドであってもよい。   The functional peptide is not limited to a peptide consisting of the full-length sequence of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 20, and may be a peptide having a partial sequence thereof.

その部分配列を有するペプチドとしては、例えば、配列番号21に示されるアミノ酸配列(SUPタンパク質の175から204番目のアミノ酸配列)からなるペプチドが挙げられ、その部分配列を有するペプチドとしては、上記(3)で表されるペプチドが挙げられる。   Examples of the peptide having the partial sequence include a peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 21 (the 175th to 204th amino acid sequence of the SUP protein). Examples of the peptide having the partial sequence include (3 ).

(I−3)転写抑制転換ペプチドの他の例
本発明者は、さらに、上記モチーフの構造について検討した結果、新たに6つのアミノ酸からなるモチーフを見出した。このモチーフは、具体的には、次に示す一般式(5)で表されるアミノ酸配列からなるペプチドである。これらのペプチドも、上記転写抑制転換ペプチドに含まれる。
(5)α1−Leu−β1−Leu−γ1−Leu
但し、上記式(5)中α1は、Asp、Asn、Glu、Gln、Thr又はSerを示し、β1は、Asp、Gln、Asn、Arg、Glu、Thr、Ser又はHisを示し、γ1は、Arg、Gln、Asn、Thr、Ser、His、Lys又はAspを示す。
(I-3) Other Examples of Transcriptional Repression Conversion Peptides The present inventors have further studied the structure of the motif, and as a result, have newly found a motif composed of six amino acids. Specifically, this motif is a peptide consisting of an amino acid sequence represented by the following general formula (5). These peptides are also included in the above-mentioned transcription repressor conversion peptide.
(5) α1-Leu-β1-Leu-γ1-Leu
In the formula (5), α1 represents Asp, Asn, Glu, Gln, Thr or Ser, β1 represents Asp, Gln, Asn, Arg, Glu, Thr, Ser or His, and γ1 represents Arg. , Gln, Asn, Thr, Ser, His, Lys or Asp.

なお、上記一般式(5)で表されるペプチドを、便宜上、次に示す一般式(6)、(7)、(8)又は(9)で表されるアミノ酸配列を有しているペプチドに分類する。
(6)α1−Leu−β1−Leu−γ2−Leu
(7)α1−Leu−β2−Leu−Arg−Leu
(8)α2−Leu−β1−Leu−Arg−Leu
(9)Asp−Leu−β3−Leu−Arg−Leu
但し、上記各式中、α1は、Asp、Asn、Glu、Gln、Thr又はSerを示し、α2は、Asn、Glu、Gln、Thr又はSerを示す。また、β1は、Asp、Gln、Asn、Arg、Glu、Thr、Ser又はHisを示し、β2はAsn、Arg、Thr、Ser又はHisを示し、β3は、Glu、Asp又はGlnを示す。さらに、γ2は、Gln、Asn、Thr、Ser、His、Lys又はAspを示す。
For convenience, the peptide represented by the general formula (5) is changed to a peptide having the amino acid sequence represented by the following general formula (6), (7), (8) or (9). Classify.
(6) α1-Leu-β1-Leu-γ2-Leu
(7) α1-Leu-β2-Leu-Arg-Leu
(8) α2-Leu-β1-Leu-Arg-Leu
(9) Asp-Leu-β3-Leu-Arg-Leu
In the above formulas, α1 represents Asp, Asn, Glu, Gln, Thr or Ser, and α2 represents Asn, Glu, Gln, Thr or Ser. Β1 represents Asp, Gln, Asn, Arg, Glu, Thr, Ser or His, β2 represents Asn, Arg, Thr, Ser or His, and β3 represents Glu, Asp or Gln. Further, γ2 represents Gln, Asn, Thr, Ser, His, Lys, or Asp.

上記式(5)〜(9)で表されるアミノ酸配列からなる転写抑制転換ペプチドのより具体的な例としては、配列番号22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、133、59、又は60で表されるアミノ酸配列からなるペプチドを挙げることができる。このうち、配列番号29、30、32、34、133、59、又は60のペプチドは、一般式(6)に示されるペプチドに相当し、配列番号22、25、35、36又は37のペプチドは、一般式(7)に示されるペプチドに相当し、配列番号26、27、28、31、又は33のペプチドは、一般式(8)に示されるペプチドに相当し、配列番号23又は24のペプチドは、一般式(9)に示されるペプチドに相当する。   As more specific examples of the transcriptional repression converting peptide consisting of the amino acid sequence represented by the above formulas (5) to (9), SEQ ID NOs: 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, Peptides having an amino acid sequence represented by 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 133, 59, or 60 can be mentioned. Among these, the peptide of SEQ ID NO: 29, 30, 32, 34, 133, 59, or 60 corresponds to the peptide represented by the general formula (6), and the peptide of SEQ ID NO: 22, 25, 35, 36, or 37 is The peptide of SEQ ID NO: 26, 27, 28, 31, or 33 corresponds to the peptide of general formula (8), and the peptide of SEQ ID NO: 23 or 24. Corresponds to the peptide represented by the general formula (9).

また、上記一般式(5)〜(9)に示されるペプチド以外にも配列番号38または39で表されるアミノ酸配列からなる転写抑制転換ペプチドを用いることもできる。   In addition to the peptides represented by the general formulas (5) to (9), a transcription repressing / converting peptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 38 or 39 can also be used.

(I−4)キメラタンパク質の生産方法
上記(I−2)および(I−3)で説明した各種転写抑制転換ペプチドは、上記(I−1)で説明した転写因子と融合してキメラタンパク質とすることにより、当該転写因子を転写抑制因子とすることができる。したがって、本発明では、上記転写抑制転換ペプチドをコードするポリヌクレオチドを用いて、転写因子をコードする遺伝子とのキメラ遺伝子を得れば、キメラタンパク質を生産させることができる。
(I-4) Chimeric protein production method The various transcription repressor converting peptides described in (I-2) and (I-3) above are fused with the transcription factor described in (I-1) above to form a chimeric protein. By doing so, the transcription factor can be used as a transcriptional repression factor. Therefore, in the present invention, a chimeric protein can be produced by obtaining a chimeric gene with a gene encoding a transcription factor using the polynucleotide encoding the transcription repressing conversion peptide.

具体的には、上記転写抑制転換ペプチドをコードするポリヌクレオチド(説明の便宜上、転写抑制転換ポリヌクレオチドと称する)と上記転写因子をコードする遺伝子とを連結することによりキメラ遺伝子を構築して、植物細胞に導入する。これによりキメラタンパク質を生産させることができる。なお、キメラ遺伝子を植物細胞に導入する具体的な方法については、後述する(2)の項で詳細に説明する。   Specifically, a chimeric gene is constructed by linking a polynucleotide encoding the transcription repressing conversion peptide (referred to as a transcription repressing conversion polynucleotide for convenience of explanation) and a gene encoding the transcription factor, Introduce into cells. Thereby, a chimeric protein can be produced. A specific method for introducing the chimeric gene into plant cells will be described in detail in the section (2) described later.

上記転写抑制転換ポリヌクレオチドの具体的な塩基配列は特に限定されるものではなく、遺伝暗号に基づいて、上記転写抑制転換ペプチドのアミノ酸配列に対応する塩基配列を含んでいればよい。また、必要に応じて、上記転写抑制転換ポリヌクレオチドは、転写因子遺伝子と連結するための連結部位となる塩基配列を含んでいてもよい。さらに、上記転写抑制転換ポリヌクレオチドのアミノ酸読み枠と転写因子遺伝子の読み枠とが一致しないような場合に、これらを一致させるための付加的な塩基配列を含んでいてもよい。   The specific base sequence of the transcriptional repression conversion polynucleotide is not particularly limited, and may include a base sequence corresponding to the amino acid sequence of the transcriptional repression conversion peptide based on the genetic code. In addition, if necessary, the transcriptional repression conversion polynucleotide may include a base sequence serving as a linking site for linking with a transcription factor gene. Further, when the amino acid reading frame of the transcription repressor conversion polynucleotide does not match the reading frame of the transcription factor gene, an additional base sequence for matching them may be included.

上記転写抑制転換ポリヌクレオチドの具体例としては、例えば、配列番号61、63、65、67、69、71、73、75、77、79、81、83、85、87、89、91、93、97、99、101、103、105、107、109、111、113、115、117、119、121、123、125、127、129、131、1、55、又は57に示される塩基配列からなるポリヌクレオチドを挙げることができる。また、配列番号62、64、66、68、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、90、92、94、98、100、102、104、106、108、110、112、114、116、118、120、122、124、126、128、130、132、2、56、又は58に示されるポリヌクレオチドは、それぞれ、上記例示されたポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドである。また、上記転写抑制転換ポリヌクレオチドの他の具体例としては、例えば、配列番号95、96に示されるポリヌクレオチドを挙げることができる。これらのポリヌクレオチドは、以下の表1に示すように配列番号3〜39、133、59、60に示されるアミノ酸配列に対応するものである。   Specific examples of the transcription repression conversion polynucleotide include, for example, SEQ ID NOs: 61, 63, 65, 67, 69, 71, 73, 75, 77, 79, 81, 83, 85, 87, 89, 91, 93, Poly, consisting of the base sequence shown in 97, 99, 101, 103, 105, 107, 109, 111, 113, 115, 117, 119, 121, 123, 125, 127, 129, 131, 1, 55, or 57 Mention may be made of nucleotides. Also, SEQ ID NOs: 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94, 98, 100, 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, 122, 124, 126, 128, 130, 132, 2, 56, or 58 are each a polynucleotide complementary to the polynucleotide exemplified above. It is a nucleotide. In addition, other specific examples of the above transcription repressor conversion polynucleotide include the polynucleotides shown in SEQ ID NOs: 95 and 96, for example. These polynucleotides correspond to the amino acid sequences shown in SEQ ID NOs: 3-39, 133, 59, 60 as shown in Table 1 below.

Figure 2006020607
Figure 2006020607

本発明で用いられるキメラタンパク質は、転写因子をコードする遺伝子と転写抑制転換ポリヌクレオチドとを連結した上記キメラ遺伝子から得ることができる。したがって、上記キメラタンパク質は、上記転写因子の部位と、上記転写抑制転換ペプチドの部位とが含まれていればよく、その構成は特に限定されるものではない。例えば、転写因子と転写抑制転換ペプチドとの間をつなぐためのリンカー機能を有するポリペプチドや、HisやMyc、Flag等のようにキメラタンパク質をエピトープ標識するためのポリペプチド等、各種の付加的なポリペプチドが含まれていてもよい。さらに上記キメラタンパク質には、必要に応じて、ポリペプチド以外の構造、例えば、糖鎖やイソプレノイド基等が含まれていてもよい。   The chimeric protein used in the present invention can be obtained from the above chimeric gene in which a gene encoding a transcription factor and a transcriptional repression conversion polynucleotide are linked. Therefore, the chimeric protein is not particularly limited as long as it contains the site of the transcription factor and the site of the transcription repressor conversion peptide. For example, various additional agents such as a polypeptide having a linker function for connecting between a transcription factor and a transcription repressor conversion peptide, and a polypeptide for epitope-labeling a chimeric protein such as His, Myc, Flag, etc. A polypeptide may be included. Furthermore, the chimeric protein may contain a structure other than a polypeptide, such as a sugar chain or an isoprenoid group, as necessary.

(II)本発明にかかる植物体の生産方法の一例
本発明にかかる植物体の生産方法は、上記(I)で説明したキメラタンパク質を植物体に導入し、葉柄の形態を改変する過程を含んでいれば特に限定されるものではないが、本発明にかかる植物体の生産方法を具体的な工程で示せば、例えば、発現ベクター構築工程、形質転換工程、選抜工程等の工程を含む生産方法として挙げることができる。このうち、本発明では、少なくとも形質転換工程が含まれていればよい。以下、各工程について具体的に説明する。
(II) An example of a method for producing a plant according to the present invention A method for producing a plant according to the present invention includes a step of introducing the chimeric protein described in (I) above into a plant and modifying the form of the petiole. However, if the production method of the plant body according to the present invention is shown by specific steps, for example, a production method including steps such as an expression vector construction step, a transformation step, and a selection step Can be mentioned. Among these, in the present invention, at least the transformation step may be included. Hereinafter, each step will be specifically described.

(II−1)発現ベクター構築工程
本発明において行われる発現ベクター構築工程は、上記(I−1)で説明した転写因子をコードする遺伝子と、上記(I−4)で説明した転写抑制転換ポリヌクレオチドと、プロモーターとを含む組換え発現ベクターを構築する工程であれば特に限定されるものではない。
(II-1) Expression vector construction step The expression vector construction step carried out in the present invention comprises the gene encoding the transcription factor described in (I-1) above and the transcriptional repression conversion poly described in (I-4) above. There is no particular limitation as long as it is a step of constructing a recombinant expression vector containing a nucleotide and a promoter.

上記組換え発現ベクターの母体となるベクターとしては、従来公知の種々のベクターを用いることができる。例えば、プラスミド、ファージ、またはコスミド等を用いることができ、導入される植物細胞や導入方法に応じて適宜選択することができる。具体的には、例えば、pBR322、pBR325、pUC19、pUC119、pBluescript、pBluescriptSK、pBI系のベクター等を挙げることができる。特に、植物体へのベクターの導入法がアグロバクテリウムを用いる方法である場合には、pBI系のバイナリーベクターを用いることが好ましい。pBI系のバイナリーベクターとしては、具体的には、例えば、pBIG、pBIN19、pBI101、pBI121、pBI221等を挙げることができる。   Various vectors known in the art can be used as the parent vector of the recombinant expression vector. For example, a plasmid, phage, cosmid or the like can be used, and can be appropriately selected according to the plant cell to be introduced and the introduction method. Specific examples include pBR322, pBR325, pUC19, pUC119, pBluescript, pBluescriptSK, and pBI vectors. In particular, when the method for introducing a vector into a plant is a method using Agrobacterium, it is preferable to use a pBI binary vector. Specific examples of the pBI binary vector include pBIG, pBIN19, pBI101, pBI121, pBI221, and the like.

上記プロモーターは、植物体内で遺伝子を発現させることが可能なプロモーターであれば特に限定されるものではなく、公知のプロモーターを好適に用いることができる。かかるプロモーターとしては、例えば、カリフラワーモザイクウイルス35Sプロモーター(CaMV35S)、アクチンプロモーター、ノパリン合成酵素のプロモーター、タバコのPR1a遺伝子プロモーター、トマトのリブロース1,5−二リン酸カルボキシラーゼ・オキシダーゼ小サブユニットプロモーター等を挙げることができる。この中でも、カリフラワーモザイクウイルス35Sプロモーターまたはアクチンプロモーターをより好ましく用いることができる。上記各プロモーターを用いれば、得られる組換え発現ベクターでは、植物細胞内に導入されたときに任意の遺伝子を強く発現させることが可能となる。   The promoter is not particularly limited as long as it is a promoter capable of expressing a gene in a plant body, and a known promoter can be suitably used. Examples of such promoters include cauliflower mosaic virus 35S promoter (CaMV35S), actin promoter, nopaline synthase promoter, tobacco PR1a gene promoter, tomato ribulose 1,5-diphosphate carboxylase oxidase small subunit promoter and the like. Can be mentioned. Among these, cauliflower mosaic virus 35S promoter or actin promoter can be used more preferably. When each of the above promoters is used, the resulting recombinant expression vector can strongly express any gene when introduced into a plant cell.

上記プロモーターは、転写因子をコードする遺伝子と転写抑制転換ポリヌクレオチドとを連結したキメラ遺伝子を発現しうるように連結され、ベクター内に導入されていればよく、組換え発現ベクターとしての具体的な構造は特に限定されるものではない。   The promoter is not limited as long as it is linked so as to express a chimeric gene in which a gene encoding a transcription factor and a transcriptional repression-converting polynucleotide are linked and introduced into a vector. The structure is not particularly limited.

上記組換え発現ベクターは、上記プロモーターおよび上記キメラ遺伝子に加えて、さらに他のDNAセグメントを含んでいてもよい。当該他のDNAセグメントは特に限定されるものではないが、ターミネーター、選別マーカー、エンハンサー、翻訳効率を高めるための塩基配列等を挙げることができる。また、上記組換え発現ベクターは、さらにT−DNA領域を有していてもよい。T−DNA領域は特にアグロバクテリウムを用いて上記組換え発現ベクターを植物体に導入する場合に遺伝子導入の効率を高めることができる。   The recombinant expression vector may further contain other DNA segments in addition to the promoter and the chimeric gene. The other DNA segment is not particularly limited, and examples thereof include a terminator, a selection marker, an enhancer, and a base sequence for improving translation efficiency. The recombinant expression vector may further have a T-DNA region. The T-DNA region can increase the efficiency of gene transfer particularly when Agrobacterium is used to introduce the recombinant expression vector into a plant body.

ターミネーターは転写終結部位としての機能を有していれば特に限定されるものではなく、公知のものであってもよい。例えば、具体的には、ノパリン合成酵素遺伝子の転写終結領域(Nosターミネーター)、カリフラワーモザイクウイルス35Sの転写終結領域(CaMV35Sターミネーター)等を好ましく用いることができる。この中でもNosターミネーターをより好ましく用いることできる。   The terminator is not particularly limited as long as it has a function as a transcription termination site, and may be a known one. For example, specifically, the transcription termination region (Nos terminator) of the nopaline synthase gene, the transcription termination region of the cauliflower mosaic virus 35S (CaMV35S terminator) and the like can be preferably used. Of these, the Nos terminator can be more preferably used.

上記形質転換ベクターにおいては、ターミネーターを適当な位置に配置することにより、植物細胞に導入された後に、不必要に長い転写物を合成したり、強力なプロモーターがプラスミドのコピー数の減少させたりするような現象の発生を防止することができる。   In the above transformation vector, by placing the terminator at an appropriate position, after introduction into a plant cell, an unnecessarily long transcript is synthesized, or a strong promoter reduces the copy number of the plasmid. Such a phenomenon can be prevented from occurring.

上記選別マーカーとしては、例えば薬剤耐性遺伝子を用いることができる。かかる薬剤耐性遺伝子の具体的な一例としては、例えば、ハイグロマイシン、ブレオマイシン、カナマイシン、ゲンタマイシン、クロラムフェニコール等に対する薬剤耐性遺伝子を挙げることができる。これにより、上記抗生物質を含む培地中で生育する植物体を選択することによって、形質転換された植物体を容易に選別することができる。   As the selection marker, for example, a drug resistance gene can be used. Specific examples of such drug resistance genes include drug resistance genes for hygromycin, bleomycin, kanamycin, gentamicin, chloramphenicol and the like. Thereby, the transformed plant body can be easily selected by selecting the plant body growing in the medium containing the antibiotic.

上記翻訳効率を高めるための塩基配列としては、例えばタバコモザイクウイルス由来のomega配列を挙げることができる。このomega配列をプロモーターの非翻訳領域(5’UTR)に配置させることによって、上記キメラ遺伝子の翻訳効率を高めることができる。このように、上記形質転換ベクターには、その目的に応じて、さまざまなDNAセグメントを含ませることができる。   Examples of the base sequence for improving the translation efficiency include omega sequences derived from tobacco mosaic virus. By placing this omega sequence in the untranslated region (5′UTR) of the promoter, the translation efficiency of the chimeric gene can be increased. Thus, the transformation vector can contain various DNA segments depending on the purpose.

上記組換え発現ベクターの構築方法についても特に限定されるものではなく、適宜選択された母体となるベクターに、上記プロモーター、転写因子をコードする遺伝子、および転写抑制転換ポリヌクレオチド、並びに必要に応じて上記他のDNAセグメントを所定の順序となるように導入すればよい。例えば、転写因子をコードする遺伝子と転写抑制転換ポリヌクレオチドとを連結してキメラ遺伝子を構築し、次に、このキメラ遺伝子とプロモーターと(必要に応じてターミネーター等)とを連結して発現カセットを構築し、これをベクターに導入すればよい。   The method for constructing the recombinant expression vector is not particularly limited, and the promoter, the gene encoding the transcription factor, the transcription repressor conversion polynucleotide, and, if necessary, the mother vector appropriately selected. What is necessary is just to introduce | transduce said other DNA segment so that it may become a predetermined order. For example, a chimeric gene is constructed by linking a gene encoding a transcription factor and a transcriptional repression-converting polynucleotide, and then linking this chimeric gene and a promoter (such as a terminator if necessary) to form an expression cassette. What is necessary is just to construct | assemble and introduce this into a vector.

キメラ遺伝子の構築および発現カセットの構築では、例えば、各DNAセグメントの切断部位を互いに相補的な突出末端としておき、ライゲーション酵素で反応させることで、当該DNAセグメントの順序を規定することが可能となる。なお、発現カセットにターミネーターが含まれる場合には、上流から、プロモーター、上記キメラ遺伝子、ターミネーターの順となっていればよい。また、組換え発現ベクターを構築するための試薬類、すなわち制限酵素やライゲーション酵素等の種類についても特に限定されるものではなく、市販のものを適宜選択して用いればよい。   In the construction of the chimeric gene and the expression cassette, for example, it is possible to define the order of the DNA segments by setting the cleavage sites of each DNA segment as complementary protruding ends and reacting with ligation enzymes. . When the terminator is included in the expression cassette, the promoter, the chimeric gene, and the terminator may be in order from the upstream. Further, the types of reagents for constructing the recombinant expression vector, that is, the types of restriction enzymes and ligation enzymes are not particularly limited, and commercially available ones may be appropriately selected and used.

また、上記組換え発現ベクターの増殖方法(生産方法)も特に限定されるものではなく、従来公知の方法を用いることができる。一般的には大腸菌をホストとして当該大腸菌内で増殖させればよい。このとき、ベクターの種類に応じて、好ましい大腸菌の種類を選択してもよい。   Moreover, the propagation method (production method) of the recombinant expression vector is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. In general, Escherichia coli may be used as a host and propagated in the E. coli. At this time, a preferred E. coli type may be selected according to the type of vector.

(II−2)形質転換工程
本発明において行われる形質転換工程は、上記(II−1)で説明した組換え発現ベクターを植物細胞に導入して、上記(I)で説明したキメラタンパク質を生産させるようになっていればよい。
(II-2) Transformation Step In the transformation step performed in the present invention, the recombinant expression vector described in (II-1) above is introduced into plant cells to produce the chimeric protein described in (I) above. It only has to come to let you.

上記組換え発現ベクターを植物細胞に導入する方法(形質転換方法)は特に限定されるものではなく、植物細胞に応じた適切な従来公知の方法を用いることができる。具体的には、例えば、アグロバクテリウムを用いる方法や直接植物細胞に導入する方法を用いることができる。アグロバクテリウムを用いる方法としては、例えば、Transformation of Arabidopsis thaliana by vacuum infiltration(http://www.bch.msu.edu/pamgreen/protocol.htm)を用いることができる。   The method (transformation method) for introducing the recombinant expression vector into a plant cell is not particularly limited, and any conventionally known method suitable for the plant cell can be used. Specifically, for example, a method using Agrobacterium or a method of directly introducing into plant cells can be used. As a method using Agrobacterium, for example, Transformation of Arabidopsis thaliana by vacuum infiltration (http://www.bch.msu.edu/pamgreen/protocol.htm) can be used.

組換え発現ベクターを直接植物細胞に導入する方法としては、例えば、マイクロインジェクション法、エレクトロポレーション法(電気穿孔法)、ポリエチレングリコール法、パーティクルガン法、プロトプラスト融合法、リン酸カルシウム法等を用いることができる。   As a method for directly introducing a recombinant expression vector into a plant cell, for example, a microinjection method, an electroporation method (electroporation method), a polyethylene glycol method, a particle gun method, a protoplast fusion method, a calcium phosphate method, or the like may be used. it can.

上記組換え発現ベクターが導入される植物細胞としては、例えば、花、葉、根等の植物器官における各組織の細胞、カルス、懸濁培養細胞等を挙げることができる。   Examples of plant cells into which the recombinant expression vector is introduced include cells of each tissue, callus, suspension culture cells, etc. in plant organs such as flowers, leaves and roots.

ここで、本発明にかかる植物体の生産方法においては、上記組換え発現ベクターは、生産しようとする種類の植物体に合わせて適切なものを適宜構築してもよいが、汎用的な組換え発現ベクターを予め構築しておき、それを植物細胞に導入してもよい。すなわち、本発明にかかる植物体の生産方法においては、上記(I−1)で説明した組換え発現ベクター構築工程が含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。   Here, in the method for producing a plant according to the present invention, the recombinant expression vector may be appropriately constructed according to the type of plant to be produced. An expression vector may be constructed in advance and introduced into plant cells. That is, in the method for producing a plant according to the present invention, the recombinant expression vector construction step described in (I-1) above may or may not be included.

(II−3)その他の工程、その他の方法
本発明にかかる植物体の生産方法においては、上記形質転換工程が含まれていればよく、さらに上記組換え発現ベクター構築工程が含まれていてもよいが、さらに他の工程が含まれていてもよい。具体的には、形質転換後の植物体から適切な形質転換体を選抜する選抜工程等を挙げることができる。
(II-3) Other Steps and Other Methods In the method for producing a plant according to the present invention, it is sufficient if the transformation step is included, and further the recombinant expression vector construction step is included. However, other steps may be included. Specifically, the selection process etc. which select an appropriate transformant from the plant body after transformation can be mentioned.

選抜の方法は特に限定されるものではなく、例えば、ハイグロマイシン耐性等の薬剤耐性を基準として選抜してもよいし、形質転換体を育成した後に、植物体そのものの葉柄の形態から選抜してもよい。例えば、葉柄の形態から選抜する例としては、形質転換体の葉柄の形態を、形質転換していない植物体の葉柄の形態と比較する方法を挙げることができる(後述の実施例参照)。特に葉柄の形態は、単に比較するだけでも選抜が可能になるとともに、葉柄の形態の改変という本発明の効果そのものも確認することができる。   The selection method is not particularly limited. For example, the selection may be performed on the basis of drug resistance such as hygromycin resistance, or after growing the transformant, the plant itself is selected from the petiole form. Also good. For example, as an example of selecting from the form of a petiole, a method of comparing the form of a petiole of a transformant with the form of a petiole of a plant body that has not been transformed can be mentioned (see Examples described later). In particular, the shape of the petiole can be selected simply by comparison, and the effect itself of the present invention of alteration of the form of the petiole can be confirmed.

本発明にかかる植物体の生産方法では、上記キメラ遺伝子を植物体に導入するため、該植物体から、有性生殖または無性生殖により単に葉柄の形態が改変された子孫を得ることが可能となる。また、該植物体やその子孫から植物細胞や、種子、果実、株、カルス、塊茎、切穂、塊等の繁殖材料を得て、これらを基に該植物体を量産することも可能となる。したがって、本発明にかかる植物体の生産方法では、選抜後の植物体を繁殖させる繁殖工程(量産工程)が含まれていてもよい。   In the plant production method according to the present invention, since the chimeric gene is introduced into the plant body, it is possible to obtain offspring from which the petiole shape is simply modified by sexual reproduction or asexual reproduction. Become. It is also possible to obtain propagation materials such as plant cells, seeds, fruits, strains, calluses, tubers, cut ears, lumps, etc. from the plants and their progeny, and mass-produce the plants based on these. . Therefore, in the production method of the plant body concerning this invention, the reproduction process (mass production process) which reproduces the plant body after selection may be included.

なお、本発明における植物体とは、成育した植物個体、植物細胞、植物組織、カルス、種子の少なくとも何れかが含まれる。つまり、本発明では、最終的に植物個体まで成育させることができる状態のものであれば、全て植物体と見なす。また、上記植物細胞には、種々の形態の植物細胞が含まれる。かかる植物細胞としては、例えば、懸濁培養細胞、プロトプラスト、葉の切片等が含まれる。これらの植物細胞を増殖・分化させることにより植物体を得ることができる。なお、植物細胞からの植物体の再生は、植物細胞の種類に応じて、従来公知の方法を用いて行うことができる。したがって、本発明にかかる植物体の生産方法では、植物細胞から植物体を再生させる再生工程が含まれていてもよい。   The plant body in the present invention includes at least one of a grown plant individual, plant cell, plant tissue, callus, and seed. That is, in this invention, if it is a state which can be made to grow finally to a plant individual, all will be considered as a plant body. The plant cells include various forms of plant cells. Such plant cells include, for example, suspension culture cells, protoplasts, leaf sections and the like. Plants can be obtained by growing and differentiating these plant cells. In addition, the reproduction | regeneration of the plant body from a plant cell can be performed using a conventionally well-known method according to the kind of plant cell. Therefore, in the method for producing a plant according to the present invention, a regeneration step for regenerating the plant from the plant cell may be included.

(III)本発明により得られる植物体とその有用性、並びにその利用
本発明にかかる植物体の生産方法は、キメラタンパク質を植物体で発現させることによる。当該キメラタンパク質における転写因子由来のDNA結合ドメインが、標的遺伝子に結合する。転写因子は転写抑制因子に転換され、標的遺伝子の転写が抑制される。その結果、得られる植物体の葉柄の形態を改変することができる。したがって、本発明には、上記植物体の生産方法により得られる植物体も含まれる。
(III) Plant obtained by the present invention, its usefulness, and use thereof The method for producing a plant according to the present invention is based on expressing a chimeric protein in the plant. A DNA binding domain derived from a transcription factor in the chimeric protein binds to a target gene. The transcription factor is converted to a transcription repressor, and transcription of the target gene is repressed. As a result, the shape of the petiole of the obtained plant can be modified. Therefore, the present invention includes a plant obtained by the above-described method for producing a plant.

(III−1)本発明にかかる植物体の具体例
ここで、本発明にかかる葉柄の形態が改変された植物体の具体的な種類は特に限定されるものではなく、葉柄の形態の改変によりその有用性が高まる植物を挙げることができる。かかる植物は、被子植物であってもよいし裸子植物であってもよい。また、被子植物としては、単子葉植物であってもよいし、双子葉植物であってもよいが、双子葉植物であることがより好ましい。双子葉植物としては、離弁花亜綱であってもよいし、合弁花亜綱であってもよい。合弁花亜綱としては、例えば、リンドウ目、ナス目、シソ目、アワゴケ目、オオバコ目、キキョウ目、ゴマノハグサ目、アカネ目、マツムシソウ目、キク目を挙げることができる。また、離弁花亜綱としては、例えば、ビワモドキ目、ツバキ目、アオイ目、サガリバナ目、ウツボカズラ目、スミレ目、ヤナギ目、フウチョウソウ目、ツツジ目、イワウメ目、カキノキ目、サクラソウ目等を挙げることができる。
(III-1) Specific Examples of Plants According to the Present Invention Here, the specific types of plant bodies in which the form of the petiole according to the present invention is modified are not particularly limited. Plants whose usefulness is increased can be mentioned. Such a plant may be an angiosperm or a gymnosperm. Further, the angiosperm may be a monocotyledonous plant or a dicotyledonous plant, but a dicotyledonous plant is more preferable. The dicotyledonous plant may be a petal flower subclass or a joint flower subclass. As the joint flower subclass, for example, gentian eyes, eggplant eyes, perilla eyes, armored eyes, plantain eyes, asteraceae eyes, omanohasa eyes, red-eyed eyes, antaceae eyes, and chrysanthemum eyes can be mentioned. In addition, examples of the petal flower subclass include bivalamidae, camellia, blue mushrooms, crayfish eyes, diptera, violets, willows, scallops, azaleas, crabs, oysters, primulas, etc. be able to.

(III−2)本発明の有用性
本発明では、植物体の葉柄の形態を改変することができるが、本発明の有用性は特に限定されるものではなく、葉柄の形態の改変により効果がある分野であればよい。かかる分野としては、例えば、新規な園芸品種の創出への応用、植物栽培の省スペース化等への応用等を挙げることができる。
(III-2) Usefulness of the Present Invention In the present invention, the form of the petiole of the plant can be modified, but the usefulness of the present invention is not particularly limited, and the effect is obtained by modifying the form of the petiole. It may be in a certain field. Examples of such fields include application to creation of new horticultural varieties, application to space saving of plant cultivation, and the like.

まず、新規な園芸品種の創出への応用例について説明すると、例えば、本発明に係る植物体の生産方法を用いることにより、葉の形態に大きな変化をもつ新規な観葉植物や花卉植物を作出することができる。   First, an application example for creation of a new horticultural variety will be described. For example, by using the plant production method according to the present invention, a new houseplant or flower plant having a large change in leaf morphology is produced. be able to.

また、植物栽培の省スペース化について説明すると、例えば、葉柄が短くなるように改変された植物体は、少ない空間により多くの植物を栽培することが可能となる。それゆえ植物栽培の省スペース化に寄与することが期待される。   Moreover, when space saving of plant cultivation is demonstrated, for example, the plant body modified so that the petiole may be shortened can cultivate many plants in a small space. Therefore, it is expected to contribute to space saving in plant cultivation.

(III−3)本発明の利用の一例
本発明の利用分野、利用方法は特に限定されるものではないが、一例として、本発明にかかる植物体の生産方法を行うためのキット、すなわち葉柄の形態改変キットを挙げることができる。
(III-3) Example of Utilization of the Present Invention The field of utilization and utilization method of the present invention are not particularly limited, but as an example, a kit for performing the plant production method according to the present invention, that is, a petiole Mention may be made of form modification kits.

この葉柄の形態改変キットの具体例としては、上記転写因子をコードする遺伝子と上記転写抑制転換ポリヌクレオチドとからなるキメラ遺伝子を含む組換え発現ベクターを少なくとも含んでいればよく、上記組換え発現ベクターを植物細胞に導入するための試薬群を含んでいればより好ましい。上記試薬群としては、形質転換の種類に応じた酵素やバッファー等を挙げることができる。その他、必要に応じてマイクロ遠心チューブ等の実験用素材を添付してもよい。   Specific examples of this petiole shape modification kit may include at least a recombinant expression vector containing a chimeric gene comprising a gene encoding the above transcription factor and the above transcription repressor conversion polynucleotide. It is more preferable if it contains a reagent group for introducing a bacterium into a plant cell. Examples of the reagent group include enzymes, buffers, and the like corresponding to the type of transformation. In addition, if necessary, experimental materials such as microcentrifuge tubes may be attached.

以下、実施例及び図1ないし図4に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail based on an Example and FIG. 1 thru | or FIG. 4, this invention is not limited to a following example.

〔実施例1〕
以下の実施例1においては、カリフラワーモザイクウイルス35Sプロモーターと、ノパリン合成酵素遺伝子の転写終止領域との間に、転写抑制転換ペプチドのひとつである12アミノ酸ペプチドLDLDLELRLGFA(SRDX)(配列番号19)をコードするポリヌクレオチドをTCP1遺伝子の下流に結合したポリヌクレオチドを組み込んだ組換え発現ベクターを構築し、これをシロイヌナズナにアグロバクテリウム法を用いて導入することにより、シロイヌナズナを形質転換した。
[Example 1]
In Example 1 below, a 12 amino acid peptide LDLDLELRLGFA (SRDX) (SEQ ID NO: 19), which is one of transcription repressor conversion peptides, is encoded between the cauliflower mosaic virus 35S promoter and the transcription termination region of the nopaline synthase gene. A recombinant expression vector in which a polynucleotide in which a polynucleotide to be bound was downstream of the TCP1 gene was constructed was constructed and introduced into Arabidopsis thaliana using the Agrobacterium method, thereby transforming Arabidopsis thaliana.

<形質転換用ベクター構築用ベクターの構築>
形質転換用ベクター構築用ベクターであるp35SGを、図1に示すように、以下の工程(1)〜(4)のとおりに構築した。
<Construction of vector for construction of transformation vector>
As shown in FIG. 1, p35SG, a vector for constructing a transformation vector, was constructed as shown in the following steps (1) to (4).

(1)インビトロジェン社製pENTRベクター上のattL1、attL2のそれぞれの領域をプライマーattL1−F(配列番号136)、attL1−R(配列番号137)、attL2−F(配列番号138)、attL2−R(配列番号139)を用いてPCRにて増幅した。得られたattL1断片を制限酵素HindIII、attL2断片をEcoRIで消化し、精製した。PCR反応の条件は、変性反応94℃1分、アニール反応47℃2分、伸長反応74℃1分を1サイクルとして、25サイクル行った。以下すべてのPCR反応は同じ条件で行った。   (1) The respective regions of attL1 and attL2 on the pENTR vector manufactured by Invitrogen were used as primers attL1-F (SEQ ID NO: 136), attL1-R (SEQ ID NO: 137), attL2-F (SEQ ID NO: 138), attL2-R ( Amplified by PCR using SEQ ID NO: 139). The obtained attL1 fragment was digested with restriction enzymes HindIII and attL2 fragment with EcoRI and purified. The PCR reaction conditions were 25 cycles, with a denaturation reaction at 94 ° C. for 1 minute, an annealing reaction at 47 ° C. for 2 minutes, and an extension reaction at 74 ° C. for 1 minute. All subsequent PCR reactions were carried out under the same conditions.

(2)クローンテック社製(Clontech社、USA)のプラスミドpBI221を制限酵素XbaIとSacIで切断した後、アガロースゲル電気泳動でGUS遺伝子を除き、カリフラワーモザイクウイルス35Sプロモーター(以下の説明では、便宜上、CaMV35Sと称する)とノパリン合成酵素遺伝子の転写終止領域(以下の説明では、便宜上、Nos−terと称する)を含む35S−Nosプラスミド断片DNAを得た。   (2) After cleaving the plasmid pBI221 of Clontech (Clontech, USA) with restriction enzymes XbaI and SacI, the GUS gene was removed by agarose gel electrophoresis, and the cauliflower mosaic virus 35S promoter (in the following description, for convenience, A 35S-Nos plasmid fragment DNA containing the transcription termination region of the nopaline synthase gene (referred to as Nos-ter in the following description for convenience) was obtained.

(3)以下の配列番号140、141の配列からなるDNA断片を合成し、90℃で2分間加熱した後、60℃で1時間加熱し、その後室温(25℃)で2時間静置してアニーリングさせ2本鎖を形成させた。これを上記35S−Nosプラスミド断片DNAのXbaI−SacI領域にライゲーションし、p35S−Nosプラスミドを完成させた。配列番号140、141の配列からなるDNA断片には、5’末端にBamHI制限酵素部位、翻訳効率を高めるタバコモザイクウイルス由来のomega配列、及び制限酵素部位SmaI、SalI、SstIがこの順に含まれる。
5'-ctagaggatccacaattaccaacaacaacaaacaacaaacaacattacaattacagatcccgggggtaccgtcgacgagctc-3'(配列番号140)
5'-cgtcgacggtacccccgggatctgtaattgtaatgttgtttgttgtttgttgttgttggtaattgtggatcct-3'(配列番号141)
(4)このp35S−Nosプラスミドを制限酵素HindIIIで消化し、上記attL1断片を挿入した。さらにこれをEcoRIで消化し、attL2断片を挿入して、ベクターp35SGを完成させた。
(3) A DNA fragment consisting of the following SEQ ID NOs: 140 and 141 was synthesized, heated at 90 ° C. for 2 minutes, then heated at 60 ° C. for 1 hour, and then allowed to stand at room temperature (25 ° C.) for 2 hours. Annealing was performed to form a double strand. This was ligated to the XbaI-SacI region of the 35S-Nos plasmid fragment DNA to complete the p35S-Nos plasmid. The DNA fragment comprising the sequences of SEQ ID NOs: 140 and 141 contains a BamHI restriction enzyme site at the 5 ′ end, an omega sequence derived from tobacco mosaic virus that enhances translation efficiency, and restriction enzyme sites SmaI, SalI, and SstI in this order.
5'-ctagaggatccacaattaccaacaacaacaaacaacaaacaacattacaattacagatcccgggggtaccgtcgacgagctc-3 '(SEQ ID NO: 140)
5'-cgtcgacggtacccccgggatctgtaattgtaatgttgtttgttgtttgttgttgttggtaattgtggatcct-3 '(SEQ ID NO: 141)
(4) The p35S-Nos plasmid was digested with the restriction enzyme HindIII, and the attL1 fragment was inserted. This was further digested with EcoRI and the attL2 fragment was inserted to complete the vector p35SG.

<転写抑制転換ペプチドをコードするポリヌクレオチドを組み込んだ構築用ベクターの構築>
転写抑制転換ペプチドをコードするポリヌクレオチドを組み込んだ構築用ベクターであるp35SSRDXGを、図2に示すように、以下の工程(1)〜(2)のとおりに構築した。
<Construction of a construction vector incorporating a polynucleotide encoding a transcriptional repressor conversion peptide>
As shown in FIG. 2, p35SSRDG, which is a construction vector incorporating a polynucleotide encoding a transcription repressing conversion peptide, was constructed as shown in the following steps (1) to (2).

(1)12アミノ酸転写抑制転換ペプチドLDLDLELRLGFA(SRDX)をコードし、3’末端に終止コドンTAAを持つように設計した、以下の配列からなるDNAをそれぞれ合成し、70℃で10分加温した後、自然冷却によりアニールさせて2本鎖DNAとした。
5'-gggcttgatctggatctagaactccgtttgggtttcgcttaag-3'(配列番号142)
5'-tcgacttaagcgaaacccaaacggagttctagatccagatcaagccc-3'(配列番号143)
(2)p35SGを制限酵素SmaI、SalIで消化し、この領域に上記のSRDXをコードする2本鎖DNAを挿入して、p35SSRDXGを構築した。
(1) DNAs consisting of the following sequences, which were designed to encode the 12 amino acid transcription repressor conversion peptide LDLDLELRLGFA (SRDX) and have a stop codon TAA at the 3 ′ end, were respectively synthesized and heated at 70 ° C. for 10 minutes. Thereafter, it was annealed by natural cooling to obtain double-stranded DNA.
5'-gggcttgatctggatctagaactccgtttgggtttcgcttaag-3 '(SEQ ID NO: 142)
5'-tcgacttaagcgaaacccaaacggagttctagatccagatcaagccc-3 '(SEQ ID NO: 143)
(2) p35SG was digested with restriction enzymes SmaI and SalI, and double-stranded DNA encoding the above SRDX was inserted into this region to construct p35SSRDXG.

<形質転換用ベクターの構築>
構築用ベクターのatt部位で挟まれたDNA断片と組換えるための、2つのatt部位を有する植物形質転換用ベクターであるpBIGCKHを、図3に示すように、以下の工程(1)から(3)のとおりに構築した。
<Construction of transformation vector>
As shown in FIG. 3, pBIGCKH, which is a plant transformation vector having two att sites for recombination with a DNA fragment sandwiched between att sites of the construction vector, is transformed into the following steps (1) to (3 ).

(1)米国ミシガン州立大学より譲渡されたpBIG(Becker, D. Nucleic Acids Res. 18:203,1990)を制限酵素HindIII、EcoRIで消化し、GUS、Nos領域を電気泳動で除いた。   (1) pBIG (Becker, D. Nucleic Acids Res. 18: 203, 1990) transferred from Michigan State University, USA was digested with restriction enzymes HindIII and EcoRI, and the GUS and Nos regions were removed by electrophoresis.

(2)インビトロジェン社から購入したGateway(登録商標)ベクターコンバージョンシステムのFragmentAをプラスミドpBluscriptのEcoRVサイトに挿入した。これをHindIII−EcoRIで消化し、FragmentA断片を回収した。   (2) The Fragment A of Gateway (registered trademark) vector conversion system purchased from Invitrogen was inserted into the EcoRV site of the plasmid pBluescript. This was digested with HindIII-EcoRI and the Fragment A fragment was recovered.

(3)回収したFragmentA断片を上記のpBIGプラスミド断片とライゲーションを行い、pBIGCKHを構築した。これらは大腸菌DB3.1(インビトロジェン社)でのみ増殖可能で、クロラムフェニコール耐性、カナマイシン耐性である。   (3) The recovered Fragment A fragment was ligated with the above pBIG plasmid fragment to construct pBIGCKH. These can grow only in E. coli DB3.1 (Invitrogen) and are resistant to chloramphenicol and kanamycin.

<構築用ベクターへのTCP1遺伝子の組み込み>
上記構築用ベクターp35SSRDXGにシロイヌナズナ由来の転写因子TCP1タンパク質をコードする遺伝子を以下の工程(1)〜(3)のとおりに組み込んだ。
<Incorporation of TCP1 gene into construction vector>
A gene encoding a transcription factor TCP1 protein derived from Arabidopsis thaliana was incorporated into the construction vector p35SSRDXG as shown in the following steps (1) to (3).

(1)シロイヌナズナ葉から調整したmRNAを用いて作成したcDNAライブラリーから、以下のプライマーを用いて、終止コドンを除くシロイヌナズナTCP1遺伝子のコード領域のみを含むDNA断片をPCRにて増幅した。
プライマー1(TCP1−F)5'-ATGTCGTCTTCCACCAATGAC-3'(配列番号144)
プライマー2(TCP1−R stopless)5'-GTTTACAAAAGAGTCTTGAATCC-3'(配列番号145)
TCP1遺伝子のcDNAおよびコードするアミノ酸配列をそれぞれ配列番号135および134に示す。
(1) From a cDNA library prepared using mRNA prepared from Arabidopsis leaves, a DNA fragment containing only the coding region of Arabidopsis TCP1 gene excluding the stop codon was amplified by PCR using the following primers.
Primer 1 (TCP1-F) 5′-ATGTCGTCTTCCACCAATGAC-3 ′ (SEQ ID NO: 144)
Primer 2 (TCP1-R stopless) 5′-GTTTACAAAAGAGTCTTGAATCC-3 ′ (SEQ ID NO: 145)
The cDNA of TCP1 gene and the encoded amino acid sequence are shown in SEQ ID NOs: 135 and 134, respectively.

(2)得られたTCP1コード領域のDNA断片を、図2に示すように、予め制限酵素SmaIで消化しておいた構築用ベクターp35SSRDXGのSmaI部位にライゲーションした。   (2) As shown in FIG. 2, the obtained DNA fragment of the TCP1 coding region was ligated to the SmaI site of the construction vector p35SSRDXG previously digested with the restriction enzyme SmaI.

(3)このプラスミドで大腸菌を形質転換し、プラスミドを調整して、塩基配列を決定し、順方向に挿入されたクローンを単離し、SRDXとのキメラ遺伝子となったものを得た。   (3) Escherichia coli was transformed with this plasmid, the plasmid was prepared, the nucleotide sequence was determined, and the clone inserted in the forward direction was isolated to obtain a chimeric gene with SRDX.

<組換え発現ベクターの構築>
上記構築用ベクター上にあるCaMV35Sプロモーター、キメラ遺伝子、Nos−ter等を含むDNA断片を、植物形質転換用ベクターpBIGCKHに組換えることにより、植物を宿主とする発現ベクターを構築した。組換え反応はインビトロジェン社のGateway(登録商標)LR clonase(登録商標)を用いて以下の工程(1)〜(3)のとおりに行った。
<Construction of recombinant expression vector>
An expression vector using a plant as a host was constructed by recombining a DNA fragment containing the CaMV35S promoter, chimeric gene, Nos-ter, etc. on the above construction vector into the plant transformation vector pBIGCKH. The recombination reaction was performed as follows (1) to (3) using Gateway (registered trademark) LR clonase (registered trademark) of Invitrogen.

(1)まず、TCP1コード領域のDNA断片が順方向に挿入されたp35STCP1SRDXG1.5μL(約300ng)とpBIGCKH4.0μL(約600ng)に5倍希釈したLR buffer 4.0μLとTE緩衝液(10mM TrisCl pH7.0、1mM EDTA)5.5μLを加えた。   (1) First, p35STCP1SRDXG in which a DNA fragment of the TCP1 coding region is inserted in the forward direction, LR buffer 4.0 μL diluted with 1.5 μL (about 300 ng) and pBIGCKH 4.0 μL (about 600 ng) and TE buffer (10 mM TrisCl) 5.5 μL of pH 7.0, 1 mM EDTA) was added.

(2)この溶液にLR clonase4.0μLを加えて25℃で60分間インキュベートした。続いて、proteinaseK2μLを加えて37℃で10分間インキュベートした。   (2) 4.0 μL of LR clonase was added to this solution and incubated at 25 ° C. for 60 minutes. Subsequently, 2 μL of proteinase K was added and incubated at 37 ° C. for 10 minutes.

(3)その後、この溶液1〜2μLを大腸菌(DH5a等)に形質転換し、カナマイシンで選択した。   (3) Thereafter, 1-2 μL of this solution was transformed into E. coli (DH5a, etc.) and selected with kanamycin.

<組換え発現ベクターにより形質転換した植物体の生産>
次に、以下の工程(1)〜(3)に示すように、上記キメラ遺伝子を含むDNA断片をpBIGCKHに組み込んだプラスミドであるpBIG−TCP1SRDXで、シロイヌナズナの形質転換を行い、形質転換植物体を生産した。シロイヌナズナ植物の形質転換は、Transformation of Arabidopsis thaliana by vacuum infiltration(http://www.bch.msu.edu/pamgreen/protocol.htm)に従った。ただし、感染させるのにバキュウムは用いないで、浸すだけにした。
<Production of plant body transformed with recombinant expression vector>
Next, as shown in the following steps (1) to (3), Arabidopsis thaliana is transformed with pBIG-TCP1SRDX, which is a plasmid in which the DNA fragment containing the chimeric gene is incorporated into pBIGCKH, and transformed plants are obtained. Produced. Transformation of Arabidopsis plants was according to Transformation of Arabidopsis thaliana by vacuum infiltration (http://www.bch.msu.edu/pamgreen/protocol.htm). However, I did not use vacuum to infect it, but just dipped it.

(1)まず得られたプラスミド、pBIG−TCP1SRDXを、土壌細菌((Agrobacterium tumefaciens strain GV3101(C58C1Rifr)pMP90(Gmr)(koncz and Sahell 1986))株にエレクトロポレーション法で導入した。導入した菌を1リットルの、抗生物質(カナマイシン(Km)50μg/ml、ゲンタマイシン(Gm)25μg/ml、リファンピシリン(Rif)50μg/ml)を含むYEP培地でOD600が1になるまで培養した。次いで、培養液から菌体を回収し、1リットルの感染用培地(Infiltration medium、下表2)に懸濁した。   (1) First, the obtained plasmid, pBIG-TCP1SRDX, was introduced into a soil bacterium ((Agrobacterium tumefaciens strain GV3101 (C58C1Rifr) pMP90 (Gmr) (koncz and Sahell 1986)) strain by electroporation. Culturing was carried out in an YEP medium containing 1 liter of antibiotics (kanamycin (Km) 50 μg / ml, gentamicin (Gm) 25 μg / ml, rifampicillin (Rif) 50 μg / ml) until the OD600 was 1. The cells were collected and suspended in 1 liter of an infiltration medium (Table 2 below).

Figure 2006020607
Figure 2006020607

(2)この溶液に、14日間育成したシロイヌナズナを1分間浸し感染させた後、再び育成させ結種させた。回収した種子を25%ブリーチ、0.02%Triton X-100溶液で7分間滅菌した後、滅菌水で3回リンスし、滅菌したハイグロマイシン選択培地(下表3)に蒔種した。   (2) Arabidopsis thaliana cultivated for 14 days was immersed in this solution for 1 minute to infect, and then bred and seeded again. The collected seeds were sterilized with 25% bleach and 0.02% Triton X-100 solution for 7 minutes, rinsed three times with sterilized water, and seeded on a sterilized hygromycin selective medium (Table 3 below).

Figure 2006020607
Figure 2006020607

(3)蒔種した約5000粒の種子から平均して50個体のハイグロマイシン耐性植物である形質転換植物体を得た。これらの植物から全RNAを調整し、RT−PCRを用いてTCP1SRDXの遺伝子が導入されていることを確認した。   (3) On average, 50 transformed plants that were resistant to hygromycin were obtained from about 5000 seeds that were cultivated. Total RNA was prepared from these plants, and it was confirmed that the gene of TCP1SRDX was introduced using RT-PCR.

pBIG−TCP1SRDXで、形質転換された植物体を図4(b)に、野生型の植物体を図4(a)に示す。図4(a)、(b)に示すように、pBIG−TCP1SRDXで形質転換されたシロイヌナズナは、野生型と比較し、葉柄が極端に短いことがわかった。その結果、BIG−TCP1SRDXで形質転換された植物体は、葉が重なる形態を示した。   Fig. 4 (b) shows a plant transformed with pBIG-TCP1SRDX, and Fig. 4 (a) shows a wild-type plant. As shown in FIGS. 4A and 4B, it was found that the Arabidopsis transformed with pBIG-TCP1SRDX had an extremely short petiole compared to the wild type. As a result, the plant transformed with BIG-TCP1SRDX showed a form in which the leaves overlapped.

〔参考例〕
以下の参考例においては、シロイヌナズナ由来のTCP1遺伝子をCaMV35Sプロモーターの下流につないで組換え発現ベクターを構築し、これをシロイヌナズナにアグロバクテリウム法を用いて導入することにより、シロイヌナズナを形質転換し、TCP1を過剰発現させた形質転換植物体を生産した。
[Reference example]
In the following reference examples, Arabidopsis thaliana-derived TCP1 gene is linked downstream of the CaMV35S promoter to construct a recombinant expression vector, which is introduced into Arabidopsis thaliana using the Agrobacterium method, thereby transforming Arabidopsis thaliana, Transformed plants overexpressing TCP1 were produced.

<形質転換用ベクター構築用ベクターの構築>
実施例1と同様にして、図1に示すように、形質転換用ベクター構築用ベクターであるp35SGを構築した。
<Construction of vector for construction of transformation vector>
In the same manner as in Example 1, as shown in FIG. 1, p35SG, a vector for constructing a transformation vector, was constructed.

<形質転換用ベクターの構築>
実施例1と同様にして、図3に示すように、形質転換用ベクターであるpBIGCKHを構築した。
<Construction of transformation vector>
In the same manner as in Example 1, as shown in FIG. 3, a transformation vector pBIGCKH was constructed.

<構築用ベクターへのTCP1遺伝子の組み込み>
上記構築用ベクターp35SGにシロイヌナズナ由来の転写因子TCP1タンパク質をコードする遺伝子を以下の工程(1)〜(3)のとおりに組み込んだ。
<Incorporation of TCP1 gene into construction vector>
A gene encoding a transcription factor TCP1 protein derived from Arabidopsis thaliana was incorporated into the construction vector p35SG as shown in the following steps (1) to (3).

(1)シロイヌナズナ葉から調整したmRNAを用いて作成したcDNAライブラリーから、以下のプライマーを用いて、シロイヌナズナTCP1遺伝子の終止コドンを含むコード領域のみを含むDNA断片をPCRにて増幅した。
プライマー1(TCP1−F)5'- ATGTCGTCTTCCACCAATGAC -3'(配列番号144)
プライマー2(TCP1−R)5'- TCAGTTTACAAAAGAGTCTTGAATCC -3'(配列番号146)
TCP1遺伝子のcDNA及びコードするアミノ酸配列をそれぞれ配列番号135及び134に示す。
(1) From a cDNA library prepared using mRNA prepared from Arabidopsis leaves, a DNA fragment containing only the coding region containing the stop codon of Arabidopsis TCP1 gene was amplified by PCR using the following primers.
Primer 1 (TCP1-F) 5′-ATGTCGTCTTCCACCAATGAC-3 ′ (SEQ ID NO: 144)
Primer 2 (TCP1-R) 5′-TCAGTTTACAAAAGAGTCTTGAATCC -3 ′ (SEQ ID NO: 146)
The cDNA of TCP1 gene and the encoded amino acid sequence are shown in SEQ ID NOs: 135 and 134, respectively.

(2)得られたTCP1コード領域のDNA断片を、予め制限酵素SmaIで消化しておいた構築用ベクターp35SGのSmaI部位にライゲーションした。   (2) The obtained DNA fragment of the TCP1 coding region was ligated to the SmaI site of the construction vector p35SG previously digested with the restriction enzyme SmaI.

(3)このプラスミドで大腸菌を形質転換し、プラスミドを調整して、塩基配列を決定し、順方向に挿入されたクローンを単離した。   (3) Escherichia coli was transformed with this plasmid, the plasmid was prepared, the nucleotide sequence was determined, and the clone inserted in the forward direction was isolated.

<組換え発現ベクターの構築>
上記構築用ベクター上にあるCaMV35Sプロモーター、TCP1遺伝子、Nos−ter等を含むDNA断片を用いた以外は、〔実施例1〕と同様に、植物形質転換用ベクターpBIGCKHに組換えることにより、植物を宿主とする発現ベクターを構築した。
<Construction of recombinant expression vector>
By recombining with the plant transformation vector pBIGCKH in the same manner as in [Example 1] except that a DNA fragment containing the CaMV35S promoter, TCP1 gene, Nos-ter, etc. on the above construction vector was used, An expression vector as a host was constructed.

<組換え発現ベクターにより形質転換した植物体の生産>
次に、上記TCP1遺伝子を含むDNA断片をpBIGCKHに組み込んだプラスミドであるpBIG−TCP1を用いた以外は、〔実施例1〕と同様にしてシロイヌナズナの形質転換を行い、形質転換植物体を生産した。
<Production of plant body transformed with recombinant expression vector>
Next, except for using pBIG-TCP1, which is a plasmid in which the DNA fragment containing the TCP1 gene was incorporated into pBIGCKH, Arabidopsis thaliana was transformed in the same manner as in [Example 1] to produce a transformed plant body. .

蒔種した約5000粒の種子から平均して50個体のハイグロマイシン耐性植物である形質転換植物体を得た。これらの植物から全RNAを調整し、RT−PCRを用いてTCP1の遺伝子が導入されていることを確認した。   An average of 50 transformed plants that are hygromycin-resistant plants were obtained from about 5000 seeds that were sown. Total RNA was prepared from these plants, and it was confirmed that the TCP1 gene was introduced using RT-PCR.

35S−TCP1を用いてTCP1を過剰発現された形質転換植物体では、葉柄の長さは野生型の植物体と比較して変化が見られなかった。この原因としては、TCP1転写因子は植物体内ですでに十分に存在しているため、過剰発現させても逆の表現型を示すような変化が起こらなかったということが可能性として考えられる。   In the transformed plant body in which TCP1 was overexpressed using 35S-TCP1, the petiole length did not change compared to the wild type plant body. As a cause of this, since the TCP1 transcription factor is already sufficiently present in the plant body, it is considered that the change that shows the opposite phenotype did not occur even when overexpressed.

このように、本発明では、葉の形態制御に関与する転写因子が標的とする標的遺伝子の転写を抑制することによって葉柄の形態が改変された植物体を得ることができる。それゆえ、本発明は、各種農業や林業、アグリビジネス、さらには農産物を加工する産業や食品産業等に利用可能であり、しかも非常に有用であると考えられる。   As described above, in the present invention, a plant body having a modified petiole morphology can be obtained by suppressing transcription of a target gene targeted by a transcription factor involved in leaf morphology control. Therefore, the present invention can be used for various agriculture, forestry, agribusiness, industry for processing agricultural products, food industry, and the like, and is considered to be very useful.

実施例において用いる組換え発現ベクターを構築するための構築用ベクターの構築方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the construction method of the vector for construction for constructing the recombinant expression vector used in an Example. 実施例において用いる構築用ベクターp35SGに、転写抑制転換ペプチドSRDXをコードする遺伝子とTCP1遺伝子とを組み込む工程図である。FIG. 3 is a process diagram for incorporating a gene encoding a transcription repressor conversion peptide SRDX and a TCP1 gene into a construction vector p35SG used in Examples. 形質転換用ベクターpBIGCKHの構築方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the construction method of vector pBIGCKH for transformation. (a)は野生型のシロイヌナズナの葉を示す図であり、(b)は組換え発現ベクターpBIG−TCP1SRDXにより形質転換されたシロイヌナズナの葉を示す図である。(A) is a figure which shows the leaf of wild type Arabidopsis thaliana, (b) is a figure which shows the leaf of Arabidopsis thaliana transformed by recombinant expression vector pBIG-TCP1SRDX.

Claims (17)

葉の形態制御に関与する転写因子と、任意の転写因子を転写抑制因子に転換する機能性ペプチドとを融合させたキメラタンパク質を、植物体で生産させることにより、該転写因子が標的とする標的遺伝子の転写を抑制させることを特徴とする、葉柄の形態が改変された植物体の生産方法。   Targeting the transcription factor by producing in the plant a chimeric protein that fuses a transcription factor involved in leaf morphology control and a functional peptide that converts any transcription factor into a transcriptional repressor A method for producing a plant having a modified petiole shape, which comprises suppressing gene transcription. 上記葉柄の形態が改変された植物体は、少なくとも葉柄の長さが短くなるように改変された植物体であることを特徴とする請求項1に記載の植物体の生産方法。   The method for producing a plant according to claim 1, wherein the plant having a modified petiole shape is a plant modified so that at least the length of the petiole is shortened. 上記転写因子をコードする遺伝子と上記機能性ペプチドをコードするポリヌクレオチドとからなるキメラ遺伝子を含む組換え発現ベクターを、植物細胞に導入する形質転換工程を含んでいることを特徴とする請求項1又は2に記載の植物体の生産方法。   2. A transformation step of introducing a recombinant expression vector containing a chimeric gene comprising a gene encoding the transcription factor and a polynucleotide encoding the functional peptide into a plant cell. Or the production method of the plant body of 2. さらに、上記組換え発現ベクターを構築する発現ベクター構築工程を含んでいることを特徴とする請求項3に記載の植物体の生産方法。   The plant production method according to claim 3, further comprising an expression vector construction step of constructing the recombinant expression vector. 上記転写因子が、以下の(a)又は(b)記載のタンパク質であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の植物体の生産方法。
(a)配列番号134に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(b)配列番号134に示されるアミノ酸配列において、1個又は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/又は付加されたアミノ酸配列からなり、且つ、葉の形態制御に関与するタンパク質。
The method for producing a plant according to any one of claims 1 to 4, wherein the transcription factor is a protein described in the following (a) or (b).
(A) a protein comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 134;
(B) a protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, deleted, inserted, and / or added in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 134, and is involved in leaf morphology control;
上記転写因子をコードする遺伝子として、以下の(c)又は(d)記載の遺伝子が用いられることを特徴とする請求項3又は4に記載の植物体の生産方法。
(c)配列番号135に示される塩基配列をオープンリーディングフレーム領域として有する遺伝子。
(d)配列番号135に示される塩基配列からなる遺伝子と相補的な塩基配列からなる遺伝子とストリンジェントな条件でハイブリダイズし、且つ、葉の形態制御に関与するタンパク質をコードする遺伝子。
The method for producing a plant according to claim 3 or 4, wherein the gene described in (c) or (d) below is used as the gene encoding the transcription factor.
(C) A gene having the base sequence represented by SEQ ID NO: 135 as an open reading frame region.
(D) A gene that hybridizes with a gene consisting of a base sequence complementary to the gene consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 135 under stringent conditions and encodes a protein involved in leaf morphology control.
上記機能性ペプチドが、次に示す式(1)〜(4)
(1)X1−Leu−Asp−Leu−X2−Leu−X3
(但し、式中、X1は0〜10個のアミノ酸残基を示し、X2はAsn又はGluを示し、X3は少なくとも6個のアミノ酸残基を示す。)
(2)Y1−Phe−Asp−Leu−Asn−Y2−Y3
(但し、式中、Y1は0〜10個のアミノ酸残基を示し、Y2はPhe又はIleを示し、Y3は少なくとも6個のアミノ酸残基を示す。)
(3)Z1−Asp−Leu−Z2−Leu−Arg−Leu−Z3
(但し、式中、Z1はLeu、Asp−Leu又はLeu−Asp−Leuを示し、Z2はGlu、Gln又はAspを示し、Z3は0〜10個のアミノ酸残基を示す。)
(4)Asp−Leu−Z4−Leu−Arg−Leu
(但し、式中、Z4はGlu、Gln又はAspを示す。)
のいずれかで表されるアミノ酸配列からなるものであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の植物体の生産方法。
The functional peptide is represented by the following formulas (1) to (4):
(1) X1-Leu-Asp-Leu-X2-Leu-X3
(In the formula, X1 represents 0 to 10 amino acid residues, X2 represents Asn or Glu, and X3 represents at least 6 amino acid residues.)
(2) Y1-Phe-Asp-Leu-Asn-Y2-Y3
(Wherein, Y1 represents 0 to 10 amino acid residues, Y2 represents Phe or Ile, and Y3 represents at least 6 amino acid residues.)
(3) Z1-Asp-Leu-Z2-Leu-Arg-Leu-Z3
(Wherein, Z1 represents Leu, Asp-Leu or Leu-Asp-Leu, Z2 represents Glu, Gln or Asp, and Z3 represents 0 to 10 amino acid residues.)
(4) Asp-Leu-Z4-Leu-Arg-Leu
(However, in the formula, Z4 represents Glu, Gln or Asp.)
The method for producing a plant according to any one of claims 1 to 6, which comprises an amino acid sequence represented by any one of the above.
上記機能性ペプチドが、配列番号3〜19のいずれかに示されるアミノ酸配列からなるぺプチドであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の植物体の生産方法。   The method for producing a plant according to any one of claims 1 to 6, wherein the functional peptide is a peptide comprising an amino acid sequence represented by any one of SEQ ID NOs: 3 to 19. 上記機能性ペプチドが、以下の(e)又は(f)記載のペプチドであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の植物体の生産方法。
(e)配列番号20又は21に示されるアミノ酸配列からなるペプチド。
(f)配列番号20又は21に示されるアミノ酸配列において、1個又は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/又は付加されたアミノ酸配列からなり、且つ、転写因子を転写抑制因子に転換する機能を有するペプチド。
The method for producing a plant according to any one of claims 1 to 6, wherein the functional peptide is a peptide described in (e) or (f) below.
(E) A peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 20 or 21.
(F) In the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 20 or 21, it consists of an amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, deleted, inserted, and / or added, and the transcription factor is a transcription repressor. A peptide having a function to convert.
上記機能性ペプチドが、次に示す式(5)
(5)α1−Leu−β1−Leu−γ1−Leu
(但し、式中α1は、Asp、Asn、Glu、Gln、Thr又はSerを示し、β1は、Asp、Gln、Asn、Arg、Glu、Thr、Ser又はHisを示し、γ1は、Arg、Gln、Asn、Thr、Ser、His、Lys又はAspを示す。)
で表されるアミノ酸配列からなるものであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の植物体の生産方法。
The functional peptide is represented by the following formula (5)
(5) α1-Leu-β1-Leu-γ1-Leu
(Wherein α1 represents Asp, Asn, Glu, Gln, Thr or Ser, β1 represents Asp, Gln, Asn, Arg, Glu, Thr, Ser or His, and γ1 represents Arg, Gln, Asn, Thr, Ser, His, Lys, or Asp are shown.)
The method for producing a plant according to any one of claims 1 to 6, wherein the plant is composed of an amino acid sequence represented by formula (1).
上記機能性ペプチドが、次に示す式(6)〜(8)
(6)α1−Leu−β1−Leu−γ2−Leu
(7)α1−Leu−β2−Leu−Arg−Leu
(8)α2−Leu−β1−Leu−Arg−Leu
(但し、各式中α1は、Asp、Asn、Glu、Gln、Thr又はSerを示し、α2は、Asn、Glu、Gln、Thr又はSerを示し、β1は、Asp、Gln、Asn、Arg、Glu、Thr、Ser又はHisを示し、β2はAsn、Arg、Thr、Ser又はHisを示し、γ2はGln、Asn、Thr、Ser、His、Lys又はAspを示す。)
のいずれかで表されるアミノ酸配列からなるものであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の植物体の生産方法。
The functional peptide is represented by the following formulas (6) to (8):
(6) α1-Leu-β1-Leu-γ2-Leu
(7) α1-Leu-β2-Leu-Arg-Leu
(8) α2-Leu-β1-Leu-Arg-Leu
(Wherein α1 represents Asp, Asn, Glu, Gln, Thr or Ser, α2 represents Asn, Glu, Gln, Thr or Ser, and β1 represents Asp, Gln, Asn, Arg, Glu. , Thr, Ser or His, β2 represents Asn, Arg, Thr, Ser or His, and γ2 represents Gln, Asn, Thr, Ser, His, Lys or Asp.)
The method for producing a plant according to any one of claims 1 to 6, which comprises an amino acid sequence represented by any one of the above.
上記機能性ペプチドが、配列番号22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、133、59、又は60に示されるアミノ酸配列からなるペプチドであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の植物体の生産方法。   The functional peptide is an amino acid represented by SEQ ID NO: 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 133, 59, or 60. It is a peptide consisting of a sequence, The plant production method according to any one of claims 1 to 6. 上記機能性ペプチドが、配列番号38又は39に示されるアミノ酸配列からなるぺプチドであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の植物体の生産方法。   The method for producing a plant according to any one of claims 1 to 6, wherein the functional peptide is a peptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 38 or 39. 請求項1〜13のいずれか1項に記載の生産方法により生産された、葉柄の形態が改変された植物体。   A plant having a modified petiole shape produced by the production method according to claim 1. 植物体には、成育した植物個体、植物細胞、植物組織、カルス、種子の少なくとも何れかが含まれることを特徴とする請求項14に記載の植物体。   The plant body according to claim 14, wherein the plant body includes at least one of a grown plant individual, a plant cell, a plant tissue, a callus, and a seed. 請求項1〜13のいずれか1項に記載の生産方法を行うためのキットであって、
上記転写因子をコードする遺伝子と、転写因子を転写抑制因子に転換する機能性ペプチドをコードするポリヌクレオチドと、プロモーターとを含む組換え発現ベクターを少なくとも含むことを特徴とする植物体の葉柄の形態改変キット。
A kit for performing the production method according to any one of claims 1 to 13,
A plant petiole pattern comprising at least a recombinant expression vector comprising a gene encoding the above transcription factor, a polynucleotide encoding a functional peptide that converts the transcription factor into a transcription repressor, and a promoter. Modification kit.
さらに、上記組換え発現ベクターを植物細胞に導入するための試薬群を含むことを特徴とする請求項16に記載の植物体の葉柄の形態改変キット。   The plant petiole shape modification kit according to claim 16, further comprising a reagent group for introducing the recombinant expression vector into a plant cell.
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