JP2007202425A - Coloration control gene for plant body, and use of the gene - Google Patents

Coloration control gene for plant body, and use of the gene Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide genes that control the coloration of a plant body, more specifically, genes that control the coloration of a plant body or its seed, and to provide a method for producing a plant body(transformed plant body) in which either one of the genes is expressed and its seed is colored, furthermore, to provide a method for controlling seed color by modifying the expression of either one of the genes. <P>SOLUTION: It has been succeeded to identify Rc and Rd genes having the function of controlling the coloration of a plant body. By expressing either one of these genes in a plant body, white rice can be modified to e.g. red-colored rice/brown-colored rice. Besides, by this method, a plant body or seeds thereof accumulated with tannins can be created. Rice accumulated with tannins is useful as a functional food. Furthermore, by suppressing the expression of either one of these genes, colored rice can also be modified to white rice. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、植物体もしくはその種子の着色を制御する遺伝子、および、該遺伝子を発現し着色した植物体(形質転換植物体)もしくはその種子の製造方法、該遺伝子(DNA配列)を利用して選抜育種される植物体及び種子、さらに、該遺伝子の発現を改変することにより、種子の色を制御する方法に関する。   The present invention utilizes a gene that controls coloring of a plant body or seed thereof, a plant body (transformed plant body) that expresses and colors the gene or a method for producing the seed, and the gene (DNA sequence). The present invention relates to a plant and seed to be selectively bred, and a method for controlling the color of seed by modifying expression of the gene.

赤色あるいは赤褐色を呈する赤米といわれるイネ種子には、カテキン、タンニンなどが蓄積することが知られているが、約50年以上前にその染色体上の遺伝子座が同定されているものの、未だに遺伝子レベルでの決定はなされていない。
なお、本出願の発明に関連する先行技術文献情報を以下に示す。
Rice seeds, which are said to have red or reddish brown rice, are known to accumulate catechins, tannins, etc., but although the locus on the chromosome has been identified more than 50 years ago, it is still a gene. No level decision has been made.
Prior art document information related to the invention of the present application is shown below.

Kinoshita, T. & Takahashi, M. (1991) J. Fac. Agr. Hokkaido Univ. 65, 1-61.Kinoshita, T. & Takahashi, M. (1991) J. Fac. Agr. Hokkaido Univ. 65, 1-61. Kinoshita, T. (1995) Rice Genetics Newsletter 12, 9-153.Kinoshita, T. (1995) Rice Genetics Newsletter 12, 9-153. Chen, M. & L. J. Bennetzen (1996) Plant Molecular Biology 32, 999-1001.Chen, M. & L. J. Bennetzen (1996) Plant Molecular Biology 32, 999-1001. Nakai, K., Inagaki, Y., Nagata, H., Miyazaki, C., & Iida, S. (1998) Plant Biotechnology 15, 221-225.Nakai, K., Inagaki, Y., Nagata, H., Miyazaki, C., & Iida, S. (1998) Plant Biotechnology 15, 221-225.

植物体の着色を制御する遺伝子の提供を課題とする。より詳しくは、植物体もしくはその種子の着色を制御する遺伝子、および、該遺伝子を発現し種子が着色した植物体(形質転換植物体)の製造方法、該遺伝子(DNA配列)を利用して選抜育種される植物体及び種子、さらに、該遺伝子の発現を改変することにより、植物体もしくはその種子の色を制御する方法の提供を課題とする。   It is an object to provide a gene that controls coloring of a plant body. More specifically, a gene that controls coloring of a plant body or its seed, a method for producing a plant body (transformed plant body) in which the gene is expressed and the seed is colored, and selection using the gene (DNA sequence) It is an object of the present invention to provide a plant body and seed to be bred and a method for controlling the color of the plant body or its seed by modifying the expression of the gene.

本発明者らは、上記の課題を解決するために、イネの赤米色素着色に関与するRcとRd遺伝子の同定を試みた。   In order to solve the above problems, the present inventors tried to identify Rc and Rd genes involved in red rice pigment coloring of rice.

Rc遺伝子については、本発明者らによって同定されたいくつかの候補遺伝子を逆遺伝学的な手法で日本晴に導入し、表現型を白色から赤褐色に改変させる機能を有する遺伝子を原因遺伝子として特定した。その構造的な特徴からRc遺伝子はbHLHドメインを持つ転写因子であるMYC遺伝子であることが初めて明らかとなった。本発明者らによって同定された遺伝子の機能は、これまでのところ明らかになっておらず、MYC遺伝子が赤米関係の色素発現に関与していることが本発明者らによって初めて証明された。   Regarding the Rc gene, several candidate genes identified by the present inventors were introduced into Nipponbare using reverse genetic techniques, and a gene having the function of changing the phenotype from white to reddish brown was identified as the causative gene. . From its structural features, it became clear for the first time that the Rc gene is a MYC gene, a transcription factor with a bHLH domain. The function of the gene identified by the present inventors has not been clarified so far, and the present inventors have proved for the first time that the MYC gene is involved in red rice-related pigment expression.

Rc遺伝子が存在すると考えられた染色体上の遺伝子座の領域は、非常に広範な領域(2.3Mbp)であり、その中から実際に植物体の着色を制御する原因遺伝子を同定することは非常に困難であった。即ち、上記領域の中において、アミノ酸が100個以上の長さのタンパク質をコードすると考えられる遺伝子の数は200以上にものぼり、その中から、着色を制御する原因遺伝子を同定することは極めて困難なことである。該原因遺伝子を同定することは、当業者であっても過度の困難性を伴うことであり、本発明者らによって原因遺伝子が実際に同定されたことは非常に大きな成果と言える。   The region of the locus on the chromosome where the Rc gene is thought to exist is a very wide region (2.3 Mbp), and it is very difficult to identify the causative gene that actually controls the coloration of the plant body It was difficult. That is, in the above region, the number of genes considered to encode a protein having a length of 100 or more amino acids is as high as 200, and it is extremely difficult to identify the causative gene that controls coloration. It is a thing. Identification of the causative gene is accompanied by excessive difficulty even by those skilled in the art, and it can be said that the causal gene was actually identified by the present inventors.

本発明者らによって同定された遺伝子のRc(MYC)遺伝子は、これまでのところ機能が全く知られておらず、本発明者らによって植物体の着色を制御する機能を有することが初めて見出された。   The Rc (MYC) gene, a gene identified by the present inventors, has so far been known to have no function, and has been found for the first time by the present inventors to have a function of controlling plant coloration. It was done.

またRd遺伝子は、本発明者らによる鋭意研究の結果、遺伝子DFRであることが分った。DFRの遺伝子構造については3種の多型が認められた。本発明者らはDFR抗体を作成し、タンパク質レベルでの発現を解析したところ、種子特異的なalternative translation initiationにより複数のペプチドとして翻訳されていることを初めて証明した。   Further, as a result of intensive studies by the present inventors, the Rd gene was found to be a gene DFR. Three types of polymorphisms were recognized in the DFR gene structure. The present inventors made a DFR antibody and analyzed the expression at the protein level, and proved for the first time that it was translated as a plurality of peptides by seed-specific alternative translation initiation.

さらに本発明者らは、Rdが酵素タンパク質(DFR)をコードしており、その着色に関わる発現はRcである調節遺伝子MYCにより制御されていることを見出した。DFRタンパク質の翻訳は種子特異的なalternative translation initiationにより制御されている。その結果、全長のDFRを有するイネでは種子が赤色を呈し、DFRのORFが短い構造のイネにおいては種子が赤褐色を呈すること、さらにRcが機能しない場合は種子が白色を呈することが新たに見出された。   Furthermore, the present inventors have found that Rd encodes an enzyme protein (DFR), and the expression related to the coloration is controlled by a regulatory gene MYC which is Rc. Translation of DFR protein is controlled by seed-specific alternative translation initiation. As a result, it was newly observed that rice with full-length DFR has a red seed, rice with a short DFR ORF has a reddish brown color, and when Rc does not function, the seed has a white color. It was issued.

より詳細な解析により、rd型においては、DFR遺伝子からalternative translation initiationにより下流から翻訳され、通常の46 kDaの翻訳産物ではなく、33 kDaおよび22 kDaの翻訳産物が生成されることが示された。さらに、alternative translation initiation機構によって翻訳される33 kDaおよび22 kDaの産物が、DFRの機能を相補し得ることを、本発明者らは初めて見出した。即ち、通常の全長DFRタンパク質に加え、より分子量の小さい翻訳産物についても、植物体を着色させる機能、もしくはタンニン類を蓄積させる機能を有することが判明した。   A more detailed analysis showed that in the rd form, the DFR gene was translated from the downstream by alternative translation initiation, producing 33 kDa and 22 kDa translation products instead of the usual 46 kDa translation products. . Furthermore, the present inventors have found for the first time that the 33 kDa and 22 kDa products translated by the alternative translation initiation mechanism can complement the function of DFR. That is, in addition to the normal full-length DFR protein, it has been found that a translation product having a smaller molecular weight has a function of coloring a plant body or a function of accumulating tannins.

上述の如く本発明者らは、植物体もしくはその種子の着色を制御する遺伝子を単離することに成功し本発明を完成させた。該遺伝子を利用することにより、植物体、特に種子の着色を制御することが可能である。   As described above, the present inventors have succeeded in isolating a gene that controls the coloration of a plant body or its seeds, thereby completing the present invention. By using this gene, it is possible to control the coloring of the plant body, particularly the seed.

本発明は、植物体もしくはその種子の着色を制御する遺伝子、および、該遺伝子を発現し種子が着色した植物体(形質転換植物体)の製造方法、該遺伝子(DNA配列)を利用して選抜育種される植物体及び種子、さらに、該遺伝子の発現を改変することにより、植物体、特に種子の色を制御する方法に関し、より具体的には、
〔1〕 植物体もしくはその種子を着色させる機能、または、植物体もしくはその種子へタンニン類を蓄積させる機能を有する植物由来のタンパク質をコードする、下記(a)〜(e)のいずれかに記載のDNA、
(a)配列番号:3または6〜8のいずれかに記載のアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA。
(b)配列番号:1または4に記載の塩基配列のコード領域を含むDNA。
(c)配列番号:2または5に記載の塩基配列からなるDNA
(d)配列番号:3または6〜8のいずれかに記載のアミノ酸配列において1または複数のアミノ酸が置換、欠失、付加、および/または挿入されたアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA。
(e)配列番号:1または4に記載の塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
〔2〕 植物が単子葉植物である、〔1〕に記載のDNA、
〔3〕 単子葉植物がイネである、〔2〕に記載のDNA、
〔4〕 〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のDNAによりコードされるタンパク質、
〔5〕 〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のDNAを含むベクター、
〔6〕 〔5〕に記載のベクターが導入された宿主細胞、
〔7〕 〔5〕に記載のベクターが導入された植物細胞、
〔8〕 〔7〕に記載の植物細胞を含む形質転換植物体、
〔9〕 〔8〕に記載の形質転換植物体の子孫またはクローンである、形質転換植物体、
〔10〕 〔8〕または〔9〕に記載の形質転換植物体の繁殖材料、
〔11〕 〔6〕に記載の宿主細胞を培養し、該細胞またはその培養上清から組換えタンパク質を回収する工程を含む、〔4〕に記載のタンパク質の製造方法、
〔12〕 〔4〕に記載のタンパク質に結合する抗体、
〔13〕 〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のDNAの塩基配列またはその相補配列に相補的な少なくとも15の連続する塩基を含むポリヌクレオチド、
〔14〕 下記(a)〜(c)のいずれかを有効成分として含有する、植物体着色化剤、
(a)〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のDNA
(b)〔4〕に記載のタンパク質
(c)〔5〕に記載のベクター
〔15〕 下記(a)〜(c)のいずれかを有効成分として含有する、タンニン類蓄積剤、
(a)〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のDNA
(b)〔4〕に記載のタンパク質
(c)〔5〕に記載のベクター
〔16〕 下記(a)〜(c)のいずれかを有効成分として含有する、植物体脱色化剤、
(a)〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のDNAの転写産物またはその一部に対するアンチセンス核酸
(b)〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のDNAの転写産物を特異的に開裂するリボザイム活性を有する核酸
(c)〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のDNAの発現をRNAi効果による阻害作用を有する核酸
〔17〕 〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のDNA、または、〔5〕に記載のベクターを植物細胞へ導入し、該植物細胞から植物体を再生させる工程を含む、形質転換植物体の製造方法、
〔18〕 〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のDNAを植物体の細胞内で発現させる工程を含む、植物体もしくはその種子を着色させる、または植物体もしくはその種子にタンニン類を蓄積させる方法、
〔19〕 〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のDNAを植物体の細胞内で発現させる工程を含む、着色した、もしくはタンニン類が蓄積した植物体もしくはその種子の製造方法、
〔20〕 〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のDNA、または〔5〕に記載のベクターを植物細胞へ導入する工程を含む、〔18〕または〔19〕に記載の方法、
〔21〕 下記工程(a)および(b)を含む、〔18〕または〔19〕に記載の方法、
(a)〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のDNAを有する植物と交雑させる工程を含む、
(b)前記DNAを有する植物改変体を選抜する工程
〔22〕 着色した種子、もしくはタンニン類が蓄積した種子を有する植物を育種する方法であって、下記工程(a)〜(d)を含む育種方法、
(a)植物Aと、〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のDNAを有する他の植物Bを交雑させ、F1を作出する工程
(b)前記F1と前記植物Aを交雑させる工程
(c)前記DNAを有する植物を選抜する工程
(d)工程(c)によって選抜された植物と、前記植物Aを交雑させる工程
〔23〕 前記工程(c)において、植物ゲノム中の〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のDNA配列、またはその周辺配列に存在するDNAマーカーを利用して選抜されることを特徴とする、〔22〕に記載の方法、
〔24〕 植物に内在する遺伝子であって、植物体もしくはその種子を着色させる機能、または、植物体もしくはその種子へタンニン類を蓄積させる機能を有するタンパク質をコードする遺伝子の発現を抑制する工程を含む、脱色された植物体もしくはその種子の製造方法、
〔25〕 植物がイネである、〔17〕〜〔24〕のいずれかに記載の方法、
〔26〕 〔18〕〜〔25〕のいずれかに記載の方法によって取得される植物体、またはその種子、
〔27〕 人為的に作製された植物体もしくはその種子であって、〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のDNAを有し着色されていることを特徴とする植物体もしくはその種子、
〔28〕 人為的に作製された植物体もしくはその種子であって、〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のDNAを有しタンニン類が蓄積していることを特徴とする植物体もしくはその種子、
〔29〕 植物に内在する遺伝子であって、植物体もしくはその種子を着色させる機能、または、植物体もしくはその種子へタンニン類を蓄積させる機能を有するタンパク質をコードする遺伝子の発現が人為的に抑制され、脱色されていることを特徴とする植物体もしくはその種子、
〔30〕 植物がイネである、〔27〕〜〔29〕のいずれかに記載の植物体もしくはその種子、を提供するものである。
The present invention relates to a gene that controls coloration of a plant or its seed, a method for producing a plant (transformed plant) in which the gene is expressed and the seed is colored, and selection using the gene (DNA sequence) Plants and seeds to be bred, and further to a method for controlling the color of plants, particularly seeds, by modifying the expression of the gene, more specifically,
[1] Any of the following (a) to (e), which encodes a plant-derived protein having a function of coloring a plant body or its seed or a function of accumulating tannins in the plant body or its seed. DNA,
(A) DNA encoding a protein comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 or 6-8.
(B) DNA comprising the coding region of the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 or 4.
(C) DNA comprising the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 2 or 5
(D) DNA encoding a protein comprising an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted, added, and / or inserted in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 or 6-8.
(E) A DNA that hybridizes under stringent conditions with a DNA comprising the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 or 4.
[2] The DNA according to [1], wherein the plant is a monocotyledonous plant,
[3] The DNA according to [2], wherein the monocotyledonous plant is rice,
[4] a protein encoded by the DNA according to any one of [1] to [3],
[5] A vector comprising the DNA according to any one of [1] to [3],
[6] A host cell into which the vector according to [5] has been introduced,
[7] A plant cell into which the vector according to [5] has been introduced,
[8] A transformed plant comprising the plant cell according to [7],
[9] A transformed plant that is a descendant or clone of the transformed plant according to [8],
[10] A propagation material for the transformed plant according to [8] or [9],
[11] The method for producing a protein according to [4], comprising culturing the host cell according to [6] and recovering the recombinant protein from the cell or a culture supernatant thereof,
[12] an antibody that binds to the protein of [4],
[13] A polynucleotide comprising at least 15 consecutive bases complementary to the base sequence of the DNA according to any one of [1] to [3] or a complementary sequence thereof,
[14] A plant coloring agent containing any of the following (a) to (c) as an active ingredient,
(A) DNA according to any one of [1] to [3]
(B) The protein according to [4] (c) The vector according to [5] [15] A tannin accumulating agent containing any of the following (a) to (c) as an active ingredient,
(A) DNA according to any one of [1] to [3]
(B) the protein according to [4] (c) the vector according to [5] [16] a plant decolorizing agent containing any of the following (a) to (c) as an active ingredient,
(A) an antisense nucleic acid for the transcription product of the DNA according to any one of [1] to [3] or a part thereof; and the DNA transcription product according to any one of [1] to [3] A nucleic acid having a cleaving ribozyme activity (c) a nucleic acid having an inhibitory action by the RNAi effect on the expression of the DNA according to any one of [1] to [3] [17] any one of [1] to [3] A method for producing a transformed plant, comprising the step of introducing the DNA according to claim 5 or the vector according to [5] into a plant cell and regenerating the plant from the plant cell,
[18] The method includes the step of expressing the DNA according to any one of [1] to [3] in cells of the plant body, coloring the plant body or its seed, or accumulating tannins in the plant body or its seed. How to
[19] A method for producing a colored or tannin-accumulated plant or a seed thereof, comprising the step of expressing the DNA according to any one of [1] to [3] in a cell of the plant,
[20] The method according to [18] or [19], comprising the step of introducing the DNA according to any one of [1] to [3] or the vector according to [5] into a plant cell,
[21] The method according to [18] or [19], comprising the following steps (a) and (b):
(A) including a step of crossing with a plant having the DNA according to any one of [1] to [3],
(B) A step of selecting a plant variant having the DNA [22] A method of breeding a plant having a colored seed or a seed having accumulated tannins, comprising the following steps (a) to (d): Breeding method,
(A) A step of crossing plant A with another plant B having the DNA of any one of [1] to [3] to produce F1 (b) A step of crossing F1 and plant A c) a step of selecting a plant having the DNA (d) a step of crossing the plant selected in the step (c) with the plant A [23] In the step (c), [1] to [1] The method according to [22], wherein the DNA sequence according to any one of [3] or a DNA marker present in its peripheral sequence is used for selection.
[24] A step of suppressing the expression of a gene encoding a protein that is endogenous to a plant and has a function of coloring a plant or its seed, or a function of accumulating tannins in a plant or its seed. A method for producing a decolorized plant or its seed,
[25] The method according to any one of [17] to [24], wherein the plant is rice.
[26] A plant obtained by the method according to any one of [18] to [25], or a seed thereof,
[27] An artificially produced plant or seed thereof, wherein the plant or seed is characterized by having the DNA of any one of [1] to [3] and being colored,
[28] An artificially produced plant or a seed thereof, wherein the plant has the DNA of any one of [1] to [3] and tannins are accumulated, or Its seeds,
[29] Artificial suppression of expression of a gene encoding a protein that is endogenous to a plant and has a function of coloring the plant body or its seed or a function of accumulating tannins in the plant body or its seed A plant or its seed characterized by being decolorized,
[30] The plant according to any one of [27] to [29] or a seed thereof, wherein the plant is rice.

本発明の方法により、RcもしくはRd遺伝子を植物体内において発現させることにより、植物もしくはその種子(例えば、コメ等)を人為的に着色させる手法が確立された。一般種子への遺伝子組換え作物(Genetically Modified Organisms; GMO)混入などの社会的不安に答えるため、GMO米を人為的に着色させることで対応することができる。本発明の利点のひとつは、例えば、コメの果皮を着色させることによりGMOのモニタリングが可能になる。必要に応じ、精米により最終的に着色部分を除去することも可能である。   By the method of the present invention, a technique for artificially coloring a plant or its seed (for example, rice) by expressing an Rc or Rd gene in the plant body has been established. In order to respond to social concerns such as genetically modified organics (GMO) mixed into general seeds, GMO rice can be handled by artificially coloring it. One of the advantages of the present invention is that GMO can be monitored, for example, by coloring rice peels. If necessary, it is also possible to finally remove the colored portion by using polished rice.

また、本発明においてDNAマーカーを利用する育種法により、良食味米を数年で着色米に育種できる。ごく短期間に「コシヒカリカテキン」「カテキンヒトメボレ」「カテキンマンゲツモチ」のような良食味着色米あるいは機能性良食味米系統が育種することが可能である。食味については全く未開拓の着色米であるが、本発明の技術を用いることにより良食味着色米が開発できる。本発明の方法によって作出される植物は、抗酸化機能の高いカテキン、タンニンを含むことから、例えば、機能性米として付加価値を有するコメを効率的に作出することが可能である。   In addition, good-tasting rice can be bred into colored rice in a few years by the breeding method using DNA markers in the present invention. It is possible to breed good-tasting colored rice or functional good-tasting rice lines such as “Koshihikari catechin”, “catechin human mebore”, and “catechin mangetsumochi” in a very short time. Although the taste is completely undeveloped colored rice, good taste colored rice can be developed by using the technique of the present invention. Since the plant produced by the method of the present invention contains catechin and tannin having a high antioxidant function, for example, it is possible to efficiently produce rice having added value as functional rice.

本発明者らによって、植物体を着色させる機能、または、植物体へタンニン類を蓄積させる機能を有する遺伝子が同定された。   The present inventors have identified a gene having a function of coloring a plant body or a function of accumulating tannins in a plant body.

本発明の上記遺伝子の好ましい態様としては、イネのRc遺伝子、またはRd遺伝子が挙げられる。該Rc遺伝子によってコードされるタンパク質は、プロアントシアニジン合成系支配因子であり、転写制御因子としての機能を有する。該Rc遺伝子は、「MYC遺伝子」、「Rc-MYC遺伝子」、または「Myc related protein gene」等と表記される場合がある。   A preferred embodiment of the gene of the present invention includes rice Rc gene or Rd gene. The protein encoded by the Rc gene is a proanthocyanidin synthesis system controlling factor and has a function as a transcriptional control factor. The Rc gene may be referred to as “MYC gene”, “Rc-MYC gene”, “Myc related protein gene” or the like.

一方、Rd遺伝子は、「DFR遺伝子」あるいは「Dihydroflavonol 4-reductase gene」と表記される場合がある。その発現は転写因子であるRc(MYC)によって、制御されていることが明らかになった。また、本発明者らによって、Rd(DFR)タンパク質の翻訳は、Alternative translation initiationによって制御されていることが見出された。全長DFRを有する植物(例えば、イネ等)では、種子が赤色を呈し、DFRのORFが短い構造の植物(例えば、イネ等)では種子が赤褐色を呈し、Rdが機能しない場合には種子が白色を呈する。   On the other hand, the Rd gene may be referred to as “DFR gene” or “Dihydroflavonol 4-reductase gene”. The expression was regulated by the transcription factor Rc (MYC). In addition, the present inventors have found that translation of Rd (DFR) protein is controlled by Alternative translation initiation. In plants with full length DFR (eg, rice), the seeds are red, in plants with a short DFR ORF (eg, rice), the seeds are reddish brown, and when Rd does not function, the seeds are white Presents.

後述の実施例において示すように、rd型のDFRは、Alternative translation initiationにより下流のATGから翻訳され、この翻訳産物はDFRの機能を相補する機能を有することが、本発明者らによって初めて見出された。従って、本発明においてRd遺伝子とは、全長のDFRタンパク質をコードするDNAに限定されず、DFRの機能を相補し得るDFRの下流のATGから翻訳される産物をコードするDNAが含まれる。   As shown in the examples described later, the present inventors have found for the first time that rd-type DFR is translated from downstream ATG by Alternative translation initiation, and that this translation product has a function of complementing the function of DFR. It was done. Therefore, in the present invention, the Rd gene is not limited to DNA encoding the full-length DFR protein, and includes DNA encoding a product translated from ATG downstream of DFR that can complement the function of DFR.

例えば、本発明のRd(DFR)タンパク質には、図14に示される46 kDa(配列番号:6)、33 kDa(配列番号:7)、22 kDa(配列番号:8)に相当するタンパク質が挙げられる。該33 kDa、22 kDaに相当するタンパク質は、Rd(DFR)遺伝子からAlternative translation initiation機構によって翻訳されるタンパク質と考えられる。   For example, the Rd (DFR) protein of the present invention includes proteins corresponding to 46 kDa (SEQ ID NO: 6), 33 kDa (SEQ ID NO: 7), and 22 kDa (SEQ ID NO: 8) shown in FIG. It is done. The proteins corresponding to the 33 kDa and 22 kDa are considered to be translated from the Rd (DFR) gene by the Alternative translation initiation mechanism.

また、上記タンパク質以外であっても、DFRの機能を相補し得るようなDFRタンパク質変異体もしくはDFRタンパク質の部分断片ペプチドもまた、本発明のRd(DFR)タンパク質に含まれる。   In addition to the above proteins, DFR protein mutants or partial fragment peptides of the DFR protein that can complement the DFR function are also included in the Rd (DFR) protein of the present invention.

本発明のRcおよびRdタンパク質は、イネ由来のタンパク質であることが好ましいが、その由来する植物種は特に制限されず、イネ以外の植物におけるRcもしくはRdと同等なタンパク質(RcもしくはRdのホモログ・オルソログ等)も本発明における「Rcタンパク質」もしくは「Rdタンパク質」に含まれる。例えば、イネRc(MYC)もしくはRd(DFR)に相当するタンパク質を有する植物、または、イネRcもしくはRdタンパク質が実質的に機能し得る植物であれば、本発明を実施することが可能である。   The Rc and Rd proteins of the present invention are preferably rice-derived proteins, but the plant species from which they are derived is not particularly limited, and proteins equivalent to Rc or Rd in plants other than rice (Rc or Rd homologs) Orthologs etc.) are also included in the “Rc protein” or “Rd protein” in the present invention. For example, the present invention can be implemented as long as it is a plant having a protein corresponding to rice Rc (MYC) or Rd (DFR), or a plant in which the rice Rc or Rd protein can substantially function.

本発明において「植物」とは、特に制限されないが、好ましくは単子葉植物であり、より好ましくは、イネ科植物である。本発明における植物として具体的には、イネ、トウモロコシ、コムギ、オオムギ等を例示することができる。(これらのRcおよびRdタンパク質、および該タンパク質をコードする遺伝子を本明細書においてそれぞれ、「本発明のタンパク質」、「本発明の遺伝子」と記載する場合あり。)   In the present invention, the “plant” is not particularly limited, but is preferably a monocotyledonous plant, more preferably a gramineous plant. Specific examples of the plant in the present invention include rice, corn, wheat, barley and the like. (These Rc and Rd proteins and the gene encoding the protein may be referred to as “the protein of the present invention” and “the gene of the present invention”, respectively, in the present specification.)

Rc(MYC)遺伝子のゲノムDNA配列を配列番号:1に、Rc(MYC)遺伝子のcDNA配列を配列番号:2に、該DNAによってコードされるタンパク質のアミノ酸配列を配列番号:3に記載する。また、Rd(DFR)遺伝子のゲノムDNA配列を配列番号:4に、Rd(DFR)遺伝子のcDNA配列を配列番号:5に、該DNAによってコードされるタンパク質のアミノ酸配列を配列番号:6に記載する。(イネRc(MYC)のGenBankのアクセッション番号はAB247503である。また、イネRd(DFR)のGenBankのアクセッション番号はAB003496である。)   The genomic DNA sequence of the Rc (MYC) gene is described in SEQ ID NO: 1, the cDNA sequence of the Rc (MYC) gene is described in SEQ ID NO: 2, and the amino acid sequence of the protein encoded by the DNA is described in SEQ ID NO: 3. Further, the genomic DNA sequence of the Rd (DFR) gene is shown in SEQ ID NO: 4, the cDNA sequence of the Rd (DFR) gene is shown in SEQ ID NO: 5, and the amino acid sequence of the protein encoded by the DNA is shown in SEQ ID NO: 6. To do. (The GenBank accession number of rice Rc (MYC) is AB247503. The GenBank accession number of rice Rd (DFR) is AB003496.)

ただし、本発明におけるRcもしくはRd遺伝子は、必ずしも、配列表に具体的に記載された配列からなるDNAに限定されない。また、本発明におけるRcもしくはRdタンパク質は、必ずしも、配列表に具体的に記載されたアミノ酸配列からなるタンパク質に限定されない。   However, the Rc or Rd gene in the present invention is not necessarily limited to DNA having a sequence specifically described in the sequence listing. In addition, the Rc or Rd protein in the present invention is not necessarily limited to a protein having an amino acid sequence specifically described in the sequence listing.

上記以外のタンパク質であっても、例えば配列表に記載された配列と高い相同性(通常70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上、最も好ましくは95%以上)を有し、かつ、本発明のタンパク質が有する機能(例えば、種子を着色させる機能、または、種子へタンニン類を蓄積させる機能等)を持つタンパク質は、本発明のタンパク質に含まれる。   Even proteins other than the above have high homology (usually 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, most preferably 95% or more) with the sequences described in the sequence listing, for example. A protein having a function of the protein of the present invention (for example, a function of coloring seeds or a function of accumulating tannins in seeds) is included in the protein of the present invention.

上記タンパク質とは、例えば、配列番号:3または6〜8のいずれかに記載のアミノ酸配列において、1以上のアミノ酸が付加、欠失、置換、挿入されたアミノ酸配列からなるタンパク質であって、通常変化するアミノ酸数が30アミノ酸以内、好ましくは10アミノ酸以内、より好ましくは5アミノ酸以内、最も好ましくは3アミノ酸以内である。   The protein is, for example, a protein comprising an amino acid sequence in which one or more amino acids are added, deleted, substituted, or inserted in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 or 6-8, The number of amino acids to be changed is within 30 amino acids, preferably within 10 amino acids, more preferably within 5 amino acids, and most preferably within 3 amino acids.

本発明における「Rc遺伝子」もしくは「Rd遺伝子」には、例えば、配列番号:2もしくは5に記載の塩基配列からなるDNAに対応する他の植物における内在性の遺伝子(イネのRcもしくはRd遺伝子のホモログ等)が含まれる。   The “Rc gene” or “Rd gene” in the present invention includes, for example, an endogenous gene (such as rice Rc or Rd gene) corresponding to a DNA comprising the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 2 or 5. Homologs, etc.).

また、配列番号:1、2、4もしくは5に記載の塩基配列からなるDNAに対応する他の植物の内在性のDNAは、一般的に、配列番号:1、2、4もしくは5に記載のDNAと高い相同性を有する。高い相同性とは、50%以上、好ましくは70%以上、さらに好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上(例えば、95%以上、さらには96%、97%、98%または99%以上)の相同性を意味する。この相同性は、mBLASTアルゴリズム(Altschul et al. (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87: 2264-8; Karlin and Altschul (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 5873-7)によって決定することができる。また、該DNAは、生体内から単離した場合、配列番号:1、2、4もしくは5に記載のDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズすると考えられる。ここで「ストリンジェントな条件」としては、例えば「2×SSC、0.1%SDS、50℃」、「2×SSC、0.1%SDS、42℃」、「1×SSC、0.1%SDS、37℃」、よりストリンジェントな条件として「2×SSC、0.1%SDS、65℃」、「0.5×SSC、0.1%SDS、42℃」および「0.2×SSC、0.1%SDS、65℃」の条件を挙げることができる。当業者においては、他の植物における本発明の遺伝子に相当する内在性の遺伝子を、本発明の遺伝子の塩基配列を基に適宜取得することが可能である。なお、本明細書においては、イネ以外の植物におけるRcタンパク質(遺伝子)もしくはRdタンパク質(遺伝子)に相当するタンパク質(遺伝子)、または、これらのタンパク質と機能的に同等なタンパク質(遺伝子)を、単に「本発明のタンパク質(遺伝子)」と記載する場合がある。   In addition, endogenous DNA of other plants corresponding to the DNA consisting of the base sequence described in SEQ ID NO: 1, 2, 4 or 5 is generally described in SEQ ID NO: 1, 2, 4 or 5. High homology with DNA. High homology means 50% or more, preferably 70% or more, more preferably 80% or more, more preferably 90% or more (for example, 95% or more, or 96%, 97%, 98% or 99% or more). ) Homology. This homology is determined by the mBLAST algorithm (Altschul et al. (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87: 2264-8; Karlin and Altschul (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 5873-7 ) Can be determined. In addition, when isolated from the living body, the DNA is considered to hybridize with the DNA described in SEQ ID NO: 1, 2, 4 or 5 under stringent conditions. Here, as “stringent conditions”, for example, “2 × SSC, 0.1% SDS, 50 ° C.”, “2 × SSC, 0.1% SDS, 42 ° C.”, “1 × SSC, 0.1% SDS, 37 ° C.” More stringent conditions include “2 × SSC, 0.1% SDS, 65 ° C.”, “0.5 × SSC, 0.1% SDS, 42 ° C.” and “0.2 × SSC, 0.1% SDS, 65 ° C.” Can do. Those skilled in the art can appropriately obtain an endogenous gene corresponding to the gene of the present invention in other plants based on the base sequence of the gene of the present invention. In the present specification, proteins (genes) corresponding to Rc proteins (genes) or Rd proteins (genes) in plants other than rice, or proteins (genes) functionally equivalent to these proteins, It may be described as “protein (gene) of the present invention”.

本発明のタンパク質は、天然のタンパク質のほか、遺伝子組み換え技術を利用した組換えタンパク質として調製することができる。天然のタンパク質は、例えば本発明のタンパク質が発現していると考えられる細胞(組織)の抽出液に対し、本発明のタンパク質に対する抗体を用いたアフィニティークロマトグラフィーを用いる方法により調製することが可能である。一方、組換えタンパク質は、本発明のタンパク質をコードするDNAで形質転換した細胞を培養することにより調製することが可能である。   The protein of the present invention can be prepared not only as a natural protein but also as a recombinant protein using a gene recombination technique. Natural proteins can be prepared, for example, by a method using affinity chromatography using an antibody against the protein of the present invention to an extract of a cell (tissue) that is considered to express the protein of the present invention. is there. On the other hand, a recombinant protein can be prepared by culturing cells transformed with a DNA encoding the protein of the present invention.

本発明の好ましい態様としては、植物体もしくはその種子を着色させる機能、または、植物体もしくはその種子へタンニン類を蓄積させる機能を有する植物由来のタンパク質をコードする、下記(a)〜(e)のいずれかに記載のDNAを提供する。
(a)配列番号:3または6〜8のいずれかに記載のアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA
(b)配列番号:1または4に記載の塩基配列のコード領域を含むDNA
(c)配列番号:2または5に記載の塩基配列からなるDNA
(d)配列番号:3または6〜8のいずれかに記載のアミノ酸配列において1または複数のアミノ酸が置換、欠失、付加、および/または挿入されたアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA
(e)配列番号:1または4に記載の塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA
As a preferred embodiment of the present invention, the following (a) to (e) encoding a plant-derived protein having a function of coloring a plant body or its seed or a function of accumulating tannins in the plant body or its seed. A DNA according to any of the above is provided.
(A) DNA encoding a protein comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 or 6-8
(B) DNA containing the coding region of the base sequence described in SEQ ID NO: 1 or 4
(C) DNA comprising the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 2 or 5
(D) DNA encoding a protein consisting of an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted, added and / or inserted in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 or 6-8
(E) DNA that hybridizes under stringent conditions with DNA comprising the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 or 4

また、上記DNAによってコードされるタンパク質もまた、本発明に含まれる。
本発明において、「植物の種子」とは、例えば、植物がイネの場合には、「コメ」、「玄米」等を指す。
In addition, a protein encoded by the above DNA is also included in the present invention.
In the present invention, “plant seed” refers to “rice”, “brown rice”, etc., for example, when the plant is rice.

本発明において「着色」とは、通常、植物体もしくはその種子において、元の色を別の色へ変化させることを言う。一例を示せば、種子の全体あるいは一部を、赤色、赤褐色、褐色、または紫黒色等へ着色させることを指す。より具体的には、植物がイネである場合には、白色米(白米)を赤色米(赤米)、赤褐色米、褐色米、または紫黒色米等へ着色することを言う。(左記のように白米以外の有色のコメを、本発明において「有色米」と表記する場合がある。)   In the present invention, “coloring” usually means changing an original color to another color in a plant or its seed. As an example, it refers to coloring the whole or part of the seed into red, reddish brown, brown, purple black or the like. More specifically, when the plant is rice, it means coloring white rice (white rice) to red rice (red rice), reddish brown rice, brown rice, purple black rice or the like. (As described on the left, colored rice other than white rice may be referred to as “colored rice” in the present invention.)

また、本発明において「着色を制御する」とは、上述のように、植物体もしくはその種子の全体またはその一部の色を、他の色へ変化させることを言う。例えば、植物がイネの場合、上述のように、白米を、赤色米等の有色米へ変化させることを言うが、反対に、有色米を白色米へ変化させる場合も、本発明における「着色を制御する」ことに含まれる。   Further, in the present invention, “controlling the coloring” means changing the color of the whole plant or its seeds or a part thereof to another color as described above. For example, when the plant is rice, as described above, it is said that white rice is changed to colored rice such as red rice. On the other hand, when changing colored rice to white rice, It is included in “control”.

本発明において着色が制御される植物体の部位は、特に制限されないが、例えば、種子、葉、節間、茎、えい(もみ)等を挙げることができる。   The part of the plant body in which coloring is controlled in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include seeds, leaves, internodes, stems, and gills (fir).

本発明における植物がイネの場合には、例えば、イネの種子(コメ)の種皮および/または果皮が着色される。また、本発明における植物がコムギ、オオムギ、トウモロコシ等の場合には、種子の果皮部位が着色される。   When the plant in the present invention is rice, for example, the seed coat and / or pericarp of rice seed (rice) is colored. In addition, when the plant in the present invention is wheat, barley, corn or the like, the seed peel is colored.

本発明のおける植物の着色部位は、必ずしも上述の部位に限定されるものではなく、植物の節間、種子の胚乳等を着色させることも可能である。   The coloring part of the plant in the present invention is not necessarily limited to the above-mentioned part, and it is also possible to color internodes of plants, endosperm of seeds, and the like.

また、「タンニン(tannin)」とは、一般的には、広く植物界に分布する多数のフェノール性ヒドロキシル基を持つ芳香族化合物の総称であり、「タンニン酸(tannic acid)」、あるいは「ガロタンニン酸(gallotannic acid)」とも呼ばれる。   “Tannin” is a general term for aromatic compounds having a large number of phenolic hydroxyl groups widely distributed in the plant kingdom, and is referred to as “tannic acid” or “gallotannin”. Also called “gallotannic acid”.

本発明における「タンニン類」には、例えば、「タンニン」、「カテキン(catechin)」、「アントシアニン(anthocyanin)」、「プロアントシアニジン(proanthocyanidin)」等が含まれる。上記カテキンは、「3,3',4',5,7-ペンタヒドロキシフラバン(3,3',4',5,7-pentahydroxyflavan)」とも呼ばれる。また、「カテキン」には、所謂「カテキン類」に属する化合物、例えば、エピカテキン等も含まれる。また、タンニン類が各種化合物と反応して生成される物質もまた、本発明における「タンニン類」に含まれる。上記「アントシアニン」は、紫色の色素であり、上記「プロアントシアニジン」は赤褐色もしくは赤色の色素であるものと考えられている。   The “tannins” in the present invention include, for example, “tannin”, “catechin”, “anthocyanin”, “proanthocyanidin” and the like. The catechin is also referred to as “3,3 ′, 4 ′, 5,7-pentahydroxyflavan”. “Catechin” also includes compounds belonging to so-called “catechins” such as epicatechin. In addition, substances produced by the reaction of tannins with various compounds are also included in the “tannins” in the present invention. The “anthocyanin” is a purple pigment, and the “proanthocyanidins” are considered to be reddish brown or red pigments.

赤米品種である「紅衣」の玄米には、100g中に0.29gのタンニン、1.6mgのカテキン、0.09gのアントシアンが含まれている。従って、本発明の方法によって白米にタンニン類を蓄積させる場合、コメ中に蓄積されるタンニン類の量(含有量)としては、例えば、上記の量を例示することができる。   The brown rice of the red rice variety “Koi” contains 0.29 g of tannin, 1.6 mg of catechin, and 0.09 g of anthocyan in 100 g. Therefore, when tannins are accumulated in white rice by the method of the present invention, examples of the amount (content) of tannins accumulated in rice include the above amounts.

本発明において「タンニン類を蓄積させる」とは、通常、植物体において元々タンニン類が存在しない部位にタンニン類を生成・蓄積させること、または、植物体においてタンニン類が存在する部位において、タンニン類の量(含有量)を増加させることを言う。   In the present invention, “accumulating tannins” usually means generating and accumulating tannins in a site where tannins originally do not exist in the plant, or tannins in sites where tannins exist in the plant. It means to increase the amount (content).

本明細書におけるタンパク質とは、複数のアミノ酸からなる重合体を意味し、そのアミノ酸の長さは特に制限されない。従って、本発明のタンパク質には、所謂「ポリペプチド」、および「オリゴペプチド」も含まれる。本発明のタンパク質は、天然に存在する状態から修飾されていないもの、および修飾されているものの双方を含む。修飾としては、アセチル化、アシル化、ADP-リボシル化、アミド化、フラビンの共有結合、ヘム部分の共有結合、ヌクレオチドまたはヌクレオチド誘導体の共有結合、脂質または脂質誘導体の共有結合、ホスファチジルイノシトールの共有結合、架橋、環化、ジスルフィド結合の形成、脱メチル化、共有架橋の形成、シスチンの形成、ピログルタメートの形成、ホルミル化、γ-カルボキシル化、グリコシル化、GPIアンカー形成、ヒドロキシル化、ヨウ素化、メチル化、ミリストイル化、酸化、タンパク質分解処理、リン酸化、プレニル化、ラセミ化、セレノイル化、硫酸化、アルギニル化のようなタンパク質へのアミノ酸の転移RNA媒介付加、ユビキチン化等が含まれる。   The protein in this specification means a polymer composed of a plurality of amino acids, and the length of the amino acids is not particularly limited. Therefore, the protein of the present invention includes so-called “polypeptides” and “oligopeptides”. The proteins of the present invention include both those that are not modified from the naturally occurring state and those that are modified. Modifications include acetylation, acylation, ADP-ribosylation, amidation, flavin covalent bond, heme moiety covalent bond, nucleotide or nucleotide derivative covalent bond, lipid or lipid derivative covalent bond, phosphatidylinositol covalent bond , Crosslinking, cyclization, disulfide bond formation, demethylation, covalent bridge formation, cystine formation, pyroglutamate formation, formylation, γ-carboxylation, glycosylation, GPI anchor formation, hydroxylation, iodination, Examples include methylation, myristoylation, oxidation, proteolytic processing, phosphorylation, prenylation, racemization, selenoylation, sulfation, transfer RNA-mediated addition of amino acids to proteins, ubiquitination, and the like.

本発明のポリペプチドは、そのアミノ酸配列に従って、一般的な化学合成法により製造することが可能であり、該方法には、通常の液相法および固相法によるペプチド合成法が包含される。かかるペプチド合成法は、より詳しくはアミノ酸配列の情報に基づいて、各アミノ酸を1個ずつ逐次合成させて鎖を延長していくステップワイズエロンゲーション法と、アミノ酸数個からなるフラグメントを予め合成し、次いで各フラグメントをカップリング反応させるフラグメント・コンデンセーション法を包含し、本発明のタンパク質の合成は、いずれの方法を用いてもよい。   The polypeptide of the present invention can be produced by a general chemical synthesis method according to its amino acid sequence, and this method includes peptide synthesis methods by a normal liquid phase method and a solid phase method. More specifically, the peptide synthesis method includes a stepwise elongation method in which each amino acid is sequentially synthesized one by one based on the amino acid sequence information to extend the chain, and a fragment consisting of several amino acids is synthesized in advance. Then, a fragment condensation method in which each fragment is subjected to a coupling reaction is included, and any method may be used for the synthesis of the protein of the present invention.

このようなペプチド合成法にて用いられる縮合法も、各種方法に従って行うことができる。その具体例としては、例えばアジド法、混合酸無水物法、DCC法、活性エステル法、酸化還元法、DPPA(ジフェニルホスホリルアジド)法、ウッドワード法等を例示できる。   The condensation method used in such a peptide synthesis method can also be performed according to various methods. Specific examples thereof include an azide method, a mixed acid anhydride method, a DCC method, an active ester method, an oxidation-reduction method, a DPPA (diphenylphosphoryl azide) method, and a Woodward method.

これら各種方法に利用できる溶媒もまた、一般的に使用されるものを適宜利用することができる。その例としては、例えばジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ヘキサホスホロアミド、ジオキサン、テトラヒドロフラン(THF)、酢酸エチル等及びこれらの混合溶媒等を挙げることができる。なお、上記ペプチド合成反応に際して、反応に関与しないアミノ酸およびペプチドにおけるカルボキシル基は、一般にはエステル化により、例えばメチルエステル、エチルエステル、第三級ブチルエステル等の低級アルキルエステル、例えばベンジルエステル、P−メトキシベンジルエステル、P−ニトロベンジルエステルアラルキルエステル等として保護することができる。また、側鎖に官能基を有するアミノ酸、例えばTyrの水酸基は、アセチル基、ベンジル基、ベンジルオキシカルボニル基、第三級ブチル基等で保護されてもよいが、必ずしもかかる保護は必須ではない。また、例えば、Argのグアニジノ基は、ニトロ基、トシル基、2−メトキシベンゼンスルホニル基、メチシレン−2−スルホニル基、ベンジルオキシカルボニル基、イソボルニルオキシカルボニル基、アダマンチルオキシカルボニル基等の適当な保護基により保護することができる。   As the solvent that can be used in these various methods, those generally used can be appropriately used. Examples thereof include dimethylformamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO), hexaphosphoroamide, dioxane, tetrahydrofuran (THF), ethyl acetate and the like, and mixed solvents thereof. In the peptide synthesis reaction, amino acids that are not involved in the reaction and carboxyl groups in the peptide are generally esterified, for example, lower alkyl esters such as methyl ester, ethyl ester, tertiary butyl ester, such as benzyl ester, P- It can be protected as methoxybenzyl ester, P-nitrobenzyl ester aralkyl ester and the like. An amino acid having a functional group in the side chain, for example, a hydroxyl group of Tyr may be protected with an acetyl group, a benzyl group, a benzyloxycarbonyl group, a tertiary butyl group, or the like, but such protection is not necessarily essential. Further, for example, the guanidino group of Arg is a suitable nitro group, tosyl group, 2-methoxybenzenesulfonyl group, methicylene-2-sulfonyl group, benzyloxycarbonyl group, isobornyloxycarbonyl group, adamantyloxycarbonyl group, etc. It can be protected by a protecting group.

上記のようにして得ることが可能な本発明のタンパク質は、通常の方法に従って、例えばイオン交換樹脂、分配クロマトグラフィー、ゲルクロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)、向流分配法等のペプチド化学の分野で汎用されている方法に従って、適宜、精製を行うことができる。   The protein of the present invention that can be obtained as described above can be obtained by, for example, ion exchange resin, partition chromatography, gel chromatography, affinity chromatography, high performance liquid chromatography (HPLC), countercurrent distribution method according to a conventional method. Purification can be appropriately performed according to a method widely used in the field of peptide chemistry.

本発明のタンパク質は、例えば、配列番号:3もしくは6〜8に記載のポリペプチド、または配列番号:2もしくは5に記載のDNA核酸分子を合成し、次いで適当な発現ベクターへ導入した後、宿主細胞内において発現させる遺伝子工学的手法によっても取得することができる。   The protein of the present invention can be synthesized by, for example, synthesizing the polypeptide shown in SEQ ID NO: 3 or 6 to 8 or the DNA nucleic acid molecule shown in SEQ ID NO: 2 or 5 and then introducing it into a suitable expression vector. It can also be obtained by a genetic engineering technique for expression in cells.

本発明のタンパク質には、例えば、Rc(MYC)もしくはRd(DFR)タンパク質と機能的に同等なタンパク質(ポリペプチド)が含まれる。ここで「機能的に同等」とは、対象となるタンパク質がRc(MYC)もしくはRd(DFR)タンパク質と同様の(同等の)生物学的あるいは生化学的機能(活性)を有することを指す。このような機能としては、例えば、植物体もしくはその種子を着色させる機能、または、植物体もしくはその種子へタンニン類を蓄積させる機能等を挙げることができる。   The protein of the present invention includes, for example, a protein (polypeptide) functionally equivalent to the Rc (MYC) or Rd (DFR) protein. Here, “functionally equivalent” means that the target protein has the same (equivalent) biological or biochemical function (activity) as the Rc (MYC) or Rd (DFR) protein. Examples of such a function include a function of coloring a plant or its seed, a function of accumulating tannins in a plant or its seed, and the like.

あるDNAが植物体を着色させる機能、またはタンニン類を蓄積させる機能を有するタンパク質をコードするか否かは以下のようにして評価することができる。最も一般的な方法としては、該DNAが導入された植物を栽培し、植物体の色、または植物体中に含まれるタンニン類の量を評価する方法である。   Whether a certain DNA encodes a protein having a function of coloring a plant body or a function of accumulating tannins can be evaluated as follows. The most common method is a method of cultivating a plant into which the DNA has been introduced and evaluating the color of the plant body or the amount of tannins contained in the plant body.

対象となるタンパク質(ポリペプチド)が、Rc(MYC)もしくはRd(DFR)タンパク質と同等の生物学的あるいは生化学的な機能(活性)を有しているか否かは、例えば、該タンパク質を発現させた植物もしくはその種子におけるタンニン類の量を測定することにより適宜評価することも可能である。   Whether the target protein (polypeptide) has the same biological or biochemical function (activity) as the Rc (MYC) or Rd (DFR) protein is expressed, for example, by expressing the protein It is also possible to appropriately evaluate by measuring the amount of tannins in the plant or the seeds of the plant.

あるポリペプチドと機能的に同等なポリペプチドを調製するための、当業者によく知られた方法としては、例えばポリペプチド中のアミノ酸配列に変異を導入する方法が挙げられる。具体的には当業者であれば部位特異的変異誘発法(Hashimoto-Gotoh, T. et al. (1995) Gene 152, 271-275、Zoller, MJ, and Smith, M.(1983) Methods Enzymol. 100, 468-500、Kramer, W. et al. (1984) Nucleic Acids Res. 12, 9441-9456、Kramer W, and Fritz HJ(1987) Methods. Enzymol. 154, 350-367、Kunkel,TA(1985) Proc Natl Acad Sci USA. 82, 488-492、Kunkel (1988) Methods Enzymol. 85, 2763-2766)などを用いて、配列番号:4に記載のアミノ酸配列に適宜変異を導入することにより、該ポリペプチドと機能的に同等なポリペプチドを調製することができる。また、ポリペプチド中のアミノ酸の変異は自然に生じることもある。このように、人工的か自然に生じたものかを問わず、本発明者らにより同定されたRcもしくはRdタンパク質(配列番号:3または6〜8)のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸配列が変異したアミノ酸配列を有し、該ポリペプチドと機能的に同等なポリペプチドは、本発明のタンパク質(ポリペプチド)に含まれる。   A method well known to those skilled in the art for preparing a polypeptide functionally equivalent to a certain polypeptide includes, for example, a method of introducing a mutation into an amino acid sequence in the polypeptide. Specifically, a person skilled in the art can perform site-directed mutagenesis (Hashimoto-Gotoh, T. et al. (1995) Gene 152, 271-275, Zoller, MJ, and Smith, M. (1983) Methods Enzymol. 100, 468-500, Kramer, W. et al. (1984) Nucleic Acids Res. 12, 9441-9456, Kramer W, and Fritz HJ (1987) Methods. Enzymol. 154, 350-367, Kunkel, TA (1985) ) Proc Natl Acad Sci USA. 82, 488-492, Kunkel (1988) Methods Enzymol. 85, 2763-2766) and the like, by appropriately introducing mutation into the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 4 A polypeptide functionally equivalent to the polypeptide can be prepared. In addition, amino acid mutations in the polypeptide may occur naturally. Thus, one or more amino acid sequences in the amino acid sequence of the Rc or Rd protein (SEQ ID NO: 3 or 6-8) identified by the present inventors, whether artificial or naturally occurring, A polypeptide having a mutated amino acid sequence and functionally equivalent to the polypeptide is included in the protein (polypeptide) of the present invention.

上記変異体における、変異するアミノ酸数は、本発明のタンパク質の有する機能が保持される限り制限はないが、通常15アミノ酸以内であり、好ましくは10アミノ酸以内であり、より好ましくは5アミノ酸以内であり、さらに好ましくは1〜4アミノ酸である。   The number of amino acids to be mutated in the mutant is not limited as long as the function of the protein of the present invention is maintained, but is usually within 15 amino acids, preferably within 10 amino acids, more preferably within 5 amino acids. More preferably 1 to 4 amino acids.

変異するアミノ酸残基としては、アミノ酸側鎖の性質が保存されている別のアミノ酸に変異されることが望ましい。例えばアミノ酸側鎖の性質としては、疎水性アミノ酸(A、I、L、M、F、P、W、Y、V)、親水性アミノ酸(R、D、N、C、E、Q、G、H、K、S、T)、脂肪族側鎖を有するアミノ酸(G、A、V、L、I、P)、水酸基含有側鎖を有するアミノ酸(S、T、Y)、硫黄原子含有側鎖を有するアミノ酸(C、M)、カルボン酸及びアミド含有側鎖を有するアミノ酸(D、N、E、Q)、塩基含有側鎖を有するアミノ離(R、K、H)、芳香族含有側鎖を有するアミノ酸(H、F、Y、W)を挙げることができる(括弧内はいずれもアミノ酸の一文字表記を表す)。   The amino acid residue to be mutated is preferably mutated to another amino acid that preserves the properties of the amino acid side chain. For example, amino acid side chain properties include hydrophobic amino acids (A, I, L, M, F, P, W, Y, V), hydrophilic amino acids (R, D, N, C, E, Q, G, H, K, S, T), amino acids having aliphatic side chains (G, A, V, L, I, P), amino acids having hydroxyl group-containing side chains (S, T, Y), sulfur atom-containing side chains Amino acids with amino acids (C, M), amino acids with carboxylic acid and amide-containing side chains (D, N, E, Q), amino groups with base-containing side chains (R, K, H), aromatic-containing side chains (H, F, Y, W) can be mentioned (all parentheses indicate single letter amino acids).

あるアミノ酸配列に対する1または複数個のアミノ酸残基の欠失、付加及び/又は他のアミノ酸による置換により修飾されたアミノ酸配列を有するポリペプチドがその生物学的機能(活性)を維持し得ることはすでに知られている(Mark, D. F. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1984) 81, 5662-5666 、Zoller, M. J. & Smith, M. Nucleic Acids Research (1982) 10, 6487-6500 、Wang, A. et al., Science 224, 1431-1433 、Dalbadie-McFarland, G. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1982) 79, 6409-6413)。   It is possible that a polypeptide having an amino acid sequence modified by deletion, addition and / or substitution by another amino acid of one or more amino acid residues to a certain amino acid sequence can maintain its biological function (activity). Already known (Mark, DF et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1984) 81, 5662-5666, Zoller, MJ & Smith, M. Nucleic Acids Research (1982) 10, 6487-6500 Wang, A. et al., Science 224, 1431-1433, Dalbadie-McFarland, G. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1982) 79, 6409-6413).

具体的なアミノ酸配列(例えば、配列番号:3または6〜8)が開示された場合においては、当業者であれば、これらアミノ酸配列を基に、適宜アミノ酸が改変された配列からなるポリペプチドを作製し、当該ポリペプチドについて、上述の機能を有するか否かを評価し、本発明のタンパク質(ポリペプチド)を適宜選択することが可能である。   In the case where a specific amino acid sequence (for example, SEQ ID NO: 3 or 6 to 8) is disclosed, those skilled in the art will obtain a polypeptide comprising a sequence in which amino acids are appropriately modified based on these amino acid sequences. It is possible to prepare and evaluate whether or not the polypeptide has the above-described function, and appropriately select the protein (polypeptide) of the present invention.

本発明におけるRdタンパク質は、そのN末領域が欠損している場合であっても本発明のタンパク質の有する機能を相補し得ることが明らかとなった。従って、Rdタンパク質の改変体としては、例えば、配列番号:7もしくは8で示されるアミノ酸領域を含み、N末領域において変異もしくは欠失を有するRdタンパク質の改変体(変異体、部分ペプチド等)を例示することができる。   It has been clarified that the Rd protein in the present invention can complement the functions of the protein of the present invention even when its N-terminal region is missing. Therefore, as a modified form of the Rd protein, for example, a modified form (variant, partial peptide, etc.) of the Rd protein containing the amino acid region represented by SEQ ID NO: 7 or 8 and having a mutation or deletion in the N-terminal region. It can be illustrated.

本発明のタンパク質のアミノ酸配列に複数個のアミノ酸残基が付加されたタンパク質には、これらタンパク質を含む融合ポリペプチドが含まれる。融合ポリペプチドは、これらポリペプチドと他のペプチド又はポリペプチドとが融合したものである。融合ポリペプチドを作製する方法は、本発明のタンパク質(例えば、配列番号:3または6〜8)をコードするDNA(例えば、配列番号:2または5)と他のペプチド又はポリペプチドをコードするDNAをフレームが一致するように連結してこれを発現ベクターに導入し、宿主で発現させればよく、当業者に公知の手法を用いることができる。本発明のタンパク質との融合に付される他のペプチド又はポリペプチドは、特に制限されない。   Proteins in which a plurality of amino acid residues are added to the amino acid sequence of the protein of the present invention include fusion polypeptides containing these proteins. A fusion polypeptide is a fusion of these polypeptides with other peptides or polypeptides. A method for producing a fusion polypeptide includes a DNA (eg, SEQ ID NO: 2 or 5) encoding a protein of the present invention (eg, SEQ ID NO: 3 or 6-8) and a DNA encoding another peptide or polypeptide. Can be linked to each other in a frame, introduced into an expression vector, and expressed in a host. Techniques known to those skilled in the art can be used. Other peptides or polypeptides that are subjected to fusion with the protein of the present invention are not particularly limited.

本発明のポリペプチドとの融合に付される他のペプチドとしては、例えば、GST(グルタチオン−S−トランスフェラーゼ)、イムノグロブリン定常領域、β−ガラクトシダーゼ、MBP(マルトース結合タンパク質)等が挙げられる。市販されているこれらペプチドまたはポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを本発明のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドと融合させ、これにより調製された融合ポリヌクレオチドを発現させることにより、融合ポリペプチドを調製することができる。   Examples of other peptides that are subjected to fusion with the polypeptide of the present invention include GST (glutathione-S-transferase), immunoglobulin constant region, β-galactosidase, and MBP (maltose binding protein). Preparing a fusion polypeptide by fusing a commercially available polynucleotide encoding these peptides or polypeptides with a polynucleotide encoding the polypeptide of the present invention and expressing the fusion polynucleotide prepared thereby. Can do.

またあるポリペプチドと機能的に同等なポリペプチドを調製する当業者によく知られた他の方法としては、ハイブリダイゼーション技術(Sambrook,J et al., Molecular Cloning 2nd ed., 9.47-9.58, Cold Spring Harbor Lab. press, 1989)を利用する方法が挙げられる。即ち、当業者であれば、本発明のタンパク質をコードするDNA(配列番号:2または5に記載の塩基配列)もしくはその一部をもとに、同種または異種植物由来のDNA試料から、これと相同性の高いDNAを単離して、該DNAから本発明のタンパク質と機能的に同等なポリペプチドを単離することも通常行いうることである。   Other methods well known to those skilled in the art for preparing polypeptides functionally equivalent to a polypeptide include hybridization techniques (Sambrook, J et al., Molecular Cloning 2nd ed., 9.47-9.58, Cold Spring Harbor Lab. Press, 1989). That is, those skilled in the art can use a DNA sample derived from the same or different plant based on a DNA encoding the protein of the present invention (base sequence described in SEQ ID NO: 2 or 5) or a part thereof. It is usually possible to isolate highly homologous DNA and isolate a polypeptide functionally equivalent to the protein of the present invention from the DNA.

本発明には、本発明のタンパク質をコードするDNAとハイブリダイズするDNAによってコードされるタンパク質であって、本発明のタンパク質と機能的に同等なタンパク質が含まれる。このようなタンパク質としては、例えばイネあるいは他の植物のホモログ(例えば、トウモロコシ、コムギ、オオムギ等の植物に由来するタンパク質)が挙げられる。   The present invention includes proteins encoded by DNA that hybridizes with DNA encoding the protein of the present invention and functionally equivalent to the protein of the present invention. Examples of such proteins include rice or other plant homologs (for example, proteins derived from plants such as corn, wheat, barley, etc.).

本発明のタンパク質と機能的に同等なタンパク質をコードするDNAを単離するためのハイブリダイゼーションの条件は、当業者であれば適宜選択することができる。ハイブリダイゼーションの条件としては、例えば、低ストリンジェントな条件が挙げられる。低ストリンジェントな条件とは、ハイブリダイゼーション後の洗浄において、例えば42℃、0.1×SSC、0.1%SDSの条件であり、好ましくは50℃、0.1×SSC、0.1%SDSの条件である。より好ましいハイブリダイゼーションの条件としては、高ストリンジェントな条件が挙げられる。高ストリンジェントな条件とは、例えば65℃、5×SSC及び0.1%SDSの条件である。これらの条件において、温度を上げる程に高い相同性を有するDNAが効率的に得られることが期待できる。但し、ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーに影響する要素としては温度や塩濃度など複数の要素が考えられ、当業者であればこれら要素を適宜選択することで同様のストリンジェンシーを実現することが可能である。   Those skilled in the art can appropriately select hybridization conditions for isolating a DNA encoding a protein functionally equivalent to the protein of the present invention. Examples of hybridization conditions include low stringency conditions. Low stringent conditions are, for example, conditions of 42 ° C., 0.1 × SSC, and 0.1% SDS, and preferably 50 ° C., 0.1 × SSC, and 0.1% SDS in washing after hybridization. More preferable hybridization conditions include highly stringent conditions. Highly stringent conditions are, for example, conditions of 65 ° C., 5 × SSC and 0.1% SDS. Under these conditions, it can be expected that DNA having high homology can be efficiently obtained as the temperature is increased. However, a plurality of factors such as temperature and salt concentration can be considered as factors affecting the stringency of hybridization, and those skilled in the art can realize the same stringency by appropriately selecting these factors. .

また、ハイブリダイゼーションにかえて、遺伝子増幅技術(PCR)(Current protocols in Molecular Biology edit. Ausubel et al. (1987) Publish. John Wiley&Sons Section 6.1-6.4)を用いて、本発明のタンパク質をコードするDNA(例えば、配列番号:2または5)の一部を基にプライマーを設計し、本発明者らにより同定されたタンパク質をコードするDNAと相同性の高いDNA断片を単離し、該DNAを基に本発明者らにより同定されたタンパク質と機能的に同等なタンパク質を取得することも可能である。   In addition, DNA encoding the protein of the present invention can be obtained by using gene amplification technology (PCR) (Current protocols in Molecular Biology edit. Ausubel et al. (1987) Publish. John Wiley & Sons Section 6.1-6.4) instead of hybridization. A primer is designed based on a part of (for example, SEQ ID NO: 2 or 5), a DNA fragment having high homology with DNA encoding the protein identified by the present inventors is isolated, and based on the DNA It is also possible to obtain a protein functionally equivalent to the protein identified by the present inventors.

本発明のタンパク質は「成熟」ポリペプチドの形であっても、融合ポリペプチドのような、より大きいポリペプチドの一部であってもよい。本発明のタンパク質には、リーダー配列、プロ配列、多重ヒスチジン残基のような精製に役立つ配列、または組換え生産の際の安定性を確保する付加的配列などが含まれていてもよい。   The protein of the invention may be in the form of a “mature” polypeptide or may be part of a larger polypeptide, such as a fusion polypeptide. The protein of the present invention may contain a leader sequence, a pro sequence, a sequence useful for purification, such as multiple histidine residues, or an additional sequence ensuring stability during recombinant production.

これらハイブリダイゼーション技術や遺伝子増幅技術により単離されるDNAによってコードされる、本発明のタンパク質と機能的に同等なタンパク質は、通常、本発明のタンパク質(例えば、配列番号:3または6〜8)とアミノ酸配列において高い相同性を有する。本発明のタンパク質には、RcもしくはRdタンパク質と機能的に同等であり、かつ該タンパク質のアミノ酸配列と高い相同性を有するタンパク質も含まれる。高い相同性とは、アミノ酸レベルにおいて、通常、少なくとも50%以上の同一性、好ましくは75%以上の同一性、さらに好ましくは85%以上の同一性、さらに好ましくは95%以上(例えば、96%以上、97%以上、98%以上、99%以上)の同一性を指す。タンパク質の相同性を決定するには、文献(Wilbur, W. J. and Lipman, D. J. Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1983) 80, 726-730)に記載のアルゴリズムに従えばよい。   The protein functionally equivalent to the protein of the present invention encoded by DNA isolated by these hybridization techniques and gene amplification techniques is usually the protein of the present invention (for example, SEQ ID NO: 3 or 6 to 8). High homology in amino acid sequence. The protein of the present invention includes a protein that is functionally equivalent to the Rc or Rd protein and has a high homology with the amino acid sequence of the protein. High homology is usually at least 50% identity, preferably 75% identity, more preferably 85% identity, more preferably 95% (eg 96%) at the amino acid level. Above, 97% or higher, 98% or higher, 99% or higher). To determine protein homology, algorithms described in the literature (Wilbur, W. J. and Lipman, D. J. Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1983) 80, 726-730) may be used.

アミノ酸配列の同一性は、例えば、Karlin and Altschul によるアルゴリズムBLAST (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87:2264-2268, 1990、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:5873-5877, 1993)によって決定することができる。このアルゴリズムに基づいて、BLASTXと呼ばれるプログラムが開発されている(Altschul et al. J. Mol. Biol.215: 403-410, 1990)。BLASTXによってアミノ酸配列を解析する場合には、パラメーターは例えば、score = 50、wordlength = 3とする。BLASTとGapped BLASTプログラムを用いる場合には、各プログラムのデフォルトパラメーターを用いる。これらの解析方法の具体的な手法は公知である(http://www.ncbi.nlm.nih.gov.)。 The identity of the amino acid sequence is determined by, for example, the algorithm BLAST by Karlin and Altschul (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87: 2264-2268, 1990, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 5873-5877, 1993). Can be determined by. Based on this algorithm, a program called BLASTX has been developed (Altschul et al. J. Mol. Biol. 215: 403-410, 1990). When the amino acid sequence is analyzed by BLASTX, the parameters are, for example, score = 50 and wordlength = 3. When using BLAST and Gapped BLAST programs, the default parameters of each program are used. Specific methods for these analysis methods are known ( http://www.ncbi.nlm.nih.gov .).

本発明のタンパク質は、当業者に公知の方法により、組み換えポリペプチドとして、また天然のポリペプチドとして調製することが可能である。組み換えポリペプチドであれば、例えば、本発明のタンパク質をコードするDNA(例えば、配列番号:2または5に記載のDNA)を、適当な発現ベクターに組み込み、これを適当な宿主細胞に導入して得た形質転換体を回収し、抽出物を得た後、イオン交換、逆相、ゲル濾過などのクロマトグラフィー、あるいは本発明のタンパク質に対する抗体をカラムに固定したアフィニティークロマトグラフィーにかけることにより、または、さらにこれらのカラムを複数組み合わせることにより精製し、調製することが可能である。   The protein of the present invention can be prepared as a recombinant polypeptide or a natural polypeptide by methods known to those skilled in the art. In the case of a recombinant polypeptide, for example, a DNA encoding the protein of the present invention (for example, the DNA described in SEQ ID NO: 2 or 5) is incorporated into an appropriate expression vector and introduced into an appropriate host cell. The obtained transformant is recovered and an extract is obtained, followed by chromatography such as ion exchange, reverse phase, gel filtration, or affinity chromatography in which an antibody against the protein of the present invention is immobilized on the column, or Furthermore, it is possible to purify and prepare by combining a plurality of these columns.

また、本発明のタンパク質をグルタチオンS-トランスフェラーゼタンパク質との融合ポリペプチドとして、あるいはヒスチジンを複数付加させた組み換えポリペプチドとして宿主細胞(例えば、植物細胞や微生物細胞等)内で発現させた場合には、発現させた組み換えポリペプチドはグルタチオンカラムあるいはニッケルカラムを用いて精製することができる。融合ポリペプチドの精製後、必要に応じて融合ポリペプチドのうち、目的のポリペプチド以外の領域を、トロンビンまたはファクターXaなどにより切断し、除去することも可能である。   In addition, when the protein of the present invention is expressed in a host cell (for example, plant cell or microbial cell) as a fusion polypeptide with glutathione S-transferase protein or as a recombinant polypeptide to which a plurality of histidines are added. The expressed recombinant polypeptide can be purified using a glutathione column or a nickel column. After purification of the fusion polypeptide, if necessary, a region other than the target polypeptide in the fusion polypeptide can be cleaved with thrombin or factor Xa and removed.

天然のタンパク質であれば、当業者に周知の方法、例えば本発明のタンパク質を発現している組織や細胞の抽出物に対し、本発明のタンパク質と親和性を有する抗体が結合したアフィニティーカラムを作用させて精製することにより単離することができる。抗体はポリクローナル抗体であっても、モノクローナル抗体であってもよい。   In the case of a natural protein, an affinity column in which an antibody having an affinity for the protein of the present invention is bound to an extract of a tissue or a cell expressing the protein of the present invention is applied to a method well known to those skilled in the art. And can be isolated by purification. The antibody may be a polyclonal antibody or a monoclonal antibody.

また、本発明のタンパク質は例えば、本発明のタンパク質を認識する抗体の作製等に利用することが可能である。   In addition, the protein of the present invention can be used, for example, for production of an antibody that recognizes the protein of the present invention.

本発明のDNAは、本発明のタンパク質をコードし得るものであればいかなる形態でもよい。即ち、mRNAから合成されたcDNAであるか、ゲノムDNAであるか、化学合成DNAであるかなどを問わない。また、本発明のタンパク質をコードしうる限り、遺伝暗号の縮重に基づく任意の塩基配列を有するDNAが含まれる。   The DNA of the present invention may be in any form as long as it can encode the protein of the present invention. That is, it does not matter whether it is cDNA synthesized from mRNA, genomic DNA, or chemically synthesized DNA. Moreover, as long as it can code the protein of this invention, DNA which has the arbitrary base sequences based on the degeneracy of a genetic code is contained.

本発明のDNAは、当業者に公知の方法により調製することができる。例えば、本発明のタンパク質を発現している細胞よりcDNAライブラリーを作製し、本発明のDNA(例えば、配列番号:2または5に記載の塩基配列)の一部をプローブとしてハイブリダイゼーションを行うことにより調製できる。cDNAライブラリーは、例えば、文献(Sambrook, J. et al., Molecular Cloning、Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989))に記載の方法により調製してもよく、あるいは市販のDNAライブラリーを用いてもよい。また、本発明のタンパク質を発現している細胞よりRNAを調製し、逆転写酵素によりcDNAを合成後、本発明のDNA(例えば、配列番号:2または5に記載の塩基配列)に基づいてオリゴDNAを合成し、これをプライマーとして用いてPCR反応を行い、本発明のタンパク質をコードするcDNAを増幅させることにより調製することも可能である。   The DNA of the present invention can be prepared by methods known to those skilled in the art. For example, a cDNA library is prepared from cells expressing the protein of the present invention, and hybridization is carried out using a part of the DNA of the present invention (for example, the nucleotide sequence described in SEQ ID NO: 2 or 5) as a probe. Can be prepared. The cDNA library may be prepared, for example, by the method described in the literature (Sambrook, J. et al., Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989)), or a commercially available DNA library may be used. Good. In addition, RNA is prepared from cells expressing the protein of the present invention, cDNA is synthesized by reverse transcriptase, and then oligos based on the DNA of the present invention (for example, the nucleotide sequence described in SEQ ID NO: 2 or 5) are synthesized. It is also possible to synthesize DNA, perform PCR reaction using it as a primer, and amplify the cDNA encoding the protein of the present invention.

また、得られたcDNAの塩基配列を決定することにより、それがコードする翻訳領域を決定でき、本発明のタンパク質のアミノ酸配列を得ることができる。また、得られたcDNAをプローブとしてゲノムDNAライブラリーをスクリーニングすることにより、ゲノムDNAを単離することができる。   Moreover, by determining the base sequence of the obtained cDNA, the translation region encoded by the cDNA can be determined, and the amino acid sequence of the protein of the present invention can be obtained. In addition, genomic DNA can be isolated by screening a genomic DNA library using the obtained cDNA as a probe.

具体的には、次のようにすればよい。まず、本発明のタンパク質を発現する細胞、組織、器官からmRNAを単離する。mRNAの単離は、公知の方法、例えば、グアニジン超遠心法(Chirgwin, J. M. et al., Biochemistry (1979) 18, 5294-5299)、AGPC法(Chomczynski, P. and Sacchi, N., Anal. Biochem. (1987) 162, 156-159)等により全RNAを調製し、mRNA Purification Kit (Pharmacia) 等を使用して全RNAからmRNAを精製する。また、QuickPrep mRNA Purification Kit (Pharmacia) を用いることによりmRNAを直接調製することもできる。   Specifically, it may be performed as follows. First, mRNA is isolated from cells, tissues, and organs that express the protein of the present invention. Isolation of mRNA is performed by a known method such as guanidine ultracentrifugation (Chirgwin, JM et al., Biochemistry (1979) 18, 5294-5299), AGPC (Chomczynski, P. and Sacchi, N., Anal. Total RNA is prepared by Biochem. (1987) 162, 156-159) etc., and mRNA is purified from the total RNA using mRNA Purification Kit (Pharmacia) etc. Alternatively, mRNA can be directly prepared by using QuickPrep mRNA Purification Kit (Pharmacia).

得られたmRNAから逆転写酵素を用いてcDNAを合成する。cDNAの合成は、AMV Reverse Transcriptase First-strand cDNA Synthesis Kit (生化学工業)等を用いて行うこともできる。また、本明細書に記載されたプライマー等を用いて、5'-Ampli FINDER RACE Kit (Clontech製)およびポリメラーゼ連鎖反応 (polymerase chain reaction ; PCR)を用いた5'-RACE法(Frohman, M. A. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. (1988) 85, 8998-9002 ; Belyavsky, A. et al., Nucleic Acids Res. (1989) 17, 2919-2932) に従い、cDNAの合成および増幅を行うことができる。得られたPCR産物から目的とするDNA断片を調製し、ベクターDNAと連結する。さらに、これより組換えベクターを作製し、大腸菌等に導入してコロニーを選択して所望の組換えベクターを調製する。目的とするDNAの塩基配列は、公知の方法、例えば、ジデオキシヌクレオチドチェインターミネーション法により確認することができる。   CDNA is synthesized from the obtained mRNA using reverse transcriptase. cDNA synthesis can also be performed using AMV Reverse Transcriptase First-strand cDNA Synthesis Kit (Seikagaku Corporation). In addition, using the primers described in this specification, 5′-Ampli FINDER RACE Kit (manufactured by Clontech) and 5′-RACE method using polymerase chain reaction (PCR) (Frohman, MA et al.) al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1988) 85, 8998-9002; Belyavsky, A. et al., Nucleic Acids Res. (1989) 17, 2919-2932). It can be carried out. A target DNA fragment is prepared from the obtained PCR product and ligated with vector DNA. Further, a recombinant vector is prepared from this, introduced into Escherichia coli, etc., and colonies are selected to prepare a desired recombinant vector. The base sequence of the target DNA can be confirmed by a known method, for example, the dideoxynucleotide chain termination method.

また、本発明のDNAの作成においては、発現に使用する宿主のコドン使用頻度を考慮し、より発現効率の高い塩基配列を設計することができる(Grantham, R. et al., Nucelic Acids Research (1981) 9, r43-74)。また、本発明のDNAは、市販のキットや公知の方法によって改変することができる。改変としては、例えば、制限酵素による消化、合成オリゴヌクレオチドや適当なDNAフラグメントの挿入、リンカーの付加、開始コドン(ATG)及び/又は終止コドン(TAA、TGA、又はTAG)の挿入等が挙げられる。   In the preparation of the DNA of the present invention, a base sequence with higher expression efficiency can be designed in consideration of the codon usage frequency of the host used for expression (Grantham, R. et al., Nucelic Acids Research ( 1981) 9, r43-74). Moreover, the DNA of the present invention can be modified by a commercially available kit or a known method. Examples of modifications include digestion with restriction enzymes, insertion of synthetic oligonucleotides and appropriate DNA fragments, addition of linkers, insertion of start codon (ATG) and / or stop codon (TAA, TGA, or TAG). .

また本発明は、本発明のDNAが挿入されたベクターを提供する。本発明のベクターとしては、組み換えタンパク質の生産に用いる上記ベクターの他、形質転換植物体作製のために植物細胞内で本発明のDNAを発現させるためのベクターも含まれる。このようなベクターとしては、好ましくは、植物細胞で転写可能なプロモーター配列と転写産物の安定化に必要なポリアデニレーション部位を含むターミネーター配列を含む。植物細胞の形質転換に用いられるベクターとしては、該細胞内で挿入遺伝子を発現させることが可能なものであれば特に制限はない。例えば、植物細胞内での恒常的な遺伝子発現を行うためのプロモーター(例えば、カリフラワーモザイクウイルスの35Sプロモーター)を有するベクターや外的な刺激により誘導的に活性化されるプロモーターを有するベクターを用いることも可能である。上記「植物細胞」には、種々の形態の植物細胞、例えば、懸濁培養細胞、プロトプラスト、葉の切片、カルス等が含まれる。   The present invention also provides a vector into which the DNA of the present invention is inserted. The vector of the present invention includes a vector for expressing the DNA of the present invention in a plant cell in addition to the above-mentioned vector used for production of a recombinant protein in order to produce a transformed plant body. Such a vector preferably contains a promoter sequence that can be transcribed in plant cells and a terminator sequence including a polyadenylation site necessary for stabilization of the transcript. The vector used for the transformation of plant cells is not particularly limited as long as the inserted gene can be expressed in the cells. For example, using a vector having a promoter (eg, cauliflower mosaic virus 35S promoter) for constitutive gene expression in plant cells or a vector having a promoter that is inducibly activated by external stimuli Is also possible. The “plant cell” includes various forms of plant cells, such as suspension culture cells, protoplasts, leaf sections, callus and the like.

本発明のベクターは、本発明のタンパク質を恒常的または誘導的に発現させるためのプロモーターを含有してもよい。恒常的に発現させるための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の35Sプロモーター、イネのアクチンプロモーター、トウモロコシのユビキチンプロモーター等が挙げられる。   The vector of the present invention may contain a promoter for constitutively or inducibly expressing the protein of the present invention. Examples of promoters for constant expression include cauliflower mosaic virus 35S promoter, rice actin promoter, corn ubiquitin promoter, and the like.

また、誘導的に発現させるためのプロモーターとしては、例えば細菌・ウイルスの感染や侵入、低温、高温、乾燥、紫外線の照射、特定の化合物の散布などの外因によって発現することが知られているプロモーターなどが挙げられる。このようなプロモーターとしては、例えば、細菌・ウイルスの感染や侵入によって発現するイネキチナーゼ遺伝子のプロモーターやタバコのPRタンパク質遺伝子のプロモーター、低温によって誘導されるイネの「lip19」遺伝子のプロモーター、高温によって誘導されるイネの「hsp80」遺伝子と「hsp72」遺伝子のプロモーター、乾燥によって誘導されるシロイヌナズナの「rab16」遺伝子のプロモーター、紫外線の照射によって誘導されるパセリのカルコン合成酵素遺伝子のプロモーター、嫌気的条件で誘導されるトウモロコシのアルコールデヒドロゲナーゼ遺伝子のプロモーターなどが挙げられる。また、イネキチナーゼ遺伝子のプロモーターとタバコのPRタンパク質遺伝子のプロモーターはサリチル酸などの特定の化合物によって、「rab16」は植物ホルモンのアブシジン酸の散布によっても誘導される。   In addition, promoters for inducible expression include promoters that are known to be expressed by external factors such as bacterial / virus infection and invasion, low temperature, high temperature, drying, ultraviolet irradiation, and application of specific compounds. Etc. Examples of such promoters include rice chitinase gene promoters expressed by bacterial and viral infection and invasion, tobacco PR protein gene promoters, rice "lip19" gene promoters induced by low temperatures, and induced by high temperatures. Promoters of rice “hsp80” and “hsp72” genes, Arabidopsis thaliana “rab16” gene promoter, Parsley chalcone synthase gene promoter induced by UV irradiation, under anaerobic conditions Examples thereof include a promoter of an induced corn alcohol dehydrogenase gene. The rice chitinase gene promoter and tobacco PR protein gene promoter are also induced by specific compounds such as salicylic acid, and “rab16” is also induced by spraying the plant hormone abscisic acid.

当業者においては、所望のDNAを有するベクターを、一般的な遺伝子工学技術によって、適宜、作製することが可能である。通常、市販の種々のベクターを利用することができる。   Those skilled in the art can appropriately prepare a vector having a desired DNA by a general genetic engineering technique. Usually, various commercially available vectors can be used.

本発明のベクターは、宿主細胞内において本発明のDNAを保持したり、本発明のタンパク質を発現させるためにも有用である。   The vector of the present invention is also useful for retaining the DNA of the present invention in a host cell or for expressing the protein of the present invention.

本発明におけるDNAは、通常、適当なベクターへ担持(挿入)され、宿主細胞へ導入される。該ベクターとしては、挿入したDNAを安定に保持するものであれば特に制限されず、例えば宿主に大腸菌を用いるのであれば、クローニング用ベクターとしてpBluescriptベクター(Stratagene社製)などが好ましいが、市販の種々のベクターを利用することができる。本発明のタンパク質を生産する目的としてベクターを用いる場合には、特に発現ベクターが有用である。発現ベクターとしては、試験管内、大腸菌内、培養細胞内、植物個体内でポリペプチドを発現するベクターであれば特に制限されないが、例えば、試験管内発現であればpBESTベクター(プロメガ社製)、大腸菌であればpETベクター(Invitrogen社製)、培養細胞であればpME18S-FL3ベクター(GenBank Accession No. AB009864)、生物個体であればpME18Sベクター(Mol Cell Biol. 8:466-472(1988))などを例示することができる。ベクターへの本発明の核酸の挿入は、常法により、例えば、制限酵素サイトを用いたリガーゼ反応により行うことができる。   The DNA in the present invention is usually carried (inserted) into an appropriate vector and introduced into a host cell. The vector is not particularly limited as long as it can stably hold the inserted DNA. For example, if Escherichia coli is used as a host, a pBluescript vector (Stratagene) is preferred as a cloning vector, but commercially available. Various vectors can be used. An expression vector is particularly useful when a vector is used for the purpose of producing the protein of the present invention. The expression vector is not particularly limited as long as it is a vector that expresses the polypeptide in vitro, in E. coli, in cultured cells, or in individual plants. For example, in the case of in vitro expression, pBEST vector (manufactured by Promega), E. coli PET vector (manufactured by Invitrogen), pME18S-FL3 vector (GenBank Accession No. AB009864) for cultured cells, pME18S vector (Mol Cell Biol. 8: 466-472 (1988)) for organisms, etc. Can be illustrated. The nucleic acid of the present invention can be inserted into the vector by a conventional method, for example, by a ligase reaction using a restriction enzyme site.

上記宿主細胞としては特に制限はなく、目的に応じて種々の宿主細胞が用いられる。本発明のタンパク質を発現させるための細胞としては、例えば、細菌細胞(例:ストレプトコッカス、スタフィロコッカス、大腸菌、ストレプトミセス、枯草菌)、昆虫細胞(例:ドロソフィラS2、スポドプテラSF9)、動物細胞(例:CHO、COS、HeLa、C127、3T3、BHK、HEK293、Bowes メラノーマ細胞)および植物細胞を例示することができる。宿主細胞へのベクター導入は、例えば、リン酸カルシウム沈殿法、電気パルス穿孔法(Current protocols in Molecular Biology edit. Ausubel et al. (1987) Publish. John Wiley & Sons.Section 9.1-9.9)、リポフェクション法(GIBCO-BRL社製)、マイクロインジェクション法などの公知の方法で行うことが可能である。   There is no restriction | limiting in particular as said host cell, According to the objective, various host cells are used. Examples of cells for expressing the protein of the present invention include bacterial cells (eg, Streptococcus, Staphylococcus, E. coli, Streptomyces, Bacillus subtilis), insect cells (eg, Drosophila S2, Spodoptera SF9), animal cells ( Examples: CHO, COS, HeLa, C127, 3T3, BHK, HEK293, Bowes melanoma cells) and plant cells. Vector introduction into host cells can be performed by, for example, calcium phosphate precipitation, electric pulse perforation (Current protocols in Molecular Biology edit. Ausubel et al. (1987) Publish. John Wiley & Sons. Section 9.1-9.9), lipofection (GIBCO -BRL) and a known method such as a microinjection method.

宿主細胞において発現したタンパク質を小胞体の内腔に、細胞周辺腔に、または細胞外の環境に分泌させるために、適当な分泌シグナルを目的のタンパク質に組み込むことができる。これらのシグナルは目的のタンパク質に対して内因性であっても、異種シグナルであってもよい。   In order to secrete the protein expressed in the host cell into the lumen of the endoplasmic reticulum, into the periplasmic space, or into the extracellular environment, an appropriate secretion signal can be incorporated into the protein of interest. These signals may be endogenous to the protein of interest or they may be heterologous signals.

上記製造方法におけるタンパク質の回収は、本発明のタンパク質が培地に分泌される場合は、培地を回収する。本発明のタンパク質が細胞内に産生される場合は、その細胞をまず溶解し、その後にタンパク質を回収する。   When the protein of the present invention is secreted into the medium, the medium is recovered in the production method. When the protein of the present invention is produced intracellularly, the cell is first lysed and then the protein is recovered.

組換え細胞培養物から本発明のタンパク質を回収し精製するには、硫酸アンモニウムまたはエタノール沈殿、酸抽出、アニオンまたはカチオン交換クロマトグラフィー、ホスホセルロースクロマトグラフィー、疎水性相互作用クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、ヒドロキシルアパタイトクロマトグラフィーおよびレクチンクロマトグラフィーを含めた公知の方法を用いることができる。   To recover and purify the protein of the invention from recombinant cell culture, ammonium sulfate or ethanol precipitation, acid extraction, anion or cation exchange chromatography, phosphocellulose chromatography, hydrophobic interaction chromatography, affinity chromatography, hydroxyl Known methods including apatite chromatography and lectin chromatography can be used.

また、植物の生体内で本発明のDNAを発現させる方法としては、本発明のDNAを適当なベクターに組み込み、例えば、エレクトロポレーション法、アグロバクテリウム法、リポソーム法、カチオニックリポソーム法などにより生体内に導入する方法などが挙げられる。ベクターへの本発明のDNAの挿入などの一般的な遺伝子操作は、常法に従って行うことが可能である(Molecular Cloning, 5.61-5.63)。植物体内への投与は、ex vivo法であっても、in vivo法であってもよい。また、植物体内へ本発明のDNAを導入する方法としては、好ましくは、アグロバクテリウムを介して遺伝子を導入する方法が挙げられる。   In addition, as a method for expressing the DNA of the present invention in a living body of a plant, the DNA of the present invention is incorporated into an appropriate vector, for example, by electroporation method, Agrobacterium method, liposome method, cationic liposome method, etc. Examples thereof include a method of introducing into a living body. General genetic manipulations such as insertion of the DNA of the present invention into a vector can be performed according to conventional methods (Molecular Cloning, 5.61-5.63). Administration into a plant may be an ex vivo method or an in vivo method. In addition, the method for introducing the DNA of the present invention into a plant body preferably includes a method for introducing a gene via Agrobacterium.

また、後述する手法で、本発明のDNAが導入された形質転換植物体を作成し、該植物体から本発明のタンパク質を調製することも可能である。   It is also possible to prepare a transformed plant into which the DNA of the present invention has been introduced by the method described later and prepare the protein of the present invention from the plant.

また、上述のようにして取得される組換えタンパク質を用いれば、これに結合する抗体を調製することができる。例えば、ポリクローナル抗体は、精製した本発明のタンパク質もしくはその一部のペプチドをウサギなどの免疫動物に免疫し、一定期間の後に血液を採取し、血ぺいを除去することにより調製することが可能である。また、モノクローナル抗体は、上記タンパク質若しくはペプチドで免疫した動物の抗体産生細胞と骨腫瘍細胞とを融合させ、目的とする抗体を産生する単一クローンの細胞(ハイブリドーマ)を単離し、該細胞から抗体を得ることにより調製することができる。これにより得られた抗体は、本発明のタンパク質の精製や検出などに利用することが可能である。本発明には、本発明のタンパク質に結合する抗体が含まれる。これらの抗体を用いることにより、植物体における本発明のタンパク質の発現部位の判別、または、植物種が本発明のタンパク質を発現するか否かの判別を行うことが可能である。   Moreover, if the recombinant protein obtained as mentioned above is used, the antibody couple | bonded with this can be prepared. For example, a polyclonal antibody can be prepared by immunizing an immunized animal such as a rabbit with the purified protein of the present invention or a partial peptide thereof, collecting blood after a certain period, and removing the blood clot. is there. In addition, the monoclonal antibody is obtained by fusing an antibody-producing cell of an animal immunized with the protein or peptide and a bone tumor cell, and isolating a single clone cell (hybridoma) that produces the target antibody. Can be prepared. The antibody thus obtained can be used for purification and detection of the protein of the present invention. The present invention includes antibodies that bind to the proteins of the present invention. By using these antibodies, it is possible to determine the expression site of the protein of the present invention in a plant body, or to determine whether the plant species express the protein of the present invention.

本発明のDNAを利用して、着色した、もしくはタンニン類が蓄積した形質転換植物体を作製する場合には、本発明のタンパク質をコードするDNAを適当なベクターに挿入して、これを植物細胞に導入し、これにより得られた形質転換植物細胞を再生させる。本発明者等により単離されたタンパク質は、植物体もしくはその種子を着色させる、またはタンニン類を蓄積させる機能を有するが、本発明のタンパク質を任意の植物種(イネ品種等)に導入し発現させることによりそれらの植物体もしくはその種子を着色させたり、植物体もしくはその種子へタンニン類を蓄積させたりすることが可能である。この形質転換に要する期間は、従来のような交雑による遺伝子移入に比較して極めて短期間であり、また、他の形質の変化を伴わない点で有利である。   When producing a transformed plant body that is colored or accumulated with tannins using the DNA of the present invention, the DNA encoding the protein of the present invention is inserted into an appropriate vector, and this is transformed into plant cells. And transformed plant cells obtained thereby are regenerated. The protein isolated by the present inventors has a function of coloring a plant body or its seeds or accumulating tannins. The protein of the present invention is introduced into any plant species (such as rice varieties) and expressed. It is possible to color those plants or their seeds, or to accumulate tannins in the plants or their seeds. The period required for this transformation is extremely short compared to conventional gene transfer by crossing, and is advantageous in that it does not involve other phenotypic changes.

上述のように、本発明のDNAを植物体の細胞内で発現させる工程を含む、植物体もしくはその種子を着色させる、または植物体もしくはその種子にタンニン類を蓄積させる方法もまた本発明に含まれる。該方法によって、着色された、もしくはタンニン類が蓄積した植物体もしくはその種子が作出される。従って本発明は、本発明のDNAを植物体の細胞内で発現させる工程を含む、着色した、もしくは、タンニン類が蓄積した植物体もしくはその種子の製造方法を提供する。   As described above, the present invention also includes a method of coloring a plant or its seed, or accumulating tannins in the plant or its seed, including the step of expressing the DNA of the present invention in cells of the plant. It is. According to this method, a colored plant body or seeds with accumulated tannins are produced. Accordingly, the present invention provides a method for producing a colored or tannin-accumulated plant or a seed thereof, which comprises the step of expressing the DNA of the present invention in cells of the plant.

より具体的には、本発明の方法によって、例えば、白米を、赤米または赤褐色米等の有色米へ改変することが可能である。   More specifically, for example, white rice can be changed to colored rice such as red rice or reddish brown rice by the method of the present invention.

本発明の方法によって着色可能な白米品種は、特に制限されず、任意の白米を着色させることが可能である。具体的には、日本晴、コシヒカリ、台中65号、あきたこまち等の品種を例示することができるが、これらの品種に限定されない。   The white rice varieties that can be colored by the method of the present invention are not particularly limited, and any white rice can be colored. Specifically, varieties such as Nipponbare, Koshihikari, Taichung No. 65, Akitakomachi and the like can be exemplified, but are not limited to these varieties.

また、本発明は、本発明のベクターが導入された形質転換細胞を提供する。本発明のベクターが導入される細胞には、組み換えタンパク質の生産に用いる上記した細胞の他に、形質転換植物体作製のための植物細胞が含まれる。植物細胞としては特に制限はなく、例えば、イネ、トウモロコシ、コムギ、オオムギなどの細胞が挙げられる。本発明の植物細胞には、培養細胞の他、植物体中の細胞も含まれる。また、プロトプラスト、苗条原基、多芽体、毛状根も含まれる。植物細胞へのベクターの導入は、ポリエチレングリコール法、電気穿孔法(エレクトロポーレーション)、アグロバクテリウムを介する方法、パーティクルガン法など当業者に公知の種々の方法を用いることができる。形質転換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当業者に公知の方法で行うことが可能である。例えば、イネにおいては、形質転換植物体を作出する手法については、ポリエチレングリコールによりプロトプラストへ遺伝子導入し植物体を再生させる方法、電気パルスによりプロトプラストへ遺伝子導入し植物体を再生させる方法、パーティクルガン法により細胞へ遺伝子を直接導入し、植物体を再生させる方法、およびアグロバクテリウムを介して遺伝子を導入し、植物体を再生させる方法など、いくつかの技術が既に確立し、本願発明の技術分野において広く用いられている。本発明においては、これらの方法を好適に用いることができる。   The present invention also provides a transformed cell into which the vector of the present invention has been introduced. The cells into which the vector of the present invention is introduced include plant cells for the production of transformed plants in addition to the cells used for the production of recombinant proteins. There is no restriction | limiting in particular as a plant cell, For example, cells, such as a rice, corn, wheat, and a barley, are mentioned. The plant cells of the present invention include cultured cells as well as cells in the plant body. Also included are protoplasts, shoot primordia, multi-buds, and hairy roots. For introduction of a vector into a plant cell, various methods known to those skilled in the art such as polyethylene glycol method, electroporation (electroporation), Agrobacterium-mediated method, and particle gun method can be used. Regeneration of plant bodies from transformed plant cells can be performed by methods known to those skilled in the art depending on the type of plant cells. For example, in rice, methods for producing transformed plants include a method for regenerating plants by introducing genes into protoplasts using polyethylene glycol, a method for regenerating plants by introducing genes into protoplasts using electric pulses, and a particle gun method. Some techniques have already been established, such as a method for directly introducing a gene into a cell and regenerating a plant, and a method for regenerating a plant by introducing a gene via Agrobacterium. Widely used. In the present invention, these methods can be suitably used.

本発明のDNAを含むベクターの導入により形質転換した植物細胞を効率的に選択するために、上記組み換えベクターは、適当な選抜マーカー遺伝子を含む、もしくは選抜マーカー遺伝子を含むプラスミドベクターと共に植物細胞へ導入することが好ましい。この目的に使用される選抜マーカー遺伝子は、例えば抗生物質ハイグロマイシンに耐性であるハイグロマイシンホスホトランスフェラーゼ遺伝子、カナマイシンまたはゲンタマイシンに耐性であるネオマイシンホスホトランスフェラーゼ遺伝子、および除草剤ホスフィノスリシンに耐性であるアセチルトランスフェラーゼ遺伝子等が挙げられる。   In order to efficiently select plant cells transformed by introduction of a vector containing the DNA of the present invention, the above recombinant vector contains an appropriate selection marker gene or is introduced into a plant cell together with a plasmid vector containing a selection marker gene. It is preferable to do. Selectable marker genes used for this purpose include, for example, the hygromycin phosphotransferase gene resistant to the antibiotic hygromycin, the neomycin phosphotransferase gene resistant to kanamycin or gentamicin, and the acetyl resistant to the herbicide phosphinothricin. Examples include transferase genes.

組み換えベクターを導入した植物細胞は、導入された選抜マーカー遺伝子の種類に従って適当な選抜用薬剤を含む公知の選抜用培地に置床し培養する。これにより形質転換された植物培養細胞を得ることができる。   Plant cells into which the recombinant vector has been introduced are placed on a known selection medium containing a suitable selection agent according to the type of the introduced selection marker gene and cultured. As a result, transformed plant cultured cells can be obtained.

形質転換された植物細胞は、再分化させることにより植物体を再生させることが可能である。再分化の方法は植物細胞の種類により異なるが、例えば、イネであればFujimuraら(Plant Tissue Culture Lett. 2:74 (1995))の方法が挙げられ、トウモロコシであればShillitoら(Bio/Technology 7:581 (1989))の方法やGorden-Kammら(Plant Cell 2:603(1990))が挙げられる。   Transformed plant cells can regenerate plant bodies by redifferentiation. The method of redifferentiation varies depending on the type of plant cell. For example, for rice, the method of Fujimura et al. (Plant Tissue Culture Lett. 2:74 (1995)) can be mentioned, and for corn, Shillito et al. (Bio / Technology). 7: 581 (1989)) and Gorden-Kamm et al. (Plant Cell 2: 603 (1990)).

一旦、ゲノム内に本発明のDNAが導入された形質転換植物体が得られれば、該植物体から有性生殖または無性生殖により子孫を得ることが可能である。また、該植物体やその子孫あるいはクローンから繁殖材料(例えば、種子、果実、切穂、塊茎、塊根、株、カルス、プロトプラスト等)を得て、それらを基に該植物体を量産することも可能である。本発明には、本発明のDNAが導入された植物細胞、該細胞を含む植物体、該植物体の子孫およびクローン、並びに該植物体、その子孫、およびクローンの繁殖材料が含まれる。   Once a transformed plant into which the DNA of the present invention is introduced into the genome is obtained, offspring can be obtained from the plant by sexual reproduction or asexual reproduction. It is also possible to obtain a propagation material (for example, seeds, fruits, cuttings, tubers, tuberous roots, strains, callus, protoplasts, etc.) from the plant body, its descendants or clones, and mass-produce the plant body based on them. Is possible. The present invention includes a plant cell into which the DNA of the present invention has been introduced, a plant containing the cell, progeny and clones of the plant, and propagation material of the plant, its progeny and clones.

このようにして作出された植物体もしくはその種子の色は着色されることが期待される。
上述のように、本発明のDNAもしくはベクターを植物細胞へ導入し、該植物細胞から植物体を再生させる工程を含む、形質転換植物体の製造方法もまた本発明に含まれる。
It is expected that the color of the plant thus produced or its seed is colored.
As described above, a method for producing a transformed plant comprising the steps of introducing the DNA or vector of the present invention into a plant cell and regenerating the plant from the plant cell is also included in the present invention.

本発明の着色した植物体もしくはその種子、またはタンニン類が蓄積した植物体もしくはその種子は、育種法によっても作出することが可能である。   The colored plant of the present invention or its seed, or the plant or its seed in which tannins are accumulated can also be produced by a breeding method.

上記育種法としては、例えば、本発明のDNAを有する品種と交雑させることを特徴とする一般的な育種法(交雑育種法等)を挙げることができる。該方法によって、着色した植物体もしくはその種子、またはタンニン類が蓄積した植物体もしくはその種子を作出することができる。   Examples of the breeding method include a general breeding method (cross breeding method or the like) characterized by crossing with a variety having the DNA of the present invention. By this method, a colored plant body or its seed, or a plant body or its seed in which tannins are accumulated can be produced.

育種法によって本発明の植物体もしくは種子を作製する際には、公知の種々の文献を参照して適宜実施することができる。(細胞工学別冊・植物細胞工学シリーズ15「モデル植物の実験プロトコール」秀潤社、2001年、加藤鎌司著「2.1 イネ・コムギの交配」p.6-9; 高牟礼逸朗、佐野芳雄著「2. 交配法」p.46-48)   When producing the plant body or seed of the present invention by the breeding method, it can be appropriately carried out with reference to various known documents. (Cellular engineering separate volume, Plant Cell Engineering Series 15 “Experimental Protocols for Model Plants” Shujunsha, 2001, Koji Kato “2.1 Mating of Rice and Wheat” p.6-9; Retsuro Takatsuki, Yoshio Sano “2 Mating method "p.46-48)

本発明の上記育種方法の好ましい態様としては、以下の工程(a)および(b)を含む方法である。
(a)本発明のDNAを有する植物と交雑させる工程を含む、
(b)前記DNAを有する植物改変体を選抜する工程
A preferred embodiment of the breeding method of the present invention is a method including the following steps (a) and (b).
(A) including the step of crossing with a plant having the DNA of the present invention,
(B) A step of selecting a plant variant having the DNA

本発明の上記方法を育種法によって実施する場合には、より具体的には、以下のような工程を含む方法を挙げることができる。
(a)植物Aと、本発明のDNAを有する他の植物Bを交雑させ、F1を作出する工程
(b)前記F1と前記植物Aを交雑させる工程
(c)前記DNAを有する植物を選抜する工程
(d)工程(c)によって選抜された植物と、前記植物Aを交雑させる工程
More specifically, when the method of the present invention is carried out by a breeding method, a method including the following steps can be mentioned.
(A) crossing the plant A with another plant B having the DNA of the present invention to produce F1 (b) crossing the F1 with the plant A (c) selecting a plant having the DNA Step (d) A step of crossing the plant A selected by the step (c) with the plant A

上記方法においては、本発明のDNAを有する植物Bと、着色させたい植物もしくはタンニン類を蓄積させたい植物(これら植物を「植物A」と記載する。)を交雑し、Bのもつ本発明のDNAが受け継がれ、かつ植物Aに近い個体を選抜し、これに植物Aによる交雑を重ねていく「戻し交雑」を行って、Bが有する本発明のDNAの形質を意図的に導入する。その際、一般的にゲノム育種に利用されるDNAマーカーを利用して本発明のDNAを有する植物を選抜することにより、上記「戻し交雑」による置換を効率的に行うことが可能である。その結果、育種期間の短縮に繋がり、また、余分なゲノム領域の混入を正確に除くことができる。通常、「戻し交雑」では、本発明のDNAと非常に強く連鎖する他のDNAに依存する形質がどうしても排除できないという現象が問題となることがあるが、本発明のDNAの近傍に存在するDNAマーカーを利用することにより、所望の植物の正確な選抜が可能となる。   In the above method, the plant B having the DNA of the present invention is crossed with a plant to be colored or a plant to accumulate tannins (these plants are referred to as “plant A”), and the plant B has the present invention. An individual whose DNA is inherited and close to the plant A is selected, and a “backcross” in which the crossing by the plant A is repeated is intentionally introduced into the trait of the DNA of the present invention possessed by B. At that time, by using a DNA marker generally used for genome breeding to select a plant having the DNA of the present invention, it is possible to efficiently perform the replacement by the “backcross”. As a result, the breeding period can be shortened, and extra genomic region contamination can be accurately removed. Usually, in "backcrossing", there is a problem that a trait that depends on other DNA that is very strongly linked to the DNA of the present invention cannot be excluded, but the DNA present in the vicinity of the DNA of the present invention may be a problem. By using the marker, it is possible to accurately select a desired plant.

上記方法においては、必要に応じて、本発明のDNA以外のゲノム全域が目的の遺伝形質でホモ固定するまで、繰り返して行うことができる。即ち、本発明の好ましい態様のおいては、上記工程(d)によって交雑された個体について、一般的なDNAマーカーを利用して、本発明のDNAを有し、かつ、ゲノム構造が植物Aに近い植物個体を選抜することができる。さらに、この選抜された植物個体は、必要に応じて、「戻し交雑」(イネ品種Aと交雑)させることができる。   The above method can be repeated as necessary until the entire genome other than the DNA of the present invention is homo-fixed with the desired genetic trait. That is, in a preferred embodiment of the present invention, the individuals crossed by the above step (d) have the DNA of the present invention using a general DNA marker and have a genome structure of plant A. Close plant individuals can be selected. Furthermore, the selected plant individual can be “backcrossed” (crossed with rice cultivar A) as necessary.

特にDNAマーカーを利用したゲノム育種方法では、置換率の高い個体を選抜して次の交雑に進むことができるため、世代を進めるほどに選抜効率が良くなる。また、本方法では、少ない個体数を扱えば済むので、省スペースでの育種が可能になる。さらに、温室や人工気象室を利用して1年に複数回もの交雑が可能になる。   In particular, in the genome breeding method using a DNA marker, individuals with a high replacement rate can be selected and proceed to the next cross, so that the selection efficiency increases as the generation progresses. In addition, in this method, since it is sufficient to handle a small number of individuals, it is possible to breed in a space-saving manner. Furthermore, it will be possible to cross multiple times a year using a greenhouse or climate chamber.

上記工程(c)において、DNAマーカーを用いて選抜するとは、当該DNAマーカーを特徴付ける塩基配列(例えば、多型等)についての塩基種の情報を基に、選抜を行うことを言う。例えば、本発明のDNAの近傍に多型変異が存在する場合、当該多型変異と同一の多型変異を有する個体を選抜すること等を言う。   In the above step (c), selecting using a DNA marker means selecting based on the base type information about the base sequence (for example, polymorphism) characterizing the DNA marker. For example, when a polymorphic mutation exists in the vicinity of the DNA of the present invention, it refers to selecting an individual having the same polymorphic mutation as the polymorphic mutation.

本発明の育種方法は、好ましくは、DNAマーカーを利用した「ゲノム育種」方法である。該「ゲノム育種」は「マーカー育種」とも呼ばれる。   The breeding method of the present invention is preferably a “genomic breeding” method using a DNA marker. The “genome breeding” is also called “marker breeding”.

「ゲノム育種」とは、ゲノム全域に高密度で存在するDNAマーカーを利用し、交雑のたびに後代個体のゲノム全域についての染色体置換状況を図示したものを描写し、最も目的に適った染色体置換を有する個体を幼苗期に選抜して次の交雑に用いることを連続して行う育種方法である。従来の育種法では、次の交雑に用いる個体を選抜するために形質評価を用いていたため、多数の個体収穫期まで成長させる必要があり、1年に1回、あるいは2年に1回の交雑しかできず、また多数の個体を均一に栽培し正しく形質評価するには多大な労力と経験を要した。また、育種過程の最後に、染色体全域をホモ接合体とするために、複数回の自殖が必要であり、結果的に品種の完成までに10年以上を要することが多かった。また、この手法は長年の経験と勘に依存するものである。これに対して、ゲノム育種の戦略を用いれば、交雑して得られた多数の種子を発芽させ、幼苗期に選抜して少数の個体を育てて交雑することを繰り返し、形質評価も最終段階まで不要のため、温室や人工気象室を利用して1年に複数回もの交雑が可能である。さらに、染色体全域がホモ固定しているかどうかは選抜の過程で確認できるため、通常、交雑を終了した時点で品種が完成する。このため、開始から短期間で目的の植物を作出することが可能である。加えて、用いるDNAマーカーの密度を十分に高めることにより、形質転換に匹敵する精度で、目的の遺伝子領域のみを導入することも可能である。形質転換を用いないため、遺伝子組換え作物が受け入れられない国や地域でも問題なく栽培できる植物体が作製できる。   “Genome breeding” uses DNA markers that exist in high density throughout the entire genome, and depicts the situation of chromosome replacement for the entire genome of a progeny individual at each crossing. This is a breeding method in which an individual having sucrose is selected at the seedling stage and used for the next crossing. In conventional breeding methods, trait evaluation was used to select individuals to be used for the next cross, so it was necessary to grow to a large number of individual harvest periods, and crosses once a year or once every two years However, it took a great deal of labor and experience to cultivate a large number of individuals uniformly and to evaluate their characteristics correctly. Also, at the end of the breeding process, in order to make the entire chromosome homozygous, multiple self-breeding was necessary, and as a result, it took more than 10 years to complete the variety. This method relies on many years of experience and intuition. On the other hand, if the genome breeding strategy is used, germination of a large number of seeds obtained by crossing, selection of seedlings at the seedling stage, breeding a small number of individuals, and crossing are repeated. Since it is not necessary, it can be crossed several times a year using a greenhouse or a climate chamber. Furthermore, since whether or not the entire chromosome is homo-fixed can be confirmed in the selection process, the breed is usually completed when the crossing is completed. For this reason, it is possible to produce the target plant in a short period from the start. In addition, by sufficiently increasing the density of the DNA marker to be used, it is possible to introduce only the target gene region with an accuracy comparable to transformation. Since transformation is not used, it is possible to produce a plant that can be cultivated without problems in countries and regions where genetically modified crops are not accepted.

上述のように、本発明の育種方法の好ましい態様としては、本発明のDNA配列、またはその周辺配列に存在するDNAマーカーを利用して選抜することを特徴とする方法である。   As described above, a preferred embodiment of the breeding method of the present invention is a method characterized by selecting using a DNA marker present in the DNA sequence of the present invention or its peripheral sequence.

本発明の育種方法において利用可能なDNAマーカーは、特に制限されず、一般的に知られている種々のDNAマーカーを好適に用いることができる。例えば、RFLP(制限酵素断片長多型)マーカー、SSR(単純反復配列)マーカー、SNP(一塩基多型)マーカー等を例示することができる。   The DNA marker that can be used in the breeding method of the present invention is not particularly limited, and various generally known DNA markers can be suitably used. For example, RFLP (restriction fragment length polymorphism) marker, SSR (simple repetitive sequence) marker, SNP (single nucleotide polymorphism) marker and the like can be exemplified.

本発明の植物がイネの場合には、例えば、図21で示される各種マーカーを利用することが可能である。本発明のRcはR1807-R1582の2つのマーカーの間に存在し、E12196Sのマーカーの近傍に存在する。また、本発明のRd(DFR)はR2374とC808の間に存在する。従って、本発明の育種方法において利用可能なマーカーの好ましい具体例としては、これら4種のマーカーを挙げることができる。今回同定したDNA配列中にマーカーを作り出すことももちろん可能である。   When the plant of the present invention is rice, for example, various markers shown in FIG. 21 can be used. Rc of the present invention is present between the two markers R1807-R1582, and is present in the vicinity of the marker of E12196S. Further, Rd (DFR) of the present invention exists between R2374 and C808. Therefore, preferred examples of the markers that can be used in the breeding method of the present invention include these four types of markers. It is of course possible to create markers in the DNA sequences identified this time.

また、本発明者のRcもしくはRd遺伝子を植物内において発現させることによって、植物体もしくはその種子を着色可能であり、さらに、有色の植物体に内在するこれら遺伝子の発現を抑制することにより、脱色(白色化)された植物体もしくはその種子を作出することも可能である。   Further, by expressing the inventor's Rc or Rd gene in the plant, the plant body or its seed can be colored, and further, decolorization can be achieved by suppressing the expression of these genes in the colored plant body. It is also possible to produce (whitened) plants or their seeds.

即ち本発明は、植物に内在する遺伝子であって、植物体もしくはその種子を着色させる機能、または、植物体もしくはその種子へタンニン類を蓄積させる機能を有するタンパク質をコードする遺伝子(本発明のDNAからなる遺伝子)の発現を抑制する工程を含む、脱色された植物体もしくはその種子の製造方法を提供する。   That is, the present invention is a gene endogenous to a plant, which encodes a protein having a function of coloring the plant body or its seed or a function of accumulating tannins in the plant body or its seed (the DNA of the present invention). A method for producing a decolorized plant body or a seed thereof, comprising a step of suppressing the expression of a gene comprising:

該植物体は、本発明のDNAからなる遺伝子の発現が人為的に抑制されていることを特徴とする、遺伝子改変植物である。該遺伝子改変植物は、例えば、「ノックアウト植物」、「ノックダウン植物」あるいは「トランスジェニック植物」と呼ばれる場合もある。   The plant body is a genetically modified plant characterized in that the expression of the gene comprising the DNA of the present invention is artificially suppressed. The genetically modified plant is sometimes called, for example, a “knock-out plant”, “knock-down plant”, or “transgenic plant”.

本発明において「遺伝子の発現が人為的に抑制されている」には、例えば、(1)本発明のDNAからなる遺伝子における遺伝子対の一方または双方に、ヌクレオチドの挿入、欠失、置換等の遺伝子変異を有することによって該遺伝子の発現が抑制されている状態、(2)本発明の遺伝子の発現を抑制する機能を有する核酸(例えば、アンチセンスRNAまたはsiRNA等)の作用により遺伝子の発現が抑制されている状態、等を挙げることができる。   In the present invention, “gene expression is artificially suppressed” means, for example, (1) nucleotide insertion, deletion, substitution, etc. in one or both of the gene pairs in the gene comprising the DNA of the present invention. (2) the expression of the gene is suppressed by the action of a nucleic acid having a function of suppressing the expression of the gene of the present invention (for example, antisense RNA or siRNA). The state which is suppressed can be mentioned.

本発明における「抑制」には、本発明の遺伝子の発現が完全に抑制されている場合、および、植物における本発明の遺伝子の発現量が他の植物における遺伝子の発現量と比較して有意に低下している場合等が含まれる。   In the “suppression” of the present invention, when the expression of the gene of the present invention is completely suppressed, the expression level of the gene of the present invention in the plant is significantly higher than the expression level of the gene in other plants. The case where it has fallen is included.

上記(1)には、本発明の遺伝子の遺伝子対の一方の遺伝子の発現のみが抑制されている場合も含まれる。本発明における遺伝子変異の存在する部位は、該遺伝子の発現が抑制されるような部位であれば特に制限されず、例えばエクソン部位、プロモーター部位等を挙げることができる。   The above (1) includes a case where only the expression of one gene of the gene pair of the present invention is suppressed. The site where the gene mutation is present in the present invention is not particularly limited as long as the expression of the gene is suppressed, and examples thereof include an exon site and a promoter site.

本発明の遺伝子ノックアウト植物は、当業者においては一般的に公知の遺伝子工学技術により作製することができる。例えば、以下のようにして遺伝子ノックアウト植物を作製することができる。まず、植物から本発明の遺伝子(植物がイネの場合には、RcもしくはRd遺伝子)のエクソン部分を含むDNAを単離し、このDNA断片に適当なマーカー遺伝子を挿入し、ターゲッティングベクターを構築する。このターゲッティングベクターをエレクトロポレーション法、アグロバクテリウム法などにより植物細胞に導入し、相同組み換えを生じた細胞株を選抜する。挿入するマーカー遺伝子としては、一般的な薬剤選択用遺伝子などが好ましい。薬剤選択用遺伝子を挿入した場合には、薬剤を含む培地で培養するだけで相同組み換えを生じた細胞株を選抜することができる。また、PCRおよびサザンブロットにより相同組み換え体の検定を行い、本発明の遺伝子が不活性化された細胞株を効率よく得ることもできる。   The gene knockout plant of the present invention can be produced by those skilled in the art by generally known genetic engineering techniques. For example, a gene knockout plant can be produced as follows. First, DNA containing the exon portion of the gene of the present invention (Rc or Rd gene when the plant is rice) is isolated from the plant, and an appropriate marker gene is inserted into this DNA fragment to construct a targeting vector. This targeting vector is introduced into plant cells by the electroporation method, the Agrobacterium method, or the like, and a cell line in which homologous recombination has occurred is selected. The marker gene to be inserted is preferably a general drug selection gene. When a drug selection gene is inserted, cell lines that have undergone homologous recombination can be selected simply by culturing in a medium containing the drug. Alternatively, homologous recombinants can be assayed by PCR and Southern blotting to efficiently obtain a cell line in which the gene of the present invention is inactivated.

本発明の上記ノックアウト植物(ノックダウン植物)は、例えば、本発明の遺伝子の発現を抑制する機能を有する核酸を植物へ導入することによって、作出することも可能である。   The knockout plant (knockdown plant) of the present invention can also be produced, for example, by introducing a nucleic acid having a function of suppressing the expression of the gene of the present invention into the plant.

本発明の遺伝子の発現を抑制する機能を有する核酸としては、以下の(a)〜(c)に記載の核酸を例示することができる。   Examples of the nucleic acid having a function of suppressing the expression of the gene of the present invention include the nucleic acids described in the following (a) to (c).

(a)本発明のDNAからなる遺伝子の転写産物またはその一部に対するアンチセンス核酸
(b)本発明のDNAからなる遺伝子の転写産物を特異的に開裂するリボザイム活性を有する核酸
(c)本発明のDNAからなる遺伝子の発現をRNAi効果による阻害作用を有する核酸
(A) an antisense nucleic acid for a transcription product of a gene comprising the DNA of the present invention or a part thereof (b) a nucleic acid having a ribozyme activity that specifically cleaves a transcription product of a gene comprising the DNA of the present invention (c) the present invention Nucleic acid having an inhibitory action by RNAi effect on the expression of gene consisting of

本発明における「核酸」とはRNAまたはDNAを意味する。また、所謂PNA (peptide nucleic acid)等の化学合成核酸アナログも、本発明の核酸に含まれる。PNAは、核酸の基本骨格構造である五単糖・リン酸骨格を、グリシンを単位とするポリアミド骨格に置換したもので、核酸によく似た3次元構造を有する。   The “nucleic acid” in the present invention means RNA or DNA. Further, chemically synthesized nucleic acid analogs such as so-called PNA (peptide nucleic acid) are also included in the nucleic acid of the present invention. PNA is obtained by replacing the pentose / phosphate skeleton, which is the basic skeleton structure of nucleic acids, with a polyamide skeleton having glycine as a unit, and has a three-dimensional structure very similar to nucleic acids.

特定の内在性遺伝子の発現を阻害する方法としては、アンチセンス技術を利用する方法が当業者によく知られている。アンチセンス核酸が標的遺伝子の発現を阻害する作用としては、以下のような複数の要因が存在する。即ち、三重鎖形成による転写開始阻害、RNAポリメラーゼによって局部的に開状ループ構造が作られた部位とのハイブリッド形成による転写阻害、合成の進みつつあるRNAとのハイブリッド形成による転写阻害、イントロンとエクソンとの接合点におけるハイブリッド形成によるスプライシング阻害、スプライソソーム形成部位とのハイブリッド形成によるスプライシング阻害、mRNAとのハイブリッド形成による核から細胞質への移行阻害、キャッピング部位やポリ(A)付加部位とのハイブリッド形成によるスプライシング阻害、翻訳開始因子結合部位とのハイブリッド形成による翻訳開始阻害、開始コドン近傍のリボソーム結合部位とのハイブリッド形成による翻訳阻害、mRNAの翻訳領域やポリソーム結合部位とのハイブリッド形成によるペプチド鎖の伸長阻害、および核酸とタンパク質との相互作用部位とのハイブリッド形成による遺伝子発現阻害などである。このようにアンチセンス核酸は、転写、スプライシングまたは翻訳など様々な過程を阻害することで、標的遺伝子の発現を阻害する(平島および井上, 新生化学実験講座2 核酸IV遺伝子の複製と発現, 日本生化学会編, 東京化学同人, 1993, 319-347.)。   As a method for inhibiting the expression of a specific endogenous gene, a method using an antisense technique is well known to those skilled in the art. There are several factors as described below for the action of the antisense nucleic acid to inhibit the expression of the target gene. Inhibition of transcription initiation by triplex formation, inhibition of transcription by hybridization with a site where an open loop structure was locally created by RNA polymerase, inhibition of transcription by hybridization with RNA undergoing synthesis, intron and exon Splicing inhibition by hybridization at splice point, splicing inhibition by hybridization with spliceosome formation site, inhibition of translocation from nucleus to cytoplasm by hybridization with mRNA, hybridization with capping site and poly (A) addition site Inhibition of splicing by RNA, inhibition of translation initiation by hybridization with a translation initiation factor binding site, translation inhibition by hybridization with a ribosome binding site near the initiation codon, peptide by hybridization with an mRNA translation region or polysome binding site Elongation inhibition, and the like inhibiting gene expression by hybrid formation with the site of interaction between nucleic acids and proteins. In this way, antisense nucleic acids inhibit the expression of target genes by inhibiting various processes such as transcription, splicing or translation (Hirashima and Inoue, Shinsei Kagaku Kenkyu 2 Lecture and Expression of Nucleic Acid IV Gene, Japan Biochemical) (Academic Society, Tokyo Chemical Doujin, 1993, 319-347).

本発明で用いられるアンチセンス核酸は、上記のいずれの作用により本発明の遺伝子の発現を阻害してもよい。一つの態様としては、本発明の遺伝子のmRNAの5'端近傍の非翻訳領域に相補的なアンチセンス配列を設計すれば、遺伝子の翻訳阻害に効果的と考えられる。また、コード領域もしくは3'側の非翻訳領域に相補的な配列も使用することができる。このように、本発明の遺伝子の翻訳領域だけでなく非翻訳領域の配列のアンチセンス配列を含む核酸も、本発明で利用されるアンチセンス核酸に含まれる。使用されるアンチセンス核酸は、適当なプロモーターの下流に連結され、好ましくは3'側に転写終結シグナルを含む配列が連結される。このようにして調製された核酸は、公知の方法を用いることで、所望の植物へ形質転換できる。アンチセンス核酸の配列は、形質転換される植物が持つ内在性の本発明の遺伝子またはその一部と相補的な配列であることが好ましいが、遺伝子の発現を有効に抑制できる限りにおいて、完全に相補的でなくてもよい。転写されたRNAは、標的遺伝子の転写産物に対して好ましくは90%以上、最も好ましくは95%以上の相補性を有する。アンチセンス核酸を用いて標的遺伝子の発現を効果的に抑制するには、アンチセンス核酸の長さは少なくとも15塩基以上25塩基未満であることが好ましいが、本発明のアンチセンス核酸は、必ずしもこの長さに限定されない。   The antisense nucleic acid used in the present invention may inhibit the expression of the gene of the present invention by any of the actions described above. As one embodiment, if an antisense sequence complementary to the untranslated region near the 5 ′ end of the mRNA of the gene of the present invention is designed, it is considered effective for inhibiting translation of the gene. In addition, a sequence complementary to the coding region or the 3 ′ untranslated region can also be used. Thus, the nucleic acid containing the antisense sequence of the sequence of the untranslated region as well as the translated region of the gene of the present invention is also included in the antisense nucleic acid used in the present invention. The antisense nucleic acid used is linked downstream of a suitable promoter, and preferably a sequence containing a transcription termination signal is linked on the 3 ′ side. The nucleic acid thus prepared can be transformed into a desired plant by using a known method. The sequence of the antisense nucleic acid is preferably a sequence complementary to the endogenous gene of the present invention or a part thereof possessed by the plant to be transformed. However, as long as the expression of the gene can be effectively suppressed, the sequence of the antisense nucleic acid is completely It does not have to be complementary. The transcribed RNA preferably has a complementarity of 90% or more, most preferably 95% or more, to the transcript of the target gene. In order to effectively suppress the expression of a target gene using an antisense nucleic acid, the length of the antisense nucleic acid is preferably at least 15 bases and less than 25 bases. However, the antisense nucleic acid of the present invention is not necessarily limited to this. It is not limited to length.

また、本発明の遺伝子の発現の阻害は、リボザイム、またはリボザイムをコードするDNAを利用して行うことも可能である。リボザイムとは触媒活性を有するRNA分子を指す。リボザイムには種々の活性を有するものが存在するが、中でもRNAを切断する酵素としてのリボザイムに焦点を当てた研究により、RNAを部位特異的に切断するリボザイムの設計が可能となった。   In addition, the inhibition of the expression of the gene of the present invention can be carried out using a ribozyme or a DNA encoding the ribozyme. A ribozyme refers to an RNA molecule having catalytic activity. Some ribozymes have a variety of activities, but research focusing on ribozymes as enzymes that cleave RNA has made it possible to design ribozymes that cleave RNA in a site-specific manner.

また、ヘアピン型リボザイムも本発明の目的に有用である。ヘアピン型リボザイムからも、標的特異的なRNA切断リボザイムを作出できることが示されている(Kikuchi, Y. & Sasaki, N., Nucl Acids Res, 1991, 19, 6751.、菊池洋, 化学と生物, 1992, 30, 112.)。このように、リボザイムを用いて本発明における遺伝子の転写産物を特異的に切断することで、該遺伝子の発現を阻害することができる。   Hairpin ribozymes are also useful for the purposes of the present invention. It has been shown that hairpin ribozymes can also produce target-specific RNA-cleaving ribozymes (Kikuchi, Y. & Sasaki, N., Nucl Acids Res, 1991, 19, 6751., Hiroshi Kikuchi, Chemistry and Biology, 1992, 30, 112.). Thus, the expression of the gene can be inhibited by specifically cleaving the transcription product of the gene of the present invention using a ribozyme.

内在性遺伝子の発現の阻害は、さらに、標的遺伝子配列と同一もしくは類似した配列を有する二本鎖RNAを用いたRNA干渉(RNA interferance;RNAi)によっても行うことができる。本発明のRNAi効果による阻害作用を有する核酸は、一般的にsiRNAとも言われる。RNAiは、標的遺伝子のmRNAと相同な配列からなるセンスRNAとこれと相補的な配列からなるアンチセンスRNAとからなる二本鎖RNAを細胞等に導入することにより、標的遺伝子mRNAの破壊を誘導し、標的遺伝子の発現を抑制し得る現象である。このようにRNAiは、標的遺伝子の発現を抑制し得ることから、従来の煩雑で効率の低い相同組換えによる遺伝子破壊方法に代わる簡易な遺伝子ノックアウト方法として、または、遺伝子治療への応用可能な方法として注目を集めている。RNAiに用いるRNAは、本発明の遺伝子もしくは該遺伝子の部分領域と必ずしも完全に同一である必要はないが、完全な相同性を有することが好ましい。   Inhibition of endogenous gene expression can also be carried out by RNA interference (RNAi) using double-stranded RNA having the same or similar sequence as the target gene sequence. The nucleic acid having an inhibitory action by the RNAi effect of the present invention is generally also referred to as siRNA. RNAi induces destruction of target gene mRNA by introducing double-stranded RNA consisting of a sense RNA consisting of a sequence homologous to the mRNA of the target gene and an antisense RNA consisting of a complementary sequence into the cell. This is a phenomenon that can suppress the expression of the target gene. Since RNAi can suppress the expression of target genes in this way, it can be used as a simple gene knockout method to replace conventional complicated and low efficiency homologous recombination methods, or a method applicable to gene therapy. Has attracted attention as. The RNA used for RNAi is not necessarily completely identical to the gene of the present invention or a partial region of the gene, but preferably has complete homology.

本発明の上記(c)の核酸の好ましい態様として、本発明の遺伝子に対してRNAi(RNA interference;RNA干渉)効果を有する二本鎖RNA(siRNA)を挙げることができる。より具体的には、配列番号:2または5に記載の塩基配列の部分配列に対するセンスRNAおよびアンチセンスRNAからなる二本鎖RNA(siRNA)を挙げることができる。   As a preferred embodiment of the nucleic acid (c) of the present invention, there can be mentioned double-stranded RNA (siRNA) having RNAi (RNA interference) effect on the gene of the present invention. More specifically, a double-stranded RNA (siRNA) composed of a sense RNA and an antisense RNA for the partial sequence of the base sequence described in SEQ ID NO: 2 or 5 can be mentioned.

なお、上記RNA分子において一方の端が閉じた構造の分子、例えば、ヘアピン構造を有するsiRNA(shRNA)も本発明に含まれる。即ち、分子内において二本鎖RNA構造を形成し得る一本鎖RNA分子もまた本発明に含まれる。   In addition, a molecule having one end closed in the above RNA molecule, for example, a siRNA (shRNA) having a hairpin structure is also included in the present invention. That is, a single-stranded RNA molecule capable of forming a double-stranded RNA structure within the molecule is also included in the present invention.

本発明の上記「RNAi効果により抑制し得る二本鎖RNA」は、当業者においては、該二本鎖RNAの標的となる本発明の遺伝子の塩基配列を基に、適宜作製することができる。一例を示せば、配列番号:2または5に記載の塩基配列をもとに、本発明の二本鎖RNAを作製することができる。即ち、配列番号:2または5に記載の塩基配列をもとに、該配列の転写産物であるmRNAの任意の連続するRNA領域を選択し、この領域に対応する二本鎖RNAを作製することは、当業者においては、通常の試行の範囲内において適宜行い得ることである。また、該配列の転写産物であるmRNA配列から、より強いRNAi効果を有するsiRNA配列を選択することも、当業者においては、公知の方法によって適宜実施することが可能である。また、一方の鎖(例えば、配列番号:2または5に記載の塩基配列)が判明していれば、当業者においては容易に他方の鎖(相補鎖)の塩基配列を知ることができる。siRNAは、当業者においては市販の核酸合成機を用いて適宜作製することが可能である。また、所望のRNAの合成については、一般の合成受託サービスを利用することができる。   The above-mentioned “double-stranded RNA that can be suppressed by the RNAi effect” of the present invention can be appropriately prepared by those skilled in the art based on the base sequence of the gene of the present invention that is the target of the double-stranded RNA. For example, the double-stranded RNA of the present invention can be prepared based on the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2 or 5. That is, based on the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 2 or 5, an arbitrary continuous RNA region of mRNA that is a transcription product of the sequence is selected, and a double-stranded RNA corresponding to this region is prepared. Those skilled in the art can appropriately carry out within the range of normal trials. In addition, selection of siRNA sequences having a stronger RNAi effect from mRNA sequences that are transcripts of the sequences can also be appropriately performed by those skilled in the art by known methods. Further, if one strand (for example, the base sequence described in SEQ ID NO: 2 or 5) is known, those skilled in the art can easily know the base sequence of the other strand (complementary strand). The siRNA can be appropriately prepared by those skilled in the art using a commercially available nucleic acid synthesizer. In addition, for synthesis of a desired RNA, a general synthesis contract service can be used.

さらに、本発明の上記RNAを発現し得るDNA(ベクター)もまた、本発明の遺伝子の発現を抑制し得る化合物の好ましい態様に含まれる。例えば、本発明の上記二本鎖RNAを発現し得るDNA(ベクター)は、該二本鎖RNAの一方の鎖をコードするDNA、および該二本鎖RNAの他方の鎖をコードするDNAが、それぞれ発現し得るようにプロモーターと連結した構造を有するDNAである。本発明の上記DNAは、当業者においては、一般的な遺伝子工学技術により、適宜作製することができる。より具体的には、本発明のRNAをコードするDNAを公知の種々の発現ベクターへ適宜挿入することによって、本発明の発現ベクターを作製することが可能である。   Furthermore, DNA (vector) capable of expressing the RNA of the present invention is also included in a preferred embodiment of the compound capable of suppressing the expression of the gene of the present invention. For example, the DNA (vector) capable of expressing the double-stranded RNA of the present invention is a DNA encoding one strand of the double-stranded RNA and a DNA encoding the other strand of the double-stranded RNA, Each DNA has a structure linked to a promoter so that it can be expressed. Those skilled in the art can appropriately prepare the above DNA of the present invention by general genetic engineering techniques. More specifically, the expression vector of the present invention can be prepared by appropriately inserting DNA encoding the RNA of the present invention into various known expression vectors.

本発明の上記ノックダウン植物は、上記核酸(アンチセンスRNAまたはsiRNA等)、あるいは該核酸を発現し得る構造のベクターを、所望の植物へ導入することによって作製することができる。   The knockdown plant of the present invention can be produced by introducing the nucleic acid (such as antisense RNA or siRNA) or a vector having a structure capable of expressing the nucleic acid into a desired plant.

また、本発明は、配列番号:1、2、4もしくは5に記載の塩基配列、またはその相補配列に相補的な少なくとも15の連続する塩基を含むポリヌクレオチドを提供する。ここで「相補配列」とは、A:T、G:Cの塩基対からなる2本鎖DNAの一方の鎖の配列に対する他方の鎖の配列を指す。また、「相補的」とは、少なくとも15個の連続したヌクレオチド領域で完全に相補配列である場合に限られず、少なくとも70% 、好ましくは少なくとも80% 、より好ましくは90% 、さらに好ましくは95% 以上の塩基配列の同一性を有すればよい。このようなDNAは、本発明のDNAの検出や、本発明のDNAを有する植物体(植物細胞)の選抜を行なうためのプローブとして、また、本発明のDNAの増幅を行うためのプライマーとして有用である。   The present invention also provides a polynucleotide comprising at least 15 consecutive bases complementary to the base sequence set forth in SEQ ID NO: 1, 2, 4 or 5 or a complementary sequence thereof. Here, the “complementary sequence” refers to the sequence of the other strand with respect to the sequence of one strand of the double-stranded DNA comprising A: T and G: C base pairs. Further, the term “complementary” is not limited to the case where the sequence is completely complementary in at least 15 consecutive nucleotide regions, and is at least 70%, preferably at least 80%, more preferably 90%, and even more preferably 95%. What is necessary is just to have the identity of the above base sequence. Such DNA is useful as a probe for detecting the DNA of the present invention, selecting a plant body (plant cell) having the DNA of the present invention, and a primer for performing amplification of the DNA of the present invention. It is.

また本発明は、本発明の植物体もしくはその種子の製造方法、またはこれらの育種方法に用いるためのオリゴヌクレオチドを含む、試薬(例えば、植物体育種用試薬等)を提供する。   The present invention also provides a reagent (for example, a plant breeding reagent) containing an oligonucleotide for use in the method for producing the plant of the present invention or its seed, or for the breeding method thereof.

本発明の試薬は、より具体的には、以下の(a)および(b)のオリゴヌクレオチドを含有する試薬である。
(a)本発明のDNAの全配列もしくはその一部の配列を増幅するためのオリゴヌクレオチドプライマー
(b)本発明のDNA領域とストリンジェントな条件でハイブリダイズし、少なくとも15ヌクレオチドの鎖長を有するオリゴヌクレオチドプローブ
More specifically, the reagent of the present invention is a reagent containing the following oligonucleotides (a) and (b).
(A) an oligonucleotide primer for amplifying the entire sequence of the DNA of the present invention or a partial sequence thereof (b) hybridizes with the DNA region of the present invention under stringent conditions and has a chain length of at least 15 nucleotides Oligonucleotide probe

本発明のプライマー、またはプローブは、それを構成する塩基配列をもとに、任意の方法によって合成することができる。本発明のプライマーまたはプローブの、ゲノムDNAに相補的な塩基配列の長さは、通常15〜100、一般に15〜50、好ましくは15〜30である。与えられた塩基配列に基づいて、当該塩基配列を有するオリゴヌクレオチドを合成する手法は公知である。更に、オリゴヌクレオチドの合成において、蛍光色素やビオチンなどで修飾されたヌクレオチド誘導体を利用して、オリゴヌクレオチドに任意の修飾を導入することもできる。あるいは、合成されたオリゴヌクレオチドに、蛍光色素などを結合する方法も公知である。   The primer or probe of the present invention can be synthesized by any method based on the base sequence constituting it. The length of the base sequence complementary to the genomic DNA of the primer or probe of the present invention is usually 15 to 100, generally 15 to 50, preferably 15 to 30. A technique for synthesizing an oligonucleotide having the base sequence based on the given base sequence is known. Furthermore, in the synthesis of the oligonucleotide, any modification can be introduced into the oligonucleotide using a nucleotide derivative modified with a fluorescent dye or biotin. Alternatively, a method of binding a fluorescent dye or the like to a synthesized oligonucleotide is also known.

また本発明は、本発明の各種方法に使用するためのキット、例えば、本発明の植物育種方法に使用するための育種用キットを提供する。   The present invention also provides a kit for use in the various methods of the present invention, for example, a breeding kit for use in the plant breeding method of the present invention.

本発明のキットの好ましい態様においては、上記(a)または(b)の少なくとも1種のオリゴヌクレオチドを含む。本発明のキットには、適宜、陽性や陰性の標準試料、使用方法を記載した指示書等をパッケージしておくこともできる。   In a preferred embodiment of the kit of the present invention, the kit contains at least one kind of oligonucleotide (a) or (b). The kit of the present invention can be appropriately packaged with positive and negative standard samples, instructions describing the method of use, and the like.

本発明のDNAもしくはベクターは、例えば、着色された植物体、もしくは着色された種子の作出等に利用することが可能である。また、本発明のDNAもしくはベクターは、タンニン類が蓄積した植物体、もしくはタンニン類が蓄積した種子の作出に利用することも可能である。   The DNA or vector of the present invention can be used, for example, for production of colored plants or colored seeds. Further, the DNA or vector of the present invention can be used for producing a plant body in which tannins are accumulated or seeds in which tannins are accumulated.

本発明のDNAもしくはベクターを、所望の植物体もしくはその種子において発現させることにより、着色された、あるいはタンニン類が蓄積した植物体もしくはその種子を作製することが可能である。   By expressing the DNA or vector of the present invention in a desired plant or its seed, it is possible to produce a colored plant or its seed in which tannins are accumulated.

従って本発明は、本発明のDNAもしくはベクターを有効成分とする、植物体着色剤を提供する。   Accordingly, the present invention provides a plant coloring agent comprising the DNA or vector of the present invention as an active ingredient.

本発明における「植物体着色剤」とは、植物体もしくはその種子の全部またはその一部を着色させる作用を有する薬剤を言い、通常、植物体もしくはその種子を着色させることを用途とする、本発明のDNAもしくはベクターを有効成分とする物質、または組成物(混合物)を指す。   The “plant coloring agent” in the present invention refers to a drug having an action of coloring all or a part of a plant body or its seed, and is usually used for coloring a plant body or its seed. It refers to a substance or composition (mixture) containing the DNA or vector of the invention as an active ingredient.

また本発明は、本発明のDNAもしくはベクターを有効成分とする、タンニン類蓄積剤を提供する。   The present invention also provides a tannin accumulation agent comprising the DNA or vector of the present invention as an active ingredient.

本発明における「タンニン類蓄積剤」とは、植物体もしくはその種子の全部またはその一部へタンニン類を蓄積させる作用を有する薬剤を言い、通常、植物体もしくはその種子へタンニン類を蓄積させることを用途とする、本発明のDNAもしくはベクターを有効成分とする物質、または組成物(混合物)を指す。   The “tannin accumulating agent” in the present invention refers to a drug having an action of accumulating tannins in all or a part of a plant body or its seed, and usually accumulates tannins in a plant body or its seed. Refers to a substance or composition (mixture) containing the DNA or vector of the present invention as an active ingredient.

さらに本発明は、上記(a)〜(c)に記載の核酸を有効成分とする、植物体脱色化剤を提供する。   Furthermore, this invention provides the plant body decoloring agent which uses the nucleic acid as described in said (a)-(c) as an active ingredient.

本発明における「植物体脱色化剤」とは、植物体もしくはその種子の全部またはその一部を脱色させる作用を有する薬剤を言い、通常、植物体もしくはその種子を脱色させることを用途とする、本発明の上記核酸を有効成分とする物質、または組成物(混合物)を指す。   The “plant decoloring agent” in the present invention refers to a drug having an action of decolorizing all or a part of the plant or its seed, and is usually used for decolorizing the plant or its seed. It refers to a substance or composition (mixture) containing the nucleic acid of the present invention as an active ingredient.

上記「脱色」とは、例えば、赤色、赤褐色、褐色等の色から白色へ変化させること等を言う。植物がイネの場合には、その種子であるコメの色が、例えば、赤米から白米へ変化させること等を指す。   The “decolorization” refers to, for example, changing from a color such as red, reddish brown, or brown to white. When the plant is rice, it means that the color of rice, which is the seed, is changed from red rice to white rice, for example.

本発明の薬剤においては、有効成分であるDNAまたはベクター以外に、例えば、滅菌水、生理食塩水、植物油、界面活性剤、脂質、溶解補助剤、緩衝剤、保存剤等が必要に応じて混合されていてもよい。   In the drug of the present invention, in addition to DNA or vector as an active ingredient, for example, sterilized water, physiological saline, vegetable oil, surfactant, lipid, solubilizer, buffer, preservative, etc. are mixed as necessary. May be.

また本発明は、本発明の上記製造方法、または育種方法によって作出される植物体もしくはその種子を提供する。
例えば、(1)人為的に作製された植物体もしくはその種子であって、本発明のDNAを有し着色されていることを特徴とする植物体もしくはその種子、(2)人為的に作製された植物体もしくはその種子であって、本発明のDNAを有しタンニン類が蓄積していることを特徴とする植物体もしくはその種子、(3)植物に内在する遺伝子であって、植物体もしくはその種子を着色させる機能、または、植物体もしくはその種子へタンニン類を蓄積させる機能を有するタンパク質をコードする遺伝子の発現が人為的に抑制され、脱色されていることを特徴とする植物体もしくはその種子、は本発明に含まれる。
Moreover, this invention provides the plant body or its seed produced by the said manufacturing method or breeding method of this invention.
For example, (1) an artificially produced plant or seed thereof, which is characterized by having the DNA of the present invention and being colored, and (2) an artificially produced plant. Plant or seed thereof, wherein the plant body or seed thereof has the DNA of the present invention and tannins are accumulated, (3) a gene endogenous to the plant, Expression of a gene encoding a protein having a function of coloring the seed or a function of accumulating tannins in the plant or the seed is artificially suppressed and decolorized, or a plant thereof Seeds are included in the present invention.

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが本発明はこれら実施例に制限されるものではない。なお、遺伝子型の記号、学術用語はKinoshita and Takahashiの文献(Kinoshita, T. & Takahashi, M. (1991) J. Fac. Agr. Hokkaido Univ. 65, 1-61.)とKinoshitaの文献(Kinoshita, T. (1995) Rice Genetics Newsletter 12, 9-153.)を参考にした。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. The genotype symbols and scientific terms are the Kinoshita and Takahashi literature (Kinoshita, T. & Takahashi, M. (1991) J. Fac. Agr. Hokkaido Univ. 65, 1-61.) And the Kinoshita literature (Kinoshita , T. (1995) Rice Genetics Newsletter 12, 9-153.).

〔実施例1〕 実験材料と方法
(a)資料植物及び核酸の単離
イネ日本晴品種、カサラス、コシヒカリ、tRc(NIL)、ムラサキイネ、及び形質転換イネは28℃の温室で栽培した。tRcはCI-69(赤米)にT-65を交雑させることによって作成した準同質遺伝系統(第7染色体のT-65(遺伝子型rcrd)が、第7染色体のCI-69(遺伝子型RcRd)に置換された準同質遺伝系統)である。ゲノムDNAは、発芽後10日目の若い葉から抽出した。DNA抽出には、DNeasy plant mini kit(Qiagen)を用い、キットに記載されているプロトコルに従った。葉のRNAは、発芽後10日目の若い葉から抽出した。穂のRNAは、開花後7日目の穂から抽出した。RNA抽出は、RNeasy plant mini kit(Qiagen)を用い、キットに記載されている方法に従った。
Example 1 Experimental Materials and Methods (a) Material Plant and Nucleic Acid Isolation Rice Nipponbare varieties, Kasaras, Koshihikari, tRc (NIL), purple rice, and transformed rice were cultivated in a 28 ° C. greenhouse. tRc is a near-isogenic line created by crossing CI-69 (red rice) with T-65 (chromosome 7 T-65 (genotype rcrd), chromosome 7 CI-69 (genotype RcRd ) Near-isogenic lines). Genomic DNA was extracted from young leaves 10 days after germination. For DNA extraction, DNeasy plant mini kit (Qiagen) was used and the protocol described in the kit was followed. Leaf RNA was extracted from young leaves 10 days after germination. Ear RNA was extracted from the ear on the 7th day after flowering. RNA extraction was performed using RNeasy plant mini kit (Qiagen) according to the method described in the kit.

(b)PCR,DNA 配列
OsDFRのゲノムDNAは、1UのLA Taq DNA polymerase(TaKaRa)によって増幅された。PCRに用いたプライマーは、OsDFR遺伝子の翻訳開始コドン1.7 kb上流のOsDFRF4(5'-CATGTGTGAGCATCTCTAAGTGACG-3'/配列番号:9)とDFR遺伝子の翻訳終止コドン0.5 kb 下流のOsDFRR4(5'-CTCTCTAGGAGCACGTGTAAAGG-3'/配列番号:10)を用いた(図4)。DFRのPCR産物のシーケンスは、CEQ Dye Terminator Cycle Sequencing Start KitおよびCEQ 2000XL DNA Analysis System(Beqman Coulter)を用い、これに記載されている方法に従った。シーケンスに用いたプライマーは、OsDFR遺伝子の第2エクソンに相当するOsDFRR5(5'-AGAAGTCGATGTCGCTCCAG-3'/配列番号:11)を用いた(図4)。
(B) PCR, DNA sequence
The genomic DNA of OsDFR was amplified by 1U LA Taq DNA polymerase (TaKaRa). Primers used for PCR were OsDFRF4 (5′-CATGTGTGAGCATCTCTAAGTGACG-3 ′ / SEQ ID NO: 9) upstream of the translation initiation codon of the OsDFR gene and OsDFRR4 (5′-CTCTCTAGGAGCACGTGTAAAGG-) downstream of the translation termination codon of the DFR gene 0.5 kb. 3 ′ / SEQ ID NO: 10) was used (FIG. 4). The DFR PCR product was sequenced using the CEQ Dye Terminator Cycle Sequencing Start Kit and the CEQ 2000XL DNA Analysis System (Beqman Coulter) according to the method described therein. As a primer used for the sequence, OsDFRR5 (5′-AGAAGTCGATGTCGCTCCAG-3 ′ / SEQ ID NO: 11) corresponding to the second exon of the OsDFR gene was used (FIG. 4).

(c)RT-PCR
PCRの基質に用いたcDNAの合成はSuperScriptTM 逆転写酵素とRandom Primers (Invitrogen)を用い、これに記載されている方法に従った。PCRはAmpli taq(Applied Biosystems)を用いて、94℃ 1分静置してのち、94℃15秒、60℃30秒、72℃30秒のサイクルを40回繰り返した。使用したプライマーは、OsDFR遺伝子の第1エクソンに対応するOsDFRF8(5'-GATTCGCGTGCGAATCCAAC-3'/配列番号:12)、及びOsDFR遺伝子の第2エクソンに対応するOsDFRR5(5'-AGAAGTCGATGTCGCTCCAG-3'/配列番号:13)を用いた(図5)。イネアクチン遺伝子(X15865)の転写産物の増幅には、イネアクチン遺伝子の第2エクソンに対応するRAc1cDNA-F プライマー(5'-TGTCATGGTCGGAATGGG-3'/配列番号:14)、及びイネアクチン遺伝子の第3エクソンに対応するRAc1cDNA-R プライマー(5'-TGCCAGGGAACATAGTGG -3'/配列番号:15)を用いた。PCR産物は1.8 % (w/v)のアガロースゲル電気泳動により分離・同定した。
(C) RT-PCR
Synthesis of cDNA used as a substrate for PCR was performed using SuperScript reverse transcriptase and Random Primers (Invitrogen) and following the method described therein. PCR was carried out using Ampli taq (Applied Biosystems) at 94 ° C for 1 minute, and then a cycle of 94 ° C for 15 seconds, 60 ° C for 30 seconds, and 72 ° C for 30 seconds was repeated 40 times. The primers used were OsDFRF8 (5′-GATTCGCGTGCGAATCCAAC-3 ′ / SEQ ID NO: 12) corresponding to the first exon of the OsDFR gene, and OsDFRR5 (5′-AGAAGTCGATGTCGCTCCAG-3 ′ / corresponding to the second exon of the OsDFR gene. SEQ ID NO: 13) was used (FIG. 5). For amplification of rice actin gene (X15865) transcript, RAc1cDNA-F primer (5'-TGTCATGGTCGGAATGGG-3 '/ SEQ ID NO: 14) corresponding to the second exon of rice actin gene, and third exon of rice actin gene RAc1 cDNA-R primer (5′-TGCCAGGGAACATAGTGG-3 ′ / SEQ ID NO: 15) was used. PCR products were separated and identified by 1.8% (w / v) agarose gel electrophoresis.

(d)タンパク質ブロット解析
穂の全タンパク質は、抽出Buffer(200 mM Tris-HCL.pH 6.8; 8 %(w/v) SDS; 40 % Glycerol; 5 mM 2-mercaptoethanol)で抽出した。抽出したサンプルは、4,000×gで5分間、4℃で遠心し、上静をSDS-PSGE running Bufferに溶かした。タンパクは12 %のポリアクリルアミドゲルで分離し、Immobillon PVDF membraneに転写した。
(D) Protein Blot Analysis Total protein in the ear was extracted with extraction buffer (200 mM Tris-HCL.pH 6.8; 8% (w / v) SDS; 40% Glycerol; 5 mM 2-mercaptoethanol). The extracted sample was centrifuged at 4,000 × g for 5 minutes at 4 ° C., and the supernatant was dissolved in SDS-PSGE running Buffer. Proteins were separated on a 12% polyacrylamide gel and transferred to an Immobillon PVDF membrane.

DFRに対する抗血清は、ムラサキイネのOsDFRのORF全長に相当するcDNAをPCRにより増幅し、pGEX4T-3 vector(Amersham Pharmacia Biotech)に連結し、E.coli JM109株に遺伝子導入した(図6)。GST/DFRの融合タンパク質は、1 mMのIPTGを加えることによって誘導し、(Asano, T., Kusano, H., Okuda, T., Kubo, N., Shimada, H. & Kadowaki, K. (2001) Plant Cell Physial 43, 668-674.)に記載されている方法に従って精製した。精製された融合タンパク質は、2週間おきに6回ウサギに注射し、その血清を解析に用いた。   As an antiserum against DFR, a cDNA corresponding to the full length ORF of purple OsDFR was amplified by PCR, ligated to pGEX4T-3 vector (Amersham Pharmacia Biotech), and introduced into E. coli JM109 strain (FIG. 6). The GST / DFR fusion protein was induced by adding 1 mM IPTG (Asano, T., Kusano, H., Okuda, T., Kubo, N., Shimada, H. & Kadowaki, K. ( 2001) Purified according to the method described in Plant Cell Physial 43, 668-674.). The purified fusion protein was injected into rabbits 6 times every 2 weeks, and the serum was used for analysis.

(e)Rcのゲノムアノテーション
Rcのゲノムアノテーションによる候補の探索は、Rice GAAS(Rice Genome Automated Annotation System){ http://ricegaas.dna.affrc.go.jp/}を用いて行った。
(E) Rc genome annotation
Search for candidates using Rc genome annotation was performed using Rice GAAS (Rice Genome Automated Annotation System) {http://ricegaas.dna.affrc.go.jp/}.

(f)形質転換植物の産出
ムラサキイネ型DFR、コシヒカリ型DFRの過剰発現体の作成についてはムラサキイネ、コシヒカリのOsDFRのORF全長に相当するゲノム領域を、インフレームでpCAMBIA1301 plasmidの35S promoterの下流にセンス方向に連結した(図7、図8)。またDFRのアンチセンス個体の作成についてはOsDFR cDNAのORFに相当する領域を、pCAMBIA1301 plasmidの35S promoterの下流にアンチセンス方向に連結した(図9)。ゲノムアノテーションにより得られたRcの3つの候補(Rc-MYB1、Rc-MYB2、Rc-MYC)は、予想されるプロモーター領域1.5 kbから予想されるポリA付加シグナルまでの約12 kbをpCAMBIA1301 plasmidのマルチクローニングサイトに連結した(図10)。Rc-MYB1、Rc-MYB2、Rc-MYCの遺伝子構築に使用したのは、それぞれカサラス由来の105659−107804 (AP005197)、 118440−126019 (AP003754)、 150211−156639 (AP005779) である。作成したプラスミドは、Agrobacterium tumefaciens strain EHA105に遺伝子導入した。アグロバクテリウム法によるイネの形質転換(DFRの形質転換は、tRc(NIL)に対して行い、Rcの形質転換は日本晴に対して行った)は、Patent No. WO01/06844に記載されている方法に従った。得られた形質転換植物は、温室で育てた。
(F) Production of transformed plants For the production of overexpressed murasakiine-type DFR and Koshihikari-type DFR, the genomic region corresponding to the full-length ORF of OsDFR of murasakiine and Koshihikari is in-frame downstream of the 35S promoter of pCAMBIA1301 plasmid. Were connected in the sense direction (FIGS. 7 and 8). For the production of DFR antisense individuals, the region corresponding to the ORF of OsDFR cDNA was ligated in the antisense direction downstream of the 35S promoter of pCAMBIA1301 plasmid (FIG. 9). Three candidates of Rc (Rc-MYB1, Rc-MYB2, and Rc-MYC) obtained by genome annotation are about 12 kb from the predicted promoter region of 1.5 kb to the predicted polyA addition signal of pCAMBIA1301 plasmid. Ligated to the multiple cloning site (FIG. 10). The genes used for the gene construction of Rc-MYB1, Rc-MYB2, and Rc-MYC were 105659-107804 (AP005197), 118440-1226019 (AP003754), and 150211-156639 (AP005779) derived from Casalas, respectively. The prepared plasmid was introduced into Agrobacterium tumefaciens strain EHA105. Transformation of rice by the Agrobacterium method (transformation of DFR was performed on tRc (NIL) and transformation of Rc was performed on Nipponbare) is described in Patent No. WO01 / 06844 Followed the method. The resulting transformed plant was grown in a greenhouse.

〔実施例2〕 Rd遺伝子の同定
(1)RcRd、Rcrd、rcRd及びrcrd遺伝子型の表現型
イネにおいて、タンニン類(CTs)による種皮の着色には、RcとRdの2つの支配因子が存在する(Nagao, S. (1951) Advances in Genetics 4, 181-212.)。Rcは、種皮の赤色及び赤褐色の着色に必須な因子である。Rdは、Rcが存在するときにのみRcと協調的に機能し、種皮の赤色の着色に必須な因子である。交雑実験の結果、RcRdの遺伝子型の玄米色は赤、Rcrdの玄米色は赤褐色(くぼみがあり、そこに濃い着色が見られる)、rcRd またrcrdの玄米色は白色になることが知られている(図3)。
[Example 2] Identification of Rd gene (1) Phenotypes of RcRd, Rcrd, rcRd, and rcrd genotypes In rice, there are two control factors, Rc and Rd, for seed coat coloring by tannins (CTs). (Nagao, S. (1951) Advances in Genetics 4, 181-212.). Rc is an essential factor for the red and reddish brown coloring of the seed coat. Rd functions cooperatively with Rc only when Rc is present, and is an essential factor for red coloring of the seed coat. As a result of the hybridization experiment, it is known that the brown rice color of the RcRd genotype is red, the brown rice color of Rcrd is reddish brown (there is a hollow, and there is a deep coloring), rcRd and the brown rice color of rcrd is white (Fig. 3).

(2)DFRを伴うRd遺伝子座の分離
RcRdの玄米色は赤、Rcrdの玄米色は赤褐色、rcRd,rcrdの玄米色は白となることが遺伝学的解析により知られている(Nagao, S. & Takahashi, M. (1947) Jap. J. Genet. Supp. 1, 1-27.)。またRcRd、Rcrdの玄米には主要な色素であるプロアントシアニジンが存在することがNagaoら(Nagao, S., Takahashi, M. & Miyamoto, T. (1956) The Japanese Jourant of Genetics 32, 124-128.)によって確認された。イネの玄米の色調に影響を及ぼすことから、Rdはプロアントシアニジン合成に関与する遺伝子座であり、対立遺伝子であるrdは機能を欠失しているわけではなく、Rdに比べてプロアントシアニジン合成系における機能が弱いことが考えられる。ここでKinoshitaら(Kinoshita, T. & Takahashi, M. (1991) J. Fac. Agr. Hokkaido Univ. 65, 1-61.)の報告から、Rd座はA座の近傍に存在し、それは0.3 cM以内である(図2)。
(2) Isolation of Rd locus with DFR
It is known from genetic analysis that the brown rice color of RcRd is red, the brown rice color of Rcrd is reddish brown, and the brown rice color of rcRd and rcrd is white (Nagao, S. & Takahashi, M. (1947) Jap. J. Genet. Supp. 1, 1-27.). In addition, the brown pigment of RcRd and Rcrd contains proanthocyanidins, which are the main pigments. Nagao et al. (Nagao, S., Takahashi, M. & Miyamoto, T. (1956) The Japanese Jourant of Genetics 32, 124-128 .) Confirmed. Since it affects the color of brown rice in rice, Rd is a locus involved in proanthocyanidin synthesis, and the allele rd does not lack a function. Compared with Rd, the proanthocyanidin synthesis system It is considered that the function in is weak. Here, from the report of Kinoshita et al. (Kinoshita, T. & Takahashi, M. (1991) J. Fac. Agr. Hokkaido Univ. 65, 1-61.), The Rd locus exists in the vicinity of the A locus, which is 0.3. Within cM (Figure 2).

A座はイネのアントシアニン合成系のActivatorとして定義された遺伝子であって、現在までにA座がコードする遺伝子については明らかになっていない。イネのアントシアニンによる着色には色原素遺伝子であるC(Chromogen)、アントシアニン活性化因子であるA(Activator)、そして着色部位を規定するP(Purple)の3つの遺伝子が存在する。これら3つの因子が存在するときにイネの組織(玄米、葉、ラミナジョイント、茎、etc)にアントシアニンによる着色が起こる(表1)。   The A locus is a gene defined as an activator of rice anthocyanin synthesis system, and the gene encoded by the A locus has not been clarified so far. Coloring by rice anthocyanins has three genes, C (Chromogen), a chromogen gene, A (Activator), an anthocyanin activator, and P (Purple), which defines the coloring site. When these three factors are present, rice tissues (brown rice, leaves, lamina joints, stems, etc.) are colored by anthocyanins (Table 1).

Nagaoら(Nagao, S. & Takahashi, M. (1963) Agr., Hokkaido Univ., Sapporo 53, 76-131.)およびKatoら(Kato, S., & Ishikawa. J. (1923) Jap. J. Genet. 1, 1-7.)によって決定された遺伝子座は、独立した研究であり、比較できない。) ( * Nagao et al. (Nagao, S. & Takahashi, M. (1963) Agr., Hokkaido Univ., Sapporo 53, 76-131.) And Kato et al. (Kato, S., & Ishikawa. J. (1923) Jap The locus determined by J. Genet. 1, 1-7.) Is an independent study and cannot be compared.)

ここでCはトウモロコシのC1(MYB)のホモログであることが知られており(Reddy, V. S., Scheffler, B. E., Wienand, U., Wessler, S. R. & Reddy, A. R. (1998) Plant Molecular Biology 36, 497-498.; Saitoh, K., Onishi, K., Mikami, I., Thidar, K. & Sano, Y. (2004) Genetics 168, 997-1007.)、PはトウモロコシのR/B(bHLH)のホモログであることが近年明らかになった(Hu, J., Anderson, B. & Wessler, R. S. (1996) Genetics 142, 1021-1031.; Hu, J., Reddy, S. V. & Wessler, R. S. (2000) Plant Molecular Biology 42, 667-678.; Sakamoto, W., Ohmori., T., Kageyama, K., Miyazaki, C., Saito, A., Murata, M., Noda, K. & Maekawa, M. (2001) Plant Cell Physiol. 42, 982-991.)(表2)。   Here C is known to be a homologue of corn C1 (MYB) (Reddy, VS, Scheffler, BE, Wienand, U., Wessler, SR & Reddy, AR (1998) Plant Molecular Biology 36, 497 Saitoh, K., Onishi, K., Mikami, I., Thidar, K. & Sano, Y. (2004) Genetics 168, 997-1007.), P is corn R / B (bHLH) (Hu, J., Anderson, B. & Wessler, RS (1996) Genetics 142, 1021-1031 .; Hu, J., Reddy, SV & Wessler, RS (2000 ) Plant Molecular Biology 42, 667-678 .; Sakamoto, W., Ohmori., T., Kageyama, K., Miyazaki, C., Saito, A., Murata, M., Noda, K. & Maekawa, M (2001) Plant Cell Physiol. 42, 982-991.) (Table 2).

このことはイネのA遺伝子がDFRをコードすることを示している。   This indicates that the rice A gene encodes DFR.

RdはA(DFR)の近傍に存在する(Nagao, S. & Takahashi, M. (1947) Jap. J. Genet. Supp. 1, 1-27.)。A(DFR)が存在するR2374(103.7 cM) −C808(106.2 cM)の間に存在する遺伝子をRice GAAS programを用いて解析した結果、この領域にDFR以外にタンニン合成に関与する遺伝子は存在しなかった。よってRdもAと同様にDFRをコードすることが示唆された。   Rd exists in the vicinity of A (DFR) (Nagao, S. & Takahashi, M. (1947) Jap. J. Genet. Supp. 1, 1-27.). As a result of analyzing the gene present between R2374 (103.7 cM) and C808 (106.2 cM) where A (DFR) exists using the Rice GAAS program, there is no gene involved in tannin synthesis other than DFR in this region. There wasn't. Therefore, it was suggested that Rd also encodes DFR like A.

上述の結果から、Rd遺伝子とA遺伝子は同一であり、これらの遺伝子は同一のDFRタンパク質をコードしているという仮説が考えられた。この仮説を検証するために、準同質遺伝系統T-65(RcRd, A)とtRc系統(Rcrd, a)との間で、交配実験を行った。もし、A遺伝子とRd遺伝子が同一でないならば、AとRdとの間に起こる組換え体がF2において観察される。該組換え体は(Rcrd, A)、または(RcRd, A)の遺伝子型を有する。   From the above results, it was hypothesized that the Rd gene and the A gene were the same, and these genes encoded the same DFR protein. In order to test this hypothesis, a mating experiment was performed between the near-isogenic line T-65 (RcRd, A) and the tRc line (Rcrd, a). If the A and Rd genes are not identical, a recombinant that occurs between A and Rd is observed in F2. The recombinant has a genotype of (Rcrd, A) or (RcRd, A).

A遺伝子は、ふ先(apiculus)におけるアントシアニン色素の原因遺伝子であることから、(Rcrd, A)を有する植物は、種子の果皮が赤褐色となりアントシアニンによって着色されたふ先を有する。一方、(RcRd, a)を有する植物は、種子の果皮が赤色となり非着色のふ先を有する。   Since the A gene is a causative gene for the anthocyanin pigment in the tip (apiculus), the plant having (Rcrd, A) has a tip that has a red-brown seed skin and is colored by anthocyanin. On the other hand, a plant having (RcRd, a) has a red skin of the seed and has a non-colored tip.

実験の結果、F2において、672個体が種子の果皮が赤色となり、(RcRd, A)によるアントシアニンによって着色されたふ先が観察された。また232個体は種子の果皮が赤褐色となり、(Rcrd, a)による非着色のふ先が観察された。RdとAとの間の組換え体は観察されなかった。このことから、RdとAは遺伝学的に強く連鎖し、同一の遺伝子であることが示唆された。   As a result of the experiment, in F2, 672 individuals had a red seed skin, and a tip colored with anthocyanins by (RcRd, A) was observed. In 232 individuals, the skin of the seeds became reddish brown, and a non-colored tip due to (Rcrd, a) was observed. No recombinant between Rd and A was observed. This suggests that Rd and A are strongly genetically linked and are the same gene.

(3)Rcrd とゲノムOsDFRの相補性
tRc(Rcrd)にムラサキイネ由来のDFRを相補した結果、玄米色が赤褐から赤になった。RcRdの玄米色が赤であることを考えると、RdはDFRをコードすることが明らかになった(図11)。
(3) Complementarity of Rcrd and genomic OsDFR
As a result of complementing tRc (Rcrd) with DFR derived from purple rice, the brown rice color changed from reddish brown to red. Considering that the brown rice color of RcRd is red, it became clear that Rd encodes DFR (FIG. 11).

(4)DFRアレルの解析
Rd、rdの遺伝子型による種皮色の違いとDFR遺伝子の構造の関係を探るためにDNAシーケンスを行った。解析に用いたものはRcRdの遺伝子型を持つカサラス、Rcrd の遺伝子型を持つtRc、rcrdの遺伝子型を持つ日本晴とコシヒカリである。DFRの第1エクソンから第2エクソンまでの領域をgenomic DNAをテンプレートとしてPCRで増幅し、ダイレクトシーケンスを行った。その結果Rdを持つカサラスは、以前に単離されているイネのDFR遺伝子と同様な構造をとっていた(Chen, M. & L. J. Bennetzen (1996) Plant Molecular Biology 32, 999-1001.; Nakai, K., Inagaki, Y., Nagata, H., Miyazaki, C., & Iida, S. (1998) Plant Biotechnology 15, 221-225.)。一方、rdを持つtRcや日本晴のDFR遺伝子の構造には、第2エクソンに突然変異によって出来たと思われる翻訳終止コドン(TAG)が存在した。さらにrdを持つと思われていたコシヒカリのDFRの構造は、カサラスとも日本晴れとも異なり第1エクソンの開始コドンのすぐ下流に突然変異によってできたと思われる翻訳終止コドン(TAG)が存在した(図12)。以上のことから、RdはカサラスタイプのDFRをコードし、rdは第1および第2エクソンに翻訳終止コドンの存在するコシヒカリ及び日本晴タイプのDFRをコードすることが明らかになった。
(4) Analysis of DFR allele
In order to investigate the relationship between the seed coat color depending on the genotype of Rd and rd and the structure of the DFR gene, DNA sequencing was performed. The analysis uses Kasalath with the RcRd genotype, tRc with the Rcrd genotype, and Nipponbare and Koshihikari with the rcrd genotype. The region from the first exon to the second exon of DFR was amplified by PCR using genomic DNA as a template and subjected to direct sequencing. As a result, Kasalath with Rd had a structure similar to the previously isolated rice DFR gene (Chen, M. & LJ Bennetzen (1996) Plant Molecular Biology 32, 999-1001 .; Nakai, K., Inagaki, Y., Nagata, H., Miyazaki, C., & Iida, S. (1998) Plant Biotechnology 15, 221-225.). On the other hand, in the structure of tRc with rd and DFR gene of Nipponbare, there was a translation stop codon (TAG) that seems to have been created by mutation in the second exon. Furthermore, the Koshihikari DFR structure, which was thought to have rd, had a translation termination codon (TAG) that was thought to have been formed by mutation immediately downstream of the start codon of the first exon, unlike Kasalas and Nihonbare (Fig. 12). ). From the above, it has been clarified that Rd encodes Kasaras type DFR, and rd encodes Koshihikari and Nipponbare type DFRs in which translation stop codons exist in the first and second exons.

rdのDFR遺伝子の構造は、第2エクソンに終止コドンが存在しており、開始コドンから突然変異によって出来た翻訳終止コドンまでは、OsDFRが42 kDaをコードするのに対し4.5 kDaであり、機能を持っているとは考えにくい。またDFRはイネに1コピーしか存在しない(Nakai, K., Inagaki, Y., Nagata, H., Miyazaki, C., & Iida, S. (1998) Plant Biotechnology 15, 221-225.; International Rice Genome Sequence Project. (2005) Nature 436, 793-800.)。しかしRcrd のDFR遺伝子は日本晴タイプであり、ORFのN末側が欠損しているが、玄米色は赤褐色で、プロアントシアニジンによる着色であることが知られている(Nagao, S., Takahashi, M. & Miyamoto, T. (1956) The Japanese Jourant of Genetics 32, 124-128.)。従って、第2エクソンに終止コドンを持つ日本晴タイプのDFRに機能があることが考えられた。そこで、Rdの対立遺伝子であるDFRが転写しているか調べるために、RcRdの遺伝子型を持つカサラス、rcrdの遺伝子型を持つ日本晴、rcrd’の遺伝子型を持つコシヒカリに対して、RT-PCRを行った。その結果、カサラス、tRc、日本晴、コシヒカリとも開花後7日目の穂で特異的に発現しており、その発現レベルの強さは、カサラス>日本晴>コシヒカリ であった(図13)。   The structure of rd's DFR gene is that there is a stop codon in the second exon, and from the start codon to the translation stop codon made by mutation is 4.5 kDa, whereas OsDFR encodes 42 kDa. It is hard to think of having. There is only one copy of DFR in rice (Nakai, K., Inagaki, Y., Nagata, H., Miyazaki, C., & Iida, S. (1998) Plant Biotechnology 15, 221-225 .; International Rice Genome Sequence Project. (2005) Nature 436, 793-800.). However, the DFR gene of Rcrd is Nipponbare type, and the N-terminal side of ORF is deficient, but the brown rice color is reddish brown and is known to be colored by proanthocyanidins (Nagao, S., Takahashi, M. & Miyamoto, T. (1956) The Japanese Jourant of Genetics 32, 124-128.). Therefore, it was considered that the Nipponbare type DFR having a stop codon in the second exon has a function. Therefore, in order to examine whether DFR, an Rd allele, is transcribed, RT-PCR was performed on Kasalath with the RcRd genotype, Nipponbare with the rcrd genotype, and Koshihikari with the rcrd 'genotype. went. As a result, Kasalath, tRc, Nipponbare, and Koshihikari were specifically expressed in the ears on the 7th day after flowering, and the strength of the expression level was Kasaras> Nipponbare> Koshihikari (FIG. 13).

次に本発明者らは、Rdの対立遺伝子であるDFRの翻訳の機構を調べるために、RcRdの遺伝子型を持つカサラス、rcrdの遺伝子型を持つ日本晴、rcrdの遺伝子型を持つコシヒカリに対して、開花後7日目の穂において免疫染色を行った。その結果驚くことに、カサラスは、Alternative translation initiation(Bab, I., Smith, E., Gavish, H., Malka, Attar-Namdar., Chorev, M., Yu-Chen, Chen., Muhlrad, A., Birnbaum, J. M., Stein, G. & Frenkel, B. (1999) The Journal OF BIOLOGICAL CHEMISTRY 274, 14474-14481.; Chabregas, M. S., Luche, D. D., Marie-Anne, Van, Sluys., Carlos, F. M. Menck., Marcio, C. Silva-Filho. (2002) Journal of Cell Science 116, 285-291.; Smith, E., Meyerrose, E. T., Kohler, T., Malka, Namdar-Attar., Bab, N., Lahat, O., Noh, T., Li, J., Karaman, W. M., Hacia, G. J., Chen, T. T., Nolta, A. J., Muller, R., Bab, I. & Frenkel, B. (2005) Nucleic Acids Research 33, 1298-1308.; Hanfrey, C., Elliott, A. K., Franceschetti, M., Mayer, J. M., Illingworth, C. & Michael, J. A. (2005) The Journal OF BIOLOGICAL CHEMISTRY, in press.; Kabeya, Y. & Sato, N. (2005) Plant Physiology 138, 369-382.)により46 kDa、33 kDa、22 kDaの3つのORFが存在した。また日本晴、コシヒカリにおいても33 kDa、22 kDaの2つのORFが存在した。この46 kDaのバンドは、予想されたタンパク質の大きさよりも大きいが、DFRのN末端側に塩基性のアミノ酸が多いため、バンドがシフトしていると考えられた(図4)。   Next, in order to investigate the mechanism of translation of DFR, which is the Rd allele, the present inventors have investigated Kasalath with the RcRd genotype, Nipponbare with the rcrd genotype, and Koshihikari with the rcrd genotype. Then, immunostaining was performed on the 7th day after flowering. Surprisingly, Kasaras was found to have an alternative translation initiation (Bab, I., Smith, E., Gavish, H., Malka, Attar-Namdar., Chorev, M., Yu-Chen, Chen., Muhlrad, A ., Birnbaum, JM, Stein, G. & Frenkel, B. (1999) The Journal OF BIOLOGICAL CHEMISTRY 274, 14474-14481 .; Chabregas, MS, Luche, DD, Marie-Anne, Van, Sluys., Carlos, FM Menck., Marcio, C. Silva-Filho. (2002) Journal of Cell Science 116, 285-291 .; Smith, E., Meyerrose, ET, Kohler, T., Malka, Namdar-Attar., Bab, N. , Lahat, O., Noh, T., Li, J., Karaman, WM, Hacia, GJ, Chen, TT, Nolta, AJ, Muller, R., Bab, I. & Frenkel, B. (2005) Nucleic Acids Research 33, 1298-1308 .; Hanfrey, C., Elliott, AK, Franceschetti, M., Mayer, JM, Illingworth, C. & Michael, JA (2005) The Journal OF BIOLOGICAL CHEMISTRY, in press .; Kabeya, Y. & Sato, N. (2005) Plant Physiology 138, 369-382.), There were three ORFs of 46 kDa, 33 kDa and 22 kDa. In addition, there were two ORFs of 33 kDa and 22 kDa in Nipponbare and Koshihikari. This 46 kDa band was larger than the expected protein size, but it was thought that the band was shifted because there were many basic amino acids on the N-terminal side of DFR (FIG. 4).

ここでOsDFRのORFには、最初の開始コドンを含め5個のKozak コンセンサス配列が存在する(Kozak, M. (2000) Genomics 70, 396-406.; Kozak, M. (2002) Gene 299, 1-34.)。46 kDa、22 kDaのバンドは比較的強く検出されているが、これは最も強いKozak コンセンサス配列を持つ GnnATGG (nはA,T,G,Cいずれかの塩基)を持つ、一番目と4番目のKozak コンセンサスだと考えられた。33 kDaのバンドの由来については、分子量の大きさから考えて、第2エクソンのKozak配列以外のATGから翻訳が開始されていると推察された(図4)。   Here, there are 5 Kozak consensus sequences in the ORF of OsDFR including the first start codon (Kozak, M. (2000) Genomics 70, 396-406 .; Kozak, M. (2002) Gene 299, 1 -34.). The 46 kDa and 22 kDa bands are detected relatively strongly, but this is the first and fourth with GnnATGG (n is any base of A, T, G, or C) with the strongest Kozak consensus sequence. It was considered a Kozak consensus. Regarding the origin of the 33 kDa band, it was speculated that translation was initiated from ATG other than the Kozak sequence of the second exon, considering the size of the molecular weight (FIG. 4).

以上の結果より、rd型のDFRはAlternative translation initiation(Kozak, M. (2000) Genomics 70, 396-406.; Kozak, M. (2002) Gene 299, 1-34.)により下流のATGから翻訳され、DFRの機能を相補していることが示された。以上の結果よりrcrdの遺伝子型を持つ日本晴にRcを相補すれば、タンニン類による着色が起こることが示唆された。   Based on the above results, rd type DFR was translated from downstream ATG by Alternative translation initiation (Kozak, M. (2000) Genomics 70, 396-406 .; Kozak, M. (2002) Gene 299, 1-34.) And was shown to complement the function of DFR. These results suggest that coloring with tannins occurs when Rc is complemented to Nipponbare with the rcrd genotype.

〔実施例3〕 Rc遺伝子の同定
(1)Rcのゲノムアノテーション
現在までに遺伝学的解析により、Rcは第7染色体に存在することが知られている(Nagao, S. & Takahashi, M. (1963) Agr., Hokkaido Univ., Sapporo 53, 76-131.)(図15A)。またイネゲノムプロジェクトの終了によりRcは、第7染色体上のR1807(42.6 cM)とR1582(47.7 cM)の二つの分子マーカーの間に存在することが分かった(IRGSP, 2005)(図5B)。この領域に存在するプロアントシアニジン合成系(図1)の酵素をRiceGAAS(http://ricegaas.dna.affrc.go.jp/)を用いて検索した。しかしこの領域にプロアントシアニジン合成系(図1)の酵素に対して、ホモロジーが高いものは存在しなかった。
[Example 3] Identification of Rc gene (1) Genomic annotation of Rc By genetic analysis, Rc is known to exist on chromosome 7 (Nagao, S. & Takahashi, M. ( 1963) Agr., Hokkaido Univ., Sapporo 53, 76-131.) (FIG. 15A). The completion of the rice genome project revealed that Rc exists between two molecular markers, R1807 (42.6 cM) and R1582 (47.7 cM), on chromosome 7 (IRGSP, 2005) (FIG. 5B). Enzymes of the proanthocyanidin synthesis system (FIG. 1) existing in this region were searched using RiceGAAS (http://ricegaas.dna.affrc.go.jp/). However, no high homology exists for the enzyme of the proanthocyanidin synthesis system (FIG. 1) in this region.

そこで次に、プロアントシアニジン合成系の転写制御因子に着目した。プロアントシアニジン合成系の転写制御因子としては、MYC type proteinをコードしているアラビドプシスのTT8(Transparent Testa 8)(Nesi, N., Debeaujon, I., Jond, C., Pelletier, G., Caboche, M. & Lepiniec, L. (2001) Plant Cell 12, 1863-1878.)、MYB related proteinをコードするアラビドプシスのTT2(Nesi, N., Jond, C., Debeaujon, I., Caboche, M. & Lepiniec, L. (2001) Plant Cell 13, 2099-2114.)などが知られている。そこでRcが存在する第7染色体上のR1807(42.6 cM)とR1582(47.7 cM)に存在するMYC type protein、MYB related proteinをコードする遺伝子についてRiceGAASを用いて検索した。   Next, we focused on the transcription factor of proanthocyanidin synthesis system. As transcription regulators of the proanthocyanidin synthesis system, Arabidopsis TT8 (Transparent Testa 8) (Nesi, N., Debeaujon, I., Jond, C., Pelletier, G., Caboche, M. & Lepiniec, L. (2001) Plant Cell 12, 1863-1878.), Arabidopsis TT2 encoding MYB related protein (Nesi, N., Jond, C., Debeaujon, I., Caboche, M. & Lepiniec, L. (2001) Plant Cell 13, 2099-2114.) Is known. Therefore, the genes encoding MYC type protein and MYB related protein present in R1807 (42.6 cM) and R1582 (47.7 cM) on chromosome 7 where Rc is present were searched using RiceGAAS.

その結果、MYB related proteinが2つ、MYC type proteinが1つ見つかった。MYB related proteinをコードする遺伝子の一つはRc-MYB1と名付け、IRGSPのAP005197の105659 bp - 107804 bpにORFが存在した。もう一つのMYB related proteinはRc-MYB2と名付け、IRGSPのAP003754の 118440 bp - 126019 bpにORFが存在した。またMYC type proteinはRc-MYCと名付け、そのORFはIRGSPのAP005779の150211 bp - 156639 bpに存在した(図15A,B,C)。Rc-MYB1とRc-MYB2については、アラビドプシスのプロアントシアニジン合成系の転写制御因子であるTT2(MYB related protein)との相同性はともに24 %(Identities)であった。一方Rc-MYCについては、アラビドプシスのプロアントシアニジン合成系の転写因子であるTT8(MYC type protein)との相同性が38 %(Identities)、その中の一部分のbHLHドメインでは相同性は高く73 %(Identities)であった(図15D)(ClustalW ver.1.82)。   As a result, two MYB related proteins and one MYC type protein were found. One of the genes encoding MYB related protein was named Rc-MYB1, and ORG was present at 105659 bp-107804 bp of AP005197 of IRGSP. Another MYB related protein was named Rc-MYB2, and ORF was present at 118440 bp-126019 bp of AP003754 of IRGSP. The MYC type protein was named Rc-MYC, and its ORF was present at 150211 bp-156639 bp of AP005779 of IRGSP (FIGS. 15A, B, C). Rc-MYB1 and Rc-MYB2 both had a homology of 24% (Identities) with TT2 (MYB related protein), a transcriptional regulator of the Arabidopsis proanthocyanidin synthesis system. On the other hand, Rc-MYC has a homology of 38% (Identities) with TT8 (MYC type protein), a transcription factor of Arabidopsis proanthocyanidin synthesis system, and a part of the bHLH domain has a high homology of 73% ( Identities) (FIG. 15D) (ClustalW ver.1.82).

(2)rcrdとゲノム断片の相補性
RcRdの遺伝子型を持つカサラス(RcRd)のRc-MYB1、Rc-MYB2、Rc-MYC(図15)についてプロモーター領域である翻訳開始コドン上流1.5 kbからポリA付加シグナルまでの約12 kbをrcrdの遺伝子型を持つ日本晴(rcrd)に遺伝子導入した。それぞれ16個体の形質転換体が得られた。Rc-MYB1、Rc-MYB2を遺伝子導入した個体については葉、もみ、玄米ともプロアントシアニジンによる着色は見られなかった。一方、Rc-MYCを遺伝子導入した個体は、玄米にプロアントシアニジンによると思われる着色が見られた(図16)。着色が見られた形質転換体は10個体得られ、その表現型はRcrdの遺伝子型を持つtRcと非常に類似していた。
(2) Complementarity of rcrd and genome fragment
Rc-MYB1, Rc-MYB2, and Rc-MYC of Casalas (RcRd) with the RcRd genotype (Fig. 15) rcrd about 12 kb from the translation initiation codon 1.5 kb upstream of the promoter region to the poly A addition signal. The gene was introduced into Nipponbare (rcrd) with genotype. 16 individual transformants were obtained. For the individuals into which Rc-MYB1 and Rc-MYB2 had been introduced, coloring of proanthocyanidins was not observed in leaves, fir or brown rice. On the other hand, in the individuals into which Rc-MYC was introduced, the brown rice was colored to be considered to be due to proanthocyanidins (FIG. 16). Ten transformants with coloration were obtained, and their phenotype was very similar to tRc with the Rcrd genotype.

以上の結果より、Rc-MYCがプロアントシアニジン合成系支配因子であるRcであることが示された。玄米以外の組織では着色は見られなかった。以上のことから、Rcは種子特異的に働く転写因子であることが示された。   From the above results, it was shown that Rc-MYC is Rc, which is a proanthocyanidin synthesis system controlling factor. Coloration was not seen in tissues other than brown rice. From the above, it was shown that Rc is a transcription factor that works specifically for seeds.

(3)Rc領域の解析
次に本発明者らはカサラス(RcRd)のRc-MYCの完全長cDNA配列を決定した。使用したRNAは開花後7日目の穂から抽出した。完全長のカサラスのRc-MYCの配列を決定した結果、カサラスのRc-MYCは673 a.a.のタンパク質をコードする8個のエクソンからなる遺伝子であることが分かった。
(3) Analysis of Rc region Next, the present inventors determined the full length cDNA sequence of Rc-MYC of Kasalath (RcRd). The RNA used was extracted from the ear on the 7th day after flowering. As a result of sequencing the full-length Kasalath Rc-MYC, it was found that the Kasalath Rc-MYC is a gene consisting of 8 exons encoding a protein of 673 aa.

次に本発明者らは、カサラス(RcRd)のRc-MYCのDNA配列と日本晴(rcrd)の遺伝子配列を比較してみることにした。その結果、rcを持つ日本晴には第7エクソンに14 bpの欠失変異、さらに第8エクソンに6 bpの挿入変異と9 bpの欠失変異が確認できた。日本晴の第7エクソンの14 bpの欠失変異は、フレームシフトを起こし、第7エクソンの欠失場所の9 bp下流に終止コドンを生じさせていた。その結果、日本晴のRc-MYCは478 a.a. のタンパク質をコードしており、カサラスのRc-MYCに比べて215 a.a. だけ短かった。DNAの結合に必要な bHLHドメインは第8エクソンにコードされている。よって日本晴のRc-MYCは第8エクソンまで欠失変異のため翻訳されないので、bHLHドメインを持たないことになる。そのために日本晴Rc-MYCは転写制御因子として機能できないと考えられた(図18)。   Next, the present inventors decided to compare the DNA sequence of Rc-MYC of Kasalath (RcRd) with the gene sequence of Nipponbare (rcrd). As a result, Nipponbare with rc was confirmed to have a 14 bp deletion mutation in the seventh exon, and a 6 bp insertion mutation and a 9 bp deletion mutation in the eighth exon. Nipponbare's 14-bp deletion mutation in exon 7 caused a frameshift, resulting in a stop codon 9 bp downstream of the 7th exon deletion site. As a result, Nipponbare Rc-MYC encoded a protein of 478 a.a. which was 215 a.a. shorter than Kasaras Rc-MYC. The bHLH domain required for DNA binding is encoded by the 8th exon. Therefore, Nipponbare's Rc-MYC has no bHLH domain because it is not translated due to a deletion mutation until the 8th exon. Therefore, it was considered that Nipponbare Rc-MYC cannot function as a transcriptional regulator (FIG. 18).

Rc-MYCの第7エクソンの14 bp 欠失している領域について、シーケンスを用いた多型解析をRcRd(玄米色は赤)、Rcrd(玄米色は赤褐)、rcrd(玄米色は白)について行った。図19は、玄米色が赤色のRcRd、玄米色が赤褐色のRcrdには第7エクソンに欠失がなく、玄米色が白色のrcrdには第7エクソンに欠失があることを示している。図19の結果はプロアントシアニジンによる玄米の着色はRc-MYCによることを示唆している。   Rc-MYC exon 7 14 bp deletion region, polymorphism analysis using sequence RcRd (brown rice color is red), Rcrd (brown rice color is red brown), rcrd (brown rice color is white) Went about. FIG. 19 shows that the brown rice color RcRd and the brown rice color Rcrd have no deletion in the seventh exon, and the brown rice color rcrd has a deletion in the seventh exon. The result of FIG. 19 suggests that coloring of brown rice with proanthocyanidins is due to Rc-MYC.

遺伝学的解析、逆遺伝学的解析は日本晴の玄米色がRc-MYCの機能が欠失したために、白色になったことを明確に示した。   Genetic analysis and reverse genetic analysis clearly showed that the brown rice color of Nipponbare became white due to the lack of Rc-MYC function.

(4)MYC型タンパク質の相同性解析
次にRc-MYCとそのホモログの遺伝距離を調べることにした。アミノ酸配列のアラインメントはClastalX ver1.83を用い、系統樹はclastalX上のNJ法を使用した。またBoots strap valueもClastalX上の機能を使用した。系統解析に使用したのは、トウモロコシのIN1(U57899), Lc(M26227), B-Peru(X57276), R-S(X15806), ペチュニアのJAF13(AF020545), キンギョソウのDELILA(M84913), アラビドプシスのTT8(AJ277509), イネのRa(U39860), Rc-MYC(this study)を用いた。系統解析の結果、イネのRc-MYCは、トウモロコシのアントシアニン合成系抑制因子として単離されているIntensifier(IN1)と最も相同性が高かった。しかしながら、Rc-MYCはタンニン類蓄積促進因子であるが、IN1はその遺伝子機能が失われるとタンニン類が蓄積するため、機能は正反対である。一方、アントシアニン合成系活性化因子として単離されたキンギョソウのDELILAやペチュニアのJAF13とは最も相同性が低かった(図20)。
(4) Homology analysis of MYC type protein Next, we decided to investigate the genetic distance between Rc-MYC and its homologue. The alignment of amino acid sequences was ClastalX ver1.83, and the phylogenetic tree was NJ method on clastalX. Boots strap value also used the function on ClastalX. Maize IN1 (U57899), Lc (M26227), B-Peru (X57276), RS (X15806), Petunia JAF13 (AF020545), Snapdragon DELILA (M84913), Arabidopsis TT8 ( AJ277509), rice Ra (U39860), Rc-MYC (this study). Phylogenetic analysis revealed that rice Rc-MYC had the highest homology with Intensifier (IN1), which was isolated as a maize anthocyanin synthesis inhibitor. However, although Rc-MYC is a tannin accumulation promoting factor, IN1 has the opposite function because tannin accumulates when its gene function is lost. On the other hand, it had the lowest homology with snapdragon DELILA and petunia JAF13 isolated as activators of anthocyanin synthesis system (FIG. 20).

DFRとタンニン合成・アントシアニン合成の関係を示す図である。酵素の略称は以下の通りである。F3H,flavanone 3-hydroxylase; DFR,dihydroflavonol-4-reductase; ANS,anthocyanin synthase; LAR,leucoananthocyanidin reductase; ANR,anthocyanidin reductase; BAN,BANYULS; GT,anthocyanidin glucosyl transferaseIt is a figure which shows the relationship between DFR and tannin synthesis and anthocyanin synthesis. Abbreviations of enzymes are as follows. F3H, flavanone 3-hydroxylase; DFR, dihydroflavonol-4-reductase; ANS, anthocyanin synthase; LAR, leucoananthocyanidin reductase; ANR, anthocyanidin reductase; BAN, BANYULS; GT, anthocyanidin glucosyl transferase イネの玄米色に関わる遺伝子の位置を示す図である。水平な線は、マーカーの位置を表す。(A)Rc,Rdに関する初期の座乗位置の情報(Nagao, S. & Takahashi, M. (1963) Agr., Hokkaido Univ., Sapporo 53, 76-131.)。第一染色体上の遺伝マーカーとして、Aはanthocyanin activator, Pnはpurple nodeをそれぞれ示す。第7染色体上の遺伝マーカーとして、d6はlop-leaved dwarf, gはrecessive long empty glumesをそれぞれ示す。(B)イネゲノムプロジェクト終了後のRc,Rdの座乗位置の情報(IRGSP 2005 Nature)R1807,R1582,R2374,C808は(http://rgp.dna.affrc.go.jp/publicdata/geneticmap2000/)に記載されている分子マーカーである。(C)今回の研究によるRc,Rdの位置(本発明)。Rd座はDFR遺伝子をコードしており、染色体上での位置は第1染色体のAP004317の68929 bp−70543 bpである。Rc座は、MYC related proteinをコードしており、染色体上での位置は第7染色体のAP005098 150211 bp−156639 bpである。It is a figure which shows the position of the gene in connection with the brown rice color of rice. The horizontal line represents the position of the marker. (A) Information on the initial seating position regarding Rc and Rd (Nagao, S. & Takahashi, M. (1963) Agr., Hokkaido Univ., Sapporo 53, 76-131.). As genetic markers on the first chromosome, A indicates an anthocyanin activator, and Pn indicates a purple node. As genetic markers on chromosome 7, d 6 shows lop-leaved dwarf, g is a recessive long empty glumes respectively. (B) Rc, Rd sitting position information after the completion of the rice genome project (IRGSP 2005 Nature) R1807, R1582, R2374, C808 (http://rgp.dna.affrc.go.jp/publicdata/geneticmap2000/) Is a molecular marker described in. (C) Positions of Rc and Rd according to the present study (present invention). The Rd locus encodes the DFR gene, and its position on the chromosome is 68929 bp-70543 bp of AP004317 of the first chromosome. The Rc locus encodes a MYC related protein, and the position on the chromosome is AP005098 150211 bp-156639 bp of the seventh chromosome. RcRdの遺伝子型とその表現型を示す写真である。写真上部は玄米、下部は籾である。(A)RcRdの遺伝子型をもつカサラスの玄米色。(B)Rcrdの遺伝子型をもつtRc(NIL)の玄米色。(C)rcrdの遺伝子型を持つ日本晴の玄米色。rcRdの遺伝子型を持つ玄米色も白色になる。(Nagao, S. (1951) Advances in Genetics 4, 181-212.)It is a photograph which shows the genotype and phenotype of RcRd. The upper part of the photo is brown rice and the lower part is rice bran. (A) Brown rice color of Kasalath with RcRd genotype. (B) Brown rice color of tRc (NIL) with Rcrd genotype. (C) Nipponbare's brown rice color with rcrd genotype. The brown rice color with rcRd genotype is also white. (Nagao, S. (1951) Advances in Genetics 4, 181-212.) イネのDFR遺伝子の構造を示す図である。水平の黒い四角はDFRのエクソンを示す。黒い四角の間の水平の線は、それぞれ第1イントロン、第2イントロンをしめす。イネのDFR遺伝子のPCRには、OsDFRF4とOsDFRR4を用いた。イネDFRの第1エクソン、第1イントロン、第2エクソンの塩基配列の決定には、OsDFRR5を用いた。It is a figure which shows the structure of a rice DFR gene. Horizontal black squares indicate DFR exons. The horizontal lines between the black squares indicate the first intron and the second intron, respectively. OsDFRF4 and OsDFRR4 were used for PCR of the rice DFR gene. OsDFRR5 was used to determine the base sequences of the first exon, the first intron, and the second exon of rice DFR. イネDFRのmRNAの構造を示す図である。黒の線はORFを示す。イネDFRのRT-PCRには、OsDFRF8とOsDFRR5を用いた。It is a figure which shows the structure of rice DFR mRNA. The black line shows the ORF. OsDFRF8 and OsDFRR5 were used for RT-PCR of rice DFR. pGEX4T-3ベクターに連結したDFR(pGEX4T-3 DFR)を示す図である。pGEX4T-3をベースに構築した。AmpRはアンピシリン耐性遺伝子、Ptacはtacプロモーター、GSTはグルタチオン-S-トランスフェラーゼを示す。BamHI、EcoRIは、ベクターを作成する際に用いた制限酵素である。It is a figure which shows DFR (pGEX4T-3 DFR) connected with the pGEX4T-3 vector. It was constructed based on pGEX4T-3. AmpR represents an ampicillin resistance gene, Ptac represents a tac promoter, and GST represents glutathione-S-transferase. BamHI and EcoRI are restriction enzymes used in preparing the vector. 35S::Murasaki DFRベクターの構造を示す図である。pCAMBIA1301(ベクター部分:11.8kb)をベースに構築した。LB,RBはレフトボーダー、ライトボーダーをそれぞれ示す。T35S,P35Sはカリフラワーモザイクウィルス由来の強発現用プロモーターである。MCSはマルチクローニングサイトを示す。NosTはノパリンシンターゼ由来のターミネーターを示す。HygR,KanRは、それぞれハイグロマイシン、カナマイシンの耐性遺伝子である。Murasakiine DFRは紫稲のDFRのゲノム配列(イントロン含む)である。FIG. 3 shows the structure of a 35S :: Murasaki DFR vector. It was constructed based on pCAMBIA1301 (vector part: 11.8 kb). LB and RB indicate a left border and a right border, respectively. T35S and P35S are promoters for strong expression derived from cauliflower mosaic virus. MCS indicates a multiple cloning site. NosT represents a terminator derived from nopaline synthase. HygR and KanR are resistance genes for hygromycin and kanamycin, respectively. Murasakiine DFR is the genome sequence (including intron) of DFR of purple rice. 35S::Koshi DFRベクターの構造を示す図である。pCAMBIA1301(ベクター部分:11.8kb)をベースに構築した。LB,RBはレフトボーダー、ライトボーダーをそれぞれ示す。T35S,P35Sはカリフラワーモザイクウィルス由来の強発現用プロモーターである。MCSはマルチクローニングサイトを示す。NosTはノパリンシンターゼ由来のターミネーターを示す。HygR,KanRは、それぞれハイグロマイシン、カナマイシンの耐性遺伝子である。Koshihikari DFRはコシヒカリのDFRのゲノム配列(イントロン含む)である。FIG. 3 shows the structure of a 35S :: Koshi DFR vector. It was constructed based on pCAMBIA1301 (vector part: 11.8 kb). LB and RB indicate a left border and a right border, respectively. T35S and P35S are promoters for strong expression derived from cauliflower mosaic virus. MCS indicates a multiple cloning site. NosT represents a terminator derived from nopaline synthase. HygR and KanR are resistance genes for hygromycin and kanamycin, respectively. Koshihikari DFR is the genome sequence (including introns) of Koshihikari DFR. AsDFRベクターの構造を示す図である。pCAMBIA1301(ベクター部分:11.8kb)をベースに構築した。LB,RBはレフトボーダー、ライトボーダーをそれぞれ示す。T35S,P35Sはカリフラワーモザイクウィルス由来の強発現用プロモーターである。MCSはマルチクローニングサイトを示す。NosTはノパリンシンターゼ由来のターミネーターを示す。HygR,KanRは、それぞれハイグロマイシン、カナマイシンの耐性遺伝子である。Murasakiine DFRは紫稲のDFRのcDNA配列(イントロン含まない)である。Antisense法により、DFRの発現抑制をするベクターである。It is a figure which shows the structure of AsDFR vector. It was constructed based on pCAMBIA1301 (vector part: 11.8 kb). LB and RB indicate a left border and a right border, respectively. T35S and P35S are promoters for strong expression derived from cauliflower mosaic virus. MCS indicates a multiple cloning site. NosT represents a terminator derived from nopaline synthase. HygR and KanR are resistance genes for hygromycin and kanamycin, respectively. Murasakiine DFR is the purple rice DFR cDNA sequence (without intron). It is a vector that suppresses the expression of DFR by Antisense method. pRc1-1301、pRc2-1301、pRc3-1301ベクターの構造を示す図である。pCAMBIA1301(ベクター部分:11.8kb)をベースに構築した。LB,RBはレフトボーダー、ライトボーダーをそれぞれ示す。T35S,P35Sはカリフラワーモザイクウィルス由来の強発現用プロモーターである。MCSはマルチクローニングサイトを示す。NosTはノパリンシンターゼ由来のターミネーターを示す。HygR,KanRは、それぞれハイグロマイシン、カナマイシンの耐性遺伝子である。Gus geneはGus遺伝子を示す。promoterはそれぞれRc1,Rc2,Rc3の由来のプロモーターを示す。TはそれぞれRc1,Rc2,Rc3の由来のターミネーターを示す。FIG. 3 is a diagram showing the structures of pRc1-1301, pRc2-1301, and pRc3-1301 vectors. It was constructed based on pCAMBIA1301 (vector part: 11.8 kb). LB and RB indicate a left border and a right border, respectively. T35S and P35S are promoters for strong expression derived from cauliflower mosaic virus. MCS indicates a multiple cloning site. NosT represents a terminator derived from nopaline synthase. HygR and KanR are resistance genes for hygromycin and kanamycin, respectively. Gus gene indicates the Gus gene. promoter indicates a promoter derived from Rc1, Rc2, and Rc3, respectively. T represents a terminator derived from Rc1, Rc2, and Rc3, respectively. DFRを遺伝子導入した個体の表現型を示す写真である。(A)35S::Murasaki DFRを遺伝子導入した個体の表現型。一番上は発芽後7日目の葉におけるDFR抗体を用いた免疫染色の写真を表す。二段目は出穂後7日目の穂を表す。三段目は完熟種子を表す。(B) As DFRを遺伝子導入した個体の表現型。一番上は発芽後7日目の葉におけるDFR抗体を用いた免疫染色の写真を表す。二段目は出穂後7日目の穂を表す。三段目は完熟種子を表す。(C) tRc (Rcrd)の表現型。二段目は出穂後7日目の穂を表す。三段目は完熟種子を表す。It is a photograph showing the phenotype of an individual into which DFR has been introduced. (A) Phenotype of an individual transgenic with 35S :: Murasaki DFR. The top represents a photograph of immunostaining using DFR antibody on the 7th day after germination. The second row represents the 7th day after heading. The third tier represents fully ripe seeds. (B) The phenotype of the individual into which As DFR was introduced. The top represents a photograph of immunostaining using DFR antibody on the 7th day after germination. The second row represents the 7th day after heading. The third tier represents fully ripe seeds. (C) tRc (Rcrd) phenotype. The second row represents the 7th day after heading. The third tier represents fully ripe seeds. DFR遺伝子の多型を示す図である。黒い四角はエクソンを示す。水平の線はイントロンを示す。白抜きの丸は翻訳開始コドンを示す。白抜きの四角は翻訳終止コドンを示す。It is a figure which shows the polymorphism of a DFR gene. Black squares indicate exons. Horizontal lines indicate introns. Open circles indicate translation initiation codons. Open squares indicate translation stop codons. イネDFRのRT-PCRを示す写真である。DFRのPCRは35サイクル行った。アクチンのPCRは30サイクル行った。右側の数字は増幅断片の大きさである。It is a photograph which shows RT-PCR of a rice DFR. DFR PCR was performed for 35 cycles. Actin PCR was performed for 30 cycles. The number on the right is the size of the amplified fragment. DFRの発現の比較を示す図及び写真である。(A)日本晴、カサラスのDFRの構造。水平な黒の四角はエクソンを表す。水平な黒の線はイントロンを表す。白抜きの丸はコザックコンセンサスを持つ開始コドンを表す(ANNATGN or GNNATGG)。上向きの三角はイントロンの位置を示す。白抜きの四角は翻訳終止コドンの位置を表す。(B)OsDFRの構造から予想されるORF(Alternative translation initiation)。水平な線は予想されるORFを示し、右の数値は予想されるタンパク質の分子量を表す。(C)、(D)は、登熟期の穂、発芽後7日目の葉におけるDFRの免疫染色を示す写真である。(C)は、GST-DFR(ポジティブコントロール); カサラス; 日本晴; コシヒカリから全タンパク質を抽出し、Anti-DFR抗体によって免疫染色した。右の数値はタンパク質の分子量を示す。(D)はGST-DFR(ポジティブコントロール); 35S::DFR遺伝子導入個体; カサラス; 日本晴; コシヒカリから全タンパク質を抽出し、Anti-DFR抗体によって免疫染色した。右の数値はタンパク質の分子量を示す。It is the figure and photograph which show the comparison of the expression of DFR. (A) Nipponbare, Kasaras DFR structure. A horizontal black square represents an exon. The horizontal black line represents the intron. Open circles represent start codons with Kozak consensus (ANNATGN or GNNATGG). The upward triangle indicates the position of the intron. The open square represents the position of the translation stop codon. (B) ORF (Alternative translation initiation) predicted from the structure of OsDFR. The horizontal line shows the expected ORF and the number on the right represents the expected protein molecular weight. (C) and (D) are photographs showing immunostaining of DFR in ears at the ripening stage and leaves on the seventh day after germination. (C) GST-DFR (positive control); Kasaras; Nipponbare; Koshihikari extracted total protein and immunostained with Anti-DFR antibody. The numbers on the right indicate the molecular weight of the protein. (D): GST-DFR (positive control); 35S :: DFR transgenic animal; Kasaras; Nipponbare; Koshihikari extracted all proteins and immunostained with Anti-DFR antibody. The numbers on the right indicate the molecular weight of the protein. RiceGAASプログラムを用いたRcのアノテーションを示す図である。(A)Rcの7番染色体上での位置を示す。(B)Rcが座乗すると考えられるR1807とR1582の間に存在するMYC type protein,MYB related protein。白丸は分子マーカーを示す。矢印は、MYC type protein(predicted gene)、MYB related protein(predicted gene)をそれぞれ示す。(C)Rcの精密なマッピング。白丸は分子マーカーを示す。一番下の段は、Rice Genome research programの日本晴クローンを示す。矢印は、データベースサーチから予想されたRc遺伝子の位置を示している。黒色の四角は、Rcの相補実験に用いた領域である。It is a figure which shows the annotation of Rc using the RiceGAAS program. (A) Shows the position of Rc on chromosome 7. (B) MYC type protein and MYB related protein that exist between R1807 and R1582 where Rc is considered to be seated. White circles indicate molecular markers. Arrows indicate MYC type protein (predicted gene) and MYB related protein (predicted gene), respectively. (C) Precise mapping of Rc. White circles indicate molecular markers. The bottom row shows the Nipponbare clone of the Rice Genome research program. The arrow indicates the position of the Rc gene predicted from the database search. The black square is the region used for the Rc complementation experiment. Rc(本発明)とTT8(Nesi, N., Debeaujon, I., Jond, C., Pelletier, G., Caboche, M. & Lepiniec, L. (2001) Plant Cell 12, 1863-1878.)の予想アミノ酸配列のアラインメントを示す図である。同一のアミノ酸は黒の四角で示し、類似のアミノ酸は囲みで示す。水平な黒の線は、MYC type proteinに特有のbHLHドメインを示す。Rc (invention) and TT8 (Nesi, N., Debeaujon, I., Jond, C., Pelletier, G., Caboche, M. & Lepiniec, L. (2001) Plant Cell 12, 1863-1878.) It is a figure which shows alignment of a predicted amino acid sequence. Identical amino acids are indicated by black squares and similar amino acids are indicated by boxes. The horizontal black line shows the bHLH domain unique to MYC type protein. Rcの相補実験結果を示す写真である。写真上部は玄米、下部は籾である。(A)RcRdの遺伝子型を持つカサラス。(B)Non-transformant。(C)rcrdの遺伝子型を持つ日本晴。(D)Rc-MYC-16 (rcrdの遺伝子型を持つ日本晴にRc-MYCを相補した植物のNO.16)。(E)Rc-MYC-23 (rcrdの遺伝子型を持つ日本晴にRc-MYCを相補した植物のNO.23)。(F)Rc-MYC-13(rcrdの遺伝子型を持つ日本晴にRc-MYCを相補した植物のNO.13)。(G)Rcrdの遺伝子型を持つtRc。(H)Rc-MYB1 (rcrdの遺伝子型を持つ日本晴にRc-MYB1を相補した植物)。(I)Rc-MYB2 (rcrdの遺伝子型を持つ日本晴にRc-MYB2を相補した植物)。It is a photograph which shows the complementary experiment result of Rc. The upper part of the photo is brown rice and the lower part is rice bran. (A) Kasalath with RcRd genotype. (B) Non-transformant. (C) Nipponbare with rcrd genotype. (D) Rc-MYC-16 (NO.16 of a plant complemented with Rc-MYC in Nipponbare with the rcrd genotype). (E) Rc-MYC-23 (NO.23 of a plant that complemented Rc-MYC with Nipponbare with the rcrd genotype). (F) Rc-MYC-13 (NO.13 of a plant with Rc-MYC complemented to Nipponbare with the rcrd genotype). (G) tRc with Rcrd genotype. (H) Rc-MYB1 (a plant with Rc-MYB1 complemented to Nipponbare with the rcrd genotype). (I) Rc-MYB2 (a plant in which Rc-MYB2 is complemented to Nipponbare with the rcrd genotype). RcとRdによる玄米色の制御モデルを示す図である。It is a figure which shows the control model of the brown rice color by Rc and Rd. Rc-MYCの構造(カサラス)を示す図である。箱はエクソンを、水平の線はイントロンをそれぞれ示す。上向きの黒い三角は日本晴における欠失を、下向きの白い三角は日本晴における挿入変異をそれぞれ示す。It is a figure which shows the structure (casalas) of Rc-MYC. Boxes indicate exons and horizontal lines indicate introns. An upward black triangle indicates a deletion in Nihonbare, and a downward white triangle indicates an insertion mutation in Nihonbare. Rc-MYCの第7エクソンに存在する14 bpの欠失変異の多型解析を示す図である。用いたサンプルは、玄米色が赤いRcRdの遺伝子型をもつO. sativa からIndicaタイプのKasalath(カサラス)、Japonicaタイプのトボシ(TOBOSHI)、アカマイアサヒ(AKAMAIASAH)、アカマイ(AKAMAI)、宝満新田稲(HOUMAN)、ダネマ(DANEMA)O.rufipogonからは、DAMA/THAI/86/148 (O.R.D)とCOL/THAILAND/1990/MAFF/181 (O.R.C)を用いた。玄米色が赤褐色のRcrdの遺伝子型を持つものについては、NILであるtRcとCOL/KAGOSHIMA/1963 MAJIRI/1187 (col-kago)を用いた。玄米色が白いrcrdの遺伝子型を持つものについては、日本晴(nipponbare)、コシヒカリ(Koshi)、台中65号(T65)、ドウゴワセ(DOUGO)、ミトニシキ(MITONISHIKI)、フサクモチ(FUSAKUMOCHI)、シミズシラズ(SHIMIZU)を用いた。着色(赤及び赤褐)と白色の関係は欠失のある・なしと一致することから、当該遺伝子の着色への関与が図16の結果に加えて証明された。It is a figure which shows the polymorphism analysis of the deletion mutation of 14 bp which exists in the 7th exon of Rc-MYC. Samples used were O. sativa with brown RcRd genotype, brown rice color, Indica type Kasalath, Japonica type Toboshi (TOBOSHI), Akamai Asahi (AKAMAIASAH), Akamai (AKAMAI), Homan Nitta DAMA / THAI / 86/148 (ORD) and COL / THAILAND / 1990 / MAFF / 181 (ORC) were used from rice (HOUMAN) and Danema (DANEMA) O.rufipogon. For the brown rice with a reddish brown Rcrd genotype, NIL tRc and COL / KAGOSHIMA / 1963 MAJIRI / 1187 (col-kago) were used. For those with brown rice rcrd genotypes, Nihonbare (nipponbare), Koshihikari (Koshi), Taichung 65 (T65), Dougowase (DOUGO), Mitonishiki (MITONISHIKI), FUSAKUMOCHI, Shimizu Shiraz (SHIMIZU) Was used. Since the relationship between coloring (red and reddish brown) and white coincides with the presence or absence of the deletion, the involvement of the gene in coloring was proved in addition to the results of FIG. Rc-MYCの系統解析を示す図である。bHLHドメインを持つ、アミノ酸配列をClastal Xを用いてアラインメントした。系統樹の作成、Boots strap valueはClastal X上のNJ法、最節約法を用いて計算した。それぞれIN1,Lc, R-S, B-Peruはトウモロコシ、Raはイネ、TT8はアラビドプシス、JAF13はペチュニア、DELILAは金魚草のアントシアニン合成系制御因子である。It is a figure which shows the systematic analysis of Rc-MYC. Amino acid sequences with bHLH domains were aligned using Clastal X. The creation of the phylogenetic tree and the Boots strap value were calculated using the NJ method on Clastal X and the most saving method. IN1, Lc, R-S, and B-Peru are corn, Ra is rice, TT8 is Arabidopsis, JAF13 is petunia, and DELILA is an anthocyanin synthesis regulator of goldfish. 本発明のRc(MYC)およびRd(DFR)遺伝子の近傍に存在し、本発明の育種方法に利用可能なDNAマーカーの具体例を示す図である。FIG. 3 is a view showing a specific example of a DNA marker that is present in the vicinity of the Rc (MYC) and Rd (DFR) genes of the present invention and can be used in the breeding method of the present invention.

Claims (30)

植物体もしくはその種子を着色させる機能、または、植物体もしくはその種子へタンニン類を蓄積させる機能を有する植物由来のタンパク質をコードする、下記(a)〜(e)のいずれかに記載のDNA。
(a)配列番号:3または6〜8のいずれかに記載のアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA。
(b)配列番号:1または4に記載の塩基配列のコード領域を含むDNA。
(c)配列番号:2または5に記載の塩基配列からなるDNA
(d)配列番号:3または6〜8のいずれかに記載のアミノ酸配列において1または複数のアミノ酸が置換、欠失、付加、および/または挿入されたアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA。
(e)配列番号:1または4に記載の塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
The DNA according to any one of the following (a) to (e), which encodes a plant-derived protein having a function of coloring a plant body or its seed or a function of accumulating tannins in the plant body or its seed.
(A) DNA encoding a protein comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 or 6-8.
(B) DNA comprising the coding region of the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 or 4.
(C) DNA comprising the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 2 or 5
(D) DNA encoding a protein comprising an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted, added, and / or inserted in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 or 6-8.
(E) A DNA that hybridizes under stringent conditions with a DNA comprising the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 or 4.
植物が単子葉植物である、請求項1に記載のDNA。   The DNA according to claim 1, wherein the plant is a monocotyledonous plant. 単子葉植物がイネである、請求項2に記載のDNA。   The DNA according to claim 2, wherein the monocotyledonous plant is rice. 請求項1〜3のいずれかに記載のDNAによりコードされるタンパク質。   A protein encoded by the DNA according to any one of claims 1 to 3. 請求項1〜3のいずれかに記載のDNAを含むベクター。   A vector comprising the DNA according to any one of claims 1 to 3. 請求項5に記載のベクターが導入された宿主細胞。   A host cell into which the vector according to claim 5 has been introduced. 請求項5に記載のベクターが導入された植物細胞。   A plant cell into which the vector according to claim 5 has been introduced. 請求項7に記載の植物細胞を含む形質転換植物体。   A transformed plant comprising the plant cell according to claim 7. 請求項8に記載の形質転換植物体の子孫またはクローンである、形質転換植物体。   A transformed plant that is a descendant or clone of the transformed plant according to claim 8. 請求項8または9に記載の形質転換植物体の繁殖材料。   The propagation material of the transformed plant body of Claim 8 or 9. 請求項6に記載の宿主細胞を培養し、該細胞またはその培養上清から組換えタンパク質を回収する工程を含む、請求項4に記載のタンパク質の製造方法。   The method for producing a protein according to claim 4, comprising a step of culturing the host cell according to claim 6 and recovering the recombinant protein from the cell or a culture supernatant thereof. 請求項4に記載のタンパク質に結合する抗体。   An antibody that binds to the protein of claim 4. 請求項1〜3のいずれかに記載のDNAの塩基配列またはその相補配列に相補的な少なくとも15の連続する塩基を含むポリヌクレオチド。   A polynucleotide comprising at least 15 consecutive bases complementary to the base sequence of the DNA according to any one of claims 1 to 3 or a complementary sequence thereof. 下記(a)〜(c)のいずれかを有効成分として含有する、植物体着色化剤。
(a)請求項1〜3のいずれかに記載のDNA
(b)請求項4に記載のタンパク質
(c)請求項5に記載のベクター
The plant body coloring agent which contains either of following (a)-(c) as an active ingredient.
(A) DNA according to any one of claims 1 to 3
(B) The protein according to claim 4 (c) The vector according to claim 5
下記(a)〜(c)のいずれかを有効成分として含有する、タンニン類蓄積剤。
(a)請求項1〜3のいずれかに記載のDNA
(b)請求項4に記載のタンパク質
(c)請求項5に記載のベクター
A tannin accumulating agent containing any of the following (a) to (c) as an active ingredient.
(A) DNA according to any one of claims 1 to 3
(B) The protein according to claim 4 (c) The vector according to claim 5
下記(a)〜(c)のいずれかを有効成分として含有する、植物体脱色化剤。
(a)請求項1〜3のいずれかに記載のDNAの転写産物またはその一部に対するアンチセンス核酸
(b)請求項1〜3のいずれかに記載のDNAの転写産物を特異的に開裂するリボザイム活性を有する核酸
(c)請求項1〜3のいずれかに記載のDNAの発現をRNAi効果による阻害作用を有する核酸
The plant body decoloring agent which contains either of following (a)-(c) as an active ingredient.
(A) an antisense nucleic acid for the transcription product of the DNA according to any one of claims 1 to 3 or a part thereof; (b) specifically cleaving the transcription product of the DNA according to any one of claims 1 to 3; Nucleic acid having ribozyme activity (c) Nucleic acid having an inhibitory action due to RNAi effect on expression of DNA according to any one of claims 1
請求項1〜3のいずれかに記載のDNA、または、請求項5に記載のベクターを植物細胞へ導入し、該植物細胞から植物体を再生させる工程を含む、形質転換植物体の製造方法。   A method for producing a transformed plant comprising the steps of introducing the DNA according to any one of claims 1 to 3 or the vector according to claim 5 into a plant cell and regenerating the plant from the plant cell. 請求項1〜3のいずれかに記載のDNAを植物体の細胞内で発現させる工程を含む、植物体もしくはその種子を着色させる、または植物体もしくはその種子にタンニン類を蓄積させる方法。   A method for coloring a plant or its seed, or accumulating tannins in the plant or its seed, comprising the step of expressing the DNA according to any one of claims 1 to 3 in a cell of the plant. 請求項1〜3のいずれかに記載のDNAを植物体の細胞内で発現させる工程を含む、着色した、もしくはタンニン類が蓄積した植物体もしくはその種子の製造方法。   A method for producing a colored or tannin-accumulated plant or a seed thereof, comprising the step of expressing the DNA according to any one of claims 1 to 3 in a cell of the plant. 請求項1〜3のいずれかに記載のDNA、または請求項5に記載のベクターを植物細胞へ導入する工程を含む、請求項18または19に記載の方法。   The method of Claim 18 or 19 including the process of introduce | transducing the DNA in any one of Claims 1-3, or the vector of Claim 5 into a plant cell. 下記工程(a)および(b)を含む、請求項18または19に記載の方法。
(a)請求項1〜3のいずれかに記載のDNAを有する植物と交雑させる工程を含む、
(b)前記DNAを有する植物改変体を選抜する工程
The method according to claim 18 or 19, comprising the following steps (a) and (b).
(A) including a step of crossing with a plant having the DNA according to any one of claims 1 to 3,
(B) A step of selecting a plant variant having the DNA
着色した種子、もしくはタンニン類が蓄積した種子を有する植物を育種する方法であって、下記工程(a)〜(d)を含む育種方法。
(a)植物Aと、請求項1〜3のいずれかに記載のDNAを有する他の植物Bを交雑させ、F1を作出する工程
(b)前記F1と前記植物Aを交雑させる工程
(c)前記DNAを有する植物を選抜する工程
(d)工程(c)によって選抜された植物と、前記植物Aを交雑させる工程
A method for breeding a plant having a colored seed or a seed having accumulated tannins, the method comprising the following steps (a) to (d):
(A) crossing the plant A and another plant B having the DNA according to any one of claims 1 to 3 to produce F1 (b) crossing the F1 and the plant A (c) A step of selecting a plant having the DNA (d) a step of crossing the plant A selected by the step (c) with the plant A
前記工程(c)において、植物ゲノム中の請求項1〜3のいずれかに記載のDNA配列、またはその周辺配列に存在するDNAマーカーを利用して選抜されることを特徴とする、請求項22に記載の方法。   In the step (c), the DNA sequence according to any one of claims 1 to 3 in the plant genome or a DNA marker existing in the peripheral sequence is used for selection. The method described in 1. 植物に内在する遺伝子であって、植物体もしくはその種子を着色させる機能、または、植物体もしくはその種子へタンニン類を蓄積させる機能を有するタンパク質をコードする遺伝子の発現を抑制する工程を含む、脱色された植物体もしくはその種子の製造方法。   Decolorization comprising the step of suppressing the expression of a gene that is endogenous to a plant and that encodes a protein having a function of coloring the plant body or its seed or a function of accumulating tannins in the plant body or its seed For producing a plant body or a seed thereof. 植物がイネである、請求項17〜24のいずれかに記載の方法。   The method according to any one of claims 17 to 24, wherein the plant is rice. 請求項18〜25のいずれかに記載の方法によって取得される植物体、またはその種子。   A plant obtained by the method according to any one of claims 18 to 25, or a seed thereof. 人為的に作製された植物体もしくはその種子であって、請求項1〜3のいずれかに記載のDNAを有し着色されていることを特徴とする植物体もしくはその種子。   An artificially produced plant or seed thereof, wherein the plant or seed is characterized by having the DNA of any one of claims 1 to 3 and being colored. 人為的に作製された植物体もしくはその種子であって、請求項1〜3のいずれかに記載のDNAを有しタンニン類が蓄積していることを特徴とする植物体もしくはその種子。   An artificially produced plant or seed thereof, wherein the plant or seed thereof has the DNA of any one of claims 1 to 3 and tannins are accumulated therein. 植物に内在する遺伝子であって、植物体もしくはその種子を着色させる機能、または、植物体もしくはその種子へタンニン類を蓄積させる機能を有するタンパク質をコードする遺伝子の発現が人為的に抑制され、脱色されていることを特徴とする植物体もしくはその種子。   Expression of a gene encoding a protein that is endogenous to a plant and has a function of coloring the plant body or its seed or a function of accumulating tannins in the plant body or its seed is artificially suppressed and decolorized A plant or its seed characterized by being made. 植物がイネである、請求項27〜29のいずれかに記載の植物体もしくはその種子。   30. The plant body or the seed thereof according to any one of claims 27 to 29, wherein the plant is rice.
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