JP2008212067A - Method for preparation of plant resistant to plant virus and use thereof - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plant virus-resistant plant having high resistance to plant viruses. <P>SOLUTION: The method for the preparation of a plant virus-resistant plant comprises a step to increase the plant virus proliferation suppressing activity in a plant body by a polypeptide binding to the genom RNA of the plant virus to suppress the proliferation of the plant virus. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、植物ウイルス抵抗性植物の製造方法及びその利用に関するものである。より詳細には、植物ウイルスのゲノムRNAに結合して植物ウイルスの増殖を抑制する活性を有するポリペプチドを利用した、植物ウイルス抵抗性植物の製造方法及びその利用に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a plant virus-resistant plant and its use. More specifically, the present invention relates to a method for producing a plant virus-resistant plant using a polypeptide having an activity of binding to a plant RNA genomic RNA and suppressing the growth of the plant virus and the use thereof.

植物ウイルスによる病害は、作物の収量や質に重篤な影響を与える。これまで、ウイルス病に対抗する策として、罹病株の早期発見・除去による感染拡大阻止、媒介昆虫の防除、弱毒ウイルスによるクロスプロテクション等が活用されている。また、自然界には特定のウイルスに対する抵抗性を賦与する遺伝子座が知られ、それらのうちいくつかは実際に作物に導入されて実績を上げている。ウイルスゲノムの一部を植物ゲノムに導入することにより植物にウイルス抵抗性を賦与する手法(pathogen-derived resistance)も、有効な対抗策のひとつとして期待されている。   Diseases caused by plant viruses can seriously affect crop yield and quality. Until now, as countermeasures against viral diseases, prevention of spread of infection by early detection and removal of diseased strains, control of vector insects, cross-protection by attenuated viruses, and the like have been utilized. In addition, there are known loci in nature that confer resistance to specific viruses, and some of them have actually been introduced into crops. A technique for imparting virus resistance to plants by introducing a part of the virus genome into the plant genome (pathogen-derived resistance) is also expected as an effective countermeasure.

病害の原因となる植物ウイルスとして、例えばトバモウイルス(Tobamovirus)が挙げられる。トバモウイルスは、アルファウイルス・スーパーファミリーに属するプラス鎖RNAウイルスである。トバモウイルスのメンバーとしては、例えば、タバコモザイクウイルス(Tobacco mosaic virus)及びトマトモザイクウイルス(Tomato mosaic virus、以下「ToMV」ともいう)を挙げることができる。   An example of a plant virus that causes disease is Tobamovirus. Tobamovirus is a plus-strand RNA virus belonging to the alphavirus superfamily. Examples of tobamovirus members include tobacco mosaic virus and tomato mosaic virus (hereinafter also referred to as “ToMV”).

プラス鎖RNAウイルスは、ウイルス粒子内にmRNAとして機能する1本鎖RNA(極性のRNA)をゲノムとしてもつ。トバモウイルスを含む植物ウイルスの大多数、及びC型肝炎ウイルスやポリオウイルス等の動物ウイルスの多くは、プラス鎖RNAウイルスである。プラス鎖RNAウイルスが宿主細胞内に侵入すると、ゲノムRNAより複製に関与するタンパク質(複製タンパク質)が翻訳される。複製タンパク質は自身のゲノムRNAを認識し、宿主細胞のオルガネラ膜の細胞質側表面にRNA複製複合体を形成する。RNA複製複合体は、プラス鎖と相補的なマイナス鎖RNAを介して、ゲノムプラス鎖RNA(子孫ゲノムRNA)を複製する(非特許文献1及び2を参照)。また、複製の際に生じたサブゲノムRNAを介してウイルスの移行タンパク質及び外被タンパク質が翻訳される。この移行タンパク質が発現するとウイルスゲノムRNAは植物のプラズモデスマータを通って隣接する細胞へと移行する(非特許文献3を参照)。   The plus-strand RNA virus has a single-stranded RNA (polar RNA) functioning as mRNA in the virus particle as a genome. The majority of plant viruses, including tobamoviruses, and many animal viruses such as hepatitis C virus and poliovirus are positive-strand RNA viruses. When a plus-strand RNA virus enters a host cell, a protein involved in replication (replication protein) is translated from genomic RNA. The replication protein recognizes its own genomic RNA and forms an RNA replication complex on the cytoplasmic surface of the organelle membrane of the host cell. The RNA replication complex replicates genomic plus-strand RNA (offspring genomic RNA) via minus-strand RNA complementary to the plus strand (see Non-Patent Documents 1 and 2). In addition, the translocation protein and coat protein of the virus are translated through the subgenomic RNA generated during replication. When this translocation protein is expressed, the viral genomic RNA translocates to the adjacent cells through the plant plasmodesmata (see Non-Patent Document 3).

トバモウイルスを原因とする病害を防ぐ方法としては、例えば、トバモウイルスの移行タンパク質に結合するタンパク質を植物で発現させる方法や(例えば特許文献1)、ウイルスの増殖に必要な宿主因子を同定し、それらの発現抑制により植物にウイルス抵抗性を賦与する方法(例えば非特許文献3を参照)等が提案されている。
国際公開第03/022039号パンフレット(2003年3月20日公開) Buck, K. W., Comparison of the replication of positive-stranded RNA viruses of plants and animals., Adv. Vrius Res., 1996, 47, 159-251 Schwartz, M., Chen, J., Janda, M., Sullivan, M., den Boon, J., and Ahlquist, P., A positive-strand RNA virus replicationcomplex parallels form and function of retrovirus capsids., Mol. Cell, 2002, 9, 505-514 Lucas, W. J., Plant viral movement proteins: Agents for cell-to-cell trafficking of viral genomes., Virology, 2006,344,169,184 Asano et al., Tobamovirus-resistant tobacco generated by RNA interference directed against host genes.,FEBS Lett., 2005, 579(20), 4479-4484
Methods for preventing diseases caused by tobamovirus include, for example, a method of expressing a protein that binds to a tobamovirus transfer protein in plants (for example, Patent Document 1), identifying host factors necessary for virus growth, A method of imparting virus resistance to plants by suppressing expression (for example, see Non-Patent Document 3) has been proposed.
International Publication No. 03/022039 Pamphlet (published on March 20, 2003) Buck, KW, Comparison of the replication of positive-stranded RNA viruses of plants and animals., Adv.Vrius Res., 1996, 47, 159-251 Schwartz, M., Chen, J., Janda, M., Sullivan, M., den Boon, J., and Ahlquist, P., A positive-strand RNA virus replicationcomplex parallels form and function of retrovirus capsids., Mol. Cell, 2002, 9, 505-514 Lucas, WJ, Plant viral movement proteins: Agents for cell-to-cell trafficking of viral genomes., Virology, 2006,344,169,184 Asano et al., Tobamovirus-resistant tobacco generated by RNA interference directed against host genes., FEBS Lett., 2005, 579 (20), 4479-4484

しかし、現在、植物に対して遺伝的にウイルス抵抗性を賦与することの可能な、宿主遺伝子に関する知見はわずかである。そして、将来、抵抗性を打破するウイルスが出現する可能性を考慮すると、標的遺伝子の幅広いレパートリーを確保しておくことが要求される。つまり、現在、ウイルス抵抗性賦与のために利用されている宿主遺伝子も、将来、当該抵抗性を打破するウイルスの出現によって無効になる可能性を有する。例えば特許文献1や非特許文献3の方法で、植物に賦与された抵抗性に関しても、将来、当該抵抗性を打破するウイルスが現われる可能性は否定できない。   However, there is currently little knowledge of host genes that can genetically confer virus resistance to plants. In consideration of the possibility that a virus that breaks resistance will appear in the future, it is required to secure a wide repertoire of target genes. That is, a host gene currently used for conferring virus resistance has a possibility of becoming invalid in the future due to the appearance of a virus that breaks down the resistance. For example, regarding the resistance imparted to plants by the methods of Patent Document 1 and Non-Patent Document 3, the possibility that a virus that breaks down the resistance will appear in the future cannot be denied.

また、Pathogen-derived resistanceは植物種を選ばずにウイルス抵抗性の賦与ができる利点をもつが、導入配列との組み換え等により新しいウイルスが生み出されてしまう危険性も指摘されている(例えば、Goldbach et al., Resistance mechanisms to plant viruses: an overview. Virus Res., 2003, 92, 207-212を参照)。   Pathogen-derived resistance has the advantage that virus resistance can be conferred regardless of plant species, but the risk of new viruses being generated by recombination with the introduced sequence has also been pointed out (for example, Goldbach et al., Resistance mechanisms to plant viruses: an overview. See Virus Res., 2003, 92, 207-212).

そこで、ウイルス抵抗性を賦与することが可能な遺伝子をできるだけ多く揃えておき、それらを複合的に使用することが要求される。   Therefore, it is required to prepare as many genes that can confer virus resistance as much as possible and to use them in a complex manner.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、植物ウイルスに対して高い抵抗性を有する植物ウイルス抵抗性植物を提供することにある。   This invention is made | formed in view of the said problem, The objective is to provide the plant virus resistant plant which has high resistance with respect to a plant virus.

本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、トバモウイルスのゲノムRNAに結合してトバモウイルスの増殖を抑制するタンパク質を新たに見出した。そして、当該タンパク質を過剰発現させることでトバモウイルスの増殖を抑制することができることを見出して、本発明の完成に至った。即ち、本発明は、以下の発明を包含する。   As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors have newly found a protein that binds to the genomic RNA of tobamovirus and suppresses the proliferation of tobamovirus. And it discovered that the proliferation of a tobamovirus could be suppressed by overexpressing the said protein, and came to completion of this invention. That is, the present invention includes the following inventions.

本発明に係る植物ウイルス抵抗性植物の製造方法は、植物体内において、植物ウイルスのゲノムRNAに結合して植物ウイルスの増殖を抑制するポリペプチドによる、植物ウイルスの増殖抑制活性を昂進させる工程を含むことを特徴としている。   The method for producing a plant virus-resistant plant according to the present invention includes a step of promoting plant virus growth inhibitory activity by a polypeptide that binds to plant virus genomic RNA and suppresses plant virus growth in the plant body. It is characterized by that.

本発明に係る植物ウイルス抵抗性植物の製造方法では、上記ポリペプチドは、以下の(a)又は(b)に記載のポリペプチドであることがより好ましい:
(a)配列番号1もしくは2に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド;
(b)配列番号1もしくは2に示されるアミノ酸配列に示されるアミノ酸配列において、1個もしくは数個のアミノ酸が欠失、挿入、置換、もしくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ植物ウイルス増殖抑制活性を有するポリペプチド。
In the method for producing a plant virus resistant plant according to the present invention, the polypeptide is more preferably a polypeptide described in the following (a) or (b):
(A) a polypeptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 or 2;
(B) An amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2, consisting of an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, inserted, substituted, or added, and has plant virus growth inhibitory activity A polypeptide having

本発明に係る植物ウイルス抵抗性植物の製造方法では、上記工程は、植物体内において、上記ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを導入することにより行なうことがより好ましい。   In the method for producing a plant virus-resistant plant according to the present invention, the step is more preferably performed by introducing a polynucleotide encoding the polypeptide into the plant body.

本発明に係る植物ウイルス抵抗性植物の製造方法では、上記ポリヌクレオチドは、以下の(c)、(d)又は(e)に記載のポリヌクレオチドであることがより好ましい:
(c)配列番号3もしくは4に示される塩基配列からなるポリヌクレオチド;
(d)配列番号3もしくは4に示される塩基配列において、1個もしくは数個の塩基が欠失、挿入、置換、もしくは付加された塩基配列からなるポリヌクレオチド;
(e)配列番号3もしくは4に示される塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチド。
In the method for producing a plant virus resistant plant according to the present invention, the polynucleotide is more preferably a polynucleotide described in the following (c), (d) or (e):
(C) a polynucleotide comprising the base sequence represented by SEQ ID NO: 3 or 4;
(D) a polynucleotide comprising a base sequence in which one or several bases have been deleted, inserted, substituted or added in the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 or 4;
(E) a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions with a polynucleotide comprising a base sequence complementary to the base sequence represented by SEQ ID NO: 3 or 4.

本発明に係る植物ウイルス抵抗性植物の製造方法では、上記植物ウイルスは、トバモウイルスであることがより好ましい。   In the method for producing a plant virus resistant plant according to the present invention, the plant virus is more preferably a tobamovirus.

本発明に係る植物ウイルス抵抗性植物の製造キットは、上記課題を解決するために、植物ウイルスのゲノムRNAに結合するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを備えていることを特徴としている。   In order to solve the above-mentioned problems, the kit for producing a plant virus-resistant plant according to the present invention is characterized by comprising a polynucleotide encoding a polypeptide that binds to a plant virus genomic RNA.

本発明に係る植物ウイルス抵抗性植物のスクリーニング方法は、上記課題を解決するために、植物体内の、植物ウイルスのゲノムRNAに結合するポリペプチドの蓄積量、及び植物ウイルスのゲノムRNAに結合するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの発現量のうち、少なくとも一方の量を測定する工程を含むことを特徴としている。   In order to solve the above-mentioned problems, the screening method for a plant virus resistant plant according to the present invention comprises an accumulation amount of a polypeptide that binds to a plant virus genomic RNA and a polypeptide that binds to the plant virus genomic RNA. It includes a step of measuring at least one of the expression levels of the polynucleotide encoding the peptide.

本発明に係る植物ウイルス抵抗性植物のスクリーニングキットは、上記課題を解決するために、植物ウイルスのゲノムRNAに結合するポリペプチドと特異的に結合する抗体、及び植物ウイルスのゲノムRNAに結合するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドと特異的に結合するプローブのうち、少なくとも一方を備えることを特徴としている。   In order to solve the above problems, a plant virus-resistant plant screening kit according to the present invention comprises an antibody that specifically binds to a polypeptide that binds to a plant virus genomic RNA, and a polypeptide that binds to a plant virus genomic RNA. It comprises at least one of probes that specifically bind to a polynucleotide encoding a peptide.

本発明に係る植物ウイルス抵抗性植物は、上記課題を解決するために、上記のいずれかに記載の本発明に係る植物ウイルス抵抗性植物の製造方法により製造されることを特徴としている。また、植物ウイルスのゲノムRNAに結合するポリペプチドによる植物ウイルスの増殖抑制活性が、昂進されていることを特徴としている。   In order to solve the above-mentioned problems, the plant virus-resistant plant according to the present invention is produced by the method for producing a plant virus-resistant plant according to the present invention described above. Further, the present invention is characterized in that the plant virus growth inhibitory activity by the polypeptide that binds to the plant virus genomic RNA is promoted.

本発明に係る植物ウイルス抵抗性植物の製造方法は、以上のように、植物体内において、植物ウイルスのゲノムRNAに結合して植物ウイルスの増殖を抑制するポリペプチドによる、植物ウイルスの増殖抑制活性を昂進させる工程を含むので、植物ウイルスに対して高い抵抗性を有する植物ウイルス抵抗性植物を提供することができるという効果を奏する。   As described above, the method for producing a plant virus resistant plant according to the present invention has a plant virus growth inhibitory activity by a polypeptide that binds to a plant virus genomic RNA and suppresses the growth of the plant virus in the plant body. Since the step of promoting is included, the plant virus-resistant plant having high resistance to the plant virus can be provided.

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

<1.植物ウイルス抵抗性植物の製造方法>
本発明に係る植物ウイルス抵抗性植物の製造方法は、植物体内において、植物ウイルスのゲノムRNAに結合して植物ウイルスの増殖を抑制するポリペプチドによる、植物ウイルスの増殖抑制活性を昂進させる工程を含めばよい。
<1. Method for producing plant virus resistant plant>
The method for producing a plant virus-resistant plant according to the present invention includes a step of promoting plant virus growth inhibitory activity by a polypeptide that binds to plant virus genomic RNA and suppresses plant virus growth in the plant body. That's fine.

植物ウイルスのゲノムRNAに結合して、かつ当該植物ウイルスの増殖を阻害するポリペプチドの活性を昂進することで、植物ウイルスの増殖を抑制することができる。これにより、植物ウイルスに対する抵抗性が向上した植物を製造することができる。これにより、様々な植物ウイルスに対する抵抗性が賦与された植物ウイルス抵抗性植物を製造することができる。   By promoting the activity of a polypeptide that binds to the genomic RNA of a plant virus and inhibits the growth of the plant virus, the growth of the plant virus can be suppressed. Thereby, the plant with improved resistance to plant viruses can be produced. Thereby, the plant virus resistant plant to which the resistance with respect to various plant viruses was provided can be manufactured.

本発明に係る植物ウイルス抵抗性植物の製造方法で、植物に賦与する抵抗性の対象となる植物ウイルスとしては、ゲノムをRNAとするウイルスである限り限定されるものではなく、例えば、プラス鎖RNAウイルス等が挙げられるが、中でも後述するBTRポリペプチド等を用いれば、トバモウイルスに対する抵抗性を好適に賦与することができる。   In the method for producing a plant virus resistant plant according to the present invention, the plant virus to be resistant to plants is not limited as long as it is a virus whose genome is RNA, for example, plus strand RNA Although a virus etc. are mentioned, if the BTR polypeptide etc. mentioned later are used among them, the resistance with respect to a tobamovirus can be provided suitably.

そこで、本実施の形態では、トバモウイルスに対する抵抗性を賦与したトバモウイルス抵抗性植物を製造する方法について説明するが、本発明の精神の範囲内で、様々な植物ウイルスに対する抵抗性を賦与した植物ウイルス抵抗性植物を製造することができる。   Therefore, in the present embodiment, a method for producing a tobamovirus-resistant plant imparted with resistance against tobamovirus will be described. However, within the spirit of the present invention, plant virus resistance imparted with resistance against various plant viruses. Sex plants can be produced.

ここで、トバモウイルスとは、トバモウイルス属に属するウイルスをいう。トバモウイルス属に属するウイルスとしては、例えば、Cucumber green mottle mosaic virus(CGMMV)、Frangipani mosaic virus(FrMV)、Kyuri green mottle mosaic virus(KGMMV)、Obuda pepper virus(ObPV、)、Odontoglossum ringspot virus(ORSV)、Paprika mild mottle virus(PaMMV)、Pepper mild mottle virus(PMMV)、Ribgrass mosaic virus(RMV)、Sammons’s Opuntia virus(SOV)、Sunn-hemp mosaic virus(SHMV)、Tobacco mild green mosaic virus(TMGMV)、Tobacco mosaic virus(TMV)、Tomato mosaic virus(ToMV)、Turnip vein-cleaning virus(TVCV)、Ullucus mild mottle virus(UMMV)、Yucari mosaic virus(YoMV)等が挙げられる。   Here, the tobamovirus refers to a virus belonging to the genus Tobamovirus. Examples of viruses belonging to the genus Tobamovirus include Cucumber green mottle mosaic virus (CGMMV), Frangipani mosaic virus (FrMV), Kyuri green mottle mosaic virus (KGMMV), Obuda pepper virus (ObPV), Odontoglossum ringspot virus (ORSV), Paprika mild mottle virus (PaMMV), Pepper mild mottle virus (PMMV), Ribgrass mosaic virus (RMV), Sammons's Opuntia virus (SOV), Sunn-hemp mosaic virus (SHMV), Tobacco mild green mosaic virus (TMGMV), Tobacco mosaic Examples include viruses (TMV), Tomato mosaic virus (ToMV), Turnip vein-cleaning virus (TVCV), Ullucus mild mottle virus (UMMV), Yucari mosaic virus (YoMV), and the like.

また、トバモウイルスのゲノムRNAに結合してトバモウイルスの増殖を抑制する活性を有するポリペプチドを、以下「BTRポリペプチド」と表記し、当該ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを「btrポリヌクレオチド」と表記する。また、トバモウイルスのゲノムRNAに結合してトバモウイルスの増殖を抑制する活性を「BTR活性」と表記する。なお、「BTR」又は「btr」とは「Binding to Tobamovirus RNA」を略記したものである。また、本明細書において、「トバモウイルスのゲノムRNAに結合するポリペプチドによるトバモウイルスの増殖抑制活性を、昂進させる」とは、BTRポリペプチドによるトバモウイルス増殖抑制活性を、野生株よりも昂進させることを意図するものであり、その昂進の程度を限定するものではない。   In addition, a polypeptide having an activity of binding to tobamovirus genomic RNA and suppressing tobamovirus growth is hereinafter referred to as “BTR polypeptide”, and a polynucleotide encoding the polypeptide is referred to as “btr polynucleotide”. . Moreover, the activity that binds to the genomic RNA of tobamovirus and suppresses the proliferation of tobamovirus is referred to as “BTR activity”. “BTR” or “btr” is an abbreviation of “Binding to Tobamovirus RNA”. Further, in this specification, “to promote the tobamovirus growth inhibitory activity by the polypeptide that binds to the genome RNA of tobamovirus” is intended to promote the tobamovirus growth inhibitory activity by the BTR polypeptide more than the wild type strain. It does not limit the degree of advancement.

〔1−1.BTRポリペプチド及びbtrポリヌクレオチド〕
本発明において、トバモウイルスのゲノムRNAに結合するポリペプチド(BTRポリペプチド)とは、トバモウイルスのゲノムRNAに結合してトバモウイルスの増殖を抑制する活性を示すものである限り、限定されるものではない。
[1-1. BTR polypeptide and btr polynucleotide]
In the present invention, the polypeptide (BTR polypeptide) that binds to the tobamovirus genomic RNA is not limited as long as it binds to the tobamovirus genomic RNA and exhibits the activity of suppressing the proliferation of tobamovirus.

BTRポリペプチドとしては、以下の(a)に記載のポリペプチドを挙げることができる。
(a)配列番号1もしくは2に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド。
Examples of the BTR polypeptide include the polypeptides described in (a) below.
(A) A polypeptide comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 or 2.

配列番号1及び2に示すアミノ酸配列からなるポリペプチドは、それぞれ、GenBankに、アクセッション番号NM_120525、アクセッション番号NM_180433で登録されている。また、配列番号1及び2に示すアミノ酸配列は、GenBankに、アクセッション番号NC_003076で登録されているシロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)のゲノムDNAの内、Locus tag At5g04430で示される遺伝子の塩基配列から生じる2種類のスプライシングバリアントである。   Polypeptides consisting of the amino acid sequences shown in SEQ ID NOs: 1 and 2 are registered in GenBank with accession number NM_120525 and accession number NM_180433, respectively. In addition, the amino acid sequences shown in SEQ ID NOs: 1 and 2 are two types generated from the base sequence of the gene shown by Locus tag At5g04430 among the genomic DNAs of Arabidopsis thaliana registered with GenBank under the accession number NC_003076. Is a splicing variant.

後の実施例で詳述するように、配列番号1及び2に示すアミノ酸配列からなるポリペプチドは、それぞれKHドメインを3個有している。KHドメインはRNA結合ドメインとして知られている。しかし、従来、配列番号1及び2に示すアミノ酸配列からなるポリペプチドの機能は全く不明であった。本発明者らは、後の実施例で説明するように、シロイヌナズナが、ToMVのゲノムRNAに結合してToMVの増殖を抑えるタンパク質を有することを見出した。そして、これを同定した結果、当該タンパク質は配列番号1及び2に示すアミノ酸配列を有することを見出した。本発明は、この全く新たな知見に基づく、当業者といえども容易に想到し得ない発明である。   As will be described in detail in the Examples below, the polypeptides consisting of the amino acid sequences shown in SEQ ID NOs: 1 and 2 each have three KH domains. The KH domain is known as the RNA binding domain. However, conventionally, the function of the polypeptide consisting of the amino acid sequences shown in SEQ ID NOs: 1 and 2 has been completely unknown. The present inventors have found that Arabidopsis thaliana has a protein that binds to the genomic RNA of ToMV and suppresses the growth of ToMV, as will be described in later examples. And as a result of identifying this, it discovered that the said protein has an amino acid sequence shown to sequence number 1 and 2. The present invention is an invention that cannot be easily conceived even by those skilled in the art based on this completely new knowledge.

なお、動物では、ポリC結合タンパク質の一種でKHドメインを有するPCBP2(αCP2)が、ポリオウイルスRNAの5’末端領域に結合して、当該RNAの翻訳効率を高めることが報告されている(Blyn, L. B., Swiderek, K. M., Richards, O., Stahl, D. C., Semler, B. L. and Ehrenfeld, E., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1996, 93, 11115-11120、Blyn, L. B., Towner, J. S., Semler, B. L. and Ehrenfeld, E., J. Virol., 1997, 71, 6243-6246を参照)。つまり、KHドメインを有するポリペプチドとして、従来は、ウイルスのゲノムRNAの翻訳効率を高めるポリペプチドが知られていた。これでは、配列番号1及び2のアミノ酸配列からなるポリペプチドを活性化させることには、当業者といえども容易に想到し得ない。なぜなら、様々なウイルスを原因とした病気が問題となる植物において、KHドメインを有するアミノ酸配列からなるポリペプチドの活性を高めることは、病原となるウイルスを増殖させる恐れすらあるからである。   In animals, PCBP2 (αCP2), which is a kind of poly-C binding protein and has a KH domain, has been reported to bind to the 5 ′ end region of poliovirus RNA and increase the translation efficiency of the RNA (Blyn , LB, Swiderek, KM, Richards, O., Stahl, DC, Semler, BL and Ehrenfeld, E., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1996, 93, 11115-11120, Blyn, LB, Towner, JS Semler, BL and Ehrenfeld, E., J. Virol., 1997, 71, 6243-6246). That is, as a polypeptide having a KH domain, conventionally, a polypeptide that enhances the translation efficiency of viral genomic RNA has been known. In this case, even a person skilled in the art cannot easily conceive activation of the polypeptide consisting of the amino acid sequences of SEQ ID NOs: 1 and 2. This is because increasing the activity of a polypeptide comprising an amino acid sequence having a KH domain in plants in which diseases caused by various viruses cause problems may even cause the virus that causes the disease to grow.

また、一実施形態においてBTRポリペプチドは、BTRポリペプチドの変異体である。このような変異体としては、以下の(b)に記載のポリペプチドを挙げることができる。
(b)配列番号1もしくは2に示されるアミノ酸配列に示されるアミノ酸配列において、1個もしくは数個のアミノ酸が欠失、挿入、置換、もしくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつトバモウイルス増殖抑制活性を有するポリペプチド。
In one embodiment, the BTR polypeptide is a variant of the BTR polypeptide. Examples of such mutants include the polypeptides described in the following (b).
(B) In the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 or 2, the amino acid sequence consists of an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, inserted, substituted or added, and has a tobamovirus growth inhibitory activity. Having a polypeptide.

このような変異体には、欠失、挿入、逆転、反復及びタイプ置換(例えば、親水性残基の別の残基への置換、しかし通常は強く親水性の残基を強く疎水性の残基には置換しない)を含む変異体が含まれる。   Such variants include deletions, insertions, inversions, repeats and type substitutions (eg, replacement of a hydrophilic residue with another residue, but usually leaving a strongly hydrophilic residue strongly hydrophobic). Variants that contain no substitution on the group are included.

ポリペプチドを構成するアミノ酸配列中のいくつかのアミノ酸が、このポリペプチドの構造又は機能に有意に影響することなく容易に改変され得ることは、当該分野において周知である。さらに、人為的に改変させるだけではく、天然のタンパク質において、当該タンパク質の構造又は機能を有意に変化させない変異体が存在することもまた周知である。   It is well known in the art that some amino acids in the amino acid sequence that make up a polypeptide can be easily modified without significantly affecting the structure or function of the polypeptide. Furthermore, it is also well known that there are mutants in natural proteins that do not change artificially, but do not significantly alter the structure or function of the protein.

当業者は、周知技術を使用してポリペプチドのアミノ酸配列において1個又は数個のアミノ酸を容易に変異させることができる。例えば、公知の点変異導入法に従えば、ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの任意の塩基を変異させることができる。また、ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの任意の部位に対応するプライマーを設計して欠失変異体又は付加変異体を作製することができる。さらに、本明細書中に記載されるBTRポリペプチドの蓄積量やbtrポリヌクレオチドの発現量を測定する方法等を用いれば、作製した変異体が所望のトバモウイルスの増殖を抑制するか否かを容易に決定することができる。   One skilled in the art can readily mutate one or several amino acids in the amino acid sequence of a polypeptide using well-known techniques. For example, according to a known point mutation introduction method, an arbitrary base of a polynucleotide encoding a polypeptide can be mutated. In addition, a deletion mutant or an addition mutant can be prepared by designing a primer corresponding to an arbitrary site of a polynucleotide encoding a polypeptide. Furthermore, if the method for measuring the amount of BTR polypeptide accumulation or btr polynucleotide expression described in the present specification is used, it can be easily determined whether the prepared mutant suppresses the growth of the desired tobamovirus. Can be determined.

代表的に保存性置換と見られるのは、脂肪族アミノ酸Ala、Val、Leu及びIleの中での1つのアミノ酸から別のアミノ酸への置換;ヒドロキシル残基Ser及びThrの交換、酸性残基Asp及びGluの交換、アミド残基Asn及びGlnの間の置換、塩基性残基Lys及びArgの交換、並びに芳香族残基Phe、Tyrの間の置換である。   Typical conservative substitutions are substitutions from one amino acid to another in the aliphatic amino acids Ala, Val, Leu and Ile; exchange of hydroxyl residues Ser and Thr, acidic residue Asp And Glu exchange, substitution between amide residues Asn and Gln, exchange of basic residues Lys and Arg, and substitution between aromatic residues Phe, Tyr.

上述の(a)及び(b)に記載のBTRポリペプチドは、トバモウイルスのゲノムRNAの5’末端領域に結合するものである。より具体的には、上記(a)及び(b)に記載のBTRポリペプチドは、トバモウイルスのゲノムRNAの、5’末端の1〜277位のRNAに結合するものである。ただし、BTR活性を有するポリペプチドが結合するトバモウイルスのゲノムRNA上の領域はこれに限定されるものではない。つまり、トバモウイルスのゲノムRNAに結合した上で、トバモウイルスの増殖を抑制するものであればよい。例えば、トバモウイルスではウイルスのゲノムRNAの5’末端領域に加えて3’末端非翻訳領域(6280〜6384位)も自身の増殖に必須の役割を果たしている(Takamatsu, N., Watanabe, Y., Meshi, T. and Okada, Y., J. Virol., 1990, 64, 3686-3693、Takamatsu, N., Watanabe, Y., Iwasaki, T., Meshi, T. and Okada, Y., J. Virol., 1991, 65, 1619-1622を参照)。従って、3’末端非翻訳領域に結合してその機能を阻害するBTRポリペプチドであっても、効率よくウイルス増殖を抑制することができる。   The BTR polypeptides described in (a) and (b) above bind to the 5 'terminal region of tobamovirus genomic RNA. More specifically, the BTR polypeptides described in the above (a) and (b) bind to RNA at positions 1 to 277 at the 5 'end of tobamovirus genomic RNA. However, the region on the genomic RNA of tobamovirus to which the polypeptide having BTR activity binds is not limited to this. In other words, any substance that binds to the genomic RNA of tobamovirus and suppresses the proliferation of tobamovirus may be used. For example, in Tobamovirus, in addition to the 5 ′ end region of the viral genomic RNA, the 3 ′ end untranslated region (positions 6280-6384) also plays an essential role in its own growth (Takamatsu, N., Watanabe, Y., Meshi, T. and Okada, Y., J. Virol., 1990, 64, 3686-3693, Takamatsu, N., Watanabe, Y., Iwasaki, T., Meshi, T. and Okada, Y., J. Virol., 1991, 65, 1619-1622). Therefore, even a BTR polypeptide that binds to the 3'-terminal untranslated region and inhibits its function can efficiently suppress virus growth.

また、上記(a)及び(b)のBTRポリペプチドは、トバモウイルスに特異的に結合する。本発明においてBTRポリペプチドは、トバモウイルスに結合してトバモウイルスの増殖を抑制するものであれば特に限定されるものではないが、上記(a)及び(b)のBTRポリペプチドのように、トバモウイルスに特異的に結合して増殖を抑制するものであることが好ましい。トバモウイルスに特異的に結合して増殖を抑制するBTRポリペプチドであれば、当該BTRポリペプチドにより植物自体の成長を阻害することがない。つまり、植物自体の成長を阻害することなく、トバモウイルスに対する抵抗性が向上したトバモウイルス抵抗性植物を提供することができる。実際に、後で述べる実施例において本発明者らは、植物の成長が阻害されることなく、トバモウイルスに対する抵抗性が向上した植物を作製している。   In addition, the BTR polypeptides (a) and (b) above specifically bind to tobamovirus. In the present invention, the BTR polypeptide is not particularly limited as long as it binds to the tobamovirus and suppresses the proliferation of the tobamovirus. However, like the BTR polypeptides (a) and (b) above, It is preferably one that specifically binds and suppresses proliferation. A BTR polypeptide that specifically binds to tomovirus and suppresses proliferation does not inhibit the growth of the plant itself by the BTR polypeptide. That is, it is possible to provide a tobamovirus resistant plant having improved resistance to tobamovirus without inhibiting the growth of the plant itself. In fact, in the examples described later, the present inventors have produced plants with improved resistance to tobamoviruses without inhibiting plant growth.

本明細書中で使用される場合、用語「ポリペプチド」は、「ペプチド」又は「タンパク質」と交換可能に使用される。また、ポリペプチドの「フラグメント」は、当該ポリペプチドの部分断片が意図される。また、本明細書中で使用される場合、用語「BTRポリペプチド」は、植物体内でbtrポリヌクレオチドの発現により産生されたもの、天然供給源より単離されたもの、化学合成して得たものをも包含する。なお、用語「単離された」ポリペプチド又はタンパク質は、その天然の環境から取り出されたポリペプチド又はタンパク質が意図される。例えば、宿主細胞中で発現された組換え産生されたポリペプチド及びタンパク質は、任意の適切な技術によって実質的に精製されている天然又は組換えのポリペプチド及びタンパク質と同様に、単離されていると考えられる。   As used herein, the term “polypeptide” is used interchangeably with “peptide” or “protein”. In addition, “fragment” of a polypeptide is intended to be a partial fragment of the polypeptide. Also, as used herein, the term “BTR polypeptide” refers to those produced by expression of btr polynucleotides in plants, those isolated from natural sources, or obtained by chemical synthesis. Also included. Note that the term “isolated” polypeptide or protein is intended to be a polypeptide or protein removed from its natural environment. For example, recombinantly produced polypeptides and proteins expressed in host cells can be isolated in the same manner as natural or recombinant polypeptides and proteins that have been substantially purified by any suitable technique. It is thought that there is.

また、BTRポリペプチドは、天然の精製産物、化学合成手順の産物、及び原核生物宿主又は真核生物宿主(例えば、細菌細胞、酵母細胞、高等植物細胞、昆虫細胞、及び哺乳動物細胞を含む)から組換え技術によって産生された産物を含む。組換え産生手順において用いられる宿主に依存して、グリコシル化され得るか、又は非グリコシル化され得る。さらに、BTRポリペプチドは、いくつかの場合、宿主媒介プロセスの結果として、開始の改変メチオニン残基を含み得る。   BTR polypeptides also include natural purified products, products of chemical synthesis procedures, and prokaryotic or eukaryotic hosts (including, for example, bacterial cells, yeast cells, higher plant cells, insect cells, and mammalian cells). Including products produced by recombinant technology. Depending on the host used in the recombinant production procedure, it can be glycosylated or non-glycosylated. Further, the BTR polypeptide may in some cases contain an initial modified methionine residue as a result of a host-mediated process.

BTRポリペプチドは、アミノ酸がペプチド結合しているポリペプチドであればよいが、これに限定されるものではなく、ポリペプチド以外の構造を含む複合ポリペプチドであってもよい。本明細書中で使用される場合、「ポリペプチド以外の構造」としては、糖鎖及びイソプレノイド基等を挙げることができるが、特に限定されない。   The BTR polypeptide may be any polypeptide in which amino acids are peptide-bonded, but is not limited thereto, and may be a complex polypeptide including a structure other than the polypeptide. As used herein, examples of the “structure other than the polypeptide” include sugar chains and isoprenoid groups, but are not particularly limited.

また、BTRポリペプチドは、付加的なポリペプチドを含むものであってもよい。付加的なポリペプチドとしては、例えば、His、Myc、Flag等のエピトープ標識ポリペプチドが挙げられる。   The BTR polypeptide may also contain an additional polypeptide. Examples of the additional polypeptide include epitope-tagged polypeptides such as His, Myc, and Flag.

本明細書中においてポリペプチド又はタンパク質に関して用いられる場合、用語「変異体」は、BTR活性を有するポリペプチド(すなわち、トバモウイルスのゲノムRNAに結合して増殖を抑制するポリペプチド)が意図され、例えば「配列番号に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチドの変異体」は、トバモウイルスの増殖を抑制するポリペプチドであって、配列番号1に示されるアミノ酸配列において、1個もしくは数個のアミノ酸が欠失、挿入、置換、もしくは付加されたアミノ酸配列からなるポリペプチドであることが意図される。   As used herein with respect to a polypeptide or protein, the term “variant” intends a polypeptide having BTR activity (ie, a polypeptide that binds to tobamovirus genomic RNA and inhibits growth), eg, A “variant of a polypeptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO:” is a polypeptide that suppresses the growth of tobamovirus, and one or several amino acids are deleted in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1. It is intended to be a polypeptide consisting of an amino acid sequence inserted, substituted, or added.

また、一実施形態においてBTRポリペプチドは、BTR活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドであって、以下の(c)、(d)又は(e)に記載のポリヌクレオチドによりコードされるポリペプチドを挙げることができる。
(c)配列番号3もしくは4に示される塩基配列からなるポリヌクレオチド。
(d)配列番号3もしくは4に示される塩基配列において、1個もしくは数個の塩基が欠失、挿入、置換、もしくは付加された塩基配列からなるポリヌクレオチド。
(e)配列番号3もしくは4に示される塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチド。
In one embodiment, the BTR polypeptide is a polynucleotide encoding a polypeptide having BTR activity, and is encoded by the polynucleotide described in the following (c), (d), or (e): Can be mentioned.
(C) A polynucleotide comprising the base sequence represented by SEQ ID NO: 3 or 4.
(D) A polynucleotide comprising a base sequence in which one or several bases have been deleted, inserted, substituted or added in the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 or 4.
(E) a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions with a polynucleotide comprising a base sequence complementary to the base sequence represented by SEQ ID NO: 3 or 4.

配列番号3及び4に示される塩基配列からなるポリヌクレオチドは、それぞれ、GenBankに、アクセッション番号NM_120525、アクセッション番号NM_180433で登録されており、それぞれ、配列番号1及び2に示すアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドである。   Polynucleotides having the base sequences shown in SEQ ID NOs: 3 and 4 are registered in GenBank with accession numbers NM_120525 and accession numbers NM_180433, respectively. Polynucleotides having the amino acid sequences shown in SEQ ID NOs: 1 and 2, respectively. A polynucleotide encoding a peptide.

なお、上記「ストリンジェントな条件」とは、少なくとも90%以上の同一性、好ましくは少なくとも95%以上の同一性、最も好ましくは97%の同一性が配列間に存在する時にのみハイブリダイゼーションが起こることを意味する。   The above “stringent conditions” means that hybridization occurs only when at least 90% identity, preferably at least 95% identity, most preferably 97% identity exists between sequences. Means that.

上記ハイブリダイゼーションは、Sambrookら、Molecular Cloning,A Laboratory Manual,2d Ed.,Cold Spring Harbor Laboratory, 1989に記載されている方法のような周知の方法で行なうことができる。通常、温度が高いほど、塩濃度が低いほどストリンジェンシーは高くなり(ハイブリダイズし難くなる)、より相同なポリヌクレオチドを取得することができる。ハイブリダイゼーションの条件としては、従来公知の条件を好適に用いることができ、特に限定しないが、例えば、42℃、6×SSPE、50%ホルムアミド、1%SDS、100μg/ml サケ精子DNA、5×デンハルト液(ただし、1×SSPE;0.18M 塩化ナトリウム、10mMリン酸ナトリウム、pH7.7、1mM EDTA、5×デンハルト液;0.1% 牛血清アルブミン、0.1% フィコール、0.1% ポリビニルピロリドン)が挙げられる。   The hybridization can be performed by a known method such as the method described in Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2d Ed., Cold Spring Harbor Laboratory, 1989. Usually, the higher the temperature and the lower the salt concentration, the higher the stringency (harder to hybridize), and a more homologous polynucleotide can be obtained. As hybridization conditions, conventionally known conditions can be preferably used, and are not particularly limited. For example, 42 ° C., 6 × SSPE, 50% formamide, 1% SDS, 100 μg / ml salmon sperm DNA, 5 × Denhardt's solution (however, 1 × SSPE; 0.18M sodium chloride, 10 mM sodium phosphate, pH 7.7, 1 mM EDTA, 5 × Denhardt's solution; 0.1% bovine serum albumin, 0.1% Ficoll, 0.1% Polyvinylpyrrolidone).

なお、本明細書中で使用される場合、用語「ポリヌクレオチド」は、「遺伝子」、「核酸」又は「核酸分子」と交換可能に使用され、ヌクレオチドの重合体が意図される。また、本明細書中で使用される場合、用語「塩基配列」は、デオキシリボヌクレオチド(A、G、C及びTと省略される)の配列として示される。   As used herein, the term “polynucleotide” is used interchangeably with “gene”, “nucleic acid” or “nucleic acid molecule”, and is intended to be a polymer of nucleotides. Further, as used herein, the term “base sequence” is shown as a sequence of deoxyribonucleotides (abbreviated as A, G, C, and T).

〔1−2.BTRポリペプチドによるトバモウイルスの増殖抑制活性を、昂進させる工程〕
本実施の形態に係るトバモウイルス抵抗性植物の製造方法は、上述のように、BTRポリペプチドによるトバモウイルスの増殖抑制活性を、昂進させる工程を包含していればよい。
[1-2. Step of promoting the tobamovirus growth inhibitory activity of the BTR polypeptide]
As described above, the method for producing a tobamovirus-resistant plant according to the present embodiment may include a step of promoting the tobamovirus growth inhibitory activity by the BTR polypeptide.

このような工程は、植物体内において、上記ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを導入することにより行なうことや、予め植物体内に内在しているbtrポリヌクレオチドの発現量を向上させる方法や、精製したBTRポリペプチドを導入する方法等が挙げられる。中でも、上記工程は、植物体内において、BTRポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを導入することにより行なうことが好ましい。btrポリヌクレオチドを導入すれば、植物体内のbtrポリヌクレオチドの発現を長期間維持することができ、その子孫を得ることによっても、トバモウイルス抵抗性を有する植物を得ることができる。   Such a step is carried out by introducing a polynucleotide encoding the above-mentioned polypeptide in the plant, a method for improving the expression level of the btr polynucleotide present in the plant in advance, or purified BTR. Examples thereof include a method for introducing a polypeptide. In particular, the above step is preferably performed by introducing a polynucleotide encoding a BTR polypeptide into the plant body. If btr polynucleotide is introduced, the expression of btr polynucleotide in the plant body can be maintained for a long period of time, and a plant having tobamovirus resistance can also be obtained by obtaining its progeny.

植物にbtrポリヌクレオチドを導入する場合、当該ポリヌクレオチドが導入される植物の部位や組織は、植物体全体、植物器官(例えば葉、花弁、茎、根、種子など)、植物組織(例えば表皮、師部、柔組織、木部、維管束、柵状組織、海綿状組織など)又は植物培養細胞、あるい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、カルス等のいずれでもよい。また、btrポリヌクレオチドの導入に用いる植物の種類としては、特に限定されず、単子葉植物綱又は双子葉植物綱に属する植物のいずれでもよい。   When a btr polynucleotide is introduced into a plant, the plant part or tissue into which the polynucleotide is introduced is the whole plant, plant organ (eg, leaf, petal, stem, root, seed, etc.), plant tissue (eg, epidermis, Phloem, soft tissue, xylem, vascular bundle, palisade tissue, spongy tissue, etc.) or plant cultured cells, or various forms of plant cells (eg suspension cultured cells), protoplasts, leaf sections, callus, etc. Either of these may be used. In addition, the type of plant used for introduction of the btr polynucleotide is not particularly limited, and may be any plant belonging to the monocotyledonous plant class or the dicotyledonous plant class.

植物へのbtrポリヌクレオチドの導入は、当該ポリヌクレオチドを備えたベクターを導入する等の従来公知の方法を好適に利用することができる。   For introducing btr polynucleotide into a plant, a conventionally known method such as introduction of a vector provided with the polynucleotide can be suitably used.

ここで、本発明に係る植物ウイルス抵抗性植物の製造方法で利用可能な、植物へのポリヌクレオチドの導入方法を例示するが、これに限定されるものではない。   Here, a method for introducing a polynucleotide into a plant that can be used in the method for producing a plant virus-resistant plant according to the present invention is exemplified, but the present invention is not limited thereto.

植物へのポリヌクレオチドの導入には、当業者に公知の形質転換方法(例えば、アグロバクテリウム法、遺伝子銃、PEG法、エレクトロポレーション法など)が用いられ、アグロバクテリウムを介する方法と直接植物細胞に導入する方法とに大別される。アグロバクテリウム法を用いる場合は、構築した植物用発現ベクターを適当なアグロバクテリウム(例えば、アグロバクテリウム・チュメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens))に導入し、この株をリーフディスク法(内宮博文著、植物遺伝子操作マニュアル(1990)27〜31頁、講談社サイエンティフィック、東京)などに従って無菌培養葉片に感染させ、形質転換植物を得ることができる。また、Nagelらの方法(Micribiol. Lett., 1990, 67, 325)が用いられ得る。この方法は、まず、例えば発現ベクターをアグロバクテリウムに導入し、次いで、形質転換されたアグロバクテリウムをPlant Molecular Biology Manual(S.B.Gelvinら、Academic Press Publishers)に記載の方法で植物細胞又は植物組織に導入する方法である。ここで、「植物組織」とは、植物細胞の培養によって得られるカルスを含む。アグロバクテリウム法を用いて形質転換する場合には、pBI系のバイナリーベクター(例えば、pBIG、pBIN19、pBI101、pBI121、pBI221及びpPZP202など)が使用され得る。   For introduction of polynucleotides into plants, transformation methods known to those skilled in the art (for example, Agrobacterium method, gene gun, PEG method, electroporation method, etc.) are used. It is divided roughly into the method of introducing into plant cells. When the Agrobacterium method is used, the constructed plant expression vector is introduced into an appropriate Agrobacterium (for example, Agrobacterium tumefaciens), and this strain is introduced into the leaf disk method (Hirofumi Uchimiya). The plant genetic manipulation manual (1990) pages 27-31, Kodansha Scientific, Tokyo) can be used to infect sterile cultured leaf pieces to obtain transformed plants. The method of Nagel et al. (Micribiol. Lett., 1990, 67, 325) can also be used. In this method, for example, an expression vector is first introduced into Agrobacterium, and then transformed Agrobacterium is plant cell or plant tissue by the method described in Plant Molecular Biology Manual (SBGelvin et al., Academic Press Publishers). It is a method to introduce into. Here, “plant tissue” includes callus obtained by culturing plant cells. When transforming using the Agrobacterium method, pBI binary vectors (for example, pBIG, pBIN19, pBI101, pBI121, pBI221, and pPZP202) can be used.

また、btrポリヌクレオチド等の外来ポリヌクレオチドを直接、植物細胞又は植物組織に導入する方法としては、エレクトロポレーション法、遺伝子銃法が知られている。遺伝子銃を用いる場合は、植物体、植物器官、植物組織自体をそのまま使用してもよく、切片を調製した後に使用してもよく、プロトプラストを調製して使用してもよい。このように調製した試料を遺伝子導入装置(例えばPDS‐1000(BIO‐RAD社)など)を用いて処理することができる。処理条件は植物又は試料によって異なるが、通常は450〜2000psi程度の圧力、4〜12cm程度の距離で行なう。   In addition, electroporation and gene gun methods are known as methods for directly introducing foreign polynucleotides such as btr polynucleotides into plant cells or plant tissues. When using a gene gun, a plant body, a plant organ, and a plant tissue itself may be used as they are, or may be used after preparing a section, or a protoplast may be prepared and used. The sample thus prepared can be processed using a gene introduction apparatus (for example, PDS-1000 (BIO-RAD)). The treatment conditions vary depending on the plant or sample, but are usually performed at a pressure of about 450 to 2000 psi and a distance of about 4 to 12 cm.

外来ポリヌクレオチドが導入された細胞又は植物組織は、まずハイグロマイシン耐性などの薬剤耐性で選択され、次いで定法によって植物体に再生される。形質転換細胞から植物体の再生は、植物細胞の種類に応じて当業者に公知の方法で行なうことが可能である。選択マーカーとしては、ハイグロマイシン耐性に限定されず、例えば、ブレオマイシン、カナマイシン、ゲンタマイシン、クロラムフェニコールなどに対する薬剤耐性が挙げられる。   A cell or plant tissue into which a foreign polynucleotide has been introduced is first selected for drug resistance such as hygromycin resistance, and then regenerated into a plant body by a conventional method. Regeneration of a plant body from a transformed cell can be performed by methods known to those skilled in the art depending on the type of plant cell. The selection marker is not limited to hygromycin resistance, and examples thereof include drug resistance to bleomycin, kanamycin, gentamicin, chloramphenicol and the like.

植物培養細胞を宿主として用いる場合は、例えば、マイクロインジェクション法、エレクトロポレーション法(電気穿孔法)、ポリエチレングリコール法、遺伝子銃(パーティクルガン)法、プロトプラスト融合法、リン酸カルシウム法などによって組換えベクターが培養細胞に導入されて形質転換される。形質転換の結果として得られるカルスやシュート、毛状根などは、そのまま細胞培養、組織培養又は器官培養に用いることが可能であり、また従来知られている植物組織培養法を用い、適当な濃度の植物ホルモン(オーキシン、サイトカイニン、ジベレリン、アブシジン酸、エチレン、ブラシノライドなど)の投与などによって植物体に再生させることができる。   When plant cultured cells are used as the host, the recombinant vector can be obtained by, for example, microinjection, electroporation (electroporation), polyethylene glycol, gene gun (particle gun), protoplast fusion, calcium phosphate, etc. It is introduced into a cultured cell and transformed. Callus, shoots, hairy roots, etc. obtained as a result of transformation can be used for cell culture, tissue culture or organ culture as they are, and can be used at a suitable concentration using a conventionally known plant tissue culture method. Of plant hormones (auxin, cytokinin, gibberellin, abscisic acid, ethylene, brassinolide, etc.).

ポリヌクレオチドが植物に導入されたか否かの確認は、PCR法、サザンハイブリダイゼーション法、ノーザンハイブリダイゼーション法等によって行なうことができる。例えば、形質転換植物からDNAを調製し、DNA特異的プライマーを設計してPCRを行なう。PCRは、前記プラスミドを調製するために使用した条件と同様の条件で行なうことができる。その後は、増幅産物についてアガロースゲル電気泳動、ポリアクリルアミドゲル電気泳動又はキャピラリー電気泳動などを行ない、臭化エチジウム、SYBR Green液などによって染色し、そして増幅産物を1本のバンドとして検出することによって、形質転換されたことを確認することができる。また、予め蛍光色素などによって標識したプライマーを用いてPCRを行ない、増幅産物を検出することもできる。さらに、マイクロプレートなどの固相に増幅産物を結合させ、蛍光又は酵素反応などによって増幅産物を確認する方法も採用することができる。   Whether or not a polynucleotide has been introduced into a plant can be confirmed by PCR, Southern hybridization, Northern hybridization, or the like. For example, DNA is prepared from a transformed plant, PCR is performed by designing a DNA-specific primer. PCR can be performed under the same conditions as those used for preparing the plasmid. Thereafter, the amplified product is subjected to agarose gel electrophoresis, polyacrylamide gel electrophoresis, capillary electrophoresis, etc., stained with ethidium bromide, SYBR Green solution, etc., and the amplified product is detected as a single band, It can be confirmed that it has been transformed. Further, PCR can be performed using a primer previously labeled with a fluorescent dye or the like to detect an amplification product. Furthermore, it is possible to employ a method in which the amplification product is bound to a solid phase such as a microplate and the amplification product is confirmed by fluorescence or enzyme reaction.

btrポリヌクレオチド等の外来ポリヌクレオチドがゲノム内に組み込まれた植物体が一旦取得されれば、当該植物体の有性生殖又は無性生殖によって子孫を得ることができる。また、当該植物体又はその子孫、あるいはこれらのクローンから、例えば、種子、果実、切穂、塊茎、塊根、株、カルス、プロトプラストなどを得て、それらを基に当該植物体を量産することができる。したがって、本発明には、本発明にかかるポリヌクレオチドが発現可能に導入された植物体、もしくは、当該植物体と同一の性質を有する当該植物体の子孫、又はこれら由来の組織も含まれる。   Once a plant in which a foreign polynucleotide such as a btr polynucleotide is integrated into the genome is obtained, offspring can be obtained by sexual or asexual reproduction of the plant. Further, for example, seeds, fruits, cuttings, tubers, tuberous roots, strains, callus, protoplasts, etc. can be obtained from the plant or its progeny, or clones thereof, and the plant can be mass-produced based on them. it can. Therefore, the present invention also includes a plant into which the polynucleotide according to the present invention is introduced so that it can be expressed, or a progeny of the plant having the same properties as the plant, or a tissue derived therefrom.

なお、植物に導入する外来ポリヌクレオチドは、非翻訳領域(UTR)の配列またはベクター配列(発現ベクター配列を含む)などの配列を含むものであってもよい。   The foreign polynucleotide to be introduced into the plant may include a sequence such as an untranslated region (UTR) sequence or a vector sequence (including an expression vector sequence).

また、植物に導入する外来ポリヌクレオチドを取得するための供給源としては、特に限定されないが、生物材料であることが好ましい。本明細書中で使用される場合、用語「生物材料」は、生物学的サンプル(生物体から得られた組織サンプルまたは細胞サンプル)が意図される。後述する実施例においては、シロイヌナズナを用いてbtrポリヌクレオチドを得ているが、これに限定されない。   In addition, the source for obtaining the foreign polynucleotide to be introduced into the plant is not particularly limited, but is preferably a biological material. As used herein, the term “biological material” intends a biological sample (a tissue sample or cell sample obtained from an organism). In the examples described below, btr polynucleotides are obtained using Arabidopsis thaliana, but are not limited thereto.

また、BTRポリペプチドによるトバモウイルスの増殖抑制活性を、昂進させる方法としては、上述のように、予め植物体内に内在しているbtrポリヌクレオチドの発現量を向上させてもよい。例えば、植物に内在されるbtrポリヌクレオチド及び/又はその調節遺伝子に変異を与えて、BTRポリペプチドのBTR活性を昂進させてもよい。   In addition, as a method for promoting the tobamovirus growth inhibitory activity of the BTR polypeptide, as described above, the expression level of the btr polynucleotide present in the plant body in advance may be improved. For example, a BTR polynucleotide endogenous to a plant and / or its regulatory gene may be mutated to enhance the BTR activity of the BTR polypeptide.

つまり、本実施の形態に係るトバモウイルス抵抗性植物の製造方法で得られる植物は植物変異体であり得る。このような植物の変異体としては、例えば、天然に存在する変異体から、BTRポリペプチドのBTR活性が昂進した植物を選抜することによって得ることができる。また、上記植物変異体は、化学的突然変異原である公知な化合物で種子などを処理する方法(化学的突然変異誘発法)によっても取得することができる。上記化学的突然変異原としては、アジ化ナトリウム(NaN)、メタンスルホン酸エチル(EMS)、アジドグリセロール(AG、3−アジド−1,2−プロパンジオール)、メチルニトロソ尿素(MNU)、及びマレイン酸ヒドラジド(MH)などが例示できる。また、UV照射を用いてもよい。このような変異によって、例えば、btrポリヌクレオチドのリプレッサーをコードする領域において1ヌクレオチド以上の変異が導入されることにより、リプレッサーとしての機能が低下すると、btrポリヌクレオチドの発現性を向上させて、BTRポリペプチドのBTR活性を昂進させることができる。 That is, the plant obtained by the method for producing a tobamovirus resistant plant according to the present embodiment may be a plant variant. Such a plant mutant can be obtained, for example, by selecting a plant in which the BTR activity of the BTR polypeptide is enhanced from naturally occurring mutants. The plant mutant can also be obtained by a method (chemical mutagenesis method) in which seeds are treated with a known compound that is a chemical mutagen. The chemical mutagens include sodium azide (NaN 3 ), ethyl methanesulfonate (EMS), azidoglycerol (AG, 3-azido-1,2-propanediol), methylnitrosourea (MNU), and Examples thereof include maleic hydrazide (MH). Further, UV irradiation may be used. By such mutation, for example, when the function as a repressor is reduced by introducing a mutation of one or more nucleotides in a region encoding a repressor of a btr polynucleotide, the expression of the btr polynucleotide is improved. , Can enhance the BTR activity of the BTR polypeptide.

また、BTRポリペプチドによるトバモウイルスの増殖抑制活性を、昂進させる方法としては、上述のように、植物体外で製造したBTRポリペプチドを外部導入してもよい。   As a method for promoting the tobamovirus growth inhibitory activity of the BTR polypeptide, as described above, a BTR polypeptide produced outside the plant body may be introduced externally.

BTRポリペプチドを外部導入する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、直接散布してもよく、葉脈に投与してもよい。   The method for externally introducing the BTR polypeptide is not particularly limited, and for example, it may be sprayed directly or administered to the veins.

ここで、外部導入に用いるBTRポリペプチドの生産方法について説明する。BTRポリペプチドの生産方法は、特に限定されるものではなく、例えばbtrポリヌクレオチドを含むベクターを用いればよい。当該ベクターは、無細胞タンパク質合成系において用いられることが好ましい。無細胞タンパク質合成系を用いる場合、種々の市販のキットが用いられ得る。   Here, a method for producing a BTR polypeptide used for external introduction will be described. The method for producing a BTR polypeptide is not particularly limited, and for example, a vector containing a btr polynucleotide may be used. The vector is preferably used in a cell-free protein synthesis system. When using a cell-free protein synthesis system, various commercially available kits can be used.

無細胞タンパク質合成系としては、コムギ胚芽抽出液を用いる系、ウサギ網状赤血球抽出液を用いる系、大腸菌S30抽出液を用いる系、及び植物の脱液胞化プロトプラストから得られる細胞成分抽出液が挙げられる。一般的には、真核生物由来遺伝子の翻訳には真核細胞の系、すなわち、コムギ胚芽抽出液を用いる系又はウサギ網状赤血球抽出液を用いる系のいずれかが選択されるが、翻訳される遺伝子の由来(原核生物/真核生物)や、合成後のタンパク質の使用目的を考慮して、上記合成系から選択されればよい。   Cell-free protein synthesis systems include systems using wheat germ extract, systems using rabbit reticulocyte extract, systems using Escherichia coli S30 extract, and cell component extracts obtained from plant devolatilized protoplasts. . Generally, eukaryotic cells are selected for translation of eukaryotic genes, i.e., systems using wheat germ extract or rabbit reticulocyte extract. In view of the origin of the gene (prokaryotes / eukaryotes) and the intended use of the protein after synthesis, it may be selected from the above synthesis system.

BTRポリペプチドを上記ベクターを用いて合成した後は、当該BTRポリペプチドを含む細胞又は組織の抽出液から、従来公知の方法で精製すればよい。BTRポリペプチドの精製は、従来公知の方法(例えば、細胞又は組織を破壊した後に遠心分離して可溶性画分を回収する方法)で細胞や組織から細胞抽出液を調製した後、この細胞抽出液から周知の方法(例えば、硫安沈殿又はエタノール沈殿、酸抽出、陰イオン又は陽イ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、ヒドロキシアパタイトクロマトグラフィー、及びレクチンクロマトグラフィー)によって精製する工程が好ましいが、これらに限定されない。   After synthesizing the BTR polypeptide using the above vector, it may be purified from a cell or tissue extract containing the BTR polypeptide by a conventionally known method. BTR polypeptide can be purified by preparing a cell extract from cells or tissues by a conventionally known method (for example, a method in which cells or tissues are disrupted and then centrifuged to recover a soluble fraction), and then the cell extract Known methods (eg, ammonium sulfate precipitation or ethanol precipitation, acid extraction, anion or cation exchange chromatography, phosphocellulose chromatography, hydrophobic interaction chromatography, affinity chromatography, hydroxyapatite chromatography, and lectin chromatography). The step of purifying by a) is preferred, but not limited thereto.

また、BTRポリペプチドは化学合成によって得てもよい。当業者は、本明細書中に記載されるBTRポリペプチドのアミノ酸配列に基づいて周知の化学合成技術を適用すれば、BTRポリペプチドを化学合成できることを、容易に理解する。   A BTR polypeptide may also be obtained by chemical synthesis. Those skilled in the art will readily understand that a BTR polypeptide can be chemically synthesized by applying well-known chemical synthesis techniques based on the amino acid sequences of the BTR polypeptides described herein.

このように、BTRポリペプチドの生産方法は、少なくとも、BTRポリペプチドのアミノ酸配列又はbtrポリヌクレオチドの塩基配列に基づいて公知慣用技術を用いればよい。   Thus, the BTR polypeptide production method may use a known and conventional technique based on at least the amino acid sequence of the BTR polypeptide or the base sequence of the btr polynucleotide.

上記のような方法で製造した植物から、トバモウイルス増殖抑制活性が昂進した植物を選抜する方法は、特に限定されるものではなく、従来公知の方法を用いることができる。例えば、ノーザンブロット法等によって、BTRポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの発現量を測定してもよく、また、BTRポリペプチドを特異的に認識する抗体を用いたELISA法やウエスタンブロット法などの免疫学的方法によって、当該ポリペプチドの蓄積量を測定してもよい。なお、BTRポリペプチドを特異的に認識する抗体については、本発明に係る植物ウイルス抵抗性植物のスクリーニングキットの説明において詳述する。   A method for selecting a plant having enhanced tobamovirus growth inhibitory activity from the plant produced by the above method is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. For example, the expression level of a polynucleotide encoding a BTR polypeptide may be measured by Northern blotting or the like, and immunity such as ELISA or Western blotting using an antibody that specifically recognizes the BTR polypeptide. The accumulated amount of the polypeptide may be measured by a biological method. The antibody specifically recognizing the BTR polypeptide will be described in detail in the description of the plant virus resistant plant screening kit according to the present invention.

以上に説明した本実施の形態に係るトバモウイルス抵抗性植物の製造方法によって、トバモウイルス抵抗性が向上したトバモウイルス抵抗性植物を得ることができる。このようにして得られたトバモウイルス抵抗性植物は、トバモウイルスに対する抵抗性が向上しているため、当該ウイルスが原因の植物病を予防した植物を得ることができる。   The tobamovirus resistant plant having improved tobamovirus resistance can be obtained by the method for producing a tobamovirus resistant plant according to the present embodiment described above. Since the tobamovirus resistant plant thus obtained has improved resistance to tobamovirus, a plant in which plant diseases caused by the virus are prevented can be obtained.

<II.本発明に係る植物ウイルス抵抗性植物の製造キット>
本発明はまた、植物ウイルス抵抗性植物の製造キットを提供する。本発明に係る植物ウイルス抵抗性植物の製造キットは、植物体内における植物ウイルス増殖抑制活性を昂進させることが可能なものを備えていればよいが、植物ウイルスのゲノムRNAに結合するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを備えていることが好ましい。例えば、トバモウイルス抵抗性植物の製造キットであれば、btrポリヌクレオチドを備えているものが好ましい。
<II. Plant Virus-Resistant Plant Production Kit According to the Present Invention>
The present invention also provides a kit for producing a plant virus resistant plant. The plant virus resistant plant production kit according to the present invention only needs to have a plant virus growth inhibitory activity in the plant body, and encodes a polypeptide that binds to a plant virus genomic RNA. It is preferable that the polynucleotide comprises For example, a tobamovirus-resistant plant production kit is preferably provided with a btr polynucleotide.

なお、本発明に係る製造キットは、btrポリヌクレオチド等の、植物ウイルスのゲノムRNAに結合するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド以外に、上述した植物の製造方法を実行するために必要とされる試薬等を備えていることが好ましい。このような試薬としては、例えば、上述のアグロバクテリウム法等を実施するための試薬が挙げられる。   The production kit according to the present invention includes reagents necessary for carrying out the above-described method for producing a plant, in addition to a polynucleotide encoding a polypeptide that binds to a plant virus genomic RNA, such as a btr polynucleotide. Etc. are preferably provided. Examples of such a reagent include a reagent for performing the above-described Agrobacterium method and the like.

<III.植物ウイルス抵抗性植物のスクリーニング方法及びスクリーニングキット>
〔3−1.本発明に係る植物ウイルス抵抗性植物のスクリーニング方法〕
本発明に係る植物ウイルス抵抗性植物のスクリーニング方法は、植物体内の、植物ウイルスのゲノムRNAに結合するポリペプチドの蓄積量及び植物ウイルスのゲノムRNAに結合するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの発現量のうち、少なくとも一方の量を測定する工程を含めばよい。例えば、トバモウイルス抵抗性植物のスクリーニング方法であれば、植物体内の、BTRポリペプチドの蓄積量及びbtrポリヌクレオチドの発現量のうち、少なくとも一方の量を測定する工程(以下、「測定工程」ともいう)を含めばよい。本発明に係る植物ウイルス抵抗性植物のスクリーニング方法でスクリーニングされた植物は、天然であっても、形質転換体であっても、変異体であってもよい。
<III. Screening Method and Screening Kit for Plant Virus-Resistant Plant>
[3-1. Plant virus-resistant plant screening method according to the present invention]
The plant virus-resistant plant screening method according to the present invention comprises an accumulation amount of a polypeptide that binds to a plant virus genomic RNA and an expression level of a polynucleotide that encodes the polypeptide that binds to the plant virus genomic RNA. Of these, a step of measuring at least one amount may be included. For example, in the case of a tobamovirus-resistant plant screening method, a step of measuring at least one of the accumulated amount of BTR polypeptide and the expression amount of btr polynucleotide in the plant body (hereinafter also referred to as “measurement step”). ). Plants screened by the screening method for plant virus resistant plants according to the present invention may be natural, transformants, or mutants.

以下、本発明に係る植物ウイルス抵抗性植物のスクリーニング方法の一実施形態として、トバモウイルス抵抗性植物のスクリーニング方法について以下に説明するが、これに限定されるものではなく、本発明の精神の範囲で、様々な植物ウイルスに対して抵抗性を有する植物をスクリーニングすることが可能なスクリーニング方法を提供することができる
本実施の形態に係るトバモウイルス抵抗性植物のスクリーニング方法において、上記測定工程としては、例えば、目的の植物から抽出したBTRポリペプチド(粗抽出物であってもよいし、部分精製物であってもよいし、精製物であってもよい)を、BTRポリペプチドに対する抗体と反応させて、植物体内におけるBTRポリペプチドの蓄積量を測定する工程を挙げることができる。より具体的には、ウエスタンブロット法や、ELISA法を用いて、植物体内におけるBTRポリペプチドの蓄積量を測定する工程を行なえばよい。当該工程によれば、野生株との比較により、植物体内におけるBTRポリペプチドの蓄積量が高い植物体を容易に検出(スクリーニング)することができる。このようなBTRポリペプチドの蓄積量が高い植物体は、多くの場合、植物におけるトバモウイルス増殖抑制活性が昂進している。そのため、当該工程により、トバモウイルスに対する抵抗性が向上した植物を容易にスクリーニングできる。上記工程において用いる抗体としては、後述する抗体を用いることができる。
Hereinafter, as an embodiment of the screening method for plant virus-resistant plants according to the present invention, a screening method for tobamovirus-resistant plants will be described below, but the present invention is not limited thereto and is within the spirit of the present invention. The screening method for a tobamovirus resistant plant according to the present embodiment can provide a screening method capable of screening a plant having resistance to various plant viruses. The BTR polypeptide extracted from the target plant (a crude extract, a partially purified product, or a purified product) is reacted with an antibody against the BTR polypeptide. And a step of measuring the amount of BTR polypeptide accumulated in the plant body. More specifically, a step of measuring the amount of BTR polypeptide accumulated in the plant body may be performed using Western blotting or ELISA. According to the said process, the plant body with the high accumulation amount of BTR polypeptide in a plant body can be easily detected (screening) by comparison with a wild strain. In many cases, such a plant body having a high accumulation amount of BTR polypeptide has a tobamovirus growth inhibitory activity in plants. Therefore, a plant with improved resistance to tobamovirus can be easily screened by this step. As the antibody used in the above step, an antibody described later can be used.

また、上記測定工程としては、例えば、btrポリヌクレオチドの塩基配列又はその相補配列からなるポリヌクレオチドの塩基配列の、少なくとも一部の塩基配列を有するプローブを、目的の植物由来のゲノムDNA、mRNA又はmRNAに対するcDNAにハイブリダイズさせ、当該プローブにハイブリダイズするポリヌクレオチドを検出することによって、btrポリヌクレオチドの発現量を測定する工程を挙げることができる。このような工程によれば、野生株との比較により、btrポリヌクレオチドの発現量が向上した植物体を容易に検出(スクリーニング)することができる。btrポリヌクレオチドの発現量が向上した植物体は、多くの場合、植物におけるトバモウイルス増殖抑制活性が向上しているため、当該工程により、トバモウイルス増殖抑制活性が昂進した植物を容易にスクリーニングできる。   In addition, as the measurement step, for example, a probe having at least a part of the base sequence of a polynucleotide consisting of a base sequence of a btr polynucleotide or a complementary sequence thereof is used as a target plant-derived genomic DNA, mRNA or A step of measuring the expression level of the btr polynucleotide can be exemplified by hybridizing to cDNA for mRNA and detecting the polynucleotide hybridized to the probe. According to such a process, the plant body in which the expression level of the btr polynucleotide is improved can be easily detected (screened) by comparison with the wild type. In many cases, the plant body in which the expression level of the btr polynucleotide is improved has an improved tobamovirus growth inhibitory activity in the plant. Therefore, a plant with enhanced tobamovirus growth inhibitory activity can be easily screened by this step.

上記測定工程として例示した工程は、単独で用いてもよいし、複数を組み合わせて用いてもよい。単独で用いることにより、迅速にトバモウイルス抵抗性植物をスクリーニングすることができる。一方、複数を組み合わせて用いることにより、スクリーニングの精度を高めることができる。   The process illustrated as the said measurement process may be used independently, and may be used in combination of multiple. When used alone, a tobamovirus resistant plant can be screened rapidly. On the other hand, the accuracy of screening can be increased by using a plurality of combinations.

本実施の形態に係るトバモウイルス抵抗性植物のスクリーニング方法において用いられる上記プローブは、btrポリヌクレオチド又はそのフラグメントを得るためのPCRプライマー又はハイブリダイゼーションプローブとしても用いることができる。また、当該プローブは、以下のような用途に用いることもできる。:(1)cDNAライブラリー中のbtrポリヌクレオチド又はその対立遺伝子もしくはスプライシング改変体の単離;(2)btrポリヌクレオチドの正確な染色体位置を提供するための、分裂中期染色体スプレッドへのインサイチュハイブリダイゼーション(例えば、「FISH」)(Verma et al., Human Chromosomes:A Manual of Basic Techniques, Pergamon Press, New York, 1988を参照);及び(3)特定の組織におけるbtrポリヌクレオチドのmRNA発現を検出するためのノーザンブロット分析。なお、当業者は、上述した用途がいずれも、本実施の形態に係るトバモウイルス抵抗性植物のスクリーニング方法において用いられるプローブと目的の遺伝子(ポリヌクレオチド)との間で生じるハイブリダイゼーションに起因しており、当該プローブが、目的の遺伝子(ポリヌクレオチド)とハイブリダイズさせるために用いられることを容易に理解する。   The probe used in the tobamovirus-resistant plant screening method according to the present embodiment can also be used as a PCR primer or a hybridization probe for obtaining a btr polynucleotide or a fragment thereof. The probe can also be used for the following applications. (1) isolation of btr polynucleotides or allelic or splicing variants thereof in a cDNA library; (2) in situ hybridization to metaphase chromosome spreads to provide the exact chromosomal location of the btr polynucleotide. (See, eg, “FISH”) (see Verma et al., Human Chromosomes: A Manual of Basic Techniques, Pergamon Press, New York, 1988); and (3) detecting mRNA expression of btr polynucleotides in specific tissues Northern blot analysis for. In addition, those skilled in the art have attributed to the hybridization generated between the probe used in the tobamovirus-resistant plant screening method according to the present embodiment and the target gene (polynucleotide) in any of the above applications. It will be easily understood that the probe is used to hybridize with a gene of interest (polynucleotide).

本実施の形態に係るトバモウイルス抵抗性植物のスクリーニング方法において用いられる上記プローブは、少なくとも7nt(ヌクレオチド)、10nt、12nt、好ましくは約15nt、そしてより好ましくは少なくとも約20nt、なお、より好ましくは少なくとも約30nt、そしてさらにより好ましくは少なくとも約40ntの長さのフラグメント(プローブ)が意図されるが、当業者は、上述した用途に応じて好ましい長さを適宜設定し得る。「少なくとも20ntの長さのフラグメント」によって、例えば、配列番号3に示される塩基配列からの20以上の連続した塩基配列又はその相補配列を含むフラグメント(プローブ)が意図される。本明細書を参照すれば配列番号3に示される塩基配列が提供されるので、当業者は,配列番号3に基づくプローブを容易に作製することができる。例えば、制限エンドヌクレアーゼ切断又は超音波による剪断は、種々のサイズのフラグメントを作製するために容易に使用され得る。あるいは、このようなフラグメントは、合成的に作製され得る。適切なフラグメントが、Applied Biosystems Incorporated (ABI, 850 Lincoln Center Dr., Foster City, CA 94404)392型シンセサイザーなどによって合成される。また、当該プローブは、2本鎖DNAのみならず、それを構成するセンス鎖及びアンチセンス鎖といった各1本鎖DNAやRNAを包含する。   The probe used in the tobamovirus-resistant plant screening method according to the present embodiment is at least 7 nt (nucleotide), 10 nt, 12 nt, preferably about 15 nt, and more preferably at least about 20 nt, still more preferably at least about Fragments (probes) with a length of 30 nt, and even more preferably at least about 40 nt are contemplated, but those skilled in the art can appropriately set the preferred length depending on the application described above. By “a fragment having a length of at least 20 nt”, for example, a fragment (probe) comprising 20 or more consecutive base sequences from the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 or a complementary sequence thereof is intended. By referring to the present specification, the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 is provided, so that those skilled in the art can easily prepare a probe based on SEQ ID NO: 3. For example, restriction endonuclease cleavage or ultrasonic shearing can be readily used to create fragments of various sizes. Alternatively, such fragments can be made synthetically. Appropriate fragments are synthesized, such as by Applied Biosystems Incorporated (ABI, 850 Lincoln Center Dr., Foster City, CA 94404) type 392 synthesizer. The probe includes not only double-stranded DNA but also single-stranded DNA and RNA such as a sense strand and an antisense strand constituting the DNA.

このように、本実施の形態に係るトバモウイルス抵抗性植物のスクリーニング方法において用いられるプローブを、btrポリヌクレオチドを検出するハイブリダイゼーション用プローブ又は当該ポリヌクレオチドを増幅するためのPCR用プライマーとして利用することによって、btrポリヌクレオチドの発現量が向上した植物体又は組織を容易に検出(スクリーニング)することができる。   Thus, by using the probe used in the tobamovirus-resistant plant screening method according to the present embodiment as a hybridization probe for detecting a btr polynucleotide or a PCR primer for amplifying the polynucleotide. It is possible to easily detect (screen) a plant or tissue in which the expression level of the btr polynucleotide is improved.

〔3−2.本発明に係る植物ウイルス抵抗性植物のスクリーニングキット〕
本発明はまた、植物ウイルス抵抗性植物のスクリーニングキットを提供する。本発明に係る植物ウイルス抵抗性植物のスクリーニングキットは、植物ウイルスのゲノムRNAに結合するポリペプチドと特異的に結合する抗体及び植物ウイルスのゲノムRNAに結合するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドと特異的に結合するプローブのうち、少なくとも一方を備えていればよい。例えば、トバモウイルス抵抗性植物のスクリーニングキットであれば、BTRポリペプチドと特異的に結合する抗体、及びbtrポリヌクレオチドと特異的に結合するプローブのうち、少なくとも一方を備えていればよい。
[3-2. Plant virus-resistant plant screening kit according to the present invention]
The present invention also provides a screening kit for plant virus resistant plants. The plant virus resistant plant screening kit according to the present invention is specific to an antibody that specifically binds to a polypeptide that binds to a plant virus genomic RNA and a polynucleotide that encodes a polypeptide that binds to the plant virus genomic RNA. It suffices to have at least one of the probes that bind to. For example, in the case of a tobamovirus resistant plant screening kit, it is sufficient to have at least one of an antibody that specifically binds to a BTR polypeptide and a probe that specifically binds to a btr polynucleotide.

以下、本発明に係る植物ウイルス抵抗性植物のスクリーニングキットの一実施形態として、トバモウイルス抵抗性植物のスクリーニングキットについて以下に説明するが、これに限定されるものではなく、本発明の精神の範囲で、様々な植物ウイルスに対して抵抗性を有する植物をスクリーニングすることが可能な、スクリーニングキットを提供することができる
本実施の形態に係るトバモウイルス抵抗性植物のスクリーニングキットは、BTRポリペプチドと特異的に結合する抗体や、btrポリヌクレオチドと特異的に結合するプローブ以外に、上述したトバモウイルス抵抗性植物のスクリーニング方法を実行するために必要とされる試薬などを備えていることが好ましい。例えば、上記抗体及び/又は上記プローブと、スクリーニングされる植物組織とを混合する際に用いる緩衝液を備えてもよく、上記抗体及び/又は上記プローブを安定に保持するための試薬や緩衝液を備えてもよい。
Hereinafter, as an embodiment of a plant virus resistant plant screening kit according to the present invention, a tobamovirus resistant plant screening kit will be described below, but the present invention is not limited thereto, and is within the spirit of the present invention. A screening kit capable of screening plants having resistance to various plant viruses can be provided. A screening kit for a tobamovirus resistant plant according to the present embodiment is specific to a BTR polypeptide. In addition to the antibody that binds to the Btr and the probe that specifically binds to the btr polynucleotide, it is preferable to include reagents necessary for carrying out the above-described screening method for tobamovirus-resistant plants. For example, a buffer solution used when mixing the antibody and / or the probe and a plant tissue to be screened may be provided, and a reagent or a buffer solution for stably holding the antibody and / or the probe may be provided. You may prepare.

(BTRポリペプチドと特異的に結合する抗体)
ここで、BTRポリペプチドと特異的に結合する抗体について説明する。BTRポリペプチドと特異的に結合する抗体は、本実施の形態に係るスクリーニングキットに包含するのみでなく、種々の利用が可能である。例えば、上述の本発明の一実施形態に係るトバモウイルス抵抗性植物の製造方法により製造した植物から、トバモウイルス増殖抑制活性が昂進した植物を選抜するときや、製造したトバモウイルス抵抗性植物体内における、BTRポリペプチドの蓄積又はbtrポリヌクレオチドの発現の確認にも利用可能である。
(An antibody that specifically binds to a BTR polypeptide)
Here, an antibody that specifically binds to a BTR polypeptide will be described. An antibody that specifically binds to a BTR polypeptide is not only included in the screening kit according to the present embodiment, but can be used in various ways. For example, when selecting a plant with enhanced tobamovirus growth inhibitory activity from the plant produced by the method for producing a tobamovirus resistant plant according to one embodiment of the present invention described above, or in the produced tobamovirus resistant plant, It can also be used to confirm peptide accumulation or btr polynucleotide expression.

BTRポリペプチドと特異的に結合する抗体としては、BTRポリペプチドと特異的に結合し得るものであれば限定されない。例えば、BTRポリペプチドに対するポリクローナル抗体等でもよいが、BTRポリペプチドに対するモノクローナル抗体であることが好ましい。モノクローナル抗体は、性質が均一で供給しやすい、ハイブリドーマとして半永久的に保存ができるなどの利点を有する。   The antibody that specifically binds to the BTR polypeptide is not limited as long as it can specifically bind to the BTR polypeptide. For example, a polyclonal antibody against BTR polypeptide may be used, but a monoclonal antibody against BTR polypeptide is preferable. Monoclonal antibodies have advantages such as uniform properties, easy supply, and semipermanent storage as hybridomas.

本明細書中で使用される場合、用語「抗体」は、免疫グロブリン(IgA、IgD、IgE、IgG、IgM及びこれらのFabフラグメント、F(ab’)フラグメント、Fcフラグメント)を意味し、例としては、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、単鎖抗体及び抗イディオタイプ抗体が挙げられるがこれらに限定されない。 As used herein, the term “antibody” means an immunoglobulin (IgA, IgD, IgE, IgG, IgM and their Fab fragments, F (ab ′) 2 fragments, Fc fragments), eg Examples include, but are not limited to, polyclonal antibodies, monoclonal antibodies, single chain antibodies, and anti-idiotype antibodies.

BTRポリペプチドに特異的な抗体の製造方法としては、上述のBTRポリペプチドの生産方法によって得たBTRポリペプチドを抗原として、種々の公知の方法を好適に用いることができる。   As a method for producing an antibody specific for a BTR polypeptide, various known methods can be suitably used with the BTR polypeptide obtained by the above-described BTR polypeptide production method as an antigen.

例えば、モノクローナル抗体であれば、ハイブリドーマ法(Kohler, G. and Milstein, C., Nature, 1975 256, 495‐497を参照)、トリオーマ法、ヒトB‐細胞ハイブリドーマ法(Kozbor, Immunology Today, 1983, 4, 72を参照)及びEBV−ハイブリドーマ法(Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy, Alan R Liss, Inc., 1985, 77‐96を参照)等を用いることができる。   For example, for monoclonal antibodies, the hybridoma method (see Kohler, G. and Milstein, C., Nature, 1975 256, 495-497), the trioma method, the human B-cell hybridoma method (Kozbor, Immunology Today, 1983, 4, 72) and the EBV-hybridoma method (see Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy, Alan R Liss, Inc., 1985, 77-96) and the like.

以下に実施例を示し、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。さらに、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、それぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   Examples will be shown below, and the embodiments of the present invention will be described in more detail. Of course, the present invention is not limited to the following examples, and it goes without saying that various aspects are possible in detail. Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope shown in the claims, and the present invention is also applied to the embodiments obtained by appropriately combining the disclosed technical means. It is included in the technical scope of the invention.

また、本明細書中に記載された学術文献及び特許文献の全てが、本明細書中において参考として援用される。   In addition, all of the academic literatures and patent literatures described in this specification are incorporated herein by reference.

〔実施例1:BTR1の同定〕
プラス鎖RNAウイルスのゲノムRNAの5’及び3’末端領域はウイルスRNAの翻訳及び複製に重要な役割を果たしている。本発明者らは、本実施例において、トバモウイルスの増殖制御に関わる宿主因子を同定するため、これら末端領域と結合する植物細胞由来因子の同定を試みた。
[Example 1: Identification of BTR1]
The 5 ′ and 3 ′ terminal regions of the genomic RNA of the positive-strand RNA virus play an important role in the translation and replication of viral RNA. In this Example, the present inventors attempted to identify plant cell-derived factors that bind to these terminal regions in order to identify host factors involved in the control of tobamovirus growth.

より具体的には、ToMVのゲノムRNAのうち5’末端又は3’末端の領域を含むRNAに結合するタンパク質を、シロイヌナズナの細胞抽出液から得て、これを同定した。   More specifically, a protein that binds to RNA containing a 5'-terminal or 3'-terminal region of ToMV genomic RNA was obtained from an Arabidopsis cell extract and identified.

(ストレプトタグ付加RNAプローブの合成)
本実施例では、ToMVのゲノムRNAに結合するタンパク質を得るため、ToMVのゲノムRNAのうち5’末端又は3’末端の領域を含むRNAをストレプトタグに結合させたRNAプローブ(以下、「ストレプトタグ付加RNAプローブ」を用いた。
(Synthesis of strepttag-added RNA probe)
In this example, in order to obtain a protein that binds to the genomic RNA of ToMV, an RNA probe (hereinafter referred to as “strept tag”) in which RNA containing the 5′-terminal or 3′-terminal region of the genomic RNA of ToMV is bound to a strepttag. An “additional RNA probe” was used.

なお、ストレプトタグとは、46塩基のストレプトマイシン結合性のRNAモチーフを意味しており、Bachler, M., Schroeder, R. and von Ahsen, U., RNA, 1999, 5, 1509‐1516に記載の方法により合成した。   The strepttag means a 46-base streptomycin-binding RNA motif and is described in Bachler, M., Schroeder, R. and von Ahsen, U., RNA, 1999, 5, 1509-1516. It was synthesized by the method.

ストレプトタグ付加RNAプローブは以下のようにして作製した。   Strepttag-added RNA probes were prepared as follows.

まず、SacI認識部位、ストレプトタグ、SphI認識部位、NotI認識部位、MluI認識部位、XbaI認識部位を、この順で有するDNA断片を合成した。   First, a DNA fragment having a SacI recognition site, a strep tag, a SphI recognition site, a NotI recognition site, an MluI recognition site, and an XbaI recognition site in this order was synthesized.

次に、pBluescript II SK(+)(TOYOBO社製、GenBankのアクセッション番号X52328)のSacI、XbaI認識部位に、上記DNA断片を挿入して、ベクター(pStM)を作製した。   Next, the DNA fragment was inserted into the SacI and XbaI recognition sites of pBluescript II SK (+) (manufactured by TOYOBO, GenBank accession number X52328) to prepare a vector (pStM).

次に、ToMVゲノムRNA(6384塩基、GenBankのアクセッション番号X02144)のうち、1〜510位の領域、6166〜6384位の領域のRNAに対応する塩基配列を有するDNAを、それぞれpStMのSphI、MluI認識部位に挿入してプラスミドを作製した。また、比較のため、764〜1004位の領域のRNAに対応する塩基配列を有するDNAを用いて同様の操作を行なった。上記1〜510位の領域、764〜1004位の領域、6166〜6384位の領域のRNAに対応する塩基配列を有するDNAに由来するプラスミドを、それぞれpL5‐5、pLR1、pL3‐2とする。なお、「RNAに対応する塩基配列を有するDNA」とは、当該RNAの塩基配列のU(ウラシル)をT(チミン)に置換した以外は、当該塩基配列と全く同じ塩基配列を有するDNAを意図する。   Next, among ToMV genomic RNAs (6384 bases, GenBank accession number X02144), DNAs having base sequences corresponding to RNAs at positions 1 to 510 and 6166 to 6384 are respectively represented by SphI of pStM, A plasmid was prepared by inserting into the MluI recognition site. For comparison, the same operation was performed using DNA having a base sequence corresponding to RNA in the region of positions 764 to 1004. The plasmids derived from DNAs having base sequences corresponding to the RNA at positions 1 to 510, 764 to 1004, and 6166 to 6384 are referred to as pL5-5, pLR1, and pL3-2, respectively. “DNA having a base sequence corresponding to RNA” is intended to mean DNA having the same base sequence as the base sequence except that U (uracil) in the base sequence of the RNA is replaced with T (thymine). To do.

次に、pL5‐5をEcoRIで直鎖化した。また、pLR1及びpL3‐2をMluIで直鎖化した。   Next, pL5-5 was linearized with EcoRI. Moreover, pLR1 and pL3-2 were linearized with MluI.

次に、それぞれのプラスミドを直鎖化したDNAの転写を、T3 RNAポリメラーゼを用いて行なった。これにより、ToMVゲノムの1〜277位、764〜1004位又は6166〜6384位の領域を含み、5’末端側にストレプトタグが付加された転写物を得た。   Next, transcription of DNA obtained by linearizing each plasmid was performed using T3 RNA polymerase. As a result, a transcript containing the region of positions 1 to 277, 764 to 1004, or 6166 to 6384 of the ToMV genome and having a strept tag added to the 5 ′ end side was obtained.

ここで、図1を用いて、本実施例で得たストレプトタグ付加RNAプローブの構造について説明する。図1は、本実施例で得たストレプトタグ付加RNAプローブの構造を模式的に示した図であり、上段はToMVのゲノムRNAの構造を示し、下段がストレプトタグ付加RNAプローブの構造を示している。   Here, the structure of the strepttag-added RNA probe obtained in this example will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram schematically showing the structure of a strepttag-added RNA probe obtained in this example. The upper part shows the structure of a ToMV genomic RNA, and the lower part shows the structure of a strepttag-added RNA probe. Yes.

図1のストレプトタグ付加RNAプローブの3’末端に示す「Probe RNA」の箇所には、図1において「L5」と示す1〜277位の領域、「LR」と示す764〜1004位の領域、及び「L3」と示す6166〜6384位の領域からなるRNA断片のうちのいずれかが入る。つまり、上述の方法で、いずれかの領域のRNA断片が3’末端に結合したストレプトタグ付加RNAプローブを得ることができるのである。   The “Probe RNA” shown at the 3 ′ end of the strep-tagged RNA probe of FIG. 1 has a region at positions 1 to 277 indicated as “L5” in FIG. 1, a region at positions 764 to 1004 indicated as “LR”, And an RNA fragment consisting of the region from positions 6166 to 6384 designated as “L3”. That is, a strepttag-added RNA probe in which an RNA fragment in any region is bound to the 3 'end can be obtained by the above-described method.

以下、ToMVゲノムRNAの1〜277位の塩基配列を有するストレプトタグ付加RNAプローブを「L5」と表記し、764〜1004位の塩基配列を有するストレプトタグ付加RNAプローブを「LR」と表記し、6166〜6384位の塩基配列を有するストレプトタグ付加RNAプローブを「L3」と表記する。   Hereinafter, a Strept-tagged RNA probe having a base sequence of positions 1 to 277 of ToMV genomic RNA is denoted as “L5”, and a Strept-tagged RNA probe having a base sequence of positions 764 to 1004 is denoted as “LR”. A strepttag-added RNA probe having a nucleotide sequence at positions 6166-6384 is denoted as “L3”.

(シロイヌナズナの細胞抽出液)
細胞抽出液の材料として、シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)エコタイプ Col‐0株(以下、単に「Col‐0」と表記する)を用いた。
(Arabidopsis cell extract)
As a material for the cell extract, Arabidopsis thaliana ecotype Col-0 strain (hereinafter simply referred to as “Col-0”) was used.

Col‐0の細胞抽出液は、以下のようにして調製した。まず、Col‐0のMM2d培養細胞を脱液胞化した後、破砕バッファー(50mM Tris‐HCl (pH7.5)、100mM NaCl、3mM MgCl、2mM DTT、Complete mini)中で破砕した。破砕によって得られた抽出液を30,000×g、15分間遠心して、生体膜成分を除いた上清(S30)を、Col‐0の細胞抽出液として、以後の実験に用いた。なお、MM2d培養細胞は、Menges, M. and Murray, J. A. H., Plant J., 2002, 30, 203−212に記載の方法により得た。また、脱液胞化は、Sonobe, S., J. Plant Res., 1996, 109, 437−448に記載の方法により行なった。 The cell extract of Col-0 was prepared as follows. First, Col-0 MM2d cultured cells were devacuated and then disrupted in disruption buffer (50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 100 mM NaCl, 3 mM MgCl 2 , 2 mM DTT, Complete mini). The extract obtained by crushing was centrifuged at 30,000 × g for 15 minutes, and the supernatant (S30) from which biological membrane components were removed was used as a Col-0 cell extract in subsequent experiments. MM2d cultured cells were obtained by the method described in Menges, M. and Murray, JAH, Plant J., 2002, 30, 203-212. Further, devolatilization was performed by the method described in Sonobe, S., J. Plant Res., 1996, 109, 437-448.

(Col‐0の細胞抽出液とRNAプローブとの混合)
次に、Col‐0の細胞抽出液と、L5、LR、L3のそれぞれのRNAプローブとを以下の条件で混合して、RNA‐タンパク質複合体を形成させた。
(Mixing of cell extract of Col-0 and RNA probe)
Next, the cell extract of Col-0 and each of the L5, LR, and L3 RNA probes were mixed under the following conditions to form an RNA-protein complex.

まず、タンパク質濃度15mg/mlに調整したCol‐0の細胞抽出液400μlに、上記RNAプローブを添加した。添加したRNAプローブの量は、L5では50μg、L3及びLRでは20μgとした。RNAプローブを添加した後、氷上で20分静置した。その後、ヘパリン(100mg/ml)を8μl添加して、さらに氷上で30分静置した。   First, the RNA probe was added to 400 μl of a cell extract of Col-0 adjusted to a protein concentration of 15 mg / ml. The amount of RNA probe added was 50 μg for L5 and 20 μg for L3 and LR. After adding the RNA probe, the mixture was allowed to stand on ice for 20 minutes. Thereafter, 8 μl of heparin (100 mg / ml) was added, and the mixture was further allowed to stand on ice for 30 minutes.

(アフィニティー精製)
上記それぞれのRNAプローブから得たRNA‐タンパク質複合体を、ストレプトマイシンを結合したセファロースビーズを用いてアフィニティー精製した。
(Affinity purification)
The RNA-protein complex obtained from each of the above RNA probes was affinity purified using sepharose beads conjugated with streptomycin.

アフィニティー精製はBachler, M., Schroeder, R. and von Ahsen, U., RNA, 1999, 5, 1509‐1516に記載の方法に従った。具体的には、上記セファロースビーズ0.8mlをカラムに充填して、7mlカラムバッファー(50mM Tris−HCl(pH7.5)、100mM NaCl、3mM MgCl)で平衡化させた後、サンプルを添加した。洗浄は2mlのカラムバッファーで10回行ない、3mlの10μMストレプトマイシンをさらに含有させた上記カラムバッファーで溶出した。溶出サンプルはアセトン沈殿で濃縮後、全量の1/15を8‐12%SDS−PAGEで分離し、銀染色で検出した。操作は全て4℃で行なった。 Affinity purification was carried out according to the method described in Bachler, M., Schroeder, R. and von Ahsen, U., RNA, 1999, 5, 1509-1516. Specifically, 0.8 ml of the Sepharose beads were packed in a column, equilibrated with 7 ml column buffer (50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 100 mM NaCl, 3 mM MgCl 2 ), and then a sample was added. . Washing was performed 10 times with 2 ml of column buffer, and elution was performed with the above column buffer further containing 3 ml of 10 μM streptomycin. The eluted sample was concentrated by acetone precipitation, and 1/15 of the total amount was separated by 8-12% SDS-PAGE and detected by silver staining. All operations were performed at 4 ° C.

サンプルとしては、L5、LR、L3のそれぞれのRNAプローブから得たRNA−タンパク質複合体に、それぞれフェノール/クロロホルム抽出を施したものと、施していないものとを用いた。その結果を図2に示す。図2は、本実施例で得たRNA−タンパク質複合体をSDS−PAGEに供した結果を示す図である。図2に示す「P/C」の「+」、「−」は、それぞれ、上記フェノール/クロロホルム抽出を行なったサンプル、行なっていないサンプルを示す。   As samples, RNA-protein complexes obtained from the RNA probes of L5, LR, and L3 were respectively subjected to phenol / chloroform extraction and those not subjected to phenol / chloroform extraction. The result is shown in FIG. FIG. 2 is a diagram showing the results of subjecting the RNA-protein complex obtained in this example to SDS-PAGE. “+” And “−” of “P / C” shown in FIG. 2 indicate a sample subjected to the phenol / chloroform extraction and a sample not subjected to the phenol / chloroform extraction, respectively.

図2中の黒三角印に示すように、L5から得たRNA−タンパク質複合体では、フェノール/クロロホルム抽出によって消失するタンパク質のバンドが確認された。   As shown by the black triangles in FIG. 2, in the RNA-protein complex obtained from L5, a protein band disappeared by phenol / chloroform extraction was confirmed.

(LC‐MS/MS解析)
図2の黒三角印に示したバンドのタンパク質をLC‐MS/MSにより解析した。当該タンパク質としては、SDS‐PAGEゲルより切り出して、トリプシン処理して得たサンプルを用いた。LC‐MS/MSによる解析はアプロサイエンス株式会社の受託解析サービスを利用した。
(LC-MS / MS analysis)
The protein in the band indicated by the black triangle in FIG. 2 was analyzed by LC-MS / MS. As the protein, a sample cut from an SDS-PAGE gel and treated with trypsin was used. The analysis by LC-MS / MS used a contract analysis service of Apro Science Co., Ltd.

この結果、LC‐MS/MS解析に供したタンパク質のアミノ酸配列は、GenBankに登録されているLocus tag At5g04430のアミノ酸配列に一致した。以下、このタンパク質を「BTR1」と表記する。Locus tag At5g04430に示されるアミノ酸配列は、シロイヌナズナの有するアミノ酸配列の一つである。   As a result, the amino acid sequence of the protein subjected to LC-MS / MS analysis matched the amino acid sequence of Locus tag At5g04430 registered in GenBank. Hereinafter, this protein is referred to as “BTR1”. The amino acid sequence shown in Locus tag At5g04430 is one of the amino acid sequences of Arabidopsis thaliana.

ここで、本実施例で得たBTR1の構造を、図3を用いて説明する。図3は、Locus tag At5g04430の塩基配列から生じる二種類のスプライシングバリアント、及び本実施例のLC‐MS/MS解析の結果を示す図である。なお、当該二種類のスプライシングバリアントにより得られるアミノ酸配列を有するタンパク質を、それぞれ「BTR1S」、「BTR1L」と表記する。つまり、配列番号1に示すアミノ酸配列からなるポリペプチド及び配列番号3に示す塩基配列からなるポリヌクレオチドによりコードされるポリペプチドはBTR1Sである。また、配列番号2に示すアミノ酸配列からなるポリペプチド及び配列番号4に示す塩基配列からなるポリヌクレオチドによりコードされるポリペプチドはBTR1Sである。また、図3中のI、II、IIIは、KHドメインを示している。図3中の下線を引いたアミノ酸は、上述のLC‐MS/MS解析によって検出されたペプチド断片のアミノ酸配列を示している。   Here, the structure of the BTR 1 obtained in this example will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing two types of splicing variants generated from the base sequence of Locus tag At5g04430 and the results of LC-MS / MS analysis of this example. The proteins having amino acid sequences obtained by the two types of splicing variants are denoted as “BTR1S” and “BTR1L”, respectively. That is, the polypeptide encoded by the polypeptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 and the polypeptide encoded by the polynucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 is BTR1S. The polypeptide encoded by the polypeptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and the polypeptide encoded by the polynucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 4 is BTR1S. Further, I, II, and III in FIG. 3 indicate KH domains. The underlined amino acids in FIG. 3 indicate the amino acid sequences of the peptide fragments detected by the LC-MS / MS analysis described above.

図3に示すように、BTR1S及びBTR1Lのアミノ酸配列は、KHドメインII及びIIIの間に存在する21のアミノ酸残基の有無以外は同一である。   As shown in FIG. 3, the amino acid sequences of BTR1S and BTR1L are identical except for the presence or absence of 21 amino acid residues present between KH domains II and III.

図3の下線部に示すように、LC‐MS/MS解析の結果、BTR1Sのアミノ酸配列の一部に一致する11のペプチド断片が検出された。そして、ペプチド断片の一つは、図3に示すように、BTR1Lに特異的な上記21のアミノ酸残基をまたいだアミノ酸配列を有するものであった。そして、上記21のアミノ酸残基を有する領域は検出されなかった。このことから本実施例で得られたBTR1はBTR1Sであるといえる。   As shown in the underlined portion of FIG. 3, as a result of LC-MS / MS analysis, 11 peptide fragments that matched a part of the amino acid sequence of BTR1S were detected. As shown in FIG. 3, one of the peptide fragments had an amino acid sequence straddling the 21 amino acid residues specific to BTR1L. And the area | region which has the said 21 amino acid residue was not detected. From this, it can be said that BTR1 obtained in this example is BTR1S.

〔実施例2:BTR1Sのトバモウイルスに対する結合性の評価〕
本実施例では、大腸菌で発現させたBTR1Sの、ToMVのゲノムRNAに対する結合性をゲルシフトアッセイによって評価した。ToMVのゲノムRNAの塩基配列としては、実施例1と同様にGenBankにアクセッションナンバーX02144で登録されている配列を用いた。
[Example 2: Evaluation of binding ability of BTR1S to tobamovirus]
In this example, the binding property of BTR1S expressed in E. coli to the genomic RNA of ToMV was evaluated by gel shift assay. As the base sequence of ToMV genomic RNA, the sequence registered in GenBank with accession number X02144 was used as in Example 1.

(ToMVの5’末端領域300塩基を有する転写物及びToMVの3’末端領域218塩基を有する転写物の調整)
ToMVの5’末端領域300塩基を有する転写物及びToMVの3’末端領域218塩基を有する転写物を、以下の方法で作製した。
(Preparation of transcript having 300 bases of ToMV 5 ′ terminal region and transcript having 218 bases of ToMV 3 ′ terminal region)
A transcript having 300 bases of the ToMV 5 ′ terminal region and a transcript having 218 bases of the ToMV 3 ′ terminal region were prepared by the following method.

T3 RNAポリメラーゼプロモーターの下流に、ToMVの5’末端領域300塩基に対応する塩基配列を有するDNA、又はToMV3’末端領域218塩基に対応する塩基配列を有するDNAを連結した。さらに、それぞれの3’末端にMluI認識部位を結合させて、cDNAを合成した。次に、当該cDNAを、pCR‐Blant II‐TOPO(Invitrogen社製)を用いてクローニングした。以下、ToMVの5’末端領域300塩基を有する転写物を「ToMV5’」、ToMV3’末端領域218塩基を有する転写物を「ToMV3’」と表記する。   Downstream of the T3 RNA polymerase promoter, DNA having a base sequence corresponding to 300 bases of the 5 'end region of ToMV or DNA having a base sequence corresponding to 218 bases of the ToMV 3' end region was ligated. Furthermore, a MluI recognition site was linked to each 3 'end to synthesize cDNA. Next, the cDNA was cloned using pCR-Blant II-TOPO (Invitrogen). Hereinafter, a transcript having 300 bases of ToMV 5 ′ terminal region is referred to as “ToMV5 ′”, and a transcript having 218 bases of ToMV 3 ′ terminal region is referred to as “ToMV3 ′”.

クローニングにより得られたcDNAを、MluIで直鎖化した後、32P CTP存在下でAmpliScribe T3 Transcription kit (Epicentre社製)を用いて転写を行なった。 The cDNA obtained by cloning was linearized with MluI, and then transcribed using Ampliscribe T3 Transcription kit (Epicentre) in the presence of 32 P CTP.

また、ゲルシフトアッセイの比較に用いるため、ホタルルシフェラーゼ遺伝子の5’末端領域318塩基を有する転写物を、pSP‐luc+vector(Promega社製)をCfr10Iで直鎖化して、32P CTP存在下でSP6 RNAポリメラーゼを用いて転写させることで得た。以下、ホタルルシフェラーゼ遺伝子の5’末端領域318塩基を有する転写物を「luc5’」と表記する。 For comparison with gel shift assay, a transcript having 318 bases of the 5 ′ end region of the firefly luciferase gene was linearized with pSP-luc + vector (manufactured by Promega) with Cfr10I, and SP6 RNA was present in the presence of 32 P CTP. It was obtained by transcription using a polymerase. Hereinafter, a transcript having 318 bases of the 5 ′ end region of the firefly luciferase gene is referred to as “luc5 ′”.

(大腸菌によるBTR1Sの合成)
ヒスチジンタグをN末端に融合したBTR1Sを、pDEST‐Hisベクター(Tsunoda et al.,2005)を用いて、大腸菌(BL21(DE3)、Novagen社製)において発現させた。
(Synthesis of BTR1S by E. coli)
BTR1S fused with a histidine tag at the N-terminus was expressed in E. coli (BL21 (DE3), Novagen) using the pDEST-His vector (Tsunoda et al., 2005).

次に、His Select Nickel affinity gel (Sigma社製)を用いて精製して、BTR1Sを得た。   Next, purification was performed using His Select Nickel affinity gel (manufactured by Sigma) to obtain BTR1S.

(ゲルシフトアッセイ)
20μlの反応液(50mM Tris‐HCl (pH7.5)、100mM NaCl、3mM MgCl、2mM DTT、100mM イミダゾール、5% Glycerol、2mg/mlヘパリン)に、上述の大腸菌に発現させたBTR1Sを終濃度0、200、400、600nMとなるように添加した。次に、30℃で10分静置後、32P標識したToMV5’、ToMV3’又はluc5’(0.1pmol/μl)を1μl、及び2.5μlのGlycerol‐BPB液(50% Glycerol、0.05% ブロムフェノールブルー)を加えた。
(Gel shift assay)
The final concentration of BTR1S expressed in the above-mentioned Escherichia coli in 20 μl of a reaction solution (50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 100 mM NaCl, 3 mM MgCl 2 , 2 mM DTT, 100 mM imidazole, 5% Glycerol, 2 mg / ml heparin) It added so that it might become 0, 200, 400, 600 nM. Next, after standing at 30 ° C. for 10 minutes, 1 μl of 32 P-labeled ToMV5 ′, ToMV3 ′ or luc5 ′ (0.1 pmol / μl) and 2.5 μl of Glycerol-BPB solution (50% Glycerol,. 05% bromophenol blue).

次に、4%TBEゲルで100V、1.5〜2時間電気泳動した。32P−RNAの検出はBAS−2500(Fujifilm)で行なった。 Next, it was electrophoresed on a 4% TBE gel at 100 V for 1.5 to 2 hours. 32 P-RNA was detected with BAS-2500 (Fujifilm).

また、32P標識したToMV5’と、非標識のToMV5’、ToMV3’又はluc5’とを上記反応液に混合して競合実験を行なった。競合実験では、BTR1Sの終濃度を600nM、32P標識したToMV5’の混合量を5nMとして、非標識のToMV5’、ToMV3’又はluc5’を1、3、10pmolとした。これら非標識の転写物の混合量は、混合した32P標識したToMV5’の10倍、30倍、100倍のモル数となる。次に、4% TBEゲルで100V、1.5〜2時間電気泳動した。32P−RNAの検出はBAS−2500(Fujifilm)で行なった。 In addition, 32 P-labeled ToMV5 ′ and unlabeled ToMV5 ′, ToMV3 ′, or luc5 ′ were mixed in the reaction solution to conduct a competition experiment. In the competition experiment, the final concentration of BTR1S was 600 nM, the mixed amount of 32 P-labeled ToMV5 ′ was 5 nM, and unlabeled ToMV5 ′, ToMV3 ′ or luc5 ′ was 1, 3, and 10 pmol. The amount of these unlabeled transcripts is 10 times, 30 times, and 100 times the number of moles of mixed 32 P-labeled ToMV 5 ′. Next, electrophoresis was performed on a 4% TBE gel at 100 V for 1.5 to 2 hours. 32 P-RNA was detected with BAS-2500 (Fujifilm).

これらの結果を図4に示す。図4は、本実施例におけるゲルシフトアッセイの結果を示す図であり、(a)は、32P標識したToMV5’、ToMV3’又はluc5’を用いた、BTR1Sに対する結合性を検討した結果を示し、(b)は、32P標識したToMV5’と、非標識の、ToMV5’、ToMV3’又はluc5’とを用いた、BTR1Sに対する結合性を検討した結果を示す図である。また、図4において、「F」を付した領域はタンパク質と結合していないRNAを示すバンドが現われる大よその領域を示し、「C」を付した領域は、RNA及びタンパク質が結合した複合体を示すバンドが現われる大よその領域を示す。 These results are shown in FIG. FIG. 4 is a diagram showing the results of gel shift assay in this example, (a) shows the results of examining the binding to BTR1S using 32 P-labeled ToMV5 ′, ToMV3 ′ or luc5 ′; (B) is a figure which shows the result of having examined the binding property to BTR1S using < 32 > P labeled ToMV5 'and unlabeled ToMV5', ToMV3 'or luc5'. In FIG. 4, the region marked with “F” is a rough region where a band indicating RNA not bound to protein appears, and the region marked with “C” is a complex in which RNA and protein are bound. This indicates the approximate area where a band indicating 現 appears.

図4(a)に示すように、32P標識したToMV5’でのみ、「C」の領域にバンドが確認された。また、図4(b)に示すように、非標識のToMV5’のみが、32P標識したToMV5’に対して競合的に機能して、BRT1Sに結合することが確認された。このことから、BTR1Sは、ToMV RNAの5’末端領域に特異的に結合することが確認された。 As shown in FIG. 4A, a band was confirmed in the “C” region only with 32 P-labeled ToMV5 ′. Further, as shown in FIG. 4B, it was confirmed that only unlabeled ToMV5 ′ functions competitively with 32 P-labeled ToMV5 ′ and binds to BRT1S. From this, it was confirmed that BTR1S specifically binds to the 5 ′ terminal region of ToMV RNA.

〔実施例3:BTR1のウイルス増殖への影響〕
植物体内における、BTR1のウイルス増殖に対する関与を、BTR1のノックアウト株及びBTR1Sを過剰発現させた株を用いて確認した。
[Example 3: Effect of BTR1 on virus propagation]
Involvement of BTR1 in virus growth in plants was confirmed using a BTR1 knockout strain and a strain overexpressing BTR1S.

(BTR1ノックアウト株の作製)
シロイヌナズナのBTR1ノックアウト株は、Arabidopsis Biological Resource Centre(ABRC)のT−DNAタグラインより入手した(SALK_007924)。以下このBTR1ノックアウト株を、単に「SALK_007924」と表記する。SALK_007924は、Locus tag At5g04430の位置にT‐DNAが挿入されている。これにより、BTR1がノックアウトされている。
(Preparation of BTR1 knockout strain)
A BTR1 knockout strain of Arabidopsis thaliana was obtained from the T-DNA tag line of Arabidopsis Biological Resource Center (ABRC) (SALK — 007924). Hereinafter, this BTR1 knockout strain is simply referred to as “SALK — 007924”. In SALK — 007924, T-DNA is inserted at the location of Locus tag At5g04430. Thereby, BTR1 is knocked out.

なお、ABRCより入手した株は、ホモ個体及びヘテロ個体の混在状態である。よって、ホモ個体を同定するために、プライマーLP(5’‐ACGCTTAACCACCAAATATC‐3’:配列番号5)、プライマーRP(5’‐ATCCAGCATCTACACTTGAC‐3’:配列番号6)、プライマーLB(5’‐CGTGGACCGCTTGCTGCAACT‐3’:配列番号7)を用いたゲノミックPCRに、SALK_007924を供することで確認した。プライマーLP、RP、LBは次のようにして設計したものである。つまり、シロイヌナズナのゲノム配列情報を元に、T−DNAの挿入部位を中心として、前後約400bp(計約800bp)離れた部位に相同なプライマーを作製して、さらに、これらのプライマーと、T−DNA挿入領域内のプライマーを設計した。   The strain obtained from ABRC is a mixed state of homo and hetero individuals. Therefore, in order to identify homozygous individuals, primer LP (5′-ACGCTTAACCACCCAAATATC-3 ′: SEQ ID NO: 5), primer RP (5′-ATCCAGCATCTACTACTTGAC-3 ′: SEQ ID NO: 6), primer LB (5′-CGTGGACCGCTGTCGCCAACT- It confirmed by providing SALK_007924 to genomic PCR using 3 ': sequence number 7). Primers LP, RP, and LB are designed as follows. That is, based on the Arabidopsis genome sequence information, primers that are homologous to a site about 400 bp apart (total of about 800 bp) around the T-DNA insertion site are prepared. Primers within the DNA insertion region were designed.

なお、シロイヌナズナゲノムDNAは、以下の方法に従い取得した。播種後約3週間のロゼット葉1〜2枚に、DNA抽出バッファー(200mM Tris‐HCl(pH7.5)、250mM NaCl、25mM EDTA、0.5%(wt/vol)SDS)を加え、Tissue Lyser(Qiagen社製)を用いて葉を破砕した。15,000×g、室温、5分間の遠心処理により得られた上清から、イソプロパノール沈殿により全DNAを回収した。   Arabidopsis genomic DNA was obtained according to the following method. A DNA extraction buffer (200 mM Tris-HCl (pH 7.5), 250 mM NaCl, 25 mM EDTA, 0.5% (wt / vol) SDS) was added to 1-2 rosette leaves about 3 weeks after sowing, and Tissue Lyser. The leaves were crushed using (Qiagen). Total DNA was recovered from the supernatant obtained by centrifugation at 15,000 × g and room temperature for 5 minutes by isopropanol precipitation.

(BTR1過剰発現株の作製)
シロイヌナズナのBTR1過剰発現株は以下のようにして作製した。植物材料としては、シロイヌナズナの野生株であるCol‐0を用いた。
(Preparation of BTR1 overexpression strain)
A BTR1 overexpression strain of Arabidopsis thaliana was prepared as follows. As plant material, Col-0 which is a wild strain of Arabidopsis thaliana was used.

まず、XbaI、SacI認識部位を利用して、pBI121(GenBank アクセッションナンバー AF485783)の35Sプロモータの下流に、配列番号3又は配列番号4からなるポリヌクレオチドが挿入されたプラスミドを構築した。次に、アグロバクテリウム・チュメファシエンス(Agrobacterium tumefacience)を用いて、シロイヌナズナに当該プラスミドを導入することで、シロイヌナズナの形質転換を行なった。形質転換はFloral dip法(Clough, S. J. and Bent, A. F., Plant J., 1998, 16, 735‐743を参照)により行なった。このようにして得られたシロイヌナズナのBTR1過剰発現株のうち、BTR1Sの過剰発現株を、以下「35S:BTR1S」と表記し、BTR1Lの過剰発現株を、以下「35S:BTR1L」と表記する。   First, using XbaI and SacI recognition sites, a plasmid was constructed in which the polynucleotide consisting of SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 4 was inserted downstream of the 35S promoter of pBI121 (GenBank accession number AF485833). Next, Arabidopsis thaliana was transformed by introducing the plasmid into Arabidopsis thaliana using Agrobacterium tumefacience. Transformation was performed by the Floral dip method (see Clough, S. J. and Bent, A. F., Plant J., 1998, 16, 735-743). Among the BTR1 overexpression strains of Arabidopsis thus obtained, the BTR1S overexpression strain is hereinafter referred to as “35S: BTR1S”, and the BTR1L overexpression strain is hereinafter referred to as “35S: BTR1L”.

(BTR1とウイルス増殖との関係に関する検討)
ウイルス増殖の測定には、各形質転換植物を、カナマイシン選抜することで得たT2世代のものを用いた。
(Study on the relationship between BTR1 and virus growth)
For the measurement of virus growth, T2 generation plants obtained by kanamycin selection were used for each transformed plant.

播種して4〜5週間後の各形質転換植物のロゼット葉に、ToMV(0.1mg/ml)又はCMV RNA(0.1mg/ml)を接種した。ToMVを接種したSALK_007924では接種から7日後に接種葉を採取した。ToMVを接種した35S:BTR1S及び35S:BTR1Lでは接種から4日後に接種葉を採取した。また、キュウリモザイクウイルス(以下、「CMV」と表記する)を接種した各形質転換植物では接種から2日目に、接種葉を採取した。   ToMV (0.1 mg / ml) or CMV RNA (0.1 mg / ml) was inoculated into rosette leaves of each transformed plant 4-5 weeks after sowing. In SALK_007924 inoculated with ToMV, inoculated leaves were collected 7 days after the inoculation. In 35S: BTR1S and 35S: BTR1L inoculated with ToMV, inoculated leaves were collected 4 days after the inoculation. In each transformed plant inoculated with cucumber mosaic virus (hereinafter referred to as “CMV”), inoculated leaves were collected on the second day after inoculation.

採取した接種葉を、次のように調整してSDS‐PAGEに供した。まず、葉の湿重量の5倍量のゲルサンプル緩衝液(50mM Tris‐HCl(pH6.8)、2% SDS、5% β-メルカプトエタノール、10%グリセロール、0.02% BPB)を加えて破砕した後、100℃、3分間加熱したものをSDS−PAGEサンプルとした。   The collected inoculated leaves were prepared as follows and subjected to SDS-PAGE. First, add 5 times the wet weight of the leaf gel sample buffer (50 mM Tris-HCl (pH 6.8), 2% SDS, 5% β-mercaptoethanol, 10% glycerol, 0.02% BPB) After crushing, a sample heated at 100 ° C. for 3 minutes was used as an SDS-PAGE sample.

SALK_007924におけるToMVの外被タンパク質(以下、「CP」と表記する)の蓄積を、クマシーブリリアントブルー染色によって検出し、BTR1過剰発現株(35S:BTR1S及び35S:BTR1L)におけるToMVのCPの蓄積や、SALK_007924及びBTR1過剰発現株におけるCMVのCPの蓄積はウエスタンブロット法によって検出した。   Accumulation of ToMV coat protein (hereinafter referred to as “CP”) in SALK_007924 was detected by Coomassie brilliant blue staining, and accumulation of ToMV CP in BTR1 overexpressing strains (35S: BTR1S and 35S: BTR1L), Accumulation of CP of CMV in SALK_007924 and BTR1 overexpressing strains was detected by Western blotting.

また、35S:BTR1S及び35S:BTR1Lから採取した接種葉では、ウエスタンブロット法によって、それぞれBTR1S及びBTR1Lの発現を検出した。BTR1特異的抗体は、上述のヒスチジンタグをN末端に融合させたBTR1Sを抗原として、シバヤギ株式会社の受託サービスを利用して作製した。   Moreover, in the inoculated leaves collected from 35S: BTR1S and 35S: BTR1L, the expression of BTR1S and BTR1L was detected by Western blotting, respectively. A BTR1-specific antibody was produced using BTR1S fused with the above histidine tag at the N-terminus as an antigen using a contract service of Shibayagi Co., Ltd.

この結果を図5に示す。図5は、BTR1とウイルス増殖との関係に関する検討した結果を示す図であり、(a)はCol‐0及びSALK_007924の葉に含まれるウイルスのCPを検出した結果を示し、(b)はCol‐0及び35S:BTR1Sの葉に含まれるウイルスのCPを検出した結果、及びそれぞれの葉におけるBTR1Sの発現を検出した結果を示し、(c)はCol‐0及び35S:BTR1Lの葉に含まれるToMVのCPを検出した結果、及びそれぞれの葉におけるBTR1Lの発現を検出した結果を示す。   The result is shown in FIG. FIG. 5 is a diagram showing the results of studies on the relationship between BTR1 and virus growth, (a) shows the results of detecting virus CP contained in the leaves of Col-0 and SALK_007924, and (b) shows Col. -0 and 35S: shows the results of detecting the viral CP contained in the leaves of BTR1S and the results of detecting the expression of BTR1S in the respective leaves, (c) is contained in the leaves of Col-0 and 35S: BTR1L The result of detecting ToMV CP and the result of detecting the expression of BTR1L in each leaf are shown.

図5(a)に示すように、SALK_007924におけるToMVの増殖は、野生型Col‐0に比べて昂進していた。また、図5(b)に示すように、35S:BTR1Sでは、ToMVの増殖が低下することが確認できた。また、このようなウイルスの増殖の低下は、CMVについては確認されなかった。また、図5(c)に示すように、35S:BTR1Lでも、ToMVの増殖を抑制する効果が得られることが確認できた。   As shown in FIG. 5 (a), ToMV proliferation in SALK_007924 was accelerated compared to wild-type Col-0. Further, as shown in FIG. 5 (b), it was confirmed that 35S: BTR1S decreased ToMV proliferation. In addition, such a decrease in virus growth was not confirmed for CMV. Moreover, as shown in FIG.5 (c), it has confirmed that the effect which suppresses the proliferation of ToMV was acquired also by 35S: BTR1L.

(BTR1の発現による植物体形成への影響)
BTR1の発現が、シロイヌナズナの植物体の形成に与える影響について確認した。
(Effects of BTR1 expression on plant formation)
The effect of BTR1 expression on the formation of Arabidopsis plants was confirmed.

まず、Col‐0、SALK_007924、35S:BTR1S及び35S:BTR1Lのそれぞれに、ToMV(0.1mg/ml)を播種した。次に、23℃日長16時間の長日条件下で4週間育成した。そして、育成後の植物体を観察した。この結果を図6に示す。図6は、ToMVを播種して育成した後のシロイヌナズナを観察した結果を示す図である。   First, ToMV (0.1 mg / ml) was seed | inoculated to each of Col-0, SALK_007924, 35S: BTR1S, and 35S: BTR1L. Next, it was grown for 4 weeks under long day conditions of 23 ° C. and 16 hours long. And the plant body after breeding was observed. The result is shown in FIG. FIG. 6 is a diagram showing the results of observation of Arabidopsis thaliana after seeding and growing ToMV.

図6に示すように、BTR1S及びBTR1Lの過剰発現は、植物の生育に目立った影響を及ぼさなかった。   As shown in FIG. 6, overexpression of BTR1S and BTR1L had no noticeable effect on plant growth.

以上の結果から、BTR1はToMV RNAの5’末端領域に結合して、ToMVの増殖を特異的に阻害することが示された。   From the above results, it was shown that BTR1 specifically binds to the 5 'terminal region of ToMV RNA and specifically inhibits the growth of ToMV.

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately changed within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.

以上のように、本発明によれば、植物ウイルス抵抗性が賦与された植物体を作製することができるので、種々の作物において植物ウイルスを防除し得る。したがって、本発明は、育種分野に用いることができるだけではなく、植物ウイルスが感染する植物を用いる農業や園芸等の産業分野に適用することも可能である。   As described above, according to the present invention, since a plant body imparted with plant virus resistance can be produced, plant viruses can be controlled in various crops. Therefore, the present invention can be applied not only in the field of breeding but also in industrial fields such as agriculture and horticulture using plants infected with plant viruses.

実施例で作製したストレプトタグ付加RNAプローブの構造を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the structure of the strept tag addition RNA probe produced in the Example. 実施例において、RNA−タンパク質複合体をSDS−PAGEに供した結果を示す図である。In an Example, it is a figure which shows the result of having used the RNA-protein complex for SDS-PAGE. Locus tag At5g04430の塩基配列から生じる二種類のスプライシングバリアント、及び本実施例のLC−MS/MS解析の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of LC-MS / MS analysis of two types of splicing variants produced from the base sequence of Locus tag At5g04430, and a present Example. 実施例において、ゲルシフトアッセイを行なった結果を示す図であり、(a)は、32P標識したToMV5’、ToMV3’又はluc5’を用いた、BTR1Sに対する結合性を検討した結果を示し、(b)は、32P標識したToMV5’と、非標識の、ToMV5’、ToMV3’又はluc5’とを用いた、BTR1Sに対する結合性を検討した結果を示す。In an Example, it is a figure which shows the result of having performed the gel shift assay, (a) shows the result of having examined the binding property to BTR1S using 32 P-labeled ToMV5 ′, ToMV3 ′ or luc5 ′, (b ) Shows the results of examining the binding to BTR1S using 32 P-labeled ToMV5 ′ and unlabeled ToMV5 ′, ToMV3 ′ or luc5 ′. 実施例において、BTR1とウイルス増殖との関係に関する検討した結果を示す図であり、(a)はCol−0及びSALK_007924の葉に含まれるウイルスのCPを検出した結果を示し、(b)はCol−0及び35S:BTR1Sの葉に含まれるウイルスのCPを検出した結果、及びそれぞれの葉におけるBTR1Sの発現を検出した結果を示し、(c)はCol−0及び35S:BTR1Lの葉に含まれるToMVのCPを検出した結果、及びそれぞれの葉におけるBTR1Lの発現を検出した結果を示す。In an Example, it is a figure which shows the result examined about the relationship between BTR1 and a virus proliferation, (a) shows the result of having detected CP of the virus contained in the leaf of Col-0 and SALK_007924, (b) is Col. -0 and 35S: The results of detecting the CP of the virus contained in the leaves of BTR1S and the results of detecting the expression of BTR1S in the respective leaves are shown, (c) is contained in the leaves of Col-0 and 35S: BTR1L The result of detecting ToMV CP and the result of detecting the expression of BTR1L in each leaf are shown. 実施例において、ToMVを播種して育成した後のシロイヌナズナを観察した結果を示す図である。In an Example, it is a figure which shows the result of having observed the Arabidopsis thaliana after towing and growing ToMV.

Claims (10)

植物体内において、植物ウイルスのゲノムRNAに結合して当該植物ウイルスの増殖を抑制するポリペプチドによる、植物ウイルスの増殖抑制活性を昂進させる工程を含むことを特徴とする植物ウイルス抵抗性植物の製造方法。   A method for producing a plant virus-resistant plant, comprising a step of promoting the growth inhibitory activity of a plant virus by a polypeptide that binds to the genomic RNA of the plant virus and inhibits the growth of the plant virus in the plant body . 上記ポリペプチドは、以下の(a)又は(b)に記載のポリペプチドであることを特徴とする請求項1に記載の植物ウイルス抵抗性植物の製造方法:
(a)配列番号1もしくは2に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチド;
(b)配列番号1もしくは2に示されるアミノ酸配列に示されるアミノ酸配列において、1個もしくは数個のアミノ酸が欠失、挿入、置換、もしくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ植物ウイルス増殖抑制活性を有するポリペプチド。
The said polypeptide is a polypeptide as described in the following (a) or (b), The manufacturing method of the plant virus resistant plant of Claim 1 characterized by the above-mentioned:
(A) a polypeptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 or 2;
(B) An amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2, consisting of an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, inserted, substituted, or added, and has plant virus growth inhibitory activity A polypeptide having
上記工程は、植物体内において、上記ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを導入することにより行なうことを特徴とする請求項1に記載の植物ウイルス抵抗性植物の製造方法。   2. The method for producing a plant virus-resistant plant according to claim 1, wherein the step is performed by introducing a polynucleotide encoding the polypeptide into the plant body. 上記ポリヌクレオチドは、以下の(c)、(d)又は(e)に記載のポリヌクレオチドであることを特徴とする請求項3に記載の植物ウイルス抵抗性植物の製造方法:
(c)配列番号3もしくは4に示される塩基配列からなるポリヌクレオチド;
(d)配列番号3もしくは4に示される塩基配列において、1個もしくは数個の塩基が欠失、挿入、置換、もしくは付加された塩基配列からなるポリヌクレオチド;
(e)配列番号3もしくは4に示される塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチド。
The said polynucleotide is a polynucleotide as described in the following (c), (d) or (e), The manufacturing method of the plant virus resistant plant of Claim 3 characterized by the above-mentioned:
(C) a polynucleotide comprising the base sequence represented by SEQ ID NO: 3 or 4;
(D) a polynucleotide comprising a base sequence in which one or several bases have been deleted, inserted, substituted or added in the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 or 4;
(E) a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions with a polynucleotide comprising a base sequence complementary to the base sequence represented by SEQ ID NO: 3 or 4.
上記植物ウイルスは、トバモウイルスであることを特徴とする請求項1に記載の植物ウイルス抵抗性植物の製造方法。   The method for producing a plant virus-resistant plant according to claim 1, wherein the plant virus is a tobamovirus. 植物ウイルスのゲノムRNAに結合するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを備えていることを特徴とする植物ウイルス抵抗性植物の製造キット。   A plant virus-resistant plant production kit comprising a polynucleotide encoding a polypeptide that binds to a plant virus genomic RNA. 植物体内の、植物ウイルスのゲノムRNAに結合するポリペプチドの蓄積量及び植物ウイルスのゲノムRNAに結合するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの発現量のうち、少なくとも一方の量を測定する工程を含むことを特徴とする植物ウイルス抵抗性植物のスクリーニング方法。   A step of measuring at least one of an accumulated amount of a polypeptide that binds to a plant virus genomic RNA and an expression level of a polynucleotide encoding a polypeptide that binds to a plant virus genomic RNA in a plant body. A screening method for plant virus-resistant plants characterized by the above. 植物ウイルスのゲノムRNAに結合するポリペプチドと特異的に結合する抗体及び植物ウイルスのゲノムRNAに結合するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドと特異的に結合するプローブのうち、少なくとも一方を備えることを特徴とする植物ウイルス抵抗性植物のスクリーニングキット。   It comprises at least one of an antibody that specifically binds to a polypeptide that binds to a plant virus genomic RNA and a probe that specifically binds to a polynucleotide encoding a polypeptide that binds to a plant virus genomic RNA. A plant virus-resistant plant screening kit. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の植物ウイルス抵抗性植物の製造方法により製造されることを特徴とする植物ウイルス抵抗性植物。   A plant virus-resistant plant produced by the method for producing a plant virus-resistant plant according to any one of claims 1 to 5. 植物ウイルスのゲノムRNAに結合するポリペプチドによる植物ウイルスの増殖抑制活性が、昂進されていることを特徴とする植物ウイルス抵抗性植物。   A plant virus resistant plant characterized in that the growth inhibitory activity of a plant virus by a polypeptide that binds to the genomic RNA of the plant virus is promoted.
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