JP2010022365A - Method for bluing petal cell for creating blue flower - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new technique for bluing a specific site in a plant. <P>SOLUTION: It is found that bluing of a petal of a tulip can be achieved by identifying and isolating a bluing gene specifically expressing in the blue flower bottom part, and expressing the gene. Thus, a method for bluing a petal cell including expressing the bluing gene possessed by the tulip in a purple cell is provided. Furthermore, a method for bluing a petal cell including expressing the bluing gene and an artificially constructed ferritin repressor gene in the purple cell is provided. A petal-specific promoter useful for use in the method for bluing the petal cell is also provided. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、植物の花色改変法に関する。詳しくは、チューリップの青色化遺伝子を紫色の細胞で発現させることにより青色に改変する方法に関するものである。また、内在性のフェリチン遺伝子の発現を抑制しかつ青色化遺伝子を発現させることにより、より濃い青色に改変する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for modifying the flower color of a plant. More specifically, the present invention relates to a method for modifying tulip blue genes by expressing them in purple cells. In addition, the present invention relates to a method of changing to a deeper blue color by suppressing the expression of endogenous ferritin gene and expressing a bluening gene.

花色は花卉園芸作物において最も重要な形質の一つであり、古くから様々な改良がなされてきた。花色の成分は、主にアントシアニン、カロテノイド、ベタレインがあり、多くの植物がもつ赤色、橙色、紫色はアントシアニンに由来している。アントシアニンは化学構造上母核となるアントシアニジンに糖が結合したものであり、植物種により糖の種類が異なり、さらにはアシル化などの修飾を受ける。アントシアニジンは主にペラルゴニジン(橙色)、シアニジン(赤色)、デルフィニジン(紫色)の3種類が存在し、B環の水酸基の数がそれぞれ1個〜3個と変化するに従い色調が変化する。   Flower color is one of the most important traits in flower gardening crops, and various improvements have been made since ancient times. Flower color components are mainly anthocyanins, carotenoids and betalains, and the red, orange and purple colors of many plants are derived from anthocyanins. Anthocyanins are those in which sugar is bound to anthocyanidin, which is the mother nucleus in terms of chemical structure, and the type of sugar varies depending on the plant species, and further undergoes modifications such as acylation. There are mainly three types of anthocyanidins, pelargonidin (orange), cyanidin (red), and delphinidin (purple), and the color tone changes as the number of hydroxyl groups on the B ring changes from 1 to 3, respectively.

青色の花の多くはデルフィニジン色素を持つことが知られているが、アントシアニンが局在する植物細胞内の液胞は一般に弱酸性であり、弱酸性下ではデルフィニジンは紫色を示すことが実験的に確かめられている(非特許文献1;非特許文献2;非特許文献3)。そのため青色を呈するためには植物種に特有のメカニズムが存在している。例えば、液胞内pHのアルカリ性化(アサガオ)、金属イオンによる錯体形成(アジサイ、ツユクサ)
、フラボンやフラボノールによるコピグメント効果(キキョウ)などがある。
Many of the blue flowers are known to have a delphinidin pigment, but the vacuoles in plant cells where anthocyanins are localized are generally weakly acidic, and it is experimentally found that delphinidin is purple under mildly acidic conditions. It has been confirmed (Non-patent document 1; Non-patent document 2; Non-patent document 3). Therefore, there is a mechanism peculiar to plant species in order to exhibit blue. For example, alkalinization of vacuolar pH (morning glory), complex formation with metal ions (hydrangea, cypress)
, And pigment effect by flavonol and flavonol.

これまで、青色がない植物、特にデルフィニジン色素を持たない植物において新たに青色の花を作出する目的で、切り花に着色剤を吸わせて青くする方法や遺伝子組換え技術を使って、他の植物由来のデルフィニジン合成酵素遺伝子(フラボノイド3’,5’水酸化酵素遺伝子)を導入した遺伝子組換え体を作る試みがなされてきた(非特許文献4;非特許文献5)。例えば、これまで育成された遺伝子組換え技術によって花色が改変されたバラやカーネーション(いわゆる青いバラや青いカーネーション)は、他の植物由来のフラボノイド3’,5’水酸化酵素遺伝子を導入しデルフィニジン色素を新たに作らせることに成功したものである。しかし、花色は青色と紫色の中間色を呈しており、明確に青色と呼べるまでには至っていない。   Until now, other plants have been developed using a method of making cut flowers soaked with a colorant or genetically modified technology for the purpose of creating new blue flowers in plants that do not have blue color, especially in plants without delphinidin pigment. Attempts have been made to make genetic recombinants into which the derived delphinidin synthase gene (flavonoid 3 ′, 5 ′ hydroxylase gene) has been introduced (Non-patent Document 4; Non-patent Document 5). For example, roses and carnations whose flower color has been modified by genetic engineering techniques developed so far (so-called blue roses and blue carnations) are delphinidin pigments by introducing flavonoid 3 ', 5' hydroxylase genes derived from other plants. Has succeeded in making new. However, the flower color has an intermediate color between blue and purple and has not yet been clearly called blue.

チューリップ花弁の色素としては、ペラルゴニジン、シアニジン、デルフィニジンをそれぞれ母核とするアントシアニンが存在している(非特許文献6;非特許文献7)。さらに、本発明者らの解析により11種類のフラボノールが存在することも判明している(非特許文献8)。チューリップの花色は主にアントシアニンによる橙色、赤色、紫色およびカロテノイドによる黄色であり、これらが組み合わされて様々な色を呈している。しかしながら、花弁全体が青色の花は存在しない。   As a pigment for tulip petals, there are anthocyanins having pelargonidin, cyanidin, and delphinidin as mother nuclei (Non-patent document 6; Non-patent document 7). Furthermore, it has been found by analysis of the present inventors that eleven types of flavonols exist (Non-patent Document 8). Tulip flower colors are mainly orange by anthocyanins, red, purple and yellow by carotenoids, and they combine to present various colors. However, there are no blue flowers in the whole petal.

ところが、チューリップでは花弁内側の底の部分(花底部)が青い品種がいくつか存在している。この花底部に特異的な青色発現は古くから知られ、チューリップの野生種でも見られる現象である。チューリップの育種は16世紀から始まった(非特許文献9)が、その当時から花底部の青色を花弁全体に広げようとする試みがなされてきた。しかしながら、当業者の長年の努力にも関わらず、チューリップ花弁の青色化は未だ実現していない。それは、花底部と花弁上部では未知の異なった生理的メカニズムが存在していることを暗示している。そこで、我々は生理的に何が違うのかを解析したところ、花底部の細胞の液胞内では鉄イオンが花弁上部より約25倍多く含まれており、デルフィニジンと鉄イオンとフラボノールが錯体を形成することで青色を呈することを見出し報告している(非特許文献10)。しかしながら、ツユクサでは鉄イオンとマグネシウムイオンで青色になることが示されており(非特許文献11)、またヤグルマギクでは青色色素の結晶のX線解析から鉄イオンとカルシウムイオンが必要であることが示されている(非特許文献12)ことから、チューリップ花弁の青色化には鉄イオンのみならず、他の複数の因子が関与していると考えられていた。   However, there are several varieties of tulips that have a blue bottom (flower bottom) inside the petals. This blue color expression specific to the flower bottom has been known for a long time, and is a phenomenon also seen in wild tulip species. Tulip breeding began in the 16th century (Non-Patent Document 9), but since that time, attempts have been made to spread the blue color of the flower bottom throughout the petals. However, despite the many years of efforts of those skilled in the art, the blue color of the tulip petals has not yet been realized. It implies that there are different and distinct physiological mechanisms in the flower bottom and petal top. Therefore, we analyzed what is physiologically different, and found that iron ions were contained in the vacuole of cells at the bottom of the flower about 25 times more than the upper petals, and delphinidin, iron ions, and flavonol formed a complex. It has been found and reported that blue color is exhibited (Non-patent Document 10). However, it has been shown that iron ions and magnesium ions turn blue in cypress (Non-patent Document 11), and cornflower shows that iron ions and calcium ions are necessary from X-ray analysis of blue pigment crystals. (Non-Patent Document 12), it was considered that not only iron ions but also a plurality of other factors are involved in the blue coloration of tulip petals.

植物において、鉄は生長に不可欠な必須元素であると同時に、鉄は生物体内でヒドロキシラジカルと呼ばれる強力は酸化性物質発生の原因となるため、鉄の過剰な吸収は植物にとって毒性を示すことが知られている(非特許文献13)。そのため、植物体内への吸収や細胞内の濃度は厳密に調節されていることが分かっている。しかしながら、そのメカニズムについては未だ十分には解明されておらず不明な点が多い。現在、モデル植物であるシロイヌナズナやイネでの研究から、土壌中の鉄イオン吸収や植物体内での輸送に関わる遺伝子やタンパク質の解明が進められつつある。このような遺伝子の例として、シロイヌナズナにおけるVIT1遺伝子が挙げられる(非特許文献14)。非特許文献2においては、VIT遺伝子は、種子や芽生えの子葉維管束での発現が最も高いことが示されている。しかしながら、VIT1遺伝子導入により酵母CCC1遺伝子(VIT遺伝子のオルソログ)ノックアウト変異体では液胞への鉄イオン蓄積が3倍上昇したが、シロイヌナズナVIT遺伝子ノックアウト変異体では野性型と比較して種子や子葉での鉄含量に差が見られないことから、鉄イオン濃度の調節はまだまだ未解明の部分が多い。さらに、シロイヌナズナにおいて液胞内から細胞質側へ鉄イオン、マンガンイオン、カドミウムイオンを輸送するトランスポーター(AtNRAMP2,3)等(非特許文献15)、鉄イオンのホメオスタシスには多数の因子が関連することが明らかであった。これらの事実から、液胞内の鉄イオンレベルの人為的調節は到底不可能であると考えられていた(非特許文献16)。   In plants, iron is an essential element essential for growth. At the same time, iron is a substance called a hydroxy radical in the organism, which causes the generation of oxidants, so excessive absorption of iron can be toxic to plants. It is known (Non Patent Literature 13). Therefore, it is known that the absorption into the plant body and the intracellular concentration are strictly regulated. However, the mechanism has not yet been fully elucidated and there are many unclear points. Currently, studies on Arabidopsis and rice, which are model plants, are proceeding with the elucidation of genes and proteins involved in iron ion absorption in soil and transport in plants. An example of such a gene is the VIT1 gene in Arabidopsis thaliana (Non-patent Document 14). Non-patent document 2 shows that the VIT gene is most highly expressed in seed and seedling cotyledonary vascular bundles. However, the yeast CCC1 gene (ortholog of the VIT gene) knockout mutant resulted in a three-fold increase in the accumulation of iron ions in the vacuole, but in the Arabidopsis VIT gene knockout mutant, seeds and cotyledons were compared with the wild type. Since there is no difference in the iron content of iron, the adjustment of iron ion concentration is still unclear. Furthermore, many factors are involved in homeostasis of iron ions such as transporters (AtNRAMP2, 3) that transport iron ions, manganese ions, and cadmium ions from the vacuole to the cytoplasm side in Arabidopsis thaliana (Non-patent Document 15). Was obvious. From these facts, it was considered that artificial adjustment of the iron ion level in the vacuole was impossible (Non-Patent Document 16).

Goto,T.,Prog.Chem.Org..Nat.Products 52:113−158,1987Goto, T .; , Prog. Chem. Org. . Nat. Products 52: 113-158, 1987 Brouillard,R.,In The Flavoids:Advance in Research since 1980,pp.525−538,1988Broillard, R.A. In The Flavoids: Advance in Research since 1980, pp. 525-538, 1988 Yoshida,K.,et al.,Plant Cell Physiol.44:262−268,2003Yoshida, K .; , Et al. , Plant Cell Physiol. 44: 262-268, 2003 Fukui,Y.,et al.,Phytochemistry 63:15−23,2003Fukui, Y .; , Et al. , Phytochemistry 63: 15-23, 2003. Katsumoto,Y.,et al.,Plant Cell Physiol.,48:1589−1600,2007Katsumoto, Y. et al. , Et al. , Plant Cell Physiol. , 48: 1589-1600, 2007. Torskangerpoll,K.,et al.,Phytochemistry 52:1687−1692,1999Torskangerpol, K.M. , Et al. , Phytochemistry 52: 1687-1692, 1999. Torskangepoll,K.,et al.,Biochem.Syst.Ecol.33:499−510,2005Torskangoll, K.M. , Et al. Biochem. Syst. Ecol. 33: 499-510, 2005 荘司、他,園芸学研究 6,別(2):310,2007Shoji, et al., Horticultural studies 6, another (2): 310, 2007 チューリップ・鬱金香 木村敬助著 農文協Tulip / Uchinaka Kasuke Kimura 荘司 和明ら,「Perianth Bottom−Specific Blue Color Development in Tulip cv. Murasakizuisho Requires Ferric Irons」,Plant Cell Physiol.48(2):243−251(2007)Kazuaki Soji et al., “Perianth Bottom-Specific Blue Color Development in Tulip cv. Murazakizu Requirez Ferric Irons”, Plant Cell Physiol. 48 (2): 243-251 (2007) Kondo,T.,et al.,Nature 358:515−518,1992Kondo, T .; , Et al. , Nature 358: 515-518, 1992. Shiono,M.,et al.,Nature 436:791,2005Shiono, M .; , Et al. , Nature 436: 791, 2005 Curie,C.,and Briat,J−F.,Annu.Rev.Plant Biol.54:183−206,2003Curie, C.I. , And Briat, J-F. , Annu. Rev. Plant Biol. 54: 183-206, 2003 Sun A.Kimら,「Localization of Iron in Arabidopsis Seed Requires the Vacuolar Membrane Transporter VIT1」,Science,Vol314,2006年11月24日Sun A. Kim et al., “Localization of Iron in Arabidopsis See Requests the Vacuum Membrane Transporter VIT1,” Science, Vol 314, November 24, 2006. Thomine, S., et al., Plant J. 34: 685−695, 2003Thomasine, S.M. , Et al. Plant J .; 34: 685-695, 2003 Briat,J−F.,et al.,Current Opinion in Plant Biology 2007,10:276−285Briat, J-F. , Et al. , Current Opinion in Plant Biology 2007, 10: 276-285.

このことから、植物における特定の部位を青色化するための新たな技術の開発が課題となっている。   For this reason, the development of a new technique for blueizing a specific site in a plant has been an issue.

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、青色の花底部で特異的に発現している青色化遺伝子を同定、単離し、この遺伝子を発現させることによってチューリップの花弁の青色化が達成できることを予想外に発見し、本発明を完成させた。本発明者らはさらに、チューリップの青色化に関連している別の遺伝子であるフェリチン遺伝子をも同定、単離し、その発現様式を解析することによって、青色化遺伝子とフェリチン遺伝子の発現をコントロールすることによってさらに濃い青色化が達成できることも発見した。上述のように、チューリップの青色発現には鉄イオンを含むいくつかの因子が関与していると考えられていたという事実、および液胞内の鉄イオンレベルの人為的調節は到底不可能であると考えられていたという事実に鑑みると、本願発明によって達成されたチューリップの花弁の青色化という効果は、当業者が容易に想到し得なかった顕著な効果である。本願発明は、当業者が16世紀から試みていたチューリップ花弁の青色化を実現したものであり、この効果はまさに予想外であった。   As a result of extensive research, the present inventors have identified and isolated a bluening gene that is specifically expressed at the bottom of a blue flower, and that this gene can be expressed to achieve blueening of the tulip petals. Was unexpectedly discovered, and the present invention was completed. The present inventors further control the expression of the bluening gene and the ferritin gene by identifying and isolating the ferritin gene, which is another gene related to tulip bluening, and analyzing its expression pattern. It has also been found that a deeper blue can be achieved. As mentioned above, the fact that several factors including iron ions were thought to be involved in the blue expression of tulips, and the artificial regulation of iron ion levels in the vacuole is far from possible In view of the fact that it was considered that, the effect of tulip petalization achieved by the present invention is a remarkable effect that could not be easily achieved by those skilled in the art. The present invention realizes the blue coloration of tulip petals that those skilled in the art have been trying since the 16th century, and this effect has been unexpected.

本発明は、上記課題を解決するために、例えば以下の項目を提供する。
(項目1)
青色化した植物体作出のための植物細胞の作製方法であって、その植物細胞に、以下:
(a)配列番号1に記載の核酸配列を含む核酸の相補鎖とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸であって、鉄イオン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(b)配列番号1に記載の核酸配列と少なくとも80%相同な配列を含む核酸であって、鉄イオン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(c)配列番号2に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードする核酸;および
(d)配列番号2に記載のアミノ酸配列に1または数個の欠失、付加、または置換を含むアミノ酸配列からなるポリペプチドであって、鉄イオン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸、
からなる群より選択される核酸を導入する工程を包含し、その核酸は、花弁特異的プロモーターに作動可能に連結されている、方法。
(項目2)
青色化した植物体の作出方法であって、以下:
(i)植物細胞に、以下:
(a)配列番号1に記載の核酸配列を含む核酸の相補鎖とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸であって、鉄イオン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(b)配列番号1に記載の核酸配列と少なくとも80%相同な配列を含む核酸であって、鉄イオン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(c)配列番号2に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードする核酸;および
(d)配列番号2に記載のアミノ酸配列に1または数個の欠失、付加、または置換を含むアミノ酸配列からなるポリペプチドであって、鉄イオン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸、
からなる群より選択される核酸を導入する工程であって、その核酸は、花弁特異的プロモーターに作動可能に連結されている、工程、ならびに
(ii)工程(i)で作製したその植物細胞から植物体を再生する工程、
を包含する、方法。
(項目3)
青色化した植物体作出のための植物細胞の作製方法であって、その植物細胞に、以下(1)の核酸および(2)の核酸:
(1)以下、(a)〜(d)からなる群から選択される核酸、
(a)配列番号1に記載の核酸配列を含む核酸の相補鎖とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸であって、鉄イオン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(b)配列番号1に記載の核酸配列と少なくとも80%相同な配列を含む核酸であって、鉄イオン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(c)配列番号2に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードする核酸;および
(d)配列番号2に記載のアミノ酸配列に1または数個の欠失、付加、または置換を含むアミノ酸配列からなるポリペプチドであって、鉄イオン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸、
(2)以下(e)〜(h)からなる群から選択される核酸の発現量を低下させる核酸、
(e)配列番号3に記載の核酸配列を含む核酸の相補鎖とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸であって、鉄イオン貯蔵活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(f)配列番号3に記載の核酸配列と少なくとも80%相同な配列を含む核酸であって、鉄イオン貯蔵活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(g)配列番号4に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードする核酸;および
(h)配列番号4に記載のアミノ酸配列に1または数個の欠失、付加、または置換を含むアミノ酸配列からなるポリペプチドであって、鉄イオン貯蔵活性を有するポリペプチドをコードする核酸、
を導入する工程を包含し、その核酸は、花弁特異的プロモーターに作動可能に連結されている、方法。
(項目4)
青色化した植物体の作出方法であって、以下:
(i)植物細胞に、以下(1)の核酸および(2)の核酸:
(1)以下、(a)〜(d)からなる群から選択される核酸、
(a)配列番号1に記載の核酸配列を含む核酸の相補鎖とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸であって、鉄イオン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(b)配列番号1に記載の核酸配列と少なくとも80%相同な配列を含む核酸であって、鉄イオン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(c)配列番号2に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードする核酸;および
(d)配列番号2に記載のアミノ酸配列に1または数個の欠失、付加、または置換を含むアミノ酸配列からなるポリペプチドであって、鉄イオン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸、
(2)以下(e)〜(h)からなる群から選択される核酸の発現量を低下させる核酸、
(e)配列番号3に記載の核酸配列を含む核酸の相補鎖とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸であって、鉄イオン貯蔵活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(f)配列番号3に記載の核酸配列と少なくとも80%相同な配列を含む核酸であって、鉄イオン貯蔵活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(g)配列番号4に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードする核酸;および
(h)配列番号4に記載のアミノ酸配列に1または数個の欠失、付加、または置換を含むアミノ酸配列からなるポリペプチドであって、鉄イオン貯蔵活性を有するポリペプチドをコードする核酸、
を導入する工程であって、その核酸は、花弁特異的プロモーターに作動可能に連結されている、工程、ならびに
(ii)工程(i)で作製したその植物細胞から植物体を再生する工程、
を包含する、方法。
(項目5)
上記花弁特異的プロモーターが、配列番号15の塩基配列を有するMyb転写因子遺伝子プロモーターである、項目1〜4のいずれか1項に記載の方法。
(項目6)
上記花弁特異的プロモーターが、配列番号16の塩基配列を有するアントシアニジン合成酵素遺伝子プロモーターである、項目1〜4のいずれか1項に記載の方法。
(項目7)
上記植物体が青色の花弁を有する、項目2または4のいずれか1項に記載の方法。
(項目8)
上記植物がチューリップである、項目1〜7のいずれか1項に記載の方法。
(項目9)
上記チューリップが、紫水晶、夢の紫、プリンスチャールズ、ネグリタ、コートダジュール、ネプチューン、ブルージム、パープルパレス、パープルワールド、パープルフラッグ、ルーブル、ブルーパーロット、アメジスト、カラベラ、パープルマーベル、パンディオン、フランスハルス、アテラ、プリンスチャールズ、紫帽子、およびレリアンスからなる群より選択される、項目8に記載の方法。
(項目10)
青色の花弁を有する植物であって、項目2または4〜6のいずれか1項に記載の方法によって作出された植物。
(項目11)
上記植物がチューリップである、項目10に記載の植物。
(項目12)
上記チューリップが、紫水晶、夢の紫、プリンスチャールズ、ネグリタ、コートダジュール、ネプチューン、ブルージム、パープルパレス、パープルワールド、パープルフラッグ、ルーブル、ブルーパーロット、アメジスト、カラベラ、パープルマーベル、パンディオン、フランスハルス、アテラ、プリンスチャールズ、紫帽子、およびレリアンスからなる群より選択される、項目11に記載の植物。
(項目13)
青色化した植物体作出のための植物細胞であって、項目1、3、5または6のいずれか1項に記載の方法によって作製された、細胞。
(項目14)
配列番号15の塩基配列を有する、核酸。
(項目15)
配列番号16の塩基配列を有する、核酸。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following items, for example.
(Item 1)
A method for producing a plant cell for producing a blue plant, wherein the plant cell is:
(A) a nucleic acid that hybridizes under stringent conditions with a complementary strand of a nucleic acid comprising the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1, and that encodes a polypeptide having iron ion transport activity;
(B) a nucleic acid comprising a sequence at least 80% homologous to the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 and encoding a polypeptide having iron ion transport activity;
(C) a nucleic acid encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2; and (d) from an amino acid sequence comprising one or several deletions, additions or substitutions in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2. A nucleic acid encoding a polypeptide having iron ion transport activity,
Introducing a nucleic acid selected from the group consisting of, wherein the nucleic acid is operably linked to a petal-specific promoter.
(Item 2)
A method for producing a blue plant, which is as follows:
(I) In plant cells:
(A) a nucleic acid that hybridizes under stringent conditions with a complementary strand of a nucleic acid comprising the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1, and that encodes a polypeptide having iron ion transport activity;
(B) a nucleic acid comprising a sequence at least 80% homologous to the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 and encoding a polypeptide having iron ion transport activity;
(C) a nucleic acid encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2; and (d) from an amino acid sequence comprising one or several deletions, additions or substitutions in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2. A nucleic acid encoding a polypeptide having iron ion transport activity,
Introducing a nucleic acid selected from the group consisting of: a step wherein the nucleic acid is operably linked to a petal-specific promoter, and (ii) from the plant cell produced in step (i) A process of regenerating the plant body,
Including the method.
(Item 3)
A method for producing a plant cell for producing a blue plant, comprising the following nucleic acid (1) and nucleic acid (2):
(1) A nucleic acid selected from the group consisting of (a) to (d) below,
(A) a nucleic acid that hybridizes under stringent conditions with a complementary strand of a nucleic acid comprising the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1, and that encodes a polypeptide having iron ion transport activity;
(B) a nucleic acid comprising a sequence at least 80% homologous to the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 and encoding a polypeptide having iron ion transport activity;
(C) a nucleic acid encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2; and (d) from an amino acid sequence comprising one or several deletions, additions or substitutions in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2. A nucleic acid encoding a polypeptide having iron ion transport activity,
(2) a nucleic acid that decreases the expression level of a nucleic acid selected from the group consisting of (e) to (h) below:
(E) a nucleic acid that hybridizes under stringent conditions with a complementary strand of a nucleic acid comprising the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3, and that encodes a polypeptide having iron ion storage activity;
(F) a nucleic acid comprising a sequence having at least 80% homology with the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3, and encoding a polypeptide having iron ion storage activity;
(G) a nucleic acid encoding a polypeptide comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 4; and (h) an amino acid sequence comprising one or several deletions, additions or substitutions in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 4 A nucleic acid encoding a polypeptide having iron ion storage activity,
Wherein the nucleic acid is operably linked to a petal specific promoter.
(Item 4)
A method for producing a blue plant, which is as follows:
(I) The following (1) nucleic acid and (2) nucleic acid:
(1) A nucleic acid selected from the group consisting of (a) to (d) below,
(A) a nucleic acid that hybridizes under stringent conditions with a complementary strand of a nucleic acid comprising the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1, and that encodes a polypeptide having iron ion transport activity;
(B) a nucleic acid comprising a sequence at least 80% homologous to the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 and encoding a polypeptide having iron ion transport activity;
(C) a nucleic acid encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2; and (d) from an amino acid sequence comprising one or several deletions, additions or substitutions in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2. A nucleic acid encoding a polypeptide having iron ion transport activity,
(2) a nucleic acid that decreases the expression level of a nucleic acid selected from the group consisting of (e) to (h) below:
(E) a nucleic acid that hybridizes under stringent conditions with a complementary strand of a nucleic acid comprising the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3, and that encodes a polypeptide having iron ion storage activity;
(F) a nucleic acid comprising a sequence having at least 80% homology with the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3, and encoding a polypeptide having iron ion storage activity;
(G) a nucleic acid encoding a polypeptide comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 4; and (h) an amino acid sequence comprising one or several deletions, additions or substitutions in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 4 A nucleic acid encoding a polypeptide having iron ion storage activity,
Wherein the nucleic acid is operably linked to a petal-specific promoter, and (ii) regenerating the plant from the plant cell produced in step (i),
Including the method.
(Item 5)
Item 5. The method according to any one of Items 1 to 4, wherein the petal-specific promoter is a Myb transcription factor gene promoter having the base sequence of SEQ ID NO: 15.
(Item 6)
Item 5. The method according to any one of Items 1 to 4, wherein the petal-specific promoter is an anthocyanidin synthase gene promoter having the base sequence of SEQ ID NO: 16.
(Item 7)
Item 5. The method according to any one of Items 2 and 4, wherein the plant has a blue petal.
(Item 8)
Item 8. The method according to any one of Items 1 to 7, wherein the plant is a tulip.
(Item 9)
The above tulips are purple crystal, purple of dreams, Prince Charles, Negrita, Cote d'Azur, Neptune, Blue Jim, Purple Palace, Purple World, Purple Flag, Louvre, Blue Purple, Amethyst, Carabela, Purple Marvel, Pandion, French Hals 9. The method of item 8, wherein the method is selected from the group consisting of: Atella, Prince Charles, Purple Hat, and Reliance.
(Item 10)
A plant having a blue petal, which is produced by the method according to any one of items 2 and 4-6.
(Item 11)
Item 11. The plant according to Item 10, wherein the plant is a tulip.
(Item 12)
The above tulips are purple crystal, purple of dreams, Prince Charles, Negrita, Cote d'Azur, Neptune, Blue Jim, Purple Palace, Purple World, Purple Flag, Louvre, Blue Purple, Amethyst, Carabela, Purple Marvel, Pandion, French Hals Item 12. The plant according to Item 11, selected from the group consisting of: Atella, Prince Charles, Purple Hat, and Reliance.
(Item 13)
A plant cell for producing a blue-colored plant body, which is produced by the method according to any one of items 1, 3, 5, or 6.
(Item 14)
A nucleic acid having the base sequence of SEQ ID NO: 15.
(Item 15)
A nucleic acid having the base sequence of SEQ ID NO: 16.

本発明により、植物における特定の部位を青色化するための新たな技術が提供される。   According to the present invention, a new technique for blueening a specific site in a plant is provided.

図1は、チューリップ品種「紫水晶」の花色およびアントシアニン色素を示す。(a)に示されるように花弁全体は紫色であるが、(b)に示されるように、花底部のみ青色を示す。図1(c)は、この紫色および青色の基となるデルフィニジン3−O−ルチノシド色素の構造を示す。FIG. 1 shows the flower color and anthocyanin pigment of the tulip variety “Purple Crystal”. As shown in (a), the whole petal is purple, but as shown in (b), only the flower bottom is blue. FIG. 1 (c) shows the structure of the delphinidin 3-O-rutinoside dye which is the purple and blue group. 図2は、チューリップの花底部から単離された青色化遺伝子の核酸配列(上段;配列番号1)、およびその核酸配列によってコードされるアミノ酸配列(下段;配列番号2)を示す。FIG. 2 shows the nucleic acid sequence of the bluening gene isolated from the tulip flower bottom (upper; SEQ ID NO: 1) and the amino acid sequence encoded by the nucleic acid sequence (lower: SEQ ID NO: 2). 図3は、細胞の青色化に影響を及ぼすチューリップフェリチン遺伝子の核酸配列(上段;配列番号3)およびアミノ酸配列(下段;配列番号4)を示す。遺伝子導入の際には、この遺伝子を改良した抑制遺伝子を用いる。FIG. 3 shows the nucleic acid sequence (upper row: SEQ ID NO: 3) and amino acid sequence (lower row: SEQ ID NO: 4) of the tulip ferritin gene that affects cell bluening. When the gene is introduced, a repressed gene improved from this gene is used. 図4は、青色化遺伝子およびフェリチン遺伝子の花弁発達過程での発現解析の結果を示す。図4(a)は紫水晶の発達過程における、抱芽期から老化期まで6 stageを示す。図4(b)は、各stageにおける青色化遺伝子の発現を示し、図4(c)は、各stageにおけるフェリチン遺伝子の発現を示す。(b)および(c)における発現は、リアルタイムRT−PCR法によって定量化した。FIG. 4 shows the results of expression analysis during the petal development process of the bluening gene and ferritin gene. FIG. 4 (a) shows 6 stages from the bud stage to the senescence stage in the development process of purple quartz. FIG. 4 (b) shows the expression of the bluening gene in each stage, and FIG. 4 (c) shows the expression of the ferritin gene in each stage. Expression in (b) and (c) was quantified by real-time RT-PCR. 図5は、紫水晶の各組織における(a)青色化遺伝子の、(b)フェリチン遺伝子の、発現解析結果を示す。FIG. 5 shows the expression analysis results of (a) the bluening gene and (b) the ferritin gene in each tissue of purple crystal. 図6は、紫水晶以外の他品種における発現解析結果を示す。図6(a)の上段は花底部が青い品種であり、下段は花底部が青くない品種である(いずれも発育stage4のもの)。図6(b)は各品種における青色化遺伝子の発現解析を示し、図6(c)は各品種におけるフェリチン遺伝子の発現解析を示す。FIG. 6 shows the results of expression analysis in other varieties other than purple crystal. The upper part of FIG. 6 (a) is a variety whose flower bottom is blue, and the lower part is a variety whose flower bottom is not blue (all of which are of growth stage 4). FIG. 6 (b) shows the expression analysis of the bluening gene in each variety, and FIG. 6 (c) shows the expression analysis of the ferritin gene in each variety. 図7は、本発明において使用される遺伝子導入ベクターを示す。Km:カナマイシン耐性遺伝子、GFP:緑色蛍光タンパク質遺伝子、TgVIT−A1:チューリップ青色化遺伝子、TgFER1:チューリップフェリチン遺伝子、TgFER1−RNAi:チューリッップフェリチン抑制遺伝子、PNOS:ノパリン合成酵素遺伝子プロモーター、TNOS:ノパリン合成酵素遺伝子ターミネーター、P35S:カリフラワーモザイクウイルス35Sプロモーター。FIG. 7 shows a gene transfer vector used in the present invention. Km R : kanamycin resistance gene, GFP: green fluorescent protein gene, TgVIT-A1: tulip bluening gene, TgFER1: tulip ferritin gene, TgFER1-RNAi: tulip ferritin suppressor gene, PNOS: nopaline synthase gene promoter, TNOS: Nopaline synthase gene terminator, P35S: cauliflower mosaic virus 35S promoter. 図8は、図7に示される各遺伝子導入ベクターの導入による、紫色花弁細胞への遺伝子導入結果を示す。遺伝子導入細胞を矢印で示す(写真左)。導入細胞はGFPにより蛍光を発する(写真右)。pBI−BCFは青色化遺伝子導入用ベクターを、pBI−anti−BCFは青色化遺伝子のアンチセンス遺伝子導入用ベクター)を、pBI−FERはフェリチン遺伝子の導入用ベクターを、pBI−FER−RNAiはフェリチンの抑制遺伝子導入用ベクターを、そしてpBI−BCF−FER−RNAiは青色化遺伝子およびフェリチン抑制遺伝子導入用ベクターをそれぞれ示す。FIG. 8 shows the result of gene introduction into purple petal cells by introduction of each gene introduction vector shown in FIG. Transduced cells are indicated by arrows (left photo). The introduced cell emits fluorescence by GFP (right photo). pBI-BCF is a vector for introducing a bluening gene, pBI-anti-BCF is a vector for introducing an antisense gene of a bluening gene), pBI-FER is a vector for introducing a ferritin gene, and pBI-FER-RNAi is ferritin. The suppressor gene introduction vector, and pBI-BCF-FER-RNAi represent a bluening gene and a ferritin suppressor gene introduction vector, respectively. 図9は、フェリチン抑制遺伝子の配列を示す。この配列は、フェリチンcDNAの292−547bpの部分(大文字部分)を含み、間にArabidopsis thaliana WRKY33 gene由来のイントロンとベクターの配列(小文字部分)が挟まれている(配列番号14)。FIG. 9 shows the sequence of a ferritin-suppressing gene. This sequence contains the 292-547 bp portion (upper case) of ferritin cDNA, and an intron derived from Arabidopsis thaliana WRKY33 gene and the sequence of the vector (lower case portion) are sandwiched (SEQ ID NO: 14). 図10は、青色化遺伝子導入ベクターpBI−BCFを導入して2日目、2週間目、および3週間目の、カルスの細胞増殖およびGFP蛍光の様子を示す。FIG. 10 shows callus cell growth and GFP fluorescence at day 2, 2 and 3 after introduction of the blue gene transfer vector pBI-BCF. 図11は、MYB遺伝子およびANS遺伝子の、種々の組織における発現を示す。対照として、細胞内で恒常的に発現しているGAPDH遺伝子を用いた。FIG. 11 shows the expression of MYB gene and ANS gene in various tissues. As a control, the GAPDH gene constitutively expressed in cells was used. 図12は、花弁特異的プロモーターであるMYB遺伝子プロモーターの塩基配列(配列番号15)を示す。FIG. 12 shows the base sequence (SEQ ID NO: 15) of the MYB gene promoter which is a petal-specific promoter. 図13は、花弁特異的プロモーターであるANS遺伝子プロモーターの塩基配列(配列番号16)を示す。FIG. 13 shows the base sequence (SEQ ID NO: 16) of the ANS gene promoter which is a petal-specific promoter. 図14は、MYB遺伝子プロモーターまたはANS遺伝子プロモーターと、青色化遺伝子(VIT遺伝子)とを繋いで作製された、青色化遺伝子導入用ベクターを示す。青色化遺伝子が導入された紫色細胞において、紫色から青色への細胞の色の変化が観察された。FIG. 14 shows a bluening gene introduction vector prepared by linking a MYB gene promoter or ANS gene promoter and a bluening gene (VIT gene). In the purple cells into which the bluening gene was introduced, a change in cell color from purple to blue was observed. 図15は、花弁特異的プロモーターのプロモーター活性の確認を示す。FIG. 15 shows confirmation of the promoter activity of the petal specific promoter. 図16は、花弁特異的プロモーターと青色化遺伝子(VIT遺伝子)とを繋いだベクター(pBT−1またはpBT−11)導入後のカルスの再分化の様子を示す。遺伝子導入されたシュートまたはその一部(丸枠)で、GFP蛍光を確認できる。FIG. 16 shows the state of callus redifferentiation after introduction of a vector (pBT-1 or pBT-11) linking a petal-specific promoter and a bluening gene (VIT gene). GFP fluorescence can be confirmed in the shoot or a part thereof (round frame) into which the gene has been introduced.

チューリップには青い花は存在しないが、花底が青い品種は存在している。品種「紫水晶」は、花弁全体が紫色で花底部のみ青色を示す。色素分析の結果、アントシアニン色素は共にデルフィニジンを母核とする同一色素(デルフィニジン3−O−ルチノシド)である(図1)。   There are no blue flowers in tulips, but there are varieties with blue flowers. The variety “purple crystal” has a purple petal as a whole and a blue color at the bottom of the flower. As a result of dye analysis, both anthocyanin dyes are the same dye (delphinidin 3-O-rutinoside) having delphinidin as a mother nucleus (FIG. 1).

本発明において、チューリップ「紫水晶」の花弁上部と花底部で発現している遺伝子の解析を網羅的に比較した結果、花底部で特異的に発現している遺伝子の存在を確認し、この遺伝子を青色化遺伝子(配列番号1)と名付けた(図2)。この遺伝子は既知の液胞型鉄イオントランスポーター遺伝子と相同性が高いが、花弁細胞で発現し花色を改変できる機能を持つ新たな遺伝子と言える。   In the present invention, as a result of comprehensive comparison of the analysis of the genes expressed in the upper petal and flower bottom of the tulip “purple crystal”, the presence of the gene specifically expressed in the flower bottom was confirmed. Was named the bluening gene (SEQ ID NO: 1) (FIG. 2). Although this gene is highly homologous to a known vacuolar iron ion transporter gene, it can be said to be a new gene having a function of being expressed in petal cells and capable of modifying flower color.

さらに、本発明者らは、動物や植物において鉄イオンの貯蔵タンパク質と知られるフェリチンタンパク質に着目し、同じチューリップ花弁の上部からフェリチン遺伝子(配列番号3)を単離した(図3)。これら遺伝子の花弁上部と花底部での発現を花の発育ステージ毎に比較したところ、青色化遺伝子はstage 1〜3で花底部の表皮細胞で強く発現し花弁上部では発現せず、フェリチン遺伝子はstage 4の花弁上部表皮細胞で強く発現し花底部では発現していないことを見出した(図4)。   Furthermore, the present inventors focused on the ferritin protein known as an iron ion storage protein in animals and plants, and isolated the ferritin gene (SEQ ID NO: 3) from the upper part of the same tulip petal (FIG. 3). When the expression in the petal upper part and the flower bottom part of these genes was compared at each stage of flower development, the bluening gene was strongly expressed in the epidermis cells in the flower bottom part in stages 1 to 3, but not expressed in the upper petal, and the ferritin gene was It was found that it was strongly expressed in the upper petal epidermis cells of stage 4 but not in the flower bottom (FIG. 4).

すなわち、青色化遺伝子とフェリチン遺伝子は花弁の紫色細胞と花底の青色細胞では全く逆の発現パターンを示すことを明らかにした。この様な事実はこれまで他の植物においても報告例は無く新たな発見である。理論に束縛されることは意図しないが、これらの事実から、青色細胞では青色化遺伝子が発現しフェリチン遺伝子の発現が抑制されることにより細胞内の鉄イオンは液胞内へ運ばれ、そこでデルフィニジン色素と結合し錯体を形成するために青色を呈するが、一方、紫色細胞ではフェリチン遺伝子が発現し青色化遺伝子の発現が抑制されることにより細胞内の鉄イオンはフェリチンが存在する色素体に運ばれ液胞内へは運ばれないためデルフィニジン色素は紫色を呈することが論理的に推察できた。また、それぞれの遺伝子発現を他の組織でも調べたところ、青色化遺伝子は花底部表皮細胞で最も強く発現していること。また、フェリチン遺伝子も花弁柔組織や茎で発現するものの花弁上部表皮組織で最も強く発現した(図5)。これらの事実は、これらの遺伝子が花色発現と密接な関係を持っていることを強く示唆している。   That is, it was clarified that the bluening gene and the ferritin gene showed completely opposite expression patterns in the petal purple cells and the flower bottom blue cells. Such a fact has never been reported in other plants so far and is a new discovery. Although not intended to be bound by theory, these facts indicate that blue cells express blue genes and suppress ferritin genes in blue cells, so that intracellular iron ions are transported into the vacuole, where delphinidin In order to bind to the dye and form a complex, it turns blue.On the other hand, in purple cells, the ferritin gene is expressed and the expression of the bluening gene is suppressed, so that intracellular iron ions are transported to the plastid where ferritin is present. It could be logically assumed that the delphinidin pigment was purple because it was not transported into the vacuole vacuole. In addition, when the expression of each gene was examined in other tissues, the bluening gene was most strongly expressed in the flower bottom epidermis cells. The ferritin gene was also most strongly expressed in the petal upper epidermis tissues expressed in petal soft tissues and stems (FIG. 5). These facts strongly suggest that these genes are closely related to flower color expression.

さらに、上記推論をより強固にするため、紫水晶以外の品種で花底部が青い品種と青くない品種で比較したところ、花底部が青い品種すべてにおいて、紫水晶と同様の結果を得たことから花底部における青色発現には、青色化遺伝子の発現とフェリチン遺伝子の発現抑制が関与していることがここでも強く示唆された(図6)。   Furthermore, in order to strengthen the above reasoning, when comparing the varieties other than purple crystal with varieties with blue flower bottom and non-blue varieties, all varieties with blue flower bottom showed similar results to purple crystal. It was strongly suggested here that blue expression in the flower bottom part is associated with expression of bluening gene and suppression of ferritin gene expression (FIG. 6).

そこで、花弁上部の紫色細胞へ実際に青色化遺伝子を導入するため遺伝子導入用ベクターを構築した(図7)。ここでは、青色化遺伝子発現用ベクター(pBI−BCF)、青色化遺伝子のアンチセンスベクター(pBI−antiBCF)、フェリチン発現用ベクター(pBI−FER)、フェリチン遺伝子抑制用ベクター(pBI−FER−RNAi)、青色化遺伝子発現およびフェリチン遺伝子抑制用ベクター(pBI−BCF−FER−RNAi)を作成した。これらのベクターを花弁上部の紫色細胞へ導入したところ、青色化遺伝子の導入で紫色細胞が青色に変化することを確認した(図8)。さらに、紫色細胞内で発現しているフェリチン遺伝子の発現を抑制するため、RNA干渉技術を使って人為的に構築したフェリチン抑制遺伝子を同時に導入(pBI−BCF−FER−RNAi)すると、実際の花底部の青色に近い濃い青色に改変できることを実証した(図8)。   Therefore, a vector for gene introduction was constructed to actually introduce the bluening gene into the purple cells above the petals (FIG. 7). Here, a bluening gene expression vector (pBI-BCF), a bluening gene antisense vector (pBI-antiBCF), a ferritin expression vector (pBI-FER), a ferritin gene suppression vector (pBI-FER-RNAi) Then, a vector for bluening gene expression and ferritin gene suppression (pBI-BCF-FER-RNAi) was prepared. When these vectors were introduced into the purple cells above the petals, it was confirmed that the purple cells changed to blue by introduction of the bluening gene (FIG. 8). Furthermore, in order to suppress the expression of the ferritin gene expressed in purple cells, when an artificially constructed ferritin-suppressing gene using RNA interference technology is simultaneously introduced (pBI-BCF-FER-RNAi), an actual flower It was demonstrated that it can be modified to a deep blue color close to the blue color at the bottom (FIG. 8).

以下に本発明を、必要に応じて、添付の図面を参照して例示の実施例により記載する。本明細書の全体にわたり、単数形の表現は、特に言及しない限り、その複数形の概念をも含むことが理解されるべきである。また、本明細書において使用される用語は、特に言及しない限り、当該分野で通常用いられる意味で用いられることが理解されるべきである。したがって、他に定義されない限り、本明細書中で使用される全ての専門用語および科学技術用語は、本発明の属する分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。矛盾する場合、本明細書(定義を含めて)が優先する。   The invention will now be described by way of example, with reference to the accompanying drawings, where appropriate. Throughout this specification, it should be understood that the singular forms also include the plural concept unless specifically stated otherwise. In addition, it is to be understood that the terms used in the present specification are used in the meaning normally used in the art unless otherwise specified. Thus, unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In case of conflict, the present specification, including definitions, will control.

以下に提供される実施形態は、本発明のよりよい理解のために提供されるものであり、本発明の範囲は以下の記載に限定されるべきではない。本明細書中の記載を参酌して、本発明の範囲内で適宜改変を行うことができることは、当業者に明らかである。   The embodiments provided below are provided for a better understanding of the present invention, and the scope of the present invention should not be limited to the following description. It will be apparent to those skilled in the art that modifications can be made as appropriate within the scope of the present invention in consideration of the description in the present specification.

本明細書において用いられる「植物」とは、植物界に属する生物の総称であり、葉緑体、硬い細胞壁、豊富な永続性の胚的組織の存在、および運動する能力がない生物により特徴付けられる。植物の種類は、例えば、「原色牧野植物大図鑑」(北隆館(1982))などにおいて広範に分類されており、そこに記載されるすべての種類の植物が、本発明において使用され得る。代表的には、植物は、細胞壁の形成・葉緑体による同化作用をもつ顕花植物をいう。「植物」は、単子葉植物および双子葉植物のいずれも含む。単子葉植物としては、ユリ科植物が挙げられる。好ましい単子葉植物としては、チューリップ、ユリ、トウモロコシ、コムギ、イネ、エンバク、オオムギ、ソルガム、ライムギ及びアワが挙げられ、さらに好ましくはチューリップであるが、これらに限定されない。双子葉植物としては、アブラナ科植物、マメ科植物、ナス科植物、ウリ科植物、ヒルガオ科植物が挙げられるが、これらに限定されない。アブラナ科植物としては、ハクサイ、ナタネ、キャベツ、カリフラワーが挙げられるが、これらに限定されない。特に他で示さない限り、植物は、植物体、植物器官、植物組織、植物細胞、および種子のいずれをも意味する。植物器官の例としては、根、葉、茎、および花などが挙げられる。特定の実施形態では、植物は、植物体を意味し得る。本発明において特に好ましい植物はチューリップであり、中でもデルフィニジン色素を作り、かつフェリチンを多く発現している品種(例えば、紫水晶、夢の紫、プリンスチャールズ、ネグリタ、コートダジュール、ネプチューン、ブルージム、パープルパレス、パープルワールド、パープルフラッグ、ルーブル、ブルーパーロット、アメジスト、カラベラ、パープルマーベル、パンディオン、フランスハルス、アテラ、プリンスチャールズ、紫帽子、およびレリアンスなどが挙げられるが、これらに限定されない)が好ましい。   As used herein, “plant” is a generic term for organisms belonging to the plant kingdom, characterized by chloroplasts, hard cell walls, the presence of abundant permanent embryonic tissue, and organisms that are not capable of motility. It is done. Plant types are broadly classified in, for example, “Primary Color Makino Botanical Encyclopedia” (Kitatakakan (1982)), and all types of plants described therein can be used in the present invention. Typically, a plant refers to a flowering plant having cell wall formation and anabolism by chloroplasts. “Plant” includes both monocotyledonous and dicotyledonous plants. Monocotyledonous plants include lily family plants. Preferred monocotyledonous plants include tulips, lilies, corn, wheat, rice, oats, barley, sorghum, rye and millet, and more preferably, but not limited to tulips. Examples of dicotyledonous plants include cruciferous plants, legumes, eggplants, cucurbits and convolvulaceae, but are not limited thereto. Brassicaceae plants include but are not limited to Chinese cabbage, rapeseed, cabbage and cauliflower. Unless otherwise indicated, a plant means any plant, plant organ, plant tissue, plant cell, and seed. Examples of plant organs include roots, leaves, stems and flowers. In certain embodiments, a plant can mean a plant. A particularly preferred plant in the present invention is a tulip, and among them, a variety that produces a delphinidin pigment and expresses a large amount of ferritin (for example, purple crystal, purple of dreams, Prince Charles, Negrita, Cote d'Azur, Neptune, Blue Jim, Purple Palace World, Purple World, Purple Flag, Louvre, Blue Purple, Amethyst, Calavera, Purple Marvel, Pandion, French Hals, Atella, Prince Charles, Purple Hat, and Reliance are preferred).

別の実施形態において、本発明において使用され得る植物種の例としては、ユリ科、ナス科、イネ科、アブラナ科、バラ科、マメ科、ウリ科、シソ科、アカザ科、セリ科、ヒルガオ科、キク科などの植物が挙げられる。さらに、本発明において使用され得る植物種の例としては、任意の樹木種、任意の果樹種、クワ科植物(例えば、ゴム)、およびアオイ科植物(例えば、綿花)が挙げられる。   In another embodiment, examples of plant species that can be used in the present invention include: liliaceae, solanaceae, gramineae, brassicaceae, rosaceae, legumes, cucurbitaceae, perilla, rhesobiaceae, sericaceae, convolvulaceae Plants such as family and asteraceae are listed. Furthermore, examples of plant species that can be used in the present invention include any tree species, any fruit tree species, mulberry plants (eg, rubber), and mallow (eg, cotton).

ユリ科の植物の例としては、ユリ、オモト、バイモ、カタクリに属する植物が挙げられ、例えば、チューリップ、エンレイソウなどを含む。本発明において特に好ましい植物はチューリップであり、中でも紫水晶、夢の紫、プリンスチャールズ、ネグリタ、コートダジュール、ネプチューン、ブルージム、パープルパレス、パープルワールド、パープルフラッグ、ルーブル、ブルーパーロット、アメジスト、カラベラ、パープルマーベル、パンディオン、フランスハルス、アテラ、プリンスチャールズ、紫帽子、およびレリアンスなど(しかし、これらに限定されない)が好ましい。   Examples of the liliaceae plants include plants belonging to lily, omoto, baimo, and katsura, and include, for example, tulips and enamel. Particularly preferred plants in the present invention are tulips, among which purple crystal, purple of dreams, Prince Charles, Negrita, Cote d'Azur, Neptune, Blue Gym, Purple Palace, Purple World, Purple Flag, Louvre, Blue Purple, Amethyst, Carabela, Purple Marvel, Pandion, French Hals, Atella, Prince Charles, Purple Hat, and Reliance are preferred (but not limited to).

本明細書において用いられる「植物細胞」とは、上記植物に由来し、再生能を有する任意の細胞をいう。植物細胞の例としては、カルスおよび懸濁培養細胞が挙げられる。   As used herein, “plant cell” refers to any cell derived from the above plant and having regenerative ability. Examples of plant cells include callus and suspension culture cells.

本明細書中において使用される「再生能」とは、個体または器官の一部(例えば、細胞)から、元の個体または器官を再生する能力をいう。本発明において「再生能を有する細胞」とは、カルスまたは不定胚などが挙げられるが、これらに限定されない。   As used herein, “regenerative ability” refers to the ability to regenerate an original individual or organ from a part (eg, a cell) of the individual or organ. In the present invention, “cells having regenerative ability” include, but are not limited to, callus or somatic embryo.

本明細書において使用される用語「細胞」とは、任意の植物または動物由来であって、自己複製能と分化能とを有する、未分化で幼若な任意の細胞を指し、カルスも含まれる。   As used herein, the term “cell” refers to any undifferentiated and young cell derived from any plant or animal and capable of self-renewal and differentiation, including callus. .

本発明の方法は、植物細胞(カルスおよび懸濁培養細胞を含む)または植物組織(休眠組織(完熟種子、未熟種子、冬芽、および塊茎を含む)、生殖質、生長点、および花芽を含む)に対して、例えばパーティクルガン、アグロバクテリウム、エレクトロポレーション等の遺伝子導入法によって形質転換を行うことによって実施される。本発明の方法は、好ましくは植物を対象に実施される。   The methods of the present invention include plant cells (including callus and suspension culture cells) or plant tissues (including dormant tissues (including ripe seeds, immature seeds, winter buds, and tubers), germplasm, growth points, and flower buds). On the other hand, it is carried out by performing transformation by a gene transfer method such as particle gun, Agrobacterium, electroporation or the like. The method of the present invention is preferably performed on plants.

本明細書において使用する場合、用語「鉄イオン輸送活性」とは、植物(特に、チューリップ)において液胞に鉄イオンを輸送する活性のことをいう。鉄イオン輸送活性は、例えば、鉄の放射性同位元素59Feを含む水溶液を切り花に吸収させ、液胞内の59Feの取り込みを指標として測定する。あるいは、鉄イオン輸送活性は、導入遺伝子による耐性獲得を指標として、測定することができる。酵母の培養において鉄を含有する培地で鉄感受性変異株を培養すると、変異株は液胞内に鉄を輸送できないので鉄の毒性により致死性を示す。しかし、鉄イオン輸送活性を有するタンパク質をコードする遺伝子を導入した組換え酵母は、液胞内への鉄輸送活性を持つので鉄は液胞内に蓄積され無毒化するため鉄耐性を示す。本発明において、鉄イオン輸送活性を有する代表的なタンパク質は青色化遺伝子であり、配列番号2に記載のアミノ酸配列を有し、配列番号1に記載の核酸によってコードされるタンパク質である。 As used herein, the term “iron ion transport activity” refers to the activity of transporting iron ions to the vacuole in plants (particularly tulips). The iron ion transport activity is measured, for example, by using a cut flower to absorb an aqueous solution containing the radioactive isotope 59 Fe of iron, and measuring 59 Fe uptake in the vacuole as an index. Alternatively, the iron ion transport activity can be measured using resistance acquired by the transgene as an index. When an iron-sensitive mutant strain is cultured in a medium containing iron in yeast culture, the mutant strain cannot be transported into the vacuole, and is therefore lethal due to iron toxicity. However, recombinant yeast introduced with a gene encoding a protein having iron ion transport activity has iron transport activity into the vacuole, and thus iron is accumulated in the vacuole and detoxified, thus exhibiting iron resistance. In the present invention, a typical protein having iron ion transport activity is a bluening gene, which has the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2 and is encoded by the nucleic acid set forth in SEQ ID NO: 1.

本明細書において使用する場合、用語「鉄イオン貯蔵活性」とは、植物(特に、チューリップ)においてタンパク質内に鉄イオンを貯蔵する活性のことをいう。鉄イオン貯蔵活性は、例えば以下のように測定することができる。鉄貯蔵が予想されるタンパク質の遺伝子を大腸菌内で発現させ組換えタンパク質を作る。この時、培地中に鉄の合成安定同位体57Feを既知濃度加えておく。作られた組換えタンパク質を精製後、同位体希釈−質量分析法により自然界に最も多く存在する56Feと同位体57Feの比を求める。添加した57Feの量はわかっているので、それから56Fe量が求められる。鉄イオン貯蔵活性があれば精製タンパク質において鉄イオンが検出可能される。あるいは、原始吸光法またはICP法によっても鉄濃度は測定できる。本発明において、鉄イオン貯蔵活性を有する代表的なタンパク質はフェリチンであり、配列番号4に記載のアミノ酸配列を有し、配列番号3に記載の核酸によってコードされるタンパク質である。本明細書において使用する場合、タンパク質における鉄イオンの「貯蔵」とは、その内部の空洞に鉄イオンを取り込むことをいう。 As used herein, the term “iron ion storage activity” refers to the activity of storing iron ions in proteins in plants (particularly tulips). The iron ion storage activity can be measured, for example, as follows. A recombinant protein is produced by expressing a gene of a protein expected to store iron in E. coli. At this time, it keeps adding known concentrations of synthetic stable isotope 57 Fe iron in the medium. After purification of the produced recombinant protein, the ratio of 56 Fe and isotope 57 Fe that are most abundant in nature is determined by isotope dilution-mass spectrometry. Since the amount of added 57 Fe is known, the amount of 56 Fe is determined therefrom. If there is iron ion storage activity, iron ions can be detected in the purified protein. Alternatively, the iron concentration can also be measured by primitive absorption method or ICP method. In the present invention, a typical protein having iron ion storage activity is ferritin, which has the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 4 and is encoded by the nucleic acid set forth in SEQ ID NO: 3. As used herein, “storage” of iron ions in a protein refers to the incorporation of iron ions into the internal cavities.

「フェリチン」とは、鉄を含む複合タンパク質の一つである。フェリチンは水溶性タンパク質であり、動物、植物からバクテリアまで広く生体内に存在している。フェリチンは直径約13nmの球殻状タンパク質で、内部に7nmの空洞を持つ。内部の空洞に金属イオンを取り込み、酸化物のコアを形成することができる。生体内ではこの空洞内に鉄を酸化物の形で取り込むことができ、体内の鉄の無毒化や鉄濃度のコントロールの役割を担っている。コアの大きさは内壁の大きさに制限され最大でも7nmである。これは鉄原子4500個分に相当する。鉄以外の金属としてマンガン、コバルト、ニッケル、クロム、インジウムなどがフェリチン内に取り込まれ、コア形成をすることが報告されている。   “Ferritin” is one of complex proteins containing iron. Ferritin is a water-soluble protein and exists widely in living organisms from animals, plants to bacteria. Ferritin is a spherical shell protein with a diameter of about 13 nm and has a 7 nm cavity inside. Metal ions can be incorporated into the internal cavity to form an oxide core. In the living body, iron can be taken into the cavity in the form of oxides, and it plays a role in detoxifying iron in the body and controlling the iron concentration. The size of the core is limited to the size of the inner wall and is 7 nm at the maximum. This corresponds to 4500 iron atoms. It has been reported that manganese, cobalt, nickel, chromium, indium and the like as metals other than iron are incorporated into ferritin to form a core.

本明細書で使用される場合、「青色化した植物体」とは、その植物体の少なくとも一部(例えば、その植物体の花弁、茎、葉などが挙げられるが、これらに限定されない)が青色化した任意の植物体をいい、その植物体全体が青色化しているものに必ずしも限定されない。「青色化した植物体」における青色化部位は、好ましくは花弁である。「青色化した植物体」における植物体は、好ましくはチューリップである。   As used herein, “blue plant” refers to at least a portion of the plant (including but not limited to petals, stems, leaves, etc. of the plant). It refers to any plant that has turned blue, and is not necessarily limited to a plant that is entirely blue. The blue site in the “blue plant body” is preferably a petal. The plant body in the “blue plant body” is preferably a tulip.

本明細書で使用される場合、「青色化した植物体作出のための植物細胞」とは、その植物細胞から植物体を再生させたときに、再生した植物体の少なくとも一部が青色化しているような植物細胞をいう。ある実施形態においては、この植物細胞全体が青色化している。ある実施形態においては、この植物細胞の一部のみが青色化している。ある実施形態においては、この植物細胞自体は青色化していない。   As used herein, “plant cell for producing a blue plant body” means that when a plant body is regenerated from the plant cell, at least a part of the regenerated plant body is blue. It refers to plant cells that are present. In some embodiments, the entire plant cell is blue. In some embodiments, only some of the plant cells are blue. In some embodiments, the plant cell itself is not blue.

本発明において、植物体における色は、一般に色を数値として表すCIEL*a*b*表色系による色彩値を指標として判断される。CIEL*a*b*表色系による色彩値は、実体顕微鏡で白色光照明下で得られる画像のCIEL*a*b*値によって表される。CIEL*a*b*表色系では、L軸、a軸、およびb軸の3次元で色を表す。明度をL軸上で0(黒)から100(白)で表し、a軸上では赤が正、緑が負、b軸上では黄が正、青が負を表す。CIEL*a*b*は、赤、緑、黄、青を数値化し、その組み合わせによって色を表現し、さらに明るさの要素も付け加えられる。CIEL*a*b*による色の表現はほぼ無限に存在するといえる。また、色は連続的につながっており、例えば、赤から紫、青、緑に至る変化においても明瞭に区別できるものではなく、必ずその中間色は存在する。本発明では便宜上、以下のとおり紫色および青色、濃い青色の範囲を指定するがこの範囲に収まらない色も存在することは明白である。
紫色 20≦L*≦80, 40≦a*≦90, −50<b*≦−10
青色 20≦L*≦80, −8≦a*≦90, −107≦b*≦−50
濃い青色 5≦L*<20, −8≦a*≦90, −107≦b*≦−50。
In the present invention, the color in the plant body is generally determined using the color value according to the CIEL * a * b * color system, which expresses the color as a numerical value, as an index. The color value according to the CIEL * a * b * color system is represented by the CIEL * a * b * value of an image obtained with a stereomicroscope under white light illumination. In the CIE L * a * b * color system, colors are represented in three dimensions, L axis, a axis, and b axis. Lightness is represented from 0 (black) to 100 (white) on the L-axis, red on the a-axis, negative on green, yellow on the b-axis, and blue on negative. In CIE L * a * b *, red, green, yellow, and blue are converted into numerical values, a color is expressed by a combination thereof, and an element of brightness is added. It can be said that the expression of color by CIE L * a * b * exists almost infinitely. In addition, the colors are continuously connected. For example, even a change from red to purple, blue, and green cannot be clearly distinguished, and an intermediate color always exists. In the present invention, for the sake of convenience, a range of purple, blue, and dark blue is specified as follows, but it is apparent that there are colors that do not fall within this range.
Purple 20 ≦ L * ≦ 80, 40 ≦ a * ≦ 90, −50 <b * ≦ −10
Blue 20 ≦ L * ≦ 80, −8 ≦ a * ≦ 90, −107 ≦ b * ≦ −50
Dark blue 5 ≦ L * <20, −8 ≦ a * ≦ 90, −107 ≦ b * ≦ −50.

本明細書において使用する場合、用語「形質転換」、「形質導入」および「トランスフェクション」は、特に言及しない限り互換可能に使用され、宿主細胞への核酸の導入を意味する。本発明においては、パーティクルガン、アグロバクテリウム、エレクトロポレーション等の遺伝子導入法による形質転換が使用される。   As used herein, the terms “transformation”, “transduction” and “transfection” are used interchangeably unless otherwise stated and refer to the introduction of a nucleic acid into a host cell. In the present invention, transformation by a gene transfer method such as particle gun, Agrobacterium, electroporation or the like is used.

「形質転換体」とは、形質転換によって作製された細胞などの生命体の全部または一部をいう。形質転換体としては、原核細胞、酵母、植物細胞、植物体、動物細胞、昆虫細胞等が例示される。形質転換体は、その対象に依存して、形質転換細胞、形質転換組織、形質転換宿主などともいわれ、本明細書においてそれらの形態をすべて包含するが、特定の文脈において特定の形態を指し得る。本明細書においては、代表的に、形質転換体は植物細胞または植物体である。   “Transformant” refers to all or part of a living organism such as a cell produced by transformation. Examples of the transformant include prokaryotic cells, yeast, plant cells, plant bodies, animal cells, insect cells and the like. A transformant is also referred to as a transformed cell, transformed tissue, transformed host, etc., depending on the subject, and encompasses all of these forms herein, but may refer to a particular form in a particular context. . In the present specification, typically, transformants are plant cells or plants.

本明細書において「再生する」とは、個体の一部分から個体全体が復元される現象を意味する。例えば、再生により、カルスやプロトプラストなどの細胞および葉または根などの組織片から植物体が形成される。   In this specification, “regenerate” means a phenomenon in which an entire individual is restored from a part of the individual. For example, by regeneration, a plant body is formed from cells such as callus and protoplasts and tissue pieces such as leaves or roots.

形質転換体(例えば、形質転換された植物細胞)を植物体へと再生する方法は当該分野において周知である。そのような方法としては、Rogers et al.,Methods in Enzymology 118: 627−640(1986);Tabata et al.,Plant Cell Physiol.,28:73−82(1987);Shaw,Plant Molecular Biology:A practical approach.IRL press(1988);Shimamoto et al.,Nature 338: 274(1989);Maliga et
al.,Methods in Plant Molecular Biology:A laboratory course. Cold Spring Harbor Laboratory Press(1995);Hiei et al.,Plant
Mol Biol 35:205(1997);Toki et al.,Plant
J 47:969 (2006)などが挙げられる。従って、当業者は、上記当該分野で周知の方法を目的とするトランスジェニック植物に応じて適宜使用することによって、形質転換体(例えば、形質転換された植物細胞)を再生させることができる。チューリップは、例えば、球根りん片を厚さ2〜3mmにスライスし、これをMurashige−Skoog培地(ショ糖20g/L、2,4−D 2mg/L、BA 0.2mg/L)にて、20℃でカルス誘導し、これに目的の遺伝子を導入し、Murashige−Skoog培地(ショ糖20g/L、2,4−D 0.2mg/L)にて、20℃、光照射下で、シュートを誘導することによって再生させることができる。
A method for regenerating a transformant (for example, a transformed plant cell) into a plant is well known in the art. Such methods include Rogers et al. , Methods in Enzymology 118: 627-640 (1986); Tabata et al. , Plant Cell Physiol. , 28: 73-82 (1987); Shaw, Plant Molecular Biology: A practical approach. IRL press (1988); Shimamoto et al. , Nature 338: 274 (1989); Malliga et
al. , Methods in Plant Molecular Biology: A laboratory course. Cold Spring Harbor Laboratory Press (1995); Hiei et al. , Plant
Mol Biol 35: 205 (1997); Toki et al. , Plant
J 47: 969 (2006). Therefore, a person skilled in the art can regenerate a transformant (for example, a transformed plant cell) by appropriately using a method well-known in the art according to the transgenic plant aimed at. For example, the tulip is sliced from bulb flakes to a thickness of 2 to 3 mm, and this is obtained with Murashige-Skoog medium (sucrose 20 g / L, 2,4-D 2 mg / L, BA 0.2 mg / L). Callus was induced at 20 ° C., the gene of interest was introduced into this, and shoots were made in Murashige-Skoog medium (sucrose 20 g / L, 2,4-D 0.2 mg / L) at 20 ° C. under light irradiation. Can be regenerated by inducing.

本発明の方法により核酸導入/形質転換された細胞および組織は、当該分野において公知の任意の方法によって、分化、成長および/または増殖され得る。植物種の場合、細胞または組織を分化、成長および/または増殖させる工程は、例えば、その植物細胞もしくは植物組織またはそれらを含む植物体を栽培することによって達成され得る。本明細書では、植物の栽培は当該分野において公知の任意の方法により行うことができる。植物の栽培方法は、例えば、監修 島本功および岡田清,「モデル植物の実験プロトコール−イネ・シロイヌナズナ編−」:細胞工学別冊植物細胞工学シリーズ4;イネの栽培法(奥野員敏)pp.28−32、ならびに、丹羽康夫著,シロイヌナズナの栽培法,pp.33−40に例示されており、当業者であれば容易に実施することができることから本明細書では詳述する必要はない。例えば、シロイヌナズナの栽培は土耕、ロックウール耕、水耕いずれでも行うことができる。白色蛍光灯(6000ルクス程度)の下、恒明条件で栽培すれば播種後4週間程度で最初の花が咲き、開花後16日程度で種子が完熟する。1さやで約40〜50粒の種子が得られ、播種後2〜3ケ月で枯死するまでの間に10000粒程度の種子が得られる。また、例えば、コムギの栽培においては、播種後に一定期間の低温短日条件にさらされなければ、出穂および開花しないことが周知である。従って、例えば、人工環境下(例えば、温室やグロスチャンバー)においてコムギを栽培する場合には、生育初期段階で、コムギ幼植物に低温短日処理(例えば、20℃ 明期8時間(約2000ルクス)および8℃ 暗期16時間での処理など)を行う必要がある。この処理は春化処理(vernalization)と呼ばれる。このような各植物種ごとに必要とされる栽培条件は、当該分野において一般に広く知られており、従って、本明細書中で詳述する必要はない。例えば、チューリップは、20℃で、明期12時間、暗期12時間のサイクルで栽培される。   Cells and tissues that have been transfected / transformed by the methods of the present invention can be differentiated, grown and / or expanded by any method known in the art. In the case of plant species, the process of differentiating, growing and / or proliferating cells or tissues can be achieved, for example, by cultivating the plant cells or plant tissues or plants containing them. In the present specification, plant cultivation can be performed by any method known in the art. See, for example, supervised by Isao Shimamoto and Kiyoshi Okada, “Experimental Protocol for Model Plants—Edited by Rice and Arabidopsis thaliana”: Cell Engineering, Separate Volume, Plant Cell Engineering Series 4; 28-32, and Niwa Yasuo, Arabidopsis cultivation method, pp. 33-40 and can be easily implemented by those skilled in the art and need not be described in detail herein. For example, Arabidopsis can be cultivated by soil cultivation, rock wool cultivation, or hydroponics. When cultivated under a white fluorescent lamp (about 6000 lux) under constant light conditions, the first flower will bloom about 4 weeks after sowing, and the seed will ripen about 16 days after flowering. About 40 to 50 seeds can be obtained with one pod, and about 10,000 seeds can be obtained in 2 to 3 months after sowing. In addition, for example, in the cultivation of wheat, it is well known that it does not head and bloom unless it is exposed to low-temperature short-day conditions for a certain period after sowing. Therefore, for example, when cultivating wheat in an artificial environment (for example, a greenhouse or a gross chamber), the wheat seedlings are treated at a low temperature and short day (for example, 20 ° C., light period 8 hours (about 2000 lux) in the early stage of growth. ) And 8 ° C. treatment in the dark period of 16 hours). This process is called vernalization. The cultivation conditions required for each plant species are generally well known in the art, and therefore need not be described in detail herein. For example, tulips are grown at 20 ° C. in a cycle of 12 hours light and 12 hours dark.

本明細書において使用される用語「タンパク質」、「ポリペプチド」、「オリゴペプチド」および「ペプチド」は、本明細書において同じ意味で使用され、任意の長さのアミノ酸のポリマーをいう。   As used herein, the terms “protein”, “polypeptide”, “oligopeptide” and “peptide” are used interchangeably herein and refer to a polymer of amino acids of any length.

本明細書において使用される用語「ポリヌクレオチド」、「オリゴヌクレオチド」および「核酸」は、本明細書において同じ意味で使用され、任意の長さのヌクレオチドのポリマーをいう。他にそうではないと示されなければ、特定の核酸配列はまた、明示的に示された配列と同様に、その保存的に改変された改変体(例えば、縮重コドン置換体)および相補配列を包含することが企図される。具体的には、縮重コドン置換体は、1またはそれ以上の選択された(または、すべての)コドンの3番目の位置が混合塩基および/またはデオキシイノシン残基で置換された配列を作成することにより達成され得る(Batzerら、Nucleic Acid Res.19:5081(1991);Ohtsukaら、J.Biol.Chem.260:2605−2608(1985);Rossoliniら、Mol.Cell.Probes 8:91−98(1994))。   As used herein, the terms “polynucleotide”, “oligonucleotide”, and “nucleic acid” are used interchangeably herein and refer to a polymer of nucleotides of any length. Unless otherwise indicated, a particular nucleic acid sequence may also be conservatively modified (eg, degenerate codon substitutes) and complementary sequences, as well as those explicitly indicated. Is contemplated. Specifically, a degenerate codon substitute creates a sequence in which the third position of one or more selected (or all) codons is replaced with a mixed base and / or deoxyinosine residue. (Batzer et al., Nucleic Acid Res. 19: 5081 (1991); Ohtsuka et al., J. Biol. Chem. 260: 2605-2608 (1985); Rossolini et al., Mol. Cell. Probes 8: 91-). 98 (1994)).

本明細書において、「遺伝子」とは、遺伝形質を規定する因子である、細胞中に存在する核酸の一定の長さの配列をいう。本発明において遺伝子は、遺伝形質を規定するものであっても規定しないものであってもよい。本明細書において、遺伝子は、通常ゲノムに存在するものをさすが、それに限定されず、染色体外の配列、ミトコンドリアの配列なども包含することが理解される。多くの遺伝子は、通常染色体上に一定の順序に配列している。タンパク質の一次構造を規定するものを構造遺伝子といい、その発現を左右するものを調節遺伝子(たとえば、プロモーター)という。本明細書では、「遺伝子」は、「ポリヌクレオチド」、「オリゴヌクレオチド」および「核酸」ならびに/あるいは「タンパク質」「ポリペプチド」、「オリゴペプチド」および「ペプチド」をさすことがある。本明細書において遺伝子の「オープンリーディングフレーム」または「ORF」とは、遺伝子の塩基配列を3塩基ずつに区切った時の3通りの枠組の1つであって、開始コドンを有し、そして途中に終止コドンが出現せずある程度の長さを持ち、実際にタンパク質をコードする可能性のある読み枠をいう。本明細書では、遺伝子は、特に言及しない限り、構造遺伝子および調節遺伝子を包含する。したがって、例えば、DNAポリメラーゼ遺伝子というときは、通常、DNAポリメラーゼの構造遺伝子ならびにDNAポリメラーゼのプロモーターなどの転写および/または翻訳の調節配列の両方を包含する。本発明では、構造遺伝子のほか、転写および/または翻訳などの調節配列もまた、本発明が対象とする遺伝子として有用であることが理解される。本明細書では、「遺伝子」は、「ポリヌクレオチド」、「オリゴヌクレオチド」、「核酸」および「核酸分子」ならびに/または「タンパク質」、「ポリペプチド」、「オリゴペプチド」および「ペプチド」を指すことがある。本明細書においてはまた、「遺伝子産物」は、遺伝子によって発現された「ポリヌクレオチド」、「オリゴヌクレオチド」、「核酸」および「核酸分子」ならびに/または「タンパク質」「ポリペプチド」、「オリゴペプチド」および「ペプチド」を包含する。当業者であれば、遺伝子産物が何たるかはその状況に応じて理解することができる。   In the present specification, “gene” refers to a sequence of a certain length of nucleic acid present in a cell, which is a factor that defines a genetic trait. In the present invention, the gene may or may not define a genetic trait. In the present specification, a gene refers to a gene that is usually present in the genome, but is not limited thereto, and it is understood to include an extrachromosomal sequence, a mitochondrial sequence, and the like. Many genes are usually arranged in a certain order on the chromosome. Those that define the primary structure of a protein are called structural genes, and those that influence the expression are called regulatory genes (for example, promoters). As used herein, “gene” may refer to “polynucleotide”, “oligonucleotide” and “nucleic acid” and / or “protein” “polypeptide”, “oligopeptide” and “peptide”. In the present specification, the “open reading frame” or “ORF” of a gene is one of three frameworks when the base sequence of the gene is divided into 3 bases, having a start codon, and halfway A reading frame that has a certain length without a stop codon and may actually encode a protein. In the present specification, genes include structural genes and regulatory genes unless otherwise specified. Thus, for example, a DNA polymerase gene usually includes both a structural gene for DNA polymerase and a transcriptional and / or translational regulatory sequence such as a promoter for DNA polymerase. In the present invention, it is understood that regulatory sequences such as transcription and / or translation as well as structural genes are also useful as the gene to which the present invention is directed. As used herein, “gene” refers to “polynucleotide”, “oligonucleotide”, “nucleic acid” and “nucleic acid molecule” and / or “protein”, “polypeptide”, “oligopeptide” and “peptide”. Sometimes. Also herein, “gene product” refers to “polynucleotide”, “oligonucleotide”, “nucleic acid” and “nucleic acid molecule” and / or “protein” “polypeptide”, “oligopeptide” expressed by a gene. And “peptide”. A person skilled in the art can understand what a gene product is, depending on the situation.

本明細書において遺伝子(例えば、核酸配列、アミノ酸配列など)の「相同性」とは、2以上の遺伝子配列の、互いに対する同一性の程度をいう。また、本明細書において配列(核酸配列、アミノ酸配列など)の同一性とは、2以上の対比可能な配列の、互いに対する同一の配列(個々の核酸、アミノ酸など)の程度をいう。従って、ある2つの遺伝子の相同性が高いほど、それらの配列の同一性または類似性は高い。2種類の遺伝子が相同性を有するか否かは、配列の直接の比較、または核酸の場合ストリンジェントな条件下でのハイブリダイゼーション法によって調べられ得る。2つの遺伝子配列を直接比較する場合、その遺伝子配列間でDNA配列が、代表的には少なくとも50%同一である場合、好ましくは少なくとも70%同一である場合、より好ましくは少なくとも80%、90%、95%、96%、97%、98%または99%同一である場合、それらの遺伝子は相同性を有する。本明細書において、遺伝子(例えば、核酸配列、アミノ酸配列など)の「類似性」とは、上記相同性において、保存的置換をポジティブ(同一)とみなした場合の、2以上の遺伝子配列の、互いに対する同一性の程度をいう。従って、保存的置換がある場合は、その保存的置換の存在に応じて相同性と類似性とは異なる。また、保存的置換がない場合は、相同性と類似性とは同じ数値を示す。   As used herein, “homology” of genes (eg, nucleic acid sequences, amino acid sequences, etc.) refers to the degree of identity of two or more gene sequences with each other. In this specification, the identity of sequences (nucleic acid sequences, amino acid sequences, etc.) refers to the degree of two or more comparable sequences that are identical to each other (individual nucleic acids, amino acids, etc.). Therefore, the higher the homology between two genes, the higher the sequence identity or similarity. Whether two genes have homology can be determined by direct comparison of the sequences or, in the case of nucleic acids, hybridization methods under stringent conditions. When directly comparing two gene sequences, the DNA sequence between the gene sequences is typically at least 50% identical, preferably at least 70% identical, more preferably at least 80%, 90% , 95%, 96%, 97%, 98% or 99% are identical, the genes are homologous. In the present specification, “similarity” of genes (eg, nucleic acid sequence, amino acid sequence, etc.) refers to two or more gene sequences when the conservative substitution is regarded as positive (identical) in the above homology. The degree of identity with each other. Thus, when there is a conservative substitution, homology and similarity differ depending on the presence of the conservative substitution. When there is no conservative substitution, homology and similarity indicate the same numerical value.

本明細書では、アミノ酸配列および塩基配列の類似性、同一性および相同性の比較は、配列分析用ツールであるFASTAを用い、デフォルトパラメータを用いて算出される。   In this specification, the comparison of similarity, identity and homology between amino acid sequences and base sequences is calculated using FASTA, which is a sequence analysis tool, and using default parameters.

本明細書において「フラグメント」とは、全長のポリペプチドまたはポリヌクレオチド(長さがn)に対して、1〜n−1までの配列長さを有するポリペプチドまたはポリヌクレオチドをいう。フラグメントの長さは、その目的に応じて、適宜変更することができ、例えば、その長さの下限としては、ポリペプチドの場合、3、4、5、6、7、8、9、10、15,20、25、30、40、50およびそれ以上のアミノ酸が挙げられ、ここの具体的に列挙していない整数で表される長さ(例えば、11など)もまた、下限として適切であり得る。また、ポリヌクレオチドの場合、5、6、7、8、9、10、15,20、25、30、40、50、75、100およびそれ以上のヌクレオチドが挙げられ、ここの具体的に列挙していない整数で表される長さ(例えば、11など)もまた、下限として適切であり得る。本明細書において、ポリペプチドおよびポリヌクレオチドの長さは、上述のようにそれぞれアミノ酸または核酸の個数で表すことができるが、上述の個数は絶対的なものではなく、同じ機能を有する限り、上限または下限としての上述の個数は、その個数の上下数個(または例えば上下10%)のものも含むことが意図される。そのような意図を表現するために、本明細書では、個数の前に「約」を付けて表現することがある。しかし、本明細書では、「約」のあるなしはその数値の解釈に影響を与えないことが理解されるべきである。本明細書において有用なフラグメントの長さは、そのフラグメントの基準となる全長タンパク質の機能のうち少なくとも1つの機能が保持されているかどうかによって決定され得る。   As used herein, “fragment” refers to a polypeptide or polynucleotide having a sequence length of 1 to n−1 with respect to a full-length polypeptide or polynucleotide (length is n). The length of the fragment can be appropriately changed according to the purpose. For example, the lower limit of the length is 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, Examples include 15, 20, 25, 30, 40, 50 and more amino acids, and lengths expressed in integers not specifically listed here (eg, 11 etc.) are also suitable as lower limits. obtain. In the case of polynucleotides, examples include 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 75, 100 and more nucleotides. Non-integer lengths (eg, 11 etc.) may also be appropriate as a lower limit. In the present specification, the lengths of polypeptides and polynucleotides can be represented by the number of amino acids or nucleic acids, respectively, as described above, but the above numbers are not absolute, and the upper limit is not limited as long as they have the same function. Alternatively, the above-mentioned number as the lower limit is intended to include the upper and lower numbers (or, for example, up and down 10%) of the number. In order to express such intention, in this specification, “about” may be added before the number. However, it should be understood herein that the presence or absence of “about” does not affect the interpretation of the value. The length of a fragment useful herein can be determined by whether or not at least one of the functions of a full-length protein that serves as a reference for the fragment is retained.

本明細書において遺伝子の「相同性」とは、2以上の遺伝子配列の、互いに対する同一性の程度をいう。従って、ある2つの遺伝子の相同性が高いほど、それらの配列の同一性または類似性は高い。2種類の遺伝子が相同性を有するか否かは、配列の直接の比較、または核酸の場合ストリンジェントな条件下でのハイブリダイゼーション法によって調べられ得る。2つの遺伝子配列を直接比較する場合、その遺伝子配列間でDNA配列が、代表的には少なくとも50%同一である場合、好ましくは少なくとも70%同一である場合、より好ましくは少なくとも80%、90%、95%、96%、97%、98%または99%同一である場合、それらの遺伝子は相同性を有する。   As used herein, “homology” of genes refers to the degree of identity of two or more gene sequences with respect to each other. Therefore, the higher the homology between two genes, the higher the sequence identity or similarity. Whether two genes have homology can be determined by direct comparison of the sequences or, in the case of nucleic acids, hybridization methods under stringent conditions. When directly comparing two gene sequences, the DNA sequence between the gene sequences is typically at least 50% identical, preferably at least 70% identical, more preferably at least 80%, 90% , 95%, 96%, 97%, 98% or 99% are identical, the genes are homologous.

本明細書において「ストリンジェントなハイブリダイズ条件」とは、当該分野で慣用される周知の条件をいう。本発明のポリヌクレオチド中から選択されたポリヌクレオチドをプローブとして、コロニー・ハイブリダイゼーション法、プラーク・ハイブリダイゼーション法あるいはサザンブロットハイブリダイゼーション法等を用いることにより、そのようなポリヌクレオチドを得ることができる。具体的には、ストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチドは、コロニーあるいはプラーク由来のDNAを固定化したフィルターを用いて、0.7〜1.0MのNaCl存在下、65℃でハイブリダイゼーションを行った後、0.1〜2倍濃度のSSC(saline−sodium citrate)溶液(1倍濃度のSSC溶液の組成は、150mM 塩化ナトリウム、15mM
クエン酸ナトリウムである)を用い、65℃条件下でフィルターを洗浄することにより同定できるポリヌクレオチドを意味する。ハイブリダイゼーションは、Molecular Cloning 2nd ed.,Current Protocols in Molecular Biology,Supplement 1−38、DNA Cloning 1:Core Techniques,A Practical Approach,Second Edition,Oxford University Press(1995)等の実験書に記載されている方法に準じて行うことができる。ここで、ストリンジェントな条件下でハイブリダイズする配列からは、好ましくは、A配列のみまたはT配列のみを含む配列が除外される。「ハイブリダイズ可能なポリヌクレオチド」とは、上記ハイブリダイズ条件下で別のポリヌクレオチドにハイブリダイズすることができるポリヌクレオチドをいう。ハイブリダイズ可能なポリヌクレオチドとして具体的には、本発明で具体的に示されるアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードするDNAの塩基配列と少なくとも60%以上の相同性を有するポリヌクレオチド、好ましくは80%以上の相同性を有するポリヌクレオチド、さらに好ましくは95%以上の相同性を有するポリヌクレオチドを挙げることができる。
As used herein, “stringent hybridization conditions” refers to well-known conditions commonly used in the art. Such a polynucleotide can be obtained by using colony hybridization method, plaque hybridization method, Southern blot hybridization method or the like using a polynucleotide selected from among the polynucleotides of the present invention as a probe. Specifically, polynucleotides that hybridize under stringent conditions are hybridized at 65 ° C. in the presence of 0.7 to 1.0 M NaCl using a filter on which colony or plaque-derived DNA is immobilized. After the test, a 0.1- to 2-fold concentrated SSC (saline-sodium citrate) solution (the composition of the 1-fold concentrated SSC solution was 150 mM sodium chloride, 15 mM
A polynucleotide that can be identified by washing the filter under 65 ° C conditions. Hybridization was performed in Molecular Cloning 2nd ed. , Current Protocols in Molecular Biology, Supplement 1-38, DNA Cloning 1: Core Techniques, A Practical Approach, Second Edition, Oxford Universe. Here, the sequence containing only the A sequence or only the T sequence is preferably excluded from the sequences that hybridize under stringent conditions. The “hybridizable polynucleotide” refers to a polynucleotide that can hybridize to another polynucleotide under the above hybridization conditions. Specifically, the hybridizable polynucleotide is a polynucleotide having at least 60% homology with the base sequence of DNA encoding a polypeptide having the amino acid sequence specifically shown in the present invention, preferably 80% The polynucleotide which has the above homology, More preferably, the polynucleotide which has 95% or more of homology can be mentioned.

本明細書では塩基配列の同一性の比較および相同性の算出は、配列分析用ツールであるBLASTを用いてデフォルトパラメータを用いて算出される。同一性の検索は例えば、NCBIのBLAST 2.2.9 (2004.5.12 発行)を用いて行うことができる。本明細書における同一性の値は通常は上記BLASTを用い、デフォルトの条件でアラインした際の値をいう。ただし、パラメーターの変更により、より高い値が出る場合は、最も高い値を同一性の値とする。複数の領域で同一性が評価される場合はそのうちの最も高い値を同一性の値とする。   In this specification, comparison of base sequence identity and calculation of homology are calculated using BLAST, which is a sequence analysis tool, using default parameters. The identity search can be performed using, for example, NCBI BLAST 2.2.9 (issued 2004.5.12). In the present specification, the identity value usually refers to a value when the BLAST is used and aligned under default conditions. However, if a higher value is obtained by changing the parameter, the highest value is the identity value. When identity is evaluated in a plurality of areas, the highest value among them is set as the identity value.

本明細書において、「検索」とは、電子的にまたは生物学的あるいは他の方法により、ある核酸塩基配列を利用して、特定の機能および/または性質を有する他の核酸塩基配列を見出すことをいう。電子的な検索としては、BLAST(Altschul et al.,J.Mol.Biol.215:403−410(1990))、FASTA(Pearson & Lipman,Proc.Natl.Acad.Sci.,USA 85:2444−2448(1988))、Smith and Waterman法(Smith and Waterman,J.Mol.Biol.147:195−197(1981))、およびNeedleman and Wunsch法(Needleman and Wunsch,J.Mol.Biol.48:443−453(1970))などが挙げられるがそれらに限定されない。生物学的な検索としては、ストリンジェントハイブリダイゼーション、ゲノムDNAをナイロンメンブレン等に貼り付けたマクロアレイまたはガラス板に貼り付けたマイクロアレイ(マイクロアレイアッセイ)、PCRおよびin situハイブリダイゼーションなどが挙げられるがそれらに限定されない。本明細書において、本発明において使用されるプロモーターとしては、このような電子的検索、生物学的検索によって同定された対応する配列も含まれるべきであることが意図される。   In the present specification, “search” refers to finding another nucleobase sequence having a specific function and / or property using a nucleobase sequence electronically or biologically or by other methods. Say. As an electronic search, BLAST (Altschul et al., J. Mol. Biol. 215: 403-410 (1990)), FASTA (Pearson & Lipman, Proc. Natl. Acad. Sci., USA 85: 2444-). 2448 (1988)), the Smith and Waterman method (Smith and Waterman, J. Mol. Biol. 147: 195-197 (1981)), and the Needleman and Wunsch method (Needleman and Wunsch, J. Mol. Biol. 48:44:44). -453 (1970)) and the like. Biological searches include stringent hybridization, macroarrays with genomic DNA affixed to nylon membranes, microarrays affixed to glass plates (microarray assays), PCR and in situ hybridization, etc. It is not limited to. In the present specification, it is intended that the promoter used in the present invention should include a corresponding sequence identified by such an electronic search or biological search.

本明細書において遺伝子、ポリヌクレオチド、ポリペプチドなどの「発現」とは、その遺伝子などがインビボで一定の作用を受けて、別の形態になることをいう。好ましくは、遺伝子、ポリヌクレオチドなどが、転写および翻訳されて、ポリペプチドの形態になることをいうが、転写されてmRNAが作製されることもまた発現の一態様であり得る。より好ましくは、そのようなポリペプチドの形態は、翻訳後プロセシングを受けたものであり得る。   In the present specification, “expression” of a gene, polynucleotide, polypeptide or the like means that the gene or the like undergoes a certain action in vivo to take another form. Preferably, a gene, polynucleotide or the like is transcribed and translated into a polypeptide form. However, transcription and production of mRNA can also be an aspect of expression. More preferably, such polypeptide forms may be post-translationally processed.

アミノ酸は、その一般に公知の3文字記号か、またはIUPAC−IUB Biochemical Nomenclature Commissionにより推奨される1文字記号のいずれかにより、本明細書中で言及され得る。ヌクレオチドも同様に、一般に受け入れられた1文字コードにより言及され得る。   Amino acids may be referred to herein by either their commonly known three letter symbols or by the one-letter symbols recommended by the IUPAC-IUB Biochemical Nomenclature Commission. Nucleotides may also be referred to by the generally accepted single letter code.

その文字コードは以下のとおりである。
アミノ酸
3文字記号 1文字記号 意味
Ala A アラニン
Cys C システイン
Asp D アスパラギン酸
Glu E グルタミン酸
Phe F フェニルアラニン
Gly G グリシン
His H ヒスチジン
Ile I イソロイシン
Lys K リジン
Leu L ロイシン
Met M メチオニン
Asn N アスパラギン
Pro P プロリン
Gln Q グルタミン
Arg R アルギニン
Ser S セリン
Thr T トレオニン
Val V バリン
Trp W トリプトファン
Tyr Y チロシン
Asx アスパラギンまたはアスパラギン酸
Glx グルタミンまたはグルタミン酸
Xaa 不明または他のアミノ酸。
The character codes are as follows.
3 letter code of amino acid 1 letter code Meaning Ala A alanine Cys C cysteine Asp D aspartic acid Glu E glutamic acid Phe F phenylalanine Gly G glycine His H histidine Ile I isoleucine Lys K lysine Leu L leucine Met M methionine Asl G Glutamine Arg R Arginine Ser S Serine Thr T Threonine Val V Valine Trp W Tryptophan Tyr Y Tyrosine Asx Asparagine or Aspartate Glx Glutamine or Glutamate Xaa Unknown or other amino acids.

塩基
記号 意味
a アデニン
g グアニン
c シトシン
t チミン
u ウラシル
r グアニンまたはアデニンプリン
y チミン/ウラシルまたはシトシンピリミジン
m アデニンまたはシトシンアミノ基
k グアニンまたはチミン/ウラシルケト基
s グアニンまたはシトシン
w アデニンまたはチミン/ウラシル
b グアニンまたはシトシンまたはチミン/ウラシル
d アデニンまたはグアニンまたはチミン/ウラシル
h アデニンまたはシトシンまたはチミン/ウラシル
v アデニンまたはグアニンまたはシトシン
n アデニンまたはグアニンまたはシトシンまたはチミン/ウラシル、不明、または他の塩基。
Base symbol Meaning
a adenine g guanine c cytosine t thymine u uracil r guanine or adenine purine y thymine / uracil or cytosine pyrimidine m adenine or cytosine amino group k guanine or thymine / uracil keto group s guanine or cytosine w adenine or thymine / uracil b guanine or cytosine Thymine / uracil d adenine or guanine or thymine / uracil h adenine or cytosine or thymine / uracil v adenine or guanine or cytosine n adenine or guanine or cytosine or thymine / uracil, unknown or other base.

本明細書において、「フラグメント」とは、全長のポリペプチドまたはポリヌクレオチド(長さがn)に対して、1〜n−1までの配列長を有するポリペプチドまたはポリヌクレオチドをいう。フラグメントの長さは、その目的に応じて、適宜変更することができ、例えば、その長さの下限としては、ポリペプチドの場合、3、4、5、6、7、8、9、10、15,20、25、30、40、50およびそれ以上のアミノ酸が挙げられ、ここで具体的に列挙していない整数で表される長さ(例えば、11など)もまた、下限として適切であり得る。また、ポリヌクレオチドの場合、5、6、7、8、9、10、15,20、25、30、40、50、75、100、200、300、400、500、600、600、700、800、900、1000およびそれ以上のヌクレオチドが挙げられ、ここで具体的に列挙していない整数で表される長さ(例えば、11など)もまた、下限として適切であり得る。   As used herein, “fragment” refers to a polypeptide or polynucleotide having a sequence length of 1 to n−1 with respect to a full-length polypeptide or polynucleotide (length is n). The length of the fragment can be appropriately changed according to the purpose. For example, the lower limit of the length is 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50 and more amino acids, and lengths expressed in integers not specifically listed here (eg, 11 etc.) are also suitable as lower limits obtain. In the case of polynucleotides, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 75, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 600, 700, 800 , 900, 1000 and more nucleotides, and lengths expressed in integers not specifically listed here (eg, 11 etc.) may also be appropriate as lower limits.

本発明において使用されるポリペプチドは、天然型のポリペプチドと実質的に同一の作用を有する限り、アミノ酸配列中の1以上(例えば、1または数個)のアミノ酸が置換、付加および/または欠失していてもよく、糖鎖が置換、付加および/または欠失していてもよい。   As long as the polypeptide used in the present invention has substantially the same action as the naturally occurring polypeptide, one or more (for example, one or several) amino acids in the amino acid sequence are substituted, added and / or missing. It may be lost, and the sugar chain may be substituted, added and / or deleted.

あるアミノ酸を、同様の疎水性指数を有する他のアミノ酸により置換して、そして依然として同様の生物学的機能を有するタンパク質(例えば、酵素活性において等価なタンパク質)を生じさせ得ることが当該分野で周知である。このようなアミノ酸置換において、疎水性指数が±2以内であることが好ましく、±1以内であることがより好ましく、および±0.5以内であることがさらにより好ましい。疎水性に基づくこのようなアミノ酸の置換は効率的であることが当該分野において理解される。親水性指標もまた、改変体作製において考慮される。米国特許第4、554、101号に記載されるように、以下の親水性指数がアミノ酸残基に割り当てられている:アルギニン(+3.0);リジン(+3.0);アスパラギン酸(+3.0±1);グルタミン酸(+3.0±1);セリン(+0.3);アスパラギン(+0.2);グルタミン(+0.2);グリシン(0);スレオニン(−0.4);プロリン(−0.5±1);アラニン(−0.5);ヒスチジン(−0.5);システイン(−1.0);メチオニン(−1.3);バリン(−1.5);ロイシン(−1.8);イソロイシン(−1.8);チロシン(−2.3);フェニルアラニン(−2.5);およびトリプトファン(−3.4)。アミノ酸が同様の親水性指数を有しかつ依然として生物学的等価体を与え得る別のものに置換され得ることが理解される。このようなアミノ酸置換において、親水性指数が±2以内であることが好ましく、±1以内であることがより好ましく、および±0.5以内であることがさらにより好ましい。   It is well known in the art that one amino acid can be replaced by another amino acid having a similar hydrophobicity index and still result in a protein having a similar biological function (eg, an equivalent protein in enzymatic activity). It is. In such amino acid substitution, the hydrophobicity index is preferably within ± 2, more preferably within ± 1, and even more preferably within ± 0.5. It is understood in the art that such amino acid substitutions based on hydrophobicity are efficient. The hydrophilicity index is also considered in the production of variants. As described in US Pat. No. 4,554,101, the following hydrophilicity indices have been assigned to amino acid residues: arginine (+3.0); lysine (+3.0); aspartic acid (+3. 0 ± 1); glutamic acid (+ 3.0 ± 1); serine (+0.3); asparagine (+0.2); glutamine (+0.2); glycine (0); threonine (−0.4); proline ( Alanine (−0.5); histidine (−0.5); cysteine (−1.0); methionine (−1.3); valine (−1.5); leucine (−0.5 ± 1); -1.8); isoleucine (-1.8); tyrosine (-2.3); phenylalanine (-2.5); and tryptophan (-3.4). It is understood that an amino acid can be substituted with another that has a similar hydrophilicity index and can still provide a biological equivalent. In such amino acid substitution, the hydrophilicity index is preferably within ± 2, more preferably within ± 1, and even more preferably within ± 0.5.

本発明において、「保存的置換」とは、アミノ酸置換において、元のアミノ酸と置換されるアミノ酸との親水性指数または/および疎水性指数が上記のように類似している置換をいう。保存的置換の例は、当業者に周知であり、例えば、次の各グループ内での置換:アルギニンおよびリジン;グルタミン酸およびアスパラギン酸;セリンおよびスレオニン;グルタミンおよびアスパラギン;ならびにバリン、ロイシン、およびイソロイシン、などが挙げられるがこれらに限定されない。   In the present invention, “conservative substitution” refers to a substitution in which the hydrophilicity index and / or the hydrophobicity index of the amino acid to be replaced with the original amino acid is similar as described above. Examples of conservative substitutions are well known to those skilled in the art and include, for example, substitutions within the following groups: arginine and lysine; glutamic acid and aspartic acid; serine and threonine; glutamine and asparagine; and valine, leucine, and isoleucine; However, it is not limited to these.

本明細書において、「改変体」とは、もとのポリペプチドまたはポリヌクレオチドなどの物質に対して、一部が変更されているものをいう。そのような改変体としては、置換改変体、付加改変体、欠失改変体、短縮(truncated)改変体、対立遺伝子変異体などが挙げられる。対立遺伝子(allele)とは、同一遺伝子座に属し、互いに区別される遺伝的改変体のことをいう。従って、「対立遺伝子変異体」とは、ある遺伝子に対して、対立遺伝子の関係にある改変体をいう。「種相同体またはホモログ(homolog)」とは、ある種の中で、ある遺伝子とアミノ酸レベルまたはヌクレオチドレベルで、相同性(好ましくは、60%以上の相同性、より好ましくは、80%以上、85%以上、90%以上、95%以上の相同性)を有するものをいう。そのような種相同体を取得する方法は、本明細書の記載から明らかである。「オルソログ(ortholog)」とは、オルソロガス遺伝子(orthologous gene)ともいい、二つの遺伝子がある共通祖先からの種分化に由来する遺伝子をいう。例えば、多重遺伝子構造をもつヘモグロビン遺伝子ファミリーを例にとると、ヒトとマウスのαヘモグロビン遺伝子はオルソログであるが,ヒトのαヘモグロビン遺伝子とβヘモグロビン遺伝子はパラログ(遺伝子重複で生じた遺伝子)である。オルソログは、分子系統樹の推定に有用であることから、本発明のオルソログもまた、本発明において有用であり得る。   In the present specification, the “variant” refers to a substance in which a part of the original substance such as a polypeptide or polynucleotide is changed. Such variants include substitutional variants, addition variants, deletion variants, truncated variants, allelic variants, and the like. An allele refers to genetic variants that belong to the same locus and are distinguished from each other. Therefore, an “allelic variant” refers to a variant having an allelic relationship with a certain gene. “Species homologue or homolog” means homology (preferably at least 60% homology, more preferably at least 80%, at a certain amino acid level or nucleotide level within a certain species. 85% or higher, 90% or higher, 95% or higher homology). The method for obtaining such species homologues will be apparent from the description herein. “Ortholog” is also called an orthologous gene, which is a gene derived from speciation from a common ancestor with two genes. For example, taking the hemoglobin gene family with multiple gene structures as an example, the human and mouse alpha hemoglobin genes are orthologs, but the human alpha and beta hemoglobin genes are paralogs (genes generated by gene duplication). . Since orthologs are useful for the estimation of molecular phylogenetic trees, the orthologs of the present invention may also be useful in the present invention.

本明細書において「機能的改変体」とは、基準となる配列が担う生物学的活性を保持する改変体をいう。   As used herein, “functional variant” refers to a variant that retains the biological activity of a reference sequence.

本明細書において「保存的(に改変された)改変体」は、アミノ酸配列および核酸配列の両方に適用される。特定の核酸配列に関して、保存的に改変された改変体とは、同一のまたは本質的に同一のアミノ酸配列をコードする核酸をいい、核酸がアミノ酸配列をコードしない場合には、本質的に同一な配列をいう。遺伝コードの縮重のため、多数の機能的に同一な核酸が任意の所定のタンパク質をコードする。例えば、コドンGCA、GCC、GCG、およびGCUはすべて、アミノ酸アラニンをコードする。したがって、アラニンがコドンにより特定される全ての位置で、そのコドンは、コードされたポリペプチドを変更することなく、記載された対応するコドンの任意のものに変更され得る。このような核酸の変動は、保存的に改変された変異の1つの種である「サイレント改変(変異)」である。核酸においては、保存的置換は、例えば、プロモーター活性を測定しながら確認することができる。   As used herein, “conservative (modified) variants” applies to both amino acid and nucleic acid sequences. Conservatively modified variants with respect to a particular nucleic acid sequence refer to nucleic acids that encode the same or essentially the same amino acid sequence, and are essentially identical if the nucleic acid does not encode an amino acid sequence. An array. Because of the degeneracy of the genetic code, a large number of functionally identical nucleic acids encode any given protein. For example, the codons GCA, GCC, GCG, and GCU all encode the amino acid alanine. Thus, at every position where an alanine is specified by a codon, the codon can be altered to any of the corresponding codons described without altering the encoded polypeptide. Such nucleic acid variations are “silent modifications (mutations)” which are one species of conservatively modified mutations. In nucleic acids, conservative substitutions can be confirmed, for example, while measuring promoter activity.

本明細書中において、機能的に等価なポリペプチドをコードする遺伝子を作製するために、アミノ酸の置換のほかに、アミノ酸の付加、欠失、または修飾もまた行うことができる。アミノ酸の置換とは、もとのペプチドを1つ以上、例えば、1〜10個、好ましくは1〜5個、より好ましくは1〜3個のアミノ酸で置換することをいう。アミノ酸の付加とは、もとのペプチド鎖に1つ以上、例えば、1〜10個、好ましくは1〜5個、より好ましくは1〜3個のアミノ酸を付加することをいう。アミノ酸の欠失とは、もとのペプチドから1つ以上、例えば、1〜10個、好ましくは1〜5個、より好ましくは1〜3個のアミノ酸を欠失させることをいう。アミノ酸修飾は、アミド化、カルボキシル化、硫酸化、ハロゲン化、アルキル化、グリコシル化、リン酸化、水酸化、アシル化(例えば、アセチル化)などを含むが、これらに限定されない。置換、または付加されるアミノ酸は、天然のアミノ酸であってもよく、非天然のアミノ酸、またはアミノ酸アナログでもよい。天然のアミノ酸が好ましい。   As used herein, in addition to amino acid substitutions, amino acid additions, deletions, or modifications can also be made to produce genes encoding functionally equivalent polypeptides. Amino acid substitution means that the original peptide is substituted with one or more, for example, 1 to 10, preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3 amino acids. The addition of amino acids means that one or more, for example, 1 to 10, preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3 amino acids are added to the original peptide chain. Deletion of amino acids means deletion of one or more, for example, 1 to 10, preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3 amino acids from the original peptide. Amino acid modifications include, but are not limited to, amidation, carboxylation, sulfation, halogenation, alkylation, glycosylation, phosphorylation, hydroxylation, acylation (eg, acetylation), and the like. The amino acid to be substituted or added may be a natural amino acid, a non-natural amino acid, or an amino acid analog. Natural amino acids are preferred.

本明細書において発現されるべきポリペプチドの核酸形態は、そのポリペプチドのタンパク質形態を発現し得る核酸分子をいう。この核酸分子は、発現されるポリペプチドが天然型のポリペプチドと実質的に同一の活性を有する限り、上述のようにその核酸の配列の一部が欠失または他の塩基により置換されていてもよく、あるいは他の核酸配列が一部挿入されていてもよい。あるいは、5’末端および/または3’末端に他の核酸が結合していてもよい。また、ポリペプチドをコードする遺伝子をストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、そのポリペプチドと実質的に同一の機能を有するポリペプチドをコードする核酸分子でもよい。このような遺伝子は、当該分野において公知であり、本発明において利用することができる。   As used herein, a nucleic acid form of a polypeptide to be expressed refers to a nucleic acid molecule that can express the protein form of the polypeptide. As long as the expressed polypeptide has substantially the same activity as the naturally occurring polypeptide, a part of the nucleic acid sequence is deleted or replaced by another base as described above. Alternatively, other nucleic acid sequences may be partially inserted. Alternatively, another nucleic acid may be bound to the 5 'end and / or the 3' end. Alternatively, it may be a nucleic acid molecule that hybridizes under stringent conditions with a gene encoding a polypeptide and encodes a polypeptide having substantially the same function as the polypeptide. Such genes are known in the art and can be used in the present invention.

このような核酸は、周知のPCR法により得ることができ、化学的に合成することもできる。これらの方法に、例えば、部位特異的変異誘発法、ハイブリダイゼーション法などを組み合わせてもよい。   Such a nucleic acid can be obtained by a well-known PCR method, and can also be chemically synthesized. These methods may be combined with, for example, a site-directed mutagenesis method or a hybridization method.

本明細書において、ポリペプチドまたはポリヌクレオチドの「置換、付加または欠失」とは、もとのポリペプチドまたはポリヌクレオチドに対して、それぞれアミノ酸もしくはその代替物、またはヌクレオチドもしくはその代替物が、置き換わること、付け加わることまたは取り除かれることをいう。このような置換、付加または欠失の技術は、当該分野において周知であり、そのような技術の例としては、部位特異的変異誘発技術などが挙げられる。置換、付加または欠失は、1つ以上であれば任意の数でよく、そのような数は、その置換、付加または欠失を有する改変体において目的とする機能が保持される限り、多くすることができる。例えば、そのような数は、1または数個であり得、そして好ましくは、全体の長さの20%以内、10%以内、または100個以下、50個以下、25個以下などであり得る。   As used herein, “substitution, addition or deletion” of a polypeptide or polynucleotide is a substitution of an amino acid or a substitute thereof, or a nucleotide or a substitute thereof, respectively, with respect to the original polypeptide or polynucleotide. , Adding or removing. Such substitution, addition, or deletion techniques are well known in the art, and examples of such techniques include site-directed mutagenesis techniques. The number of substitutions, additions or deletions may be any number as long as it is one or more, and the number is increased as long as the intended function is retained in the variant having the substitution, addition or deletion. be able to. For example, such a number can be one or several, and preferably can be within 20%, within 10%, or less than 100, less than 50, less than 25, etc. of the total length.

本明細書において遺伝子について言及する場合、「ベクター」とは、目的のポリヌクレオチド配列を目的の細胞へと移入させることができるものをいう。そのようなベクターとしては、原核生物細胞、酵母、植物細胞、動物細胞、昆虫細胞、植物個体および動物個体等の宿主細胞において自律複製が可能であるか、または染色体中への組込みが可能で、本発明のポリヌクレオチドの転写に適した位置にプロモーターを含有しているものが例示される。本明細書では、例えば、BACベクターを用いることができる。BACベクターとは、大腸菌のFプラスミドをもとにして作製されたプラスミドで、約300kb以上の巨大なサイズのDNA断片をも大腸菌などの細菌内で安定に保持し増殖させることが可能なベクターである。BACベクターは、少なくともBACベクターの複製に必須の領域を含む。その複製に必須の領域としては、例えば、Fプラスミドの複製開始点であるoriSまたはその改変体が挙げられる。   In the present specification, when referring to a gene, a “vector” refers to one that can transfer a target polynucleotide sequence into a target cell. Such vectors can be autonomously replicated in host cells such as prokaryotic cells, yeast, plant cells, animal cells, insect cells, plant individuals and animal individuals, or can be integrated into the chromosome, Examples include those containing a promoter at a position suitable for transcription of the polynucleotide of the present invention. In the present specification, for example, a BAC vector can be used. A BAC vector is a plasmid prepared based on the F plasmid of Escherichia coli, and is a vector that can stably hold and proliferate DNA fragments of a large size of about 300 kb or more in bacteria such as Escherichia coli. is there. The BAC vector contains at least a region essential for replication of the BAC vector. Examples of the region essential for the replication include oriS, which is the replication origin of F plasmid, or a variant thereof.

本明細書において「プロモーター」(またはプロモーター配列)とは、遺伝子の転写の開始部位を決定し、またその頻度を直接的に調節するDNA上の領域をいい、通常RNAポリメラーゼが結合して転写を始める塩基配列である。したがって、本明細書においてある遺伝子のプロモーターの働きを有する部分を「プロモーター部分」という。プロモーターの領域は、DNA解析用ソフトウエアを用いてゲノム塩基配列中のタンパク質コード領域を予測すれば、プロモーター領域を推定することができる。推定プロモーター領域は、構造遺伝子ごとに変動するが、通常構造遺伝子の上流にあるが、これらに限定されず、構造遺伝子の下流にもあり得る。   As used herein, the term “promoter” (or promoter sequence) refers to a region on DNA that determines the transcription start site of a gene and directly regulates its frequency. Usually, RNA polymerase binds to transcription. This is the base sequence to start. Therefore, in this specification, a part having a promoter function of a gene is referred to as a “promoter part”. The promoter region can be estimated by predicting the protein coding region in the genomic base sequence using DNA analysis software. The putative promoter region varies for each structural gene, but is usually upstream of the structural gene, but is not limited thereto, and may be downstream of the structural gene.

本発明において、プロモーターは花弁特異的プロモーターであり得る。花弁特異的プロモーターとしては、アントシアニジン合成酵素遺伝子プロモーターやMyb転写因子遺伝子プロモーターが挙げられる。Myb転写因子遺伝子(MYB遺伝子)プロモーターは、配列番号15の塩基配列を有し、アントシアニジン合成酵素遺伝子(ANS遺伝子)プロモーターは、配列番号16の塩基配列を有する。他の花弁特異的遺伝子プロモーターとして、花色関連遺伝子が考えられ、MYB、ANS以外のプロモーターとして下記遺伝子プロモーターが考えられる。これらはいずれもアントシアニンやフラボノールなどの生合成に関わるものである。
AS(オーレウシジン合成酵素)遺伝子
ANR(アントシアニジン還元酵素)遺伝子
CHI(カルコン異性化酵素)遺伝子
CHS(カルコン合成酵素)遺伝子
DFR(ジヒドロフラボノール4−還元酵素)遺伝子
F3H(フラバノン3−水酸化酵素)遺伝子
F3’H(フラボノイド3’−水酸化酵素)遺伝子
F3’5’H(フラボノイド3’,5’−水酸化酵素)遺伝子
FLS(フラボノール合成酵素)遺伝子
FNS(フラボン合成酵素)遺伝子
GST(グルタチオンS−転移酵素)遺伝子
UF3GT(UDP−グルコース3−O−グリコシル転移酵素)遺伝子。
In the present invention, the promoter may be a petal specific promoter. Examples of petal-specific promoters include anthocyanidin synthase gene promoter and Myb transcription factor gene promoter. The Myb transcription factor gene (MYB gene) promoter has the base sequence of SEQ ID NO: 15, and the anthocyanidin synthase gene (ANS gene) promoter has the base sequence of SEQ ID NO: 16. As other petal-specific gene promoters, flower color-related genes are considered, and the following gene promoters are considered as promoters other than MYB and ANS. These are all related to biosynthesis of anthocyanins and flavonols.
AS (aureusidin synthase) gene ANR (anthocyanidin reductase) gene CHI (chalcone isomerase) gene CHS (chalcone synthase) gene DFR (dihydroflavonol 4-reductase) gene F3H (flavanone 3-hydroxylase) gene F3 'H (flavonoid 3'-hydroxylase) gene F3'5'H (flavonoid 3', 5'-hydroxylase) gene FLS (flavonol synthase) gene FNS (flavone synthase) gene GST (glutathione S-transfer) Enzyme) gene UF3GT (UDP-glucose 3-O-glycosyltransferase) gene.

本明細書において「エンハンサー」は、目的遺伝子の発現効率を高めるために用いられ得る。エンハンサーは複数個用いられ得るが1個用いられてもよいし、用いなくともよい。プロモーター中のプロモーター活性を強める領域もまたエンハンサーと呼ばれることがある。   In the present specification, an “enhancer” can be used to increase the expression efficiency of a target gene. A plurality of enhancers may be used, but one may be used or may not be used. A region in the promoter that enhances promoter activity may also be called an enhancer.

本明細書において使用する場合、「作動可能に連結された(る)」とは、所望の配列の発現(作動)がある転写翻訳調節配列(例えば、プロモーター、エンハンサーなど)または翻訳調節配列の制御下に配置されることをいう。プロモーターが遺伝子に作動可能に連結されるためには、通常、その遺伝子のすぐ上流にプロモーターが配置されるが、必ずしも隣接して配置される必要はない。   As used herein, “operably linked” means the control of a transcriptional translational regulatory sequence (eg, promoter, enhancer, etc.) or translational regulatory sequence that has the expression (operation) of the desired sequence. It is arranged below. In order for a promoter to be operably linked to a gene, the promoter is usually placed immediately upstream of the gene, but need not necessarily be adjacent.

本明細書において使用する場合、「発現ベクター」は、構造遺伝子およびその発現を調節するプロモーターに加えて種々の調節エレメントが宿主の細胞中で作動し得る状態で連結されている核酸配列をいう。調節エレメントは、好ましくは、ターミネーター、薬剤耐性遺伝子(例えば、カナマイシン耐性遺伝子、ハイグロマイシン耐性遺伝子など)のような選抜マーカーおよび、エンハンサーを含み得る。生物(例えば、植物)の発現ベクターのタイプおよび使用される調節エレメントの種類が、宿主細胞に応じて変わり得ることは、当業者に周知の事項である
本明細書において使用する場合、「導入ベクター」とは、目的のポリヌクレオチド配列を目的の細胞へと移入させることができるベクターをいう。そのようなベクターとしては、原核細胞、酵母、植物細胞、動物細胞、昆虫細胞、植物個体および動物個体等の宿主細胞において自立複製が可能、または染色体中への組込みが可能で、本発明のポリヌクレオチドの転写に適した位置にプロモーターを含有しているものが例示される。
As used herein, an “expression vector” refers to a nucleic acid sequence in which various regulatory elements are operably linked in a host cell in addition to a structural gene and a promoter that regulates its expression. The regulatory element can preferably include a terminator, a selectable marker such as a drug resistance gene (eg, kanamycin resistance gene, hygromycin resistance gene, etc.) and an enhancer. It is well known to those skilled in the art that the type of organism (eg, plant) expression vector and the type of regulatory element used can vary depending on the host cell. “Refers to a vector capable of transferring a polynucleotide sequence of interest to a target cell. Such vectors can be autonomously replicated in host cells such as prokaryotic cells, yeast, plant cells, animal cells, insect cells, plant individuals and animal individuals, or can be integrated into chromosomes. Examples include those containing a promoter at a position suitable for nucleotide transcription.

本明細書において「上流」という用語は、特定の基準点からポリヌクレオチドの5’末端に向かう位置を示す。   As used herein, the term “upstream” refers to a position from a particular reference point toward the 5 ′ end of a polynucleotide.

本明細書において「下流」という用語は、特定の基準点からポリヌクレオチドの3’末端に向かう位置を示す。   As used herein, the term “downstream” refers to a position from a particular reference point toward the 3 ′ end of a polynucleotide.

本明細書において「発現量」とは、目的の細胞などにおいて、ポリペプチドまたはmRNAが発現される量をいう。そのような発現量としては、本発明の抗体を用いてELISA法、RIA法、蛍光抗体法、ウェスタンブロット法、免疫組織染色法などの免疫学的測定方法を含む任意の適切な方法により評価される本発明ポリペプチドのタンパク質レベルでの発現量、またはノーザンブロット法、ドットブロット法、PCR法などの分子生物学的測定方法を含む任意の適切な方法により評価される本発明のポリペプチドのmRNAレベルでの発現量が挙げられる。「発現量の変化」とは、上記免疫学的測定方法または分子生物学的測定方法を含む任意の適切な方法により評価される本発明のポリペプチドのタンパク質レベルまたはmRNAレベルでの発現量が増加あるいは減少することを意味する。   In the present specification, the “expression level” refers to an amount at which a polypeptide or mRNA is expressed in a target cell or the like. Such expression level is evaluated by any appropriate method including immunoassay methods such as ELISA method, RIA method, fluorescent antibody method, Western blot method, and immunohistochemical staining method using the antibody of the present invention. The amount of expression of the polypeptide of the present invention at the protein level, or mRNA of the polypeptide of the present invention evaluated by any suitable method including molecular biological measurement methods such as Northern blotting, dot blotting, and PCR The expression level at the level is mentioned. “Change in expression level” means an increase in the expression level at the protein level or mRNA level of the polypeptide of the present invention evaluated by any appropriate method including the above immunological measurement method or molecular biological measurement method. Or it means to decrease.

本明細書において使用する場合、「選抜マーカー」とは、目的の核酸構築物、ベクターを含む宿主細胞を選択する指標として機能する遺伝子をいう。選抜マーカーとしては、蛍光マーカー、発光マーカー、および薬剤耐性選抜マーカーが挙げられるが、これらに限定されない。「蛍光マーカー」としては、緑色蛍光プロテイン(GFP)、青色蛍光プロテイン(CFP)、黄色蛍光プロテイン(YFP)および赤色蛍光プロテイン(dsRed)のような蛍光タンパク質をコードする遺伝子が挙げられるが、これらに限定されない。「発光マーカー」としては、ルシフェラーゼのような発光タンパク質をコードする遺伝子が挙げられるが、これらに限定されない。「薬剤耐性選抜マーカー」としては、ハイグロマイシン耐性遺伝子、カナマイシン耐性遺伝子、ネオマイシン耐性遺伝子、ヒポキサンチングアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(hprt)、ジヒドロ葉酸還元酵素遺伝子、グルタミンシンセターゼ遺伝子、アスパラギン酸トランスアミナーゼ、メタロチオネイン(MT)、アデノシンデアミナーゼ(ADA)、アデノシンデアミナーゼ(AMPD1,2)、キサンチン−グアニン−ホスホリボシルトランスフェラーゼ、UMPシンターゼ、P−グリコプロテイン、アスパラギンシンテターゼ、およびオルニチンデカルボキシラーゼなどが挙げられる。除草剤耐性遺伝子としては、ALS(AHAS)遺伝子やPPO遺伝子などが挙げられる。「ネガティブ選抜マーカー」としては、ジフテリア毒素タンパク質A鎖遺伝子(DT−A)、ExotoxinA遺伝子、Ricin toxin A遺伝子、codA遺伝子、シトクロムP−450遺伝子、RNase T1遺伝子およびbarnase遺伝子などが挙げられるが、これらに限定されない。   As used herein, “selection marker” refers to a gene that functions as an index for selecting a host cell containing a target nucleic acid construct or vector. Selection markers include, but are not limited to, fluorescent markers, luminescent markers, and drug resistance selection markers. “Fluorescent markers” include genes encoding fluorescent proteins such as green fluorescent protein (GFP), blue fluorescent protein (CFP), yellow fluorescent protein (YFP) and red fluorescent protein (dsRed). It is not limited. “Luminescent markers” include, but are not limited to, genes encoding photoproteins such as luciferase. The “drug resistance selection marker” includes hygromycin resistance gene, kanamycin resistance gene, neomycin resistance gene, hypoxanthine guanine phosphoribosyltransferase (hprt), dihydrofolate reductase gene, glutamine synthetase gene, aspartate transaminase, metallothionein (MT ), Adenosine deaminase (ADA), adenosine deaminase (AMPD1, 2), xanthine-guanine-phosphoribosyltransferase, UMP synthase, P-glycoprotein, asparagine synthetase, ornithine decarboxylase and the like. Examples of herbicide resistance genes include ALS (AHAS) gene and PPO gene. Examples of the “negative selection marker” include diphtheria toxin protein A chain gene (DT-A), Exotoxin A gene, Ricin toxin A gene, codA gene, cytochrome P-450 gene, RNase T1 gene and barnase gene. It is not limited to.

(一般生化学・分子生物学)
(一般技術)
本明細書において用いられる分子生物学的手法、生化学的手法、微生物学的手法は、当該分野において周知であり慣用されるものであり、例えば、Sambrook J.et al.(1989).Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Cold Spring Harborおよびその3rd Ed.(2001);Ausubel,F.M.(1987).Current Protocols in Molecular Biology,Greene Pub.Associates and Wiley−Interscience;Ausubel,F.M.(1989).Short Protocols in Molecular Biology:A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology,Greene Pub.Associat ES and Wiley−Interscience;Innis,M.A.(1990).PCR Protocols:A Guide to Methods and Applications,Academic Press;Ausubel,F.M.(1992).Short Protocols in Molecular Biology:A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology,Greene Pub.Associates;Ausubel,F.M.(1995).Short Protocols in Molecular Biology:A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology,Greene Pub.Associates;Innis,M.A.et al.(1995).PCR Strategies,Academic Press;Ausubel,F.M.(1999).Short Protocols in Molecular Biology:A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology,Wiley,and annual updates;Sninsky,J.J.et al.(1999).PCR Applications:Protocols for Functional Genomics,Academic Press、別冊実験医学「遺伝子導入&発現解析実験法」羊土社、1997などに記載されており、これらは本明細書において関連する部分(全部であり得る)が参考として援用される。
(General biochemistry / molecular biology)
(General technology)
Molecular biological techniques, biochemical techniques, and microbiological techniques used in this specification are well known and commonly used in the art, and are described in, for example, Sambrook J. et al. et al. (1989). Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor and its 3rd Ed. (2001); Ausubel, F .; M.M. (1987). Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates and Wiley-Interscience; Ausubel, F .; M.M. (1989). Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associate ES and Wiley-Interscience; A. (1990). PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications, Academic Press; Ausubel, F .; M.M. (1992). Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates; Ausubel, F .; M.M. (1995). Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates; Innis, M .; A. et al. (1995). PCR Strategies, Academic Press; Ausubel, F .; M.M. (1999). Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Wiley, and annual updates; J. et al. et al. (1999). PCR Applications: Protocols for Functional Genomics, Academic Press, “Experimental Methods for Gene Transfer & Expression Analysis”, Yodosha, 1997, etc., which are related in this specification (may be all) Is incorporated by reference.

人工的に合成した遺伝子を作製するためのDNA合成技術および核酸化学については、例えば、Gait,M.J.(1985).Oligonucleotide Synthesis:A Practical Approach,IRLPress;Gait,M.J.(1990).Oligonucleotide Synthesis:A Practical Approach,IRL Press;Eckstein,F.(1991).Oligonucleotides and Analogues:A Practical Approach,IRL Press;Adams,R.L.etal.(1992).The Biochemistry of the Nucleic Acids,Chapman&Hall;Shabarova,Z.et al.(1994).Advanced Organic Chemistry of Nucleic Acids,Weinheim;Blackburn,G.M.et al.(1996).Nucleic Acids in Chemistry and Biology,Oxford University Press;Hermanson,G.T.(I996).Bioconjugate Techniques,Academic Pressなどに記載されており、これらは本明細書において関連する部分が参考として援用される。   For DNA synthesis technology and nucleic acid chemistry for producing artificially synthesized genes, see, for example, Gait, M. et al. J. et al. (1985). Oligonucleotide Synthesis: A Practical Approach, IRLPpress; Gait, M .; J. et al. (1990). Oligonucleotide Synthesis: A Practical Approach, IRL Press; Eckstein, F .; (1991). Oligonucleotides and Analogues: A Practical Approach, IRL Press; Adams, R .; L. etal. (1992). The Biochemistry of the Nucleic Acids, Chapman &Hall; Shabarova, Z. et al. et al. (1994). Advanced Organic Chemistry of Nucleic Acids, Weinheim; Blackburn, G .; M.M. et al. (1996). Nucleic Acids in Chemistry and Biology, Oxford University Press; Hermanson, G .; T.A. (I996). Bioconjugate Technologies, Academic Press, etc., which are incorporated herein by reference in the relevant part.

本明細書において引用された、科学文献、特許、特許出願などの参考文献は、その全体が、各々具体的に記載されたのと同じ程度に本明細書において参考として援用される。   References such as scientific literature, patents and patent applications cited herein are hereby incorporated by reference in their entirety to the same extent as if each was specifically described.

以上、本発明を、理解の容易のために好ましい実施形態を示して説明してきた。以下に、実施例に基づいて本発明を説明するが、上述の説明および以下の実施例は、例示の目的のみに提供され、本発明を限定する目的で提供したのではない。従って、本発明の範囲は、本明細書に具体的に記載された実施形態にも実施例にも限定されず、請求の範囲によってのみ限定される。   The present invention has been described with reference to the preferred embodiments for easy understanding. In the following, the present invention will be described based on examples, but the above description and the following examples are provided only for the purpose of illustration, not for the purpose of limiting the present invention. Accordingly, the scope of the present invention is not limited to the embodiments or examples specifically described in this specification, but is limited only by the scope of the claims.

(一般的実施例)
1.植物における、液胞への鉄イオンの輸送活性の測定
鉄イオン輸送活性は、鉄の放射性同位元素59Feを含む水溶液を切り花に吸収させ、液胞内の59Feの取り込みを指標として測定する。あるいは、鉄イオン輸送活性は、導入遺伝子による耐性獲得を指標として、測定することができる。酵母の培養において鉄を含有する培地で鉄感受性変異株を培養すると、変異株は液胞内に鉄を輸送できないので鉄の毒性により致死性を示す。しかし、鉄イオン輸送活性を有するタンパク質をコードする遺伝子を導入した組換え酵母は、液胞内への鉄輸送活性を持つので鉄は液胞内に蓄積され無毒化するため鉄耐性を示す。
(General example)
1. Measurement of transport activity of iron ion to vacuole in plant Iron ion transport activity is measured by absorbing an aqueous solution containing the radioactive isotope 59 Fe of iron in cut flowers and taking up 59 Fe in the vacuole as an index. Alternatively, the iron ion transport activity can be measured using resistance acquired by the transgene as an index. When an iron-sensitive mutant strain is cultured in a medium containing iron in yeast culture, the mutant strain cannot be transported into the vacuole, and thus exhibits lethality due to iron toxicity. However, recombinant yeast introduced with a gene encoding a protein having iron ion transport activity has iron transport activity into the vacuole, and thus iron is accumulated in the vacuole and detoxified.

2.植物における、鉄イオン貯蔵活性の測定
鉄貯蔵が予想されるタンパク質の遺伝子を大腸菌内で発現させ組換えタンパク質を作る。この時、培地中に鉄の合成安定同位体57Feを既知濃度加えておく。作られた組換えタンパク質を精製後、同位体希釈−質量分析法により自然界に最も多く存在する56Feと同位体57Feの比を求める。添加した57Feの量はわかっているので、それから56Fe量が求められる。鉄イオン貯蔵活性があれば精製タンパク質において鉄イオンが検出可能される。あるいは、原始吸光法またはICP法によっても鉄濃度は測定できる。
2. Measurement of Iron Ion Storage Activity in Plants Recombinant protein is produced by expressing a protein gene that is predicted to store iron in E. coli. At this time, it keeps adding known concentrations of synthetic stable isotope 57 Fe iron in the medium. After purification of the produced recombinant protein, the ratio of 56 Fe and isotope 57 Fe that are most abundant in nature is determined by isotope dilution-mass spectrometry. Since the amount of added 57 Fe is known, the amount of 56 Fe is determined therefrom. If there is iron ion storage activity, iron ions can be detected in the purified protein. Alternatively, the iron concentration can also be measured by primitive absorption method or ICP method.

(実施例1:チューリップ品種「紫水晶」の花弁で発現している遺伝子の解析)
紫水晶の花弁が着色を開始した時期の蕾を花弁上部と花底部に切り分け、それぞれの花弁内側の表皮100mgをピンセットで剥ぎ取り1.5mlマイクロチューブに入れ液体窒素で凍結した。凍結した組織はホモジナイザーペッスルを用いて粉砕し、0.5mlのPlant RNA Rurification Reagent(インビトロジェン)を加え10分間室温にてRNA抽出を行った。抽出後、遠心操作(15,000rpm、5分)により細胞残渣を沈殿し上清液をRNeasy Plant Mini Kit(キアゲン)を用いてマニュアルに従い精製した。次に精製したRNAからFluorescence Differential Display kit ローダミンバージョン(タカラバイオ)により9種類の蛍光下流プライマーを用いて1st cDNAを合成した。さらに、同キットに含まれる24種類の10merプライマーおよび12種類の10mer Primer Set(オペロン社製)をもちいてマニュアルに従いPCR反応(94℃, 2分; 40℃, 1分; 72℃, 1分; 35サイクル)を行った。この反応では9種類の蛍光アンカープライマーおよび36種類の上流プライマーを用いて324通りのPCR反応を花弁上部と花底部それぞれの表皮組織で行った。
(Example 1: Analysis of genes expressed in petals of tulip cultivar "Shizoku")
The buds at the time when the purple crystal petals began to color were cut into petal tops and flower bottoms, and 100 mg of the epidermis inside each petal was peeled off with tweezers and placed in a 1.5 ml microtube and frozen in liquid nitrogen. The frozen tissue was pulverized using a homogenizer pestle, 0.5 ml of Plant RNA Purification Reagent (Invitrogen) was added, and RNA extraction was performed at room temperature for 10 minutes. After extraction, cell debris was precipitated by centrifugation (15,000 rpm, 5 minutes), and the supernatant was purified using RNeasy Plant Mini Kit (Qiagen) according to the manual. Next, 1st cDNA was synthesized from the purified RNA using Fluorescence Differential Display kit rhodamine version (Takara Bio) using nine types of fluorescent downstream primers. Furthermore, PCR reaction (94 ° C., 2 minutes; 40 ° C., 1 minute; 72 ° C., 1 minute) using 24 types of 10-mer primers and 12 types of 10-mer Primer Set (manufactured by Operon) included in the kit; 35 cycles). In this reaction, 324 PCR reactions were performed on the epidermis of the upper and lower petals using 9 types of fluorescent anchor primers and 36 types of upstream primers.

得られたPCR産物は8%変性ポリアクリルゲルで電気泳動(1500V, 2hr)後、フルオロ・イメージアナライザーFLA−5100(フジフィルム)で読み取り、花弁上部と花底部の増幅バンドを比較した。その結果、花底部だけで発現している6種類の遺伝子の存在が確認された。そこで、それぞれのDNAバンドをゲルから切り出し、1.5mlマイクロチューブに入れ、50μlの滅菌水を加え100℃、10分間抽出を行った。さらに、抽出液1μlと増幅に用いたプライマー組み合わせで再度PCR反応を行い、増幅産物を大腸菌クローニングベクターpT7―Blue Tベクター(タカラバイオ)にサブクローニングした。   The obtained PCR product was subjected to electrophoresis (1500 V, 2 hr) on an 8% denaturing polyacryl gel and then read with a fluoro image analyzer FLA-5100 (Fuji Film), and the amplified bands at the top of the petal and the bottom of the flower were compared. As a result, the presence of 6 types of genes expressed only at the flower bottom was confirmed. Therefore, each DNA band was cut out from the gel, put into a 1.5 ml microtube, 50 μl of sterilized water was added, and extraction was performed at 100 ° C. for 10 minutes. Furthermore, PCR reaction was performed again with 1 μl of the extract and the primer combination used for amplification, and the amplified product was subcloned into the E. coli cloning vector pT7-Blue T vector (Takara Bio).

得られたDNAは常法に従いDNA塩基配列を決定した。さらに、得られた塩基配列情報を基に5’−RACE用プライマーを設計し5’−RACEシステム(インビトロジェン)により5’側のクローニングを行った。また、同様に大腸菌ベクターへサブクローニング後にDNAの塩基配列を決定した。   The DNA sequence of the obtained DNA was determined according to a conventional method. Furthermore, 5'-RACE primers were designed based on the obtained base sequence information, and 5'-side cloning was performed using a 5'-RACE system (Invitrogen). Similarly, the DNA base sequence was determined after subcloning into an E. coli vector.

得られたDNA塩基配列情報を基にDNAデータベースで既存の遺伝子との比較を行った結果、タンパク質リン酸化酵素(キナーゼ)遺伝子、DNA結合活性を持つタンパク質遺伝子、液胞型鉄イオントランスポーター遺伝子等との相同性を持つことが判明した。また、機能未知の遺伝子も存在した。特に、液胞型鉄イオントランスポーター遺伝子は3種類の配列があることが判明した。これらの結果から、花底部の青色化に直接関係していると思われるのは液胞型鉄イオントランスポーターと相同性を持つ遺伝子であると考え、これらを青色化遺伝子と位置づけ、それぞれTgVIT−A1、TgVIT−A2およびTgVIT−B1と命名した。   As a result of comparison with existing genes in the DNA database based on the obtained DNA base sequence information, protein phosphorylase (kinase) gene, protein gene having DNA binding activity, vacuolar iron ion transporter gene, etc. It was found to have homology with. There were also genes with unknown functions. In particular, the vacuolar iron ion transporter gene was found to have three types of sequences. From these results, it is considered that genes that are directly related to bluish coloration of flower bottoms are genes having homology to vacuolar iron ion transporters, and these genes are positioned as bluening genes, and TgVIT- They were named A1, TgVIT-A2 and TgVIT-B1.

(実施例2:鉄イオン貯蔵タンパク質フェリチンの遺伝子単離)
フェリチンは細胞内で鉄イオンを貯蔵する機能を持つタンパク質として知られている。植物細胞内では葉緑体(色素体)の中に局在し細胞内の鉄イオン濃度の調節に関与していると考えられている。チューリップの花底部における青色化に鉄イオンが必須であることから、花弁細胞内でフェリチン遺伝子が発現しているのか否かを調べる目的で、チューリップのフェリチン遺伝子の単離を試みた。
(Example 2: Gene isolation of iron ion storage protein ferritin)
Ferritin is known as a protein having a function of storing iron ions in cells. In plant cells, they are localized in chloroplasts (plastids) and are thought to be involved in the regulation of intracellular iron ion concentration. Since iron ions are essential for the blue coloration at the bottom of tulip, we tried to isolate the ferritin gene of tulip for the purpose of investigating whether ferritin gene is expressed in petal cells.

まず、チューリップ花弁から単離、精製したRNAを基に5’−RACEシステム(インビトロジェン)を用いて1st cDNAを合成し、続いて3’端にTdTとdCTPを用いてオリゴdCを付加した。次に、オリゴdCにハイブリダイズするAbrided
Anchor primerと遺伝子配列が既に判明しているダイズ、セイヨウナタネ、シロイヌナズナ、コムギのDNA塩基配列から相同性の高い領域に対するプライマー(5’−CCVASYCKTCKSARYTGRGCNACATAYTC−3’:配列番号5)を合成しPCR反応(94℃,1分;60℃,1分;72℃,1分;35サイクル)により増幅した。ここで、プライマー配列における「R」とはグアニンまたはアデニンを意味し、「Y」とはチミン/ウラシルまたはシトシンを意味し、「M」とはアデニンまたはシトシンを意味し、「K」とはグアニンまたはチミン/ウラシルを意味し、「S」とはグアニンまたはシトシンを意味し、「W」とはアデニンまたはチミン/ウラシルを意味し、「B」とはグアニンまたはシトシンまたはチミン/ウラシルを意味し、「D」とはアデニンまたはグアニンまたはチミン/ウラシルを意味し、「H」とはアデニンまたはシトシンまたはチミン/ウラシルを意味し、「V」とはアデニンまたはグアニンまたはシトシンを意味する。その結果、予想されるサイズ(800bp)での増幅が得られた。さらに、この増幅産物がフェリチン遺伝子の一部であることを確認するため、得られたDNA断片の内部に存在するダイズ、セイヨウナタネ、シロイヌナズナ、コムギのDNA塩基配列において相同性の高い領域に対するプライマー(5’−RTBARYGARCARATCAATGTGGARTWCAA−3’:配列番号6)を合成し、再度PCRを行った。その結果、予想されたサイズ(430bp)に増幅断片を得ることができたことから、最初に増幅した800bpのDNAはフェリチン遺伝子の一部であることが示された。さらに、塩基配列の結果フェリチンであることが確認された。また、得られたDNA断片の塩基配列を基にプライマーを合成(5’−TCCCATCCCTTCTCTCTCCACACCCCG―3’:配列番号7)し、oligodTプライマーとの間でてPCR(94℃,30秒;60℃,30秒;72℃,1分;35サイクル)を行いフェリチン遺伝子下流領域のクローン化並びに塩基配列決定を行った。その結果、チューリップフェリチン遺伝子は1,060bpからなり248アミノ酸からなる分子量27,288のタンパク質をコードすることが明らかになった(図3)。また、他植物のフェリチン同様、チューリップのフェリチンはN末端側に葉緑体(色素体)移行シグナル配列を持ち、成熟型タンパク質はシロイヌナズナと77%、イネと74%の相同性を示したことから単離した遺伝子をTgFER1と命名した。
First, 1st cDNA was synthesized using 5′-RACE system (Invitrogen) based on RNA isolated and purified from tulip petals, and then oligo dC was added to 3 ′ end using TdT and dCTP. Next, Abrided that hybridizes to oligo dC
A primer (5'-CCVASYCKTCKSARYTGRGNCACATAYTC-3 ': SEQ ID NO: 5) for a highly homologous region was synthesized from the DNA sequences of soybean, rapeseed, Arabidopsis thaliana, and wheat, whose gene sequences were already known with Anchor primer, and PCR reaction ( 94 ° C, 1 minute; 60 ° C, 1 minute; 72 ° C, 1 minute; 35 cycles). Here, “R” in the primer sequence means guanine or adenine, “Y” means thymine / uracil or cytosine, “M” means adenine or cytosine, and “K” means guanine. Or thymine / uracil, “S” means guanine or cytosine, “W” means adenine or thymine / uracil, “B” means guanine or cytosine or thymine / uracil, “D” means adenine or guanine or thymine / uracil, “H” means adenine or cytosine or thymine / uracil, and “V” means adenine or guanine or cytosine. As a result, amplification with the expected size (800 bp) was obtained. Furthermore, in order to confirm that this amplification product is a part of the ferritin gene, primers for regions having high homology in the DNA base sequences of soybean, rapeseed, Arabidopsis thaliana and wheat present in the obtained DNA fragment ( 5′-RTBARYGARCARATCAATTGTGGARTWCAA-3 ′: SEQ ID NO: 6) was synthesized, and PCR was performed again. As a result, an amplified fragment could be obtained in the expected size (430 bp), indicating that the first amplified 800 bp DNA was part of the ferritin gene. Furthermore, as a result of the base sequence, it was confirmed to be ferritin. Further, a primer was synthesized based on the base sequence of the obtained DNA fragment (5′-TCCCATCCCTTCCTCTCCACACCCCCG-3 ′: SEQ ID NO: 7), and PCR was performed with the oligoT primer (94 ° C., 30 seconds; 60 ° C., 30 Second; 72 ° C., 1 minute; 35 cycles), and the downstream region of the ferritin gene was cloned and its base sequence was determined. As a result, it was revealed that the tulip ferritin gene encodes a protein having a molecular weight of 27,288 consisting of 1,060 bp and consisting of 248 amino acids (FIG. 3). Like other ferritins, tulip ferritin has a chloroplast (plastid) translocation signal sequence on the N-terminal side, and the mature protein showed homology of 77% with Arabidopsis and 74% with rice. The isolated gene was named TgFER1.

(実施例3:青色化遺伝子および鉄イオン貯蔵タンパク質フェリチン遺伝子の花弁発達過程での発現解析)
青色化遺伝子とフェリチン遺伝子が花の発達過程でどのような発現パターンを示すかは、花色発現に関わることであり重要であると考えられる。そこで、紫水晶の抱芽期から老化期まで6段階に分けた花弁(図4a)を材料に、各発育ステージ毎に実施例1同様花弁上部と花底部を切り分け、それぞれの表皮および柔組織から全RNAを単離、精製した。次に得られたRNA2μgを基にSuperScript II(インビトロジェン)により1st cDNA合成をした。TgVITに特異的プライマー(F1:5’−GAGCCTCACGTGTATAATCC−3’,R1(配列番号8):5’−TGCACTCTCTAGTGCTCTCC−3’(配列番号9))およびTgFER特異的プライマー(F1:5’−TGCATACTTTGATCGGGACA―3’,R1(配列番号10):5’−TCGGAGGCATCAGGATAGAC―3’(配列番号11))を用いて定量PCRを行った。内部標準遺伝子として細胞内で恒常的に発現しているGAPDH(glyceraldehydes−3−phosphate dehydrogenase)遺伝子(F1:5’−CAAGTCTGACATCCACATTG−3’,R1(配列番号12):5’−TGCACAGTAGTCATCAAACC−3’(配列番号13))を用い開花期(stage 4)の花弁上部表皮組織で発現しているTgVITまたはTgFERの発現量を1とした相対値で遺伝子発現の相対定量値を求めた。
(Example 3: Expression analysis in the petal development process of a bluening gene and an iron ion storage protein ferritin gene)
The expression patterns of the bluening gene and ferritin gene during flower development are related to flower color expression and are considered important. Therefore, using the petals (FIG. 4a) divided into six stages from the bud stage to the senescence stage of the quartz crystal, the upper petal and the bottom of the petal are cut out for each growth stage in the same manner as in Example 1, and from each epidermis and soft tissue. Total RNA was isolated and purified. Next, 1st cDNA was synthesized by SuperScript II (Invitrogen) based on 2 μg of the obtained RNA. Specific primers for TgVIT (F1: 5′-GAGCCTCACGTGTATAATCC-3 ′, R1 (SEQ ID NO: 8): 5′-TGCACTCTCTAGTGCTCTCC-3 ′ (SEQ ID NO: 9)) and TgFER specific primers (F1: 5′-TGCATACTTTGATCGGGACA-3 ', R1 (SEQ ID NO: 10): 5'-TCGGAGGGCATCATGAGATAGAC-3' (SEQ ID NO: 11)) was used for quantitative PCR. GAPDH (glyceraldehydes-3-phosphate dehydrogenase) gene (F1: 5′-CAAGTCCTGACATCCACATTG-3 ′, R1 (SEQ ID NO: 12): 5′-TGCACATAGTAGCATCAAACC-3 ′ (constantly expressed in cells as an internal standard gene SEQ ID NO: 13)) was used to determine the relative quantitative value of gene expression with a relative value where the expression level of TgVIT or TgFER expressed in the upper petal epidermis tissue of flowering stage (stage 4) was 1.

その結果、TgVIT遺伝子の発現は花底部の表皮組織に特異的であり、開花以前の蕾(stage 1〜3)で高く、着色が始まるstage 4以降は抑制されることが明らかになった(図4a)。この現象は、花底部での鉄イオンが開花以前から液胞内に蓄積していることを示唆し、青色発現が紫色を経ずに始まる現象を裏付けている。また、TgFER遺伝子の発現は花弁上部の表皮組織および柔組織で高く、花底部では低い。特に、表皮組織での着色が始まるstage 4で一時的に高くなり、柔組織では抱芽期(stage 1)から着色期(stage 4)にかけて発現が誘導される(図4b)。以上の結果から、理論に束縛されることは意図しないが、花底部ではTgVIT遺伝子が発現し、TgFER遺伝子の発現が抑制されることで、鉄イオンは液胞に蓄積し青色を発現する。花弁上部ではTgVIT遺伝子の発現が抑制され、TgFER遺伝子が発現することで、鉄イオンは色素体に移行し液胞に蓄積されないため紫色を呈するという推測が考えられた。このような現象はこれまで全く知られておらず、今回の実験で初めて明らかにされたものである。   As a result, it was revealed that the expression of the TgVIT gene is specific to the epidermis tissue at the flower bottom, is high in the wrinkles (stages 1 to 3) before flowering, and is suppressed after stage 4 where coloring begins (Fig. 4a). This phenomenon suggests that iron ions at the flower bottom have accumulated in the vacuole before flowering, confirming the phenomenon that blue expression begins without going purple. In addition, the expression of the TgFER gene is high in the epidermis and soft tissue above the petals and low in the flower bottom. In particular, it gradually increases at stage 4 where coloring begins in the epidermal tissue, and expression is induced in the soft tissue from the budding period (stage 1) to the coloring period (stage 4) (FIG. 4b). From the above results, it is not intended to be bound by theory, but the TgVIT gene is expressed in the flower bottom and the expression of the TgFER gene is suppressed, whereby iron ions accumulate in the vacuole and express blue. The expression of TgVIT gene was suppressed in the upper petal, and the TgFER gene was expressed, so that iron ions were transferred to the plastid and were not accumulated in the vacuole, so that it was assumed that the color was purple. Such a phenomenon has not been known so far and has been revealed for the first time in this experiment.

(実施例4:青色化遺伝子およびフェリチン遺伝子の組織別発現解析)
青色化遺伝子とフェリチン遺伝子が花弁以外の組織でどう発現しているかを明らかにすることは、これら遺伝子の特性を調べる上で重要であり、組織中の鉄イオンの動態を推察する上でも重要である。そのため、葉、茎、球根(りん片)、根での遺伝子発現量を比較した。その結果、開花期での青色化遺伝子の発現は、葉や茎など他の組織でも若干発現が見られるものの花底部表皮組織で最も高く、花底部に特異性が高いことが判明した(図5a)。すなわち、チューリップの特性を調べたことによってこのような遺伝子の関与が初めて明らかにされたと言える。さらに、同時期のフェリチン遺伝子は花弁上部の表皮組織や柔組織また茎で強く発現している(図5b)。これもチューリップの特性であり、これまで他の植物も含めて花弁上部と花底部での遺伝子発現の違いを調べた例はなく、本発明によって初めて明らかにされた現象である。以上の結果から、開花期において青色化遺伝子およびフェリチン遺伝子の発現は花弁組織での発現が最も高く、花色発現に大きく関係していることが示唆された。
(Example 4: Tissue-specific expression analysis of bluening gene and ferritin gene)
Elucidating how the bluening gene and ferritin gene are expressed in tissues other than petals is important for investigating the characteristics of these genes and also for inferring the dynamics of iron ions in tissues. is there. Therefore, gene expression levels in leaves, stems, bulbs (ring pieces) and roots were compared. As a result, it was found that the expression of the bluening gene at the flowering stage was highest in the flower bottom epidermis tissue where some expression was observed in other tissues such as leaves and stems, and the specificity was high in the flower bottom (FIG. 5a). ). That is, it can be said that the involvement of such genes was revealed for the first time by examining the characteristics of tulips. Furthermore, the ferritin gene at the same period is strongly expressed in the epidermal tissue, soft tissue and stem of the upper petal (FIG. 5b). This is also a characteristic of tulips, and there has been no example of examining the difference in gene expression between the upper and lower flower petals including other plants, and this is the phenomenon that has been revealed for the first time by the present invention. From the above results, it was suggested that the expression of the bluening gene and ferritin gene was the highest in petal tissue during the flowering period and was greatly related to flower color expression.

(実施例5:青色化遺伝子およびフェリチン遺伝子の他品種での発現)
紫水晶で明らかになった青色化遺伝子とフェリチン遺伝子の花弁での発現パターンが紫水晶に特徴的なものか、あるいは他の品種にも共通する現象かを調べることは青色化メカニズムの不変性を論ずる上で重要なことである。そこで、花底部が青い紫水晶、白雪姫、ミレラ、紫雲、クィーンオブナイトおよび花底部が青くない白雲、メセアポゼラン、黄小町、ゴールデンメロディー、ゴールデンエンパイヤステート、パープルパレス、ネプチューンの蕾(stage4)の花弁上部および花底部表皮組織における遺伝子発現量を定量PCR法にて比較した。
(Example 5: Expression in other varieties of bluening gene and ferritin gene)
Examining whether the expression pattern in the petals of the bluening and ferritin genes revealed in purple quartz is characteristic of purple quartz, or a phenomenon common to other varieties, is the invariance of the bluening mechanism. It is important to discuss. So, the blue petals of blue crystal, Snow White, Mirella, purple clouds, Queen of Knight and the non-blue white clouds, Messiapozellan, Huang Komachi, Golden Melody, Golden Empire State, Purple Palace, Neptune's bud (stage 4) The gene expression levels in the flower bottom epidermis tissues were compared by quantitative PCR.

その結果、青色化遺伝子の発現は、花底部が青い品種すべてにおいて花弁上部では発現せず花底部のみで発現し、特にミレラやクィーンオブナイトでは紫水晶より強く発現していた(図6b)。また、花底部が青くない品種では黄小町とゴールデンエンパイヤステートの花底部で発現が見られるものの、他の品種では花底部での発現は見られなかった。黄小町とゴールデンエンパイヤステートでは青色化遺伝子の発現により液胞への鉄イオンの蓄積があるが、デルフィニジン色素が作られていないため青くはならないと考えられる。   As a result, the expression of the bluening gene was not expressed in the upper part of the petal in all varieties having a blue flower bottom, but was expressed only in the flower bottom, particularly in the mirala and queen of knights, which was more strongly expressed than purple crystal (FIG. 6b). In the cultivars where the flower bottom was not blue, expression was observed in the flower bottom of Huang Komachi and Golden Empire State, but in other varieties, expression was not observed in the flower bottom. In Yellow Komachi and Golden Empire State, there is accumulation of iron ions in the vacuole due to the expression of the bluening gene, but it is thought that it does not turn blue because no delphinidin pigment is made.

フェリチン遺伝子の発現は、花底部の青い品種すべてにおいて花弁上部の表皮組織で強く発現し花底部での発現は低い。また、花底部が青くない品種ではゴールデンメロディとゴールデンエンパイヤステートが花弁上部で強く発現するものの、他の品種では花弁上部と同程度に花底部でも発現している(図6c)。さらに、パープルパレスやネプチューンは花弁が紫色であるにも関わらず花底部は青くない。これは、花底部で青色化遺伝子が発現せず、フェリチン遺伝子が発現していることによって、鉄イオンが液胞に運ばれないためであると考えられる。   The expression of ferritin gene is strongly expressed in the epidermis tissue above the petals in all blue cultivars at the bottom of the flower, and is low at the bottom of the flower. In addition, although the golden melody and the golden empire state are strongly expressed in the upper part of the petal in the cultivar whose flower bottom is not blue, the other varieties are expressed in the flower bottom as much as the upper part of the petal (FIG. 6c). In addition, purple palace and Neptune do not have a blue flower bottom even though the petals are purple. This is considered to be because iron ions are not transported to the vacuole because the bluening gene is not expressed at the flower bottom and the ferritin gene is expressed.

以上の結果から、花底部が青い品種においてはいずれも花底部での青色化遺伝子の発現とフェリチン遺伝子の発現抑制が見られることから、これら遺伝子の発現制御がチューリップでは不変的に青色化に深く関わっていることが示された。また、これらの結果から青色化遺伝子は単に液胞への鉄イオン輸送という機能のみならず明確に青色を発現するために機能していると言える。   Based on the above results, the blue flower bottom varieties show both blue flowering gene expression and ferritin gene expression suppression. It was shown to be involved. Moreover, it can be said from these results that the bluening gene functions not only for the function of iron ion transport to the vacuole but also for clearly expressing blue.

(実施例6:遺伝子導入用ベクターの構築)
青色化遺伝子とフェリチン遺伝子が花弁の青色化に関わることを証明するため、花弁上部の紫色細胞への遺伝子導入を試みた。
(Example 6: Construction of vector for gene transfer)
In order to prove that the bluening gene and ferritin gene are involved in petal blueening, we attempted to introduce the gene into purple cells above the petals.

まず、Gate way システムによりベクターを作成するため、エントリーベクターpENTR/SD/D(インビトロジェン)にマニュアルに従いTgVIT−A1遺伝子またはTgFER1遺伝子またはTgVIT−A1のアンチセンス(逆向き)またはRNA干渉(RNAi)用にTgFER1遺伝子の一部を繋いだエントリーベクターを作製した。RNAiのコンストラクトに使った部分はフェリチンcDNAの292−547bpの部分(図9における大文字部分)であり、間にArabidopsis thaliana WRKY33 gene由来のイントロンとベクターの配列(図9における小文字部分)が挟まれている(配列番号14)(図9を参照のこと)。   First, in order to prepare a vector by the Gate way system, for TgVIT-A1 gene, TgFER1 gene or TgVIT-A1 antisense (reverse direction) or RNA interference (RNAi) according to the manual of entry vector pENTR / SD / D (Invitrogen) An entry vector in which a part of the TgFER1 gene was linked to was prepared. The part used for the RNAi construct is the 292-547 bp part of the ferritin cDNA (capital part in FIG. 9), with an Arabidopsis thaliana WRKY33 gene-derived intron and vector sequence (lower case part in FIG. 9) sandwiched in between. (SEQ ID NO: 14) (see FIG. 9).

次にLRクロナーゼ酵素(インビトロジェン)によりディスティネーションベクターpBI−OX−GW(GFP)(インプランタイノベーションズ)に目的遺伝子を移行し遺伝子導入用ベクターpBI−BCF、pBI−antiBCF、pBI−FERを作成し、pBI−sense,antisense−GW(インプランタイノベーションズ)を用いてpBI−FER−RNAiを作成し、さらにpBI−FER−RNAiの制限酵素PmeI部位にpBI−BCFのAvrII−EcoRI部位を末端平滑化後に連結しpBI−BCF−FER−RNAiを作製した(図7)。それぞれのベクターには遺伝子導入の際に標識となるGFP(緑色蛍光タンパク質)遺伝子が組み込まれている。   Next, the target gene is transferred to the destination vector pBI-OX-GW (GFP) (Inplanta Innovations) using the LR clonase enzyme (Invitrogen), and gene transfer vectors pBI-BCF, pBI-antiBCF, and pBI-FER are prepared. pBI-FER-RNAi was prepared using pBI-sense, antisense-GW (Implanter Innovations), and the AvrII-EcoRI site of pBI-BCF was ligated after terminal blunting to the restriction enzyme PmeI site of pBI-FER-RNAi. PBI-BCF-FER-RNAi was prepared (FIG. 7). Each vector incorporates a GFP (green fluorescent protein) gene that becomes a label during gene introduction.

(実施例7:紫色花弁細胞への遺伝子導入)
実施例6において作成した遺伝子導入用ベクターをパーティクルガン法によってチューリップ紫水晶の花弁上部紫色細胞へ遺伝子導入し色の変化を観察した。
(Example 7: Gene introduction into purple petal cells)
The gene introduction vector prepared in Example 6 was introduced into the purple cell of the upper petal of the tulip purple crystal by the particle gun method, and the color change was observed.

1.5ml用マイクロチューブにパーティクルガン用金粒子(0.6μm)0.3mg(60mg/ml濃度)を入れ、ベクターDNA5μg(1μg/μl濃度)を加えよく混合した。それに更に2.5M塩化カルシウム溶液50μlと0.1Mスペルミジン溶液20μlを順次加えボルテックスミキサーで3分間混合した。それを30分間室温で静置した後、500rpm、3分遠心し金粒子を沈殿した。その上清を捨てた後、70%エタノールを1ml加え金粒子を洗い、遠心後エタノールを除き、さらに100%エタノール1mlで洗浄した。さらに遠心後エタノールを除き、最後に100%エタノール100μlを加え金粒子をよくほぐしながらエタノール中に分散させた。さらに、超音波処理により金粒子を細かく分散させた。これを10μlずつマイクロキャリアディスクの中央に乗せ風乾した。次に、パーティクルガン装置(バイオラッドPDS−1000/Heシステム)を使い28インチHgの真空下で1350psiの圧力で遺伝子導入を行った。   Into a 1.5 ml microtube, 0.3 mg (60 mg / ml concentration) of gold particles for particle gun (60 mg / ml concentration) was added, and 5 μg of vector DNA (1 μg / μl concentration) was added and mixed well. Further, 50 μl of 2.5 M calcium chloride solution and 20 μl of 0.1 M spermidine solution were sequentially added and mixed for 3 minutes with a vortex mixer. After leaving it at room temperature for 30 minutes, it was centrifuged at 500 rpm for 3 minutes to precipitate gold particles. After discarding the supernatant, 1 ml of 70% ethanol was added to wash the gold particles. After centrifugation, the ethanol was removed, and further washed with 1 ml of 100% ethanol. After further centrifugation, ethanol was removed, and finally 100 μl of 100% ethanol was added and dispersed in ethanol while thoroughly loosening the gold particles. Furthermore, the gold particles were finely dispersed by ultrasonic treatment. 10 μl of this was placed in the center of the microcarrier disk and air-dried. Next, gene introduction was performed at a pressure of 1350 psi under a 28-inch Hg vacuum using a particle gun device (Bio-Rad PDS-1000 / He system).

遺伝子導入した花弁は20℃に置き2日後に蛍光実体顕微鏡の青色光励起下でGFPタンパク質により緑色蛍光を発する細胞が遺伝子導入された細胞であることからその細胞の色を観察した。   The gene-introduced petal was placed at 20 ° C., and the color of the cell was observed since the cell that emitted green fluorescence by the GFP protein under the blue light excitation of a fluorescent stereomicroscope after 2 days was the cell into which the gene was introduced.

その結果、青色化遺伝子を発現するpBI−BCF導入細胞では紫色から青色への改変が見られ、青色化遺伝子を逆向きに挿入したpBI−anti−BCFでは青色化しないことが確かめられた。このことから青色化遺伝子の発現が花底部における青色化に必須であることが示された(図8)。また、フェリチン遺伝子を発現するpBI−FERおよびRNA干渉によってフェリチン遺伝子の発現を抑制するpBI−FER−RNAi導入細胞の花色は紫色のままであることから、フェリチン遺伝子は直接青色化には影響しないと考えられた。ところが、青色化遺伝子を発現しかつフェリチン遺伝子の発現を抑制するpBI−BCF−FER−RNAi導入細胞はpBI−BCF導入細胞より濃い青色を示すことから、フェリチン遺伝子の発現抑制が青色化へ間接的に影響していることが示された(図8)。   As a result, it was confirmed that the pBI-BCF-introduced cells expressing the bluening gene were changed from purple to blue, and that the pBI-anti-BCF into which the bluening gene was inserted in the reverse direction did not turn blue. From this, it was shown that the expression of the bluening gene is essential for bluening in the flower bottom (FIG. 8). In addition, since the flower color of pBI-FER-RNAi-introduced cells that suppress ferritin gene expression by RNA interference with pBI-FER expressing ferritin gene remains purple, the ferritin gene has no direct effect on bluening it was thought. However, the pBI-BCF-FER-RNAi-introduced cells that express the bluening gene and suppress the expression of the ferritin gene show a darker blue color than the pBI-BCF-introduced cell. (Fig. 8).

これは、花底部での青色発現を再現しているものであり、これまでの推論が正しいことを示す結果であるといえる。すなわち、「紫水晶」花底部では青色化遺伝子の発現とフェリチン遺伝子の発現抑制により青色発現が行われており、これら遺伝子の発現を花弁上部の紫色細胞で再現することにより、青色細胞と同程度の青さを紫色細胞でも再現できることを示した最初の例である。   This reproduces the blue color expression at the flower bottom and can be said to be a result indicating that the inference so far is correct. In other words, blue expression is carried out by the expression of the bluening gene and the suppression of ferritin gene expression at the bottom of the “purple crystal” flower. By reproducing the expression of these genes in the purple cells above the petals, This is the first example showing that the blueness of can be reproduced even with purple cells.

ここで改変した青色を客観的に表現するために一般に色を数値として表すCIEL*a*b*表色系による色彩値を求めた。方法は、顕微分光測光法により顕微分光測光計(日本分光MSV-300型)により細胞の色彩をCIEL*a*b*値で表した。その結果、表1
に示す通り青色の数値が得られた。
Here, in order to objectively express the modified blue color, a color value according to the CIE L * a * b * color system generally representing a color as a numerical value was obtained. In the method, the color of the cell was expressed as a CIEL * a * b * value by a microspectrophotometer (JASCO Corp. MSV-300 type) by microspectrophotometry. As a result, Table 1
As shown in the figure, a blue numerical value was obtained.

上述のように、本発明では、以下のように紫色、青色、および濃い青色を指定する。
紫色 20≦L*≦80, 40≦a*≦90, −50<b*≦−10
青色 20≦L*≦80, −8≦a*≦90, −107≦b*≦−50
濃い青色 5≦L*<20, −8≦a*≦90, −107≦b*≦−50
表1において、紫色の細胞(L=37.9,a=68.8,b=−44.8)は上記の紫色の範囲に含まれ、青色化遺伝子の導入により青色の細胞(L=22.8,a=60.8,b=−82.8)へと変化した。さらに、青色化遺伝子とフェリチン抑制遺伝子を導入した場合の青色細胞(L=7.1,a=26.5,b=−59.5)となり、単に青色化遺伝子を導入した細胞に比べて明るさや赤色が顕著に下がっており濃い青色に変化したことが読み取られる。
As described above, in the present invention, purple, blue, and dark blue are designated as follows.
Purple 20 ≦ L * ≦ 80, 40 ≦ a * ≦ 90, −50 <b * ≦ −10
Blue 20 ≦ L * ≦ 80, −8 ≦ a * ≦ 90, −107 ≦ b * ≦ −50
Dark blue 5 ≦ L * <20, −8 ≦ a * ≦ 90, −107 ≦ b * ≦ −50
In Table 1, purple cells (L = 37.9, a = 68.8, b = −44.8) are included in the above purple range, and blue cells (L = 22) are introduced by introduction of a bluening gene. .8, a = 60.8, b = −82.8). Furthermore, blue cells (L = 7.1, a = 26.5, b = −59.5) are obtained when the bluening gene and ferritin-suppressing gene are introduced, which is brighter than the cells simply introduced with the bluening gene. It can be seen that the pod red has fallen remarkably and has changed to dark blue.

(実施例8 遺伝子導入ベクターpBI−BCFのカルスへの導入)
カルスに、実施例6において作製した青色化遺伝子導入ベクターpBI−BCFを導入した。
(Example 8 Introduction of gene introduction vector pBI-BCF into callus)
The bluening gene transfer vector pBI-BCF prepared in Example 6 was introduced into the callus.

(カルスの誘導)
チューリップ球根の外側の外皮を剥き、2〜4分割程度の大きさに切り分けた。それを滅菌した密閉容器に入れ、10%次亜塩素酸ナトリウム溶液を球根が十分浸かる程度に加え5〜10分間超音波をかけた。その後、5〜10分間静置し球根の滅菌を行った。滅菌処理後、クリーンベンチ内において滅菌水で2〜3回球根をすすぎ、濾紙上で球根のりん片を厚さ2mm程度にスライスし、カルス誘導培地に置床した。
(Callus induction)
The outer skin of the tulip bulb was peeled and cut into sizes of about 2 to 4 parts. It was put in a sterilized closed container, and a 10% sodium hypochlorite solution was added to such an extent that the bulb was sufficiently immersed, and ultrasonic waves were applied for 5 to 10 minutes. Thereafter, the bulb was sterilized by allowing to stand for 5 to 10 minutes. After sterilization, the bulbs were rinsed 2-3 times with sterilized water in a clean bench, and bulb flakes were sliced to a thickness of about 2 mm on filter paper and placed on a callus induction medium.

カルス誘導は、基本培地をMS(Murashige & Skoog)培地とした。ただし、無機塩類は1/2倍濃度で、NHNOのみ1/4倍濃度を使用した。以下に、組成および濃度を示す。
(無機塩類)1L当たり、
NHNO 0.41g
KNO 0.95g
KHPO 85mg
MnSO・4HO 11.15mg
ZnSO・4HO 4.3mg
CuSO・5HO 0.0125mg
NaMoO・2HO 0.125mg
CoCl・6HO 0.0125mg
KI 0.415mg
BO 3.1mg
CaCl・2HO 220mg
MgSO・7HO 185mg
FeSO・7HO 13.9mg
Na−EDTA 18.65mg
(ビタミン類)
ニコチン酸 0.5mg
チアミン塩酸 0.1mg
ピリドキシ塩酸 0.5mg
ミオ−イノシトール 100mg
グリシン 2mg
(糖)
サッカロース 40g
(植物ホルモン)
2,4−D(2,4−Dichlorophenoxyacetic Acid) 1mg
BA(6−Benzyladenine) 1mg
(固化剤)
ゲランガム 2g
(pH調整)
pH5.8 KOH
For callus induction, the basic medium was MS (Murashige & Skog) medium. However, the inorganic salts were used at a 1 / 2-fold concentration, and NH 4 NO 3 was used at a 1 / 4-fold concentration. The composition and concentration are shown below.
(Inorganic salts) per liter,
NH 4 NO 3 0.41 g
KNO 3 0.95g
KH 2 PO 4 85 mg
MnSO 4 · 4H 2 O 11.15 mg
ZnSO 4 · 4H 2 O 4.3mg
CuSO 4 · 5H 2 O 0.0125mg
NaMoO 4 · 2H 2 O 0.125mg
CoCl 2 · 6H 2 O 0.0125 mg
KI 0.415mg
H 3 BO 3 3.1 mg
CaCl 2 · 2H 2 O 220mg
185 mg of MgSO 4 · 7H 2 O
FeSO 4 · 7H 2 O 13.9mg
Na 2 -EDTA 18.65mg
(Vitamins)
Nicotinic acid 0.5mg
Thiamine hydrochloride 0.1mg
Pyridoxy hydrochloride 0.5mg
Myo-Inositol 100mg
Glycine 2mg
(sugar)
Sucrose 40g
(Plant hormone)
2,4-D (2,4-Dichlorophenoacid Acid) 1mg
BA (6-Benzylazine) 1mg
(Solidifying agent)
Gellan gum 2g
(PH adjustment)
pH 5.8 KOH

これらの成分を混合した後、121℃、20分間オートクレーブにより滅菌し、60℃程度に冷めたら9cmの滅菌シャーレに分注した。培地上にりん片の切片を置床したらパラフィルムで密閉し、20℃、暗条件で培養した。   After mixing these components, the mixture was sterilized by autoclaving at 121 ° C. for 20 minutes, and after cooling to about 60 ° C., it was dispensed into a 9 cm sterile petri dish. After placing a slice of flakes on the medium, it was sealed with parafilm and cultured in the dark at 20 ° C.

(遺伝子導入)
上記りん片置床から1〜2ヶ月経過しカルス形成が認められた後、パーティクルガン法によりカルス細胞への遺伝子導入を図った。以下に遺伝子導入条件を示す。
(Gene transfer)
After callus formation was observed after 1 to 2 months from the above-mentioned powder placement bed, gene introduction into callus cells was attempted by the particle gun method. The gene transfer conditions are shown below.

金粒子の調製:金粒子(60mg/ml)を1.5mlマイクロチューブに取り、99.5%エタノール1mlを加え激しく懸濁した。その後、7,000rpmで遠心し金粒子を沈殿させ、エタノールを捨てた。そこに滅菌水1mlを加えて洗浄し、遠心後、滅菌水を捨てた。次いで50%グリセロールを加え、よく懸濁した。   Preparation of gold particles: Gold particles (60 mg / ml) were placed in a 1.5 ml microtube, and 1 ml of 99.5% ethanol was added and vigorously suspended. Thereafter, the mixture was centrifuged at 7,000 rpm to precipitate gold particles, and ethanol was discarded. 1 ml of sterilized water was added thereto for washing, and after centrifugation, the sterilized water was discarded. Then 50% glycerol was added and well suspended.

金粒子へのDNAコーティング:金粒子50μl(0.3mg)を1.5mlマイクロチューブにとり、遺伝子導入ベクター(pBI−BCF)DNA(1μg/μl)5μlを加え、ボルテックスミキサーで激しく混合した。そこに、CaCl(2.5M)50μlとスペルミジン(0.1M)20μlを順次加え、ボルテックスミキサーで混合した。混合後、室温で30分間静置し、その後、7,000rpmで遠心後上清を取り除き、新たに70%エタノール1mlを加え軽く攪拌した。遠心後エタノールを取り除き、新たに99.5%エタノール1mlを加え軽く攪拌した。遠心後エタノールを除き、新たに99.5%エタノール50μlを加え金粒子をよく懸濁した。その懸濁液10μlずつをマイクロキャリアの中心にのせ、風乾した。以下の条件でカルス細胞への遺伝子導入を行った。 DNA coating on gold particles: 50 μl (0.3 mg) of gold particles was placed in a 1.5 ml microtube, 5 μl of gene transfer vector (pBI-BCF) DNA (1 μg / μl) was added, and vigorously mixed with a vortex mixer. Thereto, 50 μl of CaCl 2 (2.5 M) and 20 μl of spermidine (0.1 M) were sequentially added and mixed with a vortex mixer. After mixing, the mixture was allowed to stand at room temperature for 30 minutes, and then centrifuged at 7,000 rpm, the supernatant was removed, and 1 ml of 70% ethanol was newly added and stirred gently. After centrifugation, ethanol was removed, and 1 ml of 99.5% ethanol was newly added and lightly stirred. After centrifugation, ethanol was removed, and 50 μl of 99.5% ethanol was newly added to suspend the gold particles well. 10 μl of the suspension was placed on the center of the microcarrier and air-dried. The gene was introduced into callus cells under the following conditions.

遺伝子導入装置:PDS−1000/Heパーティクルデリバリーシステム(バイオラッド製)
遺伝子導入圧力:1,550〜1,800psi
真空度:28inHg
金粒子径:0.6〜1.0μm。
Gene transfer device: PDS-1000 / He particle delivery system (manufactured by Bio-Rad)
Gene transfer pressure: 1,550-1,800 psi
Degree of vacuum: 28inHg
Gold particle diameter: 0.6 to 1.0 μm.

遺伝子導入から2日目、2週間目および3週間目の細胞増殖と遺伝子導入細胞におけるGFP発現の様子を示す。図10に示す通り、青色化導入遺伝子ベクターpBI−BCFを導入した細胞は、3週間目以降、カルス細胞がクロロシス(鉄欠乏)になって白化し(図10における矢印を参照のこと)、それ以上増殖しないことが明らかになった。理論に束縛されることを意図しないが、この現象は、青色化遺伝子が発現することにより、鉄が液胞内に輸送され、細胞質内の鉄濃度が極端に減少したためであると考えられる。この事象は、植物体に害を及ぼさずに液胞内の鉄イオンレベルを人為的に調節することが非常に困難であるということを示す一例である。   The state of cell proliferation and expression of GFP in the gene-transferred cells on the second day, the second week and the third week after the gene transfer are shown. As shown in FIG. 10, the cells into which the bluening transgene vector pBI-BCF has been introduced are whitened with callus cells becoming chlorosis (iron deficiency) after 3 weeks (see arrow in FIG. 10). It became clear that it did not grow any more. Although not intending to be bound by theory, this phenomenon is thought to be due to the iron concentration in the cytoplasm being extremely reduced due to the transport of iron into the vacuole due to the expression of the bluening gene. This event is an example that shows that it is very difficult to artificially regulate the iron ion level in the vacuole without harming the plant body.

(実施例9 花弁特異的プロモーターの単離)
花弁特異的に遺伝子発現を誘導するプロモーターを新規に単離した。具体的には、ます、花色の発現に関連する遺伝子であるMyb転写因子遺伝子(MYB遺伝子)およびアントシアニジン合成酵素遺伝子(ANS遺伝子)を単離した。MYB遺伝子およびANS遺伝子の発現解析を行ったところ、花弁での発現が最も強く、花弁上部と花底部の両方で発現し、他の組織においてはほとんど発現していないことが明らかになった(図11を参照のこと)。
(Example 9 Isolation of a petal-specific promoter)
A new promoter that induces gene expression specifically in petals was isolated. Specifically, the Myb transcription factor gene (MYB gene) and the anthocyanidin synthase gene (ANS gene), which are genes related to flower color expression, were isolated. When the expression analysis of the MYB gene and the ANS gene was performed, it was found that the expression in the petals was the strongest, expressed in both the upper and lower petals, and almost not expressed in other tissues (Fig. 11).

次いで、MYB遺伝子およびANS遺伝子のプロモーターを、以下の方法(RightWalk法)によって単離し、そのDNA塩基配列を決定した。
ゲノムDNAの既知配列(ANS遺伝子とMYB遺伝子)から未知のプロモーター領域をクローニングするため、株式会社ベックスのRightWalkキットを使用した。
Subsequently, the promoters of the MYB gene and the ANS gene were isolated by the following method (Right Walk method), and their DNA base sequences were determined.
In order to clone an unknown promoter region from known sequences of genomic DNA (ANS gene and MYB gene), a RightWalk kit from Bex Corporation was used.

1.既知配列内に切断箇所を持たない制限酵素を用いてゲノムDNAを処理する。
2.Klenow酵素(3’→5’exo−)を用いて1塩基伸長を行う。
3.アダプターの結合を行う。
4.アダプターに特異的なプライマー(WP1)および既知配列特異的プライマー(SP1)を用いて1回目のPCRを行う。
5.1回目のPCR産物を100倍希釈し、2回目のPCR用の鋳型にする。
6.1回目のPCRに用いたプライマーの内側に位置するアダプターに特異的なプライマー(WP2)および既知配列特異的プライマー(SP2)を用いて2回目のPCRを行う。
7.増幅産物の塩基配列を解析し、一部既知配列を含む未知の配列であることを確かめる。
1. Genomic DNA is treated with a restriction enzyme that does not have a cleavage site within the known sequence.
2. One base extension is performed using Klenow enzyme (3 ′ → 5′exo−).
3. Connect the adapter.
4). The first PCR is performed using a primer specific for the adapter (WP1) and a known sequence-specific primer (SP1).
5. Dilute the first PCR product 100-fold and use it as a template for the second PCR.
6. Perform the second PCR using a primer (WP2) specific to the adapter located inside the primer used for the first PCR and a known sequence specific primer (SP2).
7). Analyze the base sequence of the amplified product and confirm that it is an unknown sequence including a part of the known sequence.

より詳細には、Tokuji Tsuchiya,Nanako Kameya and Ikuo Nakamura(2009)Straight Walk:A modified method of ligation−mediated genome walking for plant species with large genome.Analytical Biochemistry 388:158−160を参照のこと。   In more detail, Tokyo Tsuchiya, Nanako Kameya and Iku Nakamura (2009) Strike Walk: A modified method of migration wal- ing federation walting. See Analytical Biochemistry 388: 158-160.

(MYB遺伝子プロモーターの単離)
1.制限酵素Nhe Iを用いて500ngのゲノムDNAを37℃、1時間処理
<反応液組成>
DNA(500ng) 7.0 uL
10×制限酵素バッファ 2.0 uL
NheI(10U) 1.0 uL
滅菌水 10.0 uL
Total 20.0 uL
(Isolation of MYB gene promoter)
1. Treatment of 500 ng genomic DNA with restriction enzyme Nhe I for 1 hour at 37 ° C. <Reaction solution composition>
DNA (500 ng) 7.0 uL
10 x restriction enzyme buffer 2.0 uL
NheI (10U) 1.0 uL
Sterile water 10.0 uL
Total 20.0 uL

2.dCTPを基質にKlenow酵素を用いて25℃、15分間の1塩基伸長反応を行った。その後、72℃、20分間の処理によりKlenow酵素を失活させた。
<反応液組成>
ステップ1反応液 10.0 uL
dCTP (1mM) 1.0 uL
Klenow (3’→5’exo−) 1.0 uL
Total 12.0 uL
2. One base extension reaction was performed at 25 ° C. for 15 minutes using Klenow enzyme with dCTP as a substrate. Thereafter, the Klenow enzyme was inactivated by treatment at 72 ° C. for 20 minutes.
<Reaction solution composition>
Step 1 Reaction solution 10.0 uL
dCTP (1 mM) 1.0 uL
Klenow (3 '→ 5'exo-) 1.0 uL
Total 12.0 uL

3.RWA−2アダプターをT4 DNA ligaseにより16℃、16時間の結合を行った。
<反応液組成>
ステップ2反応液 12.0 uL
RWA−2 2.0 uL
T4 DNA ligase 2.0 uL
10×ligase バッファ 2.4 uL
滅菌水 5.6 uL
Total 24.0 uL
3. The RWA-2 adapter was bound with T4 DNA ligase at 16 ° C. for 16 hours.
<Reaction solution composition>
Step 2 Reaction solution 12.0 uL
RWA-2 2.0 uL
T4 DNA ligase 2.0 uL
10 × ligase buffer 2.4 uL
Sterile water 5.6 uL
Total 24.0 uL

4.ステップ3の反応液24μlに水26μlを加え、その1μlを鋳型に1回目のPCRを行った。
プライマー配列
WP1:CGCAGGCTGGCAGTCTCTTTAG(配列番号17)
SP1:TTCGAGACTGAAGATGAAGATATACCTG(配列番号18)
<反応液組成>
鋳型DNA 1.0 uL
KODポリメラーゼ(5U/uL) 1.0 uL
10×PCRバッファ 5.0 uL
dNTPs(2mM) 5.0 uL
MgSO(25mM) 2.0 uL
WP1(10pmol) 1.0 uL
SP1(10pmol) 1.0 uL
滅菌水 34.0 uL
Total 50.0 uL
<反応条件>
94℃ 2分 (1サイクル)

94℃ 30秒
65℃ 30秒
68℃ 7分 (35サイクル)
4). 26 μl of water was added to 24 μl of the reaction solution in step 3, and the first PCR was performed using 1 μl of that as a template.
Primer sequence WP1: CGCAGGCTGGCAGTCTCTTTTTAG (SEQ ID NO: 17)
SP1: TTCGAGAACTGAAGATGAAGATATACCTG (SEQ ID NO: 18)
<Reaction solution composition>
Template DNA 1.0 uL
KOD polymerase (5U / uL) 1.0 uL
10 x PCR buffer 5.0 uL
dNTPs (2 mM) 5.0 uL
MgSO 4 (25 mM) 2.0 uL
WP1 (10 pmol) 1.0 uL
SP1 (10 pmol) 1.0 uL
Sterile water 34.0 uL
Total 50.0 uL
<Reaction conditions>
94 ° C 2 minutes (1 cycle)

94 ° C 30 seconds 65 ° C 30 seconds 68 ° C 7 minutes (35 cycles)

5.1回目のPCR産物を1μlを鋳型に2回目のPCRを行った。反応液組成はプライマー以外、ステップ4と同じ。反応条件も同じ。
プライマー配列
WP2:ATGCGGCCGCTCTCTTTAGGGTTACACGATTGCTT(配列番号19)
SP2:TCCATAGTCCATGGTCCTTTCCTAAC(配列番号20)
5. PCR was performed a second time using 1 μl of the first PCR product as a template. The reaction solution composition is the same as in Step 4 except for the primer. The reaction conditions are the same.
Primer sequence WP2: ATGCGGCCGCTCTCTTTTGGGTTACACGAGTGCTT (SEQ ID NO: 19)
SP2: TCCATAGTCCATGGTCCTTTCCTAAC (SEQ ID NO: 20)

6.1kbp以上のPCR産物の増幅を確認した。   Amplification of a PCR product of 6.1 kbp or more was confirmed.

7.得られたPCR産物をTOPOベクターにTAクローニングし、塩基配列を解析した。
その結果、MYB遺伝子上流のプロモーターを含むと予想される未知配列1,208bpを得た。
7). The obtained PCR product was TA cloned into a TOPO vector, and the nucleotide sequence was analyzed.
As a result, an unknown sequence 1,208 bp expected to contain a promoter upstream of the MYB gene was obtained.

(ANS遺伝子プロモーターの単離)
1.制限酵素BamH I を用いて500ngのゲノムDNAを37℃、1時間処理
<反応液組成>
DNA(500ng) 7.0 uL
10×制限酵素バッファ 2.0 uL
BamHI(10U) 1.0 uL
滅菌水 10.0 uL
Total 20.0 uL
(Isolation of ANS gene promoter)
1. Treatment of 500 ng of genomic DNA with the restriction enzyme BamHI for 1 hour at 37 ° C. <Reaction solution composition>
DNA (500 ng) 7.0 uL
10 x restriction enzyme buffer 2.0 uL
BamHI (10U) 1.0 uL
Sterile water 10.0 uL
Total 20.0 uL

2.dGTPを基質にKlenow酵素を用いて1塩基伸長反応を行った。
<反応液組成>
ステップ1反応液 10.0 uL
dGTP (1mM) 1.0 uL
Klenow (3’→5’exo−) 1.0 uL
Total 12.0 uL
2. One base extension reaction was performed using dGTP as a substrate and Klenow enzyme.
<Reaction solution composition>
Step 1 Reaction solution 10.0 uL
dGTP (1 mM) 1.0 uL
Klenow (3 '→ 5'exo-) 1.0 uL
Total 12.0 uL

3.RWA−1アダプターのT4 DNA ligaseによる結合を行った。
<反応液組成>
ステップ2反応液 12.0 uL
RWA−1 2.0 uL
T4 DNA ligase 2.0 uL
10×ligase バッファ 2.4 uL
滅菌水 5.6 uL
Total 24.0 uL
3. The RWA-1 adapter was bound with T4 DNA ligase.
<Reaction solution composition>
Step 2 Reaction solution 12.0 uL
RWA-1 2.0 uL
T4 DNA ligase 2.0 uL
10 × ligase buffer 2.4 uL
Sterile water 5.6 uL
Total 24.0 uL

4.アダプターを結合した反応液24μlに水26μlを加え、その1μlを鋳型に1回目のPCRを行った。
プライマー配列
WP1:CGCAGGCTGGCAGTCTCTTTAG(配列番号21)
SP1:CTCACCTTCTCAATCACCTCTTTTGC(配列番号22)
<反応液組成>
鋳型DNA 1.0 uL
KODポリメラーゼ(5U/uL) 1.0 uL
10×PCRバッファ 5.0 uL
dNTPs(2mM) 5.0 uL
MgSO(25mM) 2.0 uL
WP1(10pmol) 1.0 uL
SP1(10pmol) 1.0 uL
滅菌水 34.0 uL
Total 50.0 uL
<反応条件>
94℃ 2分 (1サイクル)

94℃ 30秒
65℃ 30秒
68℃ 7分 (35サイクル)
4). 26 μl of water was added to 24 μl of the reaction solution bound with the adapter, and the first PCR was performed using 1 μl of the reaction as a template.
Primer sequence WP1: CGCAGGCTGGCAGTCTCTTTTTAG (SEQ ID NO: 21)
SP1: CTCACCCTTCCAATCACCCTTTTTGC (SEQ ID NO: 22)
<Reaction solution composition>
Template DNA 1.0 uL
KOD polymerase (5U / uL) 1.0 uL
10 x PCR buffer 5.0 uL
dNTPs (2 mM) 5.0 uL
MgSO 4 (25 mM) 2.0 uL
WP1 (10 pmol) 1.0 uL
SP1 (10 pmol) 1.0 uL
Sterile water 34.0 uL
Total 50.0 uL
<Reaction conditions>
94 ° C 2 minutes (1 cycle)

94 ° C 30 seconds 65 ° C 30 seconds 68 ° C 7 minutes (35 cycles)

5.1回目のPCR産物を1μlを鋳型に2回目のPCRを行った。反応液組成はプライマー以外、ステップ4と同じ。反応条件も同じ。
プライマー配列
WP2:ATGCGGCCGCTCTCTTTAGGGTTACACGATTGCTT(配列番号23)
SP2:TCAACACACTTCGCCCTCTCCTTC(配列番号24)
5. PCR was performed a second time using 1 μl of the first PCR product as a template. The reaction solution composition is the same as in Step 4 except for the primer. The reaction conditions are the same.
Primer sequence WP2: ATGCGGCCGCTCTCTTTTGGGTTACACGAGTGCTT (SEQ ID NO: 23)
SP2: TCAACACACTTCCGCCCTCTCTCT (SEQ ID NO: 24)

6.1kbp以上のPCR産物の増幅を確認した。   Amplification of a PCR product of 6.1 kbp or more was confirmed.

7.得られたPCR産物をTOPOベクターにTAクローニングし、塩基配列を解析した。   7). The obtained PCR product was TA cloned into a TOPO vector, and the nucleotide sequence was analyzed.

その結果、ANS遺伝子上流のプロモーターを含むと予想される未知配列879bpを得た。   As a result, an unknown sequence 879 bp expected to contain a promoter upstream of the ANS gene was obtained.

上述の方法によって単離したMYB遺伝子プロモーターの塩基配列(配列番号15)を図12に、ANS遺伝子プロモーターの塩基配列(配列番号16)を、図13にそれぞれ示す。   FIG. 12 shows the nucleotide sequence (SEQ ID NO: 15) of the MYB gene promoter isolated by the above-described method, and FIG. 13 shows the nucleotide sequence (SEQ ID NO: 16) of the ANS gene promoter.

単離したMYB遺伝子プロモーターおよびANS遺伝子プロモーターが、実際にプロモーター活性を有しているか否かを試験するために、それぞれのプロモーター領域に青色化遺伝子(VIT遺伝子)を繋いだベクター(pBT−1およびpBT−11)を構築し(図14を参照のこと)、パーティクルガン法により花弁の紫色細胞に遺伝子導入を行った。その結果、青色化遺伝子が導入された紫色細胞において、紫色から青色への細胞の色の変化が観察された(図15を参照のこと)ことから、それぞれのプロモーターが、実際に青色化遺伝子の発現を誘導するプロモーター活性を有していることが明らかになった。   In order to test whether or not the isolated MYB gene promoter and ANS gene promoter actually have promoter activity, a vector (pBT-1 and pBT-1) in which a bluening gene (VIT gene) is linked to each promoter region. pBT-11) was constructed (see FIG. 14), and the gene was introduced into the purple cells of the petals by the particle gun method. As a result, a change in cell color from purple to blue was observed in the purple cells into which the bluening gene was introduced (see FIG. 15). It was revealed that it has a promoter activity that induces expression.

(実施例10 花弁特異的プロモーターを用いるカルスへの青色化遺伝子の導入)
実施例9で作製した青色化遺伝子導入用ベクターpBT−1およびpBT−11を、カルスに、実施例8と同様の方法によって導入した。遺伝子導入後、カルス誘導培地で培養を続け、2〜4週間後、カルス誘導培地にビアラホス(50mg/l)加えた培地に移植した。2〜3ヶ月の培養後、以下の再分化培地に移植し再分化を誘導した。再分化条件は、植物ホルモン2,4−D 0.01mg、BA 0.2mgであり、その他はカルス誘導条件と同じであった。ただし、光照射(約2,000lux)で培養した。驚くべきことに、実施例8および図10において観察されたようなカルスの増殖阻害は観察されず、細胞選抜後に再分化することが明らかになった(図16を参照のこと)。遺伝子導入されたシュートまたはその一部(丸枠)で、GFP蛍光を確認できる。
(Example 10 Introduction of bluening gene into callus using petal-specific promoter)
The bluening gene introduction vectors pBT-1 and pBT-11 prepared in Example 9 were introduced into callus by the same method as in Example 8. After the gene introduction, the culture was continued in a callus induction medium, and after 2 to 4 weeks, it was transplanted to a culture medium in which bialaphos (50 mg / l) was added to the callus induction medium. After culturing for 2 to 3 months, the cells were transplanted to the following regeneration medium to induce regeneration. The regeneration conditions were the plant hormone 2,4-D 0.01 mg, BA 0.2 mg, and the others were the same as the callus induction conditions. However, the cells were cultured with light irradiation (about 2,000 lux). Surprisingly, callus growth inhibition as observed in Example 8 and FIG. 10 was not observed, revealing redifferentiation after cell selection (see FIG. 16). GFP fluorescence can be confirmed in the shoot or a part thereof (round frame) into which the gene has been introduced.

(実施例11:青い花弁を有する植物体の作出)
カルスに、花弁特異的プロモーター、青色化遺伝子、および選抜マーカーを含む遺伝子導入ベクターを導入し、次いで例えば選抜薬剤を含む培地中で培養を行って目的の遺伝子が導入された細胞のみを増殖させ、これを再生させることによって、青い花弁を有する植物体を得ることができる。
(Example 11: Production of a plant having a blue petal)
The callus is introduced with a gene transfer vector containing a petal-specific promoter, a bluening gene, and a selection marker, and then cultured in a medium containing a selection drug, for example, to grow only cells into which the target gene has been introduced, By regenerating this, a plant having a blue petal can be obtained.

チューリップは、例えば、球根りん片を厚さ2〜3mmにスライスし、これをMurashige−Skoog培地(ショ糖20g/L、2,4−D 2mg/L、BA 0.2mg/L)にて、20℃でカルス誘導し、これに目的の遺伝子を導入し、Murashige−Skoog培地(ショ糖20g/L、2,4−D 0.2mg/L)にて、20℃、光照射下で、シュートを誘導することによって再生させることができる。   For example, the tulip is sliced from bulb flakes to a thickness of 2 to 3 mm, and this is obtained with Murashige-Skoog medium (sucrose 20 g / L, 2,4-D 2 mg / L, BA 0.2 mg / L). Callus was induced at 20 ° C., the gene of interest was introduced into this, and shoots were made in Murashige-Skoog medium (sucrose 20 g / L, 2,4-D 0.2 mg / L) at 20 ° C. under light irradiation. Can be regenerated by inducing.

植物体へと再生はまた、Rogers et al.,Methods in Enzymology 118: 627−640(1986);Tabata et al.,Plant Cell Physiol.,28:73−82(1987);Shaw,Plant Molecular Biology:A practical approach.IRL press(1988);Shimamoto et al.,Nature 338: 274(1989);Maliga et al.,Methods in Plant Molecular Biology:A laboratory course. Cold Spring Harbor Laboratory Press(1995);Hiei et al.,Plant Mol Biol 35:205(1997);Toki et al.,Plant J 47:969 (2006)等に記載される方法に従って行うこともできる。さらに、近年組織培養に必要としない組換え体作出法も開発されており、必ずしも本例に限定されるものではない。   Regeneration into plants is also described by Rogers et al. , Methods in Enzymology 118: 627-640 (1986); Tabata et al. , Plant Cell Physiol. , 28: 73-82 (1987); Shaw, Plant Molecular Biology: A practical approach. IRL press (1988); Shimamoto et al. , Nature 338: 274 (1989); Maliga et al. , Methods in Plant Molecular Biology: A laboratory course. Cold Spring Harbor Laboratory Press (1995); Hiei et al. , Plant Mol Biol 35: 205 (1997); Toki et al. , Plant J 47: 969 (2006) and the like. Furthermore, a recombinant production method not required for tissue culture has been developed in recent years, and is not necessarily limited to this example.

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。   As mentioned above, although this invention has been illustrated using preferable embodiment of this invention, this invention should not be limited and limited to this embodiment. It is understood that the scope of the present invention should be construed only by the claims. It is understood that those skilled in the art can implement an equivalent range based on the description of the present invention and the common general technical knowledge from the description of specific preferred embodiments of the present invention.

配列番号1=青色化遺伝子の核酸配列
配列番号2=青色化遺伝子のアミノ酸配列
配列番号3=フェリチン遺伝子の核酸配列
配列番号4=フェリチン遺伝子のアミノ酸配列
配列番号5=フェリチン相同領域用プライマー
配列番号6=フェリチン相同領域用プライマー
配列番号7=フェリチン用プライマー
配列番号8=TgVIT特異的プライマー
配列番号9=TgVIT特異的プライマー
配列番号10=TgFER特異的プライマー
配列番号11=TgFER特異的プライマー
配列番号12=GAPDH遺伝子用プライマー
配列番号13=GAPDH遺伝子用プライマー
配列番号14=フェリチン遺伝子RNAi
配列番号15=MYB遺伝子プロモーターの塩基配列
配列番号16=ANS遺伝子プロモーターの塩基配列
SEQ ID NO: 1 = Nucleic acid sequence of bluening gene SEQ ID NO: 2 = Amino acid sequence of bluening gene SEQ ID NO: 3 = Nucleic acid sequence of ferritin gene SEQ ID NO: 4 = Amino acid sequence of ferritin gene SEQ ID NO: 5 = Primer sequence number for ferritin homologous region = Ferritin homology region primer SEQ ID NO: 7 = Ferritin primer SEQ ID NO: 8 = TgVIT specific primer SEQ ID NO: 9 = TgVIT specific primer SEQ ID NO: 10 = TgFER specific primer SEQ ID NO: 11 = TgFER specific primer SEQ ID NO: 12 = GAPDH Gene primer SEQ ID NO: 13 = GAPDH gene primer SEQ ID NO: 14 = ferritin gene RNAi
SEQ ID NO: 15 = nucleotide sequence of MYB gene promoter SEQ ID NO: 16 = nucleotide sequence of ANS gene promoter

Claims (15)

青色化した植物体作出のための植物細胞の作製方法であって、該植物細胞に、以下:
(a)配列番号1に記載の核酸配列を含む核酸の相補鎖とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸であって、鉄イオン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(b)配列番号1に記載の核酸配列と少なくとも80%相同な配列を含む核酸であって、鉄イオン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(c)配列番号2に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードする核酸;および
(d)配列番号2に記載のアミノ酸配列に1または数個の欠失、付加、または置換を含むアミノ酸配列からなるポリペプチドであって、鉄イオン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸、
からなる群より選択される核酸を導入する工程を包含し、該核酸は、花弁特異的プロモーターに作動可能に連結されている、方法。
A method for producing a plant cell for producing a blue plant body, the plant cell comprising:
(A) a nucleic acid that hybridizes under stringent conditions with a complementary strand of a nucleic acid comprising the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1, and that encodes a polypeptide having iron ion transport activity;
(B) a nucleic acid comprising a sequence at least 80% homologous to the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 and encoding a polypeptide having iron ion transport activity;
(C) a nucleic acid encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2; and (d) an amino acid sequence comprising one or several deletions, additions or substitutions in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2. A nucleic acid encoding a polypeptide having iron ion transport activity,
A method comprising introducing a nucleic acid selected from the group consisting of: wherein the nucleic acid is operably linked to a petal specific promoter.
青色化した植物体の作出方法であって、以下:
(i)植物細胞に、以下:
(a)配列番号1に記載の核酸配列を含む核酸の相補鎖とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸であって、鉄イオン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(b)配列番号1に記載の核酸配列と少なくとも80%相同な配列を含む核酸であって、鉄イオン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(c)配列番号2に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードする核酸;および
(d)配列番号2に記載のアミノ酸配列に1または数個の欠失、付加、または置換を含むアミノ酸配列からなるポリペプチドであって、鉄イオン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸、
からなる群より選択される核酸を導入する工程であって、該核酸は、花弁特異的プロモーターに作動可能に連結されている、工程、ならびに
(ii)工程(i)で作製した該植物細胞から植物体を再生する工程、
を包含する、方法。
A method for producing a blue plant, which is as follows:
(I) In plant cells:
(A) a nucleic acid that hybridizes under stringent conditions with a complementary strand of a nucleic acid comprising the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1, and that encodes a polypeptide having iron ion transport activity;
(B) a nucleic acid comprising a sequence at least 80% homologous to the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 and encoding a polypeptide having iron ion transport activity;
(C) a nucleic acid encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2; and (d) from an amino acid sequence comprising one or several deletions, additions or substitutions in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2. A nucleic acid encoding a polypeptide having iron ion transport activity,
A step of introducing a nucleic acid selected from the group consisting of: a step wherein the nucleic acid is operably linked to a petal specific promoter; and (ii) from the plant cell produced in step (i) A process of regenerating the plant body,
Including the method.
青色化した植物体作出のための植物細胞の作製方法であって、該植物細胞に、以下(1)の核酸および(2)の核酸:
(1)以下、(a)〜(d)からなる群から選択される核酸、
(a)配列番号1に記載の核酸配列を含む核酸の相補鎖とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸であって、鉄イオン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(b)配列番号1に記載の核酸配列と少なくとも80%相同な配列を含む核酸であって、鉄イオン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(c)配列番号2に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードする核酸;および
(d)配列番号2に記載のアミノ酸配列に1または数個の欠失、付加、または置換を含むアミノ酸配列からなるポリペプチドであって、鉄イオン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸、
(2)以下(e)〜(h)からなる群から選択される核酸の発現量を低下させる核酸、
(e)配列番号3に記載の核酸配列を含む核酸の相補鎖とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸であって、鉄イオン貯蔵活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(f)配列番号3に記載の核酸配列と少なくとも80%相同な配列を含む核酸であって、鉄イオン貯蔵活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(g)配列番号4に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードする核酸;および
(h)配列番号4に記載のアミノ酸配列に1または数個の欠失、付加、または置換を含むアミノ酸配列からなるポリペプチドであって、鉄イオン貯蔵活性を有するポリペプチドをコードする核酸、
を導入する工程を包含し、該核酸は、花弁特異的プロモーターに作動可能に連結されている、方法。
A method for producing a plant cell for producing a blue plant, comprising the following nucleic acid (1) and nucleic acid (2):
(1) A nucleic acid selected from the group consisting of (a) to (d) below,
(A) a nucleic acid that hybridizes under stringent conditions with a complementary strand of a nucleic acid comprising the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1, and that encodes a polypeptide having iron ion transport activity;
(B) a nucleic acid comprising a sequence at least 80% homologous to the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 and encoding a polypeptide having iron ion transport activity;
(C) a nucleic acid encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2; and (d) from an amino acid sequence comprising one or several deletions, additions or substitutions in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2. A nucleic acid encoding a polypeptide having iron ion transport activity,
(2) a nucleic acid that decreases the expression level of a nucleic acid selected from the group consisting of (e) to (h) below:
(E) a nucleic acid that hybridizes under stringent conditions with a complementary strand of a nucleic acid comprising the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3, and that encodes a polypeptide having iron ion storage activity;
(F) a nucleic acid comprising a sequence having at least 80% homology with the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3, and encoding a polypeptide having iron ion storage activity;
(G) a nucleic acid encoding a polypeptide comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 4; and (h) an amino acid sequence comprising one or several deletions, additions or substitutions in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 4 A nucleic acid encoding a polypeptide having iron ion storage activity,
Wherein the nucleic acid is operably linked to a petal specific promoter.
青色化した植物体の作出方法であって、以下:
(i)植物細胞に、以下(1)の核酸および(2)の核酸:
(1)以下、(a)〜(d)からなる群から選択される核酸、
(a)配列番号1に記載の核酸配列を含む核酸の相補鎖とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸であって、鉄イオン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(b)配列番号1に記載の核酸配列と少なくとも80%相同な配列を含む核酸であって、鉄イオン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(c)配列番号2に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードする核酸;および
(d)配列番号2に記載のアミノ酸配列に1または数個の欠失、付加、または置換を含むアミノ酸配列からなるポリペプチドであって、鉄イオン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸、
(2)以下(e)〜(h)からなる群から選択される核酸の発現量を低下させる核酸、
(e)配列番号3に記載の核酸配列を含む核酸の相補鎖とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸であって、鉄イオン貯蔵活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(f)配列番号3に記載の核酸配列と少なくとも80%相同な配列を含む核酸であって、鉄イオン貯蔵活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(g)配列番号4に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードする核酸;および
(h)配列番号4に記載のアミノ酸配列に1または数個の欠失、付加、または置換を含むアミノ酸配列からなるポリペプチドであって、鉄イオン貯蔵活性を有するポリペプチドをコードする核酸、
を導入する工程であって、該核酸は、花弁特異的プロモーターに作動可能に連結されている、工程、ならびに
(ii)工程(i)で作製した該植物細胞から植物体を再生する工程、
を包含する、方法。
A method for producing a blue plant, which is as follows:
(I) The following (1) nucleic acid and (2) nucleic acid:
(1) A nucleic acid selected from the group consisting of (a) to (d) below,
(A) a nucleic acid that hybridizes under stringent conditions with a complementary strand of a nucleic acid comprising the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1, and that encodes a polypeptide having iron ion transport activity;
(B) a nucleic acid comprising a sequence at least 80% homologous to the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 and encoding a polypeptide having iron ion transport activity;
(C) a nucleic acid encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2; and (d) from an amino acid sequence comprising one or several deletions, additions or substitutions in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2. A nucleic acid encoding a polypeptide having iron ion transport activity,
(2) a nucleic acid that decreases the expression level of a nucleic acid selected from the group consisting of (e) to (h) below:
(E) a nucleic acid that hybridizes under stringent conditions with a complementary strand of a nucleic acid comprising the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3, and that encodes a polypeptide having iron ion storage activity;
(F) a nucleic acid comprising a sequence having at least 80% homology with the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3, and encoding a polypeptide having iron ion storage activity;
(G) a nucleic acid encoding a polypeptide comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 4; and (h) an amino acid sequence comprising one or several deletions, additions or substitutions in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 4 A nucleic acid encoding a polypeptide having iron ion storage activity,
Wherein the nucleic acid is operably linked to a petal-specific promoter, and (ii) a step of regenerating a plant from the plant cell produced in step (i),
Including the method.
前記花弁特異的プロモーターが、配列番号15の塩基配列を有するMyb転写因子遺伝子プロモーターである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the petal-specific promoter is a Myb transcription factor gene promoter having the base sequence of SEQ ID NO: 15. 前記花弁特異的プロモーターが、配列番号16の塩基配列を有するアントシアニジン合成酵素遺伝子プロモーターである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the petal-specific promoter is an anthocyanidin synthase gene promoter having the base sequence of SEQ ID NO: 16. 前記植物体が青色の花弁を有する、請求項2または4のいずれか1項に記載の方法。 The method according to claim 2, wherein the plant body has a blue petal. 前記植物がチューリップである、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the plant is a tulip. 前記チューリップが、紫水晶、夢の紫、プリンスチャールズ、ネグリタ、コートダジュール、ネプチューン、ブルージム、パープルパレス、パープルワールド、パープルフラッグ、ルーブル、ブルーパーロット、アメジスト、カラベラ、パープルマーベル、パンディオン、フランスハルス、アテラ、プリンスチャールズ、紫帽子、およびレリアンスからなる群より選択される、請求項8に記載の方法。 The tulip is purple crystal, purple of dreams, Prince Charles, Negrita, Cote d'Azur, Neptune, Blue Gym, Purple Palace, Purple World, Purple Flag, Louvre, Blue Purple, Amethyst, Carabela, Purple Marvel, Pandion, French Hals 9. The method of claim 8, wherein the method is selected from the group consisting of: Atella, Prince Charles, Purple Hat, and Reliance. 青色の花弁を有する植物であって、請求項2または4〜6のいずれか1項に記載の方法によって作出された植物。 A plant having a blue petal, produced by the method according to any one of claims 2 and 4-6. 前記植物がチューリップである、請求項10に記載の植物。 The plant according to claim 10, wherein the plant is a tulip. 前記チューリップが、紫水晶、夢の紫、プリンスチャールズ、ネグリタ、コートダジュール、ネプチューン、ブルージム、パープルパレス、パープルワールド、パープルフラッグ、ルーブル、ブルーパーロット、アメジスト、カラベラ、パープルマーベル、パンディオン、フランスハルス、アテラ、プリンスチャールズ、紫帽子、およびレリアンスからなる群より選択される、請求項11に記載の植物。 The tulip is purple crystal, purple of dreams, Prince Charles, Negrita, Cote d'Azur, Neptune, Blue Gym, Purple Palace, Purple World, Purple Flag, Louvre, Blue Purple, Amethyst, Carabela, Purple Marvel, Pandion, French Hals 12. The plant of claim 11, selected from the group consisting of: Atella, Prince Charles, Purple Hat, and Reliance. 青色化した植物体作出のための植物細胞であって、請求項1、3、5または6のいずれか1項に記載の方法によって作製された、細胞。 A plant cell for producing a blue plant body, which is produced by the method according to any one of claims 1, 3, 5, and 6. 配列番号15の塩基配列を有する、核酸。 A nucleic acid having the base sequence of SEQ ID NO: 15. 配列番号16の塩基配列を有する、核酸。 A nucleic acid having the base sequence of SEQ ID NO: 16.
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JP2018088303A (en) * 2016-11-28 2018-06-07 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Quantifying method of lithium manganese spinel type crystal phase
CN116410283A (en) * 2023-03-30 2023-07-11 中国农业大学 Application of plum PsERF1B protein and coding gene thereof in regulating and controlling synthesis of plant anthocyanin

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103087168A (en) * 2013-01-05 2013-05-08 上海交通大学 Tulip TfMYB2 protein and coding gene thereof as well as probe
JP2018088303A (en) * 2016-11-28 2018-06-07 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Quantifying method of lithium manganese spinel type crystal phase
CN116410283A (en) * 2023-03-30 2023-07-11 中国农业大学 Application of plum PsERF1B protein and coding gene thereof in regulating and controlling synthesis of plant anthocyanin

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