JP2010227033A - Method for producing plant transformant and plant transformant - Google Patents

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嘉代 吉松
Noriaki Kono
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a plant transformant using a tissue or organ of a plant of the genus Coptis as a material; and to provide a plant transformant. <P>SOLUTION: The method for producing a plant transformant includes: a sterilization step for sterilizing a tissue or organ of a plant of the genus Coptis; a plant tissue culture induction step for inducing a plant tissue culture from a sterilized tissue or organ; a subculture step for subculturing the plant tissue culture; a callus induction step for inducing a callus from the induced or subcultured tissue culture; and a transformation step for transferring a gene to the callus and transforming the callus. In the subculture step and the callus induction step, the culture is aseptically cultured and in the transformation step, the culture is redifferentiated through a callus into a plant tissue or organ. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、オウレン属植物の組織・器官を材料とした植物形質転換体の作出方法、及び、植物形質転換体に関する。   The present invention relates to a method for producing a plant transformant using a tissue / organ of a plant belonging to the genus Oren, and a plant transformant.

オウレン属植物は、キンポウゲ科(Ranunculaceae)の多年草であり、抗菌・抗ウイルス作用、血圧降下作用、抗炎症作用、鎮痙作用、鎮痛作用、胆汁分泌促進作用などの様々な薬理活性を示し、医薬品としても重要なベルベリンを生産する。   The plant of the genus Auricularis is a perennial plant of the Ranunculaceae family, and exhibits various pharmacological activities such as antibacterial and antiviral effects, blood pressure lowering effects, anti-inflammatory effects, antispasmodic effects, analgesic effects, and bile secretion promoting effects. Also produces important berberine.

オウレン属(コプティス:genus Coptis)植物のうち、特にオウレン(コプティス・ヤポニカ・マキノ:Coptis japonica Makino)、コプティス・キネンシス・フランチェット(Coptis chinensis Franchet)、コプティス・デルトイデア・シー・ワイ・チェン・エト・シャオ(Coptis deltoidea C. Y. Cheng et Hsiao)及びコプティス・テータ・ワリッチ(Coptis teeta Wallichi)の根茎は、生薬「黄連(オウレン)」として第十五改正日本薬局方に収載されている医薬品である(非特許文献1参照)。   Among the plants of the genus Coptis (genus Coptis), in particular, our plant (Coptis japonica Makino), Coptis chinensis Franchet, Coptis dertoidea sea chen Chen et. The rhizomes of Coptis deltoidea CY Cheng et Hsiao and Coptis teeta Wallichi are drugs listed in the 15th revision of the Japanese Pharmacopoeia as the crude drug “Ouren” Patent Document 1).

生薬「黄連」は、止瀉薬および健胃薬として胃腸薬に配合されるほか、のぼせ、精神不安、充血の治療を目的とする漢方処方に配合されており、繁用される重要な生薬の一つである。さらに最近では、ベルベリンの新しい薬理作用として、血中のコレステロールを低下させる作用が報告されている(非特許文献2参照)。このため、オウレン属植物は、メタボリックシンドローム治療薬としても有望視され、今後も需要が伸びていくと考えられる。   Herbal medicine “Yelen” is incorporated into gastrointestinal drugs as antidiarrheal and healthy stomach medicine, and is also incorporated into Kampo prescriptions for the treatment of hot flashes, mental anxiety and hyperemia. One. More recently, an action to lower blood cholesterol has been reported as a new pharmacological action of berberine (see Non-Patent Document 2). For this reason, the plant of the genus Auren is considered promising as a therapeutic agent for metabolic syndrome, and the demand is expected to increase in the future.

従来、オウレンは、兵庫県、福井県、鳥取県、石川県等の日本各地で栽培されてきた。しかし、当該植物を収穫するまでには5年〜10年の年月を要すること、生薬の調製に手間を要すること、農村部の高齢化、中国からの安価な輸入品の増加などにより国内生産は減少し続けており、2001年においては輸入量100トンに対し、国内生産量は約6トンである。さらに、2007年においては、静岡県、富山県、福井県の3県で、わずか1.8トンが生産されているのみである(非特許文献3参照)。   Traditionally, auren has been cultivated in various parts of Japan such as Hyogo, Fukui, Tottori and Ishikawa. However, it takes 5 to 10 years to harvest the plant, it takes time to prepare herbal medicines, the aging of rural areas, and the increase in cheap imported products from China. In 2001, domestic production was about 6 tons compared to 100 tons of imports in 2001. Furthermore, in 2007, only 1.8 tons were produced in three prefectures, Shizuoka Prefecture, Toyama Prefecture, and Fukui Prefecture (see Non-Patent Document 3).

オウレン属植物の国内生産活性化のためには、短期間の栽培で、ベルベリンの高い収量が得られる品種の育成が望ましく、また、天候・自然災害の影響を受けない閉鎖温室での栽培が可能な品種の育成も有効である。このため、従来長い年月を要していた品種の育成を短期間で達成するために遺伝子組換え法を利用することは、オウレン属植物のように成長が緩慢な植物種において特に有効である。遺伝子組換え法とは、ある特定の機能を有する自己あるいは他の生物の遺伝子を、対象とする生物のゲノム染色体に導入し、新たな形質の付与あるいは特定の形質を強化または抑制する方法である。   In order to revitalize the domestic production of genus Aurora, it is desirable to cultivate varieties that can yield high yields of berberine in short-term cultivation, and can be cultivated in closed greenhouses that are not affected by weather and natural disasters Breeding various varieties is also effective. For this reason, the use of genetic recombination methods in order to achieve the breeding of varieties that previously required a long time in a short period of time is particularly effective for plant species with slow growth, such as the genus Oren. . A genetic recombination method is a method of introducing a new trait or strengthening or suppressing a specific trait by introducing a gene of self or another organism having a specific function into the genome chromosome of the target organism. .

オウレン属植物の遺伝子組換えについては、オウレン培養細胞の形質転換と、野外栽培植物の葉柄を外植片とする形質転換と、が報告されている(非特許文献4、及び、非特許文献5参照)。   As for the genetic recombination of the plant belonging to the genus Aureen, there are reports of transformation of cultured cell of auren and transformation using a petiole of a plant cultivated outdoors as an explant (Non-patent Documents 4 and 5). reference).

非特許文献4に開示されている手法では、オウレン培養細胞の形質転換は、16g(1億6千万個)の培養細胞から得られた形質転換細胞はわずか1クローンであり、形質転換効率が非常に低く実用性が低かった。   According to the method disclosed in Non-Patent Document 4, the transformation of cultured aurene cells is only 1 clone from 16 g (160 million) cultured cells, and the transformation efficiency is high. It was very low and practical.

また、非特許文献5に開示されている手法では、外植片の33.3%に形質転換細胞が形成され、形質転換効率が飛躍的に改善されたが、野外栽培植物を材料とするため、新鮮な植物材料が得にくい初夏から初春にかけては形質転換実験を行うことができなかった。   In the method disclosed in Non-Patent Document 5, transformed cells were formed in 33.3% of the explants, and the transformation efficiency was dramatically improved. From early summer to early spring, when it was difficult to obtain fresh plant material, transformation experiments could not be performed.

このため、オウレン属植物を採取できる時期に影響を受けることなく、形質転換効率が高い植物形質転換体を作出するのに好適な新たな作出方法が求められている。   For this reason, a new production method suitable for producing a plant transformant having high transformation efficiency without being affected by the time when a plant belonging to the genus Oren can be collected is required.

第十五改正日本薬局方、1187、2006年Fifteenth revision Japanese Pharmacopoeia, 1187, 2006 W. Kong et al., Nat. Med. 10, 1344-1351 (2004)W. Kong et al., Nat. Med. 10, 1344-1351 (2004) 薬用作物(生薬)関係資料、平成19年3月、財団法人日本特産農産物協会、p16 (2007)Documents related to medicinal crops (herbal medicine), March 2007, Japan Special Agricultural Products Association, p16 (2007) F. Sato et al., PNAS 98, 367-362 (2001)F. Sato et al., PNAS 98, 367-362 (2001) N. Shitan et al., Plant Biotechnology 22, 113-118 (2005)N. Shitan et al., Plant Biotechnology 22, 113-118 (2005)

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、オウレン属植物の組織・器官を材料とした植物形質転換体の作出方法、及び、植物形質転換体を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for producing a plant transformant using a tissue / organ of a plant belonging to the genus Oren and a plant transformant.

上記の目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る植物形質転換体の作出方法は、
オウレン属植物の組織・器官を殺菌する殺菌工程と、
前記殺菌された組織・器官を組織培養して、当該組織・器官から植物組織培養物を誘導する植物組織培養物誘導工程と、
前記誘導された植物組織培養物を継代培養する継代培養工程と、
前記誘導又は継代培養された植物組織培養物からカルスを誘導するカルス誘導工程と、
前記植物組織培養物から誘導されたカルスに遺伝子を導入し、当該カルスを形質転換する形質転換工程と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a method for producing a plant transformant according to the first aspect of the present invention comprises:
A sterilization process for sterilizing tissues and organs of the genus Oren,
Plant tissue culture induction step of culturing the sterilized tissue / organ and inducing a plant tissue culture from the tissue / organ;
A subculturing step of subculturing the induced plant tissue culture;
A callus induction step of inducing callus from the induced or subcultured plant tissue culture;
And a transformation step of transforming the callus by introducing a gene into the callus derived from the plant tissue culture.

前記継代培養工程では、前記植物組織培養物が無菌的に培養され、
前記形質転換工程では、前記カルスが植物組織又は器官に再分化される、ことも可能である。
In the subculture step, the plant tissue culture is aseptically cultured,
In the transformation step, the callus can be redifferentiated into a plant tissue or organ.

前記継代培養工程及びカルス誘導工程では、オーキシンとサイトカイニンとを含む固形培地で培養される、ことも可能である。   In the subculture process and the callus induction process, the culture can be performed in a solid medium containing auxin and cytokinin.

前記形質転換工程では、アグロバクテリウム法、ポリエチレングリコール法、電気穿孔法、及び、パーティクルガン法の少なくともいずれか1つの方法により前記遺伝子が導入される、ことも可能である。   In the transformation step, the gene can be introduced by at least one of the Agrobacterium method, the polyethylene glycol method, the electroporation method, and the particle gun method.

また、本発明の他の観点に係る植物形質転換体は、ノルコクラウリン−6−O−メチルトランスフェラーゼ(6−OMT)遺伝子が導入されて形質転換されることを特徴とする。   In addition, a plant transformant according to another aspect of the present invention is characterized by being transformed by introducing a norcoclaurine-6-O-methyltransferase (6-OMT) gene.

本発明によれば、オウレン属植物の組織・器官を材料とした植物形質転換体を作出することができる。また、オウレン属植物の植物形質転換体を高い効率で作出することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the plant transformant which used the structure | tissue / organ of the genus Orenum as a material can be produced. Moreover, the plant transformant of the plant of the genus Oren can be produced with high efficiency.

バイナリーベクターpBI-sGFPの構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of binary vector pBI-sGFP. 実施例1に係るオウレン属カルスへのsGFP遺伝子導入を行った結果、出現したsGFPの蛍光を示す図である。It is a figure which shows the fluorescence of sGFP which appeared as a result of performing sGFP gene introduction | transduction to the auricular callus which concerns on Example 1. FIG. 実施例1に係るsGFP蛍光が観察されたカルスの一部を分離して継代培養し、得られた形質転換カルスクローンを示す図である。It is a figure which shows the transformed callus clone obtained by isolate | separating and subculturing a part of callus in which sGFP fluorescence which concerns on Example 1 was observed. 実施例1に係るsGFP蛍光が観察されたカルスの一部を分離して継代培養し、得られた形質転換カルスクローンのsGFP蛍光を示す図である。It is a figure which shows the sGFP fluorescence of the transformed callus clone obtained by isolate | separating and subculturing a part of callus in which sGFP fluorescence which concerns on Example 1 was observed. 実施例2に係るオウレン培養植物体及び培養シュートの葉柄へのsGFP遺伝子導入を行った結果、出現したsGFPの蛍光を示す図である。It is a figure which shows the fluorescence of the sGFP which emerged as a result of performing sGFP gene introduction | transduction to the petal of the auren cultured plant body and cultured shoot which concern on Example 2. FIG. 実施例3に係るオウレン属植物の培養根へのsGFP遺伝子導入を行った結果、出現したsGFPの蛍光を示す図である。It is a figure which shows the fluorescence of the sGFP which appeared as a result of performing sGFP gene introduction | transduction to the cultured root of the plant of the genus Orenum concerning Example 3. 実施例4に係る6−OMT遺伝子が導入されて形質転換されたカルスを示す図である。It is a figure which shows the callus transformed by introducing the 6-OMT gene according to Example 4. 実施例4に係る6−OMT遺伝子が導入されて形質転換されたカルスを示す図である。It is a figure which shows the callus transformed by introducing the 6-OMT gene according to Example 4. 実施例4に係る6−OMT遺伝子が導入されて形質転換されたカルスから再分化した6−OMT遺伝子導入形質転換植物体を示す図である。It is a figure which shows the 6-OMT gene introduction | transduction transformed plant body redifferentiated from the callus transformed by introducing the 6-OMT gene which concerns on Example 4. 6−OMT遺伝子がオウレン属植物に導入されたことを示す図である。It is a figure which shows that 6-OMT gene was introduce | transduced into the Aurenium plant. 6−OMT遺伝子がオウレン属植物に導入されたことを示す図である。It is a figure which shows that 6-OMT gene was introduce | transduced into the Aurenium plant.

以下、本発明を詳細に説明する。本明細書の全体にわたり、単数系の表現は、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、定義を含めて本明細書が優先する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail. Throughout this specification, it should be understood that expressions in the singular system also include the plural concept unless otherwise stated. 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.

(用語の定義)
以下に本明細書において特に使用される用語の定義を列挙する。
(Definition of terms)
Listed below are definitions of terms particularly used in the present specification.

本発明において、「植物組織培養物」とは、植物の種々の器官、組織あるいは細胞を無菌的に分離し、これを適当な条件下で無菌的に培養したものをいう。具体的には、カルス、不定胚、培養シュート、培養根、培養植物体などである。
「培養植物体」とは、植物組織培養物のうち、植物形態学的な地上部組織「茎葉」と地下部組織「根」を有するものをいう。
「培養シュート」とは、植物組織培養物のうち、植物形態学的な地上部組織「茎葉」を有し、「根」をもたないものをいう。
「培養根」とは、植物組織培養物のうち植物形態学的な地下部組織「根」を有し、「茎葉」をもたないものをいう。
「カルス」とは、植物組織培養物のうち、不定形の植物細胞の塊で、植物形態学的な地上部組織「茎葉」や地下部組織「根」をもたないものをいう。
「不定胚」とは、植物組織培養物のうち、植物個体の体細胞由来の「胚様体」で、受精卵由来である通常の種子胚と同様な機能および形態形成上の特徴をもつものをいう。
In the present invention, “plant tissue culture” refers to a product obtained by aseptically separating various organs, tissues or cells of a plant and culturing them aseptically under appropriate conditions. Specifically, callus, somatic embryo, cultured shoot, cultured root, cultured plant and the like.
The “cultivated plant body” refers to a plant tissue culture having a plant morphological aboveground tissue “stems and leaves” and an underground tissue “root”.
“Culture shoot” refers to a plant tissue culture having a plant morphological above-ground tissue “stems and leaves” and having no “root”.
“Culture root” refers to a plant tissue culture having a plant morphological underground tissue “root” and having no “stems and leaves”.
“Callus” refers to a plant cell culture that is an abundant mass of plant cells that does not have plant morphological ground tissue “stems and leaves” or underground tissue “root”.
“Somatic embryo” is an “embryoid body” of plant tissue culture derived from somatic cells of a plant individual, and has the same functions and morphogenesis as normal seed embryos derived from fertilized eggs Say.

本発明の対象となる植物は、オウレン属(Coptis)に含まれる植物(以下、オウレン属植物)であれば特に限定されるものではない。オウレン属植物として、例えば、オウレン(コプティス・ヤポニカ:Coptis japonica)、コプティス・キネンシス(Coptis chinensis)、コプティス・デルトイデア(Coptis deltoidea)、その他ベルベリンを主アルカロイドとするオウレン属(コプティス属:genus Coptis)植物を使用することができる。   The plant which is the subject of the present invention is not particularly limited as long as it is a plant included in the genus Coptis (hereinafter, genus Cyprus). Examples of the plant belonging to the genus Coptis, for example, Coptis japonica, Coptis chinensis, Coptis deltoidea, and other genus Coptis plants whose main alkaloid is berberine. Can be used.

本発明において、「無菌植物」とは、上記植物組織培養物に加え、野外で栽培している植物の種々の器官、組織あるいは種子を殺菌処理し、適当な条件下で無菌的に培養したものもいう。無菌植物は、試験管やフラスコなどの密閉された容器に植物が生育するのに必要な培地を入れて、培地、容器ともにオートクレーブ等を用いて殺菌し、その無菌的な空間の中で育てられる。   In the present invention, the term “sterile plant” refers to a product obtained by sterilizing various organs, tissues or seeds of a plant cultivated in the field in addition to the plant tissue culture and cultivating aseptically under appropriate conditions. Also say. Aseptic plants are cultivated in an aseptic space by putting the medium necessary for plant growth into a sealed container such as a test tube or flask, sterilizing both the medium and the container using an autoclave, etc. .

本発明において、「オーキシン」とは、植物細胞の成長を促進する「植物成長調節物質」のうち、細胞の伸長、発根、細胞分裂の促進、カルス形成などを引き起こす性質をもつインドール酢酸(IAA)、インドール酪酸(IBA)、ナフタレン酢酸(NAA)、2,4-ジクロロフェノキシ酢酸(2,4-D)などをいう。
「サイトカイニン」とは、「植物成長調節物質」のうち、細胞分裂、不定芽の形成、芽の成長などを促進する性質をもつイソペンテニルアデニン(IPA)、カイネチン(KIN)、ゼアチン、ベンジルアデニン(BA)などをいう。
In the present invention, “auxin” refers to indoleacetic acid (IAA) having the property of causing cell elongation, rooting, cell division promotion, callus formation, etc., among “plant growth regulators” that promote plant cell growth. ), Indolebutyric acid (IBA), naphthalene acetic acid (NAA), 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), and the like.
“Cytokinein” is a “plant growth regulator” of isopentenyl adenine (IPA), kinetin (KIN), zeatin, and benzyladenine that promotes cell division, adventitious bud formation, bud growth, etc. BA).

「植物発現用ベクター」とは、植物に所望の組換え遺伝子を導入するために、所望の組換え遺伝子を含む適切なベクターである。植物発現用ベクターは、当業者に周知の遺伝子組換え技術を用いて作製され得る。アグロバクテリウムを用いた形質転換法において使用するための植物発現用ベクターの構築には、例えば、pBI系のベクターが好適に用いられるが、これに限定されない。   A “plant expression vector” is an appropriate vector containing a desired recombinant gene in order to introduce the desired recombinant gene into a plant. Plant expression vectors can be prepared using gene recombination techniques well known to those skilled in the art. For the construction of a plant expression vector for use in a transformation method using Agrobacterium, for example, a pBI vector is preferably used, but the present invention is not limited thereto.

「所望の組換え遺伝子」とは、植物に導入されることが所望される任意のポリヌクレオチドをいう。本発明における所望の組換え遺伝子は、天然から単離されたものに限定されず、合成ポリヌクレオチドも含み得る。合成ポリヌクレオチドは、例えば、配列が公知の遺伝子を、当業者に周知の手法によって合成または改変することにより入手し得る。
本発明における所望の組換え遺伝子としては、例えば、形質転換される植物において発現が所望される、その植物に対して内因性または外因性である任意のポリヌクレオチドおよび植物においてある内因性遺伝子の発現制御が所望される場合の、その標的となる遺伝子のアンチセンス配列を含むポリヌクレオチドが挙げられる。また、アルカロイドの生合成鍵酵素遺伝子、アルカロイドの生合成酵素遺伝子抑制配列(RNAi)、アルカロイド生合成能に影響を与える転写因子及びそのRNAi、植物の形態(例えば、葉が大きくなる、成長が早くなる、草丈が大きくなるなど)に影響を与えるシロイヌナズナ由来の転写因子及びその抑制遺伝子、及び、植物の形態に影響を与える転写因子のセリバオウレン由来のホモログ遺伝子などである。
A “desired recombinant gene” refers to any polynucleotide that is desired to be introduced into a plant. The desired recombinant gene in the present invention is not limited to those isolated from nature, and may include synthetic polynucleotides. A synthetic polynucleotide can be obtained, for example, by synthesizing or modifying a gene having a known sequence by a technique well known to those skilled in the art.
The desired recombinant gene in the present invention includes, for example, any polynucleotide that is endogenous or exogenous to the plant, whose expression is desired in the transformed plant, and the expression of the endogenous gene in the plant. A polynucleotide containing an antisense sequence of its target gene when control is desired. Also, alkaloid biosynthesis key enzyme gene, alkaloid biosynthesis enzyme gene inhibitory sequence (RNAi), transcription factor affecting RNA synthesis ability of alkaloid and its RNAi, plant morphology (for example, leaf growth, rapid growth A transcription factor derived from Arabidopsis thaliana and its repressing gene that affect the plant height, and a homologous gene derived from Ceribauren, a transcription factor that affects the morphology of plants.

植物において発現が意図される場合、所望の組換え遺伝子は、自己のプロモーター、すなわち、天然において当該遺伝子が作動可能に連結しているプロモーターを作動可能な様式で含むか、または自己のプロモーターを含まない場合、もしくは自己のプロモーター以外のプロモーターをさらに含むことが所望される場合、任意の適切な植物プロモーターと作動可能に連結される。使用され得る植物プロモーターとしては、構成的プロモーターおよび植物体の一部において選択的に発現するプロモーター、ならびに誘導性のプロモーターが挙げられる。   Where expression is intended in plants, the desired recombinant gene comprises a self promoter, i.e. a promoter to which the gene is operably linked in nature, or comprises a self promoter. If not, or if it is desired to further include a promoter other than its own promoter, it is operably linked to any suitable plant promoter. Plant promoters that can be used include constitutive promoters and promoters that are selectively expressed in parts of the plant, as well as inducible promoters.

植物発現用ベクターにおいて、さらに種々のエレメントが宿主植物の細胞中で作動し得る状態で連結され得る。調節エレメントは、好適には、選抜マーカー遺伝子、植物プロモーター、ターミネーターおよびエンハンサーを含み得る。使用される植物発現用ベクターのタイプおよび調節エレメントの種類が、形質転換の目的に応じて変わり得る事は、当業者に周知の事項である。   In the plant expression vector, various elements can be further linked in a state where they can operate in the cells of the host plant. The regulatory elements can suitably include a selectable marker gene, a plant promoter, a terminator and an enhancer. It is well known to those skilled in the art that the type of plant expression vector used and the type of regulatory element can vary depending on the purpose of transformation.

「選抜マーカー遺伝子」は、形質転換植物の選抜を容易にするために使用され得る。ハイグロマイシン耐性を付与するためのハイグロマイシンフォスフォトランスフェラーゼ(hpt)遺伝子、およびカナマイシン耐性を付与するためのネオマイシンフォスフォトランスフェラーゼII(nptII)遺伝子、およびビアラフォス耐性を付与するためのフォスフィノスリシンアセチルトランスフェラーゼ(pat)遺伝子のような薬剤耐性遺伝子が好適に用いられ得るが、これらに限定されない。   A “selection marker gene” can be used to facilitate selection of transformed plants. Hygromycin phosphotransferase (hpt) gene for conferring hygromycin resistance, neomycin phosphotransferase II (nptII) gene for conferring kanamycin resistance, and phosphinothricin acetyltransferase for conferring bialaphos resistance A drug resistance gene such as (pat) gene can be preferably used, but is not limited thereto.

「レポーター遺伝子」とは、通常、蛍光タンパク質遺伝子、呈色反応を触媒する酵素の遺伝子であり、たとえば、緑色蛍光タンパク質(GFP)遺伝子、赤色蛍光タンパク質遺伝子(DsRed)、ルシフェラーゼ遺伝子(Luc)やβ−グルクロニダーゼ(GUS)遺伝子である。レポーター遺伝子は、形質転換植物中に導入された組換え遺伝子の植物組織・細胞特異的発現の様相を明らかにするために使用され得る、また、形質転換植物の選抜を容易にするための選抜マーカー遺伝子としても使用され得る。薬剤耐性遺伝子以外の選抜マーカー遺伝子として、緑色蛍光タンパク質(GFP)遺伝子や赤色蛍光タンパク質遺伝子(DsRed)が好適に用いられ得るが、これらに限定されない。   The “reporter gene” is usually a fluorescent protein gene or a gene of an enzyme that catalyzes a color reaction. For example, a green fluorescent protein (GFP) gene, a red fluorescent protein gene (DsRed), a luciferase gene (Luc), or β -Glucuronidase (GUS) gene. The reporter gene can be used to clarify the aspect of plant tissue / cell-specific expression of a recombinant gene introduced into a transformed plant, and a selection marker for facilitating the selection of transformed plants It can also be used as a gene. As a selection marker gene other than the drug resistance gene, a green fluorescent protein (GFP) gene or a red fluorescent protein gene (DsRed) can be preferably used, but is not limited thereto.

「植物プロモーター」とは、選抜マーカー遺伝子および所望の組換え遺伝子に作動可能に連結される、植物で発現するプロモーターを意味する。このようなプロモーターの例としては、カリフラワーモザイクウイルス(CaMV)の35Sプロモーター、およびノパリン合成酵素のプロモーターが挙げられるが、これらに限定されない。   “Plant promoter” means a plant-expressed promoter operably linked to a selectable marker gene and a desired recombinant gene. Examples of such promoters include, but are not limited to, the cauliflower mosaic virus (CaMV) 35S promoter and the promoter of nopaline synthase.

「ターミネーター」とは、遺伝子のタンパク質をコードする領域の下流に位置し、DNAがmRNAに転写される際の転写の終結、およびポリA配列の付加に関与する配列である。ターミネーターの例としては、CaMV35Sターミネーター、およびノパリン合成酵素遺伝子のターミネーター(Tnos)が挙げられるが、これらに限定されない。   A “terminator” is a sequence that is located downstream of a region encoding a protein of a gene, and is involved in termination of transcription when DNA is transcribed into mRNA, and addition of a poly A sequence. Examples of the terminator include, but are not limited to, CaMV35S terminator and terminator (Tnos) of nopaline synthase gene.

「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。エンハンサーとしては、CaMV35Sプロモーター内の上流側の配列を含むエンハンサー領域が好適である。エンハンサーは、1つの植物発現用ベクターあたり複数個用いられ得る。 An “enhancer” can be used to increase the expression efficiency of a target gene. As the enhancer, an enhancer region containing an upstream sequence in the CaMV35S promoter is preferable. A plurality of enhancers can be used per one plant expression vector.

以下に、オウレン属植物を形質転換する方法について説明する。   Hereinafter, a method for transforming the plant belonging to the genus Orensis will be described.

(殺菌処理)
まず、野外栽培のオウレン属植物の一部を構成する組織・器官を殺菌処理する。当該組織・器官は、例えば、葉、葉柄、花梗、茎、根茎、根、実、種子である。野外栽培のオウレン属植物等を殺菌するために、(1)75%エタノールで1分間殺菌し、(2)滅菌水で1分間すすぎ、(3)2%次亜塩素酸ナトリウム(Tween20 1滴/30ml)で10分間殺菌し、(4)滅菌水で1分間すすぐ工程を3回行い、(5)植物の傷んだ部分を取り除く。
なお、植物に付着する菌の数を一定数以下にすることができる公知のいかなる殺菌方法も用いることができる。
(Sterilization treatment)
First, the tissues and organs constituting a part of the cultivated Aurelia plant are sterilized. The tissue / organ is, for example, a leaf, a petiole, an inflorescence, a stem, a rhizome, a root, a fruit, or a seed. In order to sterilize cultivated genus plant in the field, (1) sterilize with 75% ethanol for 1 minute, (2) rinse with sterilized water for 1 minute, (3) 2% sodium hypochlorite (1 drop / Tween20 / 30 ml) for 10 minutes, (4) rinse with sterile water for 1 minute three times, and (5) remove the damaged part of the plant.
Any known sterilization method that can reduce the number of bacteria attached to the plant to a certain number or less can be used.

上記の処理により、野外栽培のオウレン属植物等を殺菌することができるが、野外栽培の植物であるため、形質転換に適した無菌植物を得ることが困難である。このため、後述する植物組織培養物誘導処理及び継代培養処理を行うことにより、無菌植物を作出することができる。   Although the above-mentioned treatment can sterilize cultivated genus plant of the outdoors, etc., since it is a plant cultivated in the field, it is difficult to obtain a sterile plant suitable for transformation. For this reason, an aseptic plant can be produced by performing the plant tissue culture induction process and the subculture process described below.

(植物組織培養物誘導処理)
次に、殺菌処理されたオウレン属植物組織・器官を適切な大きさ(例えば、5mm長など)の切片に調製した後、適切な濃度のオーキシン(例えば、0〜1mg/lのNAA)とサイトカイニン(例えば、0〜2mg/lのKIN)とを含む培地で培養する。当該処理により、無菌植物を作出することができる。
(Plant tissue culture induction treatment)
Next, sterilized Auren plant tissues / organs are prepared into sections of an appropriate size (for example, 5 mm in length), and then auxin (for example, 0-1 mg / l NAA) at an appropriate concentration and cytokinin are prepared. (For example, 0 to 2 mg / l KIN). As a result of the treatment, a sterile plant can be produced.

このときの培地としては、ムラシゲ・スクーグ培地、ガンボルグB5培地、ホワイト培地、リンスマイヤー・スクーグ培地、ウッディプラント(WP)培地(G. Lloyd & B. McCown, Intnl. Plant Propag. Soc. Combd. Proc., vol. 30, 421-427 (1980)参照)等の通常の植物組織培養用培地を用いることができる。特に、WP培地を用いることが望ましく、さらに、この培地に10mg/lのL-グルタミンを添加することが望ましい。培養の温度は、代表的には15〜25℃、好ましくは20℃である。光条件は特に限定しないが、暗所が望ましい。   As the medium at this time, Murashige-Skoog medium, Gambolg B5 medium, White medium, Linsmeier-Skoog medium, Woody plant (WP) medium (G. Lloyd & B. McCown, Intnl. Plant Propag. Soc. Combd. Procd. , vol. 30, 421-427 (1980)) or the like can be used. In particular, it is desirable to use a WP medium, and it is further desirable to add 10 mg / l L-glutamine to this medium. The culture temperature is typically 15 to 25 ° C, preferably 20 ° C. The light conditions are not particularly limited, but a dark place is desirable.

(継代培養処理)
少なくとも1回の培養を行うことにより、植物組織培養物が作出される。そして、作出された植物組織培養物を、そのまま、もしくは、分割して植え替えを行うことにより、継代培養する。継代培養する回数は任意であり、植物組織培養物を作出することができればよい。継代培養処理では、植物組織培養物誘導処理と同様の培地を用いることができる。
(Subculture treatment)
By performing at least one culture, a plant tissue culture is produced. Then, the produced plant tissue culture is subcultured as it is or by dividing and replanting. The number of subcultures is arbitrary, and it is sufficient that a plant tissue culture can be produced. In the subculture treatment, a medium similar to the plant tissue culture induction treatment can be used.

なお、継代培養せずに、1回の培養により作出された植物組織培養物を、後述する形質転換処理することもでき、また、継代培養により作出された植物組織培養物を形質転換処理することもできる。   In addition, the plant tissue culture produced by one culture without subculture can also be subjected to the transformation treatment described later, and the plant tissue culture produced by subculture is transformed. You can also

(形質転換処理)
次に、培養された植物組織培養物を形質転換する。形質転換する方法として、アグロバクテリウム法について説明する。
(Transformation treatment)
Next, the cultured plant tissue culture is transformed. The Agrobacterium method will be described as a method for transformation.

オウレン属植物の形質転換に用いられるアグロバクテリウムは、アグロバクテリウム属細菌のアグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens)あるいはアグロバクテリウム・リゾゲネス(Agrobacterium rhizogenes)であり、好ましくはアグロバクテリウム・ツメファシエンスである。アグロバクテリウムは、所望の組換え遺伝子を含む植物発現用ベクターで、例えば、エレクトロポレーション(電気穿孔法)によって形質転換される。形質転換されたアグロバクテリウムを、オウレン属植物の植物組織培養物に感染させることにより、所望の組換え遺伝子を植物に導入し得る。導入された組換え遺伝子は、植物中のゲノムに組み込まれて存在する。また、形質転換体と非形質転換体とを選別するための選抜マーカー遺伝子は、所望の組換え遺伝子とともに植物に導入される。
なお、植物中のゲノムとは、核染色体のみならず、植物細胞中の各種オルガネラ、例えば、ミトコンドリア、葉緑体などに含まれるゲノムを含んでいう。
The Agrobacterium used for the transformation of the plant of the genus Agrobacterium is Agrobacterium tumefaciens or Agrobacterium rhizogenes, preferably Agrobacterium rhizogenes. is there. Agrobacterium is a plant expression vector containing a desired recombinant gene and is transformed, for example, by electroporation (electroporation). A desired recombinant gene can be introduced into a plant by infecting the plant tissue culture of the plant belonging to the genus Aurelia with the transformed Agrobacterium. The introduced recombinant gene is integrated in the genome of the plant. In addition, a selection marker gene for selecting a transformant and a non-transformant is introduced into a plant together with a desired recombinant gene.
The plant genome includes not only nuclear chromosomes but also genomes contained in various organelles such as mitochondria and chloroplasts in plant cells.

(カルス誘導処理とアグロバクテリウム感染処理)
前記植物組織培養物(例えば、カルス、不定胚、培養シュートや培養根)は、適切な濃度のオーキシン(例えば、0〜1mg/lのNAA)とサイトカイニン(例えば、0〜2mg/lのKIN)とを含む培地でカルス誘導処理したのち、適切な大きさ(例えば、5mm長、径2〜3mmの細胞塊など)に調製し、無菌操作下で、形質転換されたアグロバクテリウムを感染させる。
(Callus induction treatment and Agrobacterium infection treatment)
The plant tissue culture (for example, callus, somatic embryo, cultured shoot and root) has an appropriate concentration of auxin (for example, 0-1 mg / l NAA) and cytokinin (for example, 0-2 mg / l KIN). After the callus induction treatment in a medium containing the above, it is prepared to an appropriate size (for example, a cell mass having a length of 5 mm and a diameter of 2 to 3 mm) and infected with transformed Agrobacterium under aseptic operation.

アグロバクテリウムでの感染(共存培養)の間、代表的には30分〜14日間、好ましくは14日間、植物切片は暗所で保温される。植物とアグロバクテリウムを共存培養するための一般的な期間は2〜3日程度であるが、本形質転換処理における共存培養期間は、一般的な共存培養期間より長いことが好ましい。   During infection with Agrobacterium (co-culture), plant sections are typically kept warm in the dark for 30 minutes to 14 days, preferably 14 days. The general period for co-culturing plants and Agrobacterium is about 2 to 3 days, but the co-cultivation period in this transformation treatment is preferably longer than the general co-culture period.

共存培養時の温度は代表的には10〜28℃、好ましくは20℃である。共存培養時の温度を低くすることにより、オウレン属植物から生産されるベルベリンの量を抑えることができる。ベルベリンには殺菌効果があり、ベルベリンの量が抑えられると殺菌効果が弱まるため、形質転換効率を高めることができる。   The temperature during co-culture is typically 10 to 28 ° C, preferably 20 ° C. By reducing the temperature during co-cultivation, the amount of berberine produced from the plant belonging to the genus Oren can be suppressed. Berberine has a bactericidal effect, and if the amount of berberine is suppressed, the bactericidal effect is weakened, so that the transformation efficiency can be increased.

次に、アグロバクテリウムを除菌するために、共存培養した植物切片を、適切な除菌剤(例えば、カルベニシリン、クラフォラン)により処理する。   Next, in order to sterilize Agrobacterium, the plant section co-cultured is treated with an appropriate sterilizing agent (for example, carbenicillin, kraforan).

植物発現用ベクターに含まれる選抜マーカー(例えば、カナマイシン耐性、ハイグロマイシン耐性などの薬剤耐性)を基準として、形質転換された植物細胞を選抜する。   A transformed plant cell is selected based on a selection marker (for example, drug resistance such as kanamycin resistance and hygromycin resistance) contained in the plant expression vector.

アグロバクテリウムの除菌処理と選抜マーカーによる形質転換細胞の選抜は、両方の薬剤を培地に添加し、同時に行い得るが、それぞれを単独に行うことも可能である。特にアグロバクテリウム感染直後の除菌処理では、選抜のための薬剤を添加せず、除菌剤単独の添加が好ましい。   Agrobacterium sterilization treatment and selection of transformed cells using a selection marker can be performed simultaneously by adding both agents to the medium, but each can also be performed independently. In particular, in sterilization treatment immediately after Agrobacterium infection, it is preferable to add a sterilizing agent alone without adding a drug for selection.

適切な除菌条件および選抜条件下での培養後、選抜された形質転換細胞は、適切な植物成長調節物質を含む再分化培地(例えば、10mg/lグルタミンを含有したWP培地、以下WPG培地)に移され、適切な期間、保温される。再分化した形質転換体は、発根培地(例えば、植物調節物質を含まないWPG培地)に移される。根の発育が確認された後、形質転換体は、鉢上げされる。   After culturing under appropriate sterilization conditions and selection conditions, the selected transformed cells are redifferentiation medium containing an appropriate plant growth regulator (eg, WP medium containing 10 mg / l glutamine, hereinafter referred to as WPG medium). And kept warm for an appropriate period. The redifferentiated transformant is transferred to a rooting medium (for example, a WPG medium not containing a plant regulator). After root development is confirmed, the transformants are raised.

植物に導入された所望の組換え遺伝子は、植物において意図される目的(例えば、目的とされる新たな形質の発現、またはある内因性の遺伝子の発現の制御)のために作用する。   The desired recombinant gene introduced into the plant acts for the intended purpose in the plant (eg, the expression of the desired new trait or the control of the expression of some endogenous gene).

所望の組換え遺伝子が植物に導入されたか否かは、当業者に周知の手法を用いて、確認される。この確認は、例えば、PCR法、サザンハイブリダイゼーション法、ノーザンハイブリダイゼーション法、in situハイブリダイゼーション等により行うことができる。具体的には、PCR法の場合、形質転換植物からDNAを調製し、所望の組換え遺伝子特異的プライマーを設計してPCRを行う。PCRを行った後は、増幅産物についてアガロースゲル電気泳動、ポリアクリルアミドゲル電気泳動又はキャピラリー電気泳動等を行い、臭化エチジウム、SYBR Green液等により染色し、そして増幅産物を1本のバンドとして検出することにより、形質転換されたことを確認することができる。また、予め蛍光色素等により標識したプライマーを用いてPCRを行い、増幅産物を検出することもできる。さらに、マイクロプレート等の固相に増幅産物を結合させ、蛍光又は酵素反応等により増幅産物を確認する方法でもよい。
組換え遺伝子としてレポーター遺伝子を植物に導入した場合は、形質転換植物からDNAやRNAを調製することなく、導入遺伝子の確認を行うことが出来る。例えば、改変型GFP(sGFP)遺伝子を植物に導入した場合、組換え遺伝子が導入され、発現した植物細胞は、sGFPタンパク質を生産するため、特異的な緑色蛍光が観察される。すなわち、蛍光顕微鏡下での観察により、遺伝子導入が確認できる。
Whether or not the desired recombinant gene has been introduced into the plant can be confirmed using techniques well known to those skilled in the art. This confirmation can be performed by, for example, PCR method, Southern hybridization method, Northern hybridization method, in situ hybridization and the like. Specifically, in the case of the PCR method, DNA is prepared from a transformed plant, and PCR is carried out by designing a desired recombinant gene-specific primer. After PCR, the amplified product is subjected to agarose gel electrophoresis, polyacrylamide gel electrophoresis, capillary electrophoresis, etc., stained with ethidium bromide, SYBR Green solution, etc., and the amplified product is detected as a single band. By doing so, it can confirm that it transformed. Moreover, PCR can be performed using a primer previously labeled with a fluorescent dye or the like to detect an amplification product. Furthermore, the amplification product may be bound to a solid phase such as a microplate, and the amplification product may be confirmed by fluorescence or enzymatic reaction.
When a reporter gene is introduced into a plant as a recombinant gene, the introduced gene can be confirmed without preparing DNA or RNA from the transformed plant. For example, when a modified GFP (sGFP) gene is introduced into a plant, the recombinant gene is introduced and the expressed plant cells produce sGFP protein, and thus specific green fluorescence is observed. That is, gene transfer can be confirmed by observation under a fluorescence microscope.

形質転換効率は、所望の組換え遺伝子がゲノムDNAに挿入された植物切片数を感染に供した切片数で割り、100をかけて算出し得る。導入する組換え遺伝子として、sGFP遺伝子を用いた場合、アグロバクテリウム感染、除菌、薬剤耐性マーカーによる選抜を行った植物切片に形成したカルスを、蛍光顕微鏡下で観察し、sGFP蛍光が観察された切片数を感染に供した切片数で割り、100をかけて算出する。sGFP蛍光は、1切片に形成したカルスのいずれかの部位に観察されれば1とカウントする。sGFP蛍光は、試験切片の観察前に、非組換えカルスを観察し、非組換えカルスで蛍光が認められない励起光および露光条件に設定後、試験切片を観察する。   The transformation efficiency can be calculated by dividing the number of plant sections into which the desired recombinant gene has been inserted into the genomic DNA by the number of sections subjected to infection and multiplying by 100. When the sGFP gene is used as a recombinant gene to be introduced, callus formed on a plant section that has been selected by Agrobacterium infection, sterilization, and drug resistance marker is observed under a fluorescence microscope, and sGFP fluorescence is observed. The number of sections obtained is divided by the number of sections subjected to infection and multiplied by 100. If sGFP fluorescence is observed in any part of the callus formed in one section, it is counted as 1. For sGFP fluorescence, the non-recombinant callus is observed before observing the test section, and the test section is observed after setting the excitation light and exposure conditions such that no fluorescence is observed in the non-recombinant callus.

本発明に係る方法により作出される植物形質転換体は、27〜70%の形質転換効率が得られ、従来の方法と比較して、約2倍以上の効率である。   The plant transformant produced by the method according to the present invention has a transformation efficiency of 27 to 70%, which is about twice or more the efficiency of the conventional method.

なお、植物組織培養物を形質転換する方法は、アグロバクテリウム法に限定されず、ポリエチレングリコール法、電気穿孔法、また、パーティクルガン法等、公知のいかなる方法も用いることができる。また、複数の手法、例えば、アグロバクテリウム法とポリエチレングリコール法との2種類の方法を用いて、形質転換処理を行うこともできる。   The method for transforming the plant tissue culture is not limited to the Agrobacterium method, and any known method such as a polyethylene glycol method, an electroporation method, or a particle gun method can be used. In addition, the transformation treatment can also be performed using a plurality of methods, for example, two methods, an Agrobacterium method and a polyethylene glycol method.

以上説明したように、本発明によれば、オウレン属植物の組織・器官を材料とした植物形質転換体を作出することができる。また、オウレン属植物の植物形質転換体を高い効率で作出することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to produce a plant transformant using a tissue / organ of a plant belonging to the genus Oren. Moreover, the plant transformant of the plant of the genus Oren can be produced with high efficiency.

従来の方法では、野外栽培植物の葉柄の外植片を形質転換の材料とするため、アグロバクテリウムでの感染の前に、葉柄の滅菌処理を必要とした。オウレン属植物を採取できない季節では、形質転換を行うための材料そのものが手に入らないため、形質転換を行える季節が初春から初夏までに限定されていた。対照的に、本発明の方法は、無菌化された植物組織培養物を用いるため、通年の形質転換が可能である。   In the conventional method, a petiole explant of a field-cultivated plant is used as a material for transformation. Therefore, sterilization of the petiole is required before infection with Agrobacterium. In the season when the plant of the genus Aurensis cannot be collected, the material for transformation itself is not available, so the season in which transformation is possible was limited from early spring to early summer. In contrast, the method of the present invention uses a sterilized plant tissue culture, which allows for year-round transformation.

次に、ノルコクラウリン−6−O−メチルトランスフェラーゼ(6−OMT)遺伝子が導入されて、形質転換されるオウレン属植物の形質転換体を作出する方法について説明する。なお、オウレン属植物を殺菌する処理、植物組織培養物を誘導する処理、形質転換する処理については、上述の処理と同様である。   Next, a method for producing a transformant of a plant belonging to the genus Oren that is transformed by introducing a norcoclaurine-6-O-methyltransferase (6-OMT) gene will be described. In addition, about the process which disinfects a genus plant, the process which induces a plant tissue culture, and the process which transforms, it is the same as that of the above-mentioned process.

(ベクター)
オウレン属植物に所望の組換え遺伝子を導入するために、所望の組換え遺伝子を含む適切な植物発現用ベクターが構築される。6−OMT遺伝子を植物の高発現型プロモーター(EL2-35S)の下流に連結したカセットと、形質転換細胞を選抜するマーカー遺伝子であるカナマイシン耐性遺伝子(nptII)またはハイグロマイシン耐性遺伝子(hpt)と、をT-DNA上に有するバイナリーベクターが用いられる。
(vector)
In order to introduce a desired recombinant gene into a plant belonging to the genus Auren, an appropriate plant expression vector containing the desired recombinant gene is constructed. A cassette in which a 6-OMT gene is linked downstream of a plant high expression promoter (EL2-35S), a kanamycin resistance gene (nptII) or a hygromycin resistance gene (hpt), which is a marker gene for selecting transformed cells, A binary vector having T on DNA is used.

6−OMT遺伝子が導入されたかの確認は、カルス又は形質転換植物体からDNeasy(QIAGEN)を用いて、従来の方法に従ってDNAを抽出し、高発現型プロモーター(EL2-35S)と6−OMT遺伝子に特異的なプライマーセットを用いたPCR法により行う。そして、電気泳動により、導入されたEL2-35Sから6−OMT遺伝子に至る配列を確認する。また、形質転換の確認は、マーカー遺伝子であるカナマイシン耐性遺伝子(nptII)またはハイグロマイシン耐性遺伝子(hpt)それぞれに特異的なプライマーセットを用いたPCR法で確認することもできる。   Whether 6-OMT gene has been introduced is confirmed by extracting DNA from callus or transformed plant body using DNeasy (QIAGEN) according to the conventional method, and expressing the high expression promoter (EL2-35S) and 6-OMT gene. It is performed by PCR using a specific primer set. Then, the sequence from the introduced EL2-35S to the 6-OMT gene is confirmed by electrophoresis. The transformation can also be confirmed by a PCR method using a primer set specific for each of the marker genes kanamycin resistance gene (nptII) or hygromycin resistance gene (hpt).

6−OMT遺伝子は、イソキノリンアルカロイド生合成系遺伝子である。6−OMT遺伝子以外のイソキノリンアルカロイド生合成系遺伝子として、例えば、チロシンデカルボキシラーゼ(TYDC)、ノルコクラウリン合成酵素(NCS)、コクラウリン-N-メチルトランスフェラーゼ(CNMT)、チトクロームP450 80B2(CYP80B2)、(S)-3'-ヒドロキシ-N-メチルコクラウリン-4'-O-メチルトランスフェラーゼ(4'OMT)、ベルベリンブリッジ酵素(BBE)、スコウレリン-9-O-メチルトランスフェラーゼ(SMT)、または、チトクロームP450 719A:カナディン合成酵素(CYP719A)等、をコードする遺伝子を挙げることができる。6−OMT遺伝子以外のイソキノリンアルカロイド生合成系遺伝子を導入することにより、オウレン属植物を形質転換することができる。   The 6-OMT gene is an isoquinoline alkaloid biosynthesis gene. Examples of isoquinoline alkaloid biosynthetic genes other than 6-OMT genes include tyrosine decarboxylase (TYDC), norcoclaurine synthase (NCS), coclaurin-N-methyltransferase (CNMT), cytochrome P450 80B2 (CYP80B2), ( S) -3'-hydroxy-N-methylcoclaurine-4'-O-methyltransferase (4'OMT), berberine bridge enzyme (BBE), squalelin-9-O-methyltransferase (SMT), or cytochrome P450 719A: A gene encoding canadine synthase (CYP719A) and the like can be mentioned. By introducing an isoquinoline alkaloid biosynthetic gene other than the 6-OMT gene, a plant of the genus Oren can be transformed.

以上説明したように、本発明によれば、6−OMT遺伝子が導入されるオウレン属の植物形質転換体を作出することができる。   As described above, according to the present invention, a plant transformant of the genus Auren into which a 6-OMT gene is introduced can be produced.

以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明する。本発明は以下の実施例に限定されるものではない。実施例で使用した、材料、試薬などは、他に特定のない限り、商業的な供給源から入手可能である。   The present invention will be specifically described below with reference to examples. The present invention is not limited to the following examples. The materials, reagents, etc. used in the examples are available from commercial sources unless specified otherwise.

(実施例1:カルスの形質転換)
オウレン属植物(コプティス・ヤポニカ・マキノ:Coptis japonica Makino)のカルスを材料として、以下の方法によって形質転換を行った。
(Example 1: Transformation of callus)
Using callus of a plant belonging to the genus Auren (Coptis japonica Makino), transformation was carried out by the following method.

(ベクター)
図1は、バイナリーベクターpBI-sGFPの構造を示す模式図である。形質転換細胞を選抜するマーカー遺伝子であるカナマイシン耐性遺伝子(nptII)と、形質転換細胞のレポーターとなるsGFP(synthesized Green Fluorescent Protein)遺伝子と、をT-DNA上に有するバイナリーベクターpBI-sGFPをAgrobacterium tumefaciens LBA4404菌に形質転換し、実験に用いた。
(vector)
FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of the binary vector pBI-sGFP. Agrobacterium tumefaciens is a binary vector pBI-sGFP having a kanamycin resistance gene (nptII) which is a marker gene for selecting transformed cells and a sGFP (synthesized Green Fluorescent Protein) gene serving as a reporter for transformed cells on T-DNA. LBA4404 bacteria were transformed and used for experiments.

(カルスの誘導及びカルスの継代培養)
殺菌処理したオウレン野外栽培植物の葉柄を、10mg/l L-グルタミンを含むWPG培地に置床し、20℃、暗所で培養し、不定胚形成能を有するカルスを誘導した。得られたカルスは、同培地で継代培養した。カルスの誘導及び継代培養に用いたWPG培地(WPGN1K2培地)の組成は、以下のとおりである:30g/l スクロース、10mg/l L-グルタミン、1mg/l NAA、2mg/l KIN、2.5g/lゲルライト、pH5.7。
(Callus induction and callus subculture)
The petioles of the sterilized oren field-cultivated plant were placed on a WPG medium containing 10 mg / l L-glutamine and cultured in the dark at 20 ° C. to induce callus having somatic embryogenic ability. The obtained callus was subcultured in the same medium. The composition of WPG medium (WPGN1K2 medium) used for callus induction and subculture is as follows: 30 g / l sucrose, 10 mg / l L-glutamine, 1 mg / l NAA, 2 mg / l KIN, 2. 5 g / l gellite, pH 5.7.

(アグロバクテリウムの感染)
YEB固形培地、25℃、暗所で培養中のアグロバクテリウム菌を白金耳ですくい取り、20mg/lのアセトシリンゴンを含む滅菌水に懸濁し、アグロバクテリウム菌液を調製した。上記カルスから、径2-3mmのカルス片を調製し、そのままアグロバクテリウム菌液に浸せきした後、WPGN1K2培地に移植し、暗所、20℃で14日間共存培養を行った。
(Agrobacterium infection)
Agrobacterium in culture in a YEB solid medium at 25 ° C. in the dark was scooped with a platinum loop and suspended in sterile water containing 20 mg / l acetosyringone to prepare an Agrobacterium solution. A callus piece having a diameter of 2-3 mm was prepared from the above callus, immersed in an Agrobacterium solution as it was, and transplanted to a WPGN1K2 medium, and co-cultured in the dark at 20 ° C. for 14 days.

(除菌及び形質転換カルスの選抜)
共存培養の完了後、アグロバクテリウムを感染させたカルス片を1g/lクラフォランを含有する滅菌水(クラフォラン液)に入れ、100rpmで振とうしながら20℃、暗所で1日間、次いでクラフォラン液を交換し3日間、さらにクラフォラン液を交換し4日間、合計3回この操作を繰り返し、カルス片からアグロバクテリウムを洗い流した。
(Selection of sterilized and transformed callus)
After completion of co-cultivation, callus pieces infected with Agrobacterium were placed in sterilized water (Klaforan solution) containing 1 g / l Claforan, shaken at 100 rpm at 20 ° C. for 1 day in the dark, and then Claforan solution. The Agrobacterium was washed away from the callus pieces for 3 days, and the kraforan solution was changed for 4 days, and this operation was repeated 3 times in total for 4 days.

次いで形質転換した細胞を選抜するために、薬剤として20mg/lジェネティシンを含有するWPGN1K2培地(選抜培地)に置床した。カルス片からアグロバクテリウムが再び増殖し始めた場合は、500mg/lクラフォランを追加したWPGN1K2培地(除菌培地)に移植し除菌処理を行った。また、除菌のための薬剤および選抜のための薬剤の影響により、カルス片の褐変化が著しい場合は、薬剤を含まないWPGN1K2培地にカルス片を移植し、カルスの成長を促した。形質転換細胞の出現は、レポーター遺伝子sGFPの発現を指標に評価した。   Subsequently, in order to select transformed cells, the cells were placed on WPGN1K2 medium (selection medium) containing 20 mg / l geneticin as a drug. When Agrobacterium began to grow again from the callus piece, it was transplanted to a WPGN1K2 medium (sterilization medium) supplemented with 500 mg / l Kraforan and sterilized. Moreover, when the browning of the callus piece was remarkable due to the influence of the drug for sterilization and the drug for selection, the callus piece was transplanted to a WPGN1K2 medium containing no drug to promote callus growth. The appearance of transformed cells was evaluated using the reporter gene sGFP expression as an indicator.

図2は、オウレン属カルスへのsGFP遺伝子導入を行った結果、出現したsGFPの蛍光である。sGFPの蛍光は、カルスに励起光(青色光)を照射し、発せられる緑色蛍光(510nm)を実体蛍光顕微鏡(OLYMPUS SZX16)で観察した。図2に示すように、sGFP遺伝子がオウレン属植物のカルスに導入されて、当該カルスから形質転換体が得られていることが判明した。   FIG. 2 shows the fluorescence of sGFP that appears as a result of introducing the sGFP gene into the genus Callen. Regarding the fluorescence of sGFP, the callus was irradiated with excitation light (blue light), and the emitted green fluorescence (510 nm) was observed with a stereoscopic fluorescence microscope (OLYMPUS SZX16). As shown in FIG. 2, it was found that the sGFP gene was introduced into callus of the genus Oren and a transformant was obtained from the callus.

図3Aは、図2のsGFP蛍光が観察されたカルスの一部を分離して継代培養し、得られた形質転換カルスクローンである。また、図3Bは、図3AのカルスクローンのsGFP蛍光を示す図である。sGFPの蛍光は、カルスに励起光(青色光)を照射し、発せられる緑色蛍光(510nm)を実体蛍光顕微鏡(VG-05シリーズ、キーエンス社)で観察した。このように、形質転換処理により得られたカルスを分離しクローン化することにより、均一なsGFP蛍光発現を示すカルスクローンが得られていることが判明した。   FIG. 3A is a transformed callus clone obtained by isolating and subculturing a part of the callus in which sGFP fluorescence was observed in FIG. Moreover, FIG. 3B is a figure which shows the sGFP fluorescence of the callus clone of FIG. 3A. Regarding the fluorescence of sGFP, the callus was irradiated with excitation light (blue light), and the emitted green fluorescence (510 nm) was observed with a stereoscopic fluorescence microscope (VG-05 series, Keyence Corporation). As described above, it was found that a callus clone showing uniform sGFP fluorescence expression was obtained by separating and cloning the callus obtained by the transformation treatment.

(実施例2:培養植物体および培養シュートの形質転換)
オウレン属植物(コプティス・ヤポニカ・マキノ:Coptis japonica Makino)の培養植物体および培養シュートを材料として、以下の方法によって形質転換を行った。
(Example 2: Transformation of cultured plant body and cultured shoot)
Transformation was carried out by the following method using cultured plant bodies and cultured shoots of the plant of the genus Ouren (Coptis japonica Makino).

(ベクター)
実施例1と同様に、形質転換細胞を選抜するマーカー遺伝子であるカナマイシン耐性遺伝子(nptII)と、形質転換細胞のレポーターとなるsGFP遺伝子をT-DNA上に有するバイナリーベクターpBI-sGFPをAgrobacterium tumefaciens LBA4404菌に形質転換し、実験に用いた。
(vector)
Similar to Example 1, Agrobacterium tumefaciens LBA4404 is a binary vector pBI-sGFP having a kanamycin resistance gene (nptII) which is a marker gene for selecting transformed cells and a sGFP gene serving as a reporter for transformed cells on T-DNA. The fungus was transformed and used for the experiment.

(カルス誘導)
オウレン培養植物体及び培養シュートの葉柄より、約5mm長の切片を調製し、2%スクロースを添加したWPGN1K2固形培地に植付け、20℃、暗所、で30日間、培養した。
(Callus induction)
A section of about 5 mm length was prepared from the petite of cultured aurene and cultured shoots, planted in a WPGN1K2 solid medium supplemented with 2% sucrose, and cultured at 20 ° C. in the dark for 30 days.

(アグロバクテリウムの感染)
LB液体培地、28℃、暗所で増殖させたアグロバクテリウム菌を菌液として用いた。前記培養し、その両端にカルスが形成している葉柄切片を、2%スクロースを含有するWPGN1K2液体培地に入れ、適切な量のアグロバクテリウム菌液を加えて、培地1mlあたり100万〜1千万のアグロバクテリウム菌となるよう調製し、暗所、60rpmで振とうしながら28℃で30分間感染処理を行った。
(Agrobacterium infection)
Agrobacterium grown in an LB liquid medium at 28 ° C. in the dark was used as the bacterial solution. The petiole slice in which callus is formed on both ends of the culture is placed in a WPGN1K2 liquid medium containing 2% sucrose, an appropriate amount of Agrobacterium solution is added, and 1 million to 1,000 per 1 ml of the medium is added. It was prepared so that it would become a million Agrobacterium, and infection treatment was performed at 28 ° C. for 30 minutes while shaking at 60 rpm in the dark.

(除菌及び形質転換カルスの選抜)
感染処理の完了後、アグロバクテリウムを感染させた葉柄切片を500mg/lクラフォランを含有するWPGN1K2固形培地(除菌培地)に置床し、除菌処理を行った。
(Selection of sterilized and transformed callus)
After completion of the infection treatment, the petiole slice infected with Agrobacterium was placed on a WPGN1K2 solid medium (sterilization medium) containing 500 mg / l claforan, and sterilization treatment was performed.

次いで形質転換した細胞を選抜するために、薬剤として20mg/lジェネティシンを含有するWPGN1K2培地(選抜培地)に置床した。葉柄切片からアグロバクテリウムが再び増殖し始めた場合は、500mg/lクラフォランを追加したWPGN1K2培地に移植し除菌処理を行った。また、除菌のための薬剤及び選抜のための薬剤の影響により、カルスの褐変化が著しい場合は、薬剤を含まないWPGN1K2培地に葉柄切片を移植し、カルスの成長を促した。形質転換細胞の出現は、レポーター遺伝子sGFPの発現を指標に評価した。   Subsequently, in order to select transformed cells, the cells were placed on WPGN1K2 medium (selection medium) containing 20 mg / l geneticin as a drug. When Agrobacterium began to grow again from the petiole slice, it was transplanted to a WPGN1K2 medium supplemented with 500 mg / l Kraforan and sterilized. In addition, when the callus browning changes significantly due to the influence of the drug for sterilization and the drug for selection, the petiole slice was transplanted to the WPGN1K2 medium containing no drug to promote the growth of the callus. The appearance of transformed cells was evaluated using the reporter gene sGFP expression as an indicator.

図4は、オウレン培養植物体及び培養シュートの葉柄へのsGFP遺伝子導入を行った結果、出現したsGFPの蛍光である。sGFPの蛍光は、葉柄切片に形成したカルスに励起光(青色光)を照射し、発せられる緑色蛍光(510nm)を実体蛍光顕微鏡(OLYMPUS SZX16)で観察した。   FIG. 4 shows the fluorescence of sGFP that appears as a result of introducing the sGFP gene into the petals of cultured aurene and cultured shoots. The fluorescence of sGFP was obtained by irradiating the callus formed on the petiole slice with excitation light (blue light), and observing the emitted green fluorescence (510 nm) with a stereoscopic fluorescence microscope (OLYMPUS SZX16).

同図に示すように、sGFP遺伝子がオウレン属植物の葉柄に形成したカルスに導入されて、当該葉柄から形質転換体が得られていることが判明した。   As shown in the figure, it was found that the sGFP gene was introduced into the callus formed on the petiole of the plant of the genus Oren, and a transformant was obtained from the petiole.

(実施例3:培養根の形質転換)
オウレン属植物(コプティス・ヤポニカ・マキノ:Coptis japonica Makino)の培養根を材料として、以下の方法によって形質転換を行った。
(Example 3: Transformation of cultured roots)
Transformation was performed by the following method using a cultured root of a plant belonging to the genus Auren (Coptis japonica Makino).

(ベクター)
実施例1と同様に、形質転換細胞を選抜するマーカー遺伝子であるカナマイシン耐性遺伝子(nptII)と、形質転換細胞のレポーターとなるsGFP遺伝子をT-DNA上に有するバイナリーベクターpBI-sGFPをAgrobacterium tumefaciens LBA4404菌に形質転換し、実験に用いた。
(vector)
Similar to Example 1, Agrobacterium tumefaciens LBA4404 is a binary vector pBI-sGFP having a kanamycin resistance gene (nptII) which is a marker gene for selecting transformed cells and a sGFP gene serving as a reporter for transformed cells on T-DNA. The fungus was transformed and used for the experiment.

(カルス誘導)
オウレン培養根より、約5mm長の切片を調製し、2%スクロースを添加したWPGN1K2固形培地に植付け、20℃、暗所で30日間、培養した。
(Callus induction)
A section about 5 mm long was prepared from the cultured root of aurene, planted in a WPGN1K2 solid medium supplemented with 2% sucrose, and cultured in the dark at 20 ° C. for 30 days.

(アグロバクテリウムの感染)
LB液体培地、28℃、暗所で増殖させたアグロバクテリウム菌を菌液として用いた。前記培養し、その両端にカルスが形成している培養根切片を、2%スクロースを含有するWPGN1K2液体培地に入れ、適切な量のアグロバクテリウム菌液を加えて、培地1mlあたり100万〜1千万のアグロバクテリウム菌となるよう調製し、暗所、60rpmで振とうしながら28℃で30分間感染処理を行った。
(Agrobacterium infection)
Agrobacterium grown in an LB liquid medium at 28 ° C. in the dark was used as the bacterial solution. The cultured root slices that have been cultured and callus formed on both ends thereof are put into a WPGN1K2 liquid medium containing 2% sucrose, an appropriate amount of Agrobacterium solution is added, and 1 million to 1 per 1 ml of the medium is added. It was prepared to become 10 million Agrobacterium, and infection treatment was performed at 28 ° C. for 30 minutes while shaking at 60 rpm in the dark.

(除菌及び形質転換カルスの選抜)
感染処理の完了後、アグロバクテリウムを感染させた培養根切片を500mg/lクラフォランを含有するWPGN1K2固形培地(除菌培地)に置床し、除菌処理を行った。次いで形質転換した細胞を選抜するために、薬剤として20mg/lジェネティシンを含有するWPGN1K2培地(選択培地)に置床した。培養根切片からアグロバクテリウムが再び増殖し始めた場合は、500mg/lクラフォランを追加した選択培地に移植し除菌処理を行った。また、除菌のための薬剤および選抜のための薬剤の影響により、カルスの褐変化が著しい場合は、薬剤を含まないWPGN1K2培地に培養根切片を移植し、カルスの成長を促した。形質転換細胞の出現は、レポーター遺伝子sGFPの発現を指標に評価した。
(Selection of sterilized and transformed callus)
After completion of the infection treatment, the cultured root slices infected with Agrobacterium were placed on a WPGN1K2 solid medium (sterilization medium) containing 500 mg / l Kraforan, and sterilization treatment was performed. Subsequently, in order to select the transformed cells, the cells were placed on WPGN1K2 medium (selection medium) containing 20 mg / l geneticin as a drug. When Agrobacterium began to grow again from the cultured root section, it was transplanted to a selective medium supplemented with 500 mg / l Kraforan and sterilized. Moreover, when the callus browning change was remarkable due to the influence of the drug for sterilization and the drug for selection, the cultured root slice was transplanted to a WPGN1K2 medium containing no drug to promote callus growth. The appearance of transformed cells was evaluated using the reporter gene sGFP expression as an indicator.

図5は、オウレン属植物の培養根へのsGFP遺伝子導入を行った結果、出現したsGFPの蛍光を示す図である。sGFPの蛍光は、培養根切片に形成したカルスに励起光(青色光)を照射し、発せられる緑色蛍光(510nm)を実体蛍光顕微鏡(OLYMPUS SZX16)で観察した。   FIG. 5 is a diagram showing the fluorescence of sGFP that appears as a result of introducing the sGFP gene into cultured roots of the plant belonging to the genus Oren. The fluorescence of sGFP was obtained by irradiating the callus formed on the cultured root slice with excitation light (blue light), and observing the emitted green fluorescence (510 nm) with a stereoscopic fluorescence microscope (OLYMPUS SZX16).

同図に示すように、sGFP遺伝子がオウレン属植物の培養根に形成したカルスに導入されて、当該培養根から形質転換体が得られていることが判明した。   As shown in the figure, it was found that the sGFP gene was introduced into the callus formed on the cultured root of the plant belonging to the genus Oren, and a transformant was obtained from the cultured root.

次に、実施例1〜3の結果、得られた形質転換効率を表1に示す。形質転換効率は、sGFP蛍光が観察された切片数を感染に供した切片数で割り、100をかけて算出した。sGFP蛍光は、1切片に形成したカルスのいずれかの部位に観察されれば1とカウントした。sGFP蛍光は、試験切片の観察前に、非組換えカルスを観察し、非組換えカルスで蛍光が認められない励起光および露光条件に設定後、試験切片を観察した。
なお、図2、図4及び図5に示すように、実際には、数カ所で蛍光が観察されており、得られる組換え細胞は1切片あたり、1個以上である。
Next, Table 1 shows the transformation efficiency obtained as a result of Examples 1 to 3. The transformation efficiency was calculated by dividing the number of sections in which sGFP fluorescence was observed by the number of sections subjected to infection and multiplying by 100. The sGFP fluorescence was counted as 1 if observed in any part of the callus formed in one section. For sGFP fluorescence, the non-recombinant callus was observed before observing the test section, and the test section was observed after setting the excitation light and exposure conditions such that no fluorescence was observed in the non-recombinant callus.
In addition, as shown in FIGS. 2, 4, and 5, in fact, fluorescence is observed in several places, and the obtained recombinant cells are one or more per section.

表1の結果から、WPGN1K2培地で継代培養しているカルス、あるいはWPGN1K2培地で培養した組織培養物由来の切片にアグロバクテリウムを感染させることにより、27〜70%の形質転換効率で形質転換体が得られることが示された。   From the results shown in Table 1, transformation was performed at a transformation efficiency of 27 to 70% by infecting Agrobacterium with a callus subcultured in WPGN1K2 medium or a tissue culture-derived section cultured in WPGN1K2 medium. The body was shown to be obtained.

以上により、オウレン属植物の植物形質転換体を高い効率で作出することができた。また、本発明の方法では、無菌化された組織培養物を用いるため、従来の方法と比較すると、オウレン属植物が採取できる時期に影響を受けることがないという効果が理解される。   As described above, a plant transformant of the genus Oren was able to be produced with high efficiency. In addition, since the method of the present invention uses a sterilized tissue culture, it is understood that the method is not affected by the time when the plant belonging to the genus Orenum can be collected, compared with the conventional method.

(実施例4:6−OMT遺伝子を導入した形質転換体の作出)
オウレン属植物(コプティス・ヤポニカ・マキノ:Coptis japonica Makino)を材料として、以下の方法によって形質転換を行った。
(Example 4: Production of transformant introduced with 6-OMT gene)
Using the plant belonging to the genus Auren (Coptis japonica Makino) as a material, transformation was performed by the following method.

(ベクター)
ノルコクラウリン−6−O−メチルトランスフェラーゼ(6−OMT)遺伝子を植物の高発現型プロモーター(EL2-35S)の下流に連結したカセットと、形質転換細胞を選抜するマーカー遺伝子であるカナマイシン耐性遺伝子(nptII)又はハイグロマイシン耐性遺伝子(hpt)と、をT-DNA上に有するバイナリーベクターをAgrobacterium tumefaciens LBA4404菌に形質転換し、実験に用いた。
(vector)
A cassette in which a norcoclaurin-6-O-methyltransferase (6-OMT) gene is linked downstream of a plant high expression promoter (EL2-35S), and a kanamycin resistance gene (marker gene for selecting transformed cells) A binary vector having NptII) or hygromycin resistance gene (hpt) on T-DNA was transformed into Agrobacterium tumefaciens LBA4404 and used in the experiment.

(アグロバクテリウムを感染させるカルスの誘導)
殺菌処理したオウレン野外栽培植物の葉柄を、植物成長調節物質無添加WPG培地(WPGHF培地)に置床し、20℃、暗所で9日間培養し、カルスを誘導した。カルスの誘導に用いたWPG培地の組成は、以下のとおりである:30g/l スクロース、10mg/l L-グルタミン、1mg/l NAA、2mg/l KIN、2.5g/lゲルライト、pH5.7。
(Induction of callus that infects Agrobacterium)
The petioles of the sterilized oren field-cultivated plant were placed on a WPG medium (WPGHF medium) without addition of a plant growth regulator, and cultured in the dark at 20 ° C. for 9 days to induce callus. The composition of the WPG medium used for callus induction is as follows: 30 g / l sucrose, 10 mg / l L-glutamine, 1 mg / l NAA, 2 mg / l KIN, 2.5 g / l gellite, pH 5.7 .

(アグロバクテリウムの感染)
YEB液体培地、25℃、暗所で増殖させたアグロバクテリウム菌液を用いた。前記カルスを含む葉柄切片をWPGN1K2液体培地に入れ、適切な量のアグロバクテリウム菌液を加えて、培地1mlあたり100万〜1千万のアグロバクテリウム菌となるよう調製し、暗所、100rpmで振とうしながら25℃で3日間共存培養を行った。
(Agrobacterium infection)
A solution of Agrobacterium grown in YEB liquid medium at 25 ° C. in the dark was used. The petiole slice containing the callus is placed in a WPGN1K2 liquid medium, and an appropriate amount of Agrobacterium solution is added to prepare 1 to 10 million Agrobacterium per ml of the medium. The cells were co-cultured at 25 ° C. for 3 days with shaking.

(除菌及び形質転換カルスの選抜)
共存培養の完了後、アグロバクテリウムを感染させた葉柄切片を500mg/lクラフォランを含有する滅菌水(クラフォラン液)に入れ、100rpmで振とうしながら20℃、暗所で2日間、次いで500mg/lクラフォランを含むWPGN1K2固形培地(除菌培地)に置床し、除菌処理を行った。
(Selection of sterilized and transformed callus)
After completion of co-cultivation, the petiole sections infected with Agrobacterium were placed in sterilized water (Klaforan solution) containing 500 mg / l Kraforan, shaken at 100 rpm at 20 ° C. for 2 days in the dark, and then 500 mg / L It was placed on a WPGN1K2 solid medium (sterilization medium) containing 1 kuraforan and sterilized.

次いで形質転換した細胞を選抜するために、薬剤として150mg/lカナマイシン又は25mg/lハイグロマイシンを含有するWPGN1K2培地(選抜培地)に置床した。切片からアグロバクテリウムが再び増殖し始めた場合は、500mg/lクラフォランを追加したWPGN1K2培地(除菌培地)に移植し除菌処理を行った。また、除菌のための薬剤および選抜のための薬剤の影響により、カルス片の褐変化が著しい場合は、薬剤を含まないWPGN1K2培地にカルス片を移植し、カルスの成長を促した。6−OMT遺伝子の確認は、カルス又は形質転換植物体からDNeasy(QIAGEN)を用いて、従来の方法に従ってDNAを抽出し、高発現型プロモーター(EL2-35S)と6−OMT遺伝子に特異的なプライマーセットを用いたPCR法により行った。そして、電気泳動により、導入されたEL2-35Sから6−OMT遺伝子に至る配列を確認した。同様に、マーカー遺伝子特異的プライマーセットを用いたPCR法により、カナマイシン耐性遺伝子(nptII)及びハイグロマイシン耐性遺伝子(hpt)を確認した。   Subsequently, in order to select transformed cells, the cells were placed on WPGN1K2 medium (selection medium) containing 150 mg / l kanamycin or 25 mg / l hygromycin as a drug. When Agrobacterium began to grow again from the section, it was transplanted to a WPGN1K2 medium (sterilization medium) supplemented with 500 mg / l Kraforan, and sterilized. Moreover, when the browning of the callus piece was remarkable due to the influence of the drug for sterilization and the drug for selection, the callus piece was transplanted to a WPGN1K2 medium containing no drug to promote callus growth. The confirmation of 6-OMT gene is performed by extracting DNA from callus or transformed plant body using DNeasy (QIAGEN) according to the conventional method, and specific for high expression promoter (EL2-35S) and 6-OMT gene. The PCR was performed using a primer set. Then, the sequence from the introduced EL2-35S to the 6-OMT gene was confirmed by electrophoresis. Similarly, the kanamycin resistance gene (nptII) and the hygromycin resistance gene (hpt) were confirmed by PCR using a marker gene specific primer set.

図6A及び6Bは、6−OMT遺伝子が導入されて、形質転換されたオウレン属植物のカルスを示す図である。同図に示すカルスに、6−OMT遺伝子が導入されていることを確認した。また、図6Cは、図6Bのカルスから再分化した6−OMT遺伝子導入形質転換植物体を示す図である。   FIGS. 6A and 6B are diagrams showing callus of a plant belonging to the genus Oren, into which a 6-OMT gene has been introduced. It was confirmed that the 6-OMT gene was introduced into the callus shown in FIG. Moreover, FIG. 6C is a figure which shows the 6-OMT gene introduction | transduction transformed plant body re-differentiated from the callus of FIG. 6B.

図6A〜6Cに示すように、カルスを経由した遺伝子組換え植物体を作出した。   As shown in FIGS. 6A to 6C, a genetically modified plant via callus was produced.

図7A及び7Bは、6−OMT遺伝子がオウレン属植物に導入されたことを示す図である。図7Aは、番号4が図6Aに示したカルスであり、EL2-35Sから6−OMT遺伝子に至る配列の導入の確認を示す図である。図7Bは、番号2が図6Bに示したカルスであり、EL2-35Sから6−OMT遺伝子に至る配列の導入の確認を示す図である。   7A and 7B are diagrams showing that the 6-OMT gene was introduced into the plant of the genus Oren. FIG. 7A is a diagram showing confirmation of introduction of a sequence from number EL2-35S to the 6-OMT gene, with the number 4 being the callus shown in FIG. 6A. FIG. 7B is a diagram showing confirmation of the introduction of the sequence from EL2-35S to the 6-OMT gene, with the number 2 being the callus shown in FIG. 6B.

図7A及び7Bに示すように、6−OMT遺伝子が導入されたオウレン属の植物形質転換体を作出した。   As shown in FIGS. 7A and 7B, plant transformants of the genus Oren were introduced into which the 6-OMT gene was introduced.

以上により、6−OMT遺伝子が導入されて形質転換されるオウレン属植物の植物形質転換体を作出することができた。   As described above, a plant transformant of the plant belonging to the genus Oren that is transformed by introduction of the 6-OMT gene could be produced.

Claims (5)

オウレン属植物の組織・器官を殺菌する殺菌工程と、
前記殺菌された組織・器官を組織培養して、当該組織・器官から植物組織培養物を誘導する植物組織培養物誘導工程と、
前記誘導された植物組織培養物を継代培養する継代培養工程と、
前記誘導又は継代培養された植物組織培養物からカルスを誘導するカルス誘導工程と、
前記植物組織培養物から誘導されたカルスに遺伝子を導入し、当該カルスを形質転換する形質転換工程と、を備える、
ことを特徴とする植物形質転換体の作出方法。
A sterilization process for sterilizing tissues and organs of the genus Oren,
Plant tissue culture induction step of culturing the sterilized tissue / organ and inducing a plant tissue culture from the tissue / organ;
A subculturing step of subculturing the induced plant tissue culture;
A callus induction step of inducing callus from the induced or subcultured plant tissue culture;
Introducing a gene into a callus derived from the plant tissue culture, and transforming the callus, and
A method for producing a plant transformant characterized by the above.
前記継代培養工程では、前記植物組織培養物が無菌的に培養され、
前記形質転換工程では、前記カルスが植物組織又は器官に再分化される、
ことを特徴とする請求項1に記載の植物形質転換体の作出方法。
In the subculture step, the plant tissue culture is aseptically cultured,
In the transformation step, the callus is redifferentiated into a plant tissue or organ.
The method for producing a plant transformant according to claim 1.
前記継代培養工程及びカルス誘導工程では、オーキシンとサイトカイニンとを含む固形培地で培養される、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の植物形質転換体の作出方法。
In the subculture process and the callus induction process, it is cultured in a solid medium containing auxin and cytokinin.
The production method of the plant transformant of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
前記形質転換工程では、アグロバクテリウム法、ポリエチレングリコール法、電気穿孔法、及び、パーティクルガン法の少なくともいずれか1つの方法により前記遺伝子が導入される、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の植物形質転換体の作出方法。
In the transformation step, the gene is introduced by at least one of the Agrobacterium method, the polyethylene glycol method, the electroporation method, and the particle gun method.
The method for producing a plant transformant according to any one of claims 1 to 3.
ノルコクラウリン−6−O−メチルトランスフェラーゼ(6−OMT)遺伝子が導入されて形質転換されることを特徴とするオウレン属の植物形質転換体。   A plant transformant of the genus Auren, which is transformed by introduction of a norcoclaurine-6-O-methyltransferase (6-OMT) gene.
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