JP2014180220A - Preparation method for transformed cell of sonchus plants - Google Patents

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ゆき乃 井之上
Akari OKADA
明里 岡田
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智 黒田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for efficiently preparing a transformed cell of Sonchus plants.SOLUTION: The invention relates to a preparation method for a transformed cell of Sonchus plants which comprises: an infection process of infecting Agrobacterium bacteria containing a plasmid comprising a target gene or a fragment thereof to a callus obtained by culturing a tissue derived from Sonchus plant for two to seven weeks under callus inductive conditions; and a selective culture process of selectively growing the callus which obtains the target gene.

Description

本発明は、Sonchus属植物の形質転換細胞の作成方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a transformed cell of a Sonchus plant.

天然ゴムは、トウダイグサ科のパラゴムノキ(Hevea siliensis)や桑科植物のインドゴムノキ(Ficus elastica)などのゴム産生植物を栽培し、その植物体が有する乳管細胞で天然ゴムを生合成させ、該天然ゴムを植物から手作業により採取することにより得られる。 Natural rubber cultivates rubber-producing plants such as Hevea siliensis of Euphorbiaceae and Indian rubber tree of mulberry plant (Ficus elastica), biosynthesizes natural rubber with milk duct cells of the plant body, and the natural rubber It is obtained by manually collecting rubber from plants.

現在、工業用ゴム製品に用いられている天然ゴムは、パラゴムノキを唯一の採取源としている。パラゴムノキは東南アジアや南米などの限られた地域でのみ生育可能な植物である。更に、パラゴムノキは、植樹からゴムの採取が可能な成木になるまでに7年程度を要し、また、天然ゴムを採取できる期間は20〜30年である。今後、開発途上国を中心に天然ゴムの需要の増大が見込まれているが、上述の理由によりパラゴムノキによる天然ゴムの大幅な増産は困難である。そのため、天然ゴム資源の枯渇が懸念されており、パラゴムノキの成木以外の安定的な天然ゴム(イソプレノイド)の供給源が望まれている。 At present, the natural rubber used in industrial rubber products has para rubber tree as its sole source. Para rubber tree is a plant that can grow only in limited areas such as Southeast Asia and South America. Furthermore, it takes about seven years for para rubber tree to become an adult tree from which rubber can be collected from planting, and the period during which natural rubber can be collected is 20 to 30 years. In the future, demand for natural rubber is expected to increase mainly in developing countries. However, for the reasons described above, it is difficult to significantly increase the production of natural rubber using para rubber tree. For this reason, there is a concern about the depletion of natural rubber resources, and a stable supply source of natural rubber (isoprenoid) other than adult rubber trees is desired.

Sonchus属植物は、ヨーロッパ諸国や日本などのアジアなど、世界各地で自生しており、また、草本類であるため生長が早く、さらに、その茎や根から天然ゴムを含有する乳液が得られる。そのため、Sonchus属植物は、パラゴムノキの成木以外の安定的な天然ゴム(イソプレノイド)の供給源となり得る可能性を有する。 The Sonchus plant grows naturally in various parts of the world such as European countries and Asia such as Japan, and since it is a herbaceous plant, it grows quickly, and an emulsion containing natural rubber can be obtained from its stem and root. Therefore, the Sonchus genus plant has the potential to be a source of stable natural rubber (isoprenoid) other than adult trees of Para rubber tree.

一方、近年の遺伝子工学の発展に伴い、天然の植物体に、好ましい外来遺伝子を導入することによって、形質を改変することができるようになった。植物への外来遺伝子導入方法としては、植物病原菌の1種であるアグロバクテリウム属菌を植物細胞に感染させて遺伝子を導入する方法(アグロバクテリウム法)、遺伝子を担持させた金粒子をパーティクルガンにより植物細胞内に撃ち込む方法等が知られている。 On the other hand, with the recent development of genetic engineering, it has become possible to modify traits by introducing a preferred foreign gene into a natural plant body. Methods for introducing foreign genes into plants include the introduction of genes by infecting plant cells with Agrobacterium, which is one of the plant pathogens (Agrobacterium method), and gold particles carrying the genes as particles A method of shooting into a plant cell with cancer is known.

アグロバクテリウム法により、ゴム産生植物であるパラゴムノキの形質転換体作製に成功している事例が報告されている。しかし、パラゴムノキは前述の通り、生産地域が限定されるとともに、ゴムの採取までに7年程度を要する。また、植物により、アグロバクテリウム法の適用の可否、適用条件は様々であり、アグロバクテリウム法の適用条件についても、イネなどの一部の植物において検討されているだけであった。 An example of successful production of a transformant of Para rubber tree, a rubber-producing plant, by the Agrobacterium method has been reported. However, as described above, the production area of para rubber tree is limited, and it takes about 7 years to collect rubber. Moreover, the applicability and application conditions of the Agrobacterium method vary depending on the plant, and the application conditions of the Agrobacterium method have only been studied in some plants such as rice.

新たな天然ゴムの供給源として、Sonchus属植物を使用する場合、イソプレノイドの生産量を増大させるために、Sonchus属植物の形質転換細胞を作成することが望ましいが、これまで、Sonchus属植物へ外来遺伝子を導入した例は報告されておらず、Sonchus属植物に対して、アグロバクテリウム法を適用する試みは行われてこなかった。 When using a Sonchus plant as a source of new natural rubber, it is desirable to create a transformed cell of the Sonchus plant in order to increase the production of isoprenoids. There have been no reports of examples of gene introduction, and no attempt has been made to apply the Agrobacterium method to plants of the genus Sonchus.

本発明は、前記課題を解決し、Sonchus属植物の形質転換細胞を効率的に作成する方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a method for efficiently producing a transformed cell of a Sonchus genus plant.

本発明者らは、鋭意検討した結果、Sonchus属植物の形質転換細胞を作成することに成功した。そして、より効率的にSonchus属植物の形質転換細胞を作成するための条件の検討を行い、遺伝子導入効率を高めるためには、アグロバクテリウム属菌の感染力と遺伝子を受ける側のカルスの状態が重要であることがわかった。この知見に基づいて、さらなる検討を行った結果、様々な知見を見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、Sonchus属植物由来の組織をカルス誘導化条件で2〜7週間培養して得られたカルスに、標的遺伝子又はそのフラグメントを含むプラスミドを含有するアグロバクテリウム属菌を感染させる感染工程と、当該標的遺伝子を獲得したカルスを選択的に生育させる選択培養工程とを有する、Sonchus属植物の形質転換細胞の作成方法に関する。
As a result of intensive studies, the present inventors have succeeded in producing a transformed cell of a Sonchus genus plant. In order to increase the efficiency of gene transfer by examining the conditions for more efficiently creating transformed cells of the Sonchus plant, the infectivity of Agrobacterium and the state of the callus on the side receiving the gene Was found to be important. As a result of further studies based on this finding, various findings were found and the present invention was completed.
That is, the present invention infects callus obtained by culturing a tissue derived from a Sonchus plant under callus inducing conditions for 2 to 7 weeks with an Agrobacterium containing a target gene or a plasmid containing a fragment thereof. The present invention relates to a method for producing a transformed cell of a Sonchus genus plant, which has an infection step and a selective culturing step for selectively growing a callus that has acquired the target gene.

上記感染工程において、アミノ酸含有培地中でカルスにアグロバクテリウム属菌を感染させることが好ましい。 In the infection step, it is preferable to infect callus with Agrobacterium in an amino acid-containing medium.

上記アミノ酸が、アスパラギン酸、及び/又はグルタミンであることが好ましい。 The amino acid is preferably aspartic acid and / or glutamine.

上記感染工程において、培地中の窒素源として硝酸アンモニウムを用いない培地で、カルスにアグロバクテリウム属菌を感染させることが好ましい。 In the infection step, it is preferable to infect callus with Agrobacterium in a medium that does not use ammonium nitrate as a nitrogen source in the medium.

上記感染工程において、アセトシリンゴン含有培地で、カルスにアグロバクテリウム属菌を感染させることが好ましい。 In the infection step, it is preferable to infect callus with Agrobacterium in an acetosyringone-containing medium.

上記感染工程において、カザミノ酸含有培地で、カルスにアグロバクテリウム属菌を感染させることが好ましい。 In the infection step, it is preferable to infect callus with Agrobacterium in a medium containing casamino acid.

上記感染工程において、カルス6gに対し、600nmで測定した吸光度(O.D.600)が0.01〜0.4のアグロバクテリウム属菌懸濁溶液10〜50mLに相当する菌体数のアグロバクテリウム属菌を接触させることが好ましい。 In the above infection process, the number of Agrobacterium corresponding to 10 to 50 mL of an Agrobacterium suspension solution having an absorbance (OD 600) measured at 600 nm of 0.01 to 0.4 per 6 g of callus. It is preferable to contact bacteria belonging to the genus Bacteria.

上記感染工程において、アグロバクテリウム属菌とカルスの共存時間が0.5〜60分であることが好ましい。 In the above infection step, it is preferable that the coexistence time of Agrobacterium and callus is 0.5 to 60 minutes.

上記選択培養工程において、培養温度が20〜28℃であることが好ましい。 In the selective culture step, the culture temperature is preferably 20 to 28 ° C.

上記Sonchus属植物が、ノゲシ(Sonchus oleraceus)であることが好ましい。 It is preferable that the Sonchus genus plant is Nochusi (Sonchus oleraceus).

本発明のSonchus属植物の形質転換細胞の作成方法は、Sonchus属植物由来の組織をカルス誘導化条件で2〜7週間培養して得られたカルスに、標的遺伝子又はそのフラグメントを含むプラスミドを含有するアグロバクテリウム属菌を感染させる感染工程と、当該標的遺伝子を獲得したカルスを選択的に生育させる選択培養工程とを有するので、Sonchus属植物の形質転換細胞を効率的に作成できる。 The method for producing a transformed cell of a Sonchus plant of the present invention contains a plasmid containing a target gene or a fragment thereof in a callus obtained by culturing a tissue derived from a Sonchus plant under a callus-inducing condition for 2 to 7 weeks. Therefore, a transformed cell of a Sonchus genus plant can be produced efficiently because it has an infection step of infecting the genus Agrobacterium and a selective culture step of selectively growing the callus that has acquired the target gene.

本発明のSonchus属植物の形質転換細胞の作成方法(以下においては、本発明の方法ともいう)は、Sonchus属植物由来の組織(組織片)をカルス誘導化条件で2〜7週間培養して得られたカルスに、標的遺伝子又はそのフラグメントを含むプラスミドを含有するアグロバクテリウム属菌を感染させる感染工程と、当該標的遺伝子を獲得したカルスを選択的に生育させる選択培養工程とを有する。 The method for producing a transformed cell of the genus Sonchus of the present invention (hereinafter also referred to as the method of the present invention) comprises culturing a tissue (tissue fragment) derived from a genus Sonchus under callus-inducing conditions for 2 to 7 weeks. The obtained callus has an infection step of infecting a genus Agrobacterium containing a plasmid containing the target gene or a fragment thereof, and a selective culture step of selectively growing the callus that has acquired the target gene.

本発明において、カルスとは、分化していない状態の植物細胞又は分化していない状態の植物細胞塊を意味する。 In the present invention, callus means an undifferentiated plant cell or an undifferentiated plant cell mass.

Sonchus属植物としては、特に限定されず、例えば、ノゲシ(Sonchus oleraceus)、オニノゲシ(Sonchus asper)、ハチジョウナ(Sonchus brachyotus)、タイワンハチジョウナ(Sonchus arvensis)等のSonchus属等が挙げられる。なかでも、ノゲシ(Sonchus oleraceus)が好ましい。 The plant of the genus Sonchus is not particularly limited, and examples thereof include the genus Sonchus such as Sonchus oleraceus, Sonchus asper, Beech horn (Sonchus brachytus), and Taiwan honeywort (Sonchus arvensis). Of these, Songe oleaceus is preferable.

パラゴムノキはその生育可能な地域が東南アジアや南米に限定されるが、Sonchus属植物であるノゲシはヨーロッパ諸国や日本などのアジアなど、世界各地で自生しており、生産地域を限定することなく、広範囲での栽培が可能である。さらに、パラゴムノキは植樹からゴムの採取まで約7年を要するが、ノゲシは草本類であり、一年草であることから、生育もより早い点で有利である。 Para rubber tree can grow in Southeast Asia and South America, but the genus Sonchus is a native species in Europe, Asia, and other parts of the world. Can be cultivated in Furthermore, Para rubber tree takes about 7 years from planting to collecting rubber, but Nogeshi is an herbaceous plant and is an annual grass, which is advantageous in terms of faster growth.

(誘導工程)
まず、カルスの調製方法(誘導工程)について説明する。
誘導工程では、例えば、Sonchus属植物(以下、単に植物ともいう)の組織片(組織)を植物生長ホルモン及び炭素源を含む誘導培地中で培養することによりカルスを誘導する。
(Guidance process)
First, a callus preparation method (induction step) will be described.
In the induction step, for example, callus is induced by culturing a tissue piece (tissue) of a Sonchus genus plant (hereinafter also simply referred to as a plant) in an induction medium containing a plant growth hormone and a carbon source.

組織片としては、特に限定されないが、葉、茎、根、芽、花弁、子葉、胚軸、葯、及び種子からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。なかでも、葉、茎が好ましい。 The tissue piece is not particularly limited, but is preferably at least one selected from the group consisting of leaves, stems, roots, buds, petals, cotyledons, hypocotyls, cocoons, and seeds. Of these, leaves and stems are preferred.

誘導工程では、まず、植物の組織片の表面を洗浄する。組織片として植物の内部にある組織を利用する場合は、例えば、磨き粉で洗浄しても良いが、界面活性剤を約0.1%含む水で洗浄してもよい。葉などを利用する場合は、軟らかいスポンジで表面を洗浄することが好ましい。 In the induction step, first, the surface of the plant tissue piece is washed. When using the tissue inside the plant as the tissue piece, for example, it may be washed with a sachet, but may be washed with water containing about 0.1% of a surfactant. When using leaves or the like, the surface is preferably washed with a soft sponge.

次に、組織片を殺菌又は滅菌する。殺菌又は滅菌は、周知の殺菌剤、滅菌剤を用いて行うことができるが、エタノール、塩化ベンザルコニウム、次亜塩素酸ナトリウム水溶液が好ましい。 Next, the tissue piece is sterilized or sterilized. Sterilization or sterilization can be performed using a known disinfectant or sterilant, and ethanol, benzalkonium chloride, and an aqueous sodium hypochlorite solution are preferable.

次に、殺菌又は滅菌した組織片を植物生長ホルモン及び炭素源を含む誘導培地中で培養することにより、カルスの誘導を行う。なお、誘導培地は、液体であっても固体であってもよいが、培地上に置床して培養することで、カルス化しやすいため、固体培養が好ましい。また、誘導培地が液体培地である場合には、静置培養を行ってもよく、振とう培養を行ってもよい。 Next, callus is induced by culturing the sterilized or sterilized tissue piece in an induction medium containing a plant growth hormone and a carbon source. The induction medium may be liquid or solid, but solid culture is preferable because it is easily placed on the medium and cultured for callus. In addition, when the induction medium is a liquid medium, stationary culture or shaking culture may be performed.

植物生長ホルモンとしては、例えば、オーキシン系植物ホルモン及び/又はサイトカイニン系植物ホルモンが挙げられる。 Examples of plant growth hormones include auxin plant hormones and / or cytokinin plant hormones.

オーキシン系植物ホルモンとしては、2,4−ジクロロフェノキシ酢酸、ナフタレン酢酸、インドール酪酸、インドール酢酸、インドールプロピオン酸、クロロフェノキシ酢酸、ナフトキシ酢酸、フェニル酢酸、2,4,5−トリクロロフェノキシ酢酸、パラクロロフェノキシ酢酸、2−メチル−4−クロロフェノキシ酢酸、4−フルオロフェノキシ酢酸、2−メトキシ−3,6−ジクロロ安息香酸、2−フェニル酸、ピクロラム、ピコリン酸等が挙げられる。なかでも、2,4−ジクロロフェノキシ酢酸、ナフタレン酢酸、インドール酪酸が好ましく、2,4−ジクロロフェノキシ酢酸、ナフタレン酢酸がより好ましく、ナフタレン酢酸が更に好ましい。 Auxin plant hormones include 2,4-dichlorophenoxyacetic acid, naphthalene acetic acid, indolebutyric acid, indoleacetic acid, indolepropionic acid, chlorophenoxyacetic acid, naphthoxyacetic acid, phenylacetic acid, 2,4,5-trichlorophenoxyacetic acid, parachloro Examples include phenoxyacetic acid, 2-methyl-4-chlorophenoxyacetic acid, 4-fluorophenoxyacetic acid, 2-methoxy-3,6-dichlorobenzoic acid, 2-phenyl acid, picloram, picolinic acid and the like. Of these, 2,4-dichlorophenoxyacetic acid, naphthalene acetic acid and indolebutyric acid are preferable, 2,4-dichlorophenoxyacetic acid and naphthalene acetic acid are more preferable, and naphthalene acetic acid is still more preferable.

サイトカイニン系植物ホルモンとしては、ベンジルアデニン、カイネチン、ゼアチン、ベンジルアミノプリン、イソペンチニルアミノプリン、チジアズロン、イソペンテニルアデニン、ゼアチンリポシド、ジヒドロゼアチン等が挙げられる。なかでも、ベンジルアデニン、カイネチン、ゼアチンが好ましく、ベンジルアデニン、カイネチンがより好ましく、ベンジルアデニンが更に好ましい。 Examples of cytokinin plant hormones include benzyladenine, kinetin, zeatin, benzylaminopurine, isopentinylaminopurine, thidiazuron, isopentenyladenine, zeatin liposide, dihydrozeatin and the like. Of these, benzyladenine, kinetin and zeatin are preferable, benzyladenine and kinetin are more preferable, and benzyladenine is more preferable.

炭素源としては、特に限定されず、スクロース、グルコース、トレハロース、フルクトース、ラクトース、ガラクトース、キシロース、アロース、タロース、グロース、アルトロース、マンノース、イドース、アラビノース、アピオース、マルトース等の糖類が挙げられる。また、エリスリトール、キシリトール、マンニトール、ソルビトール、ラクチトール等の糖アルコールであってもよい。なかでも、スクロース、グルコースが好ましく、スクロースがより好ましい。 The carbon source is not particularly limited, and examples thereof include saccharides such as sucrose, glucose, trehalose, fructose, lactose, galactose, xylose, allose, talose, gulose, altrose, mannose, idose, arabinose, apiose and maltose. Further, sugar alcohols such as erythritol, xylitol, mannitol, sorbitol, and lactitol may be used. Of these, sucrose and glucose are preferable, and sucrose is more preferable.

誘導培地としては、Whiteの培地(植物細胞工学入門(学会出版センター)p20〜p36に記載)、Hellerの培地(Heller R, Bot.Biol.Veg.Paris 14 1−223(1953))、SH培地(SchenkとHildebrandtの培地)、MS培地(MurashigeとSkoogの培地)(植物細胞工学入門(学会出版センター)p20〜p36に記載)、LS培地(LinsmaierとSkoogの培地)(植物細胞工学入門(学会出版センター)p20〜p36に記載)、Gamborg培地、B5培地(植物細胞工学入門(学会出版センター)p20〜p36に記載)、MB培地、WP培地(Woody Plant:木本類用)等の基本培地や、該基本培地の組成に変更を加えた改変基本培地等のベースとなる培地に植物生長ホルモンを加えたものを使用すればよい。なかでも、MS培地、B5培地、WP培地に植物生長ホルモンを加えたものが好ましい。また、カルスの維持および細胞分裂の促進に適しているという理由から、オーキシン系植物ホルモン及びサイトカイニン系植物ホルモンを含むことが好ましい。 As an induction medium, White's medium (described in Plant Cell Engineering Introduction (Academic Publishing Center) p20-p36), Heller's medium (Heller R, Bot. Biol. Veg. Paris 14 1-223 (1953)), SH medium (Schenk and Hildebrandt's medium), MS medium (Murashige and Skoog's medium) (described in Plant Cell Engineering Introduction (Academic Publishing Center) p20-p36), LS Medium (Linmeier and Skoog Medium) (Introduction to Plant Cell Engineering (Academic Society) (Publishing center) p20 to p36), Gamborg medium, B5 medium (introduction to plant cell engineering (conference publication center) p20 to p36), MB medium, WP medium (Wooden Plant: for woody plants) and other basic media Or change the composition of the basic medium A medium obtained by adding a plant growth hormone to a base medium such as a modified basic medium may be used. Especially, what added plant growth hormone to MS culture medium, B5 culture medium, and WP culture medium is preferable. In addition, auxin-type plant hormones and cytokinin-type plant hormones are preferably included because they are suitable for maintaining callus and promoting cell division.

誘導培地は、ジャスモン酸、及びモノテルペン化合物からなる群より選択される少なくとも1種を含んでもよい。
モノテルペン化合物としては、D−リモネン、α−ピネン、β−ピネン、l−メントール、ゲラニオール、カラン、ピナン、ミルセン、オシメン、コスメン等が挙げられる。なかでも、D−リモネン、α−ピネンが好ましい。
The induction medium may contain at least one selected from the group consisting of jasmonic acid and monoterpene compounds.
Examples of the monoterpene compound include D-limonene, α-pinene, β-pinene, l-menthol, geraniol, caran, pinane, myrcene, oschimen, and cosmene. Of these, D-limonene and α-pinene are preferable.

誘導培地を固体培地とする場合、固形化剤を使用して培地を固体にすればよい。固形化剤としては、特に限定されず、寒天、ゲランガム、アガロース、ゲルライト、ゼラチン、シリカゲル等が挙げられる。 When the induction medium is a solid medium, a solidifying agent may be used to make the medium solid. The solidifying agent is not particularly limited, and examples thereof include agar, gellan gum, agarose, gellite, gelatin, silica gel and the like.

好適な誘導培地の組成及び培養条件は、植物種により異なり、また培地が液体培地であるか固体培地であるかによっても異なるが、通常は(特に、ノゲシの場合は)以下の組成である。 The composition of the suitable induction medium and the culture conditions vary depending on the plant species, and also depend on whether the medium is a liquid medium or a solid medium, but is usually the following composition (especially in the case of Nogeshi).

誘導培地中の炭素源の濃度は、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは1質量%以上である。該炭素源の濃度は、好ましくは10質量%以下、より好ましくは6質量%以下、更に好ましくは3質量%以下である。なお、本明細書において、炭素源の濃度とは、糖類の濃度を意味する。 The concentration of the carbon source in the induction medium is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more. The concentration of the carbon source is preferably 10% by mass or less, more preferably 6% by mass or less, and still more preferably 3% by mass or less. In the present specification, the concentration of the carbon source means the concentration of saccharides.

誘導培地中のオーキシン系植物ホルモンの濃度は、好ましくは0mg/l以上、より好ましくは1×10−3mg/l以上、更に好ましくは0.05mg/l以上、特に好ましくは0.5mg/l以上である。該オーキシン系植物ホルモンの濃度は、好ましくは20mg/l以下、より好ましくは10mg/l以下、更に好ましくは2.5mg/l以下である。 The concentration of the auxin plant hormone in the induction medium is preferably 0 mg / l or more, more preferably 1 × 10 −3 mg / l or more, still more preferably 0.05 mg / l or more, particularly preferably 0.5 mg / l. That's it. The concentration of the auxinic plant hormone is preferably 20 mg / l or less, more preferably 10 mg / l or less, and still more preferably 2.5 mg / l or less.

誘導培地中のサイトカイニン系植物ホルモンの濃度は、好ましくは0mg/l以上、より好ましくは1×10−3mg/l以上、更に好ましくは0.5mg/l以上、特に好ましくは0.8mg/l以上である。該サイトカイニン系植物ホルモンの濃度は、好ましくは15mg/l以下、より好ましくは10mg/l以下、更に好ましくは3mg/l以下、特に好ましくは1.5mg/l以下である。 The concentration of the cytokinin plant hormone in the induction medium is preferably 0 mg / l or more, more preferably 1 × 10 −3 mg / l or more, still more preferably 0.5 mg / l or more, particularly preferably 0.8 mg / l. That's it. The concentration of the cytokinin plant hormone is preferably 15 mg / l or less, more preferably 10 mg / l or less, still more preferably 3 mg / l or less, and particularly preferably 1.5 mg / l or less.

誘導培地のpHは、4.0〜10.0が好ましく、5.6〜6.5がより好ましく、5.7〜5.8が更に好ましい。培養温度は、0〜40℃が好ましく、20〜26℃がより好ましい。培養は、暗所で行っても明所で行ってもよいが、照度は、0〜100000lxが好ましく、0〜0.1lxがより好ましい。培養時間は、2〜7週間(好ましくは2〜6週間、より好ましくは3〜5週間)である。
なお、本明細書において、固体培地のpHは、固形化剤を除く全成分を添加した培地のpHを意味する。また、本明細書において、暗所とは、照度が0〜0.1lxであることを意味し、明所とは、照度が0.1lxを超えていることを意味する。
The pH of the induction medium is preferably 4.0 to 10.0, more preferably 5.6 to 6.5, and still more preferably 5.7 to 5.8. The culture temperature is preferably 0 to 40 ° C, more preferably 20 to 26 ° C. Cultivation may be performed in a dark place or in a bright place, but the illuminance is preferably 0 to 100000 lx, more preferably 0 to 0.1 lx. The culture time is 2 to 7 weeks (preferably 2 to 6 weeks, more preferably 3 to 5 weeks).
In the present specification, the pH of the solid medium means the pH of the medium to which all components except the solidifying agent are added. In the present specification, the dark place means that the illuminance is 0 to 0.1 lx, and the bright place means that the illuminance exceeds 0.1 lx.

固体培地の場合、誘導培地中の固形化剤の濃度は、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.2質量%以上である。該固形化剤の濃度は、好ましくは2質量%以下、より好ましくは1.1質量%以下、更に好ましくは0.6質量%以下である。 In the case of a solid medium, the concentration of the solidifying agent in the induction medium is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.2% by mass or more. The concentration of the solidifying agent is preferably 2% by mass or less, more preferably 1.1% by mass or less, and still more preferably 0.6% by mass or less.

上述の条件のなかでも、特に、植物が、ノゲシの場合、オーキシン系植物ホルモンがナフタレン酢酸で、その濃度が0.5〜2.5mg/lで、サイトカイニン系植物ホルモンがベンジルアデニンで、培養温度が20〜26℃であることが特に好ましい。 Among the above-mentioned conditions, in particular, when the plant is Nogeshi, the auxin type plant hormone is naphthalene acetic acid, the concentration thereof is 0.5 to 2.5 mg / l, the cytokinin type plant hormone is benzyladenine, and the culture temperature. Is particularly preferably 20 to 26 ° C.

以上のように、殺菌又は滅菌した組織片を上記誘導培地中で培養することにより、カルスの誘導を行うことが可能である。 As described above, callus can be induced by culturing a sterilized or sterilized tissue piece in the induction medium.

本発明の方法では、Sonchus属植物由来の組織をカルス誘導化条件(上記誘導培地)で2〜7週間培養して得られたカルスを用いる。Sonchus属植物由来の組織をカルス誘導化条件で培養を開始した後、アグロバクテリウム属菌感染までの培養期間は、2〜7週間の期間内であれば特に限定されるものではなく、Sonchus属植物の種類、カルス誘導の材料とする植物組織(組織片)の種類や量、感染に用いるアグロバクテリウム属菌の量等を考慮して、適宜決定することができる。好ましくは、Sonchus属植物由来の組織をカルス誘導化条件で2〜6週間培養して得られたカルス、より好ましくは、Sonchus属植物由来の組織をカルス誘導化条件で3〜5週間培養して得られたカルス、更に好ましくは、Sonchus属植物由来の組織をカルス誘導化条件で4週間培養して得られたカルスを用いる。 In the method of the present invention, callus obtained by culturing tissue derived from a plant of the genus Sonchus under callus inducing conditions (the above induction medium) for 2 to 7 weeks is used. The culture period from the start of the culture of the Sonchus genus plant under the callus-inducing condition to the infection with Agrobacterium is not particularly limited as long as it is within a period of 2 to 7 weeks. It can be appropriately determined in consideration of the type of plant, the type and amount of plant tissue (tissue piece) used as a callus-inducing material, the amount of Agrobacterium used for infection, and the like. Preferably, callus obtained by culturing a tissue derived from a Sonchus plant under a callus-inducing condition for 2 to 6 weeks, more preferably, a tissue derived from a Sonchus plant under a callus-inducing condition for 3 to 5 weeks. The obtained callus, more preferably, a callus obtained by culturing tissue derived from a plant of the genus Sonchus under callus-inducing conditions for 4 weeks is used.

なお、Sonchus属植物由来の組織をカルス誘導化条件で2週間培養して得られたカルスとは、Sonchus属植物由来の組織をカルス誘導培地(上記誘導培地)に移してから2週間培養して得られたカルスを意味する。 The callus obtained by culturing a tissue derived from a Sonchus plant under a callus-inducing condition for 2 weeks is a culture obtained by transferring a tissue derived from a Sonchus plant to a callus induction medium (the above induction medium) for 2 weeks. It means the obtained callus.

(アグロバクテリウム属菌調製工程)
本発明の方法では、標的遺伝子又はそのフラグメント(以下、標的遺伝子等、と記載することがある。)を含むプラスミドを含有するアグロバクテリウム属菌をカルスに感染させる。そこで、次に、アグロバクテリウム属菌の調製方法(アグロバクテリウム属菌調製工程)について説明する。
(Agrobacterium preparation process)
In the method of the present invention, callus is infected with an Agrobacterium genus containing a plasmid containing a target gene or a fragment thereof (hereinafter sometimes referred to as a target gene or the like). Then, next, the preparation method (Agrobacterium genus preparation process) of Agrobacterium is demonstrated.

本発明において用いられるアグロバクテリウム属菌としては、含有するプラスミドを植物細胞に導入させることができるアグロバクテリウム属菌であれば特に限定されるものではないが、アグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens)であることが好ましい。感染効率が良好であり、アグロバクテリウム法において汎用されているためである。 The Agrobacterium used in the present invention is not particularly limited as long as it contains an Agrobacterium that can introduce the contained plasmid into plant cells. However, Agrobacterium tumefaciens is not particularly limited. ) Is preferable. This is because the infection efficiency is good and it is widely used in the Agrobacterium method.

標的遺伝子等を含むプラスミドを含有するアグロバクテリウム属菌は、従来公知の何れの手法を用いて作製してもよい。例えば、アグロバクテリウム属菌が有するTiプラスミドのT−DNA領域と相同組み換え可能なプラスミドに、標的遺伝子等を組み込んだ標的遺伝子組み換え中間ベクターを作製し、該標的遺伝子組み換え中間ベクターをアグロバクテリウム属菌に導入してもよい。また、アグロバクテリウム法において汎用されているバイナリーベクターに標的遺伝子等を組み込んだ標的遺伝子バイナリーベクターをアグロバクテリウム属菌に導入してもよい。 An Agrobacterium genus containing a plasmid containing a target gene or the like may be prepared using any conventionally known technique. For example, a target gene recombination intermediate vector in which a target gene or the like is incorporated into a plasmid capable of homologous recombination with a T-DNA region of a Ti plasmid possessed by Agrobacterium is produced. It may be introduced into the fungus. In addition, a target gene binary vector in which a target gene or the like is incorporated into a binary vector widely used in the Agrobacterium method may be introduced into the genus Agrobacterium.

本発明において、標的遺伝子とは、Sonchus属植物に導入する目的の遺伝子を意味する。標的遺伝子としては、Sonchus属植物に導入された結果、当該Sonchus属植物の遺伝的形質を変化させ得るものであれば特に限定されるものではなく、導入されるSonchus属植物が本来有している遺伝子であってもよく、当該Sonchus属植物以外の生物由来の遺伝子であってもよく、人工的に作製した遺伝子であってもよい。人工的に作製した遺伝子としては、例えば、2種類以上の遺伝子をつなぎ合わせたキメラ遺伝子であってもよく、いずれかの生物が有する遺伝子を変異させた変異遺伝子であってもよい。変異遺伝子としては、例えば、遺伝子を構成するDNAの塩基配列のうちの一部の塩基を欠損させたものであってもよく、置換させたものであってもよい。また、該塩基配列の途中に部分塩基配列を挿入したものであってもよい。 In the present invention, the target gene means a target gene to be introduced into a plant of the genus Sonchus. The target gene is not particularly limited as long as it can change the genetic traits of the Sonchus genus plant as a result of being introduced into the Sonchus genus plant. It may be a gene, a gene derived from an organism other than the Sonchus genus plant, or an artificially prepared gene. The artificially prepared gene may be, for example, a chimeric gene obtained by connecting two or more types of genes, or a mutant gene obtained by mutating a gene possessed by any organism. As a mutated gene, for example, a part of the base sequence of DNA constituting the gene may be deleted or may be replaced. Moreover, what inserted the partial base sequence in the middle of this base sequence may be used.

また、標的遺伝子は、構造遺伝子であってもよく、調節領域であってもよい。例えば、プロモーターやターミネーター等の転写や翻訳の制御領域を含む構造遺伝子であってもよい。なお、制御領域の遺伝子は、遺伝子が導入されるSonchus属植物中で機能し得るものであればよく、遺伝子が導入されるSonchus属植物と同種の生物由来の遺伝子であってもよく、異種の生物由来の遺伝子であってもよいことは言うまでもない。このような異種プロモーターとしては、例えば、CaMV35 promoter、NOS promoter等の遺伝子組み換えに係る分野において汎用されているプロモーターを使用することができる。 Further, the target gene may be a structural gene or a regulatory region. For example, it may be a structural gene containing a transcriptional or translational control region such as a promoter or terminator. In addition, the gene of the control region may be any gene as long as it can function in the Sonchus plant into which the gene is introduced, and may be a gene derived from the same species as the Sonchus plant into which the gene is introduced. Needless to say, it may be a gene derived from an organism. As such a heterologous promoter, for example, a promoter commonly used in the field of gene recombination such as CaMV35 promoter and NOS promoter can be used.

Sonchus属植物に導入される標的遺伝子は、遺伝子の全長であってもよく、フラグメントであってもよい。例えば、構造遺伝子の機能ドメインのみからなるフラグメントを導入するものであってもよい。 The target gene introduced into the plant of the genus Sonchus may be the full length of the gene or a fragment. For example, a fragment consisting only of a functional domain of a structural gene may be introduced.

Sonchus属植物に導入する標的遺伝子としては、例えば、ラテックスの生合成機構やポリイソプレン鎖延長反応に関与し、ラテックスの産生量や分子量に対して機能する遺伝子、並びに、ラテックス中に含まれる、タンパク質、イノシトール、ケブラキトールなどの糖類、ビタミンEの一種であり天然の老化防止剤としても効果のあるトコトリエノールの生合成に関与し、その生産量に対して影響を与える遺伝子、さらには、これらのタンパク質、糖類、トコトリエノールの変異体を生ずる遺伝子等であることが好ましい。また、これらの遺伝子に組織特異的に機能するプロモーター等の調節領域を含ませることにより、標的遺伝子がコードしているタンパク質を、植物体の特定の組織において発現させることもできる。 Examples of target genes to be introduced into Sonchus plants include genes that are involved in latex biosynthetic mechanisms and polyisoprene chain extension reactions, and function in latex production and molecular weight, and proteins contained in latex. , Saccharides such as inositol and quebrachitol, genes involved in the biosynthesis of tocotrienol, which is a kind of vitamin E and is also effective as a natural anti-aging agent, and these proteins, It is preferably a gene or the like that produces a saccharide, a tocotrienol mutant. In addition, by including a regulatory region such as a promoter that functions in a tissue-specific manner in these genes, the protein encoded by the target gene can be expressed in a specific tissue of a plant body.

標的遺伝子等は、好適には、マーカー遺伝子、場合により、レポーター遺伝子とともにベクターに組み込まれる。
マーカー遺伝子としては、カナマイシン耐性遺伝子(nptII)、ハイグロマイシン耐性遺伝子(hptI)、ブレオマイシン耐性遺伝子等の薬剤耐性遺伝子を挙げることができる。植物体での発現位置を確認するためのレポーター遺伝子としては、ルシフェラーゼ遺伝子、GUS(βグルクロニダーゼ)遺伝子、GFP(緑色蛍光タンパク質)、RFP(赤色蛍光タンパク質)等を挙げることができる。
The target gene and the like are preferably incorporated into a vector together with a marker gene and optionally a reporter gene.
Examples of the marker gene include drug resistance genes such as kanamycin resistance gene (nptII), hygromycin resistance gene (hptI), and bleomycin resistance gene. Examples of the reporter gene for confirming the expression position in the plant include luciferase gene, GUS (β-glucuronidase) gene, GFP (green fluorescent protein), RFP (red fluorescent protein) and the like.

アグロバクテリウム属菌調製工程では、上述の説明等の通りに作製した標的遺伝子等を含むプラスミドを含有するアグロバクテリウム属菌を、常法により培養(例えば、培養温度20〜35℃で、YEB培地で10〜30時間振とう培養)し、増殖させることにより、カルスに感染させるために必要な量を調製することができる。 In the Agrobacterium preparation process, Agrobacterium containing a plasmid containing the target gene and the like prepared as described above is cultured by a conventional method (for example, at a culture temperature of 20 to 35 ° C., at YEB). By shaking and culturing in a medium for 10 to 30 hours, the amount necessary for infecting callus can be prepared.

(感染工程)
感染工程では、Sonchus属植物由来の組織をカルス誘導化条件で2〜7週間培養して得られたカルスに、標的遺伝子又はそのフラグメントを含むプラスミドを含有するアグロバクテリウム属菌を感染させる。
(Infectious process)
In the infection step, callus obtained by culturing tissue derived from a Sonchus plant under callus-inducing conditions for 2 to 7 weeks is infected with an Agrobacterium containing a target gene or a plasmid containing a fragment thereof.

感染工程では、Sonchus属植物由来の組織をカルス誘導化条件で2〜7週間培養して得られたカルス(誘導工程により得られたカルス)に、標的遺伝子又はそのフラグメントを含むプラスミドを含有するアグロバクテリウム属菌(アグロバクテリウム属菌調製工程により得られたアグロバクテリウム属菌)を感染させる。 In the infection process, callus obtained by culturing tissue derived from a plant of the genus Sonchus under callus inducing conditions for 2 to 7 weeks (callus obtained by the induction process) contains an agro containing a plasmid containing the target gene or a fragment thereof. Infect bacteria belonging to the genus Bacteria (Agrobacterium genus obtained through the Agrobacterium preparation process).

感染工程は、アグロバクテリウム法において一般的に行われている手法で行うことができる。例えば、アグロバクテリウム属菌を感染培地中に懸濁させ、該懸濁液中に、カルスを浸漬させることにより、感染させることができる。そして、浸漬後、懸濁液と、カルスをろ紙等で分離すればよい。なお、浸漬中は、静置してもよく、振とうしてもよいが、カルスにアグロバクテリウム属菌を感染させやすいことから、振とうすることが好ましい。 The infection process can be performed by a technique generally used in the Agrobacterium method. For example, Agrobacterium can be infected by suspending in an infection medium and immersing callus in the suspension. Then, after the immersion, the suspension and the callus may be separated with a filter paper or the like. In addition, although it may stand still and may be shaken during immersion, since it is easy to infect callus with Agrobacterium, it is preferable to shake.

感染に用いられるアグロバクテリウム属菌懸濁液の菌濃度は、アグロバクテリウム属菌の種類や増殖活性、感染させるカルスのカルス誘導後の培養期間、浸漬時間等を考慮して適宜決定することができる。例えば、カルス6gに対し、600nmで測定した吸光度(O.D.600)が0.01〜0.4(好ましくは0.05〜0.2、より好ましくは0.08〜0.12)のアグロバクテリウム属菌懸濁溶液10〜50mL(好ましくは20〜40mL、より好ましくは25〜35mL)に相当する菌体数のアグロバクテリウム属菌を接触させることが好ましい。これにより、カルスへ感染するアグロバクテリウム数を最適化でき、形質転換細胞を効率的に作成できる。 The concentration of the Agrobacterium suspension used for infection should be determined appropriately in consideration of the type and growth activity of Agrobacterium, the culture period after callus induction, the immersion time, etc. Can do. For example, with respect to 6 g of callus, the absorbance (OD 600) measured at 600 nm is 0.01 to 0.4 (preferably 0.05 to 0.2, more preferably 0.08 to 0.12). It is preferable to contact Agrobacterium having the number of cells corresponding to 10 to 50 mL (preferably 20 to 40 mL, more preferably 25 to 35 mL) of the Agrobacterium suspension solution. Thereby, the number of Agrobacterium which infects callus can be optimized, and a transformed cell can be produced efficiently.

感染工程におけるアグロバクテリウム属菌とカルスの共存時間、すなわち、アグロバクテリウム属菌とカルスを接触させる時間は、0.5〜60分が好ましく、1〜40分がより好ましく、25〜35分が更に好ましい。これにより、カルスへ感染するアグロバクテリウム数を最適化でき、形質転換細胞を効率的に作成できる。なお、該共存時間は、例えば、アグロバクテリウム属菌懸濁液中に、カルスを浸漬させる場合、浸漬時間を意味する。 The coexistence time of Agrobacterium and callus in the infection process, that is, the time for contacting Agrobacterium and callus is preferably 0.5 to 60 minutes, more preferably 1 to 40 minutes, and more preferably 25 to 35 minutes. Is more preferable. Thereby, the number of Agrobacterium which infects callus can be optimized, and a transformed cell can be produced efficiently. In addition, this coexistence time means immersion time, for example, when callus is immersed in an Agrobacterium suspension.

アグロバクテリウム属菌を懸濁させる感染培地としては、上述の基本培地や、該基本培地の組成に変更を加えた改変基本培地等のベースとなる培地に必要に応じて植物生長ホルモンを加えたものを使用すればよい。なかでも、MS培地、LS培地、B5培地、WP培地が好ましく、MS培地がより好ましい。植物生長ホルモン、炭素源としては、上記誘導培地と同様のものが好適に使用できるが、炭素源としては、スクロースとグルコースを併用することが更に好ましい。 As an infectious medium for suspending Agrobacterium, plant growth hormone was added to the above-mentioned basic medium or a basic medium such as a modified basic medium in which the composition of the basic medium was changed as necessary. You can use something. Among these, MS medium, LS medium, B5 medium, and WP medium are preferable, and MS medium is more preferable. As the plant growth hormone and carbon source, those similar to the above-mentioned induction medium can be preferably used, but as the carbon source, it is more preferable to use sucrose and glucose in combination.

好適な感染培地の組成は、植物種により異なるが、通常は(特に、ノゲシの場合は)以下の組成である。 The composition of a suitable infection medium varies depending on the plant species, but is usually the following composition (especially in the case of Nogeshi).

感染培地中の炭素源の濃度は、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは1質量%以上、更に好ましくは2質量%以上、特に好ましくは3質量%以上である。該炭素源の濃度は、好ましくは10質量%以下、より好ましくは6質量%以下、更に好ましくは4質量%以下である。 The concentration of the carbon source in the infection medium is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, still more preferably 2% by mass or more, and particularly preferably 3% by mass or more. The concentration of the carbon source is preferably 10% by mass or less, more preferably 6% by mass or less, and still more preferably 4% by mass or less.

炭素源として、スクロースとグルコースを併用する場合、感染培地中のスクロースの濃度は、好ましくは0.1〜10質量%、より好ましくは0.5〜5質量%、更に好ましくは1〜4質量%である。一方、感染培地中のグルコースの濃度は、好ましくは0.01〜5質量%、より好ましくは0.1〜3質量%、更に好ましくは0.5〜1.5質量%である。 When sucrose and glucose are used in combination as a carbon source, the concentration of sucrose in the infection medium is preferably 0.1 to 10% by mass, more preferably 0.5 to 5% by mass, and still more preferably 1 to 4% by mass. It is. On the other hand, the concentration of glucose in the infection medium is preferably 0.01 to 5% by mass, more preferably 0.1 to 3% by mass, and still more preferably 0.5 to 1.5% by mass.

カルスがアグロバクテリウム属菌に感染しやすい状態にできるという理由から、感染培地は、窒素源として硝酸アンモニウムを用いないことが好ましい。そして、硝酸アンモニウムの代わりに硝酸カリウムを用いた培地を使用することが好ましい。感染培地中の硝酸カリウムの濃度は、好ましくは100〜600mg/l、より好ましくは250〜500mg/l、更に好ましくは300〜450mg/lである。 It is preferable that the infectious medium does not use ammonium nitrate as a nitrogen source because the callus can be easily infected with Agrobacterium. And it is preferable to use the culture medium which used potassium nitrate instead of ammonium nitrate. The concentration of potassium nitrate in the infection medium is preferably 100 to 600 mg / l, more preferably 250 to 500 mg / l, still more preferably 300 to 450 mg / l.

カルスの状態を良好化できるという理由から、感染培地がアミノ酸含有培地であることが好ましい。アミノ酸としては、特に限定されないが、例えば、アスパラギン酸、グルタミン、グルタミン酸、アスパラギン等が挙げられる。なかでも、アスパラギン酸、グルタミンが好ましく、アスパラギン酸、グルタミンを併用することが好ましい。 The infection medium is preferably an amino acid-containing medium because the callus state can be improved. Although it does not specifically limit as an amino acid, For example, aspartic acid, glutamine, glutamic acid, asparagine etc. are mentioned. Of these, aspartic acid and glutamine are preferable, and aspartic acid and glutamine are preferably used in combination.

感染培地中のアミノ酸の濃度は、好ましくは500mg/l以上、より好ましくは700mg/l以上、更に好ましくは1000mg/l以上である。該アミノ酸の濃度は、好ましくは5000mg/l以下、より好ましくは2000mg/l以下、更に好ましくは1300mg/l以下である。 The concentration of the amino acid in the infection medium is preferably 500 mg / l or more, more preferably 700 mg / l or more, and still more preferably 1000 mg / l or more. The concentration of the amino acid is preferably 5000 mg / l or less, more preferably 2000 mg / l or less, and still more preferably 1300 mg / l or less.

アスパラギン酸、グルタミンを併用する場合、感染培地中のアスパラギン酸の濃度は、好ましくは100〜700mg/l、より好ましくは200〜500mg/l、更に好ましくは250〜400mg/lである。一方、感染培地中のグルタミンの濃度は、好ましくは100〜1500mg/l、より好ましくは500〜1200mg/l、更に好ましくは700〜1100mg/lである。 When aspartic acid and glutamine are used in combination, the concentration of aspartic acid in the infection medium is preferably 100 to 700 mg / l, more preferably 200 to 500 mg / l, still more preferably 250 to 400 mg / l. On the other hand, the concentration of glutamine in the infection medium is preferably 100 to 1500 mg / l, more preferably 500 to 1200 mg / l, still more preferably 700 to 1100 mg / l.

カルスがアグロバクテリウムに感染しやすくなるという理由から、感染培地がアセトシリンゴン含有培地であることが好ましい。感染培地中のアセトシリンゴンの濃度は、好ましくは0.1〜30mg/l、より好ましくは1〜20mg/l、更に好ましくは5〜15mg/lである。 It is preferable that the infection medium is an acetosyringone-containing medium because callus is easily infected with Agrobacterium. The concentration of acetosyringone in the infection medium is preferably 0.1 to 30 mg / l, more preferably 1 to 20 mg / l, still more preferably 5 to 15 mg / l.

カルスの状態及びカルスの生長を良好化できるという理由から、感染培地がカザミノ酸含有培地であることが好ましい。感染培地中のカザミノ酸の濃度は、好ましくは50〜600mg/l、より好ましくは100〜500mg/l、更に好ましくは200〜400mg/lである。 It is preferable that the infection medium is a casamino acid-containing medium because the callus state and callus growth can be improved. The concentration of casamino acid in the infection medium is preferably 50 to 600 mg / l, more preferably 100 to 500 mg / l, still more preferably 200 to 400 mg / l.

感染培地のpHは、特に限定されないが、4.0〜10.0が好ましく、5.0〜6.0がより好ましい。感染させる温度(感染培地の温度)は、0〜40℃が好ましく、20〜36℃がより好ましく、22〜24℃が更に好ましい。感染工程は、暗所で行っても明所で行ってもよい。 The pH of the infection medium is not particularly limited, but is preferably 4.0 to 10.0, and more preferably 5.0 to 6.0. The temperature for infection (temperature of the infection medium) is preferably 0 to 40 ° C, more preferably 20 to 36 ° C, and still more preferably 22 to 24 ° C. The infection process may be performed in the dark or in the light.

以上のように、感染工程では、例えば、アグロバクテリウム属菌調製工程により得られたアグロバクテリウム属菌を感染培地中に懸濁させ、該懸濁液中に、誘導工程により得られたカルスを浸漬させることにより、カルスにアグロバクテリウム属菌を感染させることができる。そして、浸漬後、懸濁液と、カルスをろ紙等で分離し、分離したカルスは、次の共存培養工程に使用される。 As described above, in the infection process, for example, the Agrobacterium obtained in the Agrobacterium preparation step is suspended in the infection medium, and the callus obtained in the induction process is suspended in the suspension. By soaking, callus can be infected with Agrobacterium. Then, after the immersion, the suspension and the callus are separated with a filter paper or the like, and the separated callus is used in the next co-cultivation step.

(共存培養工程)
共存培養工程では、例えば、感染工程により得られたカルス(アグロバクテリウム属菌が感染したカルス)を共存培養培地中で培養する。これにより、感染によりカルスに導入された標的遺伝子等の遺伝子断片が、植物細胞の遺伝子中に組み込まれ、安定した形質転換細胞を得ることができる。
(Co-culture process)
In the co-cultivation step, for example, callus (callus infected with Agrobacterium) obtained in the infection step is cultured in a co-culture medium. Thereby, a gene fragment such as a target gene introduced into callus by infection is incorporated into a gene of a plant cell, and a stable transformed cell can be obtained.

なお、共存培養培地は、液体であっても固体であってもよいが、培地上に置床して培養することで、安定した形質転換細胞を得ることができるため、固体培養が好ましい。また、共存培養培地が液体培地である場合には、静置培養を行ってもよく、振とう培養を行ってもよい。 The co-cultivation medium may be liquid or solid, but solid culture is preferable because stable transformed cells can be obtained by placing the medium on the medium and culturing. In addition, when the co-culture medium is a liquid medium, stationary culture or shaking culture may be performed.

共存培養培地としては、上述の基本培地や、該基本培地の組成に変更を加えた改変基本培地等のベースとなる培地に必要に応じて植物生長ホルモンを加えたものを使用すればよい。具体的には、上記感染培地と同様の培地を同様の好適な態様で好適に使用できる。 As the co-culture medium, a medium obtained by adding a plant growth hormone to the base medium such as the above-mentioned basic medium or a modified basic medium obtained by changing the composition of the basic medium as necessary may be used. Specifically, a medium similar to the above-described infection medium can be suitably used in the same preferred embodiment.

共存培養培地が固体培地の場合、上記誘導培地の場合と同様に、固形化剤を使用して培地を固体にすればよい。 When the coculture medium is a solid medium, a solidifying agent may be used to make the medium solid as in the case of the induction medium.

培養温度は、0〜40℃が好ましく、10〜36℃がより好ましく、20〜28℃が更に好ましく、22〜24℃が最も好ましい。培養は、暗所で行っても明所で行ってもよいが、暗所で培養を行うことが好ましく、暗所の照度は、0〜0.1lxが好ましい。培養時間は、特に限定されないが、2〜4日間培養することが好ましい。 The culture temperature is preferably 0 to 40 ° C, more preferably 10 to 36 ° C, still more preferably 20 to 28 ° C, and most preferably 22 to 24 ° C. The culture may be performed in a dark place or in a light place, but the culture is preferably performed in a dark place, and the illuminance in the dark place is preferably 0 to 0.1 lx. The culture time is not particularly limited, but it is preferable to culture for 2 to 4 days.

固体培地の場合、共存培養培地中の固形化剤の濃度は、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.2質量%以上である。該固形化剤の濃度は、好ましくは2質量%以下、より好ましくは1.1質量%以下、更に好ましくは0.6質量%以下である。 In the case of a solid medium, the concentration of the solidifying agent in the co-culture medium is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.2% by mass or more. The concentration of the solidifying agent is preferably 2% by mass or less, more preferably 1.1% by mass or less, and still more preferably 0.6% by mass or less.

以上のように、共存培養工程では、感染工程により得られたカルス(アグロバクテリウム属菌が感染したカルス)を上記共存培養培地中で培養することにより、感染によりカルスに導入された標的遺伝子等の遺伝子断片が、植物細胞の遺伝子中に組み込まれ、安定した形質転換細胞を得ることができる。この共存培養工程により得られたカルス(形質転換されたカルスと、形質転換されていないカルスの混合物)は、次の選択培養工程に使用される。 As described above, in the co-cultivation step, the callus obtained by the infection step (callus infected with Agrobacterium) is cultured in the co-culture medium, so that the target gene introduced into the callus by infection, etc. This gene fragment is incorporated into a plant cell gene, and a stable transformed cell can be obtained. The callus (mixture of transformed callus and non-transformed callus) obtained by this co-cultivation process is used in the next selective culture process.

(選択培養工程)
選択培養工程は、アグロバクテリウム法において一般的に行われている手法で行うことができる。この工程により、形質転換されたカルスと、形質転換されていないカルスを選別できる。
(Selective culture process)
The selective culturing step can be performed by a technique generally used in the Agrobacterium method. By this step, transformed callus and untransformed callus can be selected.

選択培養工程では、まず、アグロバクテリウム属菌を滅菌するために、上述の基本培地や、該基本培地の組成に変更を加えた改変基本培地等のベースとなる培地にカルベニシリンを加えたものを使用して、共存培養工程により得られたカルス(形質転換されたカルスと、形質転換されていないカルスの混合物)の洗浄を行う。なお、滅菌の前に、上述の基本培地や、該基本培地の組成に変更を加えた改変基本培地等のベースとなる培地により予め共存培養工程により得られたカルス(形質転換されたカルスと、形質転換されていないカルスの混合物)を洗浄しておいてもよい。 In the selective culturing step, first, in order to sterilize Agrobacterium, a medium obtained by adding carbenicillin to a base medium such as the above basic medium or a modified basic medium obtained by changing the composition of the basic medium is used. Use to wash the callus (mixture of transformed and untransformed callus) obtained by the co-cultivation process. Prior to sterilization, callus (transformed callus) obtained in advance by a co-cultivation step with a base medium such as the basic medium described above or a modified basic medium obtained by changing the composition of the basic medium, The non-transformed callus mixture) may be washed.

次に、カルベニシリンにより滅菌されたカルスは、選択培養培地中で培養される。選択培養工程の培養条件は、形質転換細胞(標的遺伝子を獲得したカルス)が選択的に生育できる条件であれば、特に限定されない。 The callus sterilized with carbenicillin is then cultured in a selective culture medium. The culture conditions in the selective culture step are not particularly limited as long as the transformed cells (callus that has acquired the target gene) can grow selectively.

なお、選択培養培地は、液体であっても固体であってもよい。また、選択培養培地が液体培地である場合には、静置培養を行ってもよく、振とう培養を行ってもよい。 The selective culture medium may be liquid or solid. In addition, when the selective culture medium is a liquid medium, static culture or shaking culture may be performed.

選択培養培地としては、上述の基本培地や、該基本培地の組成に変更を加えた改変基本培地等のベースとなる培地に、マーカー遺伝子(標的遺伝子と共に導入されたマーカー遺伝子)に対応する物質を加えたものを使用すればよい。なかでも、MS培地、LS培地、B5培地、WP培地に上記マーカー遺伝子に対応する物質を加えたものが好ましく、MS培地に上記マーカー遺伝子に対応する物質を加えたものがより好ましい。なお、必要に応じて、カルベニシリンを加えてもよい。また、必要に応じて植物生長ホルモンを加えてもよい。植物生長ホルモン、炭素源としては、上記誘導培地と同様のものが好適に使用できる。 As a selective culture medium, a substance corresponding to a marker gene (a marker gene introduced together with a target gene) is added to a base medium such as the above basic medium or a modified basic medium obtained by changing the composition of the basic medium. What you add can be used. Especially, what added the substance corresponding to the said marker gene to MS culture medium, LS culture medium, B5 culture medium, and WP culture medium is preferable, and what added the substance corresponding to the said marker gene to MS culture medium is more preferable. Carbenicillin may be added as necessary. Moreover, you may add a plant growth hormone as needed. As the plant growth hormone and carbon source, those similar to the above induction medium can be preferably used.

上記マーカー遺伝子に対応する物質としては、特に限定されないが、当業者であれば、使用したマーカー遺伝子に応じて適宜選択することができる。例えば、上記マーカー遺伝子として、カナマイシン耐性遺伝子を使用した場合には、カナマイシンを培地に添加してカルス(カルベニシリンにより滅菌されたカルス(形質転換されたカルスと、形質転換されていないカルスの混合物))を培養することにより、形質転換されたカルスは、標的遺伝子と共にカナマイシン耐性遺伝子も導入されているため当該培地中で生育することができるが、形質転換されていないカルスは、当該培地中で生育することがない。このように、上記マーカー遺伝子に対応する物質を加えた培地で、形質転換されたカルスと、形質転換されていないカルスの混合物を培養することにより、形質転換されたカルスを選択的に生育させることができる。 Although it does not specifically limit as a substance corresponding to the said marker gene, Those skilled in the art can select suitably according to the marker gene used. For example, when a kanamycin resistance gene is used as the marker gene, callus (callus sterilized by carbenicillin (mixture of transformed callus and untransformed callus)) is added to the medium. Can be grown in the medium because the kanamycin resistance gene is introduced together with the target gene, but the non-transformed callus grows in the medium. There is nothing. In this way, by selectively cultivating a mixture of transformed callus and non-transformed callus in a medium to which a substance corresponding to the marker gene is added, the transformed callus is selectively grown. Can do.

選択培養培地が固体培地の場合、上記誘導培地の場合と同様に、固形化剤を使用して培地を固体にすればよい。 When the selective culture medium is a solid medium, the medium may be made solid using a solidifying agent as in the case of the induction medium.

選択培養培地のpHは、特に限定されないが、5.0〜7.0が好ましく、5.6〜6.5がより好ましい。培養温度は、0〜40℃が好ましく、10〜36℃がより好ましく、20〜28℃が更に好ましく、22〜24℃が最も好ましい。培養は、暗所で行っても明所で行ってもよいが、暗所で培養を行うことが好ましく、暗所の照度は、0〜0.1lxが好ましい。培養時間は、特に限定されないが、1〜4週間おきに継代培養することが好ましい。 The pH of the selective culture medium is not particularly limited, but is preferably 5.0 to 7.0, and more preferably 5.6 to 6.5. The culture temperature is preferably 0 to 40 ° C, more preferably 10 to 36 ° C, still more preferably 20 to 28 ° C, and most preferably 22 to 24 ° C. The culture may be performed in a dark place or in a light place, but the culture is preferably performed in a dark place, and the illuminance in the dark place is preferably 0 to 0.1 lx. The culture time is not particularly limited, but subculture is preferably performed every 1 to 4 weeks.

固体培地の場合、選択培養培地中の固形化剤の濃度は、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.2質量%以上である。該固形化剤の濃度は、好ましくは2質量%以下、より好ましくは1.1質量%以下、更に好ましくは0.6質量%以下である。 In the case of a solid medium, the concentration of the solidifying agent in the selective culture medium is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.2% by mass or more. The concentration of the solidifying agent is preferably 2% by mass or less, more preferably 1.1% by mass or less, and still more preferably 0.6% by mass or less.

以上のように、選択培養工程では、共存培養工程により得られたカルス(形質転換されたカルスと、形質転換されていないカルスの混合物)をカルベニシリン含有溶液により洗浄し、アグロバクテリウム属菌を滅菌する。次に、カルベニシリンにより滅菌されたカルスを、選択培養培地中で培養することにより、形質転換されたカルスを選択的に生育させることができ、形質転換されたカルスと、形質転換されていないカルスを選別できる。 As described above, in the selective culture process, the callus obtained by the co-cultivation process (a mixture of transformed callus and non-transformed callus) is washed with a carbenicillin-containing solution, and Agrobacterium is sterilized. To do. Next, the callus sterilized with carbenicillin is cultured in a selective culture medium, so that the transformed callus can be selectively grown. The transformed callus and the non-transformed callus are separated. Can be selected.

遺伝子導入効率は、例えば、選択培養工程において、共存培養工程により得られたカルス(形質転換されたカルスと、形質転換されていないカルスの混合物)を培養し、該混合物のうち、生育したカルスの個数、すなわち、形質転換されたカルスの個数をカウントすることにより算出できる。具体的には、実施例に記載の方法により算出できる。 For example, in the selective culturing step, the gene transfer efficiency is obtained by culturing the callus obtained by the co-cultivation step (a mixture of transformed callus and non-transformed callus). It can be calculated by counting the number, that is, the number of transformed callus. Specifically, it can be calculated by the method described in the examples.

以上説明した本発明の方法により、Sonchus属植物の形質転換細胞(形質転換されたカルス)を効率的に作成できる。 By the method of the present invention described above, a transformed cell (transformed callus) of a Sonchus plant can be efficiently produced.

(形質転換植物の作成)
次に、形質転換植物の作成方法について説明する。形質転換植物の作成は、本発明の方法により作成された形質転換細胞(形質転換されたカルス)を用いて、本願明細書の記載及び出願時の技術常識により当業者であれば適宜条件を変更して行うことができる。
(Creation of transformed plants)
Next, a method for producing a transformed plant will be described. For the preparation of the transformed plant, those skilled in the art can appropriately change the conditions using the transformed cells (transformed callus) prepared by the method of the present invention according to the description in the present specification and the technical common sense at the time of filing. Can be done.

簡単に説明すると、以下のように、本発明の方法により作成された形質転換細胞から、不定胚及びシュートを誘導し、シュートを伸長させ、発根させることにより植物体を再生すればよい。 Briefly, the plant body may be regenerated by inducing somatic embryos and shoots from the transformed cells prepared by the method of the present invention, elongating and rooting the shoots as follows.

(再生誘導工程)
再生誘導工程では、植物生長ホルモン及び炭素源を含む再生誘導培地中でカルス(形質転換されたカルス)を培養することにより不定胚及びシュートを形成させる。カルスから不定胚を誘導(形成)し、不定胚を培養することにより、安定的にシュートの形成を行うことができるため、再生誘導工程の培養条件は、カルスから不定胚を誘導できる条件であれば、特に限定されない。
(Regeneration induction process)
In the regeneration induction step, somatic embryos and shoots are formed by culturing callus (transformed callus) in a regeneration induction medium containing a plant growth hormone and a carbon source. Since shoots can be stably formed by inducing (forming) somatic embryos from callus and culturing somatic embryos, the culture conditions of the regeneration induction process should be conditions that can induce somatic embryos from callus. There is no particular limitation.

再生誘導培地としては、上述の基本培地や、該基本培地の組成に変更を加えた改変基本培地等のベースとなる培地に植物生長ホルモンを加えたものを使用すればよい。なかでも、MS培地、LS培地、B5培地、WP培地に植物生長ホルモンを加えたものが好ましく、MS培地に植物生長ホルモンを加えたものがより好ましい。植物生長ホルモン、炭素源としては、上記誘導培地と同様のものが好適に使用できる。また、不定胚の誘導に適しているという理由から、オーキシン系植物ホルモン及びサイトカイニン系植物ホルモンを含むことが好ましい。 As the regeneration induction medium, a medium obtained by adding plant growth hormone to a base medium such as the above-mentioned basic medium or a modified basic medium obtained by changing the composition of the basic medium may be used. Especially, what added plant growth hormone to MS culture medium, LS culture medium, B5 culture medium, and WP culture medium is preferable, and what added plant growth hormone to MS culture medium is more preferable. As the plant growth hormone and carbon source, those similar to the above induction medium can be preferably used. In addition, auxin-type plant hormones and cytokinin-type plant hormones are preferably included because they are suitable for induction of somatic embryos.

再生誘導培地のpHは、特に限定されないが、4.0〜10.0が好ましく、5.6〜6.5がより好ましい。培養温度は、0〜40℃が好ましく、20〜36℃がより好ましい。培養は、暗所で行っても明所で行ってもよいが、24時間中10〜16時間明所で培養を行うことが好ましく、明所の照度は、0〜100000lxが好ましく、1000〜50000lxがより好ましい。培養時間は、特に限定されないが、1〜10週間培養することが好ましく、5〜10週間培養することがより好ましい。 The pH of the regeneration induction medium is not particularly limited, but is preferably 4.0 to 10.0, and more preferably 5.6 to 6.5. The culture temperature is preferably 0 to 40 ° C, more preferably 20 to 36 ° C. The culture may be performed in the dark or in the light. However, the culture is preferably performed in the light for 10 to 16 hours out of 24 hours. Is more preferable. The culture time is not particularly limited, but is preferably cultured for 1 to 10 weeks, more preferably 5 to 10 weeks.

以上のように、再生誘導工程では、カルス(形質転換されたカルス)を上記再生誘導培地中で培養することにより、不定胚及びシュートを形成させることが可能である。この再生誘導工程により形成されたシュートは、次の伸長工程に使用される。次の伸長工程に移るタイミングとしては、シュートから発芽が視認され、その後安定して成長していることが確認できた後が好ましい。 As described above, in the regeneration induction step, somatic embryos and shoots can be formed by culturing callus (transformed callus) in the regeneration induction medium. The chute formed by this regeneration induction process is used for the next extension process. The timing for moving to the next stretching step is preferably after germination is visually recognized from the shoot and after confirming that it has grown stably.

(伸長工程)
伸長工程では、形成されたシュートを伸長培地で培養することによりシュートを伸長させる。
(Extension process)
In the elongation step, the shoots are elongated by culturing the formed shoots in an elongation medium.

伸長工程では、例えば、再生誘導工程により形成されたシュートを伸長培地中で培養してシュートを伸長させる。なお、伸長培地は、液体であっても固体であってもよいが、培地上に置床して培養することで、シュートを伸長させやすいため、固体培養が好ましい。また、伸長培地が液体培地である場合には、静置培養を行ってもよく、振とう培養を行ってもよい。 In the extension step, for example, the shoots formed by the regeneration induction step are cultured in an extension medium to extend the shoots. The extension medium may be liquid or solid, but solid culture is preferable because it is easy to extend the shoot by placing it on the medium and culturing. Further, when the extension medium is a liquid medium, static culture may be performed, or shaking culture may be performed.

伸長培地としては、上述の基本培地や、該基本培地の組成に変更を加えた改変基本培地等を使用すればよいが、シュートを好適に伸長できるという理由から、伸長培地が、植物生長ホルモンを含まない培地であることが好ましく、植物生長ホルモンを含まないMS培地であることがより好ましい。なお、炭素源としては、上記誘導培地と同様のものが好適に使用できる。 As the extension medium, the above-mentioned basic medium or a modified basic medium in which the composition of the basic medium is changed may be used. However, for the reason that the shoot can be suitably extended, the extension medium contains the plant growth hormone. It is preferably a medium that does not contain, and more preferably an MS medium that does not contain plant growth hormone. In addition, as a carbon source, the thing similar to the said induction medium can be used conveniently.

伸長培地のpHは、特に限定されないが、4.0〜10.0が好ましく、5.6〜6.5がより好ましい。培養温度は、0〜40℃が好ましく、20〜36℃がより好ましい。培養は、暗所で行っても明所で行ってもよいが、24時間中10〜16時間明所で培養を行うことが好ましく、明所の照度は、0〜100000lxが好ましく、1000〜50000lxがより好ましい。培養時間は、特に限定されないが、1〜10週間培養することが好ましく、5〜10週間培養することがより好ましい。 The pH of the extension medium is not particularly limited, but is preferably 4.0 to 10.0, and more preferably 5.6 to 6.5. The culture temperature is preferably 0 to 40 ° C, more preferably 20 to 36 ° C. The culture may be performed in the dark or in the light. However, the culture is preferably performed in the light for 10 to 16 hours out of 24 hours. Is more preferable. The culture time is not particularly limited, but is preferably cultured for 1 to 10 weeks, more preferably 5 to 10 weeks.

以上のように、伸長工程では、形成されたシュートを上記伸長培地中で培養することにより、シュートを伸長させることが可能である。また、この伸長工程では、シュートが伸長するだけではなく、新たなシュートも形成される。この伸長工程により伸長させたシュートは、次の発根工程に使用される。次の発根工程に移るタイミングとしては、シュートが2〜3cm程度の大きさに伸長した後が好ましい。 As described above, in the extension step, the shoots can be extended by culturing the formed shoots in the extension medium. Further, in this extension step, not only the shoot extends but also a new shoot is formed. The chute extended by this extension process is used for the next rooting process. The timing for moving to the next rooting step is preferably after the chute is stretched to a size of about 2 to 3 cm.

(発根工程)
発根工程では、伸長させたシュートを発根培地で培養することにより発根させる。
(Rooting process)
In the rooting step, the elongated shoots are rooted by culturing in a rooting medium.

発根工程では、例えば、伸長工程により伸長させたシュートを発根培地中で培養して発根させる。なお、発根培地は、液体であっても固体であってもよいが、培地上に置床して培養することで、発根させやすいため、固体培養が好ましい。また、発根培地が液体培地である場合には、静置培養を行ってもよく、振とう培養を行ってもよい。 In the rooting step, for example, the shoots elongated in the elongation step are cultured in a rooting medium for rooting. The rooting medium may be liquid or solid, but solid culture is preferable because it is easy to root by placing it on the medium and culturing. In addition, when the rooting medium is a liquid medium, static culture may be performed or shaking culture may be performed.

発根培地としては、上述の基本培地や、該基本培地の組成に変更を加えた改変基本培地等を使用すればよいが、好適に発根できるという理由から、発根培地が、植物生長ホルモンを含まない培地であることが好ましく、植物生長ホルモンを含まないB5培地がより好ましい。なお、炭素源としては、上記誘導培地と同様のものが好適に使用できる。なお、伸長培地と発根培地の組成が同一であってもよい。また、伸長工程において既に発根している場合には、この発根工程を省略してもよい。 As the rooting medium, the above-mentioned basic medium or a modified basic medium obtained by changing the composition of the basic medium may be used. For the reason that rooting can be preferably performed, the rooting medium is a plant growth hormone. It is preferable that the medium does not contain B5 medium that does not contain plant growth hormone. In addition, as a carbon source, the thing similar to the said induction medium can be used conveniently. In addition, the composition of the extension medium and the rooting medium may be the same. In addition, when rooting has already been performed in the extension step, this rooting step may be omitted.

発根培地のpHは、特に限定されないが、4.0〜10.0が好ましく、5.6〜6.5がより好ましい。培養温度は、0〜40℃が好ましく、10〜36℃がより好ましく、10〜25℃が更に好ましい。培養は、暗所で行っても明所で行ってもよいが、24時間中10〜16時間明所で培養を行うことが好ましく、明所の照度は、2000〜25000lxが好ましい。培養時間は、特に限定されないが、5〜10週間培養することが好ましい。 The pH of the rooting medium is not particularly limited, but is preferably 4.0 to 10.0, and more preferably 5.6 to 6.5. The culture temperature is preferably 0 to 40 ° C, more preferably 10 to 36 ° C, and still more preferably 10 to 25 ° C. The culture may be performed in the dark or in the light. However, the culture is preferably performed in the light for 10 to 16 hours in 24 hours, and the illuminance in the light is preferably 2000 to 25000 lx. The culture time is not particularly limited, but it is preferable to culture for 5 to 10 weeks.

以上のように、発根工程では、伸長したシュートを上記発根培地中で培養することにより、発根させることが可能であり、発根させたシュート(幼植物(形質転換植物))が得られる。この幼植物は、直接土壌に移植してもよいが、バーキュライト等の人工土壌に移して馴化してから土壌に移植することが好ましい。 As described above, in the rooting step, rooted shoots (young plants (transformed plants)) can be obtained by cultivating the elongated shoots in the rooting medium. It is done. The seedlings may be transplanted directly into the soil, but it is preferable that the seedlings are transferred to artificial soil such as verculite and acclimated before being transplanted into the soil.

以上の説明の通り、本発明では、Sonchus属植物の形質転換細胞(形質転換されたカルス)を効率的に作成できる。また、カルス(形質転換されたカルス)から不定胚を誘導し、不定胚を培養することにより、安定的にシュートを形成させ、形成させたシュートを伸長させ、発根させることができ、カルス(形質転換されたカルス)を安定的に植物(形質転換植物)に再生できる。 As described above, in the present invention, a transformed cell (transformed callus) of a Sonchus plant can be efficiently produced. In addition, by inducing somatic embryos from callus (transformed callus) and culturing somatic embryos, shoots can be stably formed, and the formed shoots can be elongated and rooted. The transformed callus can be stably regenerated into a plant (transformed plant).

実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。 The present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

以下、実施例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
NAA:ナフタレン酢酸
BA:ベンジルアデニン
アセトシリンゴン:東京化成工業社製の4−ヒドロキシ−3’,5’−ジメトキシアセトフェノン
カザミノ酸:日本BD社製のBactoTMCasamino Acids
ノゲシ:神戸市灘区で自生しているノゲシの種子から、無菌的に発芽させた植物体を使用した
Hereinafter, various chemicals used in the examples will be described together.
NAA: naphthalene acetic acid BA: benzyladenine acetosyringone: 4-hydroxy-3 ′, 5′-dimethoxyacetophenone casamino acid manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd .: Bacto Casano Acids manufactured by Japan BD
Nogeshi: A plant that has been germinated aseptically from seeds of Nogeshi native to Kashiwa-ku, Kobe, Japan.

(カルスの誘導(誘導工程))
ノゲシから葉及び茎を採取した。次に、採取した葉及び茎の表面を流水で洗浄し、さらに70%エタノールで洗浄した後、約5〜10%に希釈した次亜塩素酸ナトリウム溶液で滅菌し、再度流水で洗浄した。
(Callus induction (induction process))
Leaves and stems were collected from nogeshi. Next, the surfaces of the collected leaves and stems were washed with running water, further washed with 70% ethanol, sterilized with a sodium hypochlorite solution diluted to about 5 to 10%, and washed again with running water.

次に、滅菌した葉及び茎の組織を誘導培地(固体培地)に差込み、培養を行った(誘導工程)。誘導培地は、MS培地(植物細胞工学入門(学会出版センター)p20〜p36に記載)に、ナフタレン酢酸(NAA)、ベンジルアデニン(BA)、スクロースをそれぞれ1.0mg/L、0.1mg/L、3質量%となるように添加し、培地のpHを5.7〜5.8に調整した後、ゲランガムを0.2質量%となるように添加し、オートクレーブ(121℃、20分)で滅菌し、クリーンベンチ内で冷却することにより調製した。 Next, the sterilized leaf and stem tissues were inserted into an induction medium (solid medium) and cultured (induction process). The induction medium is MS medium (described in Plant Cell Engineering Introduction (Academic Publishing Center) p20-p36), naphthalene acetic acid (NAA), benzyladenine (BA), and sucrose at 1.0 mg / L and 0.1 mg / L, respectively. 3% by mass, adjusting the pH of the medium to 5.7-5.8, then adding gellan gum to 0.2% by mass, and autoclaving (121 ° C., 20 minutes) It was prepared by sterilization and cooling in a clean bench.

ノゲシの組織片を誘導培地(固体培地)に差込み、培養温度23℃、暗所(0−0.1lx)で2〜6週間培養し、ノゲシの組織片からカルス(未分化細胞)を誘導した。 Nogeshi tissue pieces were inserted into an induction medium (solid medium) and cultured at 23 ° C. in the dark (0-0.1 lx) for 2 to 6 weeks to induce callus (undifferentiated cells) from the nogeshi tissue pieces. .

(アグロバクテリウムの培養(アグロバクテリウム属菌調製工程))
標的遺伝子と共にマーカー遺伝子であるハイグロマイシン耐性遺伝子(hptI)を挿入したバイナリーベクターを導入したアグロバクテリウム(アグロバクテリウム・ツメファシエンス)をYEB培地で培養温度28℃、24時間、振とう培養した。600nmで測定した吸光度(OD600)=約1.0になるまで培養し、遠心分離で集菌し、懸濁用溶液(表1に記載の感染培地)でOD600=0.1になるように希釈した。なお、吸光度は、サーモ・サイエンティフィック社製のNano Drop 2000 cにより測定した。
(Agrobacterium culture (Agrobacterium preparation process))
Agrobacterium (Agrobacterium tumefaciens) into which a binary vector into which a hygromycin resistance gene (hptI) that is a marker gene was inserted together with the target gene was cultured with shaking in a YEB medium at a culture temperature of 28 ° C. for 24 hours. Culturing until the absorbance measured at 600 nm (OD600) = about 1.0, collecting the cells by centrifugation, and diluting with a suspension solution (infectious medium described in Table 1) so that OD600 = 0.1 did. The absorbance was measured with a Nano Drop 2000 c manufactured by Thermo Scientific.

(アグロバクテリウムのノゲシカルスへの感染及び共存培養(感染工程、共存培養工程))
まず、(カルスの誘導(誘導工程))により得られたカルスを計量した。次に、準備したアグロバクテリウム懸濁液(600nmで測定した吸光度:0.1)30mlとカルス6gを50mLチューブに入れ、23℃で30分間振とうした(感染工程)。振とう後、カルスを回収し、よく水分を切り、共存培養培地(表1に記載の感染培地と同一の培地(固体培地))に移植し、23℃で3日間、暗所(0−0.1lx)で培養した。なお、表1において、カルス誘導後2週間とは、ノゲシの組織片を誘導培地(固体培地)に差込み、上記培養条件で2週間培養して得られたカルスを使用したことを意味する。また、「MS培地−NHNO」とは、MS培地からNHNOを除いた培地を意味する。なお、実施例及び比較例では、MS培地からNHNOを除く代わりにKNOをMS培地に添加した。
(Infection of Agrobacterium nogesicalus and co-cultivation (infection process, co-cultivation process))
First, the callus obtained by (callus induction (induction step)) was weighed. Next, 30 ml of the prepared Agrobacterium suspension (absorbance measured at 600 nm: 0.1) and 6 g of callus were placed in a 50 mL tube and shaken at 23 ° C. for 30 minutes (infection process). After shaking, the callus was collected, drained well, transplanted to a co-culture medium (the same medium (solid medium) as the infection medium described in Table 1), and placed in the dark (0-0) at 23 ° C. for 3 days. .1 lx). In Table 1, 2 weeks after callus induction means that calluses obtained by inserting nogeshi tissue pieces into an induction medium (solid medium) and culturing for 2 weeks under the above culture conditions were used. Further, “MS medium—NH 4 NO 3 ” means a medium obtained by removing NH 4 NO 3 from the MS medium. In Examples and Comparative Examples, KNO 3 was added to the MS medium instead of removing NH 4 NO 3 from the MS medium.

(形質転換されたカルスの選択培養(選択培養工程))
共存培養後のカルスを回収し、MS培地30mLで4回洗浄した後、カルベニシリン含有(500mg/mL)MS培地30mLで洗浄した。洗浄後、よく水分を切り、抗生物質(ハイグロマイシン)を含有するMS培地(抗生物質濃度10mg/mL、固体培地、pH:5.8)に移植し、23℃で、暗所(0−0.1lx)で培養した。
なお、標的遺伝子の導入効率の評価は、以下のように行った。
2〜3週間おきに上記抗生物質含有MS培地で2代に渡って継代培養を行い、生存カルスの個数をカウントし、遺伝子導入効率を算出した。
遺伝子導入効率(%)=生存カルスの個数(個)/初期培養個数(個)×100
初期培養個数=60個
(Selective culture of transformed callus (selective culture process))
The callus after co-culture was collected, washed 4 times with 30 mL of MS medium, and then washed with 30 mL of MS medium containing carbenicillin (500 mg / mL). After washing, the water was thoroughly drained and transplanted to MS medium (antibiotic concentration 10 mg / mL, solid medium, pH: 5.8) containing antibiotics (hygromycin) at 23 ° C. in the dark (0-0 .1 lx).
The evaluation of target gene introduction efficiency was performed as follows.
Every 2-3 weeks, subculture was carried out for 2 generations in the above-mentioned antibiotic-containing MS medium, the number of viable callus was counted, and the gene transfer efficiency was calculated.
Gene transfer efficiency (%) = number of viable callus (number) / number of initial cultures (number) × 100
Initial culture number = 60

(不定胚及びシュート形成(再生誘導工程))
次に、生存カルス(形質転換されたカルス)を用いて、該カルスから不定胚及びシュートを形成させた(再生誘導工程)。
具体的には、MS培地に、オーキシン系植物ホルモンであるNAA、サイトカイニン系植物ホルモンであるBA、糖類であるスクロースをそれぞれ、0.01mg/mL、1mg/mL、3質量%となるように添加した培地を用いた。また、pHは、5.7に調整した。なお、固形化剤であるゲランガムは0.2質量%となるように培地に添加した。そして、調製した固体培地(滅菌済み)を用いて、生存カルス(形質転換されたカルス)を培養温度23℃、24時間中12時間の照明下(10000lx)で8週間培養した。その結果、不定胚の形成後にシュートの形成も観察された。
(Adventitious embryo and shoot formation (regeneration induction process))
Next, somatic embryos and shoots were formed from the live callus (transformed callus) (regeneration induction step).
Specifically, auxin-type plant hormone NAA, cytokinin-type plant hormone BA, and saccharide sucrose are added to the MS medium to 0.01 mg / mL, 1 mg / mL, and 3% by mass, respectively. Medium was used. The pH was adjusted to 5.7. In addition, the gellan gum which is a solidification agent was added to the culture medium so that it might become 0.2 mass%. Then, using the prepared solid medium (sterilized), surviving calli (transformed callus) were cultured for 8 weeks under a culture temperature of 23 ° C. under illumination for 12 hours (10000 lx) for 24 hours. As a result, shoot formation was also observed after somatic embryo formation.

(シュート伸長(伸長工程))
次に、シュート伸長のために、形成されたシュートを、植物生長ホルモンを含まないMS培地に移植した。該培地のpHは、5.7に調整した。0.4%のゲランガムを含む固体培地(滅菌済み)を用い、培養温度23℃、24時間中12時間の照明下(10000lx)で8週間培養した。植物生長ホルモンを含まない培地で培養することにより、良好にシュート伸長が観察された。
(Chute elongation (extension process))
The formed shoots were then transplanted into MS medium without plant growth hormone for shoot elongation. The pH of the medium was adjusted to 5.7. Using a solid medium (sterilized) containing 0.4% gellan gum, the cells were cultured for 8 weeks under a culture temperature of 23 ° C. and under illumination for 12 hours for 24 hours (10000 lx). Good shoot elongation was observed by culturing in a medium not containing plant growth hormone.

(発根(発根工程))
次に、発根のために、3cm程度に成長したシュートを、植物成長ホルモンを含まないB5培地に移植した。該培地のpHは、5.7に調整した。0.4%のゲランガムを含む固体培地(滅菌済み)を用い、培養温度16℃、24時間中12時間の照明下(10000lx)で8週間培養した。植物生長ホルモンを含まない培地で培養することにより、良好に発根が観察され、形質転換植物が得られた。
(Rooting (rooting process))
Next, for rooting, shoots grown to about 3 cm were transplanted into B5 medium containing no plant growth hormone. The pH of the medium was adjusted to 5.7. Using a solid medium (sterilized) containing 0.4% gellan gum, the cells were cultured for 8 weeks under a culture temperature of 16 ° C. under illumination for 12 hours for 24 hours (10000 lx). By culturing in a medium containing no plant growth hormone, rooting was observed well, and a transformed plant was obtained.

Figure 2014180220
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表1の結果より、Sonchus属植物由来の組織をカルス誘導化条件で2〜7週間培養して得られたカルスに、標的遺伝子又はそのフラグメントを含むプラスミドを含有するアグロバクテリウム属菌を感染させる感染工程と、当該標的遺伝子を獲得したカルスを選択的に生育させる選択培養工程とを有する方法により、Sonchus属植物の形質転換細胞を効率的に作成できることが分かった。 From the results of Table 1, callus obtained by culturing a tissue derived from a Sonchus plant under callus-inducing conditions for 2 to 7 weeks is infected with an Agrobacterium containing a target gene or a plasmid containing a fragment thereof. It has been found that a transformed cell of a Sonchus genus plant can be efficiently produced by a method having an infection process and a selective culture process for selectively growing a callus that has acquired the target gene.

Claims (10)

Sonchus属植物由来の組織をカルス誘導化条件で2〜7週間培養して得られたカルスに、標的遺伝子又はそのフラグメントを含むプラスミドを含有するアグロバクテリウム属菌を感染させる感染工程と、当該標的遺伝子を獲得したカルスを選択的に生育させる選択培養工程とを有する、Sonchus属植物の形質転換細胞の作成方法。 Infecting step of infecting callus obtained by culturing a tissue derived from a Sonchus plant under callus inducing conditions for 2 to 7 weeks with an Agrobacterium containing a plasmid containing the target gene or a fragment thereof, and the target A method for producing a transformed cell of a Sonchus genus plant, comprising a selective culturing step for selectively growing a callus having acquired a gene. 前記感染工程において、アミノ酸含有培地中でカルスにアグロバクテリウム属菌を感染させることを特徴とする請求項1記載のSonchus属植物の形質転換細胞の作成方法。 The method for producing transformed cells of a Sonchus genus plant according to claim 1, wherein, in the infection step, callus is infected with Agrobacterium in an amino acid-containing medium. 前記アミノ酸が、アスパラギン酸、及び/又はグルタミンであることを特徴とする請求項2記載のSonchus属植物の形質転換細胞の作成方法。 The method for producing a transformed cell of a Sonchus genus plant according to claim 2, wherein the amino acid is aspartic acid and / or glutamine. 前記感染工程において、培地中の窒素源として硝酸アンモニウムを用いない培地で、カルスにアグロバクテリウム属菌を感染させることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のSonchus属植物の形質転換細胞の作成方法。 The transformation of a Sonchus genus plant according to any one of claims 1 to 3, wherein in the infection step, callus is infected with Agrobacterium in a medium that does not use ammonium nitrate as a nitrogen source in the medium. How to make a cell. 前記感染工程において、アセトシリンゴン含有培地で、カルスにアグロバクテリウム属菌を感染させることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のSonchus属植物の形質転換細胞の作成方法。 The method for producing a transformed cell of a Sonchus genus plant according to any one of claims 1 to 4, wherein in the infection step, Agrobacterium is infected with callus in a medium containing acetosyringone. 前記感染工程において、カザミノ酸含有培地で、カルスにアグロバクテリウム属菌を感染させることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のSonchus属植物の形質転換細胞の作成方法。 The method for producing a transformed cell of a Sonchus genus plant according to any one of claims 1 to 5, wherein in the infection step, a callus is infected with Agrobacterium in a casamino acid-containing medium. 前記感染工程において、カルス6gに対し、600nmで測定した吸光度(O.D.600)が0.01〜0.4のアグロバクテリウム属菌懸濁溶液10〜50mLに相当する菌体数のアグロバクテリウム属菌を接触させることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のSonchus属植物の形質転換細胞の作成方法。 In the infection step, an agrobacterium having a number of cells corresponding to 10 to 50 mL of an Agrobacterium suspension solution having an absorbance (OD600) measured at 600 nm of 0.01 to 0.4 per 6 g of callus. A method for producing a transformed cell of a Sonchus genus plant according to any one of claims 1 to 6, wherein a bacterial bacterium is contacted. 前記感染工程において、アグロバクテリウム属菌とカルスの共存時間が0.5〜60分であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のSonchus属植物の形質転換細胞の作成方法。 The method for producing a transformed cell of a Sonchus genus plant according to any one of claims 1 to 7, wherein the coexistence time of Agrobacterium and callus is 0.5 to 60 minutes in the infection step. . 前記選択培養工程において、培養温度が20〜28℃であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のSonchus属植物の形質転換細胞の作成方法。 The method for producing a transformed cell of a Sonchus genus plant according to any one of claims 1 to 8, wherein, in the selective culturing step, a culture temperature is 20 to 28 ° C. 前記Sonchus属植物が、ノゲシ(Sonchus oleraceus)であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のSonchus属植物の形質転換細胞の作成方法。 The method for producing a transformed cell of a Sonchus genus plant according to any one of Claims 1 to 9, wherein the Sonchus genus plant is Nochusi (Sonchus oleraceus).
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