JP2018527931A - 植物のオクロバクテリウム(ochrobactrum)媒介形質転換 - Google Patents

植物のオクロバクテリウム(ochrobactrum)媒介形質転換 Download PDF

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Abstract

植物のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)媒介形質転換方法および組成物を提供する。方法としては、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)の株を使用して目的のポリヌクレオチドを植物細胞に導入する方法が挙げられるが、これに限定されない。これらの方法にはVirD2に依存する方法が含まれる。組成物には、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)の株、トランスファーDNA、コンストラクトおよび/またはプラスミドが含まれる。これらの組成物には、1つ以上のビルレンス遺伝子、ボーダー領域および/または複製起点を含むプラスミドを有するオクロバクテリウム(Ochrobactrum)の株が含まれる。本方法で作製される目的ポリヌクレオチドを含む植物細胞、組織、植物および種子もまた提供される。

Description

本開示は植物バイオテクノロジーの分野に関する。特に本開示は、細菌媒介デリバリーにより、トランスジェニック植物および植物細胞を作製する方法に関する。
関連出願の相互参照
本願は、2015年8月28日に出願された米国仮特許出願第62/211267号の優先権を主張するものであり、その内容は全て参照により本明細書に組み込まれる。
EFS−WEBを介してテキストファイルで提出された配列表への参照
配列表の正式な写しは、2016年8月24日に作成のファイル名20160826_6502WOPCT_SeqList.txtの、861KBのサイズを有するASCIIフォーマットの配列表として、EFS−Webを介して電子的に提出され、本明細書と同時に提出されている。このASCIIフォーマットの文書内に含まれる配列表は、本明細書の一部であり、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
1997年に初めて導入された遺伝子組み換え(GM)作物は、2014年には、米国で作付けされた土地全体の約80〜94%を占めるようになった。全世界でGM作物が作られる地球上のヘクタール数は、1996年の作付けが170万ヘクタールであり、2013年の作付けが1億7500万ヘクタール超であり、1996年から2013年までに100倍を超えて増加した。組み換え作物は世界の約30の国で採用されている。遺伝子組み換え作物の殆どではなくとも、多くは、目的の形質を組み込むためにアグロバクテリウム(Agrobacterium)媒介形質転換を利用して生み出された。しかしながら、アグロバクテリウム(Agrobacterium)媒介形質転換には、アグロバクテリウム(Agrobacterium)の改変の必要性や、いくつかの経済的に重要な植物の遺伝子型に依存しない形質転換、および導入遺伝子の予測可能で、かつ安定した発現を一貫して実現するという問題など、多くの課題が依然存在する。アグロバクテリウム(Agrobacterium)は、これまで、植物の細菌媒介形質転換の主な手段であったが、目的の植物全てに対して等しく有効であるわけではない。研究によって、他の細菌も植物の形質転換に使用できることが示された。例えば、米国特許第7888552B2号明細書には、植物の形質転換にアグロバクテリウム(Agrobacterium)ではない種の使用が記載されている。
米国特許第7888552B2号明細書
今日まで、他の細菌株は、被験植物に使用した条件でアグロバクテリウム(Agrobacterium)と比べると、概ね、かなり低い形質転換効率を示した。したがって、植物の形質転換のための、また、植物の形質転換効率を改善するための、さらなる非アグロバクテリウム(Agrobacterium)細菌株および方法が求められている。
植物のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)媒介形質転換方法および組成物を提供する。方法としては、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)の株を使用して目的のポリヌクレオチドを植物細胞に導入する方法が挙げられるが、これに限定されない。これらの方法にはVirD2に依存する方法が含まれる。
組成物には、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)の株、トランスファーDNA、ならびにコンストラクトおよび/またはプラスミドが含まれる。これらの組成物には、1つ以上のビルレンス遺伝子、ボーダー領域および/または複製起点を含むプラスミドを有するオクロバクテリウム(Ochrobactrum)の株が含まれる。本方法で作製される目的ポリヌクレオチドを含む植物細胞、組織、植物および種子もまた提供される。
本開示の1つの態様は、単離されたオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1を特徴とし、前記オクロバクテリウム(Ochrobactrum)はNRRL B−67078として寄託されている。
ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、さらに(a)Tiプラスミドのvir遺伝子領域を含む第1の核酸であって、vir遺伝子領域は目的配列をコードする核酸をVirD2依存的様式で植物細胞に導入するように作用する第1の核酸;および(b)目的配列に作動可能に結合した1種以上のT−DNAボーダー配列を含む第2の核酸を含む。
ある態様では、第1の核酸および第2の核酸は、単一のポリヌクレオチド分子上に存在する。
別の態様では、第1の核酸および第2の核酸は、別々のポリヌクレオチド分子上に存在する。
別の態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)はさらに選択マーカーを含む。
別の態様は、形質転換植物細胞を作製する方法であって、(a)植物細胞を、Tiプラスミドのvir遺伝子領域を含む第1の核酸、および目的配列に作動可能に連結した1つ以上のT−DNAボーダー配列を含む第2の核酸を含むオクロバクテリウム(Ochrobactrum)と接触させること;(b)オクロバクテリウム(Ochrobactrum)が目的配列を植物細胞に導入できる条件下で植物細胞を培養すること;ならびに(c)ゲノム中に目的配列を含む形質転換植物細胞を同定することを含む方法を特徴とする。
ある態様では、方法はゲノム中に目的配列を含む植物を再生させることをさらに含む。
ある態様では、植物細胞は単子葉植物または双子葉植物由来である。
ある態様では、植物細胞は、ダイズ、タバコ、ヒマワリ、シロイヌナズナ属(Arabidopsis)、ベニバナ、アルファルファ、トウモロコシ、コムギ、コメ、ソルガム、オオムギ、カラスムギ、キビ、キャノーラ、アブラナ属(Brassica)、ワタおよびサトウキビからなる群から選択される植物由来である。
別の態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)を、植物細胞と接触させる前に、アセトシリンゴンまたはvir遺伝子の作用を誘導する他の化合物の存在下で培養する。
別の態様では、植物細胞は、植物の種子、苗、カルス、細胞懸濁液、子葉、分裂組織、葉、根または茎の外植体に含まれ、その外植体をオクロバクテリウム(Ochrobactrum)と接触させる。
別の態様では、外植体は、萌芽期の分裂組織、体細胞の分裂組織、カルス、細胞懸濁液、子葉、子葉節を含むか、または葉、根もしくは茎の組織を含む。
ある態様では、目的配列を含む植物細胞の同定を、選択剤の非存在下に行う。
別の態様では、目的配列を含む植物細胞の同定は、選択剤の存在下に植物細胞を培養することを含む。ここで、目的配列は、選択剤に対する耐性を与えるか、または選択剤に対する耐性を与える選択マーカーと共に送達される。
別の態様では、選択剤は、グリホサート、カナマイシン、ビアラホス、2,4−Dまたはジカンバである。
別の態様では、目的配列は、選択マーカー遺伝子に物理的に結合していない。
別の態様では、マーカー遺伝子と目的配列は、目的配列を含む植物細胞から再生された植物の子孫においては、遺伝子的に分離している。
別の態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、第2の目的配列を含む第3の核酸をさらに含み、そのため形質転換細胞はゲノム中に第2の目的配列を含む。
別の態様では、植物細胞からの植物の再生は、植物細胞を含む外植体から1つ以上のシュートの形成を誘導し、少なくとも最初のシュートを稔性植物全体に育成することを含む。
別の態様では、再生は器官形成により起こる。
別の態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、オクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1、オクロバクテリウム・サイティシ(Ochrobactrum cytisi)、オクロバクテリウム・デジョネンス(Ochrobactrum daejeonense)、オクロバクテリウム・ルピネ(Ochrobactrum lupine)、オクロバクテリウム・オリゼ(Ochrobactrum oryzae)、オクロバクテリウム・トリティシ(Ochrobactrum tritici)、LBNL 124−A−10、HTG3−C−07およびオクロバクテリウム・ペクトリス(Ochrobactrum pectoris)からなる群から選択される。
ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子、r−virFビルレンス遺伝子は、配列番号99、またはその変異体および誘導体を有する。
ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)における増殖および安定した維持のための複製起点は、pBBR1複製起点に由来する。
本開示の1つの態様は、単離したオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1を特徴とし、前記オクロバクテリウム(Ochrobactrum)はNRRL B−67078として寄託されている。
他の態様では、本開示は、(a)vir遺伝子領域を含む第1の核酸であって、vir遺伝子領域は目的配列をコードする核酸をVirD2依存的様式で植物細胞に導入するように作用する第1の核酸;および(b)目的配列に作動可能に結合した1種以上のT−DNAボーダー配列を含む第2の核酸
を含む、作動可能に結合しているベクターを含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1を提供する。ある態様では、第1の核酸および第2の核酸は、単一のポリヌクレオチド分子上に存在する。ある態様では、第1の核酸および第2の核酸は、別々のポリヌクレオチド分子上に存在する。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)はさらに選択マーカー遺伝子を含む。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、ゲンタマイシン、ネオマイシン/カナマイシン、ヒグロマイシン、またはスペクチノマイシンに対する耐性を付与する。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、aacC1遺伝子、npt1遺伝子、npt2遺伝子、hpt遺伝子、SpcN遺伝子、aph遺伝子、またはaadA遺伝子である。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、aacC1遺伝子である。ある態様では、aacC1遺伝子は、配列番号1、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、aadA遺伝子である。ある態様では、aadA遺伝子は、配列番号39、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、npt1遺伝子である。ある態様では、npt1遺伝子は、配列番号40、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、npt2遺伝子である。ある態様では、npt2遺伝子は、配列番号41、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、hpt遺伝子である。ある態様では、hpt遺伝子は、配列番号67、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、配列番号77、またはその変異体およびフラグメントを有するSpcN遺伝子である。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、配列番号78、またはその変異体およびフラグメントを有するaph遺伝子である。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、テトラサイクリン選択マーカー遺伝子ではない。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、tetAR遺伝子ではない。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、対抗選択マーカー遺伝子である。ある態様では、対抗選択マーカー遺伝子は、sacB遺伝子、rpsL(strA)遺伝子、pheS遺伝子、dhfr(folA)遺伝子、lacY遺伝子、Gata−1遺伝子、ccdB遺伝子、またはthyA遺伝子である。ある態様では、vir遺伝子領域は、それぞれ配列番号4〜14、またはその変異体および誘導体を有するリゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virB1〜virB11:あるいは、それぞれ配列番号80〜90、またはその変異体および誘導体を有するリゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子r−virB1〜B11を含み、ビルレンス遺伝子r−virB1〜B11を含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む。ある態様では、vir遺伝子領域は、それぞれ配列番号16〜17、またはその変異体および誘導体を有するリゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virC1〜C2:あるいは、それぞれ配列番号92〜93、またはその変異体および誘導体を有するリゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子r−virC1〜C2を含み、ビルレンス遺伝子r−virC1〜C2を含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む。ある態様では、vir遺伝子領域は、それぞれ配列番号18〜19、またはその変異体および誘導体を有するリゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virD1〜D2:あるいは、それぞれ配列番号94〜95、またはその変異体および誘導体を有するリゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子r−virD1〜D2を含み、ビルレンス遺伝子r−virD1〜D2を含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む。ある態様では、vir遺伝子領域は、配列番号15、またはその変異体および誘導体を有するリゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virG:あるいは、配列番号91、またはその変異体および誘導体を有するリゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子r−virGを含み、ビルレンス遺伝子r−virGを含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む。ある態様では、vir遺伝子領域は、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virA、virD3、virD4、virD5、virE1、virE2、virE3、virH、virH1、virH2、virK、virL、virM、virP、virQ、r−virA、r−virD3、r−virD4、r−virD5、r−virE3もしくはr−virF、またはその変異体および誘導体の1つ以上を含み、ビルレンス遺伝子r−virA、r−virD3、r−virD4、r−virD5、r−virE3もしくはr−virFを含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子は、配列番号26、または変異体および誘導体を有するr−virA、あるいは、配列番号79、またはその変異体および誘導体を有するr−virAビルレンス遺伝子であり、ビルレンス遺伝子r−virAを含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virD3〜D5は、それぞれ配列番号20〜22、またはその変異体および誘導体を有し、あるいは、r−virD3〜D5ビルレンス遺伝子は、それぞれ配列番号96〜98、またはその変異体および誘導体を有し、ビルレンス遺伝子r−virD3〜D5を含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virE1〜E3は、それぞれ配列番号23〜25、またはその変異体および誘導体を有し、あるいは、r−virE3ビルレンス遺伝子は、配列番号100、またはその変異体および誘導体を有し、ビルレンス遺伝子r−virE3を含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virH−H1は、それぞれ配列番号42〜43、またはその変異体および誘導体を有する。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virKは、配列番号45、またはその変異体および誘導体を有する。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virLは、配列番号46、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virMは、配列番号47、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virPは、配列番号48、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virQは、配列番号49、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virD3〜D5およびvirE1〜E3、またはそれらの変異体およびフラグメント、あるいはr−virD3〜D5およびr−virE3、またはそれらの変異体および誘導体であり、ビルレンス遺伝子r−virD3〜D5およびr−virE3を含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virD3〜D5およびvirE1〜E3、またはそれらの変異体およびフラグメント、あるいはr−virD3〜D5およびr−virE3、またはそれらの変異体および誘導体であり、ビルレンス遺伝子r−virD3〜D5およびr−virE3を含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点をさらに含む。ある態様では、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、Col E1、pSC101、p15AまたはR6K複製起点、およびその変異体または誘導体に由来する。ある態様では、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、Col E1複製起点に由来する。ある態様では、Col E1複製起点に由来する、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、配列番号2、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、pSC101複製起点に由来する。ある態様では、pSC101複製起点に由来する、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、配列番号50、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、p15A複製起点に由来する。ある態様では、p15A複製起点に由来する、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、配列番号51、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、R6K複製起点に由来する。ある態様では、R6K複製起点に由来する、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、配列番号52、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点をさらに含む。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、高コピー数複製起点である。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、中コピー数複製起点である。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、低コピー数複製起点である。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、pRi、pVS1、pRFS1010、pRK2、pSa、またはpBBR1複製起点に由来する。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、pRK2複製起点の変異体である。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための




複製起点は、pRFS1010複製起点に由来する。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、pVS1複製起点に由来する。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、pSa複製起点に由来する。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、配列番号3、37、38、53、57、58、59、60もしくは112、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、repABC適合複製起点である。ある態様では、repABC適合複製起点は、配列番号57、58、59もしくは60、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点、ならびに、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、同じ複製起点である。ある態様では、複製起点は、pRK2複製起点、pSa複製起点、またはpRFS1010複製起点に由来する。ある態様では、複製起点は、pRK2複製起点に由来する。ある態様では、pRK2複製起点は、配列番号38、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、複製起点は、pSa複製起点に由来する。ある態様では、pSa複製起点は、配列番号53、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、複製起点は、pRFS1010複製起点に由来する。ある態様では、pRFS1010複製起点は、配列番号37、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、pRK2複製起点は、ミニもしくはミクロpRK2複製起点である。ある態様では、pRK2複製起点は、ミクロpRK2複製起点である。ある態様では、ミクロpRK2複製起点は、配列番号54、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、pRK2複製起点は、ミニpRK2複製起点である。ある態様では、ミニpRK2は、配列番号66、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、pRK2複製起点は、trfAおよびOriV配列を含む。ある態様では、pRK2複製起点は、配列番号64および65、またはそれらの変異体およびフラグメントを含む。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、par DEオペロン由来の配列をさらに含む。ある態様では、par DEオペロンは、配列番号55、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、ベクターは、配列番号34、35、36、106、113もしくは114、またはその変異体および誘導体のいずれか1つを含む。他の態様では、本開示は、(a)vir遺伝子領域を含む第1の核酸であって、vir遺伝子領域は目的配列をコードする核酸をVirD2依存的様式で植物細胞に導入するように作用する第1の核酸;および(b)目的配列に作動可能に結合した1種以上のT−DNAボーダー配列を含む第2の核酸を含む、作動可能に結合しているベクターを含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1を含むキットを提供する。
別の態様では、本開示は、形質転換植物細胞を作製する方法であって、(a)植物細胞を、作動可能に連結した、vir遺伝子領域を含む第1の核酸、および目的配列に作動可能に連結した1つ以上のT−DNAボーダー配列を含む第2の核酸を含むオクロバクテリウム(Ochrobactrum)と接触させること;(b)オクロバクテリウム(Ochrobactrum)が目的配列を植物細胞に導入できる条件下で植物細胞を培養すること;ならびに(c)ゲノム中に目的配列を含む形質転換植物細胞を同定することを含む方法を提供する。ある態様では、本方法は、ゲノム中に目的配列を含む植物を再生させることをさらに含む。ある態様では、植物細胞は単子葉植物または双子葉植物由来である。ある態様では、植物細胞は、ダイズ、タバコ、ヒマワリ、シロイヌナズナ属(Arabidopsis)、ベニバナ、アルファルファ、トウモロコシ、コムギ、コメ、ソルガム、オオムギ、カラスムギ、キビ、キャノーラ、アブラナ属(Brassica)、ワタおよびサトウキビからなる群から選択される植物由来である。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)を、植物細胞と接触させる前に、アセトシリンゴン、またはvir遺伝子もしくはr−vir遺伝子の作用を誘導する他の化合物の存在下で培養する。ある態様では、植物細胞は、植物の種子、苗、カルス、細胞懸濁液、子葉、分裂組織、葉、根または茎の外植体に含まれ、その外植体をオクロバクテリウム(Ochrobactrum)と接触させる。ある態様では、外植体は、萌芽期の分裂組織、体細胞の分裂組織、カルス、細胞懸濁液、子葉、子葉節を含むか、または葉、根もしくは茎の組織を含む。ある態様では、目的配列を含む植物細胞の同定を、選択剤の非存在下に行う。ある態様では、目的配列を含む植物細胞の同定は、選択剤の存在下に植物細胞を培養することを含む。ここで、目的配列は、選択剤に対する耐性を与えるか、または選択剤に対する耐性を与える選択マーカーと共に送達される。ある態様では、選択剤は、クロルスルフロン、エタメツルフロン、イマザピル、グリホサート、カナマイシン、スペクチノマイシン、ビアラホス、2,4−Dまたはジカンバである。ある態様では、目的配列は、選択マーカー遺伝子に物理的に結合していない。ある態様では、マーカー遺伝子および目的配列は、目的配列を含む植物細胞から再生された植物の子孫においては、遺伝子的に分離している。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、第2の目的配列を含む、作動可能に結合している第3のベクターをさらに含む。ある態様では、植物細胞からの植物の再生は、植物細胞を含む外植体から1つ以上のシュートの形成を誘導し、少なくとも最初のシュートを稔性植物全体に育成することを含む。ある態様では、再生は器官形成により起こる。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、オクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1、オクロバクテリウム・サイティシ(Ochrobactrum cytisi)、オクロバクテリウム・デジョネンス(Ochrobactrum daejeonense)、オクロバクテリウム・ルピネ(Ochrobactrum lupine)、オクロバクテリウム・オリゼ(Ochrobactrum oryzae)、オクロバクテリウム・トリティシ(Ochrobactrum tritici)、LBNL124−A−10、HTG3−C−07およびオクロバクテリウム・ペクトリス(Ochrobactrum pectoris)からなる群から選択される。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)はさらに選択マーカーを含む。ある態様では、選択マーカーは、ゲンタマイシン、ネオマイシン/カナマイシン、ヒグロマイシン、またはスペクチノマイシンに対する耐性を付与する。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、aacC1遺伝子、npt1遺伝子、npt2遺伝子、hpt遺伝子、SpcN遺伝子、aph遺伝子、またはaadA遺伝子である。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、aacC1遺伝子である。ある態様では、aacC1遺伝子は、配列番号1、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、aadA遺伝子である。ある態様では、aadA遺伝子は、配列番号39、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、npt1遺伝子である。ある態様では、npt1遺伝子は、配列番号40、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、npt2遺伝子である。ある態様では、npt2遺伝子は、配列番号41、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、hpt遺伝子である。ある態様では、hpt遺伝子は、配列番号67、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、テトラサイクリン選択マーカー遺伝子ではない。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、配列番号77、またはその変異体およびフラグメントを有するSpcN遺伝子である。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、配列番号78、またはその変異体およびフラグメントを有するaph遺伝子である。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、tetAR遺伝子ではない。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、対抗選択マーカー遺伝子である。ある態様では、対抗選択マーカー遺伝子は、sacB遺伝子、rpsL(strA)遺伝子、pheS遺伝子、dhfr(folA)遺伝子、lacY遺伝子、Gata−1遺伝子、ccdB遺伝子、またはthyA遺伝子である。ある態様では、vir遺伝子領域は、それぞれ配列番号4〜14、またはその変異体および誘導体を有するリゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virB1〜virB11:あるいは、それぞれ配列番号80〜90、またはその変異体および誘導体を有するリゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子r−virB1〜B11を含み、ビルレンス遺伝子r−virB1〜B11を含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む。ある態様では、vir遺伝子領域は、それぞれ配列番号16〜17、またはその変異体および誘導体を有するリゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virC1〜C2:あるいは、それぞれ配列番号92〜93、またはその変異体および誘導体を有するリゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子r−virC1〜C2を含み、ビルレンス遺伝子r−virC1〜C2を含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む。ある態様では、vir遺伝子領域は、それぞれ配列番号18〜19、またはその変異体および誘導体を有するリゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virD1〜D2:あるいは、それぞれ配列番号94〜95、またはその変異体および誘導体を有するリゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子r−virD1〜D2を含み、ビルレンス遺伝子r−virD1〜D2を含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む。ある態様では、vir遺伝子領域は、配列番号15、またはその変異体および誘導体を有するリゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virG:あるいは、配列番号91、またはその変異体および誘導体を有するリゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子r−virGを含み、ビルレンス遺伝子r−virGを含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む。ある態様では、vir遺伝子領域は、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virA、virD3、virD4、virD5、virE1、virE2、virE3、virH、virH1、virH2、virK、virL、virM、virP、virQ、r−virA、r−virD3、r−virD4、r−virD5、r−virE3もしくはr−virF、またはその変異体および誘導体の1つ以上を含み、ビルレンス遺伝子r−virA、r−virD3、r−virD4、r−virD5、r−virE3もしくはr−virFを含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子は、配列番号26、または変異体および誘導体を有するr−virA、あるいは、配列番号79、またはその変異体および誘導体を有するr−virAビルレンス遺伝子であり、ビルレンス遺伝子r−virAを含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virD3〜D5は、それぞれ配列番号20〜22、またはその変異体および誘導体を有し、あるいは、r−virD3〜D5ビルレンス遺伝子は、それぞれ配列番号96〜98、またはその変異体および誘導体を有し、ビルレンス遺伝子r−virD3〜D5を含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virE1〜E3は、それぞれ配列番号23〜25、またはその変異体および誘導体を有し、あるいは、r−virE3ビルレンス遺伝子は、配列番号100、またはその変異体および誘導体を有し、ビルレンス遺伝子r−virE3を含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virH−H2は、それぞれ配列番号42〜43、またはその変異体および誘導体を有する。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virKは、配列番号45、またはその変異体および誘導体を有する。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virLは、配列番号46、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virMは、配列番号47、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virPは、配列番号48、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virQは、配列番号49、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、本方法は、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virD3〜D5およびvirE1〜E3、またはそれらの変異体およびフラグメント、あるいはr−virD3〜D5およびr−virE3、またはそれらの変異体および誘導体を含み、ビルレンス遺伝子r−virD3〜D5およびr−virE3を含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む。ある態様では、本方法は、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virA、virD3〜D5およびvirE1〜E3、またはそれらの変異体およびフラグメント、あるいはvirA、r−virD3〜D5およびr−virE3、またはそれらの変異体および誘導体を含み、ビルレンス遺伝子virA、r−virD3〜D5およびr−virE3を含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む。ある態




様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点をさらに含む。ある態様では、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、Col E1、pSC101、p15AまたはR6K複製起点、およびその変異体または誘導体に由来する。ある態様では、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、Col E1複製起点に由来する。ある態様では、Col E1複製起点に由来する、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、配列番号2、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、pSC101複製起点に由来する。ある態様では、pSC101複製起点に由来する、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、配列番号50、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、p15A複製起点に由来する。ある態様では、p15A複製起点に由来する、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、配列番号51、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、R6K複製起点に由来する。ある態様では、R6K複製起点に由来する、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、配列番号52、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点をさらに含む。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、高コピー数複製起点である。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、中コピー数複製起点である。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、低コピー数複製起点である。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、pRi、pVS1、pRFS1010、pRK2、pSa、またはpBBR1複製起点に由来する。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、pRK2複製起点の変異体である。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、pRFS1010複製起点に由来する。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、pVS1複製起点に由来する。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、pSa複製起点に由来する。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、配列番号3、37、38、53、57、58、59、60もしくは112、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、repABC適合複製起点である。ある態様では、repABC適合複製起点は、配列番号57、58、59もしくは60、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点、ならびに、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、同じ複製起点である。ある態様では、複製起点は、pRK2複製起点、pSa複製起点、またはpRFS1010複製起点に由来する。ある態様では、複製起点は、pRK2複製起点に由来する。ある態様では、pRK2複製起点は、配列番号38、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、複製起点は、pSa複製起点に由来する。ある態様では、pSa複製起点は、配列番号53、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、複製起点は、pRFS1010複製起点に由来する。ある態様では、pRFS1010複製起点は、配列番号37、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、pRK2複製起点は、ミニもしくはミクロpRK2複製起点である。ある態様では、pRK2複製起点は、ミクロpRK2複製起点である。ある態様では、ミクロpRK2複製起点は、配列番号54、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、pRK2複製起点は、ミニpRK2複製起点である。ある態様では、ミニpRK2は、配列番号66、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、pRK2複製起点は、trfAおよびOriV配列を含む。ある態様では、pRK2複製起点は、配列番号64および65、またはそれらの変異体およびフラグメントを含む。ある態様では、本方法は、par DEオペロン由来の配列をさらに含む。ある態様では、par DEオペロンは、配列番号55、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、ベクターは、配列番号34、35、36、106、113もしくは114、またはその変異体および誘導体のいずれか1つを含む。
別の態様では、本開示は、第1のベクターであって、作動可能に結合している、a)エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点、b)オクロバクテリウム(Ochrobactrum)における増殖および安定した維持のための複製起点、c)選択マーカー遺伝子、ならびにd)リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virB1〜B11もしくはr−virB1〜B11、virC1〜C2もしくはr−virC1〜C2、virD1〜D2もしくはr−virD1〜D2、およびvirGもしくはr−virG、またはその変異体および誘導体(ここで、ビルレンス遺伝子r−virB1〜B11、r−virC1〜C2、r−virD1〜D2およびr−virGを含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む)を含むベクターと;作動可能に結合している、目的配列に作動可能に結合する1つ以上のT−DNAボーダー配列を含む第2のベクターとを含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1を提供する。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子は、それぞれ配列番号4〜14、またはその変異体および誘導体を有するvirB1〜virB11:あるいは、それぞれ配列番号80〜90、またはその変異体および誘導体を有するr−virB1〜B11である。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子は、それぞれ配列番号16〜17、またはその変異体および誘導体を有するvirC1〜C2:あるいは、それぞれ配列番号92〜93、またはその変異体および誘導体を有するr−virC1〜C2である。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子は、それぞれ配列番号18〜19、またはその変異体および誘導体を有するvirD1〜D2:あるいは、それぞれ配列番号94〜95、またはその変異体および誘導体を有するr−virD1〜D2である。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子は、配列番号15、またはその変異体および誘導体を有するvirG:あるいは、配列番号91、またはその変異体および誘導体を有するr−virGである。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virA、virD3、virD4、virD5、virE1、virE2、virE3、virH、virH1、virH2、virK、virL、virM、virP、virQ、r−virA、r−virD3、r−virD4、r−virD5、r−virE3もしくはr−virF、またはその変異体および誘導体の1つ以上をさらに含む。ある態様では、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、Col E1、pSC101、p15AまたはR6K複製起点、およびその変異体または誘導体に由来する。ある態様では、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、Col E1複製起点に由来する。ある態様では、Col E1複製起点に由来する、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、配列番号2、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、pSC101複製起点に由来する。ある態様では、pSC101複製起点に由来する、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、配列番号50、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、p15A複製起点に由来する。ある態様では、p15A複製起点に由来する、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、配列番号51、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、R6K複製起点に由来する。ある態様では、R6K複製起点に由来する、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、配列番号52、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、高コピー数複製起点である。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、中コピー数複製起点である。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、低コピー数複製起点である。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、pRi、pVS1、pRFS1010、pRK2、pSa、またはpBBR1複製起点に由来する。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、pRK2複製起点の変異体である。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、pRFS1010複製起点に由来する。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、pVS1複製起点に由来する。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、pSa複製起点に由来する。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、配列番号3、37、38、53、57、58、59、60もしくは112、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、repABC適合複製起点である。ある態様では、repABC適合複製起点は、配列番号57、58、59もしくは60、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点、ならびに、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、同じ複製起点である。ある態様では、複製起点は、pRK2複製起点、pSa複製起点、またはpRFS1010複製起点に由来する。ある態様では、複製起点は、pRK2複製起点に由来する。ある態様では、pRK2複製起点は、配列番号38、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、複製起点は、pSa複製起点に由来する。ある態様では、pSa複製起点は、配列番号53、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、複製起点は、pRFS1010複製起点に由来する。ある態様では、pRFS1010複製起点は、配列番号37、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、複製起点は、pRK2複製起点に由来する。ある態様では、pRK2複製起点は、ミニもしくはミクロpRK2複製起点である。ある態様では、pRK2複製起点は、ミクロpRK2複製起点である。ある態様では、ミクロpRK2複製起点は、配列番号54、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、pRK2複製起点は、ミニpRK2複製起点である。ある態様では、ミニpRK2は、配列番号66、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、pRK2複製起点は、trfAおよびOriV配列を含む。ある態様では、pRK2複製起点は、配列番号64および65、またはそれらの変異体およびフラグメントを含む。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、par DEオペロン由来の配列をさらに含む。ある態様では、par DEオペロンは、配列番号55、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、選択マーカーは、ゲンタマイシン、ネオマイシン/カナマイシン、ヒグロマイシン、またはスペクチノマイシンに対する耐性を付与する。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、aacC1遺伝子、npt1遺伝子、npt2遺伝子、hpt遺伝子、SpcN遺伝子、aph遺伝子、またはaadA遺伝子である。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、aacC1遺伝子である。ある態様では、aacC1遺伝子は、配列番号1、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、aadA遺伝子である。ある態様では、aadA遺伝子は、配列番号39、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、npt1遺伝子である。ある態様では、npt1遺伝子は、配列番号40、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、npt2遺伝子である。ある態様では、npt2遺伝子は、配列番号41、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、hpt遺伝子である。ある態様では、hpt遺伝子は、配列番号67、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、配列番号77、またはその変異体およびフラグメントを有するSpcN遺伝子である。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、配列番号78、またはその変異体およびフラグメントを有するaph遺伝子である。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、テトラサイクリン選択マーカー遺伝子ではない。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、tetAR遺伝子ではない。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、対抗選択マーカー遺伝子である。ある態様では、対抗選択マーカー遺伝子は、sacB遺伝子、rpsL(strA)遺伝子、pheS遺伝子、dhfr(folA)遺伝子、lacY遺伝子、Gata−1遺伝子、ccdB遺伝子、またはthyA遺伝子である。ある態様では、第1のベクターは、配列番号61、またはその変異体もしくはフラグメントを含まない。ある態様では、第1のベクターは、配列番号62、またはその変異体もしくはフラグメントを含まない。ある態様では、第1のベクターは、traオペロン配列もしくはtrbオペロン配列、またはその変異体もしくはフラグメントを含まない。ある態様では、第1のベクターは、配列番号63、またはその変異体もしくはフラグメントを含まない。ある態様では、第1のベクターは、配列番号34、またはその変異体もしくはフラグメントを有する。ある態様では、第1のベクターは、配列番号35、またはその変異体もしくはフラグメントを有する。ある態様では、第1のベクターは、配列番号36、またはその変異体もしくはフラグメントを有する。ある態様では、ベクターは、配列番号34、35、36、106、113もしくは114、またはその変異体および誘導体のいずれか1つを含む。別の態様では、本方法は、(a)
作動可能に結合している、(a)エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点(b)オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点、(c)選択マーカー遺伝子、ならびに(d)リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virB1〜B11もしくはr−virB1〜B11、virC1〜C2もしくはr−virC1〜C2、virD1〜D2もしくはr−virD1〜D2、およびvirGもしくはr−virG、またはその変異体および誘導体(ここで、ビルレンス遺伝子r−virB1〜B11、r−virC1〜C2、r−virD1〜D2およびr−virGを含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む)を含む第1のベクターと;作動可能に結合している、目的配列に作動可能に結合する1つ以上のT−DNAボーダー配列を含む第2のベクターとを含むオクロバクテリウム(Ochrobactrum)と;(b)植物の形質転換に使用するための説明書とを含むキットを提供する。
別の態様では、本開示は、作動可能に結合している、(a)配列番号2、またはその変異体およびフラグメントを有する、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖のための複製起点、(b)配列番号3、またはその変異体およびフラグメントを有する、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖のための複製起点、(c)配列番号1、またはその変異体およびフラグメントを有する選択マーカー遺伝子、ならびに(d)アグロバクテリウム(Agrobacterium)種ビルレンス遺伝子の、それぞれ配列番号4〜14を有するvirB1〜B11ビルレンス遺伝子、またはそれぞれ配列番号80〜90を有するr−virB1〜B11ビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号16〜17を有するvirC1〜C2ビルレンス遺伝子、またはそれぞれ配列番号92〜93を有するr−virC1〜C2ビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号18〜19を有するvirD1〜D2ビルレンス遺伝子、またはそれぞれ配列番号94〜95を有するr−virD1〜D2ビルレンス遺伝子、および配列番号15を有するvirGビルレンス遺伝子、または配列番号91、もしくはその変異体および誘導体を有するr−virGビルレンス遺伝子を含むビルレンス遺伝子を含む第1のベクター(ここで、ビルレンス遺伝子r−virB1〜B11、r−virC1〜C2、r−virD1〜D2およびr−virGを含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む)と;作動可能に結合している、目的配列に作動可能に結合する1つ以上のT−DNAボーダー配列を含む第2のベクターとを含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1を提供する。ある態様では、ベクターは、配列番号34、35、36、106、113もしくは114、またはその変異体および誘導体のいずれか1つを含む。別の態様では、本開示は、(a)作動可能に結合している、(a)配列番号2、またはその変異体およびフラグメントを有する、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖のための複製起点、(b)配列番号3、またはその変異体およびフラグメントを有する、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖のための複製起点、(c)配列番号1、またはその変異体およびフラグメントを有する選択マーカー遺伝子、ならびに(d)アグロバクテリウム(Agrobacterium)種ビルレンス遺伝子の、それぞれ配列番号4〜14を有するvirB1〜B11ビルレンス遺伝子、またはそれぞれ配列番号80〜90を有するr−virB1〜B11ビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号16〜17を有するvirC1〜C2ビルレンス遺伝子、またはそれぞれ配列番号92〜93を有するr−virC1〜C2ビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号18〜19を有するvirD1〜D2ビルレンス遺伝子、またはそれぞれ配列番号94〜95を有するr−virD1〜D2ビルレンス遺伝子、および配列番号15を有するvirGビルレンス遺伝子、または配列番号91、またはその変異体および誘導体を有するr−virGビルレンス遺伝子を含むビルレンス遺伝子を含む第1のベクター(ここで、ビルレンス遺伝子r−virB1〜B11、r−virC1〜C2、r−virD1〜D2およびr−virGを含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む)と;作動可能に結合している、目的配列に作動可能に結合する1つ以上のT−DNAボーダー配列を含む第2のベクターとを含むオクロバクテリウム(Ochrobactrum)と;(b)植物の形質転換に使用するための説明書とを含むキットを提供する。
別の態様では、本開示は、作動可能に結合している、(a)配列番号2、またはその変異体およびフラグメントを有する、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖のための複製起点、(b)配列番号3、またはその変異体およびフラグメントを有する、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖のための複製起点(c)配列番号1、またはその変異体およびフラグメントを有する選択マーカー遺伝子、ならびに(d)アグロバクテリウム(Agrobacterium)種ビルレンス遺伝子の、それぞれ配列番号4〜14を有するvirB1〜B11ビルレンス遺伝子、またはそれぞれ配列番号80〜90を有するr−virB1〜B11ビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号16〜17を有するvirC1〜C2ビルレンス遺伝子、またはそれぞれ配列番号92〜93を有するr−virC1〜C2ビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号18〜22を有するvirD1〜D5ビルレンス遺伝子、またはそれぞれ配列番号94〜98を有するr−virD1〜D5ビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号23〜25を有するvirE1−E3ビルレンス遺伝子、または配列番号100を有するr−virE3ビルレンス遺伝子、および配列番号15を有するvirGビルレンス遺伝子、または配列番号91を有するr−virGビルレンス遺伝子の配列を含む第1のベクター(ここで、ビルレンス遺伝子r−virB1〜B11、r−virC1〜C2、r−virD1〜D5、r−virE3およびr−virGを含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む)と;作動可能に結合している、目的配列に作動可能に結合する1つ以上のT−DNAボーダー配列を含む第2のベクターとを含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1を提供する。ある態様では、ベクターは、配列番号34、35、36、106、113もしくは114、またはその変異体および誘導体のいずれか1つを含む。別の態様では、本開示は、(a)作動可能に結合している、(a)配列番号2、またはその変異体およびフラグメントを有する、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖のための複製起点、(b)配列番号3、またはその変異体およびフラグメントを有する、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖のための複製起点、(c)配列番号1、またはその変異体およびフラグメントを有する選択マーカー遺伝子、ならびに(d)アグロバクテリウム(Agrobacterium)種ビルレンス遺伝子の、それぞれ配列番号4〜14を有するvirB1〜B11ビルレンス遺伝子、またはそれぞれ配列番号80〜90を有するr−virB1〜B11ビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号16〜17を有するvirC1〜C2ビルレンス遺伝子、またはそれぞれ配列番号92〜93を有するr−virC1〜C2ビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号18〜22を有するvirD1〜D5ビルレンス遺伝子、またはそれぞれ配列番号94〜98を有するr−virD1〜D5ビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号23〜25を有するvirE1〜E3ビルレンス遺伝子、または配列番号100を有するr−virE3ビルレンス遺伝子、および配列番号、15を有するvirGビルレンス遺伝子、または配列番号91、またはその変異体および誘導体を有するr−virGビルレンス遺伝子を含む配列を含む第1のベクター(ここで、ビルレンス遺伝子r−virB1〜B11、r−virC1〜C2、r−virD1〜D5、r−virE3およびr−virGを含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む)と;作動可能に結合している、目的配列に作動可能に結合する1つ以上のT−DNAボーダー配列を含む第2のベクターとを含むオクロバクテリウム(Ochrobactrum)と;(b)植物の形質転換に使用するための説明書とを含むキットを提供する。
別の態様では、本開示は作動可能に結合している、(a)配列番号2、またはその変異体およびフラグメントを有する、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖のための複製起点、(b)配列番号3、またはその変異体およびフラグメントを有する、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖のための複製起点、(c)配列番号1を有する選択マーカー遺伝子、ならびに(d)アグロバクテリウム(Agrobacterium)種ビルレンス遺伝子の、配列番号26を有するvirAビルレンス遺伝子、または配列番号79を有するr−virAビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号4〜14を有するvirB1〜B11ビルレンス遺伝子、またはそれぞれ配列番号80〜90を有するr−virB1〜B11ビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号16〜17を有するvirC1〜C2ビルレンス遺伝子、またはそれぞれ配列番号92〜93を有するr−virC1〜C2ビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号18〜22を有するvirD1〜D5ビルレンス遺伝子、またはそれぞれ配列番号94〜98を有するr−virD1〜D5ビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号23〜25を有するvirE1〜E3ビルレンス遺伝子、または配列番号100を有するr−virE3ビルレンス遺伝子、配列番号、15を有するvirGビルレンス遺伝子、または配列番号91を有するr−virGビルレンス遺伝子、および配列番号27、またはその変異体および誘導体を有するvirJビルレンス遺伝子を含む配列を含む第1のベクター(ここで、ビルレンス遺伝子r−virA、r−virB1〜B11、r−virC1〜C2、r−virD1〜D5、r−virE3およびr−virGを含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む)と;作動可能に結合している、目的配列に作動可能に結合する1つ以上のT−DNAボーダー配列を含む第2のベクターとを含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1を提供する。ある態様では、ベクターは、配列番号34、35、36、106、113もしくは114、またはその変異体および誘導体のいずれか1つを含む。別の態様では、本開示は、(a)作動可能に結合している、(a)配列番号2、またはその変異体およびフラグメントを有する、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖のための複製起点、(b)配列番号3、またはその変異体およびフラグメントを有する、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖のための複製起点、(c)配列番号1を有する選択マーカー遺伝子、ならびに(d)アグロバクテリウム(Agrobacterium)種ビルレンス遺伝子の、配列番号26を有するvirAビルレンス遺伝子、または配列番号79を有するr−virAビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号4〜14を有するvirB1〜B11ビルレンス遺伝子、またはそれぞれ配列番号80〜90を有するr−virB1〜B11ビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号16〜17を有するvirC1〜C2ビルレンス遺伝子、またはそれぞれ配列番号92〜93を有するr−virC1〜C2ビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号18〜22を有するvirD1〜D5ビルレンス遺伝子、またはそれぞれ配列番号94〜98を有するr−virD1〜D5ビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号23〜25を有するvirE1〜E3ビルレンス遺伝子、または配列番号100を有するr−virE3ビルレンス遺伝子、配列番号、15を有するvirGビルレンス遺伝子、または配列番号91を有するr−virGビルレンス遺伝子、および配列番号27、またはその変異体および誘導体を有するvirJビルレンス遺伝子を含む配列を含む第1のベクター(ここで、ビルレンス遺伝子r−virA、r−virB1〜B11、r−virC1〜C2、r−virD1〜D5、r−virE3およびr−virGを含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む)と;作動可能に結合している、目的配列に作動可能に結合する1つ以上のT−DNAボーダー配列を含む第2のベクターとを含むオクロバクテリウム(Ochrobactrum)と;(b)植物の形質転換に使用するための説明書とを含むキットを提供する。
別の態様では、本開示は、形質転換植物細胞を作製する方法であって、作動可能に結合している(a)エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点、(b)オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点、(c)選択マーカー遺伝子、ならびに(d)リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子の、それぞれ配列番号4〜14を有するvirB1〜B11ビルレンス遺伝子、またはそれぞれ配列番号80〜90を有するr−virB1〜B11ビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号16〜17を有するvirC1〜C2ビルレンス遺伝子、またはそれぞれ配列番号92〜93を有するr−virC1〜C2ビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号18〜19を有するvirD1〜D2ビルレンス遺伝子、またはそれぞれ配列番号94〜95を有するr−virD1〜D2ビルレンス遺伝子、および配列番号15を有するvirGビルレンス遺伝子、または配列番号91、もしくはその変異体および誘導体を有するr−virGビルレンス遺伝子を含む第1のベクター(ここで、ビルレンス遺伝子r−virB1〜B11、r−virC1〜C2、r−virD1〜D2およびr−virGを含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む)と;作動可能に結合している、目的配列に作動可能に結合する1つ以上のT−DNAボーダー配列を含む第2のベクターとを含むオクロバクテリウム(Ochrobactrum)と植物細胞を接触させることと;オクロバクテリウム(Ochrobactrum)が目的配列を植物細胞に導入できる条件下で植物細胞を培養することと;ゲノム中に目的配列を含む形質転換植物細胞を同定することとを含む方法を提供する。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virB1〜virB11は、それぞれ配列番号4〜14、またはその変異体および誘導体を有し、あるいは、r−virB1〜B11は、それぞれ配列番号80〜90、またはその変異体および誘導体を有する。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virC1〜C2は、それぞれ配列番号16〜17、またはその変異体および誘導体を有し、あるいは、r−virC1〜C2は、それぞれ配列番号92〜93、またはその変異体および誘導体を有する。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virD1〜D2は、それぞれ配列番号18〜19、またはその変異体および誘導体を有し、あるいは、r−virD1〜D2は、それぞれ配列番号94〜95、またはその変異体および誘導体を有する。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virGは、配列番号15、またはその変異体および誘導体を有し、あるいは、r−virGは、配列番号91、またはその変異体および誘導体を有する。ある態様では、本方法は、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virA、virD3、virD4、virD5、virE1、virE2、virE3、virH、virH1、virH2、virK、virL、virM、virP、virQ、r−virA、r−virD3、r−virD4、r−virD5、r−virE3もしくはr−virF、またはその変異体および誘導体の1つ以上をさらに含む。ある態様では、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、Col E1、pSC101、p15AまたはR6K複製起点、およびその変異体または誘導体に由来する。ある態様では、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、Col E1複製起点に由来する。ある態様では、Col E1複製起点に由来する、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、配列番号2、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、pSC101複製起点に由来する。ある態様では、pSC101複製起点に由来する、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、配列番号50、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、p15A複製起点に由来する。ある態様では、p15A複製起点に由来する、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、配列番号51、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、R6K複製起点に由来する。ある態様では、R6K複製起点に由来する、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点は、配列番号52、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、高コピー数複製起点である。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、中コピー数複製起点である。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、低コピー数複製起点である。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、pRi、pVS1、pRFS1010、pRK2、pSa、またはpBBR1複製起点に由来する。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、pRK2複製起点の変異体である。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、pRFS1010複製起点に由来する。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、pVS1複製起点に由来する。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、pSa複製起点に由来する。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、配列番号3、37、38、53、57、58、59、60もしくは112、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点は、repABC適合複製起点である。ある態様では、repABC適合複製起点は、配列番号57、58、59もしくは60、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点、ならびに、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、同じ複製起点である。ある態様では、複製起点は、pRK2複製起点、pSa複製起点、またはpRFS1010複製起点に由来する。ある態様では、複製起点は、pRK2複製起点に由来するある態様では、pRK2複製起点は、配列番号38、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、複製起点は、pSa複製起点に由来する。ある態様では、pSa複製起点は、配列番号53、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、複製起点は、pRFS1010複製起点に由来する。ある態様では、pRFS1010複製起点は、配列番号37、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、複製起点は、pRK2複製起点に由来する。ある態様では、pRK2複製起点は、ミニもしくはミクロpRK2複製起点である。ある態様では、pRK2複製起点は、ミクロpRK2複製起点である。ある態様では、ミクロpRK2複製起点は、配列番号54、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、pRK2複製起点は、ミニpRK2複製起点である。ある態様では、ミニpRK2は、配列番号66、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、ある態様では、pRK2複製起点は、trfAおよびOriV配列を含む。ある態様では、pRK2複製起点は、配列番号64および65、またはそれらの変異体およびフラグメントを含む。ある態様では、本方法は、par DEオペロン由来の配列をさらに含む。ある態様では、par DEオペロンは、配列番号55、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、選択マーカーは、ゲンタマイシン、ネオマイシン/カナマイシン、ヒグロマイシン、またはスペクチノマイシンに対する耐性を付与する。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、aacC1遺伝子、npt1遺伝子、npt2遺伝子、hpt遺伝子、SpcN遺伝子、aph遺伝子、またはaadA遺伝子である。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、aacC1遺伝子である。ある態様では、aacC1遺伝子は、配列番号1、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、aadA遺伝子である。ある態様では、aadA遺伝子は、配列番号39、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、npt1遺伝子である。ある態様では、npt1遺伝子は、配列番号40、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、npt2遺伝子である。ある態様では、npt2遺伝子は、配列番号41、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、hpt遺伝子である。ある態様では、hpt遺伝子は、配列番号67、またはその変異体およびフラグメントを有する。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、配列番号77、またはその変異体およびフラグメントを有するSpcN遺伝子である。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、配列番号78、またはその変異体およびフラグメントを有するaph遺伝子である。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、テトラサイクリン選択マーカー遺伝子ではない。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、tetAR遺伝子ではない。ある態様では、選択マーカー遺伝子は、対抗選択マーカー遺伝子である。ある態様では、対抗選択マーカー遺伝子は、sacB遺伝子、rpsL(strA)遺伝子、pheS遺伝子、dhfr(folA)遺伝子、lacY遺伝子、Gata−1遺伝子、ccdB遺伝子、またはthyA遺伝子である。ある態様では、第1のベクターは、配列番号61、またはその変異体もしくはフラグメントを含まない。ある態様では、第1のベクターは、配列番号62、またはその変異体もしくはフラグメントを含まない。ある態様では、第1のベクターは、traオペロン配列もしくはtrbオペロン配列、またはその変異体もしくはフラグメントを含まない。ある態様では、第1のベクターは、配列番号63、またはその変異体もしくはフラグメントを含まない。ある態様では、第1のベクターは、配列番号34、またはその変異体もしくはフラグメントを有する。ある態様では、第1のベクターは、配列番号35、またはその変異体もしくはフラグメントを有する。ある態様では、第1のベクターは、配列番号36、またはその変異体もしくはフラグメントを有する。ある態様で




は、本方法は、ゲノム中に目的配列を含む植物を再生させることをさらに含む。ある態様では、植物細胞は、単子葉植物または双子葉植物由来である。ある態様では、植物細胞は、ダイズ、タバコ、ヒマワリ、シロイヌナズナ属(Arabidopsis)、ベニバナ、アルファルファ、トウモロコシ、コムギ、コメ、ソルガム、オオムギ、カラスムギ、キビ、キャノーラ、アブラナ属(Brassica)、ワタおよびサトウキビからなる群から選択される植物由来である。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)を、植物細胞と接触させる前に、アセトシリンゴン、またはvir遺伝子もしくはr−vir遺伝子の作用を誘導する他の化合物の存在下で培養する。ある態様では、植物細胞は、植物の種子、苗、カルス、細胞懸濁液、子葉、分裂組織、葉、根または茎の外植体に含まれ、その外植体をオクロバクテリウム(Ochrobactrum)と接触させる。ある態様では、外植体は、萌芽期の分裂組織、体細胞の分裂組織、カルス、細胞懸濁液、子葉、子葉節を含むか、または葉、根もしくは茎の組織を含む。ある態様では、目的配列を含む植物細胞の同定を、選択剤の非存在下に行う。ある態様では、目的配列を含む植物細胞の同定は、選択剤の存在下に植物細胞を培養することを含む。ここで、目的配列は、選択剤に対する耐性を与えるか、または選択剤に対する耐性を与える選択マーカーと共に送達される。ある態様では、選択剤は、クロルスルフロン、エタメツルフロン、イマザピル、グリホサート、カナマイシン、スペクチノマイシン、ビアラホス、2,4−Dまたはジカンバである。ある態様では、目的配列は、選択マーカー遺伝子に物理的に結合していない。ある態様では、マーカー遺伝子および目的配列は、目的配列を含む植物細胞から再生された植物の子孫においては、遺伝子的に分離している。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、第2の目的配列を含む、作動可能に結合している第3のベクターをさらに含む。ある態様では、植物細胞からの植物の再生は、植物細胞を含む外植体から1つ以上のシュートの形成を誘導し、少なくとも最初のシュートを稔性植物全体に育成することを含む。ある態様では、再生は器官形成により起こる。ある態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、オクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1、オクロバクテリウム・サイティシ(Ochrobactrum cytisi)、オクロバクテリウム・デジョネンス(Ochrobactrum daejeonense)、オクロバクテリウム・ルピネ(Ochrobactrum lupine)、オクロバクテリウム・オリゼ(Ochrobactrum oryzae)、オクロバクテリウム・トリティシ(Ochrobactrum tritici)、LBNL124−A−10、HTG3−C−07およびオクロバクテリウム・ペクトリス(Ochrobactrum pectoris)からなる群から選択される。ある態様では、ベクターは、配列番号34、35、36、106、113もしくは114、またはその変異体および誘導体のいずれか1つを含む。
別の態様では、本開示は、(a)本組成物、本方法または本ベクターのいくつかのオクロバクテリウム(Ochrobactrum)と;(b)植物の形質転換に使用するための説明書とを含むキットを提供する。
本特許または本出願書類は、少なくとも1つのカラーで作成された図面を含む。カラー図面を有する本特許または本特許出願公開物のコピーは、請求があり、必要な料金が支払われば、特許庁から提供されるであろう。
図1Aおよび図1Bは、最尤法による16S rDNA配列に基づく分子系統解析を示し、矢印は、オクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1(EP1A09)の位置を示す。 図1Aおよび図1Bは、最尤法による16S rDNA配列に基づく分子系統解析を示し、矢印は、オクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1(EP1A09)の位置を示す。 図2A〜図2Dは、タバコの形質転換実験を示す。PHP70365をさらに含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078で形質転換されたタバコ葉片からの、安定に形質転換されたDsREDを発現するシュート(図2B)の、ビアラホス3mg/L添加培地中で選択してから3週後のものを示す。PHP70365をさらに含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078で形質転換されたタバコ葉片からの、安定に形質転換されたDsREDを発現するシュート(図2D)の、ビアラホス3mg/L添加培地中で選択してから7週後のものを示す。図2A(図2Bの組織を示す)および図2C(図2Dの組織を示す)は、DsREDフィルターのセットなしで、周囲光で撮像した形質転換タバコのシュートの画像を示す。 図3A〜図3Dは、ダイズの半切種子の外植体形質転換の結果を示す。図3Cおよび図3Dは、DsREDの一時的発現(図3D)を示す、PHP70365をさらに含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078で形質転換されたダイズの半切種子の外植体の、感染から5日後を示す。図3Cは、周囲光下での図3Dのダイズの半切種子の外植体の組織像を示し、図3Dは、DsRED5の一時的発現を示す。対照的に、ベクターPHP70365を含まない、野生型オクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078で形質転換されたダイズの半切種子の外植体は、DsRED発現を示さなかった(図3B)。 図4A〜図4Jは、プラスミドPHP70365(pVIR8)をさらに含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078を感染させたダイズの形質転換の逐次工程を示す。図4Aおよび図4Bは、形質転換から2〜4週後に観察された、DsRED発現(FIG.4B)を示す安定に形質転換されたシュートの開始を示す。図4Aは、周囲光下での図4Bの組織像を示す。図4Cは、シュートをさらに伸長させるために外植体を継代培養したシュートの伸長を示す。図4D〜図4Gは、ダイズ組織のDsRed発現を示す。図4Dおよび図4Fは、周辺光で撮像された。図4Eは、図4Dの組織のDsRed発現を示す。図4Gは、図4Fの組織のDsRed発現を示す。図4Hおよび図4Iは、全植物体がDsRED発現を示した根を形成した、発根を示す。図4Hは、周辺光で撮像された。図4Iは、図4Hの組織のDsRed発現を示す。図4Jは、プラスミドPHP70365をさらに含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078を感染させた鉢植えされたダイズ植物を示す。 図4A〜図4Jは、プラスミドPHP70365(pVIR8)をさらに含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078を感染させたダイズの形質転換の逐次工程を示す。図4Aおよび図4Bは、形質転換から2〜4週後に観察された、DsRED発現(FIG.4B)を示す安定に形質転換されたシュートの開始を示す。図4Aは、周囲光下での図4Bの組織像を示す。図4Cは、シュートをさらに伸長させるために外植体を継代培養したシュートの伸長を示す。図4D〜図4Gは、ダイズ組織のDsRed発現を示す。図4Dおよび図4Fは、周辺光で撮像された。図4Eは、図4Dの組織のDsRed発現を示す。図4Gは、図4Fの組織のDsRed発現を示す。図4Hおよび図4Iは、全植物体がDsRED発現を示した根を形成した、発根を示す。図4Hは、周辺光で撮像された。図4Iは、図4Hの組織のDsRed発現を示す。図4Jは、プラスミドPHP70365をさらに含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078を感染させた鉢植えされたダイズ植物を示す。 図5A〜図5Dは、プラスミドPHP70365をさらに含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078で形質転換されたダイズ胚軸植物体を示す。図5Aは、安定に形質転換されたシュートおよびカルスが、分裂組織部位で、DsRED発現(図5B)を示した、形質転換から2週後に観察されたシュートおよびカルスの発生を示す。図5Aは、周囲光下での図5Bの組織像を示す。図5Cおよび図5Dは、形質転換から6〜8週で、安定に形質転換された長さ1〜1.5cmのDsRED陽性シュート(図5D)が形成された、シュートの伸長を示す。図5Cは、周囲光下での図5Dの組織像を示す。図5Aおよび図5Bのバーは2mmに相当する。図5Cおよび図5Dのバーは5mmに相当する。 図6A〜図6Fは、ダイズ品種93Y21の半切種子における、感染から5日後の、オクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078(図6B)、オクロバクテリウム・サイティシ(Ochrobactrum cytisi)(図6D)およびオクロバクテリウム・ペコリス(Ochrobactrum pecoris)(図6F)のDsREDの一時的発現の比較を示す。図6A、図6Cおよび図6Eはそれぞれ、周辺光下での図6B、図6Dおよび図Fの組織像を示す。
オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、リゾビウム(Rhizobiales)目、ブルセラ(Brucellaceae)科の細菌属である。オクロバクテリウム(Ochrobactrum)株は、直線状、または僅かに湾曲したワンエンドフレーム状の(one end flame−shaped)グラム陰性短桿菌である。細胞は幅が約0.6μm、長さが約1.2〜2μmである。オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、非胞子形成性であり、また、偏性好気性で、かつ非発酵性である。オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種の殆どのゲノムは、多くはプラスミドと結び付いている2つの独立した環状染色体を有する複合体である。オクロバクテリウム(Ochrobactrum)属は、1988年にHolmesにより記載され(Holmes et al.(1988)Int J Syst Bacteriol 38:408)、そして、オクロバクテリウム・アンスロピ(Ochrobactrum anthropi)が、この属の基準種として提案された。さらなる研究によって、オクロバクテリウム・シセリ(O.ciceri)、オクロバクテリウム・サイティシ(O.cytisi)、オクロバクテリウム・デジョネンス(O.daejeonense)、オクロバクテリウム・ガリニファエシス(O.gallinifaecis)、オクロバクテリウム・グリグノネンス(O.grignonense)、オクロバクテリウム・ガングゾウエンス(O.guangzhouense)、オクロバクテリウム・ハエマトフィルム(O.haematophilum)、オクロバクテリウム・インターメディウム(O.intermedium)、オクロバクテリウム・ルピネ(O.lupini)、オクロバクテリウム・オリゼ(O.oryzae)、オクロバクテリウム・ペコリス(O.pecoris)、オクロバクテリウム・ピツイトスム(O.pituitosum)、オクロバクテリウム・インターメディウム(O.pseudintermedium)、オクロバクテリウム・シュードグリグノネンス(O.pseudogrignonense)、オクロバクテリウム・リゾスファエラエ(O.rhizosphaerae)、オクロバクテリウム・チオフェニボランス(O.thiophenivorans)およびオクロバクテリウム・トリティシ(O.tritici)を含む他の種が認められた。
本開示のいくつかの例では、細胞形質転換用オクロバクテリウム(Ochrobactrum)が提供される。いくつかの例では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、オクロバクテリウム・グリグノネンス(Ochrobactrum grignonense)である。いくつかの例では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)株は、オクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078である。本明細書中、オクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078は、オクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078、オクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1、またはEP1A09と称することがある。いくつかの例では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)ベクターは、1つ以上のビルレンス遺伝子、ボーダー領域および/または複製起点を含む。いくつかの例では、ベクターは、植物および細菌の形質転換用の選択マーカーを含む。いくつかの例では、1つ以上のビルレンス遺伝子は、virA、virB、virC、virD、virE、virF、virG、およびその変異体、ならびにそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。いくつかの例では、1つ以上のビルレンス遺伝子は、virA、virJ、virB1、virB2、virB3、virB4、virB5、virB6、virB7、virB8、virB9、virB10、virB11、virG、virC1、virC2、virD1、virD2、virD3、virD4、virD5、virE1、virE2、virE3(Broothaerts et al.,(2005)Nature 433:629−633、米国特許出願公開第2005/0289667号明細書、同2005/0289672号明細書)、およびその変異体、ならびにそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。いくつかの例では、少なくとも2、3、4、5、6、7または8個のビルレンス遺伝子が提供される。いくつかの例では、1つ以上のビルレンス遺伝子は、Tiプラスミド上に提供される。いくつかの例では、1つ以上のビルレンス遺伝子は、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)ゲノムに組み込まれる。いくつかの例では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、1つ以上のビルレンス遺伝子の2つ以上のコピーを含む。いくつかの例では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、Tiプラスミドのvir遺伝子領域を含む第1の核酸を含み、そのvir遺伝子領域は、目的配列をコードする核酸をVirD2依存的様式で植物細胞に導入するように作用する。VirD2は、T−DNA上のボーダー領域配列を切断して、一本鎖DNA(ssDNA)分子を生成するのに関与する、ssDNAに共有結合する単一VirD2タンパク質を有する細菌性エンドヌクレアーゼである(Young & Nester(1988)Journal of Bacteriology 170:3367−3374)。
いくつかの例では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、目的配列をコードする核酸に作動可能に結合する1つ以上のT−DNAボーダー配列を含む核酸を含む。いくつかの例では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、2つ以上のT−DNAボーダー配列を含む核酸を含む。いくつかの例では、T−DNAボーダー配列は、左ボーダー配列、右ボーダー配列および/または他の配列からなる群から選択される。いくつかの例では、vir遺伝子および目的配列は、単一ポリヌクレオチド配列上に存在する。いくつかの例では、vir遺伝子および目的配列は、別々のポリヌクレオチド配列上に存在する。細菌において機能する任意の複製起点を使用することができる。いくつかの例では、複製起点は、アグロバクテリウム(Agrobacterium)、エシェリキア・コリ(E.coli)またはその両方において機能する起点である。いくつかの例では、複製起点は、pVS1、pSa、RK2、pRiA4b、incPa、incW、colE1、およびそれらの機能的変異体または誘導体からなる群から選択される。いくつかの例では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、TiまたはRiプラスミドを含む。いくつかの例では、TiまたはRiプラスミドは、pTiBo542、pTiC58、pTiAch5、pTiChrys5、pTF101.1、pBIN19、pUCD2、pCGN、およびそれらの機能的変異体、誘導体またはフラグメントからなる群から選択される。いくつかの例では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)はさらに選択マーカーを含む。いくつかの例では、選択マーカーは、目的配列をコードする核酸上に存在する。いくつかの例では、選択マーカーは、目的配列である。
「フラグメント」は、ポリヌクレオチド配列の一部またはアミノ酸配列の一部、およびしたがってそれによってコードされるタンパク質を意味する。ポリヌクレオチドのフラグメントは、天然タンパク質の生物活性を保持するタンパク質フラグメントをコードし得る。したがって、ヌクレオチド配列のフラグメントは、少なくとも約10個のヌクレオチド、少なくとも約15個のヌクレオチド、少なくとも約16個のヌクレオチド、少なくとも約17個のヌクレオチド、少なくとも約18個のヌクレオチド、少なくとも約19個のヌクレオチド、少なくとも約20個のヌクレオチド、少なくとも約22個のヌクレオチド、少なくとも約50個のヌクレオチド、少なくとも約75個のヌクレオチド、少なくとも約100個のヌクレオチド、少なくとも約200個のヌクレオチド、少なくとも約300個のヌクレオチド、少なくとも約400個のヌクレオチド、少なくとも約500個のヌクレオチド、少なくとも約600個のヌクレオチドから、使用する完全長のポリヌクレオチドまでの幅がある。
「誘導体」は、参照ポリヌクレオチドの生物活性と実質的に類似した活性を有するポリヌクレオチド、またはポリヌクレオチドの一部を意味する。ビルレンス遺伝子ポリヌクレオチドの誘導体は、機能的で、かつビルレンス遺伝子の活性を保持している。
「変異体」は、実質的に類似した配列を意味するものである。ポリヌクレオチドでは、変異体は、天然ポリヌクレオチドの1つ以上の内部部位での1つ以上のヌクレオチドの欠失および/または付加および/または置換、ならびに/あるいは天然ポリヌクレオチドの1つ以上の部位での1つ以上のヌクレオチドの置換を含む。ビルレンス遺伝子ポリヌクレオチドの変異体は、ビルレンス遺伝子活性を維持している。本明細書で使用する場合、「天然の」ポリヌクレオチドまたはポリペプチドは、それぞれ天然に存在するヌクレオチド配列またはアミノ酸配列を含む。ポリヌクレオチドでは、保存的変異体は、遺伝子コードの縮重のため、ビルレンス遺伝子によってコードされるポリペプチドのアミノ酸配列をコードする配列を含む。変異ポリヌクレオチドはまた、合成により誘導されるポリヌクレオチド、例えば、部位特異的変異誘発によって生成されるが、所望の活性は継続して保持しているものを含む。一般に、特に開示されたポリヌクレオチド(すなわち、ビルレンス遺伝子)の変異体は、配列アライメントプログラムおよび本明細書の他の箇所に記載されたパラメータによって決定された特定のポリヌクレオチドに対し、少なくとも約40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%またはそれ以上の配列同一性を有するであろう。特に開示されたポリヌクレオチド(すなわち、参照ポリヌクレオチド)の変異体はまた、変異ポリヌクレオチドによってコードされたポリペプチドと、参照ポリヌクレオチドによってコードされたポリペプチドの配列同一性パーセントを比較することによって評価することができる。任意の2つのポリペプチド間の配列同一性パーセントは、配列アライメントプログラムおよび本明細書の他の箇所に記載されたパラメータによって算出することができる。使用した開示ポリヌクレオチドの所与の1対を、その2つのポリペプチドによって共有された配列同一性パーセントを比較して評価する場合、コードされる2つのポリペプチド間の配列同一性パーセントは、少なくとも約40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%またはそれ以上の配列同一性である。
本明細書で使用する場合、「pPHP」は、プラスミドPHPを指し、その後にアラビア数字が付く。例えば、pPHP70365は、プラスミドPHP70365を指す。例えば、pVIR7は、プラスミドpVIR7を指す。
表19は、本開示に示された配列識別番号(配列番号)のリストを示す。
細胞を形質転換する方法もまた提供される。いくつかの例では、細胞は、植物細胞である。いくつかの例では、方法は、細胞を、1つ以上のビルレンス遺伝子、ボーダー領域および/または複製起点と、目的配列とを含むオクロバクテリウム(Ochrobactrum)と接触させること;オクロバクテリウム(Ochrobactrum)が目的配列を細胞に導入できる条件下で植物細胞を培養すること;ならびにゲノム中に目的配列を含む形質転換植物細胞を同定することを含む。いくつかの例では、細胞は植物細胞であり、方法は、ゲノム中に目的配列を含む植物を再生することをさらに含む。いくつかの例では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、オクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078である。いくつかの例では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、オクロバクテリウム・グリグノネンス(Ochrobactrumgrignonense)、オクロバクテリウム・サイティシ、オクロバクテリウム・サイティシ(Ochrobactrum cytisi)またはオクロバクテリウム・ペクトリス(Ochrobactrum pectoris)である。いくつかの例では、植物細胞は、単子葉植物または双子葉植物由来である。いくつかの例では、植物細胞は、ダイズ、タバコ、ヒマワリ、シロイヌナズナ属(Arabidopsis)、ベニバナ、アルファルファ、トウモロコシ、コムギ、コメ、ソルガム、オオムギ、カラスムギ、キビ、キャノーラ、アブラナ属(Brassica)、ワタおよびサトウキビからなる群から選択される植物由来である。いくつかの例では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)を、細胞と接触させる前に、アセトシリンゴンまたはvir遺伝子の作用を誘導する他の化合物の存在下で培養する。
いくつかの例では、植物の種子、苗、カルス、細胞懸濁液、子葉、分裂組織、葉、根または茎の外植体に含まれ、その外植体をオクロバクテリウム(Ochrobactrum)と接触させる。いくつかの例では、外植体は、萌芽期の分裂組織、体細胞の分裂組織、カルス、細胞懸濁液、子葉、子葉節を含むか、または葉、根もしくは茎の組織を含む。いくつかの例では、目的配列を含む植物細胞の同定を、選択剤の非存在下に行う。他の例では、目的配列を含む植物細胞の同定は、選択剤の存在下に植物細胞を培養することを含む。ここで、目的配列は、選択剤に対する耐性を与えるか、または選択剤に対する耐性を与える選択マーカーと共に送達される。いくつかの例では、選択剤は、グリホサート、カナマイシン、ビアラホス、2,4−Dまたはジカンバである。いくつかの例では、目的配列は、選択マーカー遺伝子に物理的に結合していない。これらの例では、マーカー遺伝子と目的配列は、目的配列を含む植物細胞から再生された植物の子孫においては、遺伝子的に分離している。いくつかの例では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、第2の目的配列を含む第3の核酸をさらに含み、そのため形質転換細胞はゲノム中に第2の目的配列を含む。いくつかの例では、植物細胞からの植物の再生は、植物細胞を含む外植体から1つ以上のシュートの形成を誘導し、少なくとも最初のシュートを稔性植物全体に育成することを含む。いくつかの例では、再生は器官形成により起こる。
バクテリア目のリゾビウム目(Rhizobiales)は、一般的な土壌細菌を含み、アグロバクテリウム(Agrobacterium)種とともに、リゾビウム(Rhizobium)種、メゾリゾビウム(Mesorhizobium)種、シノリゾビウム(Sinorhizobium)種およびオクロバクテリウム(Ochrobactrum)種を含む。アグロバクテリウム(Agrobacterium)種に加え、リゾビウム(Rhizobium)種など、リゾビウム目(Rhizobiales)の他のメンバーが、植物根と特定の窒素固定根粒において共生することが知られている(例えば、Long(2001)Plant Physiol 125:69−72)。植物根、特にマメ科の植物根の宿主特異的根粒形成に加えて、根粒形成がない場合、リゾビウム目(Rhizobiales)のメンバーによる植物成長促進効果が知られている(例えば、Noel et aI.(1996)Can J Microbiol 42:279−283)。アグロバクテリウム(Agrobacterium)種以外の細菌による植物の形質転換を記載した報告書が発表されている(例えば、Broothaerts et aI.(2005)Nature 433:629−633;米国特許出願公開第2005/0289667号明細書;同2005/0289672号明細書、Weller et aI.(2004)Appl Env Microbiol 70:2779−2785;Weller et aI.(2005)Pl Pathol 54:799−805)。植物の形質転換は、リゾビウム(Rhizobiaceae)科中のアグロバクロテリウム、リゾビウム(Rhizobium)、シノリゾビウム(Sinorhizobium)およびエンシファー(Ensifer)で示されており、一方、DNA導入は、フィロバクテリア(Phyllobacteriaceae)科のメゾリゾニウム(Mezorhizobium)でのみ示されている。
いくつかの態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子は、アグロバクテリウム(Agrobacterium)種、リゾビウム(Rhizobium)種、シノリゾビウム(Sinorhizobium)種、メゾリゾニウム(Mesorhizobium)種、フィロバクテリウム(Phyllobacterium)種、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種またはブラディリゾビウム(Bradyrhizobium)種の遺伝子である。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子は、リゾビウム(Rhizobium)種遺伝子である。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子は、シノリゾビウム(Sinorhizobium)種遺伝子である。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子は、メゾリゾビウム(Mesorhizobium)種遺伝子である。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子は、フィロバクテリウム(Phyllobacterium)種遺伝子である。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子は、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種遺伝子である。ある態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子は、ブラディリゾビウム(Bradyrhizobium)種遺伝子である。
いくつかの態様では、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子は、アグロバクテリウム(Agrobacterium)種遺伝子である。ある態様では、アグロバクテリウム(Agrobacterium)種遺伝子は、アグロバクテリウム・アルバーティマグニ(Agrobacterium albertimagni)、アグロバクテリウム・ラリームーレイ(Agrobacterium larrymoorei)、アグロバクテリウム・ラディオバクター(Agrobacterium radiobacter)、アグロバクテリウム・リゾゲネス(Agrobacterium rhizogenes)、アグロバクテリウム・ルビ(Agrobacterium rubi)、アグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens)またはアグロバクテリウム・ビティス(Agrobacterium vitis)の遺伝子である。ある態様では、アグロバクテリウム(Agrobacterium)種遺伝子は、アグロバクテリウム・リゾゲネス(Agrobacterium rhizogenes)またはアグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens)である。ある態様では、アグロバクテリウム(Agrobacterium)種遺伝子は、アグロバクテリウム・リゾゲネス(Agrobacterium rhizogenes)である。ある態様では、アグロバクテリウム(Agrobacterium)種遺伝子は、アグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens)である。
TiまたはRiプラスミドを持った多くの野生型で無毒(非病原性)のアグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens)株およびアグロバクテリウム・リゾゲネス(Agrobacterium rhizogenes)株を、植物への遺伝子導入に使用することができる。TiまたはRiプラスミドを有する野生型アグロバクテリウム(Agrobacterium)のT−DNAに位置している植物ホルモン合成遺伝子は、形質転換後に発現し、アグロバクテリウム(Agrobacterium)株または種に応じた腫瘍形成または毛状根表現型を引き起こす。アグロバクテリウム(Agrobacterium)のT−DNAは、その毒性および病原性決定基の多くを1つ以上の目的遺伝子で置換し(非病原性化により)、その修飾されたT−DNAを植物細胞に導入し、ゲノムに組み込む能力を保持するように遺伝子操作することができる。そのような無毒化されたTiプラスミドを含有する株を、植物の形質転換に広く使用することができる。
いくつかの態様では、ベクターコンストラクトは、Tiプラスミド(アグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens))またはRiプラスミド(アグロバクテリウム・リゾゲネス(Agrobacterium rhizogenes))を含む。いくつかの態様では、コンストラクトは、1つ以上のビルレンス遺伝子を含む。ビルレンス遺伝子は、Tiプラスミド由来であり得、本明細書では、配列番号4〜27および配列番号42〜49(本明細書の表19を参照)で表される。ビルレンス遺伝子は、Riプラスミド由来であり得、本明細書では、配列番号79〜101で表される。本明細書に開示のRiプラスミドビルレンス遺伝子は、vir遺伝子名の前に「r」を用いて表される。例えば、r−virA(配列番号79)、r−virB1(配列番号80)、r−virB2(配列番号81)、r−virB3(配列番号82)、r−virB4(配列番号83)、r−virB5(配列番号84)、r−virB6(配列番号85)、r−virB7(配列番号86)、r−virB8(配列番号87)、r−virB9(配列番号88)、r−virB10(配列番号89)、r−virB11(配列番号90)、r−virG(配列番号91)、r−virC1(配列番号92)、r−virC2(配列番号93)、r−virD1(配列番号94)、r−virD2(配列番号95)、r−virD3(配列番号96)、r−virD4(配列番号97)、r−virD5(配列番号98)、r−virF(配列番号99)、r−virE3(配列番号100)およびr−galls(配列番号101)。本明細書の表19を参照されたい。本明細書では、ビルレンス遺伝子(virおよびr−vir)の種々の組み合わせを使用することができる。r−galls遺伝子(配列番号101)は、本明細書に記載のRiプラスミドとともに、病原性に必要である。
ある態様では、ベクターはさらに、1種以上のアグロバクテリウム(Agrobacterium)ビルレンス遺伝子virA、virD3、virD4、virD5、virE1、virE2、virE3、virH、virH1、virH2、virJ、virK、virL、virM、virPもしくはvirQ、またはその変異体および誘導体、あるいは1種以上のアグロバクテリウム(Agrobacterium)ビルレンス遺伝子r−virA、r−virD3、r−virD4、r−virD5、r−virE3もしくはr−virF、またはその変異体および誘導体、ならびにr−galls、またはその変異体および誘導体を含む。
本開示において使用されるオクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、例えば、エレクトロポレーションによって導入される核酸を含み得る。導入された核酸は、VirD2作用、または1つ以上のビルレンス遺伝子に依存しない接合伝達に必要な.ポリヌクレオチドを含み得る。導入された配列は、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)ゲノムへ挿入され得る。別の例では、導入された配列は、1つ以上のプラスミド上にある。別の例では、ポリヌクレオチドは、他の細菌種から接合伝達によってオクロバクテリウム(Ochrobactrum)に導入することができる。例えば、T4SS依存型T鎖輸送システムの他に、アグロバクテリウム(Agrobacterium)は、IncQプラスミドpRFS1010などのプラスミドを接合伝達によって細菌細胞から植物ゲノムに導入し組み込むことができるさらなるプラスミド移動システムを有する(Buchanan−Wollaston et al.(1987)Nature 328:172−175、Shadenkov et al.(1996)Mol Biol30:272−275;Chen et aI.(2002)J Bacteriol 184:4838−4845)。さらに、接合伝達タンパク質MobAは、RFS1010プラスミドのMobBタンパク質およびMobCタンパク質とともに、oriT(伝達起点)部位を開裂させ、5’末端に結合し、T4SSシステムから独立している細胞へssDNAを導入する(Bravo−Angel(1999)J Bacteriol 181:5758−5765、およびその中に記載された参考文献)。接合伝達システムは、細菌中に広く存在し、細菌細胞間の遺伝情報を交換する。リゾビウム(Rhizobium)(ここで、リゾビウム(Rhizobium)は系統発生的にアグロバクテリウム(Agrobacterium)と関連するが、それとは異なっている(例えば、Spaink et aI.(ed.),The Rhizobiaceae,Kluwer Academic Publishers,Dordrecht,The Netherlands,1998;および、Farrand et aI.(2003)Int J Syst Evol Microbiol.53:1681−1687を参照))では、接合伝達システムは、いくつかの種において、部分的に特徴付けられている(例えば、Freiberg et aI.(1997)Nature 387:394−401;Turner et al.(2002)FEMS Microbiol Ecol 42:227−234;Tun−Garrido et al.(2003)J Bacteriol 185:1681−1692;および、Perez−Mendoza et al.(2004)J Bacteriol 186:5753−5761を参照)。この接合システムは、ニッキング部位としてoriTを、また、ニッキング酵素としてTraAまたはMobを使用し、従来のT−DNAで使用されるエレメント(それぞれ、VirD2ならびにRBおよびLB部位)とは大きく異なっている。そのC末端に植物核ターゲッティングのための核移行シグナル(NLS)を有することが分かっているVirD2と異なり、TraAにもMobにも明らかなNLSはない。
Ti/Riプラスミド上のVir領域は、その集合機能がプラスミドのT−DNA領域を切除し、その植物ゲノムへの移行および組み込みを促進することである遺伝子の集まりである。virシステムは、創傷に応えて植物によって作り出されるシグナルによって誘発される。アセトシリンゴン、シリンガアルデヒドまたはアセトバニロンなどのフェノール化合物は、構成的に発現する膜貫通タンパク質である受容体をコードするvirA遺伝子を活性化する。活性化されたvirA遺伝子は、キナーゼとして作用し、virG遺伝子をリン酸化する。そのリン酸化された形態で、virGは、vir遺伝子オペロンを保持する転写活性化因子として作用する。virBオペロンは、細孔/線毛様構造を作るタンパク質をコードする。VirCは、オーバードライブ配列に結合する。VirD1およびvirD2は、エンドヌクレアーゼ活性を有し、左ボーダーおよび右ボーダー内に一本鎖切れ目を入れ、virD4は共役タンパク質である。VirEは、一本鎖T−DNAに結合し、プロセスの輸送段階中のそれを保護する。植物細胞に入ったなら、T−DNAの相補鎖が合成される。
これらのvir遺伝子や他のvir遺伝子はトランスに機能し、したがって、これらの遺伝子のどれもクローニングベクターに含まれている必要はない。例えば、改変アグロバクテリウム(Agrobacterium)株は、T−DNA領域が欠失したプラスミド上に必要なVir機能の全てを提供することができ、細胞はT−DNA導入のためのvir機能を提供することができる。一例では、pBR322(Bolivar et al.,(1977).Gene.2(2):75−93;Bolivaretal(1977)Gene2(2):95−113)の一部をT−DNA領域の置換に使用し、アンピシリンに対する耐性を与えたC58由来の菌株がある。
形質転換プロセスのためのベクターコンストラクトを設計するにあたり、植物の細胞または組織に導入する1つ以上の遺伝子成分が選択される。遺伝子成分としては、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)組成物および/または方法により、植物の細胞または組織に導入する核酸を挙げ得る。遺伝子成分としては、非植物DNA、植物DNAまたは合成DNAを挙げ得る。いくつかの例では、遺伝子成分は、次の遺伝子成分の少なくとも1つを含む、組み換え体、二本鎖プラスミドもしくはベクター分子などのDNA分子に組み込まれる:植物細胞においてRNA配列の産生を引き起こす働きをするプロモーター;RNA配列の産生を引き起こす構造DNA配列;およびRNA配列の3’末端をポリアデ二ル化する3’非翻訳DNA配列。
細胞ゲノム中で発現および/または挿入させる1つ以上の目的配列を含むコンストラクトが提供される。コンストラクトは、バイナリーベクター(米国仮特許出願第62/252229号明細書、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)、ターナリーベクターまたはT−DNAベクターなどのベクター内に含まれ得る。コンストラクトとは、種々の機能および/または活性を有する様々なタイプのヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチド分子を指す。様々なタイプの配列としては、リンカー、アダプター、調節領域、イントロン、制限部位、エンハンサー、インシュレーター、スクリーニングマーカー、選択マーカー、プロモーター、発現カセット、コーディングポリヌクレオチド、サイレンシングポリヌクレオチド、終止配列、複製起点、組み換え部位、切除カセット、リコンビナーゼ、細胞増殖因子、プロモータートラップ、ベクター構築もしくは解析を補助する他の部位、またはこれらの組み合わせが挙げられる。いくつかの例では、コンストラクトは、1つ以上の発現カセットを含み、そこでは、ポリヌクレオチドは調節配列に作動可能に結合している。作動可能に結合しているとは、2つ以上のエレメント間の機能的結合をいう。例えば、コーディングポリヌクレオチドおよび調節配列間の作動可能な結合は、コーディングポリヌクレオチドを発現させるような機能的結合である。作動可能に結合したエレメントは、隣接していても隣接していなくてもよい。2つのタンパク質コーディング領域の接合を指すために作動可能に結合しているとの用語を使用する場合、それは、コーディング領域が同じリーディング領域に存在していることを意味する。コーディングポリヌクレオチドには、ポリペプチドをコードするか、または標的遺伝子の発現を減ずるサイレンシングポリヌクレオチドをコードするポリヌクレオチドが含まれる。サイレンシングポリヌクレオチドの非限定的な例としては、低分子干渉RNA、マイクロRNA、アンチセンスRNA、ヘアピン構造などが挙げられる。コンストラクトはまた、植物細胞または組織の形質転換を促進し、また、構造核酸配列の発現を調節する多くの遺伝子成分を含み得る。いくつかの例では、遺伝子成分は、mRNAを発現するように配向しており、任意選択により、そのmRNAはタンパク質に翻訳される。二本鎖形態で存在している植物の構造コーディング配列(遺伝子、cDNA、合成DNAまたはたのDNA)の発現は、RNAポリメラーゼ酵素によるDNAの一本鎖からのメッセンジャーRNA(mRNA)の翻訳、およびその後の核内へのmRNA一次転写産物のプロセッシングを含む。このプロセッシングは、mRNAの3’末端をポリアデニル化する3’非翻訳領域を含む。
アグロバクテリウム(Agrobacterium)によるT−DNAの植物細胞への導入メカニズムはよく知られている。簡潔に言えば、T−DNAは2つのボーダー領域配列、右ボーダー(RB)および左ボーダー(LB)によって区切られている。これらのボーダーは、ビルレンスタンパク質VirD2によってニッキングされ、その5’末端にVirD2の共有結合を有する一本鎖トランスファーDNA(「T鎖」)を産生する。アグロバクテリウム(Agrobacterium)VirE2タンパク質もまた含まれるタンパク質−DNA複合体は、ビルレンスタンパク質およびssDNA輸送体を含む4型分泌系によりアグロバクテリウム(Agrobacterium)細胞から出て、植物細胞に導入される。導入されたDNAは、植物細胞内でさらにプロセッシングを受け、アグロバクテリウム(Agrobacterium)ビルレンスタンパク質と植物因子の助けを得て、植物ゲノムに組み込まれる。DNAを植物細胞に導入するアグロバクテリウム(Agrobacterium)介在ベクターの使用は、当該技術分野ではよく知られている(例えば、Fraley et aI.(1985)Bio/Technology 3:629−635;Rogers et aI.(1987)Methods Enzymol 153:253−277;および米国特許第5,563,055号明細書を参照、これらは参照によりその全体が明細書に組み込まれる)。これらの同じエレメントおよびメカニズムを、植物細胞の形質転換システムの創出に移行させることができる。
いくつかの例では、コンストラクトは、TiまたはRiプラスミドを含む。いくつかの例では、コンストラクトは、1つ以上のビルレンス遺伝子を含む。いくつかの例では、TiまたはRiプラスミドは、pC5105、pC5106、またはこれらの変異体もしくは誘導体である。いくつかの例では、提供されるコンストラクトは、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)からvirD2に依存しない導入およびT−DNAボーダー配列の欠損に適応可能であり、コンストラクトはoriT配列およびtraAもしくはmob配列を含み、任意選択により、目的配列に作動可能に結合する。そのようなコンストラクトで形質転換されたオクロバクテリウム(Ochrobactrum)もまた提供される。いくつかの例では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、T−DNA領域を含有するTiプラスミドを含み、目的配列は、そのT−DNA内に、任意選択により、T−DNAの左ボーダーと右ボーダーの間に、位置している。適切なレポーター遺伝子には、GUSまたは蛍光タンパク質、例えば、限定はされないが、GFP、YFP、CFP、RFP、DsRed、ZsGreen、ZsYellowなどが含まれる。
いくつかの例では、本明細書において提供される形質転換法は、選択剤の非存在下に目的配列で形質転換された植物細胞を選択することを含み得る。目的配列で形質転換された植物細胞の選択は、選択剤の存在下に植物細胞を培養することを含み得る。ここで、目的配列は、選択剤に対する耐性を付与するか、選択剤に対する耐性を付与する他の核酸に作動可能に結合している。そのような選択剤の例としては、グリホサート、グリホサート、ビアラホス、またはジカンバが挙げられる。さらに別の態様では、目的配列は、選択マーカー遺伝子に物理的に結合していない。例えば、マーカー遺伝子と目的配列は、目的配列で形質転換された植物細胞から再生された植物の子孫においては、遺伝子的に分離している。
植物成長調整剤または植物ホルモンとしては植物の成長に作用する化合物が挙げられる。植物成長調整剤としては、限定はされないが、オーキシン、サイトカイニン、ABA,ジベレリン、エチレン、ブラシノステロイドおよびポリアミンが挙げられる。オーキシンは、低濃度ではシュートおよび根を伸長させるが、濃度が高くなると成長を阻害する。汎用されているオーキシンとしては、ピクロラム(4−アミノ−3,5,6−トリクロロピコリン酸)、2,4−D(2,4−時クロロフェノキシ酢酸)、IAA(インドール−3−酢酸)、NAA(a−ナフタレン酢酸)およびジカンバ(3,6−ジクロロアニス酸)が挙げられる。サイトカイニンは、細胞分裂、細胞分化、シュート分化を引き起こす。汎用されているサイトカイニンとしては、キネチン、BA(6−ベンジルアミノプリン)、2−ip(2−イソペンテニルアデニン)、BAP(6−ベンジルアミノプリン)、チジアズロン(TDZ)、ゼアチンリボシドおよびゼアチンが挙げられる。
形質転換は、外来性核酸配列を細胞または組織に導入するプロセスを指す。形質転換は一過性または安定であり得る。安定な形質転換では、外来性核酸に一部または全部が核ゲノムDNA、プラスチドDNAに導入(例えば、組み込み、もしくは安定に保持)されるか、または核もしくはプラスチドにおいて自律複製することができる。
ポリヌクレオチドという用語は、DNAのみを含む組成物に限定されるものではない。ポリヌクレオチドは、リボヌクレオチドまたはペプチド核酸、ならびに、リボヌクレオチド、デオキシリボヌクレオチドおよびペプチド核酸の組み合わせを含み得る。そのようなデオキシリボヌクレオチドおよびリボヌクレオチドには、天然に存在する分子、合成アナログ、および修飾分子がいずれも含まれる。ポリヌクレオチドはまた、限定はされないが、一本鎖、二本鎖もしくは多数本鎖形態、ヘアピン、ステム・ループ構造、環状プラスミドなど、あらゆる形態の配列を包含する。
所望の遺伝子成分を含むカセット、プラスミドまたはベクターなどのコンストラクトを調製するための様々な方法および市販のシステムは、当該技術分野においてよく知られている。コンストラクトは、一般に、限定はされないが、プロモーター、リーダー、イントロンおよび終結配列などの調節エレメントを含む、多くの遺伝子成分から構成される。調節エレメントはまた、それらが調節する配列遺伝子に対するエレメントの近接性によって、シス調節エレメントまたはトランス調節エレメントと呼ばれる。
いくつかの例では、コンストラクトは、コーディングポリヌクレオチドに作動可能に結合したプロモーターを含む。プロモーターという用語は、RNAポリメラーゼおよびコーディング配列の転写を開始する他のタンパク質の認識および結合に関与するDNA領域を指す。プロモーターは、天然に存在するプロモーター、その変異体もしくはフラグメント、または合成により誘導されたものであってもよい。プロモーターという用語は、転写に必要な最小の配列(最小配列)、ならびに、最小配列と、任意の数の追加エレメント、例えば、オペレーター配列、エンハンサー、モジュレーター、制限部位、組み換え部位、最小プロモーターとコーディング配列の間に位置する配列、および、転写されるがポリペプチドには翻訳されない転写領域であり、望ましい方法で転写レベルに影響するかしないかわからない、5’−非翻訳領域(5’−UTR)の配列を含む配列を指す。植物プロモーターは、植物から単離されたプロモーター、もしくは植物由来のプロモーター、または植物内で機能する異種プロモーター、例えば、植物ウイルス由来のプロモーターを指す。プロモーターは、所望の結果または発現パターンに基づいて選択することができる(植物プロモーターの再検討には、Potenza et al.(2004)In Vitro Cell Dev Biol 40:1−22を参照されたい)。
当該技術分野では、植物細胞内で活性な多くのプロモーターが報告されてきている。環境シグナル、ホルモンシグナル、化学シグナルおよび/または発生シグナルに応じて調節される種々のプロモーター、例えば、熱(例えば、Callis et aI.(1988)Plant Physiol 88:965−968、光(例えば、エンドウRbcS−3Aプロモーター、Kuhlemeier et aI.(1989)Plant Cell 1:471−478;および、トウモロコシRbcSプロモーター、Schaffner et aI.(1991)Plant Cell 3:997−1012)、アブシジン酸などのホルモン(Marcotte et aI.(1989)Plant Cell 1:969−976)、創傷(例えば、Wuni et aI.(1989)Plant Cell 1:961−968)、または他のシグナルもしくは化学薬品はまた、植物細胞におけるコンストラクトの発現に使用することができる。プロモーターを記載する例としては、限定はされないが、米国特許第6,437,217号明細書(トウモロコシRS81プロモーター)、米国特許第5,641,876号明細書(コメアクチンプロモーター、OsActl)、米国特許第6,426,446号明細書(トウモロコシRS324プロモーター)、米国特許第6,429,362号明細書(トウモロコシPR−lプロモーター)、米国特許第6,232,526号明細書(トウモロコシA3プロモーター)、米国特許第5,322,938号明細書、同第5,352,605号明細書、5,359,142号明細書および同第5,530,196号明細書(35Sプロモーター、35Senh)、米国特許第6,433,252(トウモロコシL3オレオシンプロモーター)、米国特許第6,429,357号明細書(コメアクチン2プロモーター、およびコメアクチン2イントロン)、米国特許第5,837,848号明細書(根特異的ificプロモーター)、米国特許第6,294,714号明細書(光誘導性プロモーター)、米国特許第6,140,078号明細書(塩誘導性プロモーター)、米国特許第6,252,138号明細書(病原体誘導性プロモーター)、米国特許第6,175,060号明細書(リン酸欠乏誘導性プロモーター)、米国特許第6,635,806号明細書(ガンマコイキシンプロモーター)、および米国特許第7,151,204号明細書(トウモロコシクロロプラストアルドラーゼプロモーター)が挙げられる。使用し得る他のプロモーターは、ノパリンシンターゼ(NOS)プロモーター(Ebert et aI.(1987)PNAS84:5745−5749)、オクトピンシンターゼ(OCS)プロモーター(アグロバクテリウム・ツメファシエンス(A.tumefaciens)の腫瘍誘発プラスミド)、カリフラワーモザイクウイルス(CaMV)19Sプロモーター(Lawton et aI.(1987)Plant Mol Biol 9:315−324)などのカリモウイルスプロモーター、CaMV 35Sプロモーター(Odell et aI.(1985)Nature 313:810−812)、ゴマノハグサモザイクウイルス35S−プロモーター(Walker et aI.(1987)PNAS 84:6624;米国特許第6,051,753号明細書;同第5,378,619号明細書)、スクロースシンターゼプロモーター(Yang et aI.(1990)PNAS 87:4144−4148)、R遺伝子複合体プロモーター(Chandler et aI.(1989)Plant Cell 1:1175−1183)、クロロフィルa/b結合タンパク質遺伝子プロモーター、またはラッカセイクロロティックストリークカリモウイルスプロモーターPClSV(米国特許第5,850,019号明細書)である。いくつかの例では、At.Act7(アクセッション番号U27811)、At.ANTI(米国特許出願公開第2006/0236420号明細書)、FMy’35S−EFla(米国特許出願公開第2005/0022261号明細書)、eIF4AlO(アクセッション番号X79008)およびAGRtu.nos(GenBankアクセッション番号V00087;Depicker et aI.(1982)J Mol Appl Genet 1:561−573;Bevan et aI.(1983)Nature 304:184−187)、コメ細胞質トリオースリン酸イソメラーゼ(OsTPI;米国特許第7,132,528号明細書)、およびコメアクチン15遺伝子(OsAct15;米国特許出願公開第2006/0162010号明細書)プロモーターが使用され得る。いくつかの例では、プロモーターは、5’UTRおよび/または第1のイントロンを含み得る。
構成的プロモーターとしては、例えば、Rsyn7プロモーターのコアプロモーター、国際公開第1999/43838号パンフレットおよび米国特許第6,072,050号明細書に開示の他の構成的プロモーター;コアCaMV 35Sプロモーター(Odell et al.(1985)Nature 313:810−812);コメアクチン(McElroy et al.(1990)Plant Cell 2:163−171);ユビキチン(Christensen et al.(1989)Plant Mol Biol12:619−632;およびChristensen et al.(1992)Plant Mol Biol 18:675−689);pEMU(Last et al.(1991)Theor Appl Genet 81:581−588);MAS(Velten et al.(1984)EMBO J 3:2723−2730);ALSプロモーター(米国特許第5,659,026号明細書)、アグロバクテリウム(Agrobacterium)ノパリンシンターゼ(NOS)プロモーター(Bevan et al.(1983)Nucl Acids Res 11:369−385);ミラビリスモザイクウイルス(MMV)プロモーター(Dey & Maiti(1999)Plant Mol Biol40:771−782;Dey & Maiti(1999)Transgenics 3:61−70);ヒストン2B(H2B)(国際公開第1999/43797号パンフレット);バナナストリークウイルス(BSV)プロモーター(Remans et al.(2005)Virus Research 108:177−186);クロリスストリエートモザイクウイルス(CSMV)プロモーター(Zhan et al.(1993)Virology 193:498−502);キャッサバベインモザイクウイルス(CSVMV)プロモーター(Verdaguer et al.(1998)Plant Mol Biol 37:1055−1067);ゴマノハグサモザイクウイルス(FMV)プロモーター(米国特許第6,018,100);コメアルファ−チューブリン(OsTUBA1)プロモーター(Jeon et al.(2000)Plant Physiol 123:1005−1014);コメシトクロムC(OsCC1)プロモーター(Jang et al.(2002)Plant Physiol 129:1473−1481);トウモロコシアルコールデヒドロゲナーゼ1(ZmADH1)プロモーター(Kyozuka et al.(1990)Maydica 35:353−357);オレオシンプロモーターなどが挙げられる。これらはそれぞれ参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。他の構成的プロモーターは、例えば、米国特許第5,608,149号明細書、同第5,608,144号明細書、同第5,604,121号明細書、同第5,569,597号明細書、同第5,466,785号明細書、同第5,399,680号明細書、同第5,268,463号明細書、同第5,608,142号明細書および同第6,177,611号明細書に記載されており、これらはそれぞれ参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
いくつかの例では、誘導プロモーターが本組成物および/または方法において使用され得る。昆虫摂食により引き起こされる損傷に応答し得る傷害誘導性プロモーターとしては、ポテトプロテアーゼインヒビター(pin II)遺伝子プロモーター;米国特許第5,428,148号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)に記載のwun1およびwun2;システミン;WIP1;MPI遺伝子プロモーターなどが挙げられる。さらに、病原体誘導性プロモーターを使用することができ、そのような病原体誘導性プロモーターとしては、病原体、例えば、限定はされないが、PRタンパク質、SARタンパク質、ベータ−1,3−グルカナーゼおよびキチナーゼによる感染の後に誘導される感染特異的タンパク質(PRタンパク質)由来のものが挙げられる。例えば、国際公開第1999/43819号パンフレットを参照されたい。この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる。病原体の感染部位、またはその近傍で、局所的に発現するプロモーターを使用することができる。例えば、米国特許第5,750,386(線虫誘導性)(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)を参照されたい。発現が病原体フザリウム・モニリフォルメ(Fusarium moniliforme)によって誘導されるトウモロコシPRms遺伝子の誘導プロモーター。
外因性の化学調節剤の適用によって細胞または植物の遺伝子発現を調節するために、化学調節プロモーターを使用することができる。プロモーターは、化学物質の適用が遺伝子発現を誘導する化学誘導性プロモーターであっても、化学物質の適用が遺伝子発現を抑制する化学抑制性プロモーターであってもよい。化学誘導性プロモーターは当該技術分野で知られており、限定はされないが、べンゼンスルホンアミド除草剤解毒剤によって活性化されるトウモロコシIn2−2プロモーター、発芽前の除草剤として使用されている疎水性求電子化合物によって活性化されるトウモロコシGSTプロモーター、およびサリチル酸によって活性化されるタバコPR−1aプロモーターが挙げられる。他の目的化学調節プロモーターとしては、グルココルチコイド誘導性プロモーター、テトラサイクリン誘導性プロモーターおよびテトラサイクリン抑制性プロモーターなどのステロイド反応性プロモーターが挙げられる(例えば、米国特許第5,814,618号明細書および同5,789,156号明細書(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)を参照)。
特定の植物組織内での増強ポリペプチド発現のため、組織好適プロモーターを使用することができる。組織好適プロモーターは、当該技術分野で知られており、例えば、弱発現用に改変し得るそのようなプロモーターが挙げられる。葉好適、根好適または根特異的プロモーターは、この分野で知られているものから選択、または各種の適合種から新たに単離することができる。根特異的プロモーターとしては、ダイズグルタミンシンテターゼ遺伝子、サヤマメのGRP1.8遺伝子中の調節因子、アグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens)のマンノピンシンターゼ(MAS)遺伝子、およびサイトゾルグルタミンシンテターゼ(GS)をコードする完全長cDNAクローンのプロモーターが挙げられる。根特異的プロモーターとしては、また、窒素固定非マメ科植物パラスポニア・アンデルソニイ(Parasponia andersonii)および関連窒素固定非マメ科植物トレマ・トメントサ(Trema tomentosa)由来のヘモグロビン遺伝子から誘導されるプロモーター、アグロバクテリウム・リゾゲネス(Agrobacterium rhizogenes)の高発現rolCおよびrolD根誘導遺伝子のプロモーター、オクトピンシンターゼの根端特異的プロモーター、ならびにTR2’およびTR1’遺伝子の根端特異的プロモーターが挙げられる。さらなる根好適プロモーターとしては、VfENOD−GRP3遺伝子プロモーターおよびrolBプロモーターが挙げられる。例えば、米国特許第5,837,876号明細書、同第5,633,363号明細書、同第5,459,252号明細書、同第5,401,836号明細書、同第5,110,732号明細書、および同第5,023,179号明細書(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)を参照されたい。シロイロナズナ(Arabidopsis thaliana)根好適配列は、米国特許出願公開第2013/0117883号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)に開示されている。
種子好適プロモーターには、種子特異的プロモーター(種子貯蔵タンパク質プロモーターなどの種子の成長中に活性なプロモーター)、および種子発芽プロモーター(種子の発芽時に活性なプロモーター)の両者が挙げられる。そのような種子好適プロモーターとしては、限定はされないが、Cim1(サイトカイニン誘導メッセージ);cZ19B1(トウモロコシ19kDaゼイン);およびmilps(ミオイノシトール−1−リン酸シンターゼ)(米国特許第6,225,529号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)を参照されたい)。ガンマ−ゼインおよびGlb−1は、胚乳特異的プロモーターである。双子葉植物では、種子特異的プロモーターとして、限定はされないが、クーニッツトリプシンインヒビター3(KTi3)、マメβ−ファゼオリン、ナピン、β−コングリシニン、グリシニン1、ダイズレクチン、クルシフェリンなどが挙げられる。単子葉植物では、種子特異的プロモーターとして、限定はされないが、トウモロコシ15kDaゼイン、22kDaゼイン、27kDaゼイン、γ−ゼイン、ワキシー(waxy)、シュランケン(shrunken)1、シュランケン(shrunken)2、グロブリン1などが挙げられる。双子葉植物においては、種子特異的プロモーターとして、限定はされないが、シロイヌナズナ(Arabidopsis)由来の種子コートプロモーター、pBAN;ならびにシロイヌナズナ(Arabidopsis)由来の初期種子プロモーター、p26、p63およびp63trが挙げられる(米国特許第7,294,760号明細書および同第7,847,153号明細書(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる))。特定の組織において「好適」発現を有するプロモーターは、少なくとも1つの他の植物組織においてより、その組織でより多く発現する。いくつかの組織好適プロモーターは、特定の組織でほぼ例外なく発現する。
プロモーターキメラはまた、転写活性を高めるように「(米国特許第5,106,739号明細書)、または、所望の転写活性、誘導性、組織特異性、成長特異性もしくはそれらの組み合わせが同時に出現するように構成することができる。植物で機能するプロモーターとしては、限定はされないが、誘導性、ウイルス性、合成的、構成的、時間制御的、空間制御的および/または時間・空間制御的なプロモーターは挙げられる。組織強化的、組織特異的および/または時間制御的な他のプロモーターもまたこの分野では知られており、本明細書で提示する組成物および/または方法で使用することができる。
DNAコンストラクト(すなわち、キメラ/組み換え植物遺伝子)で使用されるプロモーターは、必要に応じて、調節または発現特性に影響を及ぼすように改変してもよい。プロモーターは、オペレーター領域によるライゲーション、ランダムもしくは制御した変異導入、または他の方法で得ることができる。さらに、プロモーターは、遺伝子発現の増大を促進するマルチプルエンハンサー配列を含むように変化させてもよい。
転写の終止は、目的配列または他の配列に作動可能に結合した3’非翻訳DNA配列によってなされ得る。組み換えDNA分子の3’非翻訳領域は、植物で、RNAの3’末端へのアデニル酸ヌクレオチドの付加を引き起こすポリアデ二ル化シグナルを含む。終止領域は、植物細胞で発現する様々な遺伝子から得ることができ、転写開始領域、作動可能に結合したポリヌクレオチドおよび/または宿主細胞に固有のものであってもよく、あるいは、プロモーター、ポリヌクレオチド、宿主細胞、またはそれらの組み合わせと異なるソース(すなわち、外来または異種の)から得られてもよい。オクトピンシンターゼ終止領域およびノパリンシンターゼ終止領域などの使いやすい終止領域は、ポテトプロテアーゼインヒビター(pin II)遺伝子、またはアグロバクテリウム・ツメファシエンス(A.tumefaciens)のTi−プラスミドから得ることができる(Fraley et aI.(1983)PNAS 80:4803−4807)。また、Guerineau et al.(1991)Mol Gen Genet 262:141−144;Proudfoot(1991)Cell 64:671−674;Sanfacon et al.(1991)Genes Dev 5:141−149;Mogen et al.(1990)Plant Cell 2:1261−1272;Munroe et al.(1990)Gene 91:151−158;Ballas et al.(1989)Nucl Acids Res 17:7891−7903;およびJoshi et al.(1987)Nucl Acid Res 15:9627−9639を参照されたい。エンドウ(Pisum sativum)RbcS2遺伝子(Ps.RbcS2−E9;Coruzzi et aI.(1984)EMBO J 3:1671−1679)、AGRtu.nos(Genbankアクセッション番号E01312)、E6(アクセッション番号U30508)、コメグルテリン(Okita et aI.(1989)J Biol Chem 264:12573)およびTaHsp17(小麦低分子量熱ショックタンパク質遺伝子;GenBankアクセッション番号X13431)由来のポリアデ二ル化分子もまた利用できる。
発現カセットは、さらに、5’リーダー配列を含んでもよい。そのようなリーダー配列は翻訳を強化する働きをすることができる。翻訳リーダーはこの分野では知られており、以下のものが挙げられる:ピコルナウイルスリーダー、例えばEMCVリーダー(脳心筋炎5’非コード領域)(Elroy−Stein et al.(1989)PNAS 86:6126−6130);ポティウイルスリーダー、f例えば、TEVリーダー(タバコエッチ病ウイルス)(Gallie et al.(1995)Gene 165:233−238、およびヒト免疫グロブリン重鎖結合タンパク質(BiP)(Macejak et al.(1991)Nature 353:90−94);アルファルファモザイクウイルスのコートタンパク質mRNA由来の非翻訳リーダー(AMV RNA4)(Jobling et al.(1987)Nature 325:622−625);タバコモザイクウイルスリーダー(TMV)(Gallie et al.(1989)in Molecular Biology of RNA、ed.Cech(Liss、New York)、pp.237−256);ならびにトウモロコシクロロティックモットルウイルスリーダー(MCMV)(Lommel et al.(1991)Virology 81:382−385)。Della Cioppa et al.(1987)Plant Physiol 84:965−968も参照されたい。
コンストラクトは選択マーカーをコードする配列を含んでも、含まなくてもよい。いくつかの態様では、選択マーカー遺伝子は、形質転換された細胞または組織の選択を促進する。選択マーカー配列としては、抗生物質に対する耐性をコードする配列、例えば、ネオマイシンホスホトランスフェラーゼII(NEO)およびヒグロマイシンホスホトランスフェラーゼ(HPT)、ならびに、除草化合物に対する耐性を付与する配列、例えば、グルコシナートアンモニウム、ブロモキシニル、イミダゾリノンおよび2,4−ジクロロフェノキシアセテート(2,4−D)が挙げられる。個的な選択マーカー配列のさらなる例としては、限定はされないが、クロラムフェニコール、メトトレキサート、ストレプトマイシン、スペクチノマイシン、ブレオマイシン、スルホンアミド、ブロモキシニル、ホスフィノトリシンおよびグリホサートに対する耐性をコードする配列が挙げられる(例えば、米国特許出願公開第2003/0083480号明細書および米国特許出願公開第2004/0082770号明細書を参照されたい(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)を参照されたい))。
いくつかの例では、コンストラクトは、リコンビナーゼをコードする配列、および/またはその対応する組み換え部位を含んでもよい。いくつかの例では、リコンビナーゼは2以上の組み換え部位によってフランキングされており、組み換え部位は同じ方向に平行に配向している。平行配向とは、2以上の組み換え配列のその両方もしくは全ては3’から5’に向けて配向しているか、または5’から3’に向けて配向していることを意味する。本明細書に記載されているような、同じ配向で配列している一組の組み換え部位では、それらの組み換え部位間の介在DNA配列の反転よりむしろ除去が起こる。反転は、組み換え部位が、逆方向に配向しているか、または配向が混ざっている場合に起こる。
部位特異的リコンビナーゼとも称されるリコンビナーゼは、適合する組換え部位間の保存的部位特異的組み換えを触媒するポリペプチドである。リコンビナーゼには、リコンビナーゼ活性を保持している天然ポリペプチド、変異体および/またはフラグメントが含まれ得る。リコンビナーゼをコードする配列には、リコンビナーゼ活性を保持しているリコンビナーゼをコードする天然ポリヌクレオチド、変異体および/またはフラグメントが含まれ得る。コードされる好適なリコンビナーゼには、天然リコンビナーゼ、または生物学的に活性なリコンビナーゼのフラグメントもしくは変異体、例えば特定の組み換え部位間の保存的部位特異的組み換えを触媒するものなどが含まれる。天然ポリペプチドまたは天然ポリヌクレオチドは、天然に存在するアミノ酸配列またはヌクレオチド配列を含む。リコンビナーゼおよびその適合部位はリコンビナーゼ系と称し得る。任意のリコンビナーゼ系を使用することができる。いくつかの例では、インテグラーゼおよびリゾルバーゼファミリー由来のリコンビナーゼが使用される。
いくつかの例では、キメラリコンビナーゼを使用し得る。キメラリコンビナーゼは、異なる組み換えシステムから生じる組み換え部位間の部位特異的組み換えを触媒することができる組み換え融合タンパク質である。例えば、一組の組み換え部位がFRT部位およびLoxP部位を含むなら、キメラFLP/Creリコンビナーゼ、またはその活性変異体およびフラグメントを使用することができ、あるいは、両リコンビナーゼは別々に提供されてもよい。そのようなキメラリコンビナーゼ、またはその活性変異体およびフラグメントの産生方法および使用方法は、例えば国際公開第99/25840号パンフレットに記載されており、この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる。
任意の好適な組み換え部位、または一連の組み換え部位は、A本方法および本組成物において使用することができ、例えば、限定はされないが、FRT部位、FRT部位の機能的変異体、LOX部位およびLOX部位の機能的変異体、その任意の組み合わせ、または知られている組み換え部位の他の任意の組み合わせが挙げられる。リコンビナーゼ系としては、限定はされないが、MuファージのGinリコンビナーゼ、エシェリキア・コリ(E.coli)のPinリコンビナーゼ、シゲラ(Shigella)由来のPinB、PinDおよびPinF、ならびにチゴサッカロミセス・ルーキシィ(Zygosaccharomyces rouxii)のR/RS系が挙げられる。
機能的変異体としては、LOX部位に融合したFRT部位などのキメラ組み換え部位が挙げられる。例えば、Cre/Lox部位特異的組み換え系由来の組み換え部位を使用することができる。そのような組み換え部位としては、例えば、天然LOX部位、およびLOXの各種機能的変異体が挙げられる(例えば、米国特許第6,465,254号明細書および国際公開第01/111058号パンフレットを参照(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる))。目的ヌクレオチド配列の標的融合、置換、修飾、改変、除去、反転および/または発現を可能にするインビトロおよびインビボでの各種部位特異的組み換え法においては、組み換え誘導の修飾FRT組み換え部位を使用することができる。例えば、国際公開第99/25821号パンフレット、同第99/25854号パンフレット、同第99/25840号パンフレット、同第99/25855号パンフレット、同第99/25853号パンフレット、および同第2007/011733号パンフレット号を参照されたい(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)。
いくつかの例では、コンストラクトは、1つ以上の細胞増殖因子を含んでもよい。いくつかの例では、細胞増殖因子はAP2/ERFファミリーのタンパク質由来である。AP2/ERFファミリーのタンパク質は、様々な成長プロセスを調節し、AP2/ERF DNA結合ドメインを特徴とする植物特異的類の推定転写因子である。AP2/ERFタンパク質は、保存ドメインの存在に基づき、明確なサブファミリーにさらに分類されている。当初、このファミリーは、DNA結合ドメインの数に基づいて2つのサブファミリー、1つのDNA結合ドメインを有するERFサブファミリーと、2つのDNA結合ドメインを有するAR2サブファミリーとに分けられた。その後、多くの配列が同定され、ファミリーは5つのサブファミリー:AP2、DREB、ERF、RAVおよびその他に分けられた。APETALA2(AP2)ファミリーのタンパク質は、限定はされないが、種々の生物学的事象、例えば、限定はされないが、成長、植物再生、細胞分化、胚形成および細胞増殖において機能する。AP2ファミリーは、限定はされないが、トウモロコシ由来のAP2、ANT、グロッシー15、AtBBM、BnBBM、およびODP2(BBM)が挙げられる。
コンストラクトは、1つ以上の目的配列を含んでもよい。いくつかの例では、目的配列は、形質転換された細胞または植物に形質を付与する。いくつかの例では、目的配列は、昆虫耐性を付与する。昆虫耐性遺伝子は、ルートワーム、ヨトウムシ、アワノメイガ、ダイズシャクトリムシ、ダイズシスト線虫、アブラムシなどの害虫に対する耐性をコードし得る。例としては、結晶タンパク質などのバチルス・チューリンゲンシス(Bacillus thuringiensis)デルタエンドトキシンをコードするポリヌクレオチドが挙げられ、例えば、米国特許第5,188,960号明細書、同第5,366,892号明細書、同第5,593,881号明細書、同第5,689,052号明細書、同第5,723,756号明細書、同第5,736,514号明細書、同第5,747,450号明細書、同第5,880,275号明細書、同第5,986,177号明細書、同第6,023,013号明細書、同第6,033,874号明細書、同第6,060,594号明細書、同第6,063,597号明細書、同第6,077,824号明細書、同第6,083,499号明細書、同第6,127,180号明細書、同第6,218,188号明細書、同第6,326,351号明細書、同第6,399,330号明細書、同第6,340,593号明細書、同第6,548,291号明細書、同第6,620,988号明細書、同第6,624,145号明細書、同第6,642,030号明細書、同第6,248,535号明細書、同第6,713,259号明細書、同第6,893,826号明細書、同第6,949,626号明細書、同第7,064,249号明細書、同第7,105,332号明細書、同第7,179,965号明細書、同第7,208,474号明細書、同第7,227,056号明細書、同第7,288,643号明細書、同第7,323,556号明細書、同第7,329,736号明細書、同第7,378,499号明細書、同第7,385,107号明細書、同第7,476,781号明細書、同第7,449,552号明細書、同第7,462,760号明細書、同第7,468,278号明細書、同第7,504,229号明細書、同第7,510,878号明細書、同第7,521,235号明細書、同第7,544,862号明細書、同第7,605,304号明細書、同第7,696,412号明細書、同第7,629,504号明細書、同第7,705,216号明細書、同第7,772,465号明細書、同第7,790,846号明細書、同第7,803,943号明細書、同第7,858,849号明細書、国際公開第1991/14778号パンフレット、同第1999/31248号パンフレット、同第2001/12731号パンフレット、同第1999/24581号パンフレット、同第1997/40162号パンフレット、米国特許出願公開第2006/0112447号明細書、同第2006/0191034号明細書、同第2012/0278954号明細書、同第2011/0064710号明細書、および国際公開第WO2012/139004、号明細書を参照されたい(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)。デルタエンドトキシンの他の例としては、また、限定はされないが、米国特許第8,304,604号明細書および同第8,304,605号明細書(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)に記載のDIG−3もしくはDIG−11トキシン(N末端が欠失した結晶タンパク質のα−ヘリックス1および/またはα−ヘリックス2変異体、例えば、Cry1A);米国特許第7,070,982号明細書、同第6,962,705号明細書、および同第6,713,063号明細書(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)に記載のCry1A/Fキメラ;Cry3Aタンパク質、例えば、限定はされないが、少なくとも2つの異なる結晶タンパク質の可変領域と保存ブロックの独自の組み合わせを融合することによって作られた改変ハイブリッド殺虫タンパク質(eHIP)(米国特許出願公開第2010/0017914号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる));米国特許出願公開第2008/0295207号明細書(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)に記載のTIC807f;PCT/US2006/033867号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)に記載のET29、ET37、TIC809、TIC810、TIC812、TIC127、TIC128;AXMIタンパク質、例えば、米国特許第8,236,757号明細書、同第7,923,602号明細書、同第8,084,416号明細書、同第8,334,431号明細書、同第8,318,900号明細書、国際公開第WO2006/083891号パンフレット、同第2005/038032号パンフレット、同第2005/021585;米国特許出願公開第2004/0250311号明細書、同第2004/0216186号明細書、同第2004/0210965号明細書、同第2004/0210964号明細書、同第2004/0197917号明細書、同第2004/0197916号明細書、国際公開第2006/119457号パンフレット、同第2004/074462号パンフレット、米国特許出願公開第2011/0023184号明細書、同第2011/0263488号明細書、同第2010/0197592号明細書、国際公開第2011/103248号パンフレット、同第2011/103247号パンフレット、米国特許出願公開第2010/0298211号明細書、同第2009/0144852号明細書、同第2010/0005543(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)に記載のもの;ならびに米国特許第8,319,019号明細書(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)に記載の、改変タンパク質分解部位を有するCry1AおよびCry3Aなどの結晶タンパク質が挙げられる。Vip3AbおよびCry1Fa(米国特許出願公開第2012/0317682(参照により本明細書に組み込まれる));Cry1BEおよびCry1F(米国特許出願公開第2012/0311746号明細書(参照により本明細書に組み込まれる));Cry1CAおよびCry1AB(米国特許出願公開第2012/0311745号明細書(参照により本明細書に組み込まれる));Cry1FおよびCryCa(米国特許出願公開第2012/0317681号明細書(参照により本明細書に組み込まれる));Cry1DAおよびCry1BE(米国特許出願公開第2012/0331590号明細書(参照により本明細書に組み込まれる));Cry1DAおよびCry1Fa(米国特許出願公開第2012/0331589号明細書(参照により本明細書に組み込まれる));Cry1ABおよびCry1BE(米国特許出願公開第2012/0324606号明細書(参照により本明細書に組み込まれる));ならびにCry1Fa、Cry2Aa、Cry1IまたはCry1E(米国特許出願公開第2012/0324605号明細書(参照により本明細書に組み込まれる))などの、当業者によく知られている1種以上の殺虫タンパク質もそれぞれ植物で発現することができる。殺虫タンパク質としては、また、米国特許第7,491,869号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)に記載の脂質アシルヒドロラーゼなどの殺虫リパーゼが挙げられる。殺虫タンパク質としては、また、米国特許第5,877,012号明細書、同第6,107,279号明細書、同第6,137,033号明細書、同第7,244,820号明細書、同第7,615,686号明細書、および同第8,237,020号明細書(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)などに記載のVIP(栄養成長期殺虫タンパク質)毒が挙げられる。その他のVIPタンパク質は当業者によく知られている。殺虫タンパク質としては、また、ゼノラブダス(Xenorhabdus)、フォトラブラス(Photorhabdus)およびパエニバチルス(Paenibacillus)などの生物から得られる毒素複合体(TC)タンパク質も挙げられる(米国特許第7,491,698号明細書および同第8,084,418号明細書(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)を参照))。
抗真菌タンパク質をコードするポリヌクレオチドもまた有用である(例えば、米国特許第6,875,907号明細書、同第7,498,413号明細書、同第7,589,176号明細書、同第7,598,346号明細書、同第8,084,671号明細書、同第6,891,085号明細書、および同第7,306,946号明細書(参照により本明細書に組み込まれる))。真菌病原体に対する植物の防御応答の最初の段階として、キチンフラグメントを認識するLysM受容体様キナーゼをコードするポリヌクレオチド(米国特許出願公開第2012/0110696号明細書(参照により本明細書に組み込まれる))もまた使用される。他の好適なポリヌクレオチドとしては、疎水性モーメントペプチド、例えば、国際公開第1995/16776号パンフレット、および米国特許第5,580,852号明細書(それぞれ参照により本明細書に組み込まれる)に記載のもの、真菌植物病原体を阻害するタキプレシンのペプチド誘導体、ならびに、国際公開第1995/18855号パンフレット、および米国特許第5,607,914号明細書(参照により本明細書に組み込まれる)に記載のもの(病害抵抗性を付与する合成抗微生物ペプチド)をコードするものが挙げられる。他の好適なポリヌクレオチドとしては、例えば、フモニシン、ビューベリシン、モニリホルミンおよびゼアラレノン、ならびにそれらの構造類似誘導体などに対する解毒ペプチドをコードするものが挙げられる。例えば、米国特許第5,716,820;5,792,931;5,798,255;5,846,812;6,083,736;6,538,177;6,388,171and6,812,380(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)を参照されたい。そして、非病原性(avr)および病害抵抗性(R)遺伝子(Jones et al.(1994)Science 266:789;Martin et al.(1993)Science 262:1432;およびMindrinos et al.(1994)Cell 78:1089)など。
別の例では、目的配列は、植物、植物組織、植物の一部または種子の組成を変化させてもよい。いくつかの例では、これらの例として、脂肪酸含有量もしくは組成の改変、アミノ酸含有量もしくは組成の改変、炭水化物含有量もしくは組成の改変、繊維含有量もしくは組成の改変、および/または植物もしくはその一部の消化性もしくは加工性の改変などが挙げられる。目的配列の例としては、限定はされないが、デンプンの生成(米国特許第6,538,181号明細書、同第6,538,179号明細書、同第6,538,178号明細書、同第5,750,876号明細書、同第6,476,295号明細書)、油生成の改変(米国特許第6,444,876号明細書、同第6,426,447号明細書、同第6,380,462号明細書)、油産生の増大(米国特許第6,495,739号明細書、同第5,608,149号明細書、同第6,483,008号明細書、同第6,476,295号明細書)、脂肪酸含有量の改変(米国特許第6,828,475号明細書、同第6,822,141号明細書、同第6,770,465号明細書、同第6,706,950号明細書、同第6,660,849号明細書、同第6,596,538号明細書、同第6,589,767号明細書、同第6,537,750号明細書、同第6,489,461号明細書、同第6,459,018号明細書)、タンパク質生成の増大(米国特許第6,380,466号明細書)、果実の成熟(米国特許第5,512,466号明細書)、動物およびヒト栄養の強化(米国特許第6,723,837号明細書、同第6,653,530号明細書、同第6,5412,59号明細書、同第5,985,605号明細書、同第6,171,640号明細書)、バイオポリマー(米国特許RE第37,543号明細書、同第米国特許第6,228,623号明細書、同第5,958,745号明細書および米国特許出願公開第2003/0028917号明細書)、加工性の改善(米国特許第6,476,295号明細書)、消化性の改善(米国特許第6,531,648号明細書)、低ラフィノース(米国特許第6,166,292号明細書)、工業用酵素の生産(米国特許第5,543,576号明細書)、風味の改善(米国特許第6,011,199号明細書)、窒素の固定(米国特許第5,229,114号明細書)、ハイブリッド種子の生産(米国特許第5,689,041号明細書)、繊維の生成(米国特許第6,576,818号明細書、同第6,271,443号明細書、同第5,981,834号明細書、同第5,869,720号明細書)および生物燃料の生産(米国特許第5,998,700号明細書)に作用する遺伝子が挙げられる(各開示は参照により本明細書に組み込まれる)。
例えば、ステアロイルACPの下方制御は、植物のステアリン酸含有量を増大させることができる。国際公開第1999/64579号パンフレット(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)を参照;FAD−2遺伝子改変によるオレイン酸の増大、および/またはFAD−3遺伝子改変によるリノレン酸の減少(米国特許第6,063,947号明細書、同第6,323,392号明細書、同第6,372,965号明細書、および国際公開第1993/11245号パンフレット(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)を参照);共役リノレン酸もしくは共役リノール酸の改変(例えば、国際公開第2001/12800号パンフレット(各開示は全て参照により本明細書に組み込まれる));LEC1、AGP、Dek1、Superal1、mi1ps、Ipa1、Ipa3、hptもしくはhggtなどの各種Ipa遺伝子の改変。例えば、国際公開第2002/42424号パンフレット、国際公開第1998/22604号パンフレット、国際公開第2003/011015号パンフレット、国際公開第2002/057439号パンフレット、米国特許第6,423,886号明細書、同第6,197,561号明細書、同第6,825,397号明細書、米国特許出願公開第2003/0079247号明細書、および同第2003/0204870号明細書(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)を参照;長鎖多価不飽和脂肪酸を生成するデルタ−8デサチュラーゼをコードするポリヌクレオチド(米国特許第8,058,571号明細書および同第8,338,152号明細書(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる))および飽和脂肪酸を減少させるデルタ−9デサチュラーゼをコードするポリヌクレオチド(米国特許第8,063,269号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる));脂質および糖の代謝調節に関与するポリヌクレオチドおよびそれによりコードされるタンパク質、特に、トランスジェニック植物を生産する方法、および脂質、脂肪酸、デンプンまたは種子貯蔵タンパク質を含む種貯蔵化合物の濃度を調節する方法、ならびに、植物の種子の大きさ、種子の数、種子の重量、根の長さおよび葉の大きさを調節する方法に使用される脂質代謝タンパク質(LMP)(欧州特許第2404499号明細書(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる));植物中の糖誘導性2(HSI2)タンパク質の高レベル発現の改変、すなわち植物におけるHSI2発現の増大もしくは低減。HSI2発現の増加により、油含有量が増加し、一方、HSI2発現の減少により、アブシジン酸に対する感受性が減少し、かつ/または耐乾性が増大する(米国特許出願公開第2012/0066794号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる));植物の種子における油含有量を調節する、特に、オメガ−3脂肪酸の濃度を増大させ、オメガ−6脂肪酸とオメガ−3脂肪酸との比を増大させるシトクロムb5(Cb5)単独またはFAD2との同時発現(米国特許出願公開第2011/0191904号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる));ならびに糖代謝を調節するリンクルド1様(wrinkled1−like)ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド(米国特許第8,217,223号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる))。脂肪酸調節遺伝子はまた、デンプン経路と油経路の相互作用によってデンプンの含有量および/または組成を変えるために使用することができる;抗酸化物質の含有量または組成の改変、例えば、トコフェロールもしくはトコトリエノールの改変。例えば、米国特許第6,787,683号明細書、米国特許出願公開第20040034886号明細書、および国際公開第2000/68393号パンフレット(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(抗酸化物質レベルの操作を含み、かつホモゲンチシン酸塩ゲラニルゲラニルトランスフェラーゼ(hggt)(国際公開第2003/082899号パンフレット)による);および必須種子アミノ酸の改変。例えば、米国特許第6,127,600号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(種子中の必須アミノ酸の蓄積を増大させる方法)、米国特許第6,080,913号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(種子中の必須アミノ酸の蓄積を増大させるバイナリー方法)、米国特許第5,990,389号明細書(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(高リシン)、国際公開第1999/40209号パンフレット(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(種子中のアミノ酸組成の改変)、国際公開第1999/29882号パンフレット(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(タンパク質のアミノ酸含有量の改変方法)、米国特許第5,850,016号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(種子中のアミノ酸組成の改変)、国際公開第1998/20133号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(必須アミノ酸量を高めたタンパク質)、米国特許第5,885,802号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(高メチオニン)、米国特許第5,885,801号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(高スレオニン)、米国特許第6,664,445号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(植物アミノ酸生合成酵素)、米国特許第6,459,019号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(リシンおよびスレオニンの増加)、米国特許第6,441,274号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(植物トリプトファンシンターゼベータサブユニット)、米国特許第6,346,403号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(メチオニン代謝酵素)、米国特許第5,939,599号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(高硫黄)、米国特許第5,912,414号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(メチオニンの増加)、国際公開第1998/56935号パンフレット(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(植物アミノ酸生合成酵素)、国際公開第1998/45458号パンフレット(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(必須アミノ酸高含有組み換え種子タンパク質)、国際公開第1998/42831号パンフレット(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(リシンの増大)、米国特許第5,633,436号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(含硫アミノ酸含有量の増大)、米国特許第5,559,223号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(合成貯蔵タンパク質)、国際公開第1996/01905号パンフレット(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(スレオニンの増大)、国際公開第1995/15392号パンフレット(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(リシンの増大)、米国特許出願公開第20030163838号明細書、同第20030150014号明細書、同第20040068767号明細書、米国特許第6,803,498号明細書、および国際公開第2001/79516号パンフレット(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)を参照されたい。植物消化性を付与するポリヌクレオチドもまた有用である。例えば、細胞壁中に存在するキシラン濃度の変更は、キシランシンターゼの発現を調節することによって行うことができる(、例えば、米国特許第8,173,866号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)を参照)。
いくつかの例では、目的配列は、雄性不稔性を調節するポリヌクレオチド、例えば、限定はされないが、米国特許第4,654,465号明細書および同第4,727,219号明細書(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)、ならびに米国特許第3,861,709号明細書および同第3,710,511号明細書(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)に開示のものを含む。これらに加えて、米国特許第5,432,068号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)、には、核雄性不稔性系が記載されている。核雄性不稔性および核雌性不稔性の系および遺伝子のさらなる例については、米国特許第5,859,341号明細書、同第6,297,426号明細書、同第5,478,369号明細書、同第5,824,524号明細書、同第5,850,014号明細書、および同第6,265,640号明細書(これらは全て参照により全体として本明細書に組み込まれる)もまた参照されたい。
いくつかの例では、本態様において有用な目的配列として、非生物的ストレスに対する抵抗性、例えば、限定はされないが、開花、実および種子の生育、窒素利用効率の強化、窒素反応性の改変、耐乾性、耐寒性および耐塩性、ならびにストレス下での収穫量の増大に作用するポリヌクレオチドが挙げられる。例えば、国際公開第2000/73475号パンフレット(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(リンゴ酸塩が変化することによって、水利用効率が変化する);米国特許第5,892,009号明細書、同第5,965,705号明細書、同第5,929,305号明細書、同第5,891,859号明細書、同第6,417,428号明細書、同第6,664,446号明細書、同第6,706,866号明細書、同第6,717,034号明細書、同第6,801,104号明細書、国際公開第2000/060089号パンフレット、同第2001/026459号パンフレット、同第2001/035725号パンフレット、同第2001/034726号パンフレット、同第2001/035727号パンフレット、同第2001/036444号パンフレット、同第2001/036597号パンフレット、同第2001/036598、号パンフレット、同第2002/015675号パンフレット、同第2002/017430号パンフレット、同第2002/077185号パンフレット、同第2002/079403号パンフレット、同第2003/013227号パンフレット、同第2003/013228号パンフレット、同第2003/014327号パンフレット、同第2004/031349号パンフレット、同第2004/076638号パンフレット、同第1998/09521号パンフレット(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる);国際公開第1999/38977号パンフレット(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(植物に対する凍結、高塩分および乾燥の負の効果の緩和に有効で、植物表現型に対する他の好ましい効果を付与するCBF遺伝子および転写因子を含む遺伝子が記載されている);米国特許出願公開第2004/0148654号明細書、および国際公開第2001/36596号パンフレット(植物において、アブシジン酸が変化し、収量の増大および/または非生物的ストレスに対する抵抗性の増大などの植物表現型の改善をもたらす)(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる);国際公開第2000/006341号パンフレット、国際公開第2004/090143号パンフレット、米国特許第7,531,723号明細書および同第6,992,237号明細書(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(サイトカイニンの発現が変化し、耐乾性などのストレスに対する抵抗性が増大し、かつ/または収量が増大した植物が得られる)を参照されたい。また、国際公開第2002/02776号パンフレット、国際公開第2003/052063号パンフレット、特開2002/281975号公報、米国特許第6,084,153号明細書、国際公開第2001/64898号パンフレット、米国特許第6,177,275号明細書および米国特許第6,107,547号明細書(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(窒素利用の強化および窒素反応性の改変)を参照;エチレンの改変では、米国特許出願公開第2004/0128719号明細書、米国特許出願公開第2003/0166197号明細書、および国際公開第2000/32761号パンフレット(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)を参照;非生物的ストレスの植物転写因子または転写制御因子では、例えば、米国特許出願公開第2004/0098764号明細書または米国特許出願公開第2004/0078852号明細書(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)を参照;収量増大のためのAVP1などの液胞ピロホスファターゼの発現を増大させるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド(米国特許第8,058,515号明細書(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる));HSFA4もしくはHSFA5(A4もしくはA5クラスの熱ショック因子)ポリペプチド、オリゴペプチド輸送タンパク質(OPT4様)ポリペプチド;プラストクロン2(plastochron2)様(PLA2−様)ポリペプチド、またはWuschel関連ホメオボックス1−様(WOX1−様)ポリペプチドをコードする核酸(米国特許出願公開第2011/0283420号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる));成長力増大のためのプログラム細胞死を調節するポリ(ADP−リボース)ポリメラーゼ(PARP)タンパク質をコードするポリヌクレオチドの下方制御(米国特許第8,058,510号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる));耐乾性を付与するためのDTP21ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド(米国特許出願公開第2011/0277181号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる));成長の調節、ストレスに対する反応の調節、およびストレスに対する抵抗性の調節のためのACCシンターゼ3(ACS3)タンパク質をコードするヌクレオチド配列(米国特許出願公開第2010/0287669号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる));耐乾性を付与するため、耐乾性表現型(DTP)を付与するタンパク質をコードするポリヌクレオチド(国際公開第2012/058528号パンフレット(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる));耐乾性および耐塩性を付与するためのトコフェロールシクラーゼ(TC)ポリヌクレオチド(米国特許出願公開第2012/0272352号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる));ストレス抵抗性のためのCAAXアミノ末端ファミリータンパク質をコードするポリヌクレオチド(米国特許第8,338,661号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる));SAL1コードポリペプチドの変異における変異は、高いストレス抵抗性、例えば、高い耐乾性を有する(米国特許出願公開第2010/0257633号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる));収量関連特性を増大させる、GRFポリペプチド、RAA1−様ポリペプチド、SYRポリペプチド、ARKLポリペプチドおよびYTPポリペプチドiからなる群から選択される:ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの発現(米国特許出願公開第2011/0061133号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる));植物における収量関連特性の増強、特に、種子の収量の増大のためのクラスIIIトレハロースホスフェートホスファターゼ(TPP)ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの植物中の発現の調節(米国特許出願公開第2010/0024067号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる))。
いくつかの例では、目的配列は、収量、着花、植物の成長および/または植物構造などの、植物の成長および農業形質に影響する他のポリヌクレオチドを含み、例えば、国際公開第1997/49811号パンフレット(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(LHY)、国際公開第1998/56918号パンフレット(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(ESD4)、国際公開第1997/10339号パンフレットおよび米国特許第6,573,430号明細書(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(TFL)、米国特許第6,713,663号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(FT)、国際公開第1996/14414号パンフレット(CON)、国際公開第1996/38560号パンフレット、国際公開第2001/21822号パンフレット(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(VRN1)、国際公開第2000/44918号パンフレット(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(VRN2)、国際公開第1999/49064号パンフレット(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(GI)、国際公開第2000/46358号パンフレット(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(FR1)、国際公開第1997/29123号パンフレット、米国特許第6,794,560号明細書、米国特許第6,307,126号明細書(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(GAI)、国際公開第1999/09174号パンフレット(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(D8およびRht)、ならびに国際公開第2004/031349号パンフレット(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)(転写因子)を参照されたい。
いくつかの例では、目的配列は収量の増加をもたらすポリヌクレオチドを含む。例えば、1−アミノシクロプロパン−1−カルボキシレートデアミナーゼ様ポリペプチド(ACCDP)をコードする核酸で作物を形質転換することができ、作物中での発現により、野生型の様々な植物と比較して、根の成長の増進および/または収量の増大および/または環境ストレスに対する耐性の強化がもたらされた(米国特許第8,097,769号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる));種子好適プロモーターを使用したトウモロコシ亜鉛フィンガータンパク質遺伝子(Zm−ZFP1)の過剰発現により、植物の成長が促進され、植物当たりの粒数および全粒重量が増加することが示された(米国特許出願公開第2012/0079623号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる));トウモロコシのlateral organ boundaries(LOB)ドメインタンパク質(Zm−LOBDP1)の構成的過剰発現により、植物当たりの粒数および全粒重量が増加することが示された(米国特許出願公開第2012/0079622号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる));植物中での、VIM1(Methylation 1の変異体)様ポリペプチド、またはVTC2様(GDP−L−ガラクトースホスホリラーゼ)ポリペプチド、またはDUF1685ポリペプチド、またはARF6様(オーキシン応答因子)ポリペプチドをコードする核酸の発現を調節することによる植物の収量関連形質の増進(国際公開第2012/038893号パンフレット(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる));植物中での、Ste20様ポリペプチドまたはその相同体をコードする核酸の発現の調節は、対照植物に対してその植物の収量を増大させる(欧州特許第2431472号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる));そして、植物の根の構造を変えるためのヌクレオシド・ジホスファターゼキナーゼ(NDK)ポリペプチドおよびその相同体をコードするポリヌクレオチド(米国特許出願公開第2009/0064373号明細書(この開示は全て参照により本明細書に組み込まれる))。
除草剤耐性形質は、アセト乳酸シンターゼ(ALS)の作用を阻害するように働く除草剤、特に、スルホニル尿素型除草剤に対する耐性をコードする遺伝子(例えば、そのような耐性を与える変異、特に、S4および/またはHRA変異を含むアセト乳酸シンターゼ(ALS)遺伝子)、ホスフィノトリシンまたはbastaなどのグルタミンシンターゼの作用を阻害するように働く除草剤への耐性をコードする遺伝子(例えば、bar遺伝子);グリホサート(例えば、EPSPS遺伝子およびgat遺伝子;例えば、米国特許出願公開第2004/0082770号明細書および国際公開第03/092360号パンフレット(これらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる)を参照されたい);あるいは当該技術分野で知られている他のそのような遺伝子を含み得る。bar遺伝子は除草剤bastaに対する耐性をコードし、nptII遺伝子はアミノグリコシド3’−ホスホトランスフェラーゼをコードし、抗生物質カナマイシン、ネオマイシン、geneticinおよびパロモマイシンに対する耐性を付与し、ALS−遺伝子変異体は除草剤クロルスルフロンに対する耐性をコードする。
本開示の一例では、コンストラクトは、選択マーカー遺伝子、スクリーニングマーカー遺伝子またはスコラブルマーカー遺伝子を含有する。選択またはスクリーニング装置として働くDNAは、再生可能な植物組織の中で、そうしなければ毒性を有する化合物に対する耐性を植物組織に与えるような化合物を生成する機能を有し得る。当該技術分野においては、多くのスクリーニングマーカー遺伝子または選択マーカー遺伝子が知られており、使用することができる。選択マーカーおよび遺伝子の例は、Miki & McHugh((2004)J Biotechnol 107 193−232)に記載されている。選択マーカー、スクリーンマーカーまたはスコラブルマーカーとして使用するための目的遺伝子としては、とりわけ、gus、GFP(緑色蛍光タンパク質)、赤色蛍光タンパク質(RFP;DsRED)、黄色蛍光タンパク質(YFP;ZsYELLOW)、シアン蛍光タンパク質(CFP)、ルシフェラーゼ(LUX)、カナマイシン(Dekeyser et aI.(1989)Plant Physiol 90:217−223)、ネオマイシン、カナマイシン、パロモマイシン、G418、アミノグリコシド、スペクチノマイシン、ストレプトマイシン、ハイグロマイシンB、ブレオマイシン、フレオマイシン、スルホンアミド、ストレプトスリシン、クロラムフェニコール、メトトレキサート、2−デオキシグルコース、ベタインアルデヒド、S−アミノエチルL−システイン、4−メチルトリプトファン、D−キシロース、D−マンノース、ベンジルアデニン−N−3−グルクロニダーゼのような抗生物質に対して耐性を与える遺伝子、グリホサート(例えば、5−エノールピルビルシキメート−3−ホスフェートシンターゼ(EPSPS):Della−Cioppa et al.(1987)Bio/Technology 5:579−584;米国特許第5,627,061号明細書;同第5,633,435号明細書;同第6,040,497号明細書;同第5,094,945号明細書;国際公開第04/074443号パンフレットおよび同第04/009761号パンフレット;グリホサートオキシドレダクターゼ(GOX;米国特許第5,463,175号明細書);グリホサートデカルボキシラーゼ(国際公開第05/003362号パンフレットおよび米国特許出願公開第2004/0177399号明細書);またはグリホサートN−アセチルトランスフェラーゼ(GAT;米国特許出願公開第2003/0083480)をコードする遺伝子、ダラポン(例えば、2,2−ジクロロプロピオン酸(ダラポン;国際公開第1999/27116号パンフレット)に対する耐性を与える2,2−ジクロロプロピオン酸デハロゲナーゼをコードするdehI)、ブロモキシニル(ブロモキシニルに対する耐性を与えるハロアリールニトリラーゼ(Bxn)(国際公開第1987/04181号パンフレット;米国特許第4,810,648号明細書;国際公開第1989/00193A号パンフレット))、スルホニル除草剤(例えば、スルホニル尿素、イミダゾリノン、トリアゾロピリミジン、ピリミジルオキシベンゾエートおよびフタリドなどのアセト乳酸シンターゼ阻害剤に対する耐性を与えるアセトヒドロキシ酸シンターゼまたはアセト乳酸シンターゼ(米国特許第6,225,105号明細書;同第5,767,366号明細書、同第4,761,373号明細書;同第5,633,437号明細書;同第6,613,963号明細書;同第5,013,659号明細書;同第5,141,870号明細書;同第5,378,824号明細書;および同第5,605,011号明細書));ALS、GST−IIをコードする遺伝子)、ビアラホスもしくはホスフィノトリシンまたは誘導体(例えば、ホスフィノトリシンまたはグルフォシネートに対する耐性を与えるホスフィノトリシンアセチルトランスフェラーゼ(bar)(米国特許第5,646,024号明細書;同第5,561,236号明細書;同第5,276,268号明細書;同第5,637,489号明細書;同第5,273,894号明細書、および欧州特許第275,957号明細書);アトラジン(GST−IIIをコードする)、ジカンバ(ジカンバモノオキシゲナーゼ(DMO;米国特許出願公開第2003/0115626号明細書、米国特許出願公開第2003/0135879号明細書)、ならびにセトキシジム(シクロヘキサンジオン(セトキシジム)およびにアリールオキシフェノキシプロピオン酸(ハロキシホップ)対する耐性を付与する修飾アセチルコエンザイムAカルボキシラーゼ(米国特許第6,414,222号明細書))のような除草剤に対する耐性を与える酵素をコードする遺伝子が挙げられるが、これらに限定されない。マンノースの存在下での増殖を可能にする、エシェリキア・コリ(E.coli)のmanA遺伝子を使用するなど、ポジティブな選択機構を含む他の選択手順も実施することができる(Miki & McHugh(2004)J Biotechnol 107 193−232もまた参照されたい)。
目的配列としてはまた、共抑制、アンチセンス、RNAi、miRNAの発現(天然または遺伝子操作)、トランス作用性siRNAの発現、およびリボザイムの発現などの遺伝子抑制技術により、標的配列の発現を停止または低減するポリリボヌクレオチドをコードするポリヌクレオチドが挙げられる(例えば、米国特許出願公開第2006/0200878号明細書を参照)。ポリリボヌクレオチドは、プロモーターヘアピン、マイクロRNAまたは非コードRNAを含んでもよい。プロモーターヘアピンは、RNA干渉(RNAi)または低分子干渉RNA(siRNA)に関与し得る、ステム・ループ構造または逆位反復配列などの、二本鎖リボヌクレオチド構造を含むことができる。ヘアピンプロモーターの例は、例えば、米国特許出願公開第2007/0199100号明細書に記載があり、この全体の開示を参照により本発明に組込む。
DNAコンストラクトによって作られたmRNAはまた、5’非翻訳リーダー配列を含んでもよい。この配列は、この遺伝子を発現させるよう選択されたプロモーターから得ることができ、mRNAの翻訳を増加または減少させるよう特異的に修飾することができる。5’非翻訳領域はまた、ウイルスRNAから、好適な真核生物遺伝子から、または合成遺伝子配列から得ることができる。得られたmRNAの翻訳効率を増加または変更させるために、エンハンサー配列を使用してもよい。非翻訳リーダー配列は、その配列のプロモーター/調節領域から、または任意選択により任意の無関係なプロモーターまたは遺伝子から得ることができる(例えば米国特許第5,362,865号明細書を参照されたい)。リーダー配列の例としては、トウモロコシおよびペチュニアの熱ショックタンパク質リーダー(米国特許第5,362,865号明細書)、植物ウイルスコートタンパク質リーダー、植物ルビスコリーダー、GmHsp(米国特許第5,659,122号明細書)、PhDnaK(米国特許第5,362,865号明細書)、AtAnt1、TEV(Carrington & Freed(1990)J Virol 64:1590−1597)、OsAct1(米国特許第5,641,876号明細書)、OsTPI(米国特許第7,132,528号明細書)、OsAct15(米国特許出願公開第2006/0162010号明細書)およびAGRtu.nos(GenBankアクセッションV00087;Bevan et aI.(1983)Nature,304:184−187)が挙げられる。発現を強化する、あるいは遺伝子の転写または翻訳に影響を及ぼすように働く他の遺伝子成分も、遺伝子成分として想定される。例えば、イントロン配列は、植物細胞の中で導入遺伝子の発現を助けることが示された。イントロンの例として、アクチンイントロン(米国特許第5,641,876号明細書)、トウモロコシHSP70イントロン(ZmHSP70;米国特許第5,859,347号明細書;米国特許第5,424,412号明細書)、およびコメTPIイントロン(OsTPI;米国特許第7,132,528号明細書)が挙げられる。
オクロバクテリウム(Ochrobactrum)介在形質転換では、コンストラクトは、通常、エシェリキア・コリ(E.coli)などの好適な宿主に導入され、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)などの他の好適な宿主に移される。あるいは、コンストラクトはコンピテントオクロバクテリウム(Ochrobactrum)に直接導入される(例えば、エレクトロポレーションにより)。コンストラクトは、TiまたはRiプラスミド上に存在しても、別々に提供されてもよい。TiまたはRiプラスミドは、アグロバクテリウム(Agrobacterium)などからの天然のプラスミドであってよく、また、それぞれ腫瘍または毛状根を誘導してもよい(例えば、Hooykaas et al.(1977)J Gen Microbiol 98:477−484、およびWeller et al.(2004)Appl Env Microbiol 70:2779−2785を参照)。別の例では、TiまたはRiプラスミドは、選択的に無毒化されて、植物細胞の増殖を引き起こすことができなくてもよい。オクロバクテリウム(Ochrobactrum)とアグロバクテリウム(Agrobacterium)とは感染のメカニズムが異なるため、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)と植物細胞との接触は、生殖細胞系の形質転換の頻度を増大させることがあり、かつ/あるいは、TiまたはRiヘルパープラスミドが導入されたときは、標的細胞または植物に対する形質転換時における有害な影響が軽減される。
オクロバクテリウム(Ochrobactrum)を使用して、1つ以上の遺伝子成分を細胞、組織および/または植物に導入するための組成物および方法を提供する。いくつかの例では、宿主は、腫瘍形成または発根を引き起こす腫瘍遺伝子を含有しない、無毒化TiまたはRiプラスミドを含有しており、その誘導体はベクターとして使用され、その後に植物に導入される目的遺伝子を含有する。別の態様では、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、T4SSに依存しないメカニズム、すなわちoriT媒介接合伝達によってDNAを植物細胞に導入する。T4SSに依存しないDNA導入に必要な機能は、導入されるべきDNAを含有するプラスミド上に存在してもよく、あるいはそのような細菌細胞中に存在する、染色体、または、TiもしくはRiプラスミドを含む他のプラスミド上に存在してもよい。
植物組織培養の展開または維持に、必要に応じて、追加の植物成長調節剤、例えば、限定はされないが、ピクロラム(4−アミノ−3,5,6−トリクロロピコリン酸)、2,4−D(2,4−ジクロロフェノキシ酢酸)およびジカンバ(3,6−ジクロロアニス酸)などのオーキシン;BAP(6−ベンジルアミノプリン)およびキネチンなどのサイトカイニン;ABA;ならびにジベレリンを補った任意の好適な植物培地を使用することができる。他の培地添加剤としては、限定はされないが、低融点アガロースまたはphytagelなどの、寒天形態などの、適切なゲル化剤を含有または含有しない、アミノ酸、多量要素、鉄、微量要素、イノシトール、ビタミン類および有機物、炭水化物、カゼイン加水分解物などの未定義の培地成分を挙げることができる。当該技術分野では、多様な組織培養培地が知られており、これらは適切に補強されれば植物組織の成長および展開を支え、植物の形質転換および再生に好適である。そのような培地の例としては、限定はされないが、Murashige & Skoog((1962)Physiol Plant 15:473−497)、N6(Chu et al.(1975)Scientia Sinica 18:659)、Linsmaier & Skoog((1965)Physiol Plant 18:100)、Uchimiya & Murashige((1962)Plant Physiol 15:473)、ガンボーグ培地(Gamborg et al.(1968)Exp Cell Res 50:151)、D培地(Duncan et al.(1985)Planta 165:322−332)、McCown木質植物培地(McCown & Lloyd(1981)Planta 165:322−332)、Nitsch & Nitsch((1969)Science 163:85−87)、およびSchenk & Hildebrandt(1972 Can J Bot 50:199−204)、またはこれらの培地に相応に補強した派生物が挙げられる。当該技術分野でよく知られているように、形質転換および再生に使用する、培地ならびに栄養素および成長調節剤などの培地サプリメントは、他の培養条件、例えばインキュベーション中の光の強度、pHおよびインキュベーション温度などとともに、特定の細胞、組織および/または目的植物に合わせて調節または最適化することができる。
当業者は植物形質転換プロセスの代表的な工程を知っている。使用するオクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、グリセロールストックから直接液体培地に植菌するか、または、グリセロールストックから固体培地上に細菌をストリーキングし、適切な選択条件下で細菌を増殖させることによって調製することができる。オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、形質転換を促進する量でアセトシリンゴンを含む、栄養または培養条件下で増殖させることにより予め誘導してもよい。当業者は、細菌の増殖法および好適な培養条件、ならびにその後の植菌方法について精通している。植菌に使用する細菌培養物の密度および外植体組織の量に対する細菌細胞の数の比は、システムごとに変化し得るので、いかなる形質転換法であっても、これらのパラメータの最適化が求められる。
形質転換プロセスの次の段階は植菌である。この段階では、適切に調製された植物、植物組織または外植体と細菌細胞の懸濁液とを混合する。植菌の時間および条件、ならびに細菌細胞の密度は、植物の形質転換システムに応じて変化するであろう。形質転換用細菌の増殖または植菌は、アセトシリンゴン、または他の既知の、TiもしくはRiプラスミド上に存在するビルレンス遺伝子の発現誘発剤の存在下に行ってもよい。
植菌後、過剰の細菌懸濁液を除去することができ、細菌と標的植物物質は共培養される。共培養とは、植菌後から任意選択による遅延培地または選択培地へ移すまでの時間を指す。共培養工程では、任意の数の植物組織培養培地を使用することが得きる。植菌後の植物組織は、液体または半固体培地で培養してもよい。共培養は、通常、約1〜4日間行われる。
細菌と共培養した後、植菌された植物組織または外植体は、任意選択により直接選択培地に移すことができる。あるいは、細菌と共培養した後、それらを選択剤を含まない培地に移し、その後、選択培地に移すことができよう。当業者は、植物システムおよび選択剤に応じて変化し得る、選択レジーム、培地および増殖条件について数多くの変更が可能なことを知っている。代表的な選択剤としては、geneticin(G418)、カナマイシンもしくはパロモマイシンなどの抗生物質、または除草剤グリホサート、グリフォシネートもしくはジカンバが挙げられるが、これらに限定されない。細菌の増殖を抑えるために、さらなる適切な培地成分を選択培地または遅延培地に加えることができる。そのような培地成分としては、カルベニシリンまたはセフォタキシムなどの抗生物質を挙げることができるが、これらに限定されない。
その後、培養物は形質転換小植物の回収に適した培地に移される。当業者は、形質転換植物を回収する多くの方法を知っている。植物の形質転換およびトランスジェニック植物の回収のために、培地および導入についての様々な要件を各植物システム用として実行し、最適化することができる。したがって、本明細書中に開示し提供するそのような培地および培養条件は、栄養上等価な成分で、またはトランスジェニック体の選択および回収のための類似のプロセスで変更または置き換えることができ、依然、本発明の範囲内とすることができる。
生成した形質転換体およびその子孫は、その後、形質転換ベクターが含有する特定の目的配列、または目的配列の送達により生成した分子表現型の有無を決定するために分析することができる。分子の分析には、サザンブロット法、PCR(ポリメラーゼ連鎖反応)分析、核酸配列の決定、酵素活性の分析、免疫診断手法、タンパク質の発現分析、発現プロファイル分析、代謝分析および/またはプロファイル、表現型検査、実地評価などを含むことができるが、これらに限定されない。開示した方法により生じた遺伝子型、表現型および/または細胞、組織、植物、種子などの安定性を確認するために、これらおよび他のよく知られた方法を実施することができる。
植物という用語は、植物全体、植物器官(例えば、葉、茎、果実、根など)、種子、植物細胞、プロトプラスト、組織、カルス、胚、ならびに花、茎、果実、葉、根および子孫を含む。トランスジェニック植物は、現在または過去に、核酸により形質転換された植物であり、したがって少なくとも部分的にトランスジェニック細胞からなる。植物部分には、植物細胞、植物プロトプラスト、そこから植物が再生できる植物細胞組織培養物、植物カルス、植物塊、および植物または植物部分の中で損傷を受けていない、胚、花粉、胚珠、種子、葉、花、枝、果実、穀粒、穂、穂軸、さや、柄、根、根端、葯などの植物細胞が含まれる。植物細胞には、限定はされないが、プロトプラストおよび種子の細胞、懸濁培養物、胚、分裂組織領域、カルス組織、葉、根、シュート、配偶体、胞子体、花粉および小胞子が含まれる。緑色組織は、光周期を含む条件下で栽培されるとき、クロロフィルを含有し、光合成する植物部分を指す。緑色組織は、複数のシュートの分裂組織様構造を有する、再生組織、カルス組織およびインビトロで培養された組織を含むことができる。これらの組織は、持続的な細胞分裂が可能な細胞を高い割合で有しており、長期にわたって再生能力を有する。
本方法および本組成物は、限定はされないが、単子葉植物および双子葉植物を含む、いかなる植物にも好適であり得る。対象植物には、対象種子を提供する穀物植物、油糧種子植物およびマメ科植物が含まれる。対象植物種の例としては、限定はされないが、マメ、キャノーラ、トウモロコシ(ズィー・メイス(Zea mays))、アブラナ(Brassica)種(例えば、セイヨウアブラナ(B.napus)、カブ(B.rapa)、カラシナ(B.juncea))、特に種油のもととして有用なアブラナ(Brassica)種、アルファルファ(メディカゴ・サティバ(Medicago sativa))、コメ(オリザ・サティバ(Oryza sativa))、ライムギ(セカレ・セレアレ(Secale cereale))、ソルガム(ソルガム・バイカラー(Sorghum bicolor)、ソルガム・ブルガレ(Sorghum vulgare))、キビ(例えば、トウジンビエ(ペニセツム・グラウクム(Pennisetum glaucum))、キビ(パニクム・ミラセウム(Panicum miliaceum))、アワ(セタリア・イタリカ(Setaria italica))、シコクビエ(エレウシネ・コラカナ(Eleusine coracana))、ヒマワリ(ヘリアンサス・アンヌス(Helianthus annuus))、ベニバナ(カルタムス・ティンクトリウス(Carthamus tinctorius))、コムギ(トリーティクム・アエスティウム(Triticum aestivum))、ダイズ(グリシン・マックス(Glycine max)、グリシン・ソヤ(Glycine soja))、タバコ(ニコチアナ・タバカム(Nicotiana tabacum))、ジャガイモ(ソラヌム・ツベロスム(Solanum tuberosum))、ピーナッツ(アラキス・ヒポガエア(Arachis hypogaea))、ワタ(ゴシピウム・バルバデンセ(Gossypium barbadense)、ゴシピウム・ヒルスツム(Gossypium hirsutum))、サツマイモ(イポモエア・バタツス(Ipomoea batatus))、カッサバ(マニホト・エスクレンタ(Manihot esculenta))、コーヒー(コフィア(Coffea)種)、ココナッツ(ココス・ヌキフェラ(Cocos nucifera))、パイナップル(アナナス・コモスス(Ananas comosus))、カンキツ樹(シトラス(Citrus)種)、ココア(テオブロマ・カカオ(Theobroma cacao))、チャノキ(カメリアシネンシス(Camellia sinensis))、バナナ(ムサ(Musa)種)、アボカド(ペルセア・アメリカーナ(Persea americana))、イチジク(フィクス・カシカ(Ficus casica))、グァバ(プシディウム・グアジャバ(Psidium guajava))、マンゴー(マンギフェラ・インディカ(Mangifera indica))、オリーブ(オレア・エウロパエア(Olea europaea))、パパイア(カリカ・パパヤ(Carica papaya))、カシュー(アナカルジウム・オクシデンタレ(Anacardium occidentale))、マカダミア(マカダミア・インテルグリフォリア(Macadamia integrifolia))、アーモンド(プルヌス・アミグダルス(Prunus amygdalus))、テンサイ(ベタ・ブルガリス(Beta vulgaris))、サトウキビ(サッカルム(Saccharum)種)、カラスムギ、オオムギ、野菜、観賞植物、およびコニファーが挙げられる。
野菜としては、トマト(リコペルシコン・エスクレンタム(Lycopersicon esculentum))、ブロッコリ、キャベツ、ニンジン、カリフラワー、セロリ、ナス、フェンネル、ソラマメ、ダイコン、ウリ、ニラネギ、ハクサイ、オクラ、ニンニク、エンドウ、コショウ、カボチャ、スピナッチ、カボチャ、スイートコーン、レタス(例えばラクツカ・サティバ(Lactuca sativa))、インゲンマメ(ファセオルス・ブルガリス(Phaseolus vulgaris))、リママメ(ファセオルス・リメンシス(Phaseolus limensis))、サヤエンドウ(ラチルス(Lathyrus)種)、およびキュウリ(Cucumis)属のメンバー、例えば、キュウリ(ククミス・サティウス(C.sativus))、メロン、スイカ、カンタロープ(ククミス・カンタルペンシス(C.cantalupensis))、およびマスクメロン(ククミス・メロ(C.melo))が挙げられる。観賞植物としては、アザレア(ロードデンドロン(Rhododendron)種)、アジサイ(マクロフィラ・ハイドランジア(Macrophylla hydrangea))、ハイビスカス(ハイビスカス・ローザシネンシス(Hibiscus rosasanensis))、バラ(ロサ(Rosa)種)、チューリップ(チューリパ(Tulipa)種)、ラッパズイセン(ナルキスス(Narcissus)種)、ペチュニア(ペチュニア・ハイブリダ(Petunia hybrida))、カーネーション(ジアンサス・カリオフィルス(Dianthus caryophyllus))、ポインセチア(ユーフォルビア・プルケリマ(Euphorbia pulcherrima))およびキクが挙げられる。
使用できるコニファー類としては、例えば、マツ、例えばテーダマツ(ピヌス・タエダ(Pinus taeda))、スプラッシュパイン(ピヌス・エリオッティ(Pinus elliotii))、ポンデローサマツ(ピヌス・ポンデローサ(Pinus ponderosa))、ロッジポールパイン(ピヌス・コントルタ(Pinus contorta))、およびモントレーマツ(ピヌス・ラジアータ(Pinus radiata));ダグラスモミ(シュードツガ・メンジエシイ(Pseudotsuga menziesii));アメリカツガ(ツガ・カナデンシス(Tsuga canadensis));ベイトウヒ(ピケア・グラウカ(Picea glauca));アメリカスギ(セコイアセンペルビレンズ(Sequoia sempervirens));トドマツ、例えばヨーロッパモミ(アビエス・アマビリス(Abies amabilis))およびバルサムモミ(アビエス・バルサメア(Abies balsamea));ならびにヒマラヤスギ、例えばベイスギ(ツヤ・プリカータ(Thuja plicata))およびアラスカイエローシーダー(カマエキパリス・ノットカテンシス(Chamaecyparis nootkatensis))が挙げられる。
当業者は、本明細書で提供される方法および組成物が多くの利点を有することを認識するであろう。以下の実施例により、詳細な特定の、研究、方法および組成物を提供するが、当業者は開示された特定の実施例に多くの変更を加え得ること、そして本開示の精神と範囲から逸脱することなく、同様の、または類似の結果が得られることを認識するであろう。本明細書で引用した全ての参考文献は、それらが本明細書で使用された方法論、手法または組成物について、補完し、説明し、それらの背景を提供し、それらを教示する限り、参照によりそれら参考文献の全体を本明細書に組込むものとする。
実施例1−プラスミドの構築
プラスミドpVir8(PHP70365;配列番号106)はvir遺伝子、および標準の分子生物学手法を用いてエシェリキア・コリ(E.coli)中に構築されたT−DNAを有する38.8kbのベクターである。これは、広範囲の細菌中で安定な複製のために2つの複製起点(ColE1、pVS1)を有し、抗生物質ゲンタマイシン耐性をコードする。これは、高毒性pTiBo542 Tiプラスミドからの約27kbのvir遺伝子ならびに植物を対象とする選択bar(除草剤ビアラホス耐性遺伝子)マーカーおよび目視で赤色の蛍光タンパク質マーカーをコードするT−DNAを含有する。PCRを用いて、アグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens)AGL1株(Lazo et al.(1991)Biotechnology 10:963−967)に含まれるpTiBo542 Tiプラスミド(Genbankアクセッション番号DQ058764およびNC_010929)からVir遺伝子の複製物を単離した。Vir遺伝子には次のものが含まれた:virA、virJ、virB1−B11、virG、virC1−C2、virD1−D5およびvirE1−E3。安定性の向上とサイズの削減のために、virAおよびvirJ間の挿入配列IS66ならびにvirJおよびvirB1間の領域それぞれを削除した。
これらのVir遺伝子の機能的変異体または誘導体を使用することによっても、さらなる改良が可能であり得る。PCRのオーバーラップ生成物を単離し、アセンブルした。エシェリキア・コリ(E.coli)中での複製のために、1.2kbのpBR322 ColEI複製起点(Bolivar et al.(1977)Gene 2:95−113)を含めた。多様な細菌宿主中での安定な複製のために、広域宿主複製起点pVS1の一バージョン(Heeb et al.(2000)Molecular Plant−Microbe Interactions 13:232−237)を含めた。ゲンタマイシン耐性(Poteete et al.(2006)BioTechniques 41:261−264)のために、ゲンタマイシンアセチルトランスフェラーゼをコードするTn1696からのaacC1遺伝子を含めた。プラスミドRV013684(配列番号113)は、目的ベクター(destination vector)であり、Gateway(商標)およびMultiSite Gateway(登録商標)組み換えクローニング技術(Thermo Fisher Scientific Inc.)を使用してT−DNA組成を変更するための構築中間体として働く。このプラスミドは、T−DNAの右側および左側境界中にGateway(登録商標)ATTR4およびATTR3リコンビナーゼ部位を有する。このことによって、このT−DNA領域を、隣接ATTL4およびATTL3部位を含有するエントリー型ベクター中に構築された他のT−DNA領域で容易に置換できるようになる。
形質転換ベクターシステムの最適化の試みの中で、追加のプラスミドのいくつかのシリーズを同様に構築した。これには、Vir遺伝子およびT−DNA遺伝子を別々のヘルパープラスミドおよびバイナリープラスミドへと分離し、それぞれ「共生」システムを形成することが含まれた。上記PHP70365に類似の「共組み込み」設計物も構築し、試験した。異なる複製起点は、植物における単一コピーの発生頻度に影響を及ぼし得る(Zhi et al.,2015 Plant Cell Report;34:745−754)ことが知られている;したがって、共生および共組み込みプラスミドの両者に対して多様な複製起点を構築し、試験し、下記のものを含めた。これらのまたは別の複製起点の機能的変異体または誘導体を使用することによっても、さらなる改良が可能であり得る。
T−DNAを含め、次の成分を含んだ:オーバードライブ配列を有するオクトピン右側境界部、アラビドプシス・タリアナ(Arabidopsis thaliana)ユビキチン10プロモーター、5’UTR、およびDsRED2INTを発現させるイントロン1(GenBank NM_202787)(この中で、イソギンチャクモドキ(Discosoma)種の赤色蛍光タンパク質(DsRed、Clontech)をコードする配列の最初の363bpはST−LS1 INTRON2の挿入によって割り込まれ、次いでDsRedの最後の315bpが続く。除草剤Bastaまたはビアラホス耐性のために、ダイズグリシン・マックス(Glycine max)コドンを使用して、ストレプトミケス・ヒグロスコピクス(Streptomyces hygroscopicus)からのホスフィノトリシンアセチルトランスフェラーゼをコードするBar遺伝子を含めた。表1Aに示すように、プラスミドPHP72277、PHD4673およびPHD4674は、PHP70365と同一のDNAバックボーンを有したが、T−DNAの発現カセットは異なった。
表1Aに示すように、プラスミドPHP81185はPHP70365のT−DNAと同一のDNAバックボーンおよび発現カセットを有したが、アグロバクテリウム・リゾゲネス(Agrobacterium rhizogenes)K599 Riプラスミドからのvir遺伝子のコピー数が異なった。アグロバクテリウム・リゾゲネス(A.rhizogenes)株K599 NCPPB2659はNational Collection of Plant Pathogenic Bacteria Central Science Laboratory,Sand Hutton,York YO41 1LZ England(www.ncppb.com)から入手した。
表1Bに示すように、共組み込みベクターPHP79752(BBR1ORI)、PHP79765(repABC)、PHP79767(PVS1ORI)、PHP81092(RK2micro)、PHP81093(PSA ORI)、PHP81094(RK2full)、およびPHP81095(PSA ORI+PARDE)は同じDNAバックボーンとT−DNAを有したが、複製の起点が異なった。表1Bに示すように、ヘルパーベクターPHP79077(repABC)、PHP79759(BBR1ORI)、PHP79760(RFS1010ORI)、PHP79761(PVS1ORI)、PHP80398(RK2micro)、PHP80399(PSA ORI+PARDE)、PHP80402(PSA ORI)、PHP80403(RK2full)、PHP80566(RK2micro+PARDE)、RV005393(RK2full+PARDE)にはT−DNAが無いが、同じDNAバックボーンおよび異なる複製起点を有した。表1Bに示すように、バイナリーベクターPHP79763(BBR1 ORI)、PHP79764(RFS1010 ORI)、PHP79766(repABC)、PHP79768(PVS1 ORI)、PHP80404(RK2full+PARDE)、PHP80569(RK2full)、RV005199(PSA ORI)、RV005200(PSA ORI+PARDE)およびRV005201(RK2micro)は同じDNAバックボーンとT−DNAを含有したが、複製起点は異なった。表1Bの空白のマスは、プラスミド成分が存在しなかったことを表す。
実施例2−タバコBY−2懸濁培養においてDsREDの一過性発現を使用する細菌のスクリーニング
タバコBY−2細胞は、日本国文部科学省ナショナルバイオリソースプロジェクトを通して理化学研究所バイオリソースセンターから提供された。タバコBY−2懸濁培養のメンテナンス方法は、基本的には、Nagata et al.(Int Rev Cytol(1992)132:1−30)により報告されており、修正BY−2懸濁細胞法(Newman et al.(1993)Plant Cell 5:701−714)を用いてDsREDの一過性発現を行った。
ライカ実態顕微鏡で観察すると、PHP70365で形質転換されたゲンタマイシン耐性株から、24種の細菌株がBY−2細胞において様々なレベルのDsRED発現を示した。
実施例3−16S rDNAのDNA抽出およびPCR
各種の分析を行い、植物の形質転換に使用したオクロバクテリウム(Ochrobactrum)の種を決定した。最初に、MasterPure(登録商標)DNA Purification Kit(カタログ番号MCD85201、Epibio、Madison、WI、USA)を用いてゲノムDNAを調製した。24種の細菌から抽出したゲノムDNAを用い、PTC−100TM Programmable Thermal Controller(MJ Research、Inc.,San Francisco、CA、USA)を使用してPCRを行った。増幅に用いたプライマーは:
配列番号102 16S−F 5’ AGAGTTTGATCCTGGCTCAG 3’
配列番号103 16S−R 5’ ACGGCTACCTTGTTACGACTT 3’であった。
PCR混合物は、5μL(100〜200ng)の細菌DNA、1.25μLの50mM MgCl、0.25μLのTaqDNAポリメラーゼ(5U/μL、GIBCO BRL、Cleveland)、2.5μLの10×Taqバッファー(GIBCO BRL)、0.5μLの10mM dNTP、10μMのプライマーそれぞれ0.5μLおよび15μLの滅菌蒸留水からなる。試料を94℃に1分間加熱し、続いて94℃(30秒間)、50℃(30秒間)、72℃(90秒間)そして72℃で10分間のサイクルを30回実施した。MultiScreen(登録商標)HTS PCR 96−Well Plate(カタログ番号MSNU03010、EMD Millipore、Germany)を使用し、PCR産物をクリーニングした。
得られたPCR産物は、Elim Biopharmaceuticals社(Hayward、CA、USA)により配列が決定され、これらの配列を使用してNCBI GenBankデータベースを検索した。EP1A09(配列番号105)のの1,318bpの16S rDNA配列を使用したNCBI GeneBank BLAST検索の最初のヒットを表2に示す。検索結果から、EP1A09は各種のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)種と非常に高い16S rDNA相同性を有することが示された(表2)。
実施例4−16S rDNA配列、脂肪酸メチルエステル(FAME)解析およびマトリックス支援レーザー脱離イオン化(MALDI)−飛行時間(TOF)法によるさらなる細菌の同定
EP1A09種を同定する試みで、以下の方法を用いた:(配列番号104)の詳細な16S rDNAの相同性検索、抽出した微生物脂肪酸エチルエステル(FAME)のガスクロマトグラフィー分析およびマトリックス支援レーザー脱離イオン化法を使用する飛行時間型質量分析法(MALDI−TOF)。これらの分析はMIDI Labs(Newark、DE、USA)によって行われた。
16S rRNA遺伝子は、純粋な細菌コロニーから単離したゲノムDNAをPCRにより増幅した。使用したプライマーは、0005Fおよび0531R位に対応するユニバーサル16sプライマーである。過剰のプライマーおよびdNTPから増幅産物を精製し、産物の一部をアガロースゲル上で泳動させることにより質と量をチェックした。DNAポリメラーゼとダイターミネーターの化学を用いて、16S rRNA増幅産物のサイクルシークエンスを実施した。その後、過剰の色素標識ターミネーターをシークエンス反応物から除去した。3130 Genetic Analyzer(User Bulletin #2(2001)ABI PRISM 7700 Sequence Detection System、Applied Biosystems)により、試料を電気泳動させた。EP1A09株の469bpの16SrDNA配列はMIDI Labsの有効なライブラリーと一致しなかったが、表3に示すようにGenBankと比べると、オクロバクテリウム・アントロピ(Ochrobactrum anthropi)に対して属のレベルで99%の一致を示した。
MIDI Labsの標準手法(Sasser(1990)in Methods in Phytobacteriology, eds.Klement et al.,pp199−204、Adademiai、Kiado、Budapest;Norman&Yuen(1998)Can J Plant Pathol 20:171−175)にしたがい、ガスクロマトグラフィー分析システムを用いて脂肪酸(FAME)解析を行い、その結果、MIDI LabsにおけるFAMEライブラリーで唯一のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)種である、オクロバクテリウム・アントロピ(O.anthropi)に対して種のレベルで一致することが示された(Tables4)。
標準手法(Bizzini et al(2010)J Clin Micro 5:1549−1554)にしたがって、MALDI−TOFを行い、その結果、複数の株オクロバクテリウム・アントロピ(O.anthropi)、オクロバクテリウム・ガリニファエシス(O.gallinifaecis)、オクロバクテリウム・グリグノネンセ(O.grignonense)、オクロバクテリウム・インターメディウム(O、intermedium)、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種およびオクロバクテリウム・トリティシ(O.tritici)を含有するMIDI LabsのMALDI−TOFライブラリーのオクロバクテリウム・グリグノネンセ(O.grignonense)に対して種のレベルで一致することが示された(表5)。それぞれの一致についてのスコアの評価はスコア値の凡例を用いて行った。
実施例5−ゲノムアセンブリおよびオクロバクテリウム(Ochrobactrum)単離物の、16S rRNA配列間の進化的分岐を推定することにより行ったキャラクタリゼーション
IDが既知の数種のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)培養回収株と共に、新規のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)株のドラフトゲノムアセンブリを構築した(表6)。Illuminaが開発したライブラリー構築手順に従ってゲノムDNAを調整し、Illumina MiSeqを使用して配列を決定した。要約すれば、DNAをCovaris S220装置でせん断した後、得られたDNAフラグメントの末端修復を行い、A−塩基の付加のためにそれらの3’末端を処理した。Illumina特異的アダプターのライゲーションおよびゲルベースのサイズ選択の後、アダプター連結DNAフラグメントをIllumina特異的PCRプライマーと共に制限PCR増幅に供した。Illuminaの指示に従いIllumina MiSeqにより、増幅DNAフラグメントのクラスター形成およびペアエンドシーケンスを行った。シングルフローセルに菌株からのDNAフラグメントを供給した。Illuminaの画像解析およびベースコール用パイプラインソフトウェアにより、配列および品質スコアを生成させた。最初のベースコールおよび処理の後、Illuminaパイプラインにより生成した配列ファイルをFASTQフォーマットに変換し、追加のカスタム品質フィルタリングを行うことにより、リードが3’末端に品質スコア<15の、1つまたはそれより多くの塩基を有する場合、そのリードを除去した。既定のkmer値を使用して、ペアエンドIlluminaリード(2×150bp)をSPAdes 3.1.1(Bankevich et al.(2012)J Comp Biol 19:455−477)によりアセンブルした。さらに、SPAdesパイプライン・オプションにより、リードエラーの修正およびミスマッチ/ショートINDELの修正を行った。アセンブルした、500bpより小さいコンティグは最終出力から除去した。
CLUSTALWアライメントにおける配列間の配列当たりの不一致塩基数と進化解析をMEGA6(Tamura et al.(2013)Mol Biol Evol 30:2725−2729)により行った。配列の各ペア間の不一致数を16S rDNAの1,337bpで除すことにより、一致百分率を計算した(表7〜9)。
実施例6−オクロバクテリウム(Ochrobactrum)株の多座配列タイピング
Romano et al. 2009に記載されているスキームを用いて、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)株の多座配列解析(MLSA)を行った。以下は、MLSAスキームで使用した7つの遺伝子座である:
(1)>gi|256809827|gb|ACV31014.1|コリスミ酸シンターゼ、部分的[オクロバクテリウム・アントロピ(Ochrobactrum anthropi)ATCC 49188];
(2)>gi|256809699|gb|ACV30950.1|70kDa熱ショックタンパク質、部分的[オクロバクテリウム・アントロピ(Ochrobactrum anthropi)ATCC 49188];
(3)>gi|256809647|gb|ACV30924.1|グリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ、部分的[オクロバクテリウム・アントロピ(Ochrobactrum anthropi)ATCC 49188];
(4)>gi|256809455|gb|ACV30828.1|25kDa外膜タンパク質、部分的[オクロバクテリウム・アントロピ(Ochrobactrum anthropi)ATCC 49188];
(5)>gi|256809287|gb|ACV30744.1|リコンビナーゼA、部分的[オクロバクテリウム・アントロピ(Ochrobactrum anthropi)ATCC 49188];
(6)>gi|256809135|gb|ACV30668.1|DNA依存性RNAポリメラーゼのベータサブユニット、部分的[オクロバクテリウム・アントロピ(Ochrobactrum anthropi)ATCC 49188];および
(7)>gi|256808991|gb|ACV30596.1|アントラニル酸シンターゼ、部分的[オクロバクテリウム・アントロピ(Ochrobactrum anthropi)ATCC 49188]。
Tamura−Neiモデル(Tamura & Nei(1993)Mol Biol Evol 10:512−526)に基づく最尤法を使用して進化の歴史を推測した。100の複製から推論されたブートストラップコンセンサスツリーを使用して、分析したこの分類群の進化の歴史を示す(Felsenstein(1985)Evolution 39:783−791)。50%未満のブートストラップ複製で再現された区分に該当する分枝は折り畳んだ。ブートストラップ試験(100複製)で関連した分類群が一緒にクラスター化された複製樹の百分率を、これらの枝の隣に示す。発見的検索のための最初のツリーは、近隣結合およびBioNJアルゴリズムを、最大複合尤度法(MCL)アプローチを用いて推定したペアワイズ距離のマトリックスに適用し、その後優位なログ尤度値を有する樹形を選択することにより自動的に得られた。この分析は42のヌクレオチド配列を対象にした。コドン位置には、1番目+2番目+3番目+コーディングなしが含まれた。ギャップおよび欠損データを含有する全ての位置を削除した。最終のデータセットには全部で3456の位置が含まれた。MEGA6により進化の分析を行った(Tamura et al.(2013)Mol Biol Evol 30:2725−2729)。図1Aおよび図1Bに示すように、最終のツリーをFigTreeプログラムで描いた(tree−dot−bio−dot−ed−dot−ac−dot−uk/software/figtree/からオンラインで入手可能)。得られたこの系統樹は、単離したEP1A09がオクロバクテリウム(Ochrobactrum)の新種であることを示している。この新規の単離物、EP1A09は2015年10月7日にアクセッション番号NRRLB−67078として、Agricultural Research Service Culture Collection(NRRL)に寄託され、オクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1と命名されている。
実施例7−タバコの安定な形質転換
基本的にGalloisおよびMarinho(Methods Mol Biol(1995)49:39−48)に記載のようにしてタバコのリーフディスク形質転換を行った。タバコ植物(ニコチナ・タバクム(Nicotiana tabacum)栽培品種Petite Havana SR1、カタログ番号NT−02−20−01、Lehle Seeds、Round Rock、TX)を1.5%の蔗糖および0.3%のGelriteを含む1/2濃度ムラシゲスクーグ(MS)培地を含有する無菌ポリプロピレン容器(カタログ番号0701、International Container Corp、Severn、MD)中、24℃で16時間の光照射(80〜110μE/m/sの冷白色蛍光ランプ)を行いながらインビトロにて無菌培養する。4〜6週ごとに、1つの節を有する茎を培養小植物体から切除し、その後、同一の環境条件下の新鮮な1/2濃度MSに移した。
対数期のオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078培養物の、植物形質転換ベクターPHP70365を含むもの、および含まないものを、1,500×gで10分間遠心分離し、その後、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)の細胞ペレットを、2mg/LのN−ベンジルアデニン(BA)、1%のブドウ糖および200μMのアセトシリンゴンを含むMS培地(pH5.2)からなる液体共培地により希釈してOD600nmを0.5とした。インビトロで栽培した3〜4週齢のタバコ植物からリーフディスクを採取した。無菌のタバコの葉を植物体から切り取り、100×25mmのペトリ皿中で、液体共培地中の20mLのEP1A09(OD=0.5)(オクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078)に5分間浸漬した。その後、葉を3×3mmの断片に裁断し、次いで20mLのオクロバクテリウム(Ochrobactrum)中に葉片を5分間完全に沈めた。葉の断片を加圧滅菌したフィルターペーパー上にブロットし、その後、2mg/LのBA、1%のブドウ糖、200μMのアセトシリンゴンおよびPhytoagar(カタログ番号A175、PhytoTechnology Laboratories、Shawnee Mission、KS)を含むMS培地(pH5.2)からなる固体共培地上、24℃で、16時間の光照射(80〜110μE/m/s、冷白色蛍光ランプ)を行ってインキュベートした。3日間の共培養の後、20個の葉の断片/プレートを2mg/LのBA、3%の蔗糖、0.3%のGelrite、3mg/Lのビアラホスおよび250μg/mLのCefotaximeを含むMS固体培地(pH5.7)からなるシュート誘導培地に移した。DsRED蛍光タンパク質の発現レベルを励起用に530〜560nm、発光用に590〜650nmのフィルターセットを装備したLeica蛍光実態顕微鏡(Leica、Wetzlar、Germany)で観察した。共培養後の3日間、DsRED蛍光輝点の一過性発現が観察され、形質転換から3週後に安定なDsREDを発現するビアラホス耐性カルスおよびシュートの芽が観察された(図2B)。シュートの増殖のために、そして形質転換から7週後(図2D)にDsRED発現により可視化される結果のために、新鮮なシュート誘導培地にビアラホス耐性カルスおよびシュートを移した。図2Dによって、PHP70365をさらに含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078は、タバコ植物を安定に形質転換できることが示された。
ワタのカルスをCoker312から作り、PHP72477を宿すオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078培養物で形質転換させた。
実施例8−ダイズ半切種子の形質転換
基本的にPaz et al.((2006)Plant Cell Rep 25:206−213)および米国特許第7,473,822号明細書に記載のようにしてダイズの形質転換を行った。Di et al.((1996)Plant Cell Rep 15:746−750)の記載のように、12NのHCl3.5mLと100mLの市販漂白剤(5.25%次亜塩素酸ナトリウム)を混合して製造した塩素ガスを使用して、ダイズ株の成熟した種子の表面を16時間殺菌した。殺菌した種子を室温で16時間、無菌蒸留水に浸漬した(25×100mmのペトリ皿に100個の種子)。ダイズの半切種子の形質転換に使用した各種培地の組成および植物の再生を表10にまとめる。
300μMのアセトシリンゴンを含有する感染培地中に、OD600=0.5のベクターPHP70365(配列番号106)懸濁液をさらに含む体積10mLのオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078を浸漬した種子に加えた。その後、子葉を分離するために、へそに沿って縦方向に種子を切断することにより分割し、種皮、第1シュートおよび胚軸をオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078懸濁液中で除去し、そうすることにより半切種子の外植体を生成させた。半切種子の外植体の平面側を下にし、4mLの新鮮なオクロバクテリウム(Ochrobactrum)/感染培地が入った深底プレート中に子葉が重ならないように置いた。パラフィルム(「Parafilm M」 VWR Cat#52858)でプレートに封をし、その後、30秒間超音波(Sonicator−VWR model 50T)処理を行った。超音波処理後、半切種子の外植体を、共培養固体培地上の加圧滅菌処理した単層フィルターペーパー(VWR#415/カタログ番号28320−020)に移した(プレート当たり18〜22個の外植体;平面側を下にして)。Microporeテープ(カタログ番号1530−0、3M、St.Paul、MN))でプレートに封をし、21℃で弱い光(5〜10μE/m/s、冷白色蛍光ランプ)を16時間照射して5日間インキュベートした。
共培養後、液体シュート誘導(SI)培地中で半切種子外植体を1回洗浄し、その後、0.7%の寒天で固体化したシュート誘導培地上で外植体を選択せずに培養した。外植体の基部(すなわち、胚軸が除去された外植体の部分)を上に向けて培地に埋め込んだ。Percival Biological Incubator中、光周期を18時間、光の強度を130〜160μE/m/sとし、24℃でシュートの誘導を行った。14日後、外植体を3mg/Lのビアラホスを含有する新鮮なシュート誘導培地に移した。2週ごとに半切種子外植体を新鮮な培地に移した。シュート誘導培地での4週間の培養後、外植体を5mg/Lのビアラホスを含有するシュート伸長(SE)培地に移した(表10)。6〜10週後、伸長したシュート(>1〜2cm)を分離し、1mg/Lのビアラホスを含有する発根培地に移した(表10)。
PHP70365をさらに含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078で形質転換した外植体におけるDsREDの一過性発現は、共培養から5日後に得られたが、オクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078プラスミド不含(ベクターを欠く)で形質転換したダイズ外植体はDsREDの発現を示さなかった(FIG.3B)。DsRED−陽性シュートは、Jack and DuPont Pioneer選別品種において、Oオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(chrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078(PHP70365)による形質転換後、3mg/Lのビアラホスを含有する発芽培地上で2〜3週後に観察された(図4B)。安定に形質転換された、大きさが1〜2cmのDsRED−陽性シュートが、PHP70365をさらに含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078による形質転換から10〜12週後に観察され(図4C〜図4G)、これらは首尾よく発根することができた(図4H〜図4I)。その後、これらのT0小植物を土に移した(図4J)。
PHP70365をさらに含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078のDuPont Pioneerダイズ選別品種における形質転換効率を表11に要約した。DsRED陽性シュートは、100個の感染子葉当たり平均1.6個が回収された。これらのDsRED陽性植物のうちの約70%が、ビアラホス発根培地での発根に成功した。
さらにPHP70365を含有するオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078で形質転換した、DsRED陽性でビアラホス耐性ダイズ系統の葉の組織から、1.5mLのエッペンドルフチューブの中でPellet乳棒(カタログ番号Nalge Nunc International、Rochester、NY、USA)を使用し、粗抽出物を調製した。AgraStrip(登録商標)LLstrip(カタログ番号7800019、Romer Labs Inc、Union、MO、USA)を各抽出試料に挿入し、結果が出るまで2〜10分を要する。全てのDsRED陽性系統はAgraStrip(登録商標)LL試験で陽性反応を示し、bar遺伝子が発現されたことを示すが、形質転換されていないコントロール(WT)植物はマイナスの結果(bar遺伝子は不発現)を示した。
実施例9−トランスジェニックダイズの植物表現型およびT1種子の分離
PHP70365をさらに含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078で形質転換した、遺伝子導入小植物を、湿らせたJiffy−7ピートペレット(Jiffy Products Ltd、Shippagan、Canada)に移し、60〜100μE/m/sで16時間の光周期、昼/夜温度を26℃/24℃とする条件のPercivalインキュベータ中で気候順応するまで、透明プラスチック製トレーボックスに収容した(図4J)。硬化小植物を湿らせたSunGro 702培養土(770 Silver Street、AGAWAM、MA 01001)を含有した2ガロンのポットに植え、温室内で成熟して収穫できるまでに栽培した。トランスジェニック植物のうち5本は携帯的に正常に見えたが、1本は恐らくはDsREDの過剰発現のために成長が阻止された。インビトロでまたは温室内で、DsRED過剰発現トランスジェニックダイズ植物のDsRED毒性もしくは再生能力低下の兆候または表現型の効果を、形質転換していない野生型植物と比較して観察した。温室におけるT0植物の葉の組織を採取し、qPCR分析を行い、PHP70365T−DNA(RB−ATUBQ10:DsRED:PINII Term−GMUBQ:BAR GMOT:UBQ14Term−LB)のコピー数を決定した。5種のT0系統のうち4種(系統番号277793891、279161306、279161388および278728430)は、PHP70365のT−DNAからのDsREDおよびBAR発現カセットの単一コピーを含有し(表12)、系統274749446はいくつかの導入配列について1コピーより多くを有した。
5本のT0植物の全てが正常に花をつけ、T1種子ができた。これらの5系統のT1種子は、蛍光顕微鏡および周囲光の両方の下で強いDsRED発現を示した。5種のトランスジェニック系統において、DsRED不発現T1種子に対する発現種子の比は、それぞれ391:146、162:48、98:26、119:49および170:66であることが観察され、これは単一遺伝子座での優性遺伝子に対するメンデルの分離比3:1に一致する(表13)。
実施例10−ダイズの形質転換
成熟乾燥種子を塩素ガスで消毒し、暗所において、5g/lの蔗糖および6g/lの寒天を含有する半固体培地上、室温で水を吸収させた。終夜のインキュベーション後、暗所でさらに3〜4時間、室温で種子を蒸留水に浸漬させた。完全な胚軸をメスの刃で子葉から分離した。実施例9に記載の手順により、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)媒介胚軸形質転換を行った。PHP70365をさらに含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078で形質転換した、胚軸の分裂組織部位の一過性のDsRED発現は、共培養してから3〜4日後に観察された。PHP70365をさらに含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078で形質転換してから2〜3週間後、分裂組織部位におけるDsRED陽性のシュート原基およびカルスが3mg/Lのビアラホスを含有する発芽培地上で観察された(図5B)。PHP70365をさらに含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078で形質転換してから6〜8週間後、安定に形質転換されたDsRED陽性シュートは1〜1.5cmの大きさに成長した(図5D)。
実施例11−植物細胞を形質転換する代替オクロバクテリウム(Ochrobactrum)株
表14に示すように、16種のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)株はDSMZ(Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH、Germany)から、2株はDr.Tamas Torok、Lawrence Berkeley National Laboratory(Berkeley、CA)から入手したものであり、これらの株は、供給者からの指示通りに培養した。16株全てが100mg/Lのゲンタマイシンに敏感であったが、8株(オクロバクテリウム・サイティシ(Ochrobactrum cytisi)、オクロバクテリウム・デジョネンス(O.daejeonense)、オクロバクテリウム・ルピネ(O.lupine)、オクロバクテリウム・オリゼ(O.oryzae)、オクロバクテリウム・ペコリス(O.pectoris)、オクロバクテリウム・トリティシ(O.tritici)、LBNL124−A−10およびHTG3−C−07)のみは、エレクトロポレーション後のゲンタマイシン選択によりPHP70365による形質転換が可能であった。これらの8株およびオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078について、タバコBY−2細胞(usingPYFP発現カセットを有するPHP72277を使用して)およびダイズ半切種子(usingDsREDカセットを有するPHP70365を使用して)を遺伝子学的に形質転換するそれらの能力を試験した。オクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078、オクロバクテリウム・サイティシ(O.cytisi)およびオクロバクテリウム・ペコリス(O.pectoris)はBY−2細胞(表14)およびダイズ外植体(図6)を形質転換することができた。オクロバクテリウム・デジョネンス(O.daejeonense)、オクロバクテリウム・ルピネ(O.lupine)、オクロバクテリウム・オリゼ(O.oryzae)およびオクロバクテリウム・トリティシ(O.tritici)もまた、タバコBY−2細胞を形質転換することができたが、それらの形質転換の有効性はオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078、オクロバクテリウム・サイティシ(O.cytisi)およびオクロバクテリウム・ペコリス(O.pectoris)より有意に(10〜50倍)低かった。表14で、「X」は、プラスミドPHP70365で形質転換されたコロニーは得られなかったこと意味する。「O」はプラスミドPHP70365で形質転換されたコロニーが得られたこと意味する。「ND」は決定されていないことを意味する。+が多いほど一過性の蛍光タンパク質の発現がより強いことを示す。
実施例12−シロイヌナズナ(Arabidopsis)の形質転換
実施例3に記載のようにして、プラスミドPHD4673をさらに含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078を、ゲンタマイシン100mg/Lを含有する50mLのLB液体培地に植菌し、28℃、250rpmで18〜24時間培養した。PHD4673をさらに含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078培養物を20℃、4,000rpmで15分間遠心分離し、ペレットを、新たに調製した、0.02%(体積/体積)のSilwet L−77界面活性剤(Helena Chemical Company225Schilling Blvd.Collierville、TN38017)を含む5%の蔗糖75mL中に再懸濁させた。修正フローラルディップ法(Clough & Bent(1998)Plant J16:735−743)を使用して、アラビドプシス・タリアナ(Arabidopsis thaliana)Col−0の形質転換を行った。PHD4673をさらに含有するオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078でフローラルディップした後、植物栽培室において、21℃、60〜100μE/m/sでの16時間の光周期で植物を栽培し、鞘が茶色になった後、種子を収集した。層流フードの下、95%エタノールで1分間、20%漂白剤プラス1滴のTween−20で15分間、種子の表面を消毒し、無菌水で3回洗浄した。30mgの無菌の種子を、150×25mmのペトリ皿(カタログ番号351013、Falcon Large Petri Dishes、VWR)中、ビタミンを含む1×MS塩、1%蔗糖(pH5.7)、0.8%TC寒天、100mg/Lのチメンチンおよび50mg/Lのカナマイシンからなる寒天選択培地に蒔いた。層流下、プレートを乾燥させ、パラフィルムで封をし、発芽および成長のために、21℃、60〜100μE/m/sでの16時間の光周期で培養した。カナマイシン50mg/L培地での選択から9日後、発芽し、緑色になった遺伝子が導入されたと推定される系統を数え、蛍光顕微鏡下でDsREDの発現を観察した。カナマイシン耐性およびDsRED陽性の発芽苗を示す形質転換効率は、0.53〜1%であり、平均の形質転換効率は0.77%であった(表15)。さらに成長させ、分析を行うために、カナマイシン耐性およびDsRED陽性発芽苗を土壌に移植した。
実施例13−ソルガムの葉ディスクにおける一過性の発現
終夜培養したOオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1NRRL寄託B−67078プラスミド不含(ベクターを欠く)およびPHD4674をさらに含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1NRRL寄託B−67078を4,000rpm、20℃で20分間遠心分離し、ペレットを400μMアセトシリンゴンを含む10mMのMgSOに再懸濁させ、細胞濃度をOD600で1.0近くにした。2色ソルガムのDuPont Pioneer TX430植物を栽培室中、375〜450μE/m/sでの16時間の光周期、昼は26℃、夜は22℃で栽培した。Kapila et al.(Plant Sci(1997)122:101−108)およびSiehl et al.(Plant Physiol(2014)166:1162−76.)に記載のようにして、インフィルトレーションを行った。一過性DsRED発現のために、5週齢のソルガム植物の葉をオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078プラスミド不含、およびオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078(PHD4674)でインフィルトレーションし、インフィルトレーション後4日目(dpi)にLeica蛍光顕微鏡により一過性のDsRED発現を吟味した。PHD4674をさらに含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078でインフィルトレーションしたソルガムの葉にはDsREDの発現が見られたが、オクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078プラスミド不含からのものはそうでなかった。DsREDの発現に成功したことを蛍光顕微鏡で最初に確認したのはインフィルトレーション後4日目(dpi)であったが、定量化は遺伝子産物をさらに蓄積させるために7dpiまで遅らせた。処理した全試料についてGE Typhoon Trio(可変モードイメージャ)GE Healthcare Bio−Sciences、P.O.Box 643065 Pittsburgh、PA15264−3065によりDsREDを定量した。スキャンの前に、抽出物の細胞破片をろ過し、ブラッドフォード法により、測定試料ごとにCCLRバッファー100μL中150μgの可溶性トータルタンパク質に正規化し、その後、ImageQuantTL画像解析ソフトウェア(GE Healthcare Bio−Sciences、P.O.Box 643065 Pittsburgh、PA15264−3065)により最終スキャンを解析した。PHD4674をさらに含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078でインフィルトレーションした、ソルガム葉抽出物の相対蛍光単位の平均は、オクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078プラスミド不含からのそれより3.5〜23倍高かった。この結果は、PHD4674をさらに含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1がソルガム細胞中にDNAを送達し、発現させることができることを明確に示すものである。
実施例14−PHP70365(Ti virコンストラクト)対PHP81185(Ri virコンストラクト)の比較
実施例10に記載のようにして、ダイズの形質転換を行った。PHP70365またはPHP81185を宿すオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078で形質転換した、胚軸の分裂組織部位の一過性のDsRED発現は、共培養してから7日後に観察された。両コンストラクトに感染した外植体は、同レベルのDsRed一過性発現を示した。PHP70365またはPHP81185をさらに含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078で形質転換してから6〜8週間後、安定に形質転換されたDsRED陽性シュートは1〜1.5cmの大きさに成長した。PHP70365またはPHP81185をさらに含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1 NRRL寄託B−67078による安定な形質転換の効率は、表17に示したものと類似であった。
実施例15−各共組み込みおよびコハビテーティング(co−habitating)ベクターシステムにおける種起源のレプリコンの比較
表1Bおよび表18に掲げた、共組み込みベクターならびにヘルパーおよびバイナリーベクターの組み合わせをオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1に導入し、実施例2に記載のようにタバコBY−2懸濁細胞の修正法を使用して赤色蛍光タンパク質(RFP)の一過性発現を実施した。RFPの発現は感染から7日目にLeica蛍光実態顕微鏡下で観察された。タバコBY−2細胞でRFP発現を示すプラスミドを表18に要約する。
共組み込みベクターPHP79762(BBR1 ORI)、PHP79767(PVS1 ORI)およびPHP81092(RK2micro)は、複製の起源が異なるものの、pVir 8とアイソジェニックである。複製の起源は、各プラスミドPHPの後ろに( )で表されている。これらのベクターは全て一過性のRFP発現を示した。上記全ての複製起源は、植物形質転換用として機能した。
次に、プラスミドPHP番号に関わらず、ヘルパープラスミドは、複製起源は異なるもののアイソジェニックである。同様に、バイナリーベクターは、複製起源は異なるもののアイソジェニックである。複製の起源は、各プラスミドPHPの後ろに( )で表されている。コハビターティングベクターシステムの次の組み合わせ、(1)ヘルパープラスミドPHP79759(BBR1 ORI)とバイナリーベクターPHP79763(BBR1 ORI)、RV005199(PSA ORI)、PHP79768(PVS1 ORI)、PHP79766(repABC)、PHP80569(RK2full)およびPHP80404(RK2full+PARDE)、(2)ヘルパープラスミドPHP80402(PSA ORI)とバイナリーベクターPHP80569(RK2full)およびPHP80404(RK2full+PARDE)、(3)ヘルパープラスミドPHP80399(PSA ORI+PARDE)とバイナリーベクターPHP79768(PVS1 ORI)、PHP79766(repABC)、PHP80569(RK2full)およびPHP80404(RK2full+PARDE)、(4)ヘルパープラスミドPHP79761(PVS1 ORI)とバイナリーベクターRV005199(PSA ORI)、PHP79768(PVS1 ORI)、PHP79766(repABC)、PHP79764(RFS1010 ORI)、PHP80569(RK2full)およびPHP80404(RK2full+PARDE)、(5)ヘルパープラスミドPHP79760(RFS1010 ORI)とバイナリーベクターRV005199(PSA ORI)、PHP79768(PVS1 ORI)、PHP79766(repABC)、PHP79764(RFS1010 ORI)およびPHP80404(RK2full+PARDE)、(6)ヘルパープラスミドRV005393(RK2full+PARDE)とバイナリーベクターRV005199(PSA ORI)、PHP79768(PVS1 ORI)およびPHP79766(repABC)、(7)ヘルパープラスミドPHP80398(RK2micro)とバイナリーベクターRV005199(PSA ORI)、PHP79766(repABC)およびRV005201(RK2micro)ならびに(8)ヘルパープラスミドPHP80566(RK2micro+PARDE)とバイナリーベクターPHP79768(PVS1 ORI)の全ては、各種レベルのRFP発現を示した。上記全ての複製起源は、植物形質転換用として機能した。
実施例16:オクロバクテリウム(Ochrobactrum)による植物の形質転換
オクロバクテリウム(Ochrobactrum)による植物の形質転換は、植物の遺伝子の改良にも使用し得る。ランダムなオクロバクテリウム(Ochrobacturm)媒介形質転換は、ヘルパープラスミドを有する、または有しないT−DNAバイナリーベクター上に目的の遺伝子を含有する発現カセットの送達に使用し得る。これらのランダム形質転換に有用な植物物質は、ヒマワリ、シロイヌナズナ属(Arabidopsis)、ベニバナ、ダイズ、アルファルファ、キャノーラ、アブラナ属(Brassica)およびワタなどの双子葉植物、またはトウモロコシ、コムギ、コメ、オオムギ、カラスムギ、ソルガム、キビおよびサトウキビなどの単子葉植物であり得る。
実施例17:オクロバクテリウム(Ochrobactrum)の部位特異的導入
本明細書で開示するオクロバクテリウム(Ochrobactrum)による形質転換は、リコンビナーゼ媒介部位特異的遺伝子ターゲッティングに使用し得る。オクロバクテリウム(Ochrobacturm)による形質転換は、標的遺伝子座を提供する、1つまたはそれより多くの非同一組み換え部位を含有する株の創出に使用し得る。そうすると、オクロバクテリウム(Ochrobacturm)による形質転換は、標的遺伝子座における部位特異的導入(SSI)を使用することができ、米国仮特許出願第62/296639号明細書(この全体を参照により本明細書に組込む)の記載のようにして、1つまたはそれより多くのコンストラクトを含有するトランスファーカセットの送達を可能にする。
実施例18:オクロバクテリウム(Ochrobactrum)によるヌクレアーゼ媒介ゲノム修飾
本明細書で開示したオクロバクテリウム(Ochrobactrum)により媒介される形質転換は、CRISPR−Casヌクレアーゼ仲介によるゲノム修飾に使用し得る。CRISPR−Casヌクレアーゼ媒介ゲノム修飾を行う方法は、国際公開第2013/141680号パンフレット、米国特許出願公開第2014/0068797号明細書、および国際公開第2015/026883号パンフレットに記載があり、これらそれぞれの全体は参照により本明細書に組込まれる。
実施例19:トランスファーカセットおよび/または異なる複製起源を有するヘルパープラスミドを使用して、SSI、CRISPR−Cas9ヌクレアーゼおよびエンドヌクレアーゼ媒介ゲノム修飾を向上させる、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)の形質転換での代替複製起源(Ori)
異なる起源のベクターを用いるオクロバクテリウム(Ochrobactrum)の形質転換はSSIおよびCRISPR−Cas9ゲノム編集の向上に使用し得る。CRISPR−Casヌクレアーゼ媒介ゲノム修飾を行う方法は、国際公開第2013/141680号パンフレット、米国特許出願公開第2014/0068797号明細書、および国際公開第2015/026883号パンフレットに記載があり、これらそれぞれの全体は参照により本明細書に組込まれる。異なる細菌Orisを含み、様々なプラスミドコピー数を与える、RepABC、pRi、pVS1、RK2などを含むトランスファーカセットは、SSIおよびCRISPR−Cas9ゲノム編集で使用する植物細胞に送達されるDNA分子の量を調節するために使用することができる。あるいは、異なるOrisを宿すトランスファーカセットは、さらに別の毒性遺伝子を有するヘルパープラスミドと組み合わせることができる。これらのヘルパープラスミドは、様々なプラスミドコピー数を有する、異なる細菌性の複製起源を有し得る(表1B)。
実施例20:配列識別番号(配列番号)
寄託
いくつかの態様では、細菌株は、アクセッション番号NRRL B−67078として2015年10月7日にAgricultural Research Service Culture Collection(NRRL)、1815 North University Street、Peoria、Illinois 61604、(nrrl.ncaur.usda.gov、ここには「www」の接頭語を付けてワールドワイドウェブ上でアクセスできる)へ寄託されたオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1株の生物学的に純粋な培養物である。この寄託は、特許手続上の微生物の寄託の国際的承認に関するブダペスト条約の条件下で維持される予定である。これらの寄託は単に当業者の便宜のためになされたものであり、35U.S.C.112条で寄託が求められているからということではない。この申請の係属中は、Patents and Trademarksの長官および申請に対して長官がその権利を有すると認めた者がこの寄託物を入手できる。申請のいずれかのクレームが特許査定されたとき、出願人は37C.F.R.1.808条に従って、Agricultural Research Service Culture Collection(NRRL)、1815 North University Street、Peoria、Illinois 61604に寄託したサンプルを公衆が利用できるようにするであろう。この寄託物は、30年間、または最新の請求から5年間、または特許の権利行使可能期間の、より長いいずれかの期間、公共の保管者であるNRRLの保管場所で維持され、その期間にそれが生きられなくなれば更新されるであろう。特許証が交付されれば、公衆は、取り消し不能の形でかつ無制限または無条件に寄託物を入手できるであろう。さらに、出願人は、寄託時に試料の生存率を提示することを含め、37C.F.R.1.801条〜1.809条の全ての要件を満足させている。出願人は、生物物質の移動またはその商業的な輸送に対して法が課す制限を撤回する権限を有しない。出願人は、この特許で与えられる権利の侵害を放置することはない。しかしながら、寄託物の入手可能性は、政府の行為により与えられた特許権から逸脱して、主題の開示の実施を許諾するものではないことは理解されるべきである。
本明細書では、単数形「a」、「an」および「the」は、文脈により別途明確な指示がない限り、複数の指示対象を含む。したがって、例えば、「細胞(a cell)」という言及は、そのような細胞を複数含み、「タンパク質(the protein)」という言及は、1種またはそれより多くのタンパク質および当業者に知られたその同等物などを含む。特に明示されない限り、本明細書で使用する全ての技術用語および科学用語は、本開示が属する技術分野の当業者により一般に理解されるものと同一の意味を有する。
本出願で引用した全ての刊行物、特許、特許出願または他の文献は、あたかも個々の刊行物、特許、特許出願または他の文献が、全ての目的のためにその全体を参照により組み込まれることを個別に示すのと同程度に、全ての目的のためにその全体が参照により組み込まれる。
明確さと理解のために、前記本発明を幾分詳細に説明してきたが、本開示を一読すれば、形態および詳細における各種の変更を、本発明の真の範囲から逸脱することなく行えることは当業者には明らかであろう。例えば、上記の全ての手法、方法、組成物、装置およびシステムは、各種の組み合わせで使用し得る。明確さと理解のために、実例や実施例により前記本開示を幾分詳しく説明してきたが、添付の特許請求の範囲内でいくつかの変更と修正を行い得る。

Claims (318)

  1. NRRL B−67078として寄託されている単離オクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1。
  2. 作動可能に結合しているベクターを含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1であって、
    a.目的配列をコードする核酸を植物細胞にVirD2に依存した方法で導入するように作用するvir遺伝子領域を含む第1の核酸と;
    b.目的配列に作動可能に結合する1つ以上のT−DNAボーダー配列を含む第2の核酸と
    を含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1。
  3. 前記第1の核酸および前記第2の核酸は、単一のポリヌクレオチド分子上にある請求項2に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  4. 前記第1の核酸および前記第2の核酸は、別個のポリヌクレオチド分子上にある請求項2に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  5. 選択マーカー遺伝子をさらに含む請求項2〜4のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  6. 前記選択マーカー遺伝子は、ゲンタマイシン、ネオマイシン/カナマイシン、ヒグロマイシン、またはスペクチノマイシンに対する耐性を付与する請求項5に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  7. 前記選択マーカー遺伝子は、aacC1遺伝子、npt1遺伝子、npt2遺伝子、hpt遺伝子、SpcN遺伝子、aph遺伝子またはaadA遺伝子である請求項5または6に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  8. 前記選択マーカー遺伝子は、aacC1遺伝子である請求項5〜7のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  9. 前記aacC1遺伝子は、配列番号1、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項5〜8のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  10. 前記選択マーカー遺伝子は、aadA遺伝子である請求項5〜9のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  11. 前記aadA遺伝子は、配列番号39、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項5〜10のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  12. 前記選択マーカー遺伝子は、npt1遺伝子である請求項5〜11のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  13. 前記npt1遺伝子は、配列番号40、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項5〜12のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  14. 前記選択マーカー遺伝子は、npt2遺伝子である請求項5〜13のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  15. 前記npt2遺伝子は、配列番号41、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項5〜14のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  16. 前記選択マーカー遺伝子は、hpt遺伝子である請求項5〜15のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  17. 前記hpt遺伝子は、配列番号67、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項5〜16のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  18. 前記選択マーカー遺伝子は、テトラサイクリン選択マーカー遺伝子ではない請求項5〜17のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  19. 前記選択マーカー遺伝子は、tetAR遺伝子ではない請求項5〜18のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  20. 前記選択マーカー遺伝子は、対抗選択マーカー遺伝子である請求項5〜19のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  21. 前記対抗選択マーカー遺伝子は、sacB遺伝子、rpsL(strA)遺伝子、pheS遺伝子、dhfr(folA)遺伝子、lacY遺伝子、Gata−1遺伝子、ccdB遺伝子またはthyA遺伝子である請求項20に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  22. 前記vir遺伝子領域は、それぞれ配列番号4〜14、またはその変異体および誘導体を有する、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virB1〜virB11、あるいは、それぞれ配列番号80〜90、またはその変異体および誘導体を有するリゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子r−virB1〜B11を含み、前記ビルレンス遺伝子r−virB1〜B11を含む前記ベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む請求項2〜21のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  23. 前記vir遺伝子領域は、それぞれ配列番号16〜17、またはその変異体および誘導体を有するリゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virC1〜C2、あるいは、それぞれ配列番号92〜93、またはその変異体および誘導体を有するビルレンス遺伝子r−virC1〜C2を含み、前記ビルレンス遺伝子r−virC1〜C2を含む前記ベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子を含む請求項2〜21のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  24. 前記vir遺伝子領域は、それぞれ配列番号18〜19、またはその変異体および誘導体を有するリゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virD1〜D2、あるいは、それぞれ配列番号94〜95、またはその変異体および誘導体を有するビルレンス遺伝子r−virD1〜D2を含み、前記ビルレンス遺伝子r−virD1〜D2を含む前記ベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む請求項2〜21のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  25. 前記遺伝子vir遺伝子領域は、配列番号15、またはその変異体および誘導体を有する、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virG、あるいは、配列番号91、またはその変異体および誘導体を有するr−virGビルレンス遺伝子を含み、前記ビルレンス遺伝子r−virGを含む前記ベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む請求項2〜21のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  26. 前記vir遺伝子領域は、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virA、virD3、virD4、virD5、virE1、virE2、virE3、virH、virH1、virH2、virK、virL、virM、virP、virQ、r−virA、r−virD3、r−virD4、r−virD5、r−virE3もしくはr−virF、またはその変異体および誘導体の1つ以上を含み、前記ビルレンス遺伝子r−virA、r−virD3、r−virD4、r−virD5、r−virE3もしくはr−virFを含む前記ベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む請求項2〜21のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  27. 前記リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子は、配列番号26、または変異体および誘導体を有するvirA、あるいは、配列番号79、またはその変異体および誘導体を有するr−virAビルレンス遺伝子であり、前記ビルレンス遺伝子r−virAを含む前記ベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む請求項26に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  28. 前記リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virD3〜D5は、それぞれ配列番号20〜22、またはその変異体および誘導体を有し、あるいは前記r−virD3〜D5ビルレンス遺伝子は、それぞれ配列番号96〜98、またはその変異体および誘導体を有し、前記ビルレンス遺伝子r−virD3〜D5を含む前記ベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む請求項26に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  29. 前記リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virE1〜E3は、それぞれ配列番号23〜25、またはその変異体および誘導体を有し、あるいは前記r−virE3ビルレンス遺伝子は、配列番号100、またはその変異体および誘導体を有し、前記ビルレンス遺伝子r−virE3を含む前記ベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む請求項26に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  30. 前記リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virH〜H1は、それぞれ配列番号42〜43、またはその変異体および誘導体を有する請求項26に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  31. 前記リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virKは、配列番号45、またはその変異体および誘導体を有する請求項26に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  32. 前記リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virLは、配列番号46、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項26に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  33. 前記リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virMは、配列番号47、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項26に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  34. 前記リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virPは、配列番号48、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項26に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  35. 前記リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virQは、配列番号49、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項26に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  36. 前記リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virD3〜D5およびvirE1〜E3、またはその変異体およびフラグメント、あるいは、r−virD3〜D5およびr−virE3、またはその変異体および誘導体を含み、ビルレンス遺伝子r−virD3〜D5およびr−virE3を含む前記ベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む請求項26に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  37. 前記リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virA、virD3〜D5、およびvirE1−E3、またはその変異体およびフラグメント、あるいは、r−virA、r−virD3〜D5およびr−virE3、またはその変異体および誘導体を含み、ビルレンス遺伝子r−virA、r−virD3〜D5およびr−virE3を含む前記ベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む請求項26に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  38. エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点をさらに含む請求項2〜37のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  39. エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、Col E1、pSC101、p15AまたはR6K複製起点、およびその変異体または誘導体に由来する請求項38に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  40. エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、Col E1複製起点に由来する請求項39に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  41. Col E1複製起点に由来するエシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、配列番号2、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項40に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  42. エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、pSC101複製起点に由来する請求項39に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  43. pSC101複製起点に由来するエシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、配列番号50、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項42に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  44. エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、p15A複製起点に由来する請求項39に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  45. p15A複製起点に由来するエシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、配列番号51、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項44に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  46. エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、R6K複製起点に由来する請求項39に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  47. R6K複製起点に由来するエシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、配列番号52、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項46に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  48. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点をさらに含む請求項2〜47のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  49. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、高コピー数複製起点である請求項48に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  50. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、中コピー数複製起点である請求項48に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  51. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、低コピー数複製起点である請求項48に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  52. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、pRi、pVS1、pRFS1010、pRK2、pSaまたはpBBR1複製起点に由来する請求項48に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  53. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、pRK2複製起点の変異体である請求項52に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  54. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種は、前記pRFS1010複製起点に由来する請求項52に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  55. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、前記pVS1複製起点に由来する請求項52に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  56. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、前記pSa複製起点に由来する請求項52に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  57. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、配列番号3、37、38、53、57、58、59、60もしくは112、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項52に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  58. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、repABC適合複製起点である請求項48に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  59. 前記repABC適合複製起点は、配列番号57、58、59もしくは60、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項58に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  60. エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点、ならびに、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、同じ複製起点である請求項38〜59のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  61. 前記複製起点は、pRK2複製起点、pSa複製起点、またはpRFS1010複製起点に由来する請求項60に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  62. 前記複製起点は、前記pRK2複製起点に由来する請求項60または61に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  63. 前記pRK2複製起点は、配列番号38、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項62に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  64. 前記複製起点は、前記pSa複製起点に由来する請求項60または61に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  65. 前記pSa複製起点は、配列番号53、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項64に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  66. 前記複製起点は、pRFS1010複製起点に由来する請求項60または61に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  67. 前記pRFS1010複製起点は、配列番号37、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項66に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  68. 前記pRK2複製起点は、ミニもしくはミクロpRK2複製起点である請求項60〜62のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  69. 前記pRK2複製起点は、ミクロpRK2複製起点である請求項60〜62および68のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  70. 前記ミクロpRK2複製起点は、配列番号54、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項69に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  71. 前記pRK2複製起点は、ミニpRK2複製起点である請求項60〜62および68のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  72. 前記ミニpRK2は、配列番号66、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項71に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  73. 前記pRK2複製起点は、前記trfAおよびOriV配列を含む請求項60〜62および68のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  74. 前記pRK2複製起点は、配列番号64および65、またはその変異体およびフラグメントを含む請求項73に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  75. par DEオペロン由来の配列をさらに含む請求項60〜74のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  76. 前記par DEオペロンは、配列番号55、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項75に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  77. 形質転換植物細胞の作製方法であって、
    a.植物細胞を、作動可能に結合している、vir遺伝子領域を含む第1の核酸と、目的配列に作動可能に結合する1つ以上のT−DNAボーダー配列を含む第2の核酸とを含むオクロバクテリウム(Ochrobactrum)と接触させる工程と;
    b.オクロバクテリウム(Ochrobactrum)が目的配列を前記植物細胞に形質転換させることができる条件下で、前記植物細胞を培養する工程と;
    c.ゲノム中に前記目的配列を含む形質転換植物細胞を同定する工程と
    を含む方法。
  78. ゲノム中に前記目的配列を含む植物を再生する工程をさらに含む請求項77に記載の方法。
  79. 前記植物細胞は、単子葉植物または双子葉植物由来である請求項77または78に記載の方法。
  80. 前記植物細胞は、ダイズ、タバコ、ヒマワリ、シロイロナズナ属(Arabidopsis)、ベニバナ、アルファルファ、トウモロコシ、コムギ、コメ、オオムギ、オートムギ、キビ、キャノーラ、アブラナ属(Brassica)、ワタおよびサトウキビからなる群から選択される植物由来である請求項77または78に記載の方法。
  81. 前記オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、前記植物細胞に接触させる前に、アセトシリンゴンまたはvirもしくはr−vir遺伝子機能を誘発する他の化合物の存在下で増殖させる請求項77〜80のいずれか一項に記載の方法。
  82. 前記植物細胞は、植物の種子、苗、カルス、細胞懸濁液、子葉、分裂組織、葉、根または茎からの外植体に含まれており、前記外植体を前記オクロバクテリウム(Ochrobactrum)と接触させる請求項77〜81のいずれか一項に記載の方法。
  83. 前記外植体は、胚性分裂組織、体細胞分裂組織、カルス、細胞懸濁液、子葉、子葉節、または、葉、根もしくは茎の組織を含む請求項82に記載の方法。
  84. 目的配列を含む植物細胞を同定する工程は、選択剤の非存在下に行われる請求項77に記載の方法。
  85. 目的配列を含む植物細胞を同定する工程は、選択剤の存在下に前記植物細胞を培養することを含み、前記目的配列は、前記選択剤に対する耐性を与えるか、または前記選択剤に対する耐性を与える選択マーカーと共に送達される請求項77に記載の方法。
  86. 前記選択剤は、クロルスルフロン、エタメツルフロン、イマザピル、グリホサート、カナマイシン、スペクチノマイシン、ビアラホス、2,4−Dまたはジカンバである請求項85に記載の方法。
  87. 前記目的配列は、選択マーカー遺伝子に物理的に結合していない請求項85に記載の方法。
  88. 前記マーカー遺伝子および前記目的配列は、前記目的配列を含む前記植物細胞から再生された植物の子孫においては、遺伝子的に分離している請求項87に記載の方法。
  89. 前記オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、第2の目的配列を含む第3の核酸を含み、前記形質転換細胞は、そのゲノム中に前記第2の目的配列を含む
    請求項77に記載の方法。
  90. 前記植物細胞からの植物の再生は、前記植物細胞を含む外植体から1つ以上のシュートの形成を誘導し、少なくとも最初のシュートを稔性植物全体に育成することを含む請求項78に記載の方法。
  91. 再生は、組織形成によって起こる請求項90に記載の方法。
  92. 前記オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、オクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1、オクロバクテリウム・サイティシ(Ochrobactrum cytisi)、オクロバクテリウム・デジョネンス(Ochrobactrum daejeonense)、オクロバクテリウム・ルピネ(Ochrobactrum lupine)、オクロバクテリウム・オリゼ(Ochrobactrum oryzae)、オクロバクテリウム・トリティシ(Ochrobactrum tritici)、LBNL124−A−10、HTG3−C−07およびオクロバクテリウム・ペクトリス(Ochrobactrum pectoris)からなる群から選択される請求項77〜91のいずれか一項に記載の方法。
  93. 前記オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、選択マーカーをさらに含む請求項77に記載の方法。
  94. 前記選択マーカーは、ゲンタマイシン、ネオマイシン/カナマイシン、ヒグロマイシン、またはスペクチノマイシンに対する耐性を付与する請求項93に記載の方法。
  95. 前記選択マーカー遺伝子は、aacC1遺伝子、npt1遺伝子、npt2遺伝子、hpt遺伝子、SpcN遺伝子、aph遺伝子またはaadA遺伝子である請求項93または94に記載の方法。
  96. 前記選択マーカー遺伝子はaacC1遺伝子である請求項93〜95のいずれか一項に記載の方法。
  97. 前記aacC1遺伝子は、配列番号1、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項93〜96のいずれか一項に記載の方法。
  98. 前記選択マーカー遺伝子は、aadA遺伝子である請求項93〜97のいずれか一項に記載の方法。
  99. 前記aadA遺伝子は、配列番号39、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項93〜98のいずれか一項に記載の方法。
  100. 前記選択マーカー遺伝子は、npt1遺伝子である請求項93〜99のいずれか一項に記載の方法。
  101. 前記npt1遺伝子は、配列番号40、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項93〜100のいずれか一項に記載の方法。
  102. 前記選択マーカー遺伝子は、npt2遺伝子である請求項93〜101のいずれか一項に記載の方法。
  103. 前記npt2遺伝子は、配列番号41、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項93〜102のいずれか一項に記載の方法。
  104. 前記選択マーカー遺伝子は、hpt遺伝子である請求項93〜103のいずれか一項に記載の方法。.
  105. 前記hpt遺伝子は、配列番号67、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項93〜104のいずれか一項に記載の方法。
  106. 前記選択マーカー遺伝子は、テトラサイクリン選択マーカー遺伝子ではない請求項93〜105のいずれか一項に記載の方法。
  107. 前記選択マーカー遺伝子は、tetAR遺伝子ではない請求項93〜106のいずれか一項に記載の方法。
  108. 前記選択マーカー遺伝子は、対抗選択マーカー遺伝子である請求項93〜107のいずれか一項に記載の方法。
  109. 前記対抗選択マーカー遺伝子は、sacB遺伝子、rpsL(strA)遺伝子、pheS遺伝子、dhfr(folA)遺伝子、lacY遺伝子、Gata−1遺伝子、ccdB遺伝子またはthyA遺伝子である請求項108に記載の方法。
  110. 前記vir遺伝子領域は、それぞれ配列番号4〜14、またはその変異体および誘導体を有する、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virB1〜virB11、あるいは、それぞれ配列番号80〜90、またはその変異体および誘導体を有するリゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子r−virB1〜B11を含み、前記ビルレンス遺伝子r−virB1〜B11を含む前記ベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む請求項77〜109のいずれか一項に記載の方法。
  111. 前記vir遺伝子領域は、それぞれ配列番号16〜17、またはその変異体および誘導体を有するリゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virC1〜C2、あるいは、それぞれ配列番号92〜93、またはその変異体および誘導体を有するビルレンス遺伝子r−virC1〜C2を含み、前記ビルレンス遺伝子r−virC1〜C2を含む前記ベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子を含む請求項77〜109のいずれか一項に記載の方法。
  112. 前記vir遺伝子領域は、それぞれ配列番号18〜19、またはその変異体および誘導体を有するリゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virD1〜D2、あるいは、それぞれ配列番号94〜95、またはその変異体および誘導体を有するビルレンス遺伝子r−virD1〜D2を含み、前記ビルレンス遺伝子r−virD1〜D2を含む前記ベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む請求項77〜109のいずれか一項に記載の方法。
  113. 前記vir遺伝子領域は、配列番号15、またはその変異体および誘導体を有する、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virG、あるいは、配列番号91、またはその変異体および誘導体を有するr−virGビルレンス遺伝子を含み、前記ビルレンス遺伝子r−virGを含む前記ベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む請求項77〜109のいずれか一項に記載の方法。
  114. 前記vir遺伝子領域は、リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virA、virD3、virD4、virD5、virE1、virE2、virE3、virH、virH1、virH2、virK、virL、virM、virP、virQ、r−virA、r−virD3、r−virD4、r−virD5、r−virE3もしくはr−virFまたはその変異体および誘導体の1種以上を含み、前記ビルレンス遺伝子r−virA、r−virD3、r−virD4、r−virD5、r−virE3もしくはr−virFを含む前記ベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む請求項77〜109のいずれか一項に記載の方法。
  115. 前記リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子は、配列番号26、または変異体および誘導体を有するvirA、あるいは、配列番号79、またはその変異体および誘導体を有するr−virAビルレンス遺伝子であり、前記ビルレンス遺伝子r−virAを含む前記ベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む請求項114に記載の方法。
  116. 前記リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virD3〜D5は、それぞれ配列番号20〜22、またはその変異体および誘導体を有し、あるいは、前記ビルレンス遺伝子r−virD3〜D5は、それぞれ配列番号96〜98、またはその変異体および誘導体を有し、前記ビルレンス遺伝子r−virD3〜D5を含む前記ベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む請求項114に記載の方法。
  117. 前記リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virE1〜E3は、それぞれ配列番号23〜25、またはその変異体および誘導体を有し、あるいは前記r−virE3ビルレンス遺伝子は、配列番号100、またはその変異体および誘導体を有し、前記ビルレンス遺伝子r−virE3を含む前記ベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む請求項114に記載の方法。
  118. 前記リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virH〜H2は、それぞれ配列番号42〜43、またはその変異体および誘導体を有する請求項114に記載の方法。
  119. 前記リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子は、配列番号45、またはその変異体および誘導体を有する請求項114に記載の方法。
  120. 前記リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virLは、配列番号46、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項114に記載の方法。
  121. 前記リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virMは、配列番号47、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項114に記載の方法。
  122. 前記リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virPは、配列番号48、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項114に記載の方法。
  123. 前記リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virQは、配列番号49、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項114に記載の方法。
  124. 前記リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virD3〜D5およびvirE1〜E3、またはその変異体およびフラグメント、あるいは、r−virD3〜D5およびr−virE3、またはその変異体および誘導体を含み、ビルレンス遺伝子r−virD3〜D5およびr−virE3を含む前記ベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む請求項114に記載の方法。
  125. 前記ビルレンス遺伝子virA、virD3〜D5、およびvirE1−E3、またはその変異体およびフラグメント、あるいは、r−virA、r−virD3〜D5およびr−virE3、またはその変異体および誘導体を含み、ビルレンス遺伝子r−virA、r−virD3〜D5およびr−virE3を含む前記ベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む請求項114に記載の方法。
  126. 前記オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点をさらに含む請求項77〜125のいずれか一項に記載の方法。
  127. エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、Col E1、pSC101、p15AまたはR6K複製起点、およびその変異体または誘導体に由来する請求項126に記載の方法。
  128. エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、Col E1複製起点に由来する請求項127に記載の方法。
  129. Col E1複製起点に由来するエシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、配列番号2、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項128に記載の方法。
  130. エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、pSC101複製起点に由来する請求項127に記載の方法。
  131. pSC101複製起点に由来するエシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、配列番号50、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項130に記載の方法。.
  132. エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、p15A複製起点に由来する請求項127に記載の方法。
  133. p15A複製起点に由来するエシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、配列番号51、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項132に記載の方法。
  134. エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、R6K複製起点に由来する請求項127に記載の方法。
  135. R6K複製起点に由来するエシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、配列番号52、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項134に記載の方法。
  136. 前記オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点をさらに含む請求項77〜135のいずれか一項に記載の方法。
  137. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、高コピー数複製起点である請求項136に記載の方法。
  138. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、中コピー数複製起点である請求項136に記載の方法。
  139. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、低コピー数複製起点である請求項136に記載の方法。
  140. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、pRi、pVS1、pRFS1010、pRK2、pSaまたはpBBR1複製起点に由来する請求項136に記載の方法。
  141. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、pRK2複製起点の変異体である請求項140に記載の方法。
  142. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種は、前記pRFS1010複製起点に由来する請求項140に記載の方法。
  143. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、前記pVS1複製起点に由来する請求項140に記載の方法。
  144. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、前記pSa複製起点に由来する請求項140に記載の方法。
  145. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、配列番号3、37、38、53、57、58、59、60もしくは112、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項140に記載の方法。
  146. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、repABC適合複製起点である請求項136に記載の方法。
  147. 前記repABC適合複製起点は、配列番号57、58、59もしくは60、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項146に記載の方法。
  148. エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点、ならびに、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、同じ複製起点である請求項126〜147のいずれか一項に記載の方法。
  149. 前記複製起点は、pRK2複製起点、pSa複製起点、またはpRFS1010複製起点に由来する請求項148に記載の方法。
  150. 前記複製起点は、前記pRK2複製起点に由来する請求項148または149に記載の方法。
  151. 前記pRK2複製起点は、配列番号38、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項150に記載の方法。
  152. 前記複製起点は、前記pSa複製起点に由来する請求項148または149に記載の方法。
  153. 前記pSa複製起点は、配列番号53、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項152に記載の方法。
  154. 前記複製起点は、pRFS1010複製起点に由来する請求項148または149に記載の方法。
  155. 前記pRFS1010複製起点は、配列番号37、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項154に記載の方法。
  156. 前記pRK2複製起点は、ミニもしくはミクロpRK2複製起点である請求項149〜151のいずれか一項に記載の方法。
  157. 前記pRK2複製起点は、ミクロpRK2複製起点である請求項149〜151および156のいずれか一項に記載の方法。
  158. 前記ミクロpRK2複製起点は、配列番号54、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項157に記載の方法。
  159. 前記pRK2複製起点は、ミニpRK2複製起点である請求項149〜151および156のいずれか一項に記載の方法。
  160. 前記ミニpRK2は、配列番号66、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項159に記載の方法。
  161. 前記pRK2複製起点は、前記trfAおよびOriV配列を含む請求項149〜151および156のいずれか一項に記載の方法。
  162. 前記pRK2複製起点は、配列番号64および65、またはその変異体およびフラグメントを含む請求項161に記載の方法。
  163. par DEオペロン由来の配列をさらに含む請求項136〜162のいずれか一項に記載の方法。
  164. 前記par DEオペロンは、配列番号55、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項163に記載の方法。
  165. 第1のベクターであって、作動可能に結合している、
    a)エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点、
    b)オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点、
    c)選択マーカー遺伝子、ならびに
    d)リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virB1〜B11もしくはr−virB1〜B11、virC1〜C2もしくはr−virC1〜C2、virD1〜D2もしくはr−virD1〜D2、およびvirGもしくはr−virG、またはその変異体および誘導体(ここで、ビルレンス遺伝子r−virB1〜B11、r−virC1〜C2、r−virD1〜D2およびr−virGを含む前記ベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む)
    を含むベクターと;
    作動可能に結合している、目的配列に作動可能に結合する1つ以上のT−DNAボーダー配列を含む第2のベクターと
    を含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1。
  166. 前記リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子は、それぞれ配列番号4〜14、またはその変異体および誘導体を有するvirB1〜virB11、あるいは、それぞれ配列番号80〜90、またはその変異体および誘導体を有するr−virB1〜B11である請求項165に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  167. 前記リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子は、それぞれ配列番号16〜17、またはその変異体および誘導体を有するvirC1〜C2、あるいは、それぞれ配列番号92〜93、またはその変異体および誘導体を有するr−virC1〜C2である請求項165に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  168. 前記リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子は、それぞれ配列番号18〜19、またはその変異体および誘導体を有するvirD1〜virD2、あるいは、それぞれ配列番号94〜95、またはその変異体および誘導体を有するr−virD1〜D2である請求項165に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  169. 前記リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子は、配列番号15、または変異体および誘導体を有するvirG、あるいは、配列番号91、またはその変異体および誘導体を有するr−virGである請求項165に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  170. リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子、virA、virD3、virD4、virD5、virE1、virE2、virE3、virH、virH1、virH2、virK、virL、virM、virP、virQ、r−virA、r−virD3、r−virD4、r−virD5、r−virE3もしくはr−virF、またはその変異体および誘導体の1種以上をさらに含む請求項165に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  171. エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、Col E1、pSC101、p15AまたはR6K複製起点、あるいはその変異体または誘導体に由来する請求項165〜170のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  172. エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、Col E1複製起点に由来する請求項165〜171のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  173. Col E1複製起点に由来するエシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、配列番号2、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項165〜172のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  174. エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、pSC101複製起点に由来する請求項165〜173のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  175. pSC101複製起点に由来するエシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、配列番号50、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項165〜174のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  176. エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、p15A複製起点に由来する請求項165〜175のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  177. p15A複製起点に由来するエシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、配列番号51、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項165〜176のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  178. エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、R6K複製起点に由来する請求項165〜177のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  179. R6K複製起点に由来するエシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、配列番号52、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項165〜178のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  180. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、高コピー数複製起点である請求項165〜179のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  181. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、中コピー数複製起点である請求項165〜179のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  182. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、低コピー数複製起点である請求項165〜179のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  183. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、pRi、pVS1、pRFS1010、pRK2、pSaまたはpBBR1複製起点に由来する請求項165〜179のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  184. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、pRK2複製起点の変異体である請求項165〜179および183のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  185. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、pRFS1010複製起点に由来する請求項165〜179および183のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  186. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、pVS1複製起点に由来する請求項165〜179および183のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  187. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、pSa複製起点に由来する請求項165〜179および183のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  188. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、配列番号3、37、38、53、57、58、59、60もしくは112、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項165〜179および183のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  189. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、repABC適合複製起点である請求項165〜179のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  190. 前記repABC適合複製起点は、配列番号57、58、59もしくは60、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項189に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  191. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、同じ複製起点である請求項165〜170のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  192. 前記複製起点は、pRK2複製起点、pSa複製起点、またはpRFS1010複製起点に由来する請求項191に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  193. 前記複製起点は、前記pRK2複製起点に由来する請求項191または192に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  194. 前記pRK2複製起点は、配列番号38、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項193に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  195. 前記複製起点は、前記pSa複製起点に由来する請求項191または192に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  196. 前記pSa複製起点は、配列番号53、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項195に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  197. 前記複製起点は、pRFS1010複製起点に由来する請求項191または192に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  198. 前記pRFS1010複製起点は、配列番号37、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項197に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  199. 前記複製起点は、前記pRK2複製起点に由来する請求項191または192に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  200. 前記pRK2複製起点は、ミニもしくはミクロpRK2複製起点である請求項192〜194および199のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  201. 前記pRK2複製起点は、ミニもしくはミクロpRK2複製起点である請求項192〜194および199〜200のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  202. 前記ミクロpRK2複製起点は、配列番号54、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項201に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  203. 前記pRK2複製起点は、ミニpRK2複製起点である請求項192〜194および199〜200のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  204. 前記ミニpRK2は、配列番号66、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項203に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  205. 前記pRK2複製起点は、前記trfAおよびOriV配列を含む請求項192〜194および199〜204のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  206. 前記pRK2複製起点は、配列番号64および65、またはその変異体およびフラグメントを含む請求項205に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  207. par DEオペロン由来の配列をさらに含む請求項180〜206のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  208. 前記par DEオペロンは、配列番号55、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項207に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  209. 前記選択マーカーは、ゲンタマイシン、ネオマイシン/カナマイシン、ヒグロマイシンまたはスペクチノマイシンに対する耐性を付与する請求項165〜208のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  210. 前記選択マーカー遺伝子は、aacC1遺伝子、npt1遺伝子、npt2遺伝子、hpt遺伝子、SpcN遺伝子、aph遺伝子またはaadA遺伝子である請求項209に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  211. 前記選択マーカー遺伝子は、aacC1遺伝子である請求項210に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  212. aacC1遺伝子は、配列番号1、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項211に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  213. 前記選択マーカー遺伝子は、aadA遺伝子である請求項210に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  214. 前記aadA遺伝子は、配列番号39、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項213に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  215. 前記選択マーカー遺伝子は、npt1遺伝子である請求項210に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  216. 前記npt1遺伝子は、配列番号40、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項215に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  217. 前記選択マーカー遺伝子は、npt2遺伝子である請求項210に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  218. 前記npt2遺伝子は、配列番号41、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項217に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  219. 前記選択マーカー遺伝子は、hpt遺伝子である請求項210に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  220. 前記hpt遺伝子は、配列番号67、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項219に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  221. 前記選択マーカー遺伝子は、テトラサイクリン選択マーカー遺伝子ではない請求項165〜208のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  222. 前記選択マーカー遺伝子は、tetAR遺伝子ではない請求項165〜208のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  223. 前記選択マーカー遺伝子は、対抗選択マーカー遺伝子である請求項165〜208のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  224. 前記対抗選択マーカー遺伝子は、sacB遺伝子、rpsL(strA)遺伝子、pheS遺伝子、dhfr(folA)遺伝子、lacY遺伝子、Gata−1遺伝子、ccdB遺伝子またはthyA遺伝子である請求項223に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  225. 前記第1のベクターは、配列番号61、またはその変異体もしくはフラグメントを含まない請求項165〜224のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  226. 前記第1のベクターは、配列番号62、またはその変異体もしくはフラグメントを含まない請求項165〜225のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  227. 前記第1のベクターは、traオペロン配列もしくはtrbオペロン配列、またはその変異体もしくはフラグメントを含まない請求項165〜226のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  228. 前記第1のベクターは、配列番号63、またはその変異体もしくはフラグメントを含まない請求項227に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  229. 前記第1のベクターは、配列番号34、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項165に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  230. 前記第1のベクターは、配列番号35、またはその変異体およびフラグメントを含まない請求項165に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  231. 前記第1のベクターは、配列番号36、またはその変異体およびフラグメントを含まない請求項165に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  232. オクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1であって、
    作動可能に結合している、
    a.配列番号2、またはその変異体およびフラグメントを有するエシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖のための複製起点、
    b.配列番号3、またはその変異体およびフラグメントを有するオクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖維持のための複製起点、
    c.配列番号1、またはその変異体およびフラグメントを有する選択マーカー遺伝子、ならびに
    d.アグロバクテリウム(Agrobacterium)種のビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号4〜14を有するvirB1〜B11ビルレンス遺伝子、もしくはそれぞれ配列番号80〜90を有するr−virB1〜B11ビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号16〜17を有するvirC1〜C2ビルレンス遺伝子、もしくはそれぞれ配列番号92〜93を有するr−virC1−C2ビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号18〜19を有するvirD1〜D2ビルレンス遺伝子、もしくはそれぞれ配列番号94〜95を有するr−virD1〜D2、および配列番号15を有するvirGビルレンス遺伝子、もしくは配列番号91を有するr−virGビルレンス遺伝子、またはその変異体および誘導体を含み、ビルレンス遺伝子r−virB1〜B11、r−virC1〜C2、r−virD1〜D2、およびr−virGを含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含むビルレンス遺伝子
    を含む第1のベクターと、
    作動可能に結合している、目的配列に作動可能に結合する1つ以上のT−DNAボーダー配列を含む第2のベクターと
    を含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1。
  233. オクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1であって、
    作動可能に結合している、
    a.配列番号2、またはその変異体およびフラグメントを有するエシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖のための複製起点、
    b.配列番号3、またはその変異体およびフラグメントを有するオクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖維持のための複製起点、
    c.配列番号1、またはその変異体およびフラグメントを有する選択マーカー遺伝子、ならびに
    d.アグロバクテリウム(Agrobacterium)種のビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号4〜14を有するvirB1〜B11ビルレンス遺伝子、もしくはそれぞれ配列番号80〜90を有するr−virB1〜B11ビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号16〜17を有するvirC1〜C2ビルレンス遺伝子、もしくはそれぞれ配列番号92〜93を有するr−virC1−C2ビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号18〜22を有するvirD1〜D5ビルレンス遺伝子、もしくはそれぞれ配列番号94〜98を有するr−virD1〜D5、およびそれぞれ配列番号23〜25を有するvirE1〜E3ビルレンス遺伝子、もしくは、配列番号100を有するr−virE3ビルレンス遺伝子、および配列番号15を有するvirGビルレンス遺伝子、もしくは配列番号91を有するr−virGビルレンス遺伝子、またはその変異体および誘導体を含み、ビルレンス遺伝子r−virB1〜B11、r−virC1〜C2、r−virD1〜D5、r−virE3、およびr−virGを含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む配列
    を含む第1のベクターと、
    作動可能に結合している、目的配列に作動可能に結合する1つ以上のT−DNAボーダー配列を含む第2のベクターと
    を含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1。
  234. オクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1であって、
    作動可能に結合している、
    a.配列番号2、またはその変異体およびフラグメントを有するエシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖のための複製起点、
    b.配列番号3、またはその変異体およびフラグメントを有するオクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖維持のための複製起点、
    c.配列番号1、またはその変異体およびフラグメントを有する選択マーカー遺伝子、ならびに
    d.アグロバクテリウム(Agrobacterium)種のビルレンス遺伝子、配列番号26を有するvirAビルレンス遺伝子、もしくは配列番号79を有するr−virAビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号4〜14を有するvirB1〜B11ビルレンス遺伝子、もしくはそれぞれ配列番号80〜90を有するr−virB1〜B11ビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号16〜17を有するvirC1〜C2ビルレンス遺伝子、もしくはそれぞれ配列番号92〜93を有するr−virC1−C2ビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号18〜22を有するvirD1〜D5ビルレンス遺伝子、もしくはそれぞれ配列番号94〜98を有するr−virD1〜D5、およびそれぞれ配列番号23〜25を有するvirE1〜E3ビルレンス遺伝子、もしくは、配列番号100を有するr−virE3ビルレンス遺伝子、および配列番号15を有するvirGビルレンス遺伝子、もしくは配列番号91を有するr−virGビルレンス遺伝子、および配列番号27を有するvirJビルレンス遺伝子、またはその変異体および誘導体を含み、ビルレンス遺伝子r−virA、r−virB1〜B11、r−virC1〜C2、r−virD1〜D5、r−virE3、およびr−virGを含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む配列
    を含む第1のベクターと、
    作動可能に結合している、目的配列に作動可能に結合する1つ以上のT−DNAボーダー配列を含む第2のベクターと
    を含むオクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense)H1。
  235. 形質転換植物細胞の作製方法であって、
    作動可能に結合している、
    a)エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための複製起点、
    b)オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための複製起点、
    c)選択マーカー遺伝子;ならびに
    d)リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号4〜14を有するvirB1〜B11ビルレンス遺伝子、もしくはそれぞれ配列番号80〜90を有するr−virB1〜B11ビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号16〜17を有するvirC1〜C2ビルレンス遺伝子、もしくはそれぞれ配列番号92〜93を有するr−virC1−C2ビルレンス遺伝子、それぞれ配列番号18〜19を有するvirD1〜D2ビルレンス遺伝子、もしくはそれぞれ配列番号94〜95を有するr−virD1〜D2、および配列番号15を有するvirGビルレンス遺伝子、もしくは配列番号91を有するr−virGビルレンス遺伝子、またはその変異体および誘導体(ここで、ビルレンス遺伝子r−virB1〜B11、r−virC1〜C2、r−virD1〜D2、およびr−virGを含むベクターは、配列番号101、またはその変異体および誘導体を有するr−gallsビルレンス遺伝子をさらに含む)
    を含む第1のベクターと、
    作動可能に結合している、目的配列に作動可能に結合する1つ以上のT−DNAボーダー配列を含む第2のベクターと
    を含むオクロバクテリウム(Ochrobactrum)と植物細胞を接触させる工程と;
    オクロバクテリウム(Ochrobactrum)が目的配列を前記植物細胞に形質転換させることができる条件下で、前記植物細胞を培養する工程と;
    ゲノム中に前記目的配列を含む形質転換植物細胞を同定する工程と
    を含む方法。
  236. 前記リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virB1〜virB11は、それぞれ配列番号4〜14、もしくはその変異体および誘導体を有し、またはr−virB1〜B11は、それぞれ配列番号80〜90、もしくはその変異体および誘導体を有する請求項235に記載の方法。
  237. 前記リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virC1〜C2は、それぞれ配列番号16〜17、もしくはその変異体および誘導体を有し、またはr−virC1〜C2は、それぞれ配列番号92〜93、もしくはその変異体および誘導体を有する請求項235に記載の方法。
  238. 前記リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virD1〜virD2は、それぞれ配列番号18〜19、もしくはその変異体および誘導体を有し、またはr−virD1〜D2は、それぞれ配列番号94〜95、もしくはその変異体および誘導体を有する請求項235に記載の方法。
  239. 前記リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virGは、配列番号15、もしくはその変異体および誘導体を有し、またはr−virGは、配列番号91、もしくはその変異体および誘導体を有する請求項235に記載の方法。
  240. リゾビウム(Rhizobiaceae)ビルレンス遺伝子virA、virD3、virD4、virD5、virE1、virE2、virE3、virH、virH1、virH2、virK、virL、virM、virP、virQ、r−virA、r−virD3、r−virD4、r−virD5、r−virE3もしくはr−virF、またはその変異体および誘導体の1種以上をさらに含む請求項235に記載の方法。
  241. エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、Col E1、pSC101、p15AまたはR6K複製起点、あるいはその変異体または誘導体に由来する請求項235〜240のいずれか一項に記載の方法。
  242. エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、Col E1複製起点に由来する請求項235〜241のいずれか一項に記載の方法。
  243. ColE1複製起点に由来するエシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、配列番号2、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項235〜242のいずれか一項に記載の方法。
  244. エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、pSC101複製起点に由来する請求項235〜243のいずれか一項に記載の方法。
  245. pSC101複製起点に由来するエシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、配列番号50、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項235〜244のいずれか一項に記載の方法。
  246. エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、p15A複製起点に由来する請求項235〜245のいずれか一項に記載の方法。
  247. p15A複製起点に由来するエシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、配列番号51、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項235〜246のいずれか一項に記載の方法。
  248. エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、R6K複製起点に由来する請求項235〜247のいずれか一項に記載の方法。
  249. R6K複製起点に由来するエシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、配列番号52、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項235〜248のいずれか一項に記載の方法。
  250. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、高コピー数複製起点である請求項235〜249のいずれか一項に記載の方法。
  251. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、中コピー数複製起点である請求項235〜249のいずれか一項に記載の方法。
  252. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、低コピー数複製起点である請求項235〜249のいずれか一項に記載の方法。
  253. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、pRi、pVS1、pRFS1010、pRK2、pSaまたはpBBR1複製起点に由来する請求項235〜249のいずれか一項に記載の方法。
  254. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、pRK2複製起点の変異体である請求項235〜249および253のいずれか一項に記載の方法。
  255. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、pRFS1010複製起点に由来する請求項235〜249および253のいずれか一項に記載の方法。
  256. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、pVS1複製起点に由来する請求項235〜249および253のいずれか一項に記載の方法。
  257. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、pSa複製起点に由来する請求項235〜249および253のいずれか一項に記載の方法。
  258. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、配列番号3、37、38、53、57、58、59、60もしくは112、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項235〜249および253のいずれか一項に記載の方法。
  259. オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、repABC適合複製起点である請求項235〜249のいずれか一項に記載の方法。
  260. 前記repABC適合複製起点は、配列番号57、58、59もしくは60、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項259に記載の方法。
  261. エシェリキア・コリ(Escherichia coli)における増殖および安定した維持のための前記複製起点、ならびに、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種における増殖および安定した維持のための前記複製起点は、同じ複製起点である請求項235〜240のいずれか一項に記載の方法。
  262. 前記複製起点は、pRK2複製起点、pSa複製起点、またはpRFS1010複製起点に由来する請求項261191に記載の方法。
  263. 前記複製起点は、前記pRK2複製起点に由来する請求項261または262に記載の方法。
  264. 前記pRK2複製起点は、配列番号38、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項263に記載の方法。
  265. 前記複製起点は、前記pSa複製起点に由来する請求項261または262に記載の方法。
  266. 前記pSa複製起点は、配列番号53、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項265に記載の方法。
  267. 前記複製起点は、前記pRFA1010複製起点に由来する請求項261または262に記載の方法。
  268. 前記pRFS1010複製起点は、配列番号37、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項267に記載の方法。
  269. 前記複製起点は、前記pRK2複製起点に由来する請求項261または262に記載の方法。
  270. 前記pRK2複製起点は、ミニもしくはミクロpRK2複製起点である請求項262〜264および269のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum)。
  271. 前記pRK2複製起点は、ミクロpRK2複製起点である請求項262〜264および269〜270のいずれか一項に記載の方法。
  272. 前記ミクロpRK2複製起点は、配列番号54、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項271に記載の方法。
  273. 前記pRK2複製起点は、ミニpRK2複製起点である請求項262〜264および269〜270のいずれか一項に記載の方法。
  274. 前記ミニpRK2は、配列番号66、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項273に記載の方法。
  275. 前記pRK2複製起点は、前記trfAおよびOriV配列を含む請求項262〜264および269〜274のいずれか一項に記載の方法。
  276. 前記pRK2複製起点は、配列番号64および65、またはその変異体およびフラグメントを含む請求項275に記載の方法。
  277. par DEオペロン由来の配列をさらに含む請求項250〜276のいずれか一項に記載の方法。
  278. 前記par DEオペロンは、配列番号55、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項277に記載の方法。
  279. 前記選択マーカーは、ゲンタマイシン、ネオマイシン/カナマイシン、ヒグロマイシンまたはスペクチノマイシンに対する耐性を付与する請求項235〜278のいずれか一項に記載の方法。
  280. 前記選択マーカー遺伝子は、aacC1遺伝子、npt1遺伝子、npt2遺伝子、hpt遺伝子、SpcN遺伝子、aph遺伝子またはaadA遺伝子である請求項279に記載の方法。
  281. 前記選択マーカー遺伝子は、aacC1遺伝子である請求項280に記載の方法。
  282. 前記aacC1遺伝子は、配列番号1、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項281に記載の方法。
  283. 前記選択マーカー遺伝子は、aadA遺伝子である請求項280に記載の方法。
  284. 前記aadA遺伝子は、配列番号39、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項283に記載の方法。
  285. 前記選択マーカー遺伝子は、npt1遺伝子である請求項280に記載の方法。
  286. 前記npt1遺伝子は、配列番号40、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項285に記載の方法。
  287. 前記選択マーカー遺伝子は、npt2遺伝子である請求項280に記載の方法。
  288. 前記npt2遺伝子は、配列番号41、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項287に記載の方法。
  289. 前記選択マーカー遺伝子は、hpt遺伝子である請求項280に記載の方法。
  290. 前記hpt遺伝子は、配列番号67、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項289に記載の方法。
  291. 前記選択マーカー遺伝子は、テトラサイクリン選択マーカー遺伝子ではない請求項235〜278のいずれか一項に記載の方法。
  292. 前記選択マーカー遺伝子は、tetAR遺伝子ではない請求項235〜278のいずれか一項に記載の方法。
  293. 前記選択マーカー遺伝子は、対抗選択マーカー遺伝子である請求項235〜278のいずれか一項に記載の方法。
  294. 前記対抗選択マーカー遺伝子は、sacB遺伝子、rpsL(strA)遺伝子、pheS遺伝子、dhfr(folA)遺伝子、lacY遺伝子、Gata−1遺伝子、ccdB遺伝子またはthyA遺伝子である請求項293に記載の方法。
  295. 前記第1のベクターは、配列番号61、またはその変異体もしくはフラグメントを含まない請求項235〜294のいずれか一項に記載の方法。
  296. 前記第1のベクターは、配列番号62、またはその変異体もしくはフラグメントを含まない請求項235〜295のいずれか一項に記載の方法。
  297. 前記第1のベクターは、traオペロン配列もしくはtrbオペロン配列、またはその変異体もしくはフラグメントを含まない請求項235〜296のいずれか一項に記載の方法。
  298. 前記第1のベクターは、配列番号63、またはその変異体もしくはフラグメントを含まない請求項235または297に記載の方法。
  299. 前記第1のベクターは、配列番号34、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項235〜298のいずれか一項に記載の方法。
  300. 前記第1のベクターは、配列番号35、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項235〜298のいずれか一項に記載の方法。
  301. 前記第1のベクターは、配列番号36、またはその変異体およびフラグメントを有する請求項235〜298のいずれか一項に記載の方法。
  302. ゲノム中に前記目的配列を含む植物を再生する工程をさらに含む請求項235に記載の方法。
  303. 前記植物細胞は、単子葉植物または双子葉植物由来である請求項235または302に記載の方法。
  304. 前記植物細胞は、ダイズ、タバコ、ヒマワリ、シロイロナズナ属(Arabidopsis)、ベニバナ、アルファルファ、トウモロコシ、コムギ、コメ、オオムギ、オートムギ、キビ、キャノーラ、アブラナ属(Brassica)、ワタおよびサトウキビからなる群から選択される植物由来である請求項235または302に記載の方法。
  305. 前記オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、前記植物細胞に接触させる前に、アセトシリンゴンまたはvirもしくはr−vir遺伝子機能を誘発する他の化合物の存在下で増殖させる請求項235〜304のいずれか一項に記載の方法。
  306. 前記植物細胞は、植物の種子、苗、カルス、細胞懸濁液、子葉、分裂組織、葉、根または茎からの外植体に含まれており、前記外植体を前記オクロバクテリウム(Ochrobactrum)と接触させる請求項235および303〜305のいずれか一項に記載の方法。
  307. 前記外植体は、胚性分裂組織、体細胞分裂組織、カルス、細胞懸濁液、子葉、子葉節、または、葉、根もしくは茎の組織を含む請求項306に記載の方法。
  308. 前記目的配列を含む植物細胞を同定する工程は、選択剤の非存在下に行われる請求項235に記載の方法。
  309. 前記目的配列を含む植物細胞を同定する工程は、選択剤の存在下に前記植物細胞を培養することを含み、前記目的配列は、前記選択剤に対する耐性を与えるか、または前記選択剤に対する耐性を与える選択マーカーと共に供給される請求項235に記載の方法。
  310. 前記選択剤は、クロルスルフロン、エタメツルフロン、イマザピル、グリホサート、カナマイシン、スペクチノマイシン、ビアラホス、2,4−Dまたはジカンバである請求項309に記載の方法。
  311. 前記目的配列は、選択マーカー遺伝子に物理的に結合していない請求項235に記載の方法。
  312. 前記マーカー遺伝子および前記目的配列は、前記目的配列を含む前記植物細胞から再生された植物の子孫においては、遺伝子的に分離している請求項311に記載の方法。
  313. 前記オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、作動可能に結合している、第2の目的配列を含む第3のベクターをさらに含む請求項235に記載の方法。
  314. 前記植物細胞からの植物の再生は、前記植物細胞を含む外植体から1つ以上のシュートの形成を誘発し、少なくとも最初のシュートを稔性植物全体に育成することを含む請求項302に記載の方法。
  315. 植物の再生は、組織形成によって起こる請求項314に記載の方法。
  316. 前記オクロバクテリウム(Ochrobactrum)は、オクロバクテリウム・ハイバルデンセ(Ochrobactrum haywardense H1)、オクロバクテリウム・サイティシ(Ochrobactrum cytisi)、オクロバクテリウム・デジョネンス(Ochrobactrum daejeonense)、オクロバクテリウム・ルピネ(Ochrobactrum lupine)、オクロバクテリウム・オリゼ(Ochrobactrum oryzae)、オクロバクテリウム・トリティシ(Ochrobactrum tritici)、LBNL124−A−10、HTG3−C−07およびオクロバクテリウム・ペクトリス(Ochrobactrum pectoris)からなる群から選択される請求項235〜315のいずれか一項に記載の方法。
  317. (a)請求項2〜76および165〜234のいずれか一項に記載のオクロバクテリウム(Ochrobactrum);および
    (b)植物の形質転換に使用するための説明書
    を含むキット。
  318. 配列番号34、35、36、106、113もしくは114、またはその変異体および誘導体のいずれか1つを含む請求項2、165、232、233、234および235のいずれか一項に記載のベクター。

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