JP3350753B2 - New large capacity binary shuttle vector - Google Patents

New large capacity binary shuttle vector

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JP3350753B2
JP3350753B2 JP29927897A JP29927897A JP3350753B2 JP 3350753 B2 JP3350753 B2 JP 3350753B2 JP 29927897 A JP29927897 A JP 29927897A JP 29927897 A JP29927897 A JP 29927897A JP 3350753 B2 JP3350753 B2 JP 3350753B2
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信二 川崎
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、種子植物の形質転換な
どに用いられる大容量シャトルベクターに関する。特
に、種子植物の中でも経済的価値が高いにもかかわらず
形質転換の難しい単子葉作物の形質転換にも用いられる
とともに、ゲノム機能の相補性検定解析やゲノム機能解
析用ゲノムライブラリー構築にも好適に用いることがで
きる大容量バイナリーシャトルベクターに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a large-capacity shuttle vector used for transformation of seed plants and the like. In particular, it is used for transformation of monocotyledonous crops that are difficult to transform despite having high economic value among seed plants, and are also suitable for analysis of complementation of genomic function and construction of genomic library for genomic function analysis High-capacity binary shuttle vector that can be used for

【0002】[0002]

【従来の技術】単子葉作物は、農業上の重要性にもかか
わらず、その形質転換は双子葉植物より困難である。こ
れまでこれらの植物の形質転換は、遺伝子銃による強制
的導入法やプロトプラスト化した上での電気導入(エレ
クトロポレーション)法やPEG(polyethylene glycol)
法、などにより行われてきた。しかし、電気導入法やPE
G法による場合にはプロトプラストからの再生が困難で
あり、遺伝子銃を用いる場合には高価な装置を必要とす
る上、多数の試料の同時処理が困難であるという問題点
があった。また、いずれの方法を用いても10kb以上の大
きな遺伝子断片を、効率良く、かつその構成を損なわず
に単子葉作物に導入した例はなかった。
BACKGROUND OF THE INVENTION Despite their agricultural importance, monocot crops are more difficult to transform than dicots. Until now, these plants have been transformed by forced transfer using a gene gun, electroporation after protoplasting, or PEG (polyethylene glycol).
Law, and so on. However, electricity introduction method and PE
In the case of the G method, it is difficult to regenerate from protoplasts, and in the case of using a gene gun, an expensive apparatus is required, and it is difficult to simultaneously process a large number of samples. In addition, there has been no example of introducing a large gene fragment of 10 kb or more into monocotyledonous crops efficiently and without impairing its structure by using any of the methods.

【0003】最近、日永らは単子葉作物であるイネにお
いても、pBI系ベクターとアグロバクテリウムとを用い
た形質転換が可能なことを報告し(Hiei et al., Plant
Journal, 6;271-282(1994))、これにより、イネの形質
転換は飛躍的に容易になった。しかし、日永らの用いた
pBI系のベクターでは、10kb程度のDNA をイネに安定的
に導入できるにすぎなかった。また、シャトルベクター
としてもこれ以上の大きさのDNA を組み込むと、大腸菌
の中でもベクターを安定して維持することが難しくな
る。
Recently, Hinaga et al. Reported that it is possible to transform rice, which is a monocotyledonous crop, using a pBI vector and Agrobacterium (Hiei et al., Plant
Journal, 6; 271-282 (1994)), thereby greatly facilitating the transformation of rice. However, Hinaga et al. Used
With a pBI-based vector, only about 10 kb of DNA could be stably introduced into rice. In addition, when a DNA of a larger size is incorporated as a shuttle vector, it becomes difficult to stably maintain the vector even in Escherichia coli.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】一方、最近のゲノム
(染色体)研究の進展により、農業形質を決定する有用
遺伝子などを単離する方法として、染色体上の位置情報
をもとに遺伝子を単離するポジショナルクローニング法
が有望な方法としてにわかに注目を浴びるようになっ
た。この手法を用いる場合、位置情報から絞りこまれた
複数の遺伝子のうちで、真にその形質を担う遺伝子を同
定するためには、その遺伝子を含む染色体断片を植物に
導入してその形質が発現することを確認する必要があ
る。この際、大きな染色体断片を導入できれば効率の良
い遺伝子の絞り込みが可能となるため、なるべく大きな
染色体断片を導入することが望ましい。
On the other hand, with the recent progress of genomic (chromosome) research, as a method for isolating useful genes that determine agricultural traits, genes have been isolated based on positional information on chromosomes. Positional cloning methods have quickly gained attention as promising methods. When using this method, to identify a gene that truly carries the trait among a plurality of genes narrowed down from positional information, a chromosome fragment containing the gene is introduced into a plant to express the trait. You need to make sure. At this time, if a large chromosome fragment can be introduced, efficient gene narrowing can be performed. Therefore, it is desirable to introduce a large chromosome fragment as much as possible.

【0005】これまで10kb以上の染色体断片を植物に導
入する方法としては、以下に述べるバイナリーコスミド
法とPEG法とが知られているが、いずれも下記のような
問題を含んでいる。 (1)バイナリーコスミド法では、導入できる染色体断
片の大きさが20kb程度に制限されてしまうこと、および
複製オリジンとしてpBI系のRK2を使用していることか
ら、実際に最初に染色体を導入される大腸菌内でのプラ
スミドの維持が難しい場合がかなりあった。
[0005] As a method for introducing a chromosome fragment of 10 kb or more into plants, the binary cosmid method and the PEG method described below have been known, both of which involve the following problems. (1) In the binary cosmid method, the size of the chromosome fragment that can be introduced is limited to about 20 kb, and RK2 of the pBI system is used as the replication origin, so the chromosome is actually first introduced. In many cases, maintenance of the plasmid in E. coli was difficult.

【0006】(2)PEG法では、プロトプラストからの
再生に高度な技術を要するほか、導入断片がバラバラに
なりそのままの形で導入されない場合が多いことから、
導入された染色体断片中に含まれる遺伝子機能の検定を
行うには問題が多かった。
(2) In the PEG method, since advanced technology is required for reproduction from protoplasts, and the introduced fragments often fall apart and are not introduced as they are,
There were many problems in testing the function of the gene contained in the introduced chromosome fragment.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は以上の通りの事
情に鑑みてなされたものである。本発明は、10kb以上の
大型の染色体断片を、高等植物、特に農業上重要な作物
を多く含みながら形質転換が困難とされてきた単子葉作
物に導入することを目的としている。また、本発明は、
上記の高等植物に、これまで特に困難であった10kb以上
のDNA をこれらの植物の核へ効率良く安定的に導入する
ことによって、大きな染色体領域での遺伝子の相補性分
析を可能とし、各種の農業形質を司る遺伝子が染色体上
の何処に存在するかを効率良く示すことによってその遺
伝子の単離を容易にすることを目的とする。また、大き
な遺伝子複合体を一まとめに導入することにより、これ
まで困難であった複合的形質をこれらの植物へ一括して
導入できるようにすることをも目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances. An object of the present invention is to introduce a large chromosome fragment of 10 kb or more into higher plants, especially monocotyledonous crops which contain many agriculturally important crops and are difficult to transform. Also, the present invention
By efficiently and stably introducing DNA of 10 kb or more into the above plants into the nuclei of these plants, which has been particularly difficult so far, it has become possible to analyze the complementarity of genes in large chromosomal regions. An object of the present invention is to facilitate the isolation of a gene that controls an agricultural trait by efficiently indicating where on the chromosome the gene governing the trait is located. It is another object of the present invention to introduce a large gene complex in a lump so that complex traits which have been difficult so far can be collectively introduced into these plants.

【0008】すなわち、本発明は、T-DNA領域と、 Ri複
製起点とを有する大容量バイナリーシャトルベクターで
ある。本発明の大容量バイナリーシャトルベクターは、
pBI系のバイナリーシャトルベクターであることを特徴
とする。また、上記大容量シャトルベクターは、上記T-
DNA領域にマルチクローニングサイトを有する遺伝子、
具体的にはlacZ遺伝子が導入されていることを特徴とす
る。
[0008] That is, the present invention is a large-capacity binary shuttle vector having a T-DNA region and a Ri origin of replication. The large-capacity binary shuttle vector of the present invention comprises:
It is a pBI binary shuttle vector. In addition, the large-capacity shuttle vector contains the T-
A gene having a multiple cloning site in the DNA region,
Specifically, the lacZ gene is introduced.

【0009】さらに、上記大容量バイナリーシャトルベ
クターは、T-DNA領域に導入されたlacZ遺伝子とT-DNAの
境界領域との間に抗生物質耐性遺伝子が導入されている
ことを特徴とする。上記境界領域は左側境界領域である
ことが好適であり、また、上記抗生物質耐性遺伝子とし
ては、ハイグロマイシン耐性遺伝子が好適である。別の
選択マーカー抗生物質遺伝子はカナマイシン耐性遺伝子
であってもよく、大腸菌と単子葉植物中において選択マ
ーカーとして使用することができる。
Further, the large-capacity binary shuttle vector is characterized in that an antibiotic resistance gene has been introduced between the lacZ gene introduced into the T-DNA region and the boundary region of the T-DNA. The border region is preferably a left border region, and the antibiotic resistance gene is preferably a hygromycin resistance gene. Another selectable marker antibiotic gene may be a kanamycin resistance gene, which can be used as a selectable marker in E. coli and monocots.

【0010】さらにまた、上記大容量シャトルベクター
は、小さなDNA 断片から大型の染色体断片までを組み込
むことができることを特徴とする。これらの染色体断片
としては、少なくとも40kbまでの大きさのものが効率よ
く組み込めることが確認され、さらに大きなものを組込
んでもよい。
[0010] Furthermore, the large-capacity shuttle vector is characterized in that it can integrate from a small DNA fragment to a large chromosome fragment. It has been confirmed that those chromosome fragments having a size of at least up to 40 kb can be efficiently incorporated, and even larger ones may be incorporated.

【0011】本発明は、植物、特に単子葉植物の形質転
換能を有するゲノムライブラリーである。植物の形質転
換能を有するゲノムライブラリーを構成する各クローン
は、本発明の大容量バイナリーシャトルベクターのT-DN
A領域中にインサートを有することを特徴とする。
The present invention is a genomic library capable of transforming plants, particularly monocotyledonous plants. Each clone constituting the genomic library capable of transforming plants is a large-capacity binary shuttle vector of the present invention, T-DN.
It is characterized by having an insert in the A region.

【0012】本発明は、T-DNA領域内のlox部位、parC遺
伝子、および複製起点としてRi oriを有するバイナリー
シャトルベクターであって、宿主である大腸菌またはア
グロバクテリウム中で、 cre酵素によりlox部位を有す
る環状ゲノムライブラリーのクローンプラスミドと統合
可能なバイナリーベクターである。本発明は、また、T-
DNA領域中に植物用プロモーターとターミネーターとで
挟まれたマルチクローニング部位と、複製起点としてRi
oriとを有する植物の形質転換用バイナリーベクターで
ある。
The present invention relates to a binary shuttle vector having a lox site in the T-DNA region, a parC gene, and Riori as an origin of replication, wherein the lox site is formed by the cre enzyme in Escherichia coli or Agrobacterium as a host. This is a binary vector that can be integrated with a clone plasmid of a circular genomic library having: The present invention also provides T-
A multiple cloning site flanked by a plant promoter and terminator in the DNA region, and Ri as the replication origin
It is a binary vector for transformation of a plant having ori.

【0013】本発明は、ゲノムライブラリーのクローン
に挿入された染色体断片中の遺伝子の機能を評価するた
めの相補性検定法である。この方法には、ゲノムインサ
ートを有する上記プラスミドをアグロバクテリウム細胞
中に導入する工程と、このプラスミドを植物に移行させ
る工程とを備える。さらに本発明は、ゲノムライブラリ
ーのクローンに挿入された染色体断片中の遺伝子の機能
を評価するための別の相補性検定法である。この方法に
は、ゲノムインサートを有するライブラリーの構成プラ
スミドを上記のバイナリーベクターとを統合する工程
と、この統合ベクターをアグロバクテリウム細胞中に導
入する工程と、この統合ベクターを植物中に移行させる
工程とを備える。ここで、上記ライブラリーは、lox部
位を有し、宿主が大腸菌である環状ベクターを用いるこ
とによって構築される。
[0013] The present invention is a complementation assay for evaluating the function of a gene in a chromosome fragment inserted into a clone of a genomic library. The method comprises the steps of introducing the plasmid having the genomic insert into Agrobacterium cells, and transferring the plasmid to a plant. Further, the present invention is another complementation assay for evaluating the function of a gene in a chromosome fragment inserted into a clone of a genomic library. This method includes the steps of integrating a plasmid constituting a library having a genomic insert with the binary vector, introducing the integrated vector into Agrobacterium cells, and transferring the integrated vector into a plant. And a step. Here, the library is constructed by using a circular vector having a lox site and using Escherichia coli as a host.

【0014】本発明は、上記の相補性検定法によって得
られた遺伝子である。また、本発明は、上記の大容量バ
イナリーシャトルベクターを使用する工程を備える有用
遺伝子のスクリーニング方法である。
[0014] The present invention is a gene obtained by the above-described complementation assay. The present invention is also a method for screening a useful gene, comprising a step of using the above-mentioned large-capacity binary shuttle vector.

【0015】さらに、本発明は、上記大容量バイナリー
シャトルベクターで形質転換された形質転換植物であ
る。形質転換される植物としては、すべての植物、主と
して種子植物、とりわけ単子葉植物が挙げられる。
Further, the present invention is a transgenic plant transformed with the large-capacity binary shuttle vector. Plants to be transformed include all plants, mainly seed plants, especially monocots.

【0016】本発明は、大型インサートを有するバイナ
リーベクターを安定に維持するためにrecA-を有する高
転換率アグロバクテリウム株の作製方法である。この方
法は、高い形質転換高率を有する株のrecA遺伝子上にお
ける部位特異的突然変異を生じさせてrecA-株に形質転
換する工程と、細胞中において形質転換されたrecA-
クターとrecA+遺伝子との間で、recA+遺伝子を有する株
に相同組換えを導入する工程と、前記株を広げたプレー
トのレプリカヲ作成することにより組換え体を選択する
工程と、前記プレートに放射線を照射してUV照射下で
は生育できないクローンをスクリーニングする工程とを
備える。
The present invention, recA in order to stably maintain a binary vector with large insert - a high conversion rate production method of Agrobacterium strains having a. This method comprises the steps of generating a site-specific mutation on the recA gene of a strain having a high transformation rate and transforming it into a recA - strain, the recA - vector and the recA + gene transformed in the cell. In between, a step of introducing homologous recombination into a strain having the recA + gene, a step of selecting a recombinant by creating a replica of a plate on which the strain is expanded, and irradiating the plate with radiation Screening for clones that cannot grow under UV irradiation.

【0017】本発明は、大型インサートを有する前記大
容量バイナリーシャトルベクターを安定に維持するrecA
-高形質転換効率アグロバクテリウム株であり、形質転
換のための種々の通常の農業形質を有する植物を形質転
換することができる。
[0017] The present invention provides recA which stably maintains the large-capacity binary shuttle vector having a large insert.
- a high transformation efficiency Agrobacterium strain may be transformed plants having a variety of conventional agronomic traits for transformation.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】図1は、大容量シャトルベクター
pBIGRZとRi複製起点を持たない同様のベクターpBIGZと
の構築を示す図である。大容量シャトルベクターRi ori
を有しないpBIGRZの構築。Ri oriの矢印は、遺伝子の方
向とプラスミドの対応する番号とを示す。ユニークなク
ローニング部位を有する制限酵素を示す。RBはT-DNAの
右側境界領域を、LBはT-DNAの左側境界領域を示す。NPT
IIはネオマイシン耐性遺伝子、NPおよびNTはノパリン合
成酵素のプロモーターおよびターミネーターを示し、la
cZはβ−ガラクトシダーゼ遺伝子を、MCSはマルチクロ
ーニング部位を示す。P35Sは35Sプロモーターを、iGUS
はイントロンを有するβ−グルクロニダーゼ遺伝子を、
HPTはハイグロマイシン耐性遺伝子を、Ri oriはRiプラ
スミドの複製起点を示す。
FIG. 1 shows a large-capacity shuttle vector.
FIG. 3 shows the construction of pBIGRZ and a similar vector pBIGZ without Ri origin of replication. Large capacity shuttle vector Ri ori
Construction of pBIGRZ without A. Ri ori arrows indicate the direction of the gene and the corresponding number of the plasmid. 1 shows a restriction enzyme having a unique cloning site. RB indicates the right border region of T-DNA, and LB indicates the left border region of T-DNA. NPT
II indicates the neomycin resistance gene, NP and NT indicate the promoter and terminator of nopaline synthase, la
cZ indicates the β-galactosidase gene, and MCS indicates a multiple cloning site. P35S has 35S promoter, iGUS
Is a β-glucuronidase gene having an intron,
HPT indicates the hygromycin resistance gene, and Ri ori indicates the origin of replication of the Ri plasmid.

【0019】図2は、pBI121からpBIHG を経てpBIGRZを
作製するまでの過程を示す図である。図3は、pBIGRZに
よりイネに導入された2種類のヒトの40kbの染色体断片
のサザンブロットの結果を表すゲル電気泳動写真であ
る。A:導入当代(R0)において対照と比較したとき
に、導入されたゲノムの断片にほとんど変動が見られ
ず、導入された染色体断片がそのまま入っていることを
示す。B:導入後代(R1)でも変動が見られず、導入さ
れた染色体断片は安定に後代に伝えられることを示す。
FIG. 2 is a diagram showing a process from pBI121 to pBIHG to pBIGRZ production. FIG. 3 is a gel electrophoresis photograph showing the results of Southern blotting of two human 40 kb chromosome fragments introduced into rice by pBIGRZ. A: When compared with the control at the time of introduction (R 0 ), the introduced genomic fragment shows almost no change, indicating that the introduced chromosome fragment remains as it is. B: No change was observed even in the transgenic progeny (R 1 ), indicating that the introduced chromosome fragment was stably transmitted to the progeny.

【0020】図4は、pBIGRZにより、約40kbのヒトの染
色体断片を導入されたイネの花(左)と穂(中央)とを
示す図面代用写真である。稔性が極めて高く、実った穂
は頭を垂れる。図5は、pBIGRZを用いて作ったイネのゲ
ノムライブラリーを示す。これらは、制限酵素NotIで切
断した。Aは45kb以上のサイズの染色体断片が導入され
た消化断片を示し、Bは30〜50kbを有する断片が導入さ
れた消化断片を示す。AおよびBにおいて、導入された
断片の平均サイズは、それぞれ51kbおよび39kbであっ
た。
FIG. 4 is a drawing substitute photograph showing rice flowers (left) and ears (center) into which a human chromosome fragment of about 40 kb has been introduced by pBIGRZ. The fertility is extremely high, and the ears that hang down their heads. FIG. 5 shows a rice genomic library made using pBIGRZ. These were cut with the restriction enzyme NotI. A indicates a digested fragment into which a chromosome fragment having a size of 45 kb or more has been introduced, and B indicates a digested fragment into which a fragment having 30 to 50 kb has been introduced. In A and B, the average size of the introduced fragments was 51 kb and 39 kb, respectively.

【0021】このことから、相補性検定に有用なゲノム
ライブラリーが実際に構築されたことを示す。平均のイ
ンサートサイズは、各レーンのバンドのサイズから約20
kbを差し引くことによって得られた。右側の2レーンは
サイズマーカーである。
This indicates that a genomic library useful for complementation assay was actually constructed. The average insert size is approximately 20
Obtained by subtracting kb. The two lanes on the right are size markers.

【0022】図6AおよびBは、本発明の大容量バイナ
リーベクターの性質を利用した各種の誘導ベクターを示
す。Aはcre酵素の一次的発現によるlox部位での特異的
組換えを利用した単一ベクターを示す。pBRCは相補性検
定を行うためのベクターの1例であり、ゲノムインサー
トとlox部位とを有するBACベクターが宿主細胞中におけ
るcre酵素の一次的発現によって統合された。統合され
ていないBACを有するpBRCは、その中にparC配列が存在
する場合には速やかに除去される。Bは、ベクター、pB
PRPTの1例を示す。このベクターはプロモーターとター
ミネーターからの発現特性を有する単一の遺伝子を導入
する工程で使用され、高い形質転換能を有する本発明の
大容量ベクターである。
FIGS. 6A and 6B show various derived vectors utilizing the properties of the large-capacity binary vector of the present invention. A shows a single vector utilizing specific recombination at the lox site by primary expression of the cre enzyme. pBRC is an example of a vector for performing complementation assays in which a BAC vector with a genomic insert and a lox site was integrated by primary expression of the cre enzyme in host cells. PBRCs with non-integrated BACs are rapidly removed if the parC sequence is present therein. B is the vector, pB
An example of a PRPT is shown. This vector is used in the step of introducing a single gene having expression characteristics from a promoter and a terminator, and is a large-capacity vector of the present invention having high transformability.

【0023】以下、この発明についてさらに詳しく説明
する。本発明の大容量バイナリーシャトルベクターを、
以下のようにして構築した。本発明の大容量バイナリー
シャトルベクターを、以下のようにして構築した。 (1)大きな染色体断片をインサートとして保持できる
バイナリーベクターの開発(図1および2参照) 以下の要件を満たすバイナリーベクターシステムを基本
とした。 (i)各種の染色体断片をインサートとして導入したT-
DNA領域を有するベクターであること。このT-DNA領域
は、種々の植物細胞に効率よく導入することができる。 (ii)ゲノムライブラリーの構築が容易であること。 (iii)プラスミドDNA の調製も容易であり、大腸菌を宿
主にできること。 (iv)構築したプラスミドを容易にアグロバクテリウム
にも容易に移行することができ、かつ安定に維持して植
物の形質転換を効率的にすることができることる。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail. The large-capacity binary shuttle vector of the present invention is
It was constructed as follows. The large capacity binary shuttle vector of the present invention was constructed as follows. (1) Development of a binary vector capable of holding a large chromosome fragment as an insert (see FIGS. 1 and 2) Based on a binary vector system satisfying the following requirements. (I) T-cells with various chromosomal fragments introduced as inserts
The vector must have a DNA region. This T-DNA region can be efficiently introduced into various plant cells. (Ii) Easy construction of a genomic library. (Iii) Plasmid DNA can be easily prepared and Escherichia coli can be used as a host. (Iv) The constructed plasmid can be easily transferred to Agrobacterium, and can be stably maintained to efficiently transform plants.

【0024】本発明の大容量バイナリーシャトルベクタ
ーは、上記のようにアグロバクテリウムへ移行できるこ
とを要件としている。アグロバクテリウム(Agrobacteri
um tumefaciens)は、土壌細菌であり、約200kbの大きさ
のTiプラスミドを有し、このTiプラスミド上には、10〜
20kbのT-DNAと呼ばれる領域がある。T-DNAは、植物にア
グロバクテリウムが感染すると、アグロバクテリウムか
らTiプラスミド上のvir(virulence:病原性) 領域の遺伝
子産物の働きでT-DNA領域の切り出しが起こる。切り出
されたT-DNAは、植物へ転移し、最終的に植物の核DNA
中に組み込まれることが知られている。
The large-capacity binary shuttle vector of the present invention is required to transfer to Agrobacterium as described above. Agrobacterium
um tumefaciens) is a soil bacterium, has a Ti plasmid of about 200 kb in size, and 10 to
There is a region called T-DNA of 20kb. When Agrobacterium infects a plant, the T-DNA region is excised from the Agrobacterium by the gene product of the vir (virulence: pathogenicity) region on the Ti plasmid. The excised T-DNA is transferred to the plant, and finally the plant nuclear DNA
It is known to be incorporated therein.

【0025】この際、T-DNA領域とvir領域とは異なるベ
クターに存在していてもよく、このため、T-DNA領域と
少なくとも1つの複製起点およびマーカー遺伝子のみを
持ったバイナリーベクターを作製することが可能とな
る。T-DNAの転移と組込みには、T-DNAの両端にある25bp
からなる境界配列だけが必要であり、それ以外のT-DNA
上にある遺伝子群は不要である。このT-DNAの両端にあ
る境界配列をそれぞれ、左側境界配列(レフトボーダ
ー、LB:left border)および右側境界配列(ライトボー
ダー、RB:right border)という。
At this time, the T-DNA region and the vir region may be present in different vectors, and therefore, a binary vector having only the T-DNA region, at least one replication origin, and a marker gene is prepared. It becomes possible. 25 bp at each end of T-DNA for T-DNA transfer and integration
Only the border sequence consisting of
The genes above are unnecessary. The border sequences at both ends of the T-DNA are referred to as a left border sequence (left border, LB: left border) and a right border sequence (right border, RB: right border), respectively.

【0026】上記の要件を満たすバイナリーシャトルベ
クターは、適当な複製起点を有することにより2種以上
の菌を宿主とすることができ、バイナリーベクターとし
て機能できるベクターであればよく、特に制限されな
い。具体的には、pBI系のベクターである、pBI101やpBI
121などが市販されており、これらを使用することがで
きる。
The binary shuttle vector that satisfies the above requirements is not particularly limited as long as it has a suitable origin of replication and can use two or more types of bacteria as hosts and can function as a binary vector. Specifically, pBI vectors such as pBI101 and pBI
121 and the like are commercially available, and these can be used.

【0027】バイナリーベクターに使用される複製起点
としては、RK2が一般的である。しかし、RK2を複製起点
として使用すると、10kb以上の大型のインサートを、安
定して大腸菌やアグロバクテリウムで保持するのが難し
い場合が多い。したがって、このような大型のインサー
トを上記のいずれの宿主においても安定に保持できるよ
うにするためにベクターの大容量化が必要である。複製
起点としてリゾビウム菌のRiプラスミドのRi複製起点を
導入することにより、ベクターの大容量化が可能とな
る。この場合、Ri複製起点はRK2とともにベクター中に
存在してもよい。
As an origin of replication used for a binary vector, RK2 is generally used. However, when RK2 is used as an origin of replication, it is often difficult to stably maintain a large insert of 10 kb or more in E. coli or Agrobacterium. Therefore, it is necessary to increase the capacity of the vector in order to stably hold such a large insert in any of the above-mentioned hosts. By introducing the Ri origin of replication of the Rh plasmid of the Rhizobium bacterium as the origin of replication, the capacity of the vector can be increased. In this case, the Ri origin of replication may be present in the vector along with RK2.

【0028】ベクタープラスミドが備えるべき選択マー
カーとしては、各種の抗生物質耐性遺伝子を挙げること
ができる、具体的には、カナマイシン耐性遺伝子(NP
T)、ハイグロマイシン耐性遺伝子(HRT)などを挙げるこ
とができる。これらのマーカーは、必要に応じて、上記
のプラスミド中に公知の方法により導入することができ
る。pBI系の基本ベクタープラスミドは、導入された植
物での選択マーカーとしてカナマイシン遺伝子のみを有
するが、ハイグロマイシン耐性遺伝子を導入することが
好ましい。イネにおいては、カナマイシンは、選択マー
カーとしては余りよく働かないためである。
Examples of the selection marker to be provided in the vector plasmid include various antibiotic resistance genes. Specifically, the kanamycin resistance gene (NP
T), hygromycin resistance gene (HRT) and the like. These markers can be introduced into the above-described plasmid by a known method, if necessary. The pBI-based basic vector plasmid has only the kanamycin gene as a selectable marker in the introduced plant, but it is preferable to introduce the hygromycin resistance gene. In rice, kanamycin does not work very well as a selectable marker.

【0029】また、導入する選択マーカー中に、多様な
染色体断片を導入するにあたって邪魔な部分(部位)が
ある場合には、このような部位を除去または改変しても
よい。例えば、上述したハイグロマイシン耐性遺伝子か
ら、この遺伝子中にあるEcoRI部位を制限酵素によって
切断されないように改変する。ここで、上記バイナリー
ベクター中に導入する染色体またはDNA 断片は、ウイル
スから各種の細菌、糸状菌、原生動物、動植物などすべ
ての生物から、それぞれ公知の方法で得ることができ
る。
When there is a portion (site) in the selection marker to be introduced that hinders the introduction of various chromosome fragments, such site may be removed or modified. For example, from the above-mentioned hygromycin resistance gene, the EcoRI site in this gene is modified so as not to be cleaved by a restriction enzyme. Here, the chromosome or DNA fragment to be introduced into the binary vector can be obtained from viruses, various bacteria, filamentous fungi, protozoa, animals and plants, and all other organisms by known methods.

【0030】上記バイナリーベクターに導入するDNA ま
たは染色体断片は、少なくとも40kb程度またはそれ以上
の大きさのものでも組み込むことができ、目的に応じて
選択することができる。40kbの染色体断片を用いたイネ
の形質転換は、数kbの遺伝子の場合と差がない効率で行
うことができるため、より大きな断片を困難性なく導入
することができる可能性もある。マーカー遺伝子中にク
ローニングサイトを導入して染色体断片の導入を確認す
ることが好ましい。マーカー遺伝子としては、lacZ(β
−ガラクトシダーゼ)遺伝子中に、Hind III、Spe I 、
Not I といったクローニングサイトを有するものを使用
することができる。
The DNA or chromosome fragment to be introduced into the above-described binary vector can be integrated at least about 40 kb or more in size, and can be selected according to the purpose. Transformation of rice using a 40 kb chromosome fragment can be performed with an efficiency that is not different from that of a several kb gene, and there is a possibility that a larger fragment can be introduced without difficulty. It is preferable to confirm the introduction of a chromosome fragment by introducing a cloning site into the marker gene. As a marker gene, lacZ (β
-Galactosidase) in the gene, HindIII, SpeI,
Those having a cloning site such as Not I can be used.

【0031】このベクターにさらに以下のような遺伝子
を導入することもできる。すなわち、上記のバイナリー
シャトルベクターを用いて植物を形質転換した際に形質
転換植物におけるT-DNAの導入と発現の模様をモニター
するための遺伝子を導入してもよい。
The following genes can be further introduced into this vector. That is, when a plant is transformed using the binary shuttle vector, a gene for monitoring the introduction and expression pattern of T-DNA in the transformed plant may be introduced.

【0032】こうした遺伝子としては、先に挙げた抗生
物質耐性遺伝子の中のNPTやHRT遺伝子などを用い
ることもできるが、特に発現部位を可視化できる点で、
β−グルクロニダーゼ(GUS)遺伝子が好ましい。イント
ロン入りのGUS(iGUS)は、真核細胞、すなわち、ここで
使用する植物細胞中でのみ発現し、アグロバクテリウム
中では発現しない。このため、イントロン入りのGUSを
用いると、バクテリア中での発現による青色の発色はな
く、ノイズを避けることができる。しかし、こうしたマ
ーカーが多数ベクター中に入ることによって、目的遺伝
子の発現が影響を受ける可能性もあるので、必ずしも入
っていればよいとは限らない。
As such a gene, the NPT or HRT gene among the antibiotic resistance genes mentioned above can be used, but in particular, the expression site can be visualized.
The β-glucuronidase (GUS) gene is preferred. GUS containing introns (iGUS) is expressed only in eukaryotic cells, ie, the plant cells used herein, and not in Agrobacterium. For this reason, when GUS containing an intron is used, there is no blue color due to expression in bacteria, and noise can be avoided. However, since the expression of the target gene may be affected by the presence of a large number of such markers in the vector, it is not always necessary to include the marker.

【0033】(2)ベクターへの染色体断片の導入と大
腸菌の形質転換 (i)任意のDNA 断片のベクターへの導入 (1)で得たベクターと、そのクローニングサイトに適
合する適当な大きさのDNA 断片(染色体断片)またはリ
ンカーを介して適合させた断片とを、市販のリガーゼな
どを用いてライゲーションさせる。得られた反応生成物
をエレクトロポレーションにより、大腸菌DH10B株に導
入する。導入した菌を、ハイグロマイシンB(50μg/m
L)、X-gal 、IPTG(イソプロピルチオガラクトシド(is
opropyl thiogalactoside) )を含むLB寒天プレート上
に展開する。通常の条件で、一晩培養し、Lb寒天プレー
ト上に発現した白色コロニーを、上記DNA 断片がインサ
ートとして組み込まれたものとして選択する。
(2) Introduction of a chromosome fragment into a vector and transformation of E. coli (i) Introduction of an arbitrary DNA fragment into a vector The vector obtained in (1) and an appropriate size suitable for the cloning site A DNA fragment (chromosome fragment) or a fragment adapted via a linker is ligated using a commercially available ligase or the like. The obtained reaction product is introduced into Escherichia coli DH10B by electroporation. The introduced bacteria were treated with hygromycin B (50 μg / m
L), X-gal, IPTG (isopropyl thiogalactoside (is
spread on LB agar plate containing opropyl thiogalactoside)). Under normal conditions, the cells were cultured overnight, and white colonies expressed on an Lb agar plate were selected as those having the DNA fragment incorporated as an insert.

【0034】(ii)形質転換ベクターによるゲノムライ
ブラリーの作製 好適な制限酵素、多くの場合にはHind III、を適宜使用
して植物細胞または他の材料の細胞からの染色体DNAを
部分的に、または完全に消化する。このようにして得た
断片について、CHEF(contour-clamped hexagonal elect
ric field)電気泳動でサイズ選択を行う。このようにし
て得たDNA 断片を上述の(1)のベクターにライゲーシ
ョンにより結合させる。得られた反応生成物を、エレク
トロポレーションにより大腸菌大腸菌DH10B株に導入
し、上記のようにハイグロマイシンB(50μg/mL)とX-ga
l 、IPTGとを含むLB寒天プレート上に展開し、上記
(i)と同様にしてインサートの入った菌株を選択す
る。
(Ii) Construction of Genomic Library with Transformation Vectors Chromosomal DNA from plant cells or cells of other materials can be partially purified using a suitable restriction enzyme, often Hind III, as appropriate. Or digest completely. The thus obtained fragment was subjected to CHEF (contour-clamped hexagonal election).
ric field) Select size by electrophoresis. The DNA fragment thus obtained is ligated to the vector (1) by ligation. The obtained reaction product was introduced into E. coli DH10B strain by electroporation, and hygromycin B (50 μg / mL) and X-ga
l, spread on an LB agar plate containing IPTG, and select a strain containing the insert in the same manner as in (i) above.

【0035】(3)大腸菌からアグロバクテリウムへの
ベクターの移行 大腸菌からアグロバクテリウムへのベクターの移行は、
下記のエレクトロポレーション法とトリパレント法(ト
リペアレントメイティング法)とを用いて好適に行うこ
とができる。
(3) Transfer of vector from E. coli to Agrobacterium Transfer of the vector from E. coli to Agrobacterium
It can be suitably performed using the following electroporation method and tripalent method (triple mating method).

【0036】(i)エレクトロポレーション法 大腸菌からバイナリーベクターを、通常のアルカリによ
るミニプレップ法で回収する。ここで、自動プラスミド
抽出機がある場合には、非常に容易に多数のベクターを
効率よく抽出することができる。ベクターを移行させる
アグロバクテリウムとしては、EHA101などを挙げること
ができる。特に、大型断片をこれらの細胞中に挿入する
場合には、高形質転換能を有する株から誘導された組換
え能を欠損しているrecA-株を、好適に使用することが
できる。このようなアグロバクテリウムから、公知の方
法で、エレクトロ−コンピテントセルを調製する。
(I) Electroporation A binary vector is recovered from Escherichia coli by a usual alkaline miniprep method. Here, when there is an automatic plasmid extractor, a large number of vectors can be extracted very easily and efficiently. Agrobacterium for transferring the vector includes EHA101 and the like. In particular, when a large fragment is inserted into these cells, a recA strain deficient in recombination ability derived from a strain having high transformation ability can be suitably used. From such Agrobacterium, an electro-competent cell is prepared by a known method.

【0037】ミニプレップ法で回収したバイナリーベク
ターを、エレクトロポレーションにより上記アグロバク
テリウムのコンピテントセルに導入する。このベクター
を導入したコンピテントセルを、ハイグロマイシンB
(50μg/mL)とカナマイシン(50μg/mL)とを含む培地の
上で、上述したと同様の条件で培養し、形質転換株の選
択を行う。
The binary vector recovered by the miniprep method is introduced into the above competent Agrobacterium cells by electroporation. Competent cells into which this vector was introduced were replaced with Hygromycin B
On a medium containing (50 μg / mL) and kanamycin (50 μg / mL), the cells are cultured under the same conditions as described above, and a transformant is selected.

【0038】(ii)トリパレント法 上記(2)に記載されたバイナリーベクターを導入した
大腸菌、ヘルパープラスミドを有する大腸菌、およびア
グロバクテリウムを混合培養することにより、所望のバ
イナリーベクターを大腸菌からアグロバクテリウムに移
行させることができる。これらのヘルパープラスミドを
有する大腸菌と、上記バイナリーベクターを導入した大
腸菌とを、アグロバクテリウムと適当な培地中で、28℃
で12〜24時間程度混合培養する。適当な培地としては、
YEP培地などを挙げることができる。
(Ii) Triparent method The desired binary vector is transformed from E. coli into Agrobacterium by mixing and culturing E. coli into which the binary vector described in the above (2) is introduced, E. coli having a helper plasmid, and Agrobacterium. Can be transferred to. Escherichia coli having these helper plasmids and Escherichia coli into which the above-described binary vector was introduced were subjected to Agrobacterium and an appropriate medium at 28 ° C.
For about 12 to 24 hours. Suitable media include:
YEP medium and the like can be mentioned.

【0039】ここで、ヘルパープラスミドとは、あるベ
クターを目的の菌に移行させようとする場合に、その菌
へのベクターの移行を助けるプラスミドをいい、具体的
には、pRK2013 などを挙げることができる。ヘルパープ
ラスミドを有する大腸菌を混合培養のときに用いると、
バイナリーベクターを導入した菌からアグロバクテリウ
ムへ混合培養中に効率よく移行する。以上のようにして
混合培養したアグロバクテリウムから、本発明の大容量
バイナリーシャトルベクターを含む菌をカナマイシン、
テトラサイクリン、ハイグロマイシンによって選択し、
以下に示す植物の形質転換に使用する。
Here, the helper plasmid refers to a plasmid that assists in transferring a vector to a target bacterium when the vector is transferred to the target bacterium, and specifically includes pRK2013 and the like. it can. When Escherichia coli having a helper plasmid is used during mixed culture,
Efficient transfer from the bacteria into which the binary vector has been introduced to Agrobacterium during mixed culture. From the Agrobacterium mixed and cultured as described above, a bacterium containing the large-capacity binary shuttle vector of the present invention was kanamycin,
Selected by tetracycline, hygromycin,
It is used for transformation of the following plants.

【0040】(4)バイナリーシャトルベクターを導入
したアグロバクテリウムによる植物の形質転換 ついで、バイナリーベクターを導入したアグロバクテリ
ウムから植物へT-DNAを導入して、植物の形質転換を行
う。すなわち、上述のようにしてバイナリーシャトルベ
クターを導入したアグロバクテリウム株 (約3×108
3×109個/mL)を植物細胞のカルスまたは組織片と数分
間程度共存させた後、2N6-ASまたはN6COなどの培地中
で、25〜28℃で3日間程度共存培養する。ここで共存培
養する植物としては、共存培養の難易度に差があるもの
の種子植物が用いられる。特に、これまで形質転換の困
難であった単子葉作物、すなわち、イネ、コムギ、オオ
ムギ、トウモロコシなども対象となり得る。しかし、そ
の中では、個体再生の容易さからイネが最も好適に使用
される。
(4) Transformation of plant with Agrobacterium into which binary shuttle vector has been introduced Next, T-DNA is introduced into the plant from Agrobacterium into which the binary vector has been introduced to transform the plant. That is, the Agrobacterium strain into which the binary shuttle vector was introduced as described above (about 3 × 10 8
(3 × 10 9 cells / mL) is allowed to coexist with a plant cell callus or tissue fragment for about several minutes, and then co-cultured in a medium such as 2N6-AS or N6CO at 25 to 28 ° C. for about 3 days. Here, as a plant to be co-cultured, a seed plant is used although the degree of difficulty in co-culture varies. In particular, monocotyledonous crops that have been difficult to transform, that is, rice, wheat, barley, corn, and the like, can also be targeted. However, among them, rice is most preferably used because of its ease of individual regeneration.

【0041】上記のアグロバクテリウムとの共存培養の
後、カルスまたは組織片は、適当な抗生物質を含む培地
で選択培養を行う。上述のように、バイナリーシャトル
ベクターに選択マーカーとしてハイグロマイシン耐性遺
伝子を導入した場合には、ハイグロマイシン(10〜100
μg/mL)とアグロバクテリウム除去のためのセフォタキ
シム(250μg/mL)またはカルベニシリン(500μg/mL)とを
含む2N6-CHまたはN6Se培地を用いて、1〜3週間選択培
養を行うことにより、形質転換したカルス体を選択的に
得ることができる。
After the above co-culture with Agrobacterium, the callus or tissue piece is selectively cultured in a medium containing an appropriate antibiotic. As described above, when a hygromycin resistance gene is introduced as a selection marker into the binary shuttle vector, hygromycin (10 to 100
μg / mL) and 2N6-CH or N6Se medium containing cefotaxime (250 μg / mL) or carbenicillin (500 μg / mL) for the removal of Agrobacterium. The converted callus body can be obtained selectively.

【0042】選択的に得たカルス体を、N6S3-CH、MSre
などの適当な再分化培地を用いて再分化を誘導し、再分
化個体を得る。上述したように、β−グルクロニダーゼ
遺伝子をT-DNA上に持つバイナリーベクターを形質転換
に用いた場合には、x-gluc(x-glucuronide)を、選抜カ
ルスや再生個体に与えることによって青色の発色が見ら
れる。この青色の発色により形質転換が行われたことを
確認することができる。以上のようにして、本発明の大
容量バイナリーシャトルベクターを用いて大きな染色体
断片を植物に導入し形質転換することができる。
The callus obtained selectively was converted to N6S3-CH, MSre
Induction of regeneration is performed using an appropriate regeneration medium such as the above, to obtain a regenerated individual. As described above, when a binary vector having the β-glucuronidase gene on T-DNA is used for transformation, x-gluc (x-glucuronide) is given blue color by giving selected callus or regenerating individuals. Can be seen. Transformation can be confirmed by this blue coloration. As described above, a large chromosome fragment can be introduced into a plant and transformed using the large-capacity binary shuttle vector of the present invention.

【0043】したがって、本発明の大容量バイナリーシ
ャトルベクターを用いて大型の染色体断片を植物中に導
入して、形質転換することができる。このため、適当な
植物またはその他の生物から定法に従ってゲノムDNA を
得て、これを上述のような適当な制限酵素で断片化し、
本発明の大容量バイナリーシャトルベクターに上述のよ
うに組み込み、ゲノムDNA ライブラリーを作製すること
ができる。
Therefore, a large chromosome fragment can be introduced into a plant by using the large-capacity binary shuttle vector of the present invention and transformed. For this purpose, genomic DNA is obtained from a suitable plant or other organism according to a standard method, and fragmented with a suitable restriction enzyme as described above,
The genomic DNA library can be prepared by incorporating the gene into the large-capacity binary shuttle vector of the present invention as described above.

【0044】本発明のベクターは、大容量バイナリーシ
ャトルベクターであるため、このようにして作製したゲ
ノムDNA ライブラリーは、種々の細胞を形質転換する能
力を有する。したがって、このゲノムDNA ライブラリー
用いて、このライブラリーを構成する各クローン中に含
まれる植物のDNA 断片を他の植物の細胞中に導入し、こ
れらを形質転換することができる。
Since the vector of the present invention is a large-capacity binary shuttle vector, the genomic DNA library thus prepared has the ability to transform various cells. Therefore, using this genomic DNA library, a plant DNA fragment contained in each clone constituting this library can be introduced into cells of another plant, and these can be transformed.

【0045】特に、本発明の大容量バイナリーシャトル
ベクターは40kb程度の大きなDNA または染色体断片を組
み込むことができるので、有用遺伝子を効率的に探索す
ることができる。すなわち、特定の遺伝子の機能が失わ
れた突然変異体に形質転換することによりその機能を回
復させるクローンがあれば、そのクローンの中に目的と
する遺伝子があることになる(相補性検定)。
In particular, since the large-capacity binary shuttle vector of the present invention can incorporate a large DNA or chromosome fragment of about 40 kb, useful genes can be efficiently searched for. That is, if there is a clone that restores its function by transforming into a mutant in which the function of a specific gene has been lost, the clone contains the target gene (complementation test).

【0046】ベクター、PBRGRZにおいては、遺伝子は染
色体断片と、またはプロモーターとターミネーターとと
もに導入されるにすぎない。適当なプロモーターとター
ミネーターとの間にマルチクローニング部位を有するベ
クターに固有のプロモーターを除去した遺伝子またはcD
NA全長を導入して任意の遺伝子の特性を発現させること
ができる(図6B)。遺伝子またはcDNAの挿入後、このよ
うなベクターを形質転換のために植物中に挿入すること
ができる。一般的には、アクチンプロモーターとアクチ
ンターミネーターとの組合せが、遺伝子の発現量多くな
るために好ましい。宿主細胞中で相同組換えが生じる可
能性があるために、同一のプロモーターまたはターミネ
ーターを1つのベクター中で繰り返し使用することは避
けるべきである。
In the vector, PBRGRZ, the gene is only introduced with a chromosomal fragment or with a promoter and terminator. A gene or cD from which a promoter specific to a vector having a multiple cloning site between an appropriate promoter and terminator has been removed
The full length NA can be introduced to express the properties of any gene (FIG. 6B). After insertion of the gene or cDNA, such a vector can be inserted into a plant for transformation. Generally, a combination of an actin promoter and an actin terminator is preferable because the expression level of the gene is increased. Repeated use of the same promoter or terminator in one vector should be avoided due to the possibility of homologous recombination in the host cell.

【0047】recA-を有するアグロバクテリウムの高転
換率の株を、本発明の大容量バイナリーベクターから作
製された大型のプラスミドを維持するために作製する。
この大型プラスミドは単一または低コピー数のプラスミ
ドであるため、一般に、大腸菌およびアグロバクテリウ
ムのいずれにおいても安定に維持される。大腸菌におい
ては、遺伝子組換えができないrecA-株が、例えば、DH1
0Bが容易に得られる。アグロバクテリウムにおいてもま
た、幾つかのrecA-株が知られている。しかしながら、
形質転換が難しい植物の形質転換に不可欠な高転換率株
については、大型のプラスミドの安定な維持と形質転換
に望ましいrecA-株は報告されていない。
The recA - strains high conversion of Agrobacterium having to produce in order to maintain a large plasmid made from large binary vector of the present invention.
Since this large plasmid is a single or low copy number plasmid, it is generally stably maintained in both E. coli and Agrobacterium. In Escherichia coli, recA strains that cannot undergo genetic recombination are, for example, DH1
0B is easily obtained. Also, some recA in Agrobacterium - are known strains. However,
As for the high conversion rate strain essential for the transformation of difficult-to-transform plants, no recA - strain which is desirable for stable maintenance and transformation of large plasmids has been reported.

【0048】したがって、このような高転換率のrecA-
株を、EHA101株のrecA遺伝子上における部位特異的突然
変異法によって作製する。この突然変異は、染色体のre
cA遺伝子とrecA-遺伝子を有する形質転換プラスミドと
の相同組換えによってアグロバクテリウムに導入する。
部位特異的突然変異によって作り出されたrecA-遺伝子
を有するプラスミドで高転換率アグロバクテリウム株を
形質転換し、ついで、プレート上に拡げる。レプリカプ
レートを作製した後に、このプレートに紫外線を照射
し、このプレート上でアグロバクテリウム細胞を培養す
る。 recA-を有する突然変異体はUV照射下では生育で
きないため、このようなクローンを選択する。突然変異
体を使用すると、大型染色体断片を含むクローンがアグ
ロバクテリウム細胞中でより安定に維持される。このよ
うな突然変異体もまた、通常の突然変異誘発を行った後
に、上記のUV照射下で陰性選択することができる。
[0048] Thus, recA of such a high conversion rate -
The strain is created by site-directed mutagenesis on the recA gene of EHA101 strain. This mutation causes a chromosome re
Agrobacterium is introduced by homologous recombination between the cA gene and a transforming plasmid having the recA - gene.
A high conversion Agrobacterium strain is transformed with a plasmid containing the recA - gene created by site-directed mutagenesis and then spread on plates. After preparing the replica plate, the plate is irradiated with ultraviolet light, and Agrobacterium cells are cultured on the plate. recA - for mutants with can not grow under UV irradiation, selecting such clones. With the use of mutants, clones containing large chromosomal fragments are more stably maintained in Agrobacterium cells. Such mutants can also be negatively selected under the above-mentioned UV irradiation after the usual mutagenesis.

【0049】[0049]

【実施例】以下に、本発明の大容量バイナリーシャトル
ベクターの作製と、これを用いてイネにヒトのゲノムDN
A を導入した例を示すが、本発明は以下の実施例に限定
されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the construction of a large-capacity binary shuttle vector of the present invention and the use of the same in human rice DN
Although an example in which A is introduced is shown, the present invention is not limited to the following example.

【0050】(実施例1)本発明の大容量バイナリーシ
ャトルベクターであるpBIGRZ(図2に示す)を、以下の
工程(1)〜(3)の通りに作製した。 (1)pBH の作製 35S プロモーター、ノパリンターミネーターを有し、か
つ内部にEco RI切断部位のないハイグロマイシン耐性遺
伝子(HPT 、北大の初山氏より分与を受けた)を、定法
に従ってバイナリーベクターpBI121のT-DNAの左側境界
配列(図2中、LBで示す)のEcoRI部位に導入してpBH
を作製した。図2においては、35SプロモーターはP35S
と、またノパリンターミネーターはNPTと表示した。
Example 1 A large-capacity binary shuttle vector pBIGRZ (shown in FIG. 2) of the present invention was prepared according to the following steps (1) to (3). (1) Preparation of pBH A hygromycin resistance gene (HPT, obtained from Hatsuyama of Hokkaido University) having a 35S promoter and a nopaline terminator and having no EcoRI cleavage site therein was converted into a binary vector pBI121 according to a standard method. Introduced into the EcoRI site of the left border sequence (indicated by LB in FIG. 2) of T-DNA
Was prepared. In FIG. 2, the 35S promoter is P35S
And the nopaline terminator was labeled NPT.

【0051】(2)pBHGの作製 イントロン入りのβ−グルクロニダーゼ(iGUS)を、上記
(1)で作製したpBHのT-DNAのNPTとHPTとの間に、定法
にしたがって導入し、pBHGを作製した。
(2) Preparation of pBHG β-glucuronidase (iGUS) containing an intron was introduced between the NPT and HPT of the T-DNA of pBH prepared in (1) above to prepare pBHG. did.

【0052】(3)Riプラスミドの複製起点の挿入 リゾビウム菌のRiプラスミドを、定法に従ってT-DNA外
部のNotI部位にライゲーションにより挿入した。
(3) Insertion of Replication Origin of Ri Plasmid The Ri plasmid of Rhizobium was inserted into the NotI site outside the T-DNA by ligation according to a standard method.

【0053】(4)HindIII、SpeI、NotIというマルチ
クローニングサイトをその途中に持つlacZ遺伝子を、pB
luescriptのlacZ部分より作製し、NPTとiGUSとの間に導
入してプラスミドを作製した。ここで完成したプラスミ
ドをpBIGRZとした。上述のように、pBIGRZは、lacZ内に
クローニングサイトを持つため、これにより染色体など
の断片がプラスミドに挿入されているか否かがX-galとI
PTGとを含む培地で確認できる。
(4) The lacZ gene having multiple cloning sites of HindIII, SpeI and NotI in the middle thereof was inserted into pB
The plasmid was prepared from the lacZ portion of luescript and introduced between NPT and iGUS to prepare a plasmid. The plasmid completed here was named pBIGRZ. As described above, since pBIGRZ has a cloning site in lacZ, whether or not a fragment such as a chromosome is inserted into the plasmid is determined by X-gal and I-gal.
It can be confirmed in a medium containing PTG.

【0054】(実施例2)実施例1で作られたバイナリ
ーベクターpBIGRZが実際に10kb以上の染色体断片を単子
葉作物にも効率よく安定的に導入できるかを調べるため
に、ヒトの染色体断片約40kbをイネに導入した例を示
す。 (1)lacZ中にあるpBIGRZのNot I部位を制限酵素で切
断して、末端を脱リン酸化処理した。その後、2つのコ
スミド中に挿入されていたヒト染色体のNot I 断片DNA
(それぞれ約40kb)をバイナリーベクターにライゲーシ
ョンにより挿入した。このインサートを有するベクター
を、大腸菌に導入した。
Example 2 In order to examine whether the binary vector pBIGRZ prepared in Example 1 can actually efficiently and stably introduce a chromosome fragment of 10 kb or more into monocotyledonous crops, a human chromosome fragment was tested. An example in which 40 kb was introduced into rice is shown. (1) The NotI site of pBIGRZ in lacZ was cut with a restriction enzyme, and the terminal was dephosphorylated. Then, Not I fragment DNA of human chromosome inserted in two cosmids
(About 40 kb each) were inserted into a binary vector by ligation. The vector having this insert was introduced into E. coli.

【0055】(2)ヒト染色体断片の導入が確認された
pBIGRZベクターについて、大腸菌からアグロバクテリウ
ムにエレクトロポレーション法により導入した。すなわ
ち、通常のアルカリによるミニプレップ法にて大腸菌か
らバイナリーベクターを回収した。得られたバイナリー
ベクターをエレクトロポレーションにより、T-DNAを除
いたTiプラスミドを有するアグロバクテリウム(EHA101)
のコンピテントセルに導入し、ハイグロマイシン(50μ
g/mL)とカナマイシン(50μg/mL)とを含む培地の上で
形質転換株を選択した。
(2) Introduction of human chromosome fragment was confirmed.
The pBIGRZ vector was introduced from E. coli into Agrobacterium by electroporation. That is, a binary vector was recovered from Escherichia coli by a miniprep method using a normal alkali. The obtained binary vector is electroporated, Agrobacterium having a Ti plasmid without T-DNA (EHA101)
Into a competent cell, and add hygromycin (50μ).
g / mL) and kanamycin (50 μg / mL).

【0056】(3)アグロバクテリウムに安定に導入さ
れたヒト染色体断片の挿入されたpBIGRZベクターを、以
下のようにしてイネの胚盤カルスに導入した。すなわ
ち、バイナリーベクターを導入したアグロバクテリウム
株をカルスと25℃で3日間共存培養し、ついでハイグロ
マイシン培地(30〜50μg/mL)を用いて、形質転換したカ
ルスを選択培養した。その後、再生培地で個体再生を行
い、ホルモン不含培地中でシュート形成を行い、再分化
個体を得た。この個体を馴化した後、温室ポットで栽培
した。
(3) The pBIGRZ vector into which the human chromosome fragment stably introduced into Agrobacterium was inserted was introduced into rice scutellum calli as follows. That is, the Agrobacterium strain into which the binary vector was introduced was co-cultured with the callus at 25 ° C. for 3 days, and the transformed callus was selectively cultured using a hygromycin medium (30 to 50 μg / mL). Thereafter, individuals were regenerated in a regenerating medium, shoots were formed in a hormone-free medium, and regenerated individuals were obtained. After acclimation of this individual, it was cultivated in a greenhouse pot.

【0057】ここでは、Ri複製起点の向きが、上記の過
程におけるアグロバクテリウム(EHA101株)内でのヒト
染色体断片を有するプラスミドの保持、イネのカルスと
の共存培養後のトランジェントなGUS 発現率、および再
分化個体再生率に影響するか否かを調べるために、Ri複
製起点の向きが異なるpBIGRZ1とpBIGRZ2とを使用し
た。結果を表1に示す。
Here, the direction of the Ri origin of replication depends on the retention of the plasmid having the human chromosome fragment in Agrobacterium (EHA101 strain) in the above process, and the transient GUS expression rate after co-culture with rice callus. PBIGRZ1 and pBIGRZ2, which differ in the direction of the Ri origin of replication, were used to examine whether or not they affect the regeneration rate of regenerated individuals. Table 1 shows the results.

【0058】[0058]

【表1】 表中、+は可(可能)、±(可能だが困難)そして−は
不良(不可)として示した。
[Table 1] In the table, + indicates acceptable (possible), ± (possible but difficult) and-indicates poor (impossible).

【0059】(4)これと平行して、同じヒト染色体断
片をpBIGZ(図1)にも導入して同様の操作を行い、イ
ネのカルス細胞へのこの染色体断片の導入を試みた。pB
IGZ は、Ri複製起点を持たず、pBI121のRK2複製起点の
みを持つ以外はpBIGRZと同じ構造を有するベクターであ
る。アグロバクテリウム中におけるプラスミド保持と植
物個体の再生率とを表1に示す。
(4) In parallel with this, the same operation was performed by introducing the same human chromosome fragment into pBIGZ (FIG. 1) to attempt to introduce this chromosome fragment into rice callus cells. pB
IGZ is a vector having the same structure as pBIGRZ except that it does not have the Ri origin of replication and has only the RK2 origin of replication of pBI121. Table 1 shows the plasmid retention in Agrobacterium and the regeneration rate of individual plants.

【0060】(5)Ri複製起点を持つpBIGRZと、それを
持たないpBIGZ とを比較すると、アグロバクテリウム中
でのプラスミド保持と植物個体の再生率が、pBIGRZで有
意に向上していることが明らかになった。特に、個体の
再生率では、pBIGRZにおいて飛躍的な向上が認められ
た。
(5) Comparing pBIGRZ with the Ri replication origin with pBIGZ without it, it can be seen that the plasmid retention in Agrobacterium and the rate of plant regeneration are significantly improved with pBIGRZ. It was revealed. In particular, in the regeneration rate of individuals, a dramatic improvement was observed in pBIGRZ.

【0061】(6)また、Ri複製起点のプラスミド中で
の向きによっては、アグロバクテリウム中での保持率、
個体の再分化率の有意な差は認められなかった。 (7)再生個体の緑葉から染色体DNA を抽出しHindIII
により消化した。この消化断片について、コスミド(H7
8C10, H605)中に挿入されていたヒトゲノムのNotI挿入
断片を用いてサザン解析を行った。図3Aおよび3Bに結果
を示す。
(6) Depending on the orientation of the Ri replication origin in the plasmid, the retention rate in Agrobacterium,
No significant difference in individual regeneration rate was observed. (7) Extract chromosomal DNA from green leaves of regenerated individuals and
Digested. Cosmid (H7
8C10, H605) was used for Southern analysis using the NotI insert of the human genome. The results are shown in FIGS. 3A and 3B.

【0062】図3Aおよび3Bにおいて、パネルAはH605
(約44kb)またはH78C10(約38kb)で形質転換されたR0
世代のサザンハイブリダイゼーションの結果である。各
パネルの対照のレーンは、元のヒトの染色体断片をHind
IIIで切断した断片を1コピー分の濃さで流したもので
ある。各クローンの1〜10レーンは、再生個体1個体の
葉から抽出したDNA をEco RIで切断し、サザンハイブリ
ダイゼーションを行った結果を示す。各形質転換体より
得られたDNA 断片のサザンハイブリダイゼーションの結
果、対照とほとんど同じパターンが見られた。パネルB
は、同じ親個体から得られた3個の植物個体のサザン分
析を示す。いずれの植物体においても、対照と同じ断片
のほぼ1コピーが含まれていた。点をつけて示したバン
ドは、ランダムマーカーにハイブリダイズしたものであ
る。
3A and 3B, panel A is H605
R 0, which is transformed with (approximately 44 kb) or H78C10 (about 38 kb)
It is the result of Southern hybridization of generations. The control lane in each panel contains the original human chromosome fragment
The fragment cut in III was run at a density of one copy. Lanes 1 to 10 of each clone show the results of Southern hybridization performed by cutting DNA extracted from the leaves of one regenerated individual with EcoRI. As a result of Southern hybridization of the DNA fragment obtained from each transformant, almost the same pattern as that of the control was observed. Panel B
Shows Southern analysis of three plant individuals obtained from the same parent individual. All plants contained approximately one copy of the same fragment as the control. The bands indicated by dots are those hybridized to the random marker.

【0063】図3Aおよび3Bに示すように、ヒトコスミド
断片H78C10では6/10個体、断片H605では5/10個体の割
合で、1コピーないしそれ以上の数の染色体断片が、ほ
とんど初めの形を維持した状態でイネゲノムに導入され
ていることが明らかになった。また、このような染色体
断片が子孫に安定して伝えられてゆくことも証明され
た。
As shown in FIGS. 3A and 3B, one copy or more of the chromosome fragment in the human cosmid fragment H78C10 has a ratio of 6/10 individuals and the fragment H605 has a ratio of 5/10 individuals. It was clarified that it was introduced into the rice genome in a state where it had been transformed. It was also proved that such a chromosome fragment was stably transmitted to offspring.

【0064】上記のように、大きな染色体DNA断片をベ
クター中に挿入して植物の形質転換に用いた場合、組み
込まれたDNA 断片が本発明のベクター中では、分断や再
編成を起こすことも少なく安定して当代のみならず後代
へも保持されること、および効率よく植物細胞中へ導入
されることが示された。したがって、本発明発明の大容
量バイナリーシャトルベクターは、できるだけ大きな染
色体DNA 断片により目的の遺伝子機能を相補して、目的
とする遺伝子を染色体上で絞り込む上で有用であること
も明らかになった。
As described above, when a large chromosomal DNA fragment is inserted into a vector and used for plant transformation, the integrated DNA fragment rarely causes fragmentation or rearrangement in the vector of the present invention. It was shown that it is stably retained not only in this generation but also in the progeny, and that it is efficiently introduced into plant cells. Therefore, it has also been clarified that the large-capacity binary shuttle vector of the present invention is useful for complementing a target gene function with a chromosomal DNA fragment as large as possible to narrow down the target gene on a chromosome.

【0065】この実施例では、イネを用いた結果を示し
た。しかし、従来の知見から、双子葉植物では、一般的
にイネより容易にアグロバクテリウムによる形質転換が
行われており、双子葉植物でも広く応用が期待されると
ともに、イネその他の重要な単子葉作物についても多少
の条件の検討により、より広い範囲の作物において応用
できることが期待される。さらに、最近では、アグロバ
クテリムより、酵母にも形質転換が行われることが示さ
れており、高等植物に限らず、すべての植物での応用も
可能と考えられる。
In this example, results using rice were shown. However, according to conventional knowledge, transformation of Agrobacterium is generally easier in dicotyledonous plants than in rice, and is expected to be widely applied to dicotyledonous plants as well as in rice and other important monocotyledonous plants. It is expected that crops can be applied to a wider range of crops by examining some conditions. Furthermore, recently, it has been shown that transformation is performed on yeast rather than Agrobacterium, and it is considered that application is possible not only to higher plants but also to all plants.

【0066】[0066]

【発明の効果】本発明によれば、上記の課題である10kb
以上の染色体断片を、容易に、効率良く、安定性も良
く、染色体の再編成等が起こらない条件で、高等植物、
特にイネを始めとする単子葉作物に導入する手法が提供
される。また、本発明の大容量バイナリーシャトルベク
ターを用いて、対象となる植物の形質転換能を有したイ
ンサートサイズ40kb程度のゲノムライブラリーを作製す
ることも可能である。したがって、このベクターはポジ
ショナルクローニング法などを用いた有用遺伝子の単離
に有用である。
According to the present invention, the above object of 10 kb
The above chromosome fragments, easily, efficiently, good stability, under conditions that do not cause chromosomal rearrangement, higher plants,
In particular, a method for introducing rice into monocotyledonous crops such as rice is provided. In addition, using the large-capacity binary shuttle vector of the present invention, a genomic library having an insert size of about 40 kb and capable of transforming a target plant can be prepared. Therefore, this vector is useful for isolating a useful gene using a positional cloning method or the like.

【0067】さらに、本発明の大容量のバイナリーシャ
トルベクターは、このように大きな染色体断片を組み込
むことができるため、これまで以上に大きな遺伝子や遺
伝子の複合体を効率よく植物に導入する上でも、本発明
の大容量バイナリーシャトルベクターが有用である。
Further, since the large-capacity binary shuttle vector of the present invention can incorporate such a large chromosome fragment, it is necessary to efficiently introduce a gene or a complex of genes into plants more efficiently than before. The high capacity binary shuttle vectors of the present invention are useful.

【0068】また、本発明によって、高等植物、特に単
子葉作物を代表する作物の1つであるイネにおいて、ゲ
ノム機能を相補性テストで極めて効率的に検定するため
の手段が提供される。これにより、生物学的に重要では
あるが、発現量の少ない各種の遺伝子群、例えば、調節
遺伝子や、シグナルの認識/伝達に関与する遺伝子な
ど、あるいは、農業上重要な形質発現に関与する遺伝子
の単離を相当程度容易にすることが可能となる。
Further, the present invention provides a means for extremely efficiently testing the genomic function by a complementation test in rice, which is one of the crops representing higher plants, especially monocotyledonous crops. Thereby, various gene groups which are biologically important but have low expression level, such as regulatory genes, genes involved in signal recognition / transmission, and genes involved in expression of agriculturally important traits Can be considerably facilitated.

【0069】Ri oriのみをベクターの複製起点として使
用することにより、大容量化が達成される。さらに、本
発明の大容量バイナリーシャトルベクターを用いること
により、有用形質遺伝子の探索効率を大幅に向上させる
ことができる。このベクターは、BACライブラリーの構
成成分などのようなlox部位を有する従来のゲノムライ
ブラリーのインサートを有するプラスミドを、植物を形
質転換できる形に変化させる能力を有するように改変し
てもよい。
By using only Ri ori as an origin of replication of a vector, a large capacity can be achieved. Further, by using the large-capacity binary shuttle vector of the present invention, the efficiency of searching for a useful trait gene can be greatly improved. This vector may be modified to have the ability to transform a plasmid having an insert of a conventional genomic library having a lox site, such as a component of a BAC library, into a form that can transform plants.

【0070】現在まで、多数のゲノムライブラリーが作
製されており、これらのライブラリーが植物の相補性検
定に使用できる場合には、非常に有用である。例えば、
Ri oriのみ、またはRi oriとRK2 oriの双方を有するベ
クター、すなわち、上述の大容量ベクターは、大腸菌お
よびアグロバクテリウム中で非常に安定であり、優れた
植物の形質転換能を有する。このような特性に基づき、
T-DNA領域中に複製起点としてRi oriとlox部位とparC部
位遺伝子とを有する本発明のベクターを作製することが
できる。ついで、このベクターを、BACなどのlox部位を
有するゲノムライブラリーのクローンを構成する環状プ
ラスミドとともに、特別な条件の下でcre酵素を一次的
に発現するように遺伝子操作された大腸菌株に導入する
ことができる。得られた形質転換体を、その後、ライブ
ラリーベクターの抗生物質による選択とその後のバイナ
リーベクターの選択に供する。このようにして、BACな
どのlox部位を有するライブラリーの構成ベクターが別
のベクターのT-DNA領域中のlox部位に統合されたベクタ
ーを得ることができる(図6A)。
To date, a large number of genomic libraries have been prepared, and it is very useful if these libraries can be used for complementation testing of plants. For example,
A vector having only Ri ori or both Ri ori and RK2 ori, that is, the large-capacity vector described above, is very stable in Escherichia coli and Agrobacterium and has excellent plant transformation ability. Based on these characteristics,
The vector of the present invention having Riori, a lox site, and a parC site gene as a replication origin in a T-DNA region can be prepared. This vector is then introduced into an E. coli strain that has been genetically engineered to express the cre enzyme primarily under special conditions, along with a circular plasmid that constitutes a clone of a genomic library with lox sites such as BAC. be able to. The resulting transformant is then subjected to antibiotic selection of a library vector and subsequent selection of a binary vector. In this way, it is possible to obtain a vector in which a component vector of a library having a lox site such as BAC is integrated into a lox site in the T-DNA region of another vector (FIG. 6A).

【0071】上述のようにして得られた統合ベクター中
において、大型のゲノムインサートは、基本的には、上
記の大容量バイナリーシャトルベクターと同様の方法で
挿入されている。したがって、上記の手順を用いた統合
ベクターのアグロバクテリウム中への導入により、表I
に示す高転換率を有する植物へのインサートの導入を可
能にする。ライブラリーのプラスミドと統合されていな
い、Ri oriを有するバイナリーベクターを除くために、
parC配列をlox部位の近傍に挿入する。
In the integrated vector obtained as described above, a large genomic insert is inserted basically in the same manner as in the large-capacity binary shuttle vector described above. Therefore, introduction of the integration vector into Agrobacterium using the procedure described above resulted in Table I
Enables the introduction of the insert into plants having a high conversion rate. To remove the binary vector with Ri ori that is not integrated with the library plasmid,
Insert the parC sequence near the lox site.

【0072】したがって、本発明の大容量バイナリーベ
クターによるライブラリーを再度構築することなく、lo
x部位を有するBACまたはP1などのベクターからなる構築
されたゲノムライブラリーを、有効に相補性検定に利用
することができる。表Iに示したように、Ri oriとRK2
oriの双方を有するベクターは、RK2 oriのみを有するベ
クターによるよりも、はるかに高い効率で植物を形質転
換することができる。この結果より、大容量バイナリー
シャトルベクターを植物の農業形質の形質転換に使用し
て、遺伝子を導入することができる。
Therefore, without reconstructing the library using the large-capacity binary vector of the present invention, the lo
A constructed genomic library consisting of a vector such as BAC or P1 having x sites can be effectively used for complementation assays. As shown in Table I, Ri ori and RK2
Vectors having both ori can transform plants with much higher efficiency than vectors having only RK2 ori. Based on this result, the gene can be introduced by using the large-capacity binary shuttle vector for transformation of agronomic traits of plants.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】大容量シャトルベクターpBIGRZとRi複製起点を
持たない同様のベクターpBIGZとの構成を示す図であ
る。
FIG. 1 shows the construction of a large-capacity shuttle vector pBIGRZ and a similar vector pBIGZ without Ri origin of replication.

【図2】pBI121からpBIHG を経てpBIGRZを作製するまで
の過程を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a process from pBI121 to pBIHG to pBIGRZ production.

【図3】pBIGRZによりイネに導入された2種類のヒトの
40kbの染色体断片のサザンブロットの結果を表すゲル電
気泳動写真である。A:導入当代(R0)において対照と
比較したときに、導入されたゲノムの断片にほとんど変
動が見られず、導入された染色体断片がそのまま入って
いることを示す。B:導入後代(R1)でも変動が見られ
ず、導入された染色体断片は安定に後代に伝えられるこ
とを示す。
FIG. 3 shows two types of humans introduced into rice by pBIGRZ.
It is a gel electrophoresis photograph showing the result of Southern blot of a chromosome fragment of 40 kb. A: When compared with the control at the time of introduction (R 0 ), the introduced genomic fragment shows almost no change, indicating that the introduced chromosome fragment remains as it is. B: No change was observed even in the transgenic progeny (R 1 ), indicating that the introduced chromosome fragment was stably transmitted to the progeny.

【図4】pBIGRZにより、約40kbのヒトの染色体断片を導
入されたイネの花(左)と穂(中央)とを示す図面代用
写真である。稔性が極めて高く、実った穂は頭を垂れ
る。
FIG. 4 is a drawing substitute photograph showing rice flowers (left) and panicles (center) into which a human chromosome fragment of about 40 kb was introduced by pBIGRZ. The fertility is extremely high, and the ears that hang down their heads.

【図5】pBIGRZを用いて作ったイネのゲノムライブラリ
ーを制限酵素NotIで切断した断片のゲル電気泳動の結果
を表す図面代用写真である。
FIG. 5 is a drawing substitute photograph showing the result of gel electrophoresis of a fragment obtained by cleaving a rice genomic library prepared with pBIGRZ with a restriction enzyme NotI.

【図6】本発明の大容量バイナリーベクターの性質を利
用した各種の誘導ベクターを示す。A:cre酵素の一次
的発現によるlox部位での特異的組換えを利用した単一
ベクターへの統合。B:ベクター、pBRPTの1例。
FIG. 6 shows various derived vectors utilizing the properties of the large-capacity binary vector of the present invention. A: Integration into a single vector using specific recombination at lox sites by primary expression of the cre enzyme. B: An example of a vector, pBRPT.

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 T-DNA領域と、複製起点にRi ori及びRK2
oriを有する大容量バイナリーシャトルベクター。
1. A T-DNA region and Riori and RK2 at the origin of replication.
Large capacity binary shuttle vector with ori.
【請求項2】 前記バイナリーシャトルベクターがpBI
系のベクターである請求項1に記載の大容量バイナリー
シャトルベクター。
2. The binary shuttle vector is pBI
The large-capacity binary shuttle vector according to claim 1, which is a system vector.
【請求項3】 前記T-DNA領域にマルチクローニングサ
イトを有する遺伝子を導入した請求項1または2に記載
の大容量バイナリーシャトルベクター。
3. The large-capacity binary shuttle vector according to claim 1, wherein a gene having a multiple cloning site is introduced into the T-DNA region.
【請求項4】 前記マルチクローニングサイトを有する
遺伝子がlacZ遺伝子である請求項1〜3のいずれかに記
載の大容量バイナリーシャトルベクター。
4. The large-capacity binary shuttle vector according to claim 1, wherein the gene having the multiple cloning site is a lacZ gene.
【請求項5】 前記T-DNA領域に導入されたlacZと前記T
-DNAの境界配列との間に抗生物質耐性遺伝子を導入した
請求項4に記載の大容量バイナリーシャトルベクター。
5. The lacZ introduced into the T-DNA region and the lacZ
5. The large-capacity binary shuttle vector according to claim 4, wherein an antibiotic resistance gene is introduced between the DNA and the boundary sequence of the DNA.
【請求項6】 前記抗生物質がハイグロマイシンである
請求項5に記載の大容量バイナリーシャトルベクター。
6. The large-capacity binary shuttle vector according to claim 5, wherein the antibiotic is hygromycin.
【請求項7】 大型の染色体断片を組み込むことができ
る請求項1〜6のいずれかに記載の大容量バイナリーシ
ャトルベクター。
7. The large-capacity binary shuttle vector according to claim 1, wherein a large chromosome fragment can be integrated.
【請求項8】 T-DNA領域中のlox部位と、parC遺伝子
と、複製起点としてRioriとを有するバイナリーベクタ
ーであって、cre酵素によりlox部位を有する環状ゲノム
ライブラリーの構成クローンと統合可能な請求項1〜7
のいずれかに記載の大容量バイナリーシャトルベクタ
ー。
8. A binary vector having a lox site in a T-DNA region, a parC gene, and Riori as an origin of replication, and can be integrated with a clone constituting a circular genomic library having a lox site by a cre enzyme. Claims 1-7
A large-capacity binary shuttle vector according to any one of the above.
【請求項9】 T-DNA領域中に植物用のプロモーターと
ターミネーターとで挟まれたマルチクローニングサイト
と、複製起点としてRi ori及びRK2 oriを有する植物の
形質転換用大容量バイナリーシャトルベクター。
9. A large-capacity binary shuttle vector for transforming a plant having a multi-cloning site flanked by a plant promoter and a terminator in a T-DNA region and having a replication origin of Ri ori and RK2 ori.
【請求項10】 染色体断片をT-DNA領域中に挿入した
請求項1〜9のいずれかに記載の大容量バイナリーシャ
トルベクターから構成される、植物の形質転換能を有す
るゲノムライブラリー。
10. A genomic library capable of transforming a plant, comprising the large-capacity binary shuttle vector according to claim 1, wherein a chromosomal fragment is inserted into a T-DNA region.
【請求項11】 請求項1〜9のいずれかに記載の大容
量バイナリーシャトルベクターをアグロバクテリウム細
胞中に導入する工程と、前記アグロバクテリウムを植物
中に移行させる工程とを備える、請求項10に記載のゲ
ノムライブラリーのクローンに挿入された染色体断片中
の遺伝子の機能を評価するための相補性検定方法。
11. A method comprising the steps of introducing the large-capacity binary shuttle vector according to any one of claims 1 to 9 into Agrobacterium cells, and transferring the Agrobacterium into a plant. A complementation test method for evaluating the function of a gene in a chromosome fragment inserted into the clone of the genomic library according to 10.
【請求項12】 lox部位を有する環状ベクターを用い
て構築され、かつ宿主が大腸菌であるライブラリーの構
成プラスミドクローンと、請求項1〜9のいずれかに記
載のバイナリーベクターとを統合する工程と、 前記統合ベクターをアグロバクテリウム細胞中に導入す
る工程と、 前記アグロバクテリウムを植物中に移行させる工程とを
備える、請求項10に記載のゲノムライブラリーのクロ
ーンに挿入された染色体断片中の遺伝子の機能を評価す
るための相補性検定方法。
12. A step of integrating a plasmid plasmid clone of a library constructed using a circular vector having a lox site and having a host of Escherichia coli with the binary vector according to any one of claims 1 to 9. The step of introducing the integrated vector into Agrobacterium cells, and the step of transferring the Agrobacterium into a plant, wherein the chromosome fragment inserted into the clone of the genomic library according to claim 10 A complementation test method for evaluating the function of a gene.
【請求項13】 染色体断片をT-DNA領域中に挿入した
請求項1〜9のいずれかに記載の大容量バイナリーシャ
トルベクターをアグロバクテリウム細胞中に導入する工
程と、前記アグロバクテリウムで植物を形質転換する工
程と、を備える、染色体断片中の遺伝子の探索方法。
13. A step of introducing the large-capacity binary shuttle vector according to any one of claims 1 to 9 wherein a chromosomal fragment is inserted into a T-DNA region, into Agrobacterium cells; And a method for searching for a gene in a chromosome fragment.
【請求項14】 10kb以上のDNAをT-DNA領域中に挿入し
た請求項1〜9のいずれかに記載の大容量バイナリーシ
ャトルベクターを導入することを特徴とする、形質転換
植物の作出方法。
14. A DNA of 10 kb or more is inserted into a T-DNA region.
A large-capacity binary system according to any one of claims 1 to 9.
Transformation characterized by introducing a shuttle vector
How to make plants.
【請求項15】 植物が種子植物またはすべての植物で
ある請求項14に記載の方法。
15. The plant is a seed plant or all plants.
15. The method of claim 14, wherein:
【請求項16】 植物が単子葉植物である請求項14に
記載の方法。
16. The method according to claim 14, wherein the plant is a monocotyledonous plant.
The described method.
【請求項17】 recA遺伝子上での部位特異的突然変異
によってrecA-遺伝子を有するプラスミドを作製する工
程と、 該プラスミドのrecA-遺伝子とアグロバクテリウムのrec
A+遺伝子との間で相同組換えを行う工程と、 相同組換え後のアグロバクテリウム株を広げたプレート
及びそのレプリカプレートを作製する工程と、 前記プレートに紫外線照射してUV照射下では生育できな
いクローンをスクリーニングする工程とを備える、請求
項1〜9に記載の大容量バイナリーシャトルベクターを
導入するためのrecA-アグロバクテリウム株の生産方
法。
17. recA by site-specific mutations on the recA gene - a step of preparing a plasmid having a gene of the plasmid recA - gene of Agrobacterium rec
A step of performing homologous recombination with the A + gene, a step of preparing a plate in which the Agrobacterium strain after homologous recombination has been spread and a replica plate thereof, and irradiating the plate with ultraviolet light to grow under UV irradiation. and a step of screening can not clones, recA for introducing large binary shuttle vector according to claim 1-9 - the method of producing Agrobacterium strains.
【請求項18】 10kb以上のDNAをT-DNA領域中に挿入し
た請求項1〜9に記載の大容量バイナリーシャトルベク
ターを導入してなるrecA-アグロバクテリウム株。
18. obtained by introducing a large binary shuttle vector according 10kb or more DNA to claims 1 to 9 inserted into the T-DNA region recA - Agrobacterium strain.
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