JP3513192B2 - A novel rice starch branching enzyme gene - Google Patents

A novel rice starch branching enzyme gene

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Description

【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、新規イネ澱粉枝つけ酵
素の遺伝子及びこれを用いた植物細胞中のイネ澱粉酵素
活性を変化させる方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel rice starch branching enzyme gene and a method for changing the rice starch enzyme activity in plant cells using the gene.

【0002】[0002]

【従来の技術】穀類は我々にとって主要なカロリー供給
源であり、かつ脂質やタンパク質の重要な摂取源であ
る。したがって、穀類胚乳貯蔵成分の質的・量的改良は
主要な育種目標となっている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Cereals are a major source of calories for us and an important source of lipids and proteins. Therefore, qualitative and quantitative improvement of grain endosperm storage components has become a major breeding goal.

【0003】この目標達成のためには、穀類胚乳中の貯
蔵成分に関する遺伝資源の探索・収集とその遺伝・育種
学的評価が必要である。例えば、トウモロコシでは胚乳
成分に関する多様な遺伝的変異(突然変異)が見出され
ており、それらはトウモロコシの品質改良に重要な役割
を果たしている。さらに、これらの突然変異は生体内で
の遺伝的制御機構の解明を行なう際の貴重な情報となる
が、これらに関する遺伝子の構造や発現調節機構は解明
されていない。
In order to achieve this goal, it is necessary to search and collect genetic resources for storage components in cereal endosperm and to evaluate their genetic and breeding properties. For example, various genetic mutations (mutations) in endosperm components have been found in maize, and they play an important role in improving the quality of maize. Furthermore, although these mutations provide valuable information when elucidating the genetic control mechanism in vivo, the gene structure and expression regulation mechanism relating to these have not been elucidated.

【0004】一方、イネは粒食が主体であり、胚乳澱粉
中の多糖類の含有比率や澱粉の構造的変化が、コメの食
味や調理特性を大きく変え、穀粒中の澱粉含量は食味や
加工特性と密接な関係がある。澱粉合成のメカニズムと
して3つの段階が考えられており、まず、澱粉合成の鋳
型となるオリゴサッカライドの合成、これの伸長反応、
さらにはできた直鎖形の澱粉の枝つけ反応の順で合成さ
れる。澱粉合成に関する酵素蛋白としてはワキシー蛋白
などの澱粉顆粒に結合型の澱粉合成酵素や可溶性の澱粉
合成酵素が知られており、アミロペクチン合成に関与す
る澱粉枝つけ酵素も数種類存在することが知られてい
る。しかし、これらの酵素蛋白についての知見はほとん
ど得られていない。
On the other hand, rice is mainly dietary, and the content ratio of polysaccharides in the endosperm starch and structural changes in starch greatly change the taste and cooking characteristics of rice, and the starch content in the grain is related to taste and processing. It is closely related to the characteristics. Three stages are considered as the mechanism of starch synthesis. First, the synthesis of oligosaccharide as a template for starch synthesis, its extension reaction,
Furthermore, the linear starch thus formed is synthesized in the order of branching reaction. As enzyme proteins related to starch synthesis, starch synthase bound to starch granules such as waxy protein and soluble starch synthase are known, and several types of starch branching enzymes involved in amylopectin synthesis are known to exist. There is. However, little knowledge has been obtained about these enzyme proteins.

【0005】ところで、澱粉は光合成の最終産物であ
り、穀類の主要成分であって、その生合成に関する研究
は、植物生理、生化学における重要な課題の1つとなっ
ている。澱粉はグルコースがα(1→4)結合した直鎖
形のアミロースと、α(1→6)結合による枝分れ構造
をもつアミロペクチンから構成されている。植物におけ
る澱粉顆粒中のアミロース、アミロペクチンの含量比
は、植物種や品種によってそれぞれ固有の値をもってお
り、その高次構造もまた特有の形態をとっていることが
知られている。
By the way, starch is a final product of photosynthesis and is a major component of cereals, and research on its biosynthesis is one of the important subjects in plant physiology and biochemistry. Starch is composed of linear amylose in which glucose is α (1 → 4) -bonded, and amylopectin having a branched structure by α (1 → 6) bond. It is known that the content ratio of amylose and amylopectin in starch granules in plants has unique values depending on the plant species and varieties, and their higher-order structures also have unique forms.

【0006】澱粉生合成の主酵素である澱粉合成酵素
は、ADPグルコースあるいはUDPグルコースを基質とし、
アミロース分子の合成を行なう。これに対し、アミロペ
クチン分子は、α(1→4)結合を作る澱粉合成酵素
と、α(1→6)結合をつくる枝付け(ブランチング)
酵素が協調的に作用することによってつくられる。アミ
ロペクチンの枝分れ構造の形成機構に関する研究は、グ
リコーゲンでの枝分かれの機構の研究を参考にして進め
られており、植物においてもグリコーゲンの枝付け酵素
とよく似た性質の酵素が存在することが示唆されてい
る。しかし、その遺伝子に関する研究、あるいは遺伝的
調節機構についての研究はあまり進んでいなかった。
Starch synthase, which is the main enzyme of starch biosynthesis, uses ADP glucose or UDP glucose as a substrate,
Perform the synthesis of amylose molecules. On the other hand, the amylopectin molecule has a starch synthase that forms an α (1 → 4) bond and a branching (branching) that forms an α (1 → 6) bond.
It is made by the action of enzymes in a coordinated manner. Research on the formation mechanism of the branching structure of amylopectin has been carried out with reference to the research on the branching mechanism of glycogen, and it is possible that there are enzymes with similar properties to the glycogen branching enzyme in plants. Has been suggested. However, research on the gene, or research on the genetic regulatory mechanism, has not made much progress.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した技
術の現状に鑑み、イネの遺伝子のうち、とりわけアミロ
ペクチン合成に重大な影響を及ぼす新規な澱粉枝つけ酵
素に着目し、その遺伝子を単離し、食糧増産、食味の優
れた米の生産、植物とくにイネの育種を行うことを課題
とする。
In view of the above-mentioned state of the art, the present invention focuses on a novel starch branching enzyme, which has a significant effect on amylopectin synthesis, among rice genes, and The issues are to separate, increase food production, produce rice with excellent taste, and breed plants, especially rice.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために鋭意研究を行った結果、新規な澱粉枝つ
け酵素を見出し、この酵素蛋白のアミノ酸配列を明らか
とするとともに、その遺伝子を単離し、本発明に至っ
た。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventor found a novel starch branching enzyme, and clarified the amino acid sequence of this enzyme protein. The gene was isolated and the present invention was achieved.

【0009】すなわち本発明は、配列番号1に示す塩基
配列を有するイネ澱粉枝つけ酵素遺伝子のcDNA、配列番
号1に示す66〜825番のアミノ酸配列を有するイネ
澱粉枝つけ酵素の成熟タンパクをコードする遺伝子、配
列番号1に示す1〜65番のアミノ酸配列を有するイネ
澱粉枝つけ酵素のトランジット蛋白をコードする遺伝
子、及び配列番号4に示す塩基配列中に含まれるイネ澱
粉枝つけ酵素遺伝子のプロモーターである。
That is, the present invention encodes the cDNA of the rice starch branching enzyme gene having the base sequence shown in SEQ ID NO: 1, and the mature protein of the rice starch branching enzyme having the amino acid sequence 66 to 825 shown in SEQ ID NO: 1. Gene, a gene encoding a transit protein of a rice starch branching enzyme having the amino acid sequence of 1 to 65 shown in SEQ ID NO: 1, and a promoter of the rice starch branching enzyme gene contained in the base sequence shown in SEQ ID NO: 4 Is.

【0010】本発明は、また、配列番号1に示すアミノ
酸配列の全部あるいは一部をコードするDNA配列と植
物細胞内で発現可能なプロモーターとを結合したDNA
配列を導入した植物細胞あるいはイネ、及びこのイネを
栽培することにより得られる穀粒を提供する。
The present invention also provides a DNA in which a DNA sequence encoding all or part of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 and a promoter expressible in plant cells are linked.
Provided is a plant cell or rice into which a sequence has been introduced, and a grain obtained by cultivating this rice.

【0011】さらに、本発明は、配列番号1に示すアミ
ノ酸配列の全部あるいは一部をコードするDNA配列と
植物細胞内で発現可能なプロモーターとを結合したDN
A配列を植物細胞内に導入することによってイネ澱粉枝
付け酵素活性を変化させる方法、イネ澱粉枝付け酵素遺
伝子プロモーターと異種遺伝子とを結合したDNA配列
を、植物細胞内に導入することによって種子特異的に前
記異種遺伝子を発現させる方法を提供する。
Further, the present invention is a DN in which a DNA sequence encoding all or part of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 and a promoter expressible in plant cells are linked.
Method for changing rice starch branching enzyme activity by introducing A sequence into plant cells, seed-specific by introducing DNA sequence combining rice starch branching enzyme gene promoter and heterologous gene into plant cells And a method for expressing said heterologous gene.

【0012】本発明のイネ澱粉枝つけ酵素遺伝子には、
アミロプラストにイネ澱粉枝つけ酵素を効率的に移行す
る能力を有するトランジットペプチドをコードする遺伝
子も包含されている。本明細書においては、特記しない
限り、「澱粉枝付け酵素」とは、トランジットペプチド
を含めた酵素、あるいはトランジットペプチドを除いた
酵素をいい、特にトランジットペプチドを除いた酵素を
「成熟酵素」という。また、澱粉枝付け酵素cDNAを遺伝
子として使用する場合は、これを「澱粉枝付け酵素遺伝
子」という。
The rice starch branching enzyme gene of the present invention comprises:
Also included is a gene encoding a transit peptide that has the ability to efficiently transfer the rice starch branching enzyme to amyloplasts. In the present specification, unless otherwise specified, the “starch branching enzyme” refers to an enzyme including a transit peptide or an enzyme excluding the transit peptide, and particularly an enzyme excluding the transit peptide is referred to as a “mature enzyme”. Further, when the starch branching enzyme cDNA is used as a gene, this is referred to as "starch branching enzyme gene".

【0013】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
係るイネ澱粉枝付け酵素は、新規な酵素であり、 III型
と名付けたものである。本発明者は後述するように、イ
ネ澱粉枝付け酵素を3種に分画し、各々I、II、III型
と名付けた。
The present invention will be described in detail below. The rice starch branching enzyme according to the present invention is a novel enzyme and is named as type III. As will be described later, the present inventor fractionated rice starch branching enzyme into three types and named them type I, II and III, respectively.

【0014】これらのうちIII型の酵素による澱粉合成
は動物のグリコーゲン合成の際の枝つけ反応と類似であ
り、大腸菌のグリコーゲン枝つけ酵素とも相同性があ
る。この反応のメカニズムについてはあまり明らかでは
ないが、種子澱粉形成初期のアミロペクチン合成に重要
な役割を果たしており、この酵素の欠如したイネではき
わめて高アミロース含量となる。したがって、この酵素
の活性を高めることは穀粒中のアミロペクチン含量を高
めることにつながる。そのため、作物育種上、この酵素
活性を高めることは大きな意義がある。
Of these, starch synthesis by the type III enzyme is similar to the branching reaction in the glycogen synthesis of animals and has homology with the glycogen branching enzyme of Escherichia coli. The mechanism of this reaction is not clear, but it plays an important role in amylopectin synthesis in the early stage of seed starch formation, and the rice lacking this enzyme has a very high amylose content. Therefore, increasing the activity of this enzyme leads to increasing the content of amylopectin in the grain. Therefore, it is of great significance to enhance this enzyme activity in crop breeding.

【0015】低アミロース化にはアミロース合成系を抑
えることによって結果的にアミロペクチン含量を高める
方法と、アミロペクチンを合成する経路を強化しその含
量を積極的に増大せしめる方法がある。後者の場合、澱
粉生産量のを高めることにもなるので、イネの育種目標
としては非常に優れているものと考えられる。
To reduce the amylose content, there are a method of increasing the amylopectin content by suppressing the amylose synthesis system, and a method of strengthening the pathway for synthesizing amylopectin to positively increase the content. In the latter case, it also increases the amount of starch produced, so it is considered to be a very good target for rice breeding.

【0016】<1>III型イネ澱粉枝付け酵素遺伝子 遺伝子を単離するには、例えば、酵素を精製し、アミノ
酸配列を決定し、この配列をもとに合成オリゴヌクレオ
チドプローブを作製し、ハイブリダイゼーションにより
遺伝子ライブラリーから選択する方法がある。そのため
に、イネから澱粉枝付け酵素を精製する方法を以下に例
示する。
<1> Type III Rice Starch Branching Enzyme Gene To isolate the gene, for example, the enzyme is purified, the amino acid sequence is determined, and a synthetic oligonucleotide probe is prepared based on this sequence. There is a method of selecting from a gene library by hybridization. Therefore, a method for purifying a starch branching enzyme from rice will be exemplified below.

【0017】イネの登熟種子を氷冷しながらジューサー
を用いて粉砕し、50mM Tris-HCl(pH8.5)、5mM EDTA、5m
Mメルカプトエタノ−ルを含む緩衝液に懸濁する。不溶
性の画分を濾過と遠心分離によって取り除いたあと、硫
酸アンモニウムを加えて総蛋白質を沈澱させる。沈澱し
た蛋白画分を50mM Tris-HCl(pH7.5)、5mM EDTA、5mMメ
ルカプトエタノールからなる緩衝液に溶解し、透析後DE
AE-セルロース(Whatman DE-52)を用いてクロマトグラフ
ィーを行う。イネ澱粉枝つけ酵素を含む画分は、Boyer
とPreissの方法(Carbohydrate Res. 61, 321-334 (197
8))で検定することができる。
Grained rice ripened seeds were crushed with a juicer while cooling with ice, 50 mM Tris-HCl (pH 8.5), 5 mM EDTA, 5 m
Suspend in a buffer containing M mercaptoethanol. After removing the insoluble fraction by filtration and centrifugation, ammonium sulfate is added to precipitate the total protein. The precipitated protein fraction was dissolved in a buffer solution consisting of 50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 5 mM EDTA and 5 mM mercaptoethanol, and after dialysis DE
Chromatography is performed using AE-cellulose (Whatman DE-52). The fraction containing the rice starch branching enzyme is Boyer
And Preiss' method (Carbohydrate Res. 61, 321-334 (197
8)) can be used for verification.

【0018】こうして、イネ澱粉枝つけ酵素は3つの部
分にわかれて得られ、それぞれをI型、II型、III型と
した。活性画分は、さらにToyopearl HW55Fを用いたゲ
ル濾過カラムクロマトグラフィーにより、SDS-ポリアク
リルアミドゲル電気泳動(SDS-PAGE)により単一のバンド
として分離精製され、いずれも新規な酵素である。その
うちIII型の酵素は87kDaの位置に泳動されるタンパクで
ある。
Thus, the rice starch branching enzyme was obtained by being divided into three parts, which were designated as type I, type II and type III, respectively. The active fraction was further separated and purified as a single band by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) by gel filtration column chromatography using Toyopearl HW55F, and both are novel enzymes. The type III enzyme is a protein that migrates to the 87 kDa position.

【0019】このようにして精製した酵素のN末端のア
ミノ酸配列を決定すれば、この配列をもとにプローブを
作製することができる。本発明において決定されたIII
型の澱粉枝付け酵素のN末端のアミノ配列を、配列番号
2に示した。
If the N-terminal amino acid sequence of the enzyme thus purified is determined, a probe can be prepared based on this sequence. III determined in the present invention
The N-terminal amino sequence of this type of starch branching enzyme is shown in SEQ ID NO: 2.

【0020】尚、同様にしてI、II型の酵素及びその遺
伝子も得たが、これらの酵素は同一の遺伝子産物であ
り、転写後の切断等により2種類に分かれると推定して
いる。また、これらの酵素はIII型の酵素と抗原抗体反
応上、全く異なる。
In addition, type I and type II enzymes and their genes were obtained in the same manner, but it is presumed that these enzymes are the same gene products and are divided into two types by cleavage after transcription and the like. In addition, these enzymes are completely different from the type III enzyme in terms of antigen-antibody reaction.

【0021】 <2>イネ登熟種子由来のcDNAライブラリーの構築 cDNAライブラリーは、イネ登熟種子からmRNAを抽出
し、逆転写酵素を用いてcDNAを合成し、ポリメラーゼ反
応によって2本鎖化したものをベクターに挿入し、大腸
菌等に形質転換することにより作製することができる。
cDNAクローニングキットが市販されているのでこれらを
使用してもよい。
<2> Construction of cDNA library derived from rice ripening seeds As for the cDNA library, mRNA is extracted from rice ripening seeds, cDNA is synthesized using reverse transcriptase, and double-stranded by polymerase reaction. It can be prepared by inserting the prepared product into a vector and transforming into Escherichia coli or the like.
Since cDNA cloning kits are commercially available, these may be used.

【0022】ライブラリーの作製に用いるベクターは、
多数種市販されており、これらを使用することができ
る。DNAの切断、連結、形質転換、遺伝子の塩基配列
の決定、ハイブリダイゼーション等一般の遺伝子組換え
に必要な方法は、各操作に使用する市販の酵素等に添付
されている説明書や、Molecular cloning (Maniatis T.
et al. Cold Spring Harbor Laboratory Press)に記載
されている。
The vector used for preparing the library is
Many types are commercially available and these can be used. The methods necessary for general gene recombination such as DNA cleavage, ligation, transformation, gene nucleotide sequence determination, and hybridization are described in the instructions attached to commercially available enzymes used for each operation, and Molecular cloning. (Maniatis T.
et al. Cold Spring Harbor Laboratory Press).

【0023】<3>澱粉枝付け酵素cDNA及び染色体遺伝
子のクローニングと植物細胞における発現 精製した酵素から決定したアミノ酸配列をもとに作製し
たプローブを用い、プラークハイブリダイゼーション等
を行うことにより、cDNAライブラリーあるいは染色
体DNAライブラリーから澱粉枝付け酵素遺伝子を得る
ことができる。
<3> Cloning of starch branching enzyme cDNA and chromosomal gene and expression in plant cells Using a probe prepared on the basis of an amino acid sequence determined from the purified enzyme, plaque hybridization or the like is carried out to obtain cDNA live. The starch branching enzyme gene can be obtained from a rally or chromosomal DNA library.

【0024】得られた遺伝子の全部あるいは一部をプロ
ーブとして用い、プラークハイブリダイゼーション等に
より、染色体DNAライブラリーから澱粉枝付け酵素遺
伝子をスクリーニングすることができる。同様にして、
植物の遺伝子ライブラリーから他の澱粉枝付け酵素遺伝
子を選択することができ、こうして得られる遺伝子も本
発明に使用することができる。
Using all or part of the obtained gene as a probe, the starch branching enzyme gene can be screened from a chromosomal DNA library by plaque hybridization or the like. Similarly,
Other starch branching enzyme genes can be selected from plant gene libraries and the genes thus obtained can also be used in the present invention.

【0025】クローン化されたcDNAあるいは染色体DN
Aの塩基配列の決定は、Maxam-Gilbert法あるいは、ダ
イデオキシ法により行う。ダイデオキシ法による塩基配
列の決定は、市販されているキットを用いて行うことが
でき、配列決定を自動的に行うオートシークエンサーを
使用してもよい。
Cloned cDNA or chromosomal DN
The base sequence of A is determined by the Maxam-Gilbert method or the dideoxy method. The nucleotide sequence can be determined by the dideoxy method using a commercially available kit, and an autosequencer for automatically performing the sequence determination may be used.

【0026】このようにして得られたIII型の澱粉枝付
け酵素cDNAの塩基配列、及びこの配列から推定され
るアミノ酸配列を配列番号1に示した。また、染色体D
NAライブラリーから得られた澱粉枝付け酵素遺伝子の
プロモーター領域を、配列番号4に示す。
The nucleotide sequence of the thus-obtained type III starch branching enzyme cDNA and the amino acid sequence deduced from this sequence are shown in SEQ ID NO: 1. Also, chromosome D
The promoter region of the starch branching enzyme gene obtained from the NA library is shown in SEQ ID NO: 4.

【0027】このアミノ酸配列をコードする遺伝子の全
部あるいは一部をカリフラワーモザイクウイルス由来の
プロモーターなど植物で発現可能なプロモーターと結合
することによって、人工的な澱粉枝付け酵素の発現系を
構築することができる。
An artificial starch branching enzyme expression system can be constructed by linking all or part of the gene encoding this amino acid sequence to a plant-expressible promoter such as a promoter derived from cauliflower mosaic virus. it can.

【0028】また、前記澱粉枝付け酵素遺伝子の全部又
は一部を、逆方向にプロモーターに結合したものを植物
に導入し、いわゆるアンチセンスRNAを発現させるこ
とによって、澱粉枝付け酵素遺伝子mRNAの翻訳を阻害
し、酵素生産量を抑制させることができる。
Furthermore, by transfecting all or part of the starch branching enzyme gene bound to a promoter in the reverse direction into a plant and expressing a so-called antisense RNA, translation of the starch branching enzyme gene mRNA is performed. Can be inhibited and the amount of enzyme production can be suppressed.

【0029】さらに、プロモーターとして澱粉枝付け酵
素遺伝子のプロモーターと、澱粉枝付け酵素遺伝子ある
いは異種遺伝子とを連結して得られるDNA断片を植物
に導入すると、種子特異的にこれらの遺伝子を発現させ
ることができる。
Furthermore, when a DNA fragment obtained by ligating a promoter of a starch branching enzyme gene as a promoter and a starch branching enzyme gene or a heterologous gene is introduced into a plant, these genes are expressed in a seed-specific manner. You can

【0030】このようにして構築された発現系を、イ
ネ、トウモロコシなどの植物に導入することにより、植
物の形質転換を行い、形質転換植物の澱粉の含量を任意
に変化させることができる。同様にして異種遺伝子をこ
れらの植物で発現させることができる。
By introducing the expression system thus constructed into plants such as rice and corn, the plants can be transformed and the starch content of the transformed plants can be arbitrarily changed. Heterologous genes can be similarly expressed in these plants.

【0031】本発明にいう、配列番号1に示すアミノ酸
配列の全部あるいは一部をコードするDNA配列と、植
物細胞内で発現可能なプロモーターとを結合したDNA
配列とは、各々を順方向あるいは逆方向に連結したも
の、すなわちイネ澱粉枝付け酵素遺伝子を発現させるも
のと、同遺伝子のアンチセンスRNAを発現させるもの
とを含む。これは、異種遺伝子においても同様である。
A DNA in which the DNA sequence encoding all or part of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 according to the present invention and a promoter that can be expressed in plant cells are linked.
The sequences include those linked in the forward direction or the reverse direction, that is, those expressing the rice starch branching enzyme gene and those expressing the antisense RNA of the same gene. This also applies to heterologous genes.

【0032】植物の形質転換は、エレクトロポレーショ
ン(電気的穿孔法)あるいはアグロバクテリウムのTi
プラスミドを利用する方法などによって、プロトプラス
トにDNAを導入することによって行うことができる。
以下に、イネにおける、プロトプラストの調製、エレク
トロポレーションによるプロトプラストへのDNAの導
入、及び形質転換細胞の植物体への再生法を例示する。
Transformation of plants is carried out by electroporation or Ti of Agrobacterium.
It can be performed by introducing DNA into protoplasts by a method using a plasmid or the like.
Hereinafter, the method of preparing protoplasts in rice, introducing DNA into protoplasts by electroporation, and regenerating transformed cells into plants will be exemplified.

【0033】イネのプロトプラストの調製は、例えば以
下のようにして行う。イネの種子未成熟胚から形成させ
たカルスを、R2無機塩(Ohira, K. et al.Plant Cell
Physiol. 14, 1113 (1973))、B5ビタミン(Gambor
g, O. et al.Expt. Cell Res. 50, 151 (1968))、0.
3%カゼイン水解物、1ppmの2,4−D、及び3%
スクロースを含む液体培地に移し、25℃、500ルク
スの蛍光灯光の照射下で、60rpmに設定したロータリ
ーシェーカーで培養する。
Preparation of rice protoplasts is carried out, for example, as follows. Callus formed from immature embryos of rice seeds was treated with R2 inorganic salt (Ohira, K. et al. Plant Cell
Physiol. 14, 1113 (1973)), B5 vitamin (Gambor
g, O. et al. Expt. Cell Res. 50, 151 (1968)), 0.
3% casein hydrolyzate, 1 ppm 2,4-D, and 3%
Transfer to a liquid medium containing sucrose, and cultivate on a rotary shaker set at 60 rpm under irradiation with fluorescent light of 500 lux at 25 ° C.

【0034】一週毎に、新鮮な上記培地でサブカルチャ
ーを行い、サブカルチャー5日目の細胞1gを、1%マ
セロザイム(Macerozyme)R10、4%セルラーゼRS
(以上、(株)近畿ヤクルト製)、0.5% CaCl2・2H2
O、0.5% デキストラン硫酸カリウム、0.4M マ
ンニトールを含む10mlの酵素溶液と混合する。
Each week, subculture was performed in the above-mentioned fresh medium, and 1 g of cells on the 5th day of subculture was treated with 1% Macerozyme R10 and 4% cellulase RS.
(Above, made by Kinki Yakult Co., Ltd.), 0.5% CaCl 2 · 2H 2
Mix with 10 ml enzyme solution containing O, 0.5% potassium dextran sulfate, 0.4 M mannitol.

【0035】この溶液のpHを5.5に調整し、27℃
で3時間振盪(40rpm)し、続いて3時間静置する。
酵素処理により生じたプロトプラスト懸濁液を、40μ
mのナイロンスクリーンを通して破砕物を除く。
The pH of this solution was adjusted to 5.5 and 27 ° C.
Shake (40 rpm) for 3 hours and then leave for 3 hours.
The protoplast suspension generated by the enzyme treatment was
Debris is removed through a nylon screen of m.

【0036】このようにして得られるプロトプラスト
へ、エレクトロポレーションによりDNAを導入する方
法(Tada, Y. et al. Theor. Appl. Genet. 80, 475 (1
990))を説明する。
A method for introducing DNA into the thus obtained protoplasts by electroporation (Tada, Y. et al. Theor. Appl. Genet. 80, 475 (1
990)) is explained.

【0037】プロトプラストを、エレクトロポレーショ
ン緩衝液(70mM KCl、5mM CaCl2、5mM 2-[モルフォリノ]エタンスル
ホン酸(MES)、0.4M マンニトール)に、2×106個/m
lとなるように懸濁し、0〜20μgのDNAを加え
る。DNAとしては、導入するDNA(澱粉枝付け酵素
遺伝子を含むDNA)の他にハイグロマイシン耐性遺伝
子を発現するプラスミドを加える。ハイグロマイシン耐
性遺伝子を発現するプラスミドが導入されたプロトプラ
ストには、導入しようとするDNAも同時にco-transfo
rmationされる確率が高いので、ハイグロマイシンを用
いた選択により、効率よく形質転換細胞を選択すること
ができる。
2 × 10 6 protoplasts / m in electroporation buffer (70 mM KCl, 5 mM CaCl 2 , 5 mM 2- [morpholino] ethanesulfonic acid (MES), 0.4 M mannitol)
Suspend to 1 and add 0-20 μg of DNA. As the DNA, a plasmid expressing the hygromycin resistance gene is added in addition to the introduced DNA (DNA containing the starch branching enzyme gene). In the protoplasts into which the plasmid expressing the hygromycin resistance gene has been introduced, the DNA to be introduced is also co-transfo
Since the probability of rmation is high, transformed cells can be efficiently selected by selection using hygromycin.

【0038】プロトプラストとDNAの混合液を0℃で
20分間放置した後、氷冷したエレクトロポレーション
・チャンバに移し、電気パルスを与える。電気パルス
は、例えば、初期電界475V/cm、時間減衰係数T
1/2が30.0ミリ秒となるように与える。エレクトロ
ポレーションには、装置が市販されているのでこれを使
用すればよい。電気パルスは、例えば、初期電界475
V/cm、時間減衰係数T1/2が30.0ミリ秒となる
ように与える。
The protoplast / DNA mixture was allowed to stand at 0 ° C. for 20 minutes, then transferred to an ice-cooled electroporation chamber, and an electric pulse was applied. The electric pulse has, for example, an initial electric field of 475 V / cm and a time attenuation coefficient T.
Give 1/2 to be 30.0 milliseconds. Since a device is commercially available for electroporation, this may be used. The electric pulse is, for example, the initial electric field 475.
V / cm and a time attenuation coefficient T 1/2 of 30.0 milliseconds are applied.

【0039】次に、上記のようにして得られた形質転換
細胞の植物体への再生法(Fujimura, T. et al. Plant
Tissue Culture Lett. 2, 74(1985))を説明する。エレ
クトロポレーションを行ったプロトプラストを、遠心分
離(50×g、5分)により、R2無機塩、0.4Mグ
ルコースを含む洗滌培地で4回洗滌した後、2ppmの
2,4−D、0.5ppmベンジルアデニン、3%スク
ロースを添加したN6培地(Chu, C.-C. Proceedings o
f Symposium on Plant Tissue Culture (Scientific Pr
ess, Peking) p.43 (1978))に懸濁し、細胞数を106
個/mlに調整して25℃、暗下で培養する。
Next, a method for regenerating a transformed cell obtained as described above into a plant (Fujimura, T. et al. Plant)
Tissue Culture Lett. 2, 74 (1985)). The electroporated protoplasts were washed 4 times with a washing medium containing R2 inorganic salt and 0.4 M glucose by centrifugation (50 × g, 5 minutes), and then 2 ppm of 2,4-D, 0. N6 medium supplemented with 5 ppm benzyladenine and 3% sucrose (Chu, C.-C. Proceedings o
f Symposium on Plant Tissue Culture (Scientific Pr
ess, Peking) p.43 (1978)) and the number of cells was 10 6
Incubate in the dark at 25 ° C.

【0040】培養14日目に、培地にハイグロマイシン
を50μg/ml添加し、さらに2週間培養し、コロニ
ーを同濃度のハイグロマシンを含む新鮮な培地に移す。
コロニーが直径2mmまで生育したら、ハイグロマイシ
ンを含まないN6ホルモンフリー培地に移し、蛍光灯照
射下(3000ルクス)で培養して分化させる。試験管
内で高さが約10cmに生長した苗を、順化させた後に
温室内のポットに移し、植物体まで再生させる。
On the 14th day of culture, hygromycin is added to the medium in an amount of 50 μg / ml, the culture is continued for 2 weeks, and the colonies are transferred to a fresh medium containing hygromycin at the same concentration.
When the colony grows to a diameter of 2 mm, it is transferred to an N6 hormone-free medium containing no hygromycin, and cultured under fluorescent light irradiation (3000 lux) for differentiation. The seedlings that have grown to a height of about 10 cm in a test tube are acclimated and then transferred to a pot in a greenhouse to regenerate the plant.

【0041】澱粉枝付け酵素遺伝子が含まれているクロ
ーンの選択は、カルスあるいは植物体の細胞を採り、サ
ザンハイブリダイゼーション等の方法で確認することに
より行えばよい。また、再生後に、植物体の葉の抽出液
等のタンパク中の酵素量をウエスタン解析等により調べ
る一方、澱粉枝付け酵素遺伝子が導入されていることを
サザン解析等により確認することが好ましい。
The selection of the clone containing the starch branching enzyme gene may be carried out by collecting callus or plant cells and confirming it by a method such as Southern hybridization. After regeneration, it is preferable to check the amount of enzyme in the protein in the extract of plant leaves by Western analysis or the like, while confirming that the starch branching enzyme gene has been introduced by Southern analysis or the like.

【0042】 <4>トランジットペプチドをコードする配列の利用 澱粉枝付け酵素は、アミロプラストに効率的に移行する
ための配列であるトランジットペプチドをN末端側に有
している。配列番号1に示した澱粉枝付け酵素遺伝子に
は、このトランジットペプチドをコードする部分も包含
されており、128〜322番の塩基配列がこれに相当
する。
<4> Utilization of Sequence Encoding Transit Peptide The starch branching enzyme has a transit peptide, which is a sequence for efficiently transferring to amyloplast, on the N-terminal side. The starch branching enzyme gene shown in SEQ ID NO: 1 also includes a portion encoding this transit peptide, and the base sequence of 128-322 corresponds to this.

【0043】このトランジットペプチドをコードする配
列の下流に、任意のタンパクをコードする配列をフレー
ムを併せて連結すると、これらの配列を植物細胞中で発
現させた際に、このタンパクをアミロプラストに効率的
に移行させることができる。
When a sequence encoding an arbitrary protein is ligated to the downstream of the sequence encoding this transit peptide in frame, the protein can be efficiently converted into amyloplasts when expressed in plant cells. Can be moved to.

【0044】<本発明の応用>本発明によれば、III型
のイネ澱粉枝つけ酵素のトランジットペプチドと酵素活
性を有する蛋白のアミノ酸配列が明らかになったので、
これらを利用してIII型のイネ澱粉枝つけ酵素のイネに
おけるまたはイネ以外の植物での大量生産が可能とな
り、イネなどの新たな育種に本発明は利用できる。従っ
て、本発明は植物育種の領域、III型のイネ澱粉枝つけ
酵素の工業的生産に利用することができ、植物、食品製
造、酵素工業等の技術分野においてきわめて有用であ
る。
<Application of the Present Invention> According to the present invention, the amino acid sequences of the transit peptide of the type III rice starch branching enzyme and the protein having the enzymatic activity have been clarified.
Utilizing these, it becomes possible to mass-produce the type III rice starch branching enzyme in rice or in plants other than rice, and the present invention can be used for new breeding of rice and the like. Therefore, the present invention can be utilized in the field of plant breeding, industrial production of type III rice starch branching enzyme, and is extremely useful in the technical fields of plants, food production, enzyme industry and the like.

【0045】本発明によって初めて、トランジットペプ
チドをコードする遺伝子を含むIII型のイネ澱粉枝つけ
酵素遺伝子のクローニング及び構造解析に成功した。従
って、本発明が各種の著効を奏することができ、以下に
その一例を示す。
For the first time, the present invention succeeded in cloning and structurally analyzing a type III rice starch branching enzyme gene containing a gene encoding a transit peptide. Therefore, the present invention can exert various remarkable effects, and one example thereof will be shown below.

【0046】既述したように、本発明によって得られた
III型のイネ澱粉枝つけ酵素のcDNAは配列番号1に示す
ようにこの酵素蛋白の全領域をコードしている。したが
って、このcDNAの塩基配列とカリフラワーモザイクウイ
ルス由来のプロモーターなどと結合することによって人
工的なIII型の澱粉枝つけ酵素の発現系を構築すること
が可能となった。構築された人工遺伝子をイネ、タバコ
などの植物に電気的穿孔法あるいはアグロバクテリウム
を利用した方法などによって導入することが可能であ
り、その結果、得られた形質転換植物のIII型の澱粉枝
つけ酵素の生産量を増大させることができる。またアン
チセンス技術を利用することによって、種子中のアミロ
ース含量を高めることが可能となった。
As already mentioned, it was obtained according to the invention.
The cDNA of type III rice starch branching enzyme encodes the entire region of this enzyme protein as shown in SEQ ID NO: 1. Therefore, it became possible to construct an expression system for an artificial type III starch branching enzyme by combining the nucleotide sequence of this cDNA with a promoter derived from cauliflower mosaic virus. It is possible to introduce the constructed artificial gene into plants such as rice and tobacco by electroporation or a method utilizing Agrobacterium, and as a result, the type III starch branch of the resulting transformed plant is obtained. It is possible to increase the production amount of dip enzyme. In addition, it was possible to increase the amylose content in seeds by using antisense technology.

【0047】本発明のIII型のイネ澱粉枝つけ酵素のcDN
Aにコードされているトランジットペプチドはイネにお
いて後続する蛋白を効率的にアミロプラストに移行させ
る能力を有する。したがって、トランジットペプチドを
コードする塩基配列の後にIII型の澱粉枝つけ酵素をコ
ードする塩基配列に代えて、任意の蛋白をコードする塩
基配列を結合した場合、その蛋白を効率的にアミロプラ
ストに移行させることができる。
CDN of type III rice starch branching enzyme of the present invention
The transit peptide encoded by A has the ability to efficiently transfer subsequent proteins to amyloplasts in rice. Therefore, when a nucleotide sequence encoding a type III starch branching enzyme is replaced with a nucleotide sequence encoding an arbitrary protein after the nucleotide sequence encoding a transit peptide, the protein is efficiently transferred to amyloplast. be able to.

【0048】さらに、III型の澱粉枝つけ酵素の酵素活
性を有する蛋白をコードしている塩基配列は、インビト
ロの転写系などの人工的な手法、あるいは大腸菌などの
微生物を用いて遺伝子の発現を行なうことによって、II
I型の澱粉枝つけ酵素を大量に、かつ純粋な形で得るこ
とができる。得られたIII型の澱粉枝つけ酵素は効率的
に澱粉合成を行なう酵素活性を有することから、澱粉の
量的改変を行なう際に有効である。またこの酵素処理を
行なうことによって澱粉の質的向上を図ることが可能と
なった。
Furthermore, the nucleotide sequence encoding a protein having the enzymatic activity of the type III starch branching enzyme can be used for expression of the gene by an artificial method such as an in vitro transcription system or a microorganism such as Escherichia coli. By doing II
The type I starch branching enzyme can be obtained in large quantities and in pure form. The obtained type III starch branching enzyme has an enzymatic activity for efficiently performing starch synthesis, and is therefore effective in quantitatively modifying starch. In addition, it became possible to improve the quality of starch by performing this enzyme treatment.

【0049】本発明のcDNAの塩基配列を用いて、部位特
異的置換あるいはPCR法などの手法を用いてを用いてこ
の塩基配列の一部を特異的に変異せしめ、III型の澱粉
枝つけ酵素の機能向上を求める研究に用いることができ
る。また同時に酵素蛋白の機能発現に関する研究にも用
いることができる。
Using the nucleotide sequence of the cDNA of the present invention, a part of this nucleotide sequence is specifically mutated by using a method such as site-specific substitution or PCR method to form a type III starch branching enzyme. It can be used for research to improve the function of At the same time, it can be used for research on functional expression of enzyme proteins.

【0050】[0050]

【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。操作の
手順は特に記述しない限りCurrent Protocols in Molec
ular Biology(F. M. Ausubelら編集、John Wiley& Son
s,Inc., 1987)に記載されている方法にしたがった。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. Unless otherwise stated, the operation procedure is Current Protocols in Molec.
ular Biology (edited by FM Ausubel et al., John Wiley & Son
s, Inc., 1987).

【0051】[0051]

【実施例1】 III型のイネ澱粉枝つけ酵素cDNAの取
得とその利用 <1>III型のイネ澱粉枝つけ酵素の精製と性質の解析 圃場で育てたコシヒカリ品種のイネの登熟種子を氷冷し
ながらジューサーを用いて粉砕し、50mM Tris-HCl(pH8.
5)、5mM EDTA、5mMメルカプトエタノ−ルを含む緩衝液
に懸濁した。不溶性の画分をろ過と遠心分離によって取
り除いたあと、硫酸アンモニウムを加えて総蛋白質を沈
澱させた。沈澱した蛋白画分を50mM Tris-HCl(pH7.5)、
5mM EDTA、5mMメルカプトエタノールからなる緩衝液に
溶解し、透析後DEAE-セルロース(Whatman DE-52)を用い
てクロマトグラフィーを行なった。
Example 1 Acquisition and Utilization of Type III Rice Starch Branching Enzyme cDNA <1> Purification and Characterization of Type III Rice Starch Branching Enzyme cDNA Ripe seeds of rice grown in the Koshihikari variety on ice Grind with a juicer while cooling, 50 mM Tris-HCl (pH 8.
5), 5 mM EDTA and 5 mM mercaptoethanol were suspended in a buffer solution. The insoluble fraction was removed by filtration and centrifugation, and ammonium sulfate was added to precipitate the total protein. The precipitated protein fraction was added to 50 mM Tris-HCl (pH 7.5),
It was dissolved in a buffer solution containing 5 mM EDTA and 5 mM mercaptoethanol, dialyzed and then chromatographed using DEAE-cellulose (Whatman DE-52).

【0052】イネ澱粉枝つけ酵素を含む画分は、Boyer
とPreissの方法(Carbohydrate Res. 61, 321-334 (197
8))で検定した。その結果、イネ澱粉枝つけ酵素はI
型、II型、III型と名付けた3つの部分に分かれた。次
に、活性画分をToyopearl HW55Fを用いたゲルろ過カラ
ムクロマトグラフィーを行なった。III型の澱粉枝つけ
酵素はSDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS-PAGE)
により87kDaの単一な蛋白のバンドとして分離精製され
た。
The fraction containing the rice starch branching enzyme was Boyer
And Preiss' method (Carbohydrate Res. 61, 321-334 (197
8)). As a result, the rice starch branching enzyme was I
It was divided into three parts, named type II, type III, and type III. Next, the active fraction was subjected to gel filtration column chromatography using Toyopearl HW55F. Type III starch branching enzyme is SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE)
Was isolated and purified as a single protein band of 87 kDa.

【0053】精製されたIII型のイネ澱粉枝つけ酵素を
抗原としてウサギ抗血清を作製し、後ウェスタンブロッ
ティング解析等に用いた。
Rabbit antiserum was prepared using the purified type III rice starch branching enzyme as an antigen, and used for subsequent Western blotting analysis and the like.

【0054】<2>III型のイネ澱粉枝つけ酵素のN-末
端アミノ酸配列の決定 前述のIII型のイネ澱粉枝つけ酵素溶液をSDS-PAGEによ
って分離し、イネ澱粉合成酵素活性を有する蛋白のバン
ドから蛋白質を取り出し、PVDFメンブラン(ミリポ
ア)に吸着させた。これを、蛋白分析装置(Applied Bi
osystems Inc製)を用いてN-末端からそのアミノ酸配列
を調べた。その結果、配列番号2に示すアミノ酸配列が
得られた。尚、配列中15番目のアミノ酸は、Ser又はC
ysのいずれかであると判定された。
<2> Determination of N-terminal amino acid sequence of type III rice starch branching enzyme The above-mentioned type III rice starch branching enzyme solution was separated by SDS-PAGE to obtain a protein having rice starch synthase activity. The protein was taken out from the band and adsorbed on a PVDF membrane (Millipore). This is a protein analyzer (Applied Bi
Osystems Inc.) was used to examine the amino acid sequence from the N-terminal. As a result, the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 was obtained. The 15th amino acid in the sequence is Ser or C.
It was determined to be either ys.

【0055】 <3>イネ登熟種子由来のcDNAライブラリーの構築 イネニッポンバレ登熟種子20gより塩化リチウム法に準
じて全RNAを調製した。さらに、オリゴdTセルロースカ
ラムクロマトグラフィーにより、mRNAを含むポリA-RNA
を単離し、それを鋳型としてオリゴdTプライマーと逆転
写酵素を用いてcDNAを合成した。全RNAからcDNAへの調
製にはファルマシア製のcDNA合成キットを用いた。得ら
れたcDNAはλgt11アームとcDNAを連結後、in vitroパッ
ケージングキット(Stratagene社製、GIGAPACK Gold)を
用い、パッケージングを行ない、大腸菌Y1090株に感染
させることによって多数の組換えλファージを得た。こ
れをイネ登熟種子のcDNAライブラリーとした。ライブラ
リーの大きさは3.3x106であった。
<3> Construction of cDNA library derived from rice ripened seeds Total RNA was prepared from 20 g of rice Nipponbare ripened seeds according to the lithium chloride method. Furthermore, poly-A-RNA containing mRNA was analyzed by oligo dT cellulose column chromatography.
Was isolated, and cDNA was synthesized using the oligo dT primer and reverse transcriptase as a template. A cDNA synthesis kit manufactured by Pharmacia was used for the preparation of cDNA from total RNA. The obtained cDNA was ligated with the λgt11 arm and the cDNA, using an in vitro packaging kit (Stratagene, GIGAPACK Gold), packaging was performed, and a large number of recombinant λ phages were obtained by infecting E. coli Y1090 strain. It was This was used as a rice ripened seed cDNA library. The size of the library was 3.3x10 6 .

【0056】 <4>イネ澱粉枝付け酵素cDNAのクローニング 前述のイネ澱粉枝付け酵素のN-末端のアミノ酸配列から
DNAの塩基配列を推定し、このアミノ酸配列に対応する
合成DNA(配列番号2のアミノ酸配列中8〜20番目の
アミノ酸配列に相当)を作製した。その配列を配列番号
3に示す。尚、配列中他の塩基(N)はイノシン酸であ
る。
<4> Cloning of rice starch branching enzyme cDNA From the above-mentioned N-terminal amino acid sequence of rice starch branching enzyme
The nucleotide sequence of DNA was estimated, and synthetic DNA corresponding to this amino acid sequence (corresponding to the 8th to 20th amino acid sequences in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2) was prepared. The sequence is shown in SEQ ID NO: 3. The other base (N) in the sequence is inosinic acid.

【0057】前述のイネcDNAライブラリーの中のおよそ
300,000個の独立したプラークを、寒天培地上に形成さ
せ、これをニトロセルロース膜に転写後、前述の合成DN
Aを3 2Pラベルしたものをプローブとして用い、イネ澱
粉枝付け酵素のcDNAのスクリーニングを行なった。その
結果、3個の陽性を示すクローンが得られた。これらの
ファージDNAを調製し、この挿入断片は、ファージDNAを
制限酵素EcoRIで限定分解することによって単離した。
さらにこの断片をプラスミドpUC119のEcoRI部位に挿入
することによって、プラスミドクローン(pRB33)としてc
DNAを得た。
In the rice cDNA library described above,
300,000 independent plaques were formed on the agar medium, transferred to a nitrocellulose membrane, and
It used after 3 2 P labeled A as a probe was carried out screening of the cDNA of rice starch branch with enzymes. As a result, 3 positive clones were obtained. These phage DNAs were prepared and the insert was isolated by limited digestion of the phage DNA with the restriction enzyme EcoRI.
Furthermore, by inserting this fragment into the EcoRI site of plasmid pUC119, a plasmid clone (pRB33) was obtained.
I got the DNA.

【0058】 <5>澱粉枝付け酵素cDNAの塩基配列の解析 pRB33に含まれる塩基配列の決定をダイデオキシ法によ
り(Messing, Methodsin Enzymol., 101, 20-78 (198
3))行った。これにより得られた塩基配列及びこの配列
から推定されるアミノ酸配列を配列番号1に示す。
<5> Analysis of Nucleotide Sequence of Starch Branching Enzyme cDNA The nucleotide sequence contained in pRB33 was determined by the dideoxy method (Messing, Methods in Enzymol., 101, 20-78 (198
3)) I went. The nucleotide sequence thus obtained and the amino acid sequence deduced from this sequence are shown in SEQ ID NO: 1.

【0059】このアミノ酸配列の中で、トランジットペ
プチドに対応する配列は、128〜322番目の塩基配
列によってコードされる配列(アミノ酸番号1〜65)
であり、成熟酵素に対応する配列は、323〜2602
番目の塩基配列によってコードされる配列(アミノ酸番
号66〜825)である。
Of this amino acid sequence, the sequence corresponding to the transit peptide is the sequence encoded by the 128th to 322nd nucleotide sequences (amino acid numbers 1 to 65).
And the sequence corresponding to the mature enzyme is 323-2602.
The sequence (amino acid number 66 to 825) encoded by the th base sequence.

【0060】上記アミノ酸配列を、澱粉合成酵素のタン
パクから決定したアミノ酸配列と比較したところ、一致
する配列が見いだされ、プラークハイブリダイゼーショ
ンにより単離されたcDNAが澱粉枝付け酵素のcDNAである
ことが確認された。さらに詳細な塩基配列の検討を行な
い、この酵素がアミロプラストへ移行するために重要な
働きを行なうトランジットペプチドを有することが明ら
かとなった。
When the above amino acid sequence was compared with the amino acid sequence determined from the protein of starch synthase, a matching sequence was found, and the cDNA isolated by plaque hybridization was found to be the starch branching enzyme cDNA. confirmed. Further detailed examination of the nucleotide sequence revealed that this enzyme has a transit peptide that plays an important role in translocating to amyloplast.

【0061】尚、同様にして取得し、決定したI型の澱
粉枝付け酵素の遺伝子は、III型の酵素の遺伝子との相
同性はほとんどなく、30%以下であった。
The type I starch branching enzyme gene obtained and determined in the same manner had almost no homology with the type III enzyme gene, and was 30% or less.

【0062】<6>III型のイネ澱粉枝つけ酵素遺伝子
のアンチセンス遺伝子の構築とイネの形質転換 前項と同様にEcoRI切断により、III型のイネ澱粉合成酵
素の遺伝情報の全領域を含む断片を単離したあと、T4 D
NA polymeraseを用いて末端を平滑化した。これをpBI22
1のSmaI部位に逆方向にクローニングし、プラスミドpBI
RBE3Rを得た。pBIRBE3Rは、pBI221に由来するカリフラ
ワーモザイクウイルスの35Sプロモーターの下流に、III
型の澱粉枝つけ酵素のcDNAがアンチセンス遺伝子の方向
で結合して存在する。したがって、このプラスミドにの
っているIII型の澱粉枝つけ酵素の遺伝情報は、前記35S
プロモーターによって発現し、アンチセンスRNAとして
転写される。
<6> Construction of antisense gene of type III rice starch branching enzyme gene and transformation of rice In the same manner as the previous section, a fragment containing the entire region of genetic information of type III rice starch synthase. After isolating T4 D
The ends were blunted using NA polymerase. Call this pBI22
Reverse cloning into the SmaI site of 1 and plasmid pBI
I got RBE3R. pBIRBE3R is located in the downstream of the 35S promoter of the cauliflower mosaic virus derived from pBI221, III
A type of starch-branching enzyme cDNA is present bound in the direction of the antisense gene. Therefore, the genetic information of the type III starch branching enzyme on this plasmid is 35S.
It is expressed by a promoter and transcribed as antisense RNA.

【0063】pBIRBE3Rを用いたイネの形質転換を、前述
の方法により行った。尚、ハイグロマイシン耐性遺伝子
を有するプラスミドとして、10μgのpUC19−H
PTを用い、20μgのpBIRS3とともに、イネ(ニッポ
ンバレ)の胚細胞由来のプロトプラストに導入した。
Transformation of rice with pBIRBE3R was performed by the method described above. As a plasmid having a hygromycin resistance gene, 10 μg of pUC19-H
Using PT, 20 μg of pBIRS3 was introduced into rice (Nipponbarre) embryo cell-derived protoplasts.

【0064】エレクトロポレーションは、初期電圧47
5V/cm、T1/2が30ミリ秒である電気パルスを与
えることにより行った。形質転換されたイネは8株得ら
れた。形質転換株から得られた登熟種子の粗抽出液を用
いて、前述の抗血清を使ったウエスタン分析を行なった
ところ、目的とするIII型の澱粉枝つけ酵素の発現量が
対照として用いたニッポンバレに比べて著しく低とへ6
いことが確認された。また、得られた種子のアミロース
含量をヨード呈色法で測定した結果、対照に比べて著し
く高いこと(30-40%)がわかった。
Electroporation requires an initial voltage of 47.
It was carried out by applying an electric pulse having 5 V / cm and T 1/2 of 30 milliseconds. Eight strains of transformed rice were obtained. Using a crude extract of ripened seeds obtained from the transformed strain, Western analysis using the above-mentioned antiserum was performed, and the expression level of the target type III starch branching enzyme was used as a control. Significantly lower than Nippon Barre 6
Was confirmed. The amylose content of the obtained seeds was measured by the iodine coloration method, and it was found that the amylose content was significantly higher than that of the control (30-40%).

【0065】本実施例とは逆に、III型の澱粉枝つけ酵
素cDNAをプロモーターに順方向に連結すれば、アミロー
ス含量の低いイネを作製することができる。
Contrary to this example, rice with a low amylose content can be produced by ligating the type III starch branching enzyme cDNA in the forward direction to the promoter.

【0066】[0066]

【実施例2】 III型の澱粉枝つけ酵素遺伝子プロモータ
ー領域の取得とその利用
Example 2 Acquisition and utilization of type III starch branching enzyme gene promoter region

【0067】<1>イネゲノムDNAの調製とゲノムライ
ブラリーの構築 材料としたイネ核DNAは、RogersとBendichの方法(Plant
Mol. Biol. 5, 69 (1985)に従って調製した。得られた
DNAを制限酵素Sau3AIで限定分解し、さらにショ糖密度
勾配遠心分離を行なって10kb以上の断片を得た。これら
の断片を、BamHIで切断したλEMBL3ファージのアームと
連結後、インビトロ・パッケージングキット(Stratagen
e社製、GIGAPACK Gold)を用い、パッケージングを行な
い、大腸菌LE392株に感染させることによって多数の組
換えλファージを得た。これをイネゲノムDNAライブラ
リーとした。ライブラリーの大きさは1.6×106であっ
た。
<1> Preparation of Rice Genomic DNA and Construction of Genomic Library Rice nuclear DNA used as a material is the method of Rogers and Bendich (Plant
Prepared according to Mol. Biol. 5, 69 (1985). Got
DNA was digested with the restriction enzyme Sau3AI and subjected to sucrose density gradient centrifugation to obtain a fragment of 10 kb or more. These fragments were ligated to an arm of λEMBL3 phage cleaved with BamHI, followed by in vitro packaging kit (Stratagen
A large number of recombinant λ phages were obtained by packaging E. coli LE392 strain using GIGAPACK Gold manufactured by e. This was used as a rice genomic DNA library. The size of the library was 1.6 × 10 6 .

【0068】<2>III型のイネ澱粉枝つけ酵素遺伝子
のプロモーター領域の単離 前述のイネゲノムライブラリーの中のおよそ100,000個
の独立したプラークを、実施例1で得られたIII型のイ
ネ澱粉枝つけ酵素のcDNAをプローブとして、イネ枝つけ
酵素遺伝子のプロモーター領域のスクリーニングを行な
った。この結果、10個の陽性クローンが得られた。これ
らの陽性クローンからファージDNAを調製し、挿入断片
の大きさを調べた。その結果、得られたファージクロー
ンは同一の断片に由来することが示唆された。これらの
ファージクローンのうち一つを選択しλRB3と命名し
た。
<2> Isolation of Promoter Region of Type III Rice Starch Branching Enzyme Gene About 100,000 independent plaques in the above-mentioned rice genomic library were obtained in Example 1 and the type III rice starch was obtained. The promoter region of the rice branching enzyme gene was screened using the cDNA of the branching enzyme as a probe. As a result, 10 positive clones were obtained. Phage DNA was prepared from these positive clones and the size of the insert was examined. As a result, it was suggested that the obtained phage clones were derived from the same fragment. One of these phage clones was selected and named λRB3.

【0069】λRB3ファージゲノムに含まれる挿入フラ
グメントは、制限酵素SalIで切断した場合4つの断片に
分かれた。さらに、前述のcDNAの5'領域をプローブとし
て、サザン分析を行ない、プロモーター領域を含む断片
を特定した。プロモータ−領域を含む断片は、λRB3を
制限酵素EcoRIとBamHIによって切断することによって得
られ、これをpUC118のEcoRIとBamHIによる切断断片に挿
入し、得られたプラスミドをpRBP1と名付けた。
The insert fragment contained in the λRB3 phage genome was divided into four fragments when digested with the restriction enzyme SalI. Furthermore, Southern analysis was performed using the 5'region of the above-mentioned cDNA as a probe to identify a fragment containing the promoter region. A fragment containing the promoter region was obtained by cleaving λRB3 with restriction enzymes EcoRI and BamHI, and this was inserted into a fragment of pUC118 digested with EcoRI and BamHI, and the resulting plasmid was named pRBP1.

【0070】<3>III型のイネ澱粉枝つけ酵素遺伝子
のプロモーター領域の構造解析 上記で得られたpRBP1の挿入断片の塩基配列を、ダイデ
オキシ法によって決定した。プロモーター領域は、得ら
れた塩基配列と前述のcDNAの塩基配列とを比較し、プロ
モーターに共通に見られる配列(TATA配列など)を調べる
こと、および、ノーザン分析等を行なうことによってそ
の構造を明らかにした。
<3> Structural Analysis of Promoter Region of Type III Rice Starch Branching Enzyme Gene The nucleotide sequence of the pRBP1 insert fragment obtained above was determined by the dideoxy method. The structure of the promoter region was clarified by comparing the obtained base sequence with the base sequence of the above-mentioned cDNA, examining the sequences commonly found in promoters (TATA sequence, etc.), and performing Northern analysis and the like. I chose

【0071】このようにして構造解析されたIII型のイ
ネ澱粉枝つけ酵素の遺伝子のプロモーター領域の塩基配
列を、配列表の配列番号4に示した。この領域には、一
般にプロモーターに存在することが知られている因子に
対応する塩基配列の存在が認められた(配列表参照)。
The nucleotide sequence of the promoter region of the gene of the type III rice starch branching enzyme thus structurally analyzed is shown in SEQ ID NO: 4 in the sequence listing. In this region, the presence of nucleotide sequences corresponding to factors generally known to be present in promoters was confirmed (see Sequence Listing).

【0072】<4>III型のイネ澱粉枝つけ酵素遺伝子
のプロモーターの単離 pRBP1に含まれるプロモーターをPCR法によって単離する
ため、2種の合成DNAプライマーを合成した。5’側の
プライマーは、配列番号4中塩基番号4〜23に示す配
列(配列番号5)を有し、3’側のプライマーは、配列
番号4中塩基番号995〜1115に相補的な配列(配
列番号6)を有する。これらのプライマーを用いてpRBP
1のPCR法による増幅を行ない、およそ1000bpの断片を増
幅した。得られた断片をpUC118のHincIIサイトに挿入
し、pRBP2を得た。この挿入断片の塩基配列を決定した
ところ、枝つけ酵素遺伝子のプロモーターに対応するこ
とが明かとなった。ここで得られたpRBP2は、III型のイ
ネ枝つけ酵素遺伝子のプロモーター配列の下流にXbaIお
よびBamHI、SmaIサイトが存在する。従って、これらの
制限酵素切断部位を利用して異種の遺伝子を接続するこ
とが可能である。
<4> Isolation of promoter of type III rice starch branching enzyme gene In order to isolate the promoter contained in pRBP1 by the PCR method, two kinds of synthetic DNA primers were synthesized. The 5'side primer has a sequence (SEQ ID NO: 5) shown in base numbers 4 to 23 in SEQ ID NO: 4, and the 3'side primer has a sequence complementary to base numbers 995 to 1115 in SEQ ID NO: 4 ( SEQ ID NO: 6). PRBP using these primers
Amplification by the PCR method of 1 was performed to amplify a fragment of about 1000 bp. The obtained fragment was inserted into the HincII site of pUC118 to obtain pRBP2. When the nucleotide sequence of this inserted fragment was determined, it was revealed that it corresponds to the promoter of the branching enzyme gene. The pRBP2 obtained here has XbaI, BamHI, and SmaI sites downstream of the promoter sequence of the type III rice branching enzyme gene. Therefore, it is possible to connect heterogeneous genes using these restriction enzyme cleavage sites.

【0073】<5>III型のイネ枝つけ酵素遺伝子のプ
ロモーターとGUS遺伝子が連結した遺伝子の構築 β−グルクロニダーゼ(GUS)遺伝子を有するプラスミドp
BI221(Jefferson etal.; EMBO J. 6, 3901 (1987) pBI
221はClontech社より入手)をBamHIとSstIにより切断し
てGUS遺伝子領域を切り出し、切断末端をT4 DNAポリメ
ラーゼ(宝酒造製、DNA blunting kit)を用いて平滑化し
た。これを、前述のIII型のイネ枝つけ酵素遺伝子のプ
ロモーターを有するプラスミドpRBP2のSmaI部位に挿入
した。
<5> Construction of a gene in which the promoter of the type III rice branching enzyme gene and the GUS gene are linked to each other A plasmid p having a β-glucuronidase (GUS) gene
BI221 (Jefferson et al .; EMBO J. 6, 3901 (1987) pBI
221 was obtained from Clontech) was cut with BamHI and SstI to cut out the GUS gene region, and the cut ends were blunted using T4 DNA polymerase (Takara Shuzo, DNA blunting kit). This was inserted into the SmaI site of the plasmid pRBP2 having the promoter of the above-mentioned type III rice branching enzyme gene.

【0074】こうして、III型のイネ枝つけ酵素遺伝子
のプロモーターの下流にGUS遺伝子が結合した人工遺伝
子が作製された。これをpRBG1と名付けた。
Thus, an artificial gene in which the GUS gene was bound to the downstream of the promoter of the type III rice branching enzyme gene was prepared. This was named pRBG1.

【0075】<6>III型のイネ枝つけ酵素遺伝子のプ
ロモーターとGUS遺伝子が連結した人工遺伝子のイネへ
の導入 pRBG1のプラスミドを、前述のTadaらの方法に従い、イ
ネ(ニッポンバレ)のプロトプラスト細胞にエレクトロ
ポーレーション法によって導入した。得られた細胞は、
前述のFujimuraらの方法に従い、植物体に再生した。こ
れらの細胞より、DNAを抽出し、サザンハイブリダイゼ
ーションを行なったところ3株にpRBG1に由来すると思
われるDNA断片が存在していた。これらの形質転換植物
の種子のGUS活性を多田らの方法(Tada et al., EMBO
J., 10, 1803-1808 (1991))に従って調べたところ、形
質転換植物の種子は高いGUS活性を示した。
<6> Introduction of an artificial gene in which the promoter of the type III rice branching enzyme gene and the GUS gene are ligated into rice pRBG1 plasmid was introduced into rice (Nipponbarre) protoplast cells according to the method of Tada et al. Was introduced by electroporation. The obtained cells are
The plants were regenerated according to the method of Fujimura et al. When DNA was extracted from these cells and subjected to Southern hybridization, a DNA fragment that was considered to be derived from pRBG1 was present in 3 strains. The GUS activity of seeds of these transformed plants was determined by the method of Tada et al. (Tada et al., EMBO
J., 10, 1803-1808 (1991)), the seeds of the transformed plants showed high GUS activity.

【0076】このことから、III型のイネ澱粉枝つけ酵
素遺伝子のプロモーターを用いて異種遺伝子を種子特異
的に効率よく発現させることができることがわかった。
したがって、III型の枝つけ酵素のプロモーターを用い
れば、イネの種子中に各種の遺伝子産物を蓄積すること
が可能であることがわかった。
From this, it was found that the heterologous gene can be efficiently expressed in a seed-specific manner by using the promoter of the type III rice starch branching enzyme gene.
Therefore, it was revealed that it is possible to accumulate various gene products in rice seeds by using the promoter of type III branching enzyme.

【0077】<7>III型のイネ澱粉枝つけ酵素遺伝子
のプロモーターとcDNAの結合によるセンス遺伝子の構
築。 III型のイネ澱粉枝つけ酵素遺伝子のcDNAを有するプラ
スミドpRB33をEcoRIで切断し、切断末端をT4 DNAポリメ
ラーゼ(宝酒造製、DNA blunting kit)を用いて平滑化し
た。これを前述のIII型のイネ澱粉枝つけ酵素遺伝子の
プロモーターを有するプラスミドpRBP2のSmaIによる切
断断片との結合を行なった。この結果、III型の枝つけ
酵素遺伝子のプロモーターの下流にIII型の枝つけ酵素
遺伝子がセンスの向きにつながったセンス枝つけ酵素遺
伝子が作成された。これを、pRBPRB3と名付けた。
<7> Construction of a sense gene by ligating the promoter of the type III rice starch branching enzyme gene and cDNA. The plasmid pRB33 containing the cDNA of the type III rice starch branching enzyme gene was digested with EcoRI, and the digested ends were blunted using T4 DNA polymerase (Takara Shuzo, DNA blunting kit). This was ligated with the SmaI digested fragment of the plasmid pRBP2 having the promoter of the type III rice starch branching enzyme gene described above. As a result, a sense branching enzyme gene in which the type III branching enzyme gene was connected in the sense direction downstream of the promoter of the type III branching enzyme gene was created. This was named pRBPRB3.

【0078】 <8>センスIII型枝つけ酵素遺伝子のイネへの導入 pRBPRB3プラスミドDNAを、<6>で述べた方法で、イネ
細胞に導入した。再生植物体細胞よりDNAを抽出し、サ
ザンハイブリダイゼーションを行なったところ、5株に
pRBPRB3に由来するDNA断片が存在していた。これらの形
質転換植物から種子をとり、その胚乳での枝つけ酵素の
活性をフォスフォリラーゼ法(中村道徳、貝沼圭二編、
澱粉、関連糖質酵素実験法、学会出版センター、1989)
によって定量した。その結果、得られた植物体5株の枝
つけ酵素活性は、コントロールとした無処理の植物に比
べ105%から125%であり、これらの平均では約15%増大し
ていた。
<8> Introduction of sense type III branching enzyme gene into rice pRBPRB3 plasmid DNA was introduced into rice cells by the method described in <6>. When DNA was extracted from regenerated plant cells and subjected to Southern hybridization, 5 strains were obtained.
There was a DNA fragment derived from pRBPRB3. Seeds were taken from these transformed plants, and the activity of the branching enzyme in the endosperm was measured by the phosphorylase method (edited by Michinori Nakamura, Keiji Kainuma,
Starch, Related Glycoenzyme Experimental Method, Academic Publishing Center, 1989)
Quantified by As a result, the branching enzyme activity of the obtained 5 plant strains was 105% to 125% as compared with the control untreated plant, and the average of these increased by about 15%.

【0079】これらの結果から、本発明のセンスIII型
澱粉枝つけ酵素遺伝子を導入することにより、形質転換
植物の胚乳中での澱粉枝つけ酵素活性を増大させること
が可能であることが示唆された。このことによって胚乳
デンプンでのアミロペクチン含量を増加させることが可
能となることが示唆された。
These results suggest that it is possible to increase the starch branching enzyme activity in the endosperm of transformed plants by introducing the sense type III starch branching enzyme gene of the present invention. It was It was suggested that this makes it possible to increase the amylopectin content in endosperm starch.

【0080】<9>III型のイネ澱粉枝つけ酵素遺伝子
のアンチセンス遺伝子の構築とイネの形質転換 イネ澱粉合成酵素の遺伝情報の全領域を含む断片を単離
したあと、T4 DNA ポリメラーゼを用いて末端を平滑化
した。これをpBI221のSmaI部位に、pBI221に含まれるカ
リフラワーモザイクウイルスの35Sプロモーターの転写
方向に逆方向となるようにクローニングし、プラスミド
pBIRBE3Rを得た。すなわち、III型の澱粉枝つけ酵素のc
DNAは、前記プロモーターにアンチセンス遺伝子の方向
で結合して存在し、この遺伝子の遺伝情報は35Sプロモ
ーターによって発現すると、アンチセンスRNAが作られ
る。
<9> Construction of antisense gene of type III rice starch branching enzyme gene and isolation of a fragment containing the entire region of genetic information of rice transformant rice starch synthase, and then using T4 DNA polymerase The ends were blunted. This was cloned into the SmaI site of pBI221 so that the cauliflower mosaic virus 35S promoter contained in pBI221 was in the reverse direction to the transcription direction, and the plasmid
pBIRBE3R was obtained. That is, c of type III starch branching enzyme
DNA exists by binding to the promoter in the direction of the antisense gene, and when the genetic information of this gene is expressed by the 35S promoter, antisense RNA is produced.

【0081】pBIRBE3Rを電気的穿孔法を用いてイネ(ニ
ッポンバレ)プロトプラストに導入した。形質転換され
たイネは8株得られた。形質転換株から得られた登熟種
子の素抽出液を用いて、前述の抗血清を使ったウエスタ
ン分析を行なったところ、目的とするIII型の澱粉枝つ
け酵素の発現量が対照として用いたニッポンバレに比べ
て著しく低いことが確認された。また、得られた種子の
アミロース含量をヨード呈色法で測定した結果、対照に
比べて著しく高いこと(30〜40%)がわかった。
PBIRBE3R was introduced into rice (Nipponvalle) protoplasts by electroporation. Eight strains of transformed rice were obtained. Western analysis using the aforementioned antiserum was performed using the elementary extract of ripened seeds obtained from the transformant, and the expression level of the target type III starch branching enzyme was used as a control. It was confirmed to be significantly lower than that of Nippon Barre. In addition, the amylose content of the obtained seeds was measured by the iodine coloration method, and it was found that it was significantly higher than that of the control (30 to 40%).

【0082】[0082]

【発明の効果】本発明のIII型のイネ澱粉枝つけ酵素のc
DNAによって規定されるアミノ酸配列を有する酵素蛋白
はイネで有効に発現し、穀粒中の澱粉のアミロース、ア
ミロペクチン含量に関与するため、この塩基配列をイネ
に導入することによって穀粒に含まれる澱粉成分の含量
を任意に変化させることが可能となり、米の食味性およ
び収量の著しい向上を可能にするものである。
EFFECT OF THE INVENTION c of the type III rice starch branching enzyme of the present invention
An enzyme protein having an amino acid sequence defined by DNA is effectively expressed in rice and is involved in the amylose and amylopectin contents of the starch in the grain. Therefore, by introducing this base sequence into rice, the starch contained in the grain is reduced. The content of the components can be changed arbitrarily, and the taste and yield of rice can be significantly improved.

【0083】また、本発明により得られたイネ澱粉枝つ
け酵素遺伝子のプロモーターを用いることにより、イネ
澱粉枝つけ酵素遺伝子あるいは外来遺伝子を、種子で特
異的に発現させることが可能となる。
Further, by using the promoter of the rice starch branching enzyme gene obtained by the present invention, it becomes possible to specifically express the rice starch branching enzyme gene or the foreign gene in seeds.

【0084】[0084]

【配列表】[Sequence list]

配列番号:1 配列の長さ:2918 配列の形:核酸 鎖の数:2本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:cDNA to mRNA 起源: 生物名:オリザ サティバ(Oryza sativa) 組織の種類:登熟期種子 直接の起源 ライブラリー名:イネ登熟期種子cDNAライブラリー クローン名:pRB33 配列の特徴 特徴を示す記号:5'UTR 存在位置:1..127 特徴を決定した方法:P 特徴を示す記号:mRNA 存在位置:1..2918 特徴を決定した方法:P 特徴を示す記号:transit peptide 存在位置:128..322 特徴を決定した方法:S 特徴を示す記号:mature peptide 存在位置:323..2602 特徴を決定した方法:E 特徴を示す記号:3'UTR 存在位置:2603..2918 特徴を決定した方法:P 配列 CGGCGCACAC CCACACACCG ACCACCAGGC AGCGCCTCCT CGCTTTGGCT CTCGCGTGAG 60 GAGGGTTTAG GTGGAAGCAG AGCGCGGGGG TTGCCGGGGG ATCCGATCCG GCTGCGGTGC 120 GGGCGAG ATG GCG GCG CCG GCG TCT GCG GTT CCC GGG AGC GCG GCG GGG 169 Met Ala Ala Pro Ala Ser Ala Val Pro Gly Ser Ala Ala Gly 5 10 CTA CGG GCG GGG GCC GTG CGG TTC CCC GTG CCA GCC GGG GCC CGG AGC 217 Leu Arg Ala Gly Ala Val Arg Phe Pro Val Pro Ala Gly Ala Arg Ser 15 20 25 30 TGG CGT GCG GCG GCG GAG CTC CCGACG TCG CGG TCG CTG CTC TCC GGC 265 Trp Arg Ala Ala Ala Glu Leu ProThr Ser Arg Ser Leu Leu Ser Gly 35 40 45 CGG AGA TTC CCC GGT GCC GTT CGCGTG GGG GGT TCC GGG GGG CGC GTG 313 Arg Arg Phe Pro Gly Ala Val ArgVal Gly Gly Ser Gly Gly Arg Val 50 55 60 GCC GTG CGC GCG GCG GGC GCG TCA GGG GAG GTG ATG ATC CCC GAG GGC 361 Ala Val Arg Ala Ala Gly Ala Ser Gly Glu Val Met Ile Pro Glu Gly 65 70 75 GAG AGC GAC GGG ATG CCG GTT TCA GCA GGT TCA GAC GAT CTG CAG TTG 409 Glu Ser Asp Gly Met Pro Val Ser Ala Gly Ser Asp Asp Leu Gln Leu 80 85 90 CCA GCC TTA GAT GAT GAA TTA AGC ACG GAG GTT GGA GCT GAA GTT GAG 457 Pro Ala Leu Asp Asp Glu Leu Ser Thr Glu Val Gly Ala Glu Val Glu 95 100 105 110 ATT GAG TCA TCT GGA GCA AGT GAC GTT GAA GGC GTG AAG AGA GTG GTT 505 Ile Glu Ser Ser Gly Ala Ser Asp Val Glu Gly Val Lys Arg Val Val 115 120 125 GAA GAA TTA GCT GCT GAG CAG AAA CCA CGA GTT GTC CCA CCA ACA GGA 553 Glu Glu Leu Ala Ala Glu Gln Lys Pro Arg Val Val Pro Pro Thr Gly 130 135 140 GAT GGG CAA AAA ATA TTC CAG ATG GAC TCT ATG CTT AAT GGC TAT AAG 601 Asp Gly Gln Lys Ile Phe Gln Met Asp Ser Met Leu Asn Gly Tyr Lys 145 150 155 TAC CAT CTT GAA TAT CGA TAT AGC CTA TAT AGG AGA CTG CGT TCA GAC 649 Tyr His Leu Glu Tyr Arg Tyr Ser Leu Tyr Arg Arg Leu Arg Ser Asp 160 165 170 ATT GAT CAG TAT GAA GGA GGA CTG GAA ACA TTT TCT CGC GGT TAT GAG 697 Ile Asp Gln Tyr Glu Gly Gly Leu Glu Thr Phe Ser Arg Gly Tyr Glu 175 180 185 190 AAG TTT GGA TTT AAT CAC AGT GCT GAA GGT GTC ACT TAT CGA GAA TGG 745 Lys Phe Gly Phe Asn His Ser Ala Glu Gly Val Thr Tyr Arg Glu Trp 195 200 205 GCT CCC GGG GCA CAT TCT GCA GCA TTA GTA GGT GAC TTC AAC AAT TGG 793 Ala Pro Gly Ala His Ser Ala Ala Leu Val Gly Asp Phe Asn Asn Trp 210 215 220 AAT CCA AAT GCA GAC CGC ATG AGC AAA AAT GAG TTT GGT GTT TGG GAG 841 Asn Pro Asn Ala Asp Arg Met Ser Lys Asn Glu Phe Gly Val Trp Glu 225 230 235 ATT TTT CTG CCT AAC AAT GCT GAT GGC TCA TCT CCT ATT CCA CAT GGC 889 Ile Phe Leu Pro Asn Asn Ala Asp Gly Ser Ser Pro Ile Pro His Gly 240 245 250 TCA CGT GTA AAG GTG CGA ATG GAA ACT CCA TCT GGT ATA AAG GAT TCT 937 Ser Arg Val Lys Val Arg Met Glu Thr Pro Ser Gly Ile Lys Asp Ser 255 260 265 270 ATT CCT GCC TGG ATC AAG TAC TCT GTG CAG GCC GCA GGA GAA ATC CCA 985 Ile Pro Ala Trp Ile Lys Tyr Ser Val Gln Ala Ala Gly Glu Ile Pro 275 280 285 TAC AAT GGA ATA TAT TAT GAT CCT CCT GAA GAG GAG AAG TAC ATA TTC 1033 Tyr Asn Gly Ile Tyr Tyr Asp Pro Pro Glu Glu Glu Lys Tyr Ile Phe 290 295 300 AAG CAT CCT CAA CCT AAA AGA CCA AAG TCA TTG CGG ATA TAC GAA ACT 1081 Lys His Pro Gln Pro Lys Arg Pro Lys Ser Leu Arg Ile Tyr Glu Thr 305 310 315 CAT GTT GGA ATG AGT AGC ACG GAG CCA AAG ATC AAC ACG TAT GCA AAC 1129 His Val Gly Met Ser Ser Thr Glu Pro Lys Ile Asn Thr Tyr Ala Asn 320 325 330 TTT AGG GAT GAG GTG CTT CCA AGA ATC AAA AAG CTT GGA TAC AAT GCA 1177 Phe Arg Asp Glu Val Leu Pro Arg Ile Lys Lys Leu Gly Tyr Asn Ala 335 340 345 350 GTG CAA ATA ATG GCA ATT CAA GAG CAT GCA TAT TAT GGA AGC TTT GGG 1225 Val Gln Ile Met Ala Ile Gln Glu His Ala Tyr Tyr Gly Ser Phe Gly 355 360 365 TAC CAT GTC ACC AAT TTC TTT GCA CCA AGT AGT CGT TTC GGG ACC CCA 1273 Tyr His Val Thr Asn Phe Phe Ala Pro Ser Ser Arg Phe Gly Thr Pro 370 375 380 GAA GAT TTA AAG TCA TTG ATT GAT AAA GCT CAT GAG CTT GGT TTA GTT 1321 Glu Asp Leu Lys Ser Leu Ile Asp Lys Ala His Glu Leu Gly Leu Val 385 390 395 GTG CTC ATG GAT GTT GTT CAC AGC CAT GCG TCA AAT AAT ACC CTA GAT 1369 Val Leu Met Asp Val Val His Ser His Ala Ser Asn Asn Thr Leu Asp 400 405 410 GGG TTG AAC GGT TTT GAT GGT ACA GAT ACG CAT TAC TTT CAT AGT GGT 1417 Gly Leu Asn Gly Phe Asp Gly Thr Asp Thr His Tyr Phe His Ser Gly 415 420 425 430 TCA CGC GGC CAT CAT TGG ATG TGG GAT TCT CGC CTT TTC AAC TAT GGG 1465 Ser Arg Gly His His Trp Met Trp Asp Ser Arg Leu Phe Asn Tyr Gly 435 440 445 AAT TGG GAA GTT CTA AGA TTT CTA CTA TCC AAT GCA AGA TGG TGG CTC 1513 Asn Trp Glu Val Leu Arg Phe Leu Leu Ser Asn Ala Arg Trp Trp Leu 450 455 460 GAG GAG TAT AAG TTT GAT GGT TTC AGA TTT GAC GGT GTA ACC TCA ATG 1561 Glu Glu Tyr Lys Phe Asp Gly Phe Arg Phe Asp Gly Val Thr Ser Met 465 470 475 ATG TAC ACT CAT CAT GGA TTA CAA GTA GCA TTT ACG GGG AAC TAC AGT 1609 Met Tyr Thr His His Gly Leu Gln Val Ala Phe Thr Gly Asn Tyr Ser 480 485 490 GAA TAC TTT GGA TTT GCC ACT GAT GCT GAT GCA GTA GTT TAC TTG ATG 1657 Glu Tyr Phe Gly Phe Ala Thr Asp Ala Asp Ala Val Val Tyr Leu Met 495 500 505 510 CTG GTA AAT GAT TTA ATT CAT GGA CTT TAT CCT GAG GCC ATA ACC ATC 1705 Leu Val Asn Asp Leu Ile His Gly Leu Tyr Pro Glu Ala Ile Thr Ile 515 520 525 GGT GAA GAT GTC AGT GGA ATG CCT ACA TTT GCC CTT CCT GTT CAA GAT 1753 Gly Glu Asp Val Ser Gly Met Pro Thr Phe Ala Leu Pro Val Gln Asp 530 535 540 GGT GGG GTT GGT TTT GAT TAT CGC CTT CAT ATG GCT GTT CCT GAC AAA 1801 Gly Gly Val Gly Phe Asp Tyr Arg Leu His Met Ala Val Pro Asp Lys 545 550 555 TGG ATT GAA CTC CTC AAG CAA AGT GAT GAA TCT TGG AAG ATG GGT GAT 1849 Trp Ile Glu Leu Leu Lys Gln Ser Asp Glu Ser Trp Lys Met Gly Asp 560 565 570 ATT GTG CAC ACA CTG ACT AAC AGA AGG TGG TCA GAG AAG TGT GTT ACT 1897 Ile Val His Thr Leu Thr Asn Arg Arg Trp Ser Glu Lys Cys Val Thr 575 580 585 590 TAT GCT GAA AGT CAT GAT CAA GCA CTA GTT GGT GAC AAA ACT ATT GCA 1945 Tyr Ala Glu Ser His Asp Gln Ala Leu Val Gly Asp Lys Thr Ile Ala 595 600 605 TTC TGG TTG ATG GAC AAG GAT ATG TAT GAT TTT ATG GCT CTG GAC AGA 1993 Phe Trp Leu Met Asp Lys Asp Met Tyr Asp Phe Met Ala Leu Asp Arg 610 615 620 CCG GCA ACA CCT AGC ATT GAT CGT GGA ATA GCA TTG CAT AAA ATG ATT 2041 Pro Ala Thr Pro Ser Ile Asp Arg Gly Ile Ala Leu His Lys Met Ile 625 630 635 AGA CTT ATC ACA ATG GGG TTA GGA GGA GAA GGC TAT CTT AAC TTT ATG 2089 Arg Leu Ile Thr Met Gly Leu Gly Gly Glu Gly Tyr Leu Asn Phe Met 640 645 650 GGA AAT GAG TTC GGA CAT CCT GAA TGG ATT GAT TTT CCA AGA GCT CCA 2137 Gly Asn Glu Phe Gly His Pro Glu Trp Ile Asp Phe Pro Arg Ala Pro 655 660 665 670 CAA GTA CTT CCA AAT GGT AAA TTC ATC CCA GGG AAT AAC AAC AGT TAT 2185 Gln Val Leu Pro Asn Gly Lys Phe Ile Pro Gly Asn Asn Asn Ser Tyr 675 680 685 GAT AAA TGC CGT CGA AGA TTT GAC CTG GGT GAT GCG GAC TAT CTT AGG 2233 Asp Lys Cys Arg Arg Arg Phe Asp Leu Gly Asp Ala Asp Tyr Leu Arg 690 695 700 TAT CGT GGC ATG CTA GAG TTT GAC CGC GCG ATG CAG TCT CTC GAG GAA 2281 Tyr Arg Gly Met Leu Glu Phe Asp Arg Ala Met Gln Ser Leu Glu Glu 705 710 715 AAA TAT GGG TTC ATG ACA TCA GAC CAC CAG TAC ATA TCT CGA AAG CAT 2329 Lys Tyr Gly Phe Met Thr Ser Asp His Gln Tyr Ile Ser Arg Lys His 720 725 730 GAA GAG GAT AAG ATG ATT ATA TTT GAG AAG GGA GAT CTG GTA TTT GTG 2377 Glu Glu Asp Lys Met Ile Ile Phe Glu Lys Gly Asp Leu Val Phe Val 735 740 745 750 TTC AAC TTC CAT TGG AGT AAC AGC TAT TTT GAC TAC CGT GTT GGT TGT 2425 Phe Asn Phe His Trp Ser Asn Ser Tyr Phe Asp Tyr Arg Val Gly Cys 755 760 765 TTA AAG CCA GGG AAA TAT AAG GTG GTC TTG GAC TCA GAT GCT GGA CTC 2473 Leu Lys Pro Gly Lys Tyr Lys Val Val Leu Asp Ser Asp Ala Gly Leu 770 775 780 TTT GGT GGA TTT GGC AGG ATC CAT CAC ACT GCA GAG CAC TTC ACT GCC 2521 Phe Gly Gly Phe Gly Arg Ile His His Thr Ala Glu His Phe Thr Ala 785 790 795 GAT TGT TCA CAT GAC AAC AGG CCC TAC TCG TTC TCA GTT TAT TCT CCT 2569 Asp Cys Ser His Asp Asn Arg Pro Tyr Ser Phe Ser Val Tyr Ser Pro 800 805 810 AGC AGA ACC TGC GTT GTC TAT GCT CCA GCG GAA TGAGAACACC AAGAGGCAGC 2622 Ser Arg Thr Cys Val Val Tyr Ala Pro Ala Glu 815 820 825 ATGCAAGTGT GTGCGGCTGG CTAGTGCGAA GGAGCAAGAA AAACTAGTTG CCAGCAATCT 2682 GTGAACGGCT TTCCTAGGTT CTGCTTCGAT GAATGCCGGA TAGACTAGAC AGCTTGCTTT 2742 TGTGCTTTGC GCTCCCAATT TGTAGTTTTA GTTTGTGAGG GAAAGAAACG TTTATTTGTA 2802 ATTATCTATG GCTGTCGAAC GGCGACGAAA CCATGAACCC CGTATATTTG TTGGTACCGT 2862 TCGAACTGCC AGTTATACAT AGTTCTGCAC TTCTGTACAT CTTGTGATGC TTGAATC 2919 SEQ ID NO: 1 Array length: 2918 Sequence form: Nucleic acid Number of chains: double-stranded Topology: linear Sequence type: cDNA to mRNA origin: Organism name: Oryza sativa Tissue type: ripening seed Direct origin Library name: Rice ripening stage seed cDNA library Clone name: pRB33 Sequence features Characteristic symbol: 5'UTR Location: 1..127 Method by which the characteristics were determined: P Characteristic symbol: mRNA Location: 1..2918 Method by which the characteristics were determined: P Characteristic symbol: transit peptide Location: 128..322 How the features were determined: S Characteristic symbol: mature peptide Location: 323..2602 How the feature was determined: E Characteristic symbol: 3'UTR Location: 2603..2918 Method by which the characteristics were determined: P Array CGGCGCACAC CCACACACCG ACCACCAGGC AGCGCCTCCT CGCTTTGGCT CTCGCGTGAG 60 GAGGGTTTAG GTGGAAGCAG AGCGCGGGGG TTGCCGGGGG ATCCGATCCG GCTGCGGTGC 120 GGGCGAG ATG GCG GCG CCG GCG TCT GCG GTT CCC GGG AGC GCG GCG GGG 169         Met Ala Ala Pro Ala Ser Ala Val Pro Gly Ser Ala Ala Gly                           5 10 CTA CGG GCG GGG GCC GTG CGG TTC CCC GTG CCA GCC GGG GCC CGG AGC 217 Leu Arg Ala Gly Ala Val Arg Phe Pro Val Pro Ala Gly Ala Arg Ser  15 20 25 30 TGG CGT GCG GCG GCG GAG CTC CCGACG TCG CGG TCG CTG CTC TCC GGC 265 Trp Arg Ala Ala Ala Glu Leu ProThr Ser Arg Ser Leu Leu Ser Gly                  35 40 45 CGG AGA TTC CCC GGT GCC GTT CGCGTG GGG GGT TCC GGG GGG CGC GTG 313 Arg Arg Phe Pro Gly Ala Val ArgVal Gly Gly Ser Gly Gly Arg Val              50 55 60 GCC GTG CGC GCG GCG GGC GCG TCA GGG GAG GTG ATG ATC CCC GAG GGC 361 Ala Val Arg Ala Ala Gly Ala Ser Gly Glu Val Met Ile Pro Glu Gly          65 70 75 GAG AGC GAC GGG ATG CCG GTT TCA GCA GGT TCA GAC GAT CTG CAG TTG 409 Glu Ser Asp Gly Met Pro Val Ser Ala Gly Ser Asp Asp Leu Gln Leu      80 85 90 CCA GCC TTA GAT GAT GAA TTA AGC ACG GAG GTT GGA GCT GAA GTT GAG 457 Pro Ala Leu Asp Asp Glu Leu Ser Thr Glu Val Gly Ala Glu Val Glu  95 100 105 110 ATT GAG TCA TCT GGA GCA AGT GAC GTT GAA GGC GTG AAG AGA GTG GTT 505 Ile Glu Ser Ser Gly Ala Ser Asp Val Glu Gly Val Lys Arg Val Val                 115 120 125 GAA GAA TTA GCT GCT GAG CAG AAA CCA CGA GTT GTC CCA CCA ACA GGA 553 Glu Glu Leu Ala Ala Glu Gln Lys Pro Arg Val Val Pro Pro Thr Gly             130 135 140 GAT GGG CAA AAA ATA TTC CAG ATG GAC TCT ATG CTT AAT GGC TAT AAG 601 Asp Gly Gln Lys Ile Phe Gln Met Asp Ser Met Leu Asn Gly Tyr Lys     145 150 155 TAC CAT CTT GAA TAT CGA TAT AGC CTA TAT AGG AGA CTG CGT TCA GAC 649 Tyr His Leu Glu Tyr Arg Tyr Ser Leu Tyr Arg Arg Leu Arg Ser Asp     160 165 170 ATT GAT CAG TAT GAA GGA GGA CTG GAA ACA TTT TCT CGC GGT TAT GAG 697 Ile Asp Gln Tyr Glu Gly Gly Leu Glu Thr Phe Ser Arg Gly Tyr Glu 175 180 185 190 AAG TTT GGA TTT AAT CAC AGT GCT GAA GGT GTC ACT TAT CGA GAA TGG 745 Lys Phe Gly Phe Asn His Ser Ala Glu Gly Val Thr Tyr Arg Glu Trp                 195 200 205 GCT CCC GGG GCA CAT TCT GCA GCA TTA GTA GGT GAC TTC AAC AAT TGG 793 Ala Pro Gly Ala His Ser Ala Ala Leu Val Gly Asp Phe Asn Asn Trp             210 215 220 AAT CCA AAT GCA GAC CGC ATG AGC AAA AAT GAG TTT GGT GTT TGG GAG 841 Asn Pro Asn Ala Asp Arg Met Ser Lys Asn Glu Phe Gly Val Trp Glu         225 230 235 ATT TTT CTG CCT AAC AAT GCT GAT GGC TCA TCT CCT ATT CCA CAT GGC 889 Ile Phe Leu Pro Asn Asn Ala Asp Gly Ser Ser Pro Ile Pro His Gly     240 245 250 TCA CGT GTA AAG GTG CGA ATG GAA ACT CCA TCT GGT ATA AAG GAT TCT 937 Ser Arg Val Lys Val Arg Met Glu Thr Pro Ser Gly Ile Lys Asp Ser 255 260 265 270 ATT CCT GCC TGG ATC AAG TAC TCT GTG CAG GCC GCA GGA GAA ATC CCA 985 Ile Pro Ala Trp Ile Lys Tyr Ser Val Gln Ala Ala Gly Glu Ile Pro                 275 280 285 TAC AAT GGA ATA TAT TAT GAT CCT CCT GAA GAG GAG AAG TAC ATA TTC 1033 Tyr Asn Gly Ile Tyr Tyr Asp Pro Pro Glu Glu Glu Lys Tyr Ile Phe             290 295 300 AAG CAT CCT CAA CCT AAA AGA CCA AAG TCA TTG CGG ATA TAC GAA ACT 1081 Lys His Pro Gln Pro Lys Arg Pro Lys Ser Leu Arg Ile Tyr Glu Thr         305 310 315 CAT GTT GGA ATG AGT AGC ACG GAG CCA AAG ATC AAC ACG TAT GCA AAC 1129 His Val Gly Met Ser Ser Thr Glu Pro Lys Ile Asn Thr Tyr Ala Asn     320 325 330 TTT AGG GAT GAG GTG CTT CCA AGA ATC AAA AAG CTT GGA TAC AAT GCA 1177 Phe Arg Asp Glu Val Leu Pro Arg Ile Lys Lys Leu Gly Tyr Asn Ala 335 340 345 350 GTG CAA ATA ATG GCA ATT CAA GAG CAT GCA TAT TAT GGA AGC TTT GGG 1225 Val Gln Ile Met Ala Ile Gln Glu His Ala Tyr Tyr Gly Ser Phe Gly                 355 360 365 TAC CAT GTC ACC AAT TTC TTT GCA CCA AGT AGT CGT TTC GGG ACC CCA 1273 Tyr His Val Thr Asn Phe Phe Ala Pro Ser Ser Arg Phe Gly Thr Pro             370 375 380 GAA GAT TTA AAG TCA TTG ATT GAT AAA GCT CAT GAG CTT GGT TTA GTT 1321 Glu Asp Leu Lys Ser Leu Ile Asp Lys Ala His Glu Leu Gly Leu Val         385 390 395 GTG CTC ATG GAT GTT GTT CAC AGC CAT GCG TCA AAT AAT ACC CTA GAT 1369 Val Leu Met Asp Val Val His Ser His Ala Ser Asn Asn Thr Leu Asp     400 405 410 GGG TTG AAC GGT TTT GAT GGT ACA GAT ACG CAT TAC TTT CAT AGT GGT 1417 Gly Leu Asn Gly Phe Asp Gly Thr Asp Thr His Tyr Phe His Ser Gly 415 420 425 430 TCA CGC GGC CAT CAT TGG ATG TGG GAT TCT CGC CTT TTC AAC TAT GGG 1465 Ser Arg Gly His His Trp Met Trp Asp Ser Arg Leu Phe Asn Tyr Gly                 435 440 445 AAT TGG GAA GTT CTA AGA TTT CTA CTA TCC AAT GCA AGA TGG TGG CTC 1513 Asn Trp Glu Val Leu Arg Phe Leu Leu Ser Asn Ala Arg Trp Trp Leu             450 455 460 GAG GAG TAT AAG TTT GAT GGT TTC AGA TTT GAC GGT GTA ACC TCA ATG 1561 Glu Glu Tyr Lys Phe Asp Gly Phe Arg Phe Asp Gly Val Thr Ser Met         465 470 475 ATG TAC ACT CAT CAT GGA TTA CAA GTA GCA TTT ACG GGG AAC TAC AGT 1609 Met Tyr Thr His His Gly Leu Gln Val Ala Phe Thr Gly Asn Tyr Ser     480 485 490 GAA TAC TTT GGA TTT GCC ACT GAT GCT GAT GCA GTA GTT TAC TTG ATG 1657 Glu Tyr Phe Gly Phe Ala Thr Asp Ala Asp Ala Val Val Tyr Leu Met 495 500 505 510 CTG GTA AAT GAT TTA ATT CAT GGA CTT TAT CCT GAG GCC ATA ACC ATC 1705 Leu Val Asn Asp Leu Ile His Gly Leu Tyr Pro Glu Ala Ile Thr Ile                 515 520 525 GGT GAA GAT GTC AGT GGA ATG CCT ACA TTT GCC CTT CCT GTT CAA GAT 1753 Gly Glu Asp Val Ser Gly Met Pro Thr Phe Ala Leu Pro Val Gln Asp             530 535 540 GGT GGG GTT GGT TTT GAT TAT CGC CTT CAT ATG GCT GTT CCT GAC AAA 1801 Gly Gly Val Gly Phe Asp Tyr Arg Leu His Met Ala Val Pro Asp Lys         545 550 555 TGG ATT GAA CTC CTC AAG CAA AGT GAT GAA TCT TGG AAG ATG GGT GAT 1849 Trp Ile Glu Leu Leu Lys Gln Ser Asp Glu Ser Trp Lys Met Gly Asp     560 565 570 ATT GTG CAC ACA CTG ACT AAC AGA AGG TGG TCA GAG AAG TGT GTT ACT 1897 Ile Val His Thr Leu Thr Asn Arg Arg Trp Ser Glu Lys Cys Val Thr 575 580 585 590 TAT GCT GAA AGT CAT GAT CAA GCA CTA GTT GGT GAC AAA ACT ATT GCA 1945 Tyr Ala Glu Ser His Asp Gln Ala Leu Val Gly Asp Lys Thr Ile Ala                 595 600 605 TTC TGG TTG ATG GAC AAG GAT ATG TAT GAT TTT ATG GCT CTG GAC AGA 1993 Phe Trp Leu Met Asp Lys Asp Met Tyr Asp Phe Met Ala Leu Asp Arg             610 615 620 CCG GCA ACA CCT AGC ATT GAT CGT GGA ATA GCA TTG CAT AAA ATG ATT 2041 Pro Ala Thr Pro Ser Ile Asp Arg Gly Ile Ala Leu His Lys Met Ile         625 630 635 AGA CTT ATC ACA ATG GGG TTA GGA GGA GAA GGC TAT CTT AAC TTT ATG 2089 Arg Leu Ile Thr Met Gly Leu Gly Gly Glu Gly Tyr Leu Asn Phe Met     640 645 650 GGA AAT GAG TTC GGA CAT CCT GAA TGG ATT GAT TTT CCA AGA GCT CCA 2137 Gly Asn Glu Phe Gly His Pro Glu Trp Ile Asp Phe Pro Arg Ala Pro 655 660 665 670 CAA GTA CTT CCA AAT GGT AAA TTC ATC CCA GGG AAT AAC AAC AGT TAT 2185 Gln Val Leu Pro Asn Gly Lys Phe Ile Pro Gly Asn Asn Asn Ser Tyr                 675 680 685 GAT AAA TGC CGT CGA AGA TTT GAC CTG GGT GAT GCG GAC TAT CTT AGG 2233 Asp Lys Cys Arg Arg Arg Phe Asp Leu Gly Asp Ala Asp Tyr Leu Arg             690 695 700 TAT CGT GGC ATG CTA GAG TTT GAC CGC GCG ATG CAG TCT CTC GAG GAA 2281 Tyr Arg Gly Met Leu Glu Phe Asp Arg Ala Met Gln Ser Leu Glu Glu         705 710 715 AAA TAT GGG TTC ATG ACA TCA GAC CAC CAG TAC ATA TCT CGA AAG CAT 2329 Lys Tyr Gly Phe Met Thr Ser Asp His Gln Tyr Ile Ser Arg Lys His     720 725 730 GAA GAG GAT AAG ATG ATT ATA TTT GAG AAG GGA GAT CTG GTA TTT GTG 2377 Glu Glu Asp Lys Met Ile Ile Phe Glu Lys Gly Asp Leu Val Phe Val 735 740 745 750 TTC AAC TTC CAT TGG AGT AAC AGC TAT TTT GAC TAC CGT GTT GGT TGT 2425 Phe Asn Phe His Trp Ser Asn Ser Tyr Phe Asp Tyr Arg Val Gly Cys                 755 760 765 TTA AAG CCA GGG AAA TAT AAG GTG GTC TTG GAC TCA GAT GCT GGA CTC 2473 Leu Lys Pro Gly Lys Tyr Lys Val Val Leu Asp Ser Asp Ala Gly Leu             770 775 780 TTT GGT GGA TTT GGC AGG ATC CAT CAC ACT GCA GAG CAC TTC ACT GCC 2521 Phe Gly Gly Phe Gly Arg Ile His His Thr Ala Glu His Phe Thr Ala         785 790 795 GAT TGT TCA CAT GAC AAC AGG CCC TAC TCG TTC TCA GTT TAT TCT CCT 2569 Asp Cys Ser His Asp Asn Arg Pro Tyr Ser Phe Ser Val Tyr Ser Pro     800 805 810 AGC AGA ACC TGC GTT GTC TAT GCT CCA GCG GAA TGAGAACACC AAGAGGCAGC 2622 Ser Arg Thr Cys Val Val Tyr Ala Pro Ala Glu 815 820 825 ATGCAAGTGT GTGCGGCTGG CTAGTGCGAA GGAGCAAGAA AAACTAGTTG CCAGCAATCT 2682 GTGAACGGCT TTCCTAGGTT CTGCTTCGAT GAATGCCGGA TAGACTAGAC AGCTTGCTTT 2742 TGTGCTTTGC GCTCCCAATT TGTAGTTTTA GTTTGTGAGG GAAAGAAACG TTTATTTGTA 2802 ATTATCTATG GCTGTCGAAC GGCGACGAAA CCATGAACCC CGTATATTTG TTGGTACCGT 2862 TCGAACTGCC AGTTATACAT AGTTCTGCAC TTCTGTACAT CTTGTGATGC TTGAATC 2919

【0085】配列番号:2 配列の長さ:20 配列の形:アミノ酸 トポロジー:直鎖状 配列の種類:起源: 生物名:オリザ サティバ(Oryza sativa) 組織の種類:登熟期種子 配列 Ala Ala Gly Ala Ser Gly Glu Val Met Ile Pro Glu Gly Glu Xaa Asp 5 10 15 Gly Met Pro Val 20SEQ ID NO: 2 Array length: 20 Sequence shape: Amino acid Topology: linear Sequence type: Origin: Organism name: Oryza sativa Tissue type: ripening seed Array Ala Ala Gly Ala Ser Gly Glu Val Met Ile Pro Glu Gly Glu Xaa Asp                   5 10 15 Gly Met Pro Val              20

【0086】配列番号:3 配列の長さ:38 配列の形:核酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 配列 ACNGGCATNC CRTCRCAYTC NCCYTCNGGN ATCATNAC 38SEQ ID NO: 3 Array length: 38 Sequence form: Nucleic acid Number of chains: single strand Topology: linear Sequence type: Other nucleic acids Synthetic DNA Array ACNGGCATNC CRTCRCAYTC NCCYTCNGGN ATCATNAC 38

【0087】配列番号:4 配列の長さ:1110 配列の形:核酸 鎖の数:2本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:Genomic DNA 起源: 生物名:オリザ サティバ(Oryza sativa) 組織の種類:登熟期種子 直接の起源 クローン名:pRBP1 配列の特徴 特徴を示す記号:promoter 存在位置:1..996 特徴を決定した方法:P 特徴を示す記号:TATA signal 存在位置:953..958 特徴を決定した方法:S 特徴を示す記号:mRNA 存在位置:997..1110 特徴を決定した方法:S 配列 GAATTCTTAA GTACTCAACT CACACGTTTG GTGTGCTTGG TTTCATGGGC TGGCCCAACA 60 GAAAAATCGC TCTGCCCAAT CCGCTGGACG CACGCGGAGT CGCCAGTCTG CTAGAGGATG 120 TGCTCCATTT TGGCAGCCCA TTGTTCACCG CGAGAAAGGA TGATGGACCA CAGGCTACTA 180 GGCTAGTCAG GTCACGCTTC GCACGAGTGC TTCTCCCTCA CGTGCTCCTC AACGTTTACA 240 CAGAGGTGAC AGAGCAGAAC AGAAAAATGA AACAACAGAG CACCGGTGTT GCGTTCTTCC 300 ATTCACTGAG AATTTGTTTC GTGTAAGCCT CCTGGGTCCA GCCCAACTCC CATCTTCCCT 360 TTTGTTGTTT TCCCTGGGTA ACAAAAAGCG CGACCAAAGA GGACAAGGAA AAACAAAAAG 420 AAGCACAGGA GTAGCAAGTA GCAGGGAGGG AGACGCGACG CAAGCGGCGT TACGGGTCGA 480 GAGGGAAAGC CTCCCCGGCG TTGGTTTCCT TTTCCTCTCC TCTTCCTCCC CAACCCGCGC 540 CGTGCCGCAC GCCGCGCCAC GCCAACTCGA TCGGTGGTGA CTCCGCCTGC CTCCACCCGC 600 GGCGCACGCC CGCTGCCCTC CACCTTCCAC CTGGCAGCAG CGGCTGGCAT GGCAGTGGAG 660 ACGGCGCGCT CCTCTCCTCT CCCTTCCCCC GGCTAACGCA AACGTGACGC CCGGGCGCGC 720 ACGGGAAAGC GGACGCTTTC ATCGCGAGGG GGGAGGGGAA AAGCCTCGCC CTCCGCCCTC 780 GCCGCCTGAC TCCGTGCGCC GCGGATTGGA CCGACGCGCA ACCGCCTCTT CCGCCCCCGT 840 CCCCCCAGTG CACGCATCGC ACACCCACCC TCGGCGGCCT CGATGCCACT CTCGCGTGAG 900 GGGTTCGCTC CATCAGGACC AGAGCTCCTC CTCCTCGTCC TCTATATAGC GCGGCGCCCT 960 CCGCTCCTCC TAGCTTCAGC ACCAGTGCAC CCGCACGCGC GCACACCCAC ACACCGACCA 1020 CCAGGCAGCG CCTCCTCGCT TTGGCTCTCG CGTGAGGAGG GTTTAGGTGG AAGCAGAGCG 1080 CGGGGGTTGC CGGGGGATCC 1100SEQ ID NO: 4 Array length: 1110 Sequence form: Nucleic acid Number of chains: double-stranded Topology: linear Sequence Type: Genomic DNA origin: Organism name: Oryza sativa Tissue type: ripening seed Direct origin Clone name: pRBP1 Sequence features Characteristic symbol: promoter Location: 1..996 Method by which the characteristics were determined: P Characteristic symbol: TATA signal Location: 953..958 How the features were determined: S Characteristic symbol: mRNA Location: 997..1110 How the features were determined: S Array GAATTCTTAA GTACTCAACT CACACGTTTG GTGTGCTTGG TTTCATGGGC TGGCCCAACA 60 GAAAAATCGC TCTGCCCAAT CCGCTGGACG CACGCGGAGT CGCCAGTCTG CTAGAGGATG 120 TGCTCCATTT TGGCAGCCCA TTGTTCACCG CGAGAAAGGA TGATGGACCA CAGGCTACTA 180 GGCTAGTCAG GTCACGCTTC GCACGAGTGC TTCTCCCTCA CGTGCTCCTC AACGTTTACA 240 CAGAGGTGAC AGAGCAGAAC AGAAAAATGA AACAACAGAG CACCGGTGTT GCGTTCTTCC 300 ATTCACTGAG AATTTGTTTC GTGTAAGCCT CCTGGGTCCA GCCCAACTCC CATCTTCCCT 360 TTTGTTGTTT TCCCTGGGTA ACAAAAAGCG CGACCAAAGA GGACAAGGAA AAACAAAAAG 420 AAGCACAGGA GTAGCAAGTA GCAGGGAGGG AGACGCGACG CAAGCGGCGT TACGGGTCGA 480 GAGGGAAAGC CTCCCCGGCG TTGGTTTCCT TTTCCTCTCC TCTTCCTCCC CAACCCGCGC 540 CGTGCCGCAC GCCGCGCCAC GCCAACTCGA TCGGTGGTGA CTCCGCCTGC CTCCACCCGC 600 GGCGCACGCC CGCTGCCCTC CACCTTCCAC CTGGCAGCAG CGGCTGGCAT GGCAGTGGAG 660 ACGGCGCGCT CCTCTCCTCT CCCTTCCCCC GGCTAACGCA AACGTGACGC CCGGGCGCGC 720 ACGGGAAAGC GGACGCTTTC ATCGCGAGGG GGGAGGGGAA AAGCCTCGCC CTCCGCCCTC 780 GCCGCCTGAC TCCGTGCGCC GCGGATTGGA CCGACGCGCA ACCGCCTCTT CCGCCCCCGT 840 CCCCCCAGTG CACGCATCGC ACACCCACCC TCGGCGGCCT CGATGCCACT CTCGCGTGAG 900 GGGTTCGCTC CATCAGGACC AGAGCTCCTC CTCCTCGTCC TCTATATAGC GCGGCGCCCT 960 CCGCTCCTCC TAGCTTCAGC ACCAGTGCAC CCGCACGCGC GCACACCCAC ACACCGACCA 1020 CCAGGCAGCG CCTCCTCGCT TTGGCTCTCG CGTGAGGAGG GTTTAGGTGG AAGCAGAGCG 1080 CGGGGGTTGC CGGGGGATCC 1100

【0088】配列番号:5 配列の長さ:20 配列の形:核酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 配列 TTCTTAAGTA CTCAACTCAC 20SEQ ID NO: 5 Array length: 20 Sequence form: Nucleic acid Number of chains: single strand Topology: linear Sequence type: Other nucleic acids Synthetic DNA Array TTCTTAAGTA CTCAACTCAC 20

【0089】配列番号:6 配列の長さ:21 配列の形:核酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 配列 GGTGTGTGGG TGTGCGCGCGT 21SEQ ID NO: 6 Array length: 21 Sequence form: Nucleic acid Number of chains: single strand Topology: linear Sequence type: Other nucleic acids Synthetic DNA Array GGTGTGTGGG TGTGCGCGCGT 21

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C12N 9/10 C12N 5/00 C (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12N 15/54 A01H 1/00 A01H 5/00 SwissProt/PIR/GeneS eq GenBank/EMBL/DDBJ/G eneSeq BIOSIS/MEDLINE/WPID S(STN)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI C12N 9/10 C12N 5/00 C (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C12N 15/54 A01H 1 / 00 A01H 5/00 SwissProt / PIR / GeneS eq GenBank / EMBL / DDBJ / GeneSeq BIOSIS / MEDLINE / WPID S (STN)

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 配列番号1に示す塩基配列を有するイネ
澱粉枝つけ酵素遺伝子。
1. A rice starch branching enzyme gene having the base sequence shown in SEQ ID NO: 1.
【請求項2】 以下の(A)または(B)に示すタンパ
ク質をコードする遺伝子: (A)配列番号1に示す66〜825番目のアミノ酸配
列からなるイネ澱粉枝つけ酵素の成熟タンパク質 (B)配列番号1に示す66〜825番目のアミノ酸配
列において、1または数個のアミノ酸が置換・欠失また
は挿入されたアミノ酸配列からなり、かつ澱粉枝つけ酵
素活性を有するタンパク質。
2. A gene encoding the protein shown in (A) or (B) below: (A) A mature protein of a rice starch branching enzyme (B) consisting of the amino acid sequence from the 66th to 825th amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1. A protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted / deleted or inserted in the 66th to 825th amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 and having starch branching enzyme activity.
【請求項3】配列番号1に示す1〜65番目のアミノ酸
配列からなるイネ澱粉枝つけ酵素のトランジットタンパ
ク質をコードする遺伝子。
3. A gene encoding a transit protein of a rice starch branching enzyme, which is composed of the 1st to 65th amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 1.
【請求項4】 配列番号4に示す1〜996番目の塩基
配列を有するプロモーター。
4. A promoter having the 1st to 996th nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 4.
【請求項5】 以下の(C)または(D)に示すタンパ
ク質をコードするDNAと、植物細胞内で発現可能なプ
ロモーターとを結合したDNA配列を導入することによ
り、澱粉枝つけ酵素活性が増強するように改変されたイ
: (C)配列番号1に示すアミノ酸配列からなるイネ澱粉
枝つけ酵素タンパク質、または (D)配列番号1に示すアミノ酸配列において、1また
は数個のアミノ酸が置換・欠失または挿入されたアミノ
酸配列からなり、かつ澱粉枝つけ酵素活性を有するタン
パク質。
5. By introducing a DNA sequence in which a DNA encoding the protein shown in (C) or (D) below and a promoter that can be expressed in plant cells are linked .
Modified to enhance starch branching enzyme activity.
N : (C) Rice starch branching enzyme protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, or (D) the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 in which one or several amino acids have been substituted / deleted or inserted A protein consisting of a sequence and having starch branching enzyme activity.
【請求項6】 前記プロモーターが請求項4記載のプロ
モーターであることを特徴とする請求項5記載のイネ。
6. The rice according to claim 5, wherein the promoter is the promoter according to claim 4.
【請求項7】 請求項5または6記載のイネを栽培する
ことにより得られる、澱粉含量が増加した穀粒。
7. A grain having an increased starch content, which is obtained by cultivating the rice according to claim 5 .
【請求項8】 以下の(C)または(D)に示すタンパ
ク質をコードするDNA配列と、植物細胞内で発現可能
なプロモーターとを結合したDNA配列を、イネに導入
することによって澱粉枝つけ酵素活性を変化させる方
法: (C)配列番号1に示すアミノ酸配列からなるイネ澱粉
枝つけ酵素タンパク質、または (D)配列番号1に示すアミノ酸配列において、1また
は数個のアミノ酸が置換・欠失または挿入されたアミノ
酸配列からなり、かつ澱粉枝つけ酵素活性を有するタン
パク質。
8. A starch branching enzyme by introducing into a rice a DNA sequence in which a DNA sequence encoding a protein shown in (C) or (D) below and a promoter expressible in plant cells are linked. Method of changing the activity: (C) a rice starch branching enzyme protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 or (D) an amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 in which one or several amino acids are substituted / deleted or A protein consisting of an inserted amino acid sequence and having starch branching enzyme activity.
【請求項9】 前記プロモーターが請求項4記載のプロ
モーターであることを特徴とする請求項8記載の澱粉枝
付け酵素活性を変化させる方法。
9. The method for changing the starch branching enzyme activity according to claim 8, wherein the promoter is the promoter according to claim 4.
【請求項10】 請求項4記載のプロモーターと異種遺
伝子とを結合したDNA配列をイネに導入し、種子特異
的に前記異種遺伝子を発現させる方法。
10. A method for introducing the DNA sequence in which the promoter according to claim 4 is combined with a heterologous gene into rice to express the heterologous gene in a seed-specific manner.
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DE69637153T8 (en) 1995-05-05 2008-07-24 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation, New Castle IMPROVEMENTS IN OR RELATED TO PLANT STRENGTH CONNECTIONS
DE59611501D1 (en) 1995-09-19 2009-12-24 Bayer Bioscience Gmbh Process for the preparation of a modified starch
AU5646999A (en) 1998-09-10 2000-04-03 Nissan Chemical Industries Ltd. Dna fragment having promoter function
WO2000015811A1 (en) * 1998-09-10 2000-03-23 Nissan Chemical Industries, Ltd. Dna fragment having promoter function
CN113215175A (en) * 2021-06-22 2021-08-06 华中农业大学 Application of FLO19 gene in improving rice quality

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
日本農芸化学会誌,第68巻,第11号,第1585−1588頁(1994)

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JPH06261767A (en) 1994-09-20

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