JP5769145B2 - Bt toxin resistance gene derived from Lepidoptera insects and use thereof - Google Patents

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本発明は、バチルス・チューリンゲンシス(Bacillus thuringiensis)の産生する殺虫性タンパク質(以下、「Cry毒素」と称する)に対して抵抗性を示す鱗翅目昆虫由来の遺伝子、およびその利用に関する。 The present invention relates to a gene derived from a lepidopteran insect exhibiting resistance to an insecticidal protein (hereinafter referred to as “Cry toxin”) produced by Bacillus thuringiensis , and use thereof.

Cry毒素は、微生物殺虫剤として、さらには、害虫抵抗性組換え作物の作出において利用されてきた。ところが、近年、アブラナ科の野菜類の重要害虫であるコナガにおいて、Cry毒素に対して抵抗性を示す個体が出現し、これが大きな問題となった。このため、害虫のCry毒素抵抗性発達機構に関する研究が行われるようになり、一部の鱗翅目昆虫では、Cry毒素に対する抵抗性遺伝子が解明された。   Cry toxins have been utilized as microbial insecticides and in the production of pest resistant recombinant crops. However, in recent years, an individual that shows resistance to Cry toxins has emerged in the diamondback moth, an important pest of cruciferous vegetables, which has become a major problem. For this reason, studies on the development mechanism of Cry toxin resistance in pests have been conducted, and in some lepidopterous insects, resistance genes against Cry toxin have been elucidated.

例えば、ニセアメリカタバコガでCry1Acに対する劣性の抵抗性遺伝子が同定され、この遺伝子が、Cry毒素の受容体と考えられているカドヘリン様タンパク質をコードしていることが判明した(非特許文献1)。その他、同様の遺伝子が、ワタアカミムシとオオタバコガでも抵抗性遺伝子として機能していることが報告されている(非特許文献2、非特許文献3)。そして、これら遺伝子は、害虫のCry毒素抵抗性の診断などに利用されている。   For example, a gene with recessive resistance to Cry1Ac was identified in false American tobacco moth, and this gene was found to encode a cadherin-like protein that is considered to be a receptor for Cry toxin (Non-patent Document 1). In addition, it has been reported that the same gene functions as a resistance gene in cotton beetle and giant tobacco (Non-patent Document 2, Non-patent Document 3). These genes are used for diagnosis of pest Cry toxin resistance.

一方、Cry毒素に対する抵抗性を発達させたコナガについては、抵抗性遺伝子は、従来から知られているCry毒素の受容体候補タンパク質(カドヘリン様タンパク質、アミノペプチダーゼNなど)ではないことが報告されている(非特許文献4)。また、Cry1Abに対する抵抗性系統が知られているカイコでも、これら受容体候補タンパク質の遺伝子とは異なる遺伝子の変異により、その抵抗性を発達させてきたと推定されている(非特許文献5)。また、Cry1Ab毒素抵抗性品種の持つ抵抗性が、カイコ分子遺伝子地図の第15連関群に座乗する劣性の主遺伝子に支配されていることが報告されている(非特許文献6)。   On the other hand, for the diamondback moth, which has developed resistance to Cry toxin, it has been reported that the resistance gene is not a conventionally known receptor protein of Cry toxin (cadherin-like protein, aminopeptidase N, etc.). (Non-Patent Document 4). In addition, it is estimated that even silkworms with known resistance lines against Cry1Ab have developed their resistance by mutation of genes different from those of the receptor candidate proteins (Non-patent Document 5). In addition, it has been reported that the resistance of Cry1Ab toxin-resistant cultivars is controlled by a recessive main gene seated in the 15th linkage group of the silkworm molecular gene map (Non-patent Document 6).

このように、コナガやカイコなどの鱗翅目昆虫においては、Cry毒素の受容体候補タンパク質をコードする遺伝子以外の遺伝子が、Cry毒素に対する抵抗性に関与していると考えられているが、その実体はいまだ明らかになっていない。   As described above, in lepidopterous insects such as diamondback moth and silkworm, genes other than the gene encoding a receptor candidate protein of Cry toxin are considered to be involved in resistance to Cry toxin. Yes still not clear.

Gahan,L.J. et al., (2001) Science, 293, 857-860.Gahan, L.J. et al., (2001) Science, 293, 857-860. Morin,S., et al., (2003) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 100, 5004-5009.Morin, S., et al., (2003) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 100, 5004-5009. Xu,X. et al., (2005) Appl. Environ. Microbiol. 71(2), 948-954.Xu, X. Et al., (2005) Appl.Environ. Microbiol. 71 (2), 948-954. Baxter,S.W. et al., (2008) Insect Biochem. Mol. Biol.,38, 125-135.Baxter, S.W. et al., (2008) Insect Biochem. Mol. Biol., 38, 125-135. Hara,W. et al., (2005) Biotechnology of Bacillus thuringiensis, Edited by N.D.Binh, R.J.Akhurst and D.H.Dean, Science and Technics Publishing House, Vietnam, Proceedings.Hara, W. et al., (2005) Biotechnology of Bacillus thuringiensis, Edited by N.D.Binh, R.J.Akhurst and D.H.Dean, Science and Technics Publishing House, Vietnam, Proceedings. 宮本 和久 (2008) 蚕糸・昆虫バイオテック 日本蚕糸学会 77(3), 195-203Kazuhisa Miyamoto (2008) Sericultural and Insect Biotech The Japanese Sericultural Society 77 (3), 195-203

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、Cry毒素に対する抵抗性に関与する鱗翅目昆虫由来の新規遺伝子を同定することにある。さらなる本発明の目的は、同定した抵抗性遺伝子を利用して、殺虫性タンパク質に対して抵抗性を示す鱗翅目昆虫を育種すること、および同定した抵抗性遺伝子を指標として、殺虫性タンパク質に対して抵抗性を示す鱗翅目昆虫の遺伝子診断を行うことにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to identify a novel gene derived from a lepidopteran insect involved in resistance to Cry toxins. A further object of the present invention is to breed lepidopteran insects that are resistant to insecticidal proteins using the identified resistance genes, and to identify insecticidal proteins using the identified resistance genes as indicators. The purpose is to conduct genetic diagnosis of lepidopterous insects that are resistant to the disease.

本発明者らは、カイコ分子遺伝子地図の第15連関群に座乗する遺伝子について、KAIKObaseの遺伝子予測モデル(KAIKObase ver.2.1.0、http://sgp.dna.affrc.go.jp/KAIKObase/)から推定されるCry毒素抵抗性に係る6個の予測遺伝子領域を見出した。これら予測遺伝子について、PCRによる遺伝子発現の解析を行った結果、4つの遺伝子BGIBMGA007735BGIBMGA007793BGIBMGA007736、およびBGIBMGA007792が中腸組織において発現していることを確認した(図1)。さらに、cDNAの塩基配列解析を行い、BGIBMGA007736BGIBMGA007792、およびBGIBMGA007793は、1つの遺伝子であることを突き止め、実際に発現している遺伝子が2つ(BGIBMGA007735BGIBMGA007792-93)であることを明らかにした。抵抗性系統と感受性系統における、BGIBMGA007735およびBGIBMGA007792-93の塩基配列の解析では、BGIBMGA007735では塩基配列の相違は認められなかったが、BGIBMGA007792-93ではORFにおいて、塩基配列で39塩基、アミノ酸配列で13残基の差異が認められた(図2、図3)。抵抗性系統(7系統)・感受性系統(10系統)における、BGIBMGA007792-93のタンパク質のアミノ酸配列の比較により、234位のTyr(チロシン)の挿入が抵抗性系統に共通な配列として見出された(図4)。BGIBMGA007792-93遺伝子がBt抵抗性遺伝子であることを裏付けるため、本発明者らは、抵抗性カイコ系統に対する感受性型のBGIBMGA007792-93遺伝子の導入実験を行った。その結果、感受性型のBGIBMGA007792-93遺伝子が導入された抵抗性カイコ系統が、Cry毒素に対する感受性を獲得することが判明した(表4、表5)。 The present inventors have used the KAIKObase gene prediction model (KAIKObase ver.2.1.0, http://sgp.dna.affrc.go.jp/KAIKObase) for the genes seated in the 15th linkage group of the silkworm molecular gene map. Six predicted gene regions related to Cry toxin resistance estimated from /) were found. As a result of analyzing gene expression by PCR for these predicted genes, it was confirmed that the four genes BGIBMGA007735 , BGIBMGA007793 , BGIBMGA007736 , and BGIBMGA007792 were expressed in the midgut tissue (FIG. 1). In addition, cDNA base sequence analysis revealed that BGIBMGA007736 , BGIBMGA007792 , and BGIBMGA007793 are one gene, and revealed that there are actually two genes ( BGIBMGA007735 and BGIBMGA007792-93 ). did. In resistant strains and susceptible strains, the nucleotide sequence analysis of BGIBMGA007735 and BGIBMGA007792-93, although differences in nucleotide sequence in BGIBMGA007735 was observed in ORF in BGIBMGA007792-93, the nucleotide sequence 39 bases, in the amino acid sequence 13 Residue differences were observed (FIGS. 2 and 3). Comparison of the amino acid sequences of the BGIBMGA007792-93 protein in the resistant strain (7 strains) and the sensitive strain (10 strains), the insertion of Tyr (tyrosine) at position 234 was found as a sequence common to the resistant strains. (Figure 4). In order to confirm that the BGIBMGA007792-93 gene is a Bt resistance gene, the present inventors conducted an introduction experiment of a sensitive BGIBMGA007792-93 gene to a resistant silkworm strain. As a result, it was found that a resistant silkworm strain into which a sensitive BGIBMGA007792-93 gene was introduced acquired sensitivity to Cry toxin (Tables 4 and 5).

以上から、本発明者らは、BGIBMGA007792-93遺伝子がCry毒素抵抗性遺伝子の本体であり、当該遺伝子を利用することにより、Cry毒素に対して抵抗性を示す鱗翅目昆虫の育種や、Cry毒素に対して抵抗性を示す鱗翅目昆虫の診断を効率的に行うことが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。 From the above, the present inventors have found that the BGIBMGA007792-93 gene is the main body of the Cry toxin resistance gene, and by using the gene, breeding of lepidopteran insects that are resistant to Cry toxin, As a result, it was found that lepidopterous insects exhibiting resistance to the disease can be efficiently diagnosed, and the present invention has been completed.

本発明は、より詳しくは、以下の発明を提供するものである。   More specifically, the present invention provides the following inventions.

[1] 鱗翅目昆虫にバチルス・チューリンゲンシスの産生する殺虫性タンパク質に対する感受性を付与する活性を有するタンパク質をコードする、下記(a)〜(e)のいずれかに記載のDNA。
(a)配列番号:2、4、6、8、10、12、14、16、18または20に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA
(b)配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17または19に記載の塩基配列のコード領域を含むDNA
(c)配列番号:2、4、6、8、10、12、14、16、18または20に記載のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸が置換、欠失、付加、および/または挿入されたアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA
(d)配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17または19に記載の塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズするDNA
(e)配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17または19に記載の塩基配列からなるDNAと相同性が90%以上の塩基配列からなるDNA
[2] 鱗翅目昆虫にバチルス・チューリンゲンシスの産生する殺虫性タンパク質に対する抵抗性を付与する活性を有するタンパク質をコードする、下記(a)〜(e)のいずれかに記載のDNA。
(a)配列番号:22、24、26、28、30、32または34に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA
(b)配列番号:21、23、25、27、29、31または33に記載の塩基配列のコード領域を含むDNA
(c)配列番号:22、24、26、28、30、32または34に記載のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸が置換、欠失、付加、および/または挿入されたアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA
(d)配列番号:21、23、25、27、29、31または33に記載の塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズするDNA
(e)配列番号:21、23、25、27、29、31または33に記載の塩基配列からなるDNAと相同性が90%以上の塩基配列からなるDNA
[3] 鱗翅目昆虫にバチルス・チューリンゲンシスの産生する殺虫性タンパク質に対する抵抗性を付与する活性を有するタンパク質をコードする、下記(a)〜(c)のいずれかに記載のDNA。
(a)[1]に記載のDNAの転写産物と相補的な二重鎖RNAをコードするDNA
(b)[1]に記載のDNAの転写産物と相補的なアンチセンスRNAをコードするDNA
(c)[1]に記載のDNAの転写産物を特異的に開裂するリボザイム活性を有するRNAをコードするDNA
[4] [1]〜[3]のいずれかに記載のDNAを含むベクター。
[1] The DNA according to any one of the following (a) to (e), which encodes a protein having an activity that imparts sensitivity to an insecticidal protein produced by Bacillus thuringiensis to lepidopterous insects.
(A) DNA encoding a protein comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 or 20
(B) DNA containing the coding region of the base sequence described in SEQ ID NO: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17 or 19
(C) In the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 or 20, one or more amino acids are substituted, deleted, added, and / or inserted. DNA encoding a protein consisting of an amino acid sequence
(D) DNA that hybridizes under stringent conditions with DNA comprising the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17 or 19
(E) DNA comprising a nucleotide sequence having a homology of 90% or more with the DNA comprising the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17 or 19
[2] The DNA according to any one of the following (a) to (e), which encodes a protein having an activity that imparts resistance to insecticidal proteins produced by Bacillus thuringiensis to lepidopterous insects.
(A) DNA encoding a protein comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 22, 24, 26, 28, 30, 32 or 34
(B) DNA containing the coding region of the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 21, 23, 25, 27, 29, 31 or 33
(C) a protein comprising an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted, added and / or inserted in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 22, 24, 26, 28, 30, 32 or 34 DNA to encode
(D) DNA that hybridizes under stringent conditions with the DNA comprising the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 21, 23, 25, 27, 29, 31 or 33
(E) DNA comprising a nucleotide sequence having a homology of 90% or more with the DNA comprising the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 21, 23, 25, 27, 29, 31 or 33
[3] The DNA according to any one of the following (a) to (c), which encodes a protein having an activity that imparts resistance to insecticidal proteins produced by Bacillus thuringiensis to lepidopterous insects.
(A) DNA encoding a double-stranded RNA complementary to the transcription product of DNA according to [1]
(B) DNA encoding an antisense RNA complementary to the transcription product of DNA according to [1]
(C) DNA encoding an RNA having ribozyme activity that specifically cleaves the transcript of the DNA according to [1]
[4] A vector comprising the DNA according to any one of [1] to [3].

[5] [1]〜[3]のいずれかに記載のDNAが導入された鱗翅目昆虫細胞。   [5] Lepidoptera insect cells into which the DNA according to any one of [1] to [3] is introduced.

[6] [5]に記載の細胞を含む鱗翅目昆虫。   [6] A lepidopteran insect comprising the cell according to [5].

[7] [6]に記載の鱗翅目昆虫の卵、子孫またはクローン。   [7] An egg, offspring, or clone of the lepidopterous insect according to [6].

[8] 鱗翅目昆虫における[1]に記載のDNAの発現または機能を抑制することを特徴とする、バチルス・チューリンゲンシスの産生する殺虫性タンパク質に対する抵抗性が付与された鱗翅目昆虫の作出方法。   [8] A method for producing a lepidopteran insect imparted with resistance to an insecticidal protein produced by Bacillus thuringiensis, which suppresses the expression or function of the DNA according to [1] in a lepidopteran insect .

[9] 鱗翅目昆虫に[2]または[3]に記載のDNAを導入する工程を含む、鱗翅目昆虫にバチルス・チューリンゲンシスの産生する殺虫性タンパク質に対する抵抗性が付与された鱗翅目昆虫の作出方法。   [9] A lepidopteran insect having a resistance to an insecticidal protein produced by Bacillus thuringiensis, wherein the lepidopteran insect comprises the step of introducing the DNA according to [2] or [3] into the lepidopteran insect. Production method.

[10] [2]もしくは[3]に記載のDNA、または該DNAが挿入されたベクターを含む、鱗翅目昆虫にバチルス・チューリンゲンシスの産生する殺虫性タンパク質に対する抵抗性を付与するための薬剤。   [10] A drug for imparting resistance to insecticidal proteins produced by Bacillus thuringiensis to lepidopteran insects, comprising the DNA according to [2] or [3], or a vector into which the DNA is inserted.

[11] 鱗翅目昆虫におけるバチルス・チューリンゲンシスの産生する殺虫性タンパク質に対する感受性または抵抗性を判定する方法であって、被検鱗翅目昆虫における[1]または[2]に記載のDNAの塩基配列を解析することを特徴とする方法。   [11] A method for determining sensitivity or resistance to an insecticidal protein produced by Bacillus thuringiensis in lepidopterous insects, wherein the nucleotide sequence of DNA according to [1] or [2] in a test lepidopteran insect A method characterized by analyzing.

[12] バチルス・チューリンゲンシスの産生する殺虫性タンパク質に対する抵抗性の鱗翅目昆虫を育種する方法であって、
(a)バチルス・チューリンゲンシスの産生する殺虫性タンパク質に対する抵抗性の鱗翅目昆虫系統と任意の鱗翅目昆虫系統とを交配させる工程、
(b)工程(a)における交配により得られた個体におけるバチルス・チューリンゲンシスの産生する殺虫性タンパク質に対する感受性または抵抗性を、[11]に記載の方法により判定する工程、および
(c)バチルス・チューリンゲンシスの産生する殺虫性タンパク質に対する抵抗性を有すると判定された系統を選抜する工程、を含む方法。
[12] A method for breeding lepidopteran insects resistant to insecticidal proteins produced by Bacillus thuringiensis,
(A) mating a lepidopteran insect strain resistant to an insecticidal protein produced by Bacillus thuringiensis with any lepidopteran insect strain;
(B) determining the sensitivity or resistance to the insecticidal protein produced by Bacillus thuringiensis in the individual obtained by the mating in step (a) by the method according to [11], and (c) Bacillus Selecting a strain determined to have resistance to an insecticidal protein produced by thuringiensis.

本発明によって、Cry毒素に対する感受性および抵抗性を決定するBGIBMGA007792-93遺伝子が同定され、該遺伝子の染色体上の位置および構造が解明された。本発明により見出されたカイコのBGIBMGA007792-93遺伝子は、そのコードする蛋白質の234位におけるTyrの挿入の有無により、Cry毒素に対する感受性が数百〜数千倍もの顕著な差異を生じるという特徴的な性質を有する。同定されたBGIBMGA007792-93遺伝子を利用すれば、鱗翅目昆虫の上記感受性および抵抗性を簡便に判定することが可能である。また、BGIBMGA007792-93遺伝子をマーカーとして利用することにより、上記殺虫性タンパク質に抵抗性のカイコ系統を効率的に育種することが可能である。こうしてカイコに抵抗性を付与することにより、カイコの飼育期間中でも、Cry毒素を含む殺虫剤を桑園に散布して、害虫防除を行うことが可能となる。 According to the present invention, the BGIBMGA007792-93 gene that determines sensitivity and resistance to Cry toxin has been identified, and the chromosomal location and structure of the gene have been elucidated. The silkworm BGIBMGA007792-93 gene found by the present invention is characterized by a remarkable difference of several hundred to several thousand times in sensitivity to Cry toxin depending on the presence or absence of Tyr insertion at position 234 of the encoded protein. It has special properties. By using the identified BGIBMGA007792-93 gene, it is possible to easily determine the sensitivity and resistance of Lepidoptera insects. Further, by using the BGIBMGA007792-93 gene as a marker, it is possible to efficiently breed silkworm strains resistant to the insecticidal protein. By imparting resistance to silkworms in this way, it becomes possible to control insects by spraying insecticides containing Cry toxins on mulberry fields even during the breeding period of silkworms.

また、BGIBMGA007792-93遺伝子を利用することにより、鱗翅目昆虫の抵抗性発達の機構解明や抵抗性の発達予測なども可能である。害虫において抵抗性型の遺伝子の頻度が高い場合には、用いる殺虫剤に含まれる殺虫性タンパク質の種類を変えるなどして、害虫における殺虫剤抵抗性発達を防止することが可能となる。 In addition, by using the BGIBMGA007792-93 gene, it is possible to elucidate the mechanism of resistance development in lepidopterous insects and to predict the development of resistance. When the frequency of resistance-type genes is high in pests, it is possible to prevent the development of insecticide resistance in the pests by changing the type of insecticidal protein contained in the pesticide used.

Cry毒素抵抗性に関する6つの候補遺伝子、1(BGIBMGA007735)、2(BGIBMGA007793)、3(BGIBMGA007736)、4(BGIBMGA007792)、5(BGIBMGA007791)、6(BGIBMGA007737)、の発現をRT-PCR法により解析した結果を示す写真である。図中、「M」は、100bp DNAラダ―マーカーを示す。The expression of six candidate genes for Cry toxin resistance, 1 ( BGIBMGA007735 ), 2 ( BGIBMGA007793 ), 3 ( BGIBMGA007736 ), 4 ( BGIBMGA007792 ), 5 ( BGIBMGA007791 ), 6 ( BGIBMGA007737 ), was analyzed by RT-PCR. It is a photograph which shows a result. In the figure, “M” indicates a 100 bp DNA ladder marker. カイコの抵抗性系統(支2号(C2_R))と感受性系統(輪月(Rin_S))におけるBGIBMGA007792-93遺伝子の塩基配列を比較した図である。It is the figure which compared the base sequence of the BGIBMGA007792-93 gene in the resistant system | strain (branch number 2 (C2_R)) of silkworm, and a sensitivity system | strain (Rin_S). 図2−1の続きの図である。FIG. 2 is a continuation diagram of FIG. 2-1. カイコの抵抗性系統(C2_R)と感受性系統(Rin_S)におけるBGIBMGA007792-93遺伝子がコードするタンパク質のアミノ酸配列を比較した図である。It is the figure which compared the amino acid sequence of the protein which the BGIBMGA007792-93 gene codes in a silkworm resistant strain (C2_R) and a sensitivity strain (Rin_S). カイコの抵抗性系統(7系統)および感受性系統(10系統)のBGIBMGA007792-93遺伝子がコードするタンパク質のアミノ酸配列を比較した図である。抵抗性系統では共通して、234位にTyrの挿入が存在する。It is the figure which compared the amino acid sequence of the protein which the BGIBMGA007792-93 gene of a silkworm resistant system (7 systems) and a sensitivity system (10 systems) encodes. There is a common insertion of Tyr at position 234 in the resistance system. 図4−1の続きの図である。FIG. 4 is a continuation of FIG. 4-1. 図4−2の続きの図である。FIG. 4 is a continuation diagram of FIG. 図4−3の続きの図である。FIG. 4 is a continuation diagram of FIG. 4-3. 図4−4の続きの図である。FIG. 4 is a continuation diagram of FIG. 4-4. 図4−5の続きの図である。Fig. 6 is a continuation of Fig. 4-5. カイコにおけるBGIBMGA007792-93遺伝子の発現の組織特異性をRT-PCR法により解析した結果を示す写真である。It is a photograph which shows the result of having analyzed the tissue specificity of the expression of BGIBMGA007792-93 gene in a silkworm by RT-PCR method. UAS-Bt-r系統の作製に用いたエフェクターコンストラクトを示す図である。UAS下流にRin_S由来のBGIBMGA007792-93遺伝子が挿入されている。It is a figure which shows the effector construct used for preparation of a UAS-Bt-r system | strain. The BGIBMGA007792-93 gene derived from Rin_S is inserted downstream of UAS. BmA3_GAL4系統の作製に用いたアクチベーターコンストラクトを示す図である。It is a figure which shows the activator construct used for preparation of BmA3_GAL4 system | strain. BGIBMGA007792-93遺伝子がコードするタンパク質の234位におけるTyrの挿入の有無を検出するためのPCRプライマーを示す図である。It is a figure which shows the PCR primer for detecting the presence or absence of insertion of Tyr in the 234th position of the protein which BGIBMGA007792-93 gene codes. オリジナル系統、SS16-1系統、およびSS16-3系統における、内因性および外因性のBGIBMGA007792-93遺伝子の発現を検出した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having detected the expression of endogenous and exogenous BGIBMGA007792-93 gene in an original strain, SS16-1 strain, and SS16-3 strain.

<Cry毒素に対する感受性型DNAおよび抵抗性型DNA>
本発明は、鱗翅目昆虫に、Cry毒素に対する感受性を付与する活性を有するタンパク質をコードするDNA(以下、「感受性型DNA」と称する)および、鱗翅目昆虫にCry毒素に対する抵抗性を付与する活性を有するタンパク質をコードするDNA(以下、「抵抗性型DNA」と称する)を提供する。
<Sensitive and resistant DNA against Cry toxin>
The present invention relates to a DNA encoding a protein having an activity that confers sensitivity to Cry toxin to lepidopterous insects (hereinafter referred to as “sensitive DNA”), and an activity that imparts resistance to Cry toxin to lepidopterous insects DNA encoding a protein having the following (hereinafter referred to as “resistant DNA”) is provided.

本発明のDNAが由来する「鱗翅目昆虫」としては、Cry毒素に対する感受性および抵抗性を決定づけるBGIBMGA007792-93遺伝子(カイコ由来の遺伝子またはその相同遺伝子)を保持するものであれば特に制限はないが、好ましくはカイコおよび鱗翅目害虫である。また、本発明における「Cry毒素」としては、BGIBMGA007792-93遺伝子(カイコ由来の遺伝子またはその相同遺伝子)によりコードされるタンパク質の機能により、感受性および抵抗性を示すことが可能なCry毒素であれば特に制限はなく、例えば、Cry1Ab毒素、Cry1Ac毒素が挙げられる。カイコの多くの系統がCry1Ab毒素およびCry1Ac毒素に対して同じような感受性および抵抗性を示すことが知られている(宮本和久(2004)カイコ地理的品種におけるCry1A型δ−内毒素感受性の変異について,第6回昆虫病理研究会シンポジウム講演要旨集,p.27.)。 The “Lepidoptera insect” from which the DNA of the present invention is derived is not particularly limited as long as it retains the BGIBMGA007792-93 gene (the silkworm-derived gene or a homologous gene thereof) that determines the sensitivity and resistance to the Cry toxin. Preferable are silkworms and lepidopterous pests. In addition, the “Cry toxin” in the present invention is a Cry toxin that can exhibit sensitivity and resistance by the function of the protein encoded by the BGIBMGA007792-93 gene (gene derived from silkworm or a homologous gene thereof). There is no restriction | limiting in particular, For example, Cry1Ab toxin and Cry1Ac toxin are mentioned. It is known that many silkworm strains show similar sensitivity and resistance to Cry1Ab toxin and Cry1Ac toxin (Kazuhisa Miyamoto (2004) About mutations in Cry1A type δ-endotoxin sensitivity in silkworm geographical varieties , Proceedings of the 6th Symposium on Insect Pathology, p.27.).

本発明者らにより同定された、カイコのCry毒素に対する感受性系統 吉N(Yo_S)、バグダット(Bag_S)、No.65(N65_S)、欧12号(E12_S)、アンナン(An_S)、カンボージュ(多化)(CaM_S)、マイソール(My_S)、ピュアマイソール(PMy_S)、輪月(Rin_S)、912号由来(e21_S)のBGIBMGA007792-93 cDNAの塩基配列をそれぞれ配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19に、これらDNAがコードするタンパク質のアミノ酸配列をそれぞれ配列番号:2、4、6、8、10、12、14、16、18、20に示す。 Silkworm susceptibility lines to Cry toxins identified by the present inventors: Yoshi N (Yo_S), Bagdat (Bag_S), No. 65 (N65_S), European No. 12 (E12_S), Annan (An_S), Cambouge (multiple) ) (CaM_S), Mysole (My_S), Pure Mysole (PMy_S), Watsuki (Rin_S), 912-derived (e21_S) base sequences of BGIBMGA007792-93 cDNA are shown in SEQ ID NOs: 1, 3, 5, 7, 9 11, 13, 15, 17, and 19 show the amino acid sequences of the proteins encoded by these DNAs in SEQ ID NOs: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, and 20, respectively.

本発明の感受性型DNAの1つの態様は、配列番号:2、4、6、8、10、12、14、16、18、20に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA(典型的には、配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19に記載の塩基配列のコード領域を含むDNA)である。   One embodiment of the sensitive DNA of the present invention is a DNA encoding a protein consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NOs: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20 (typically Is DNA containing the coding region of the base sequence described in SEQ ID NOs: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19).

本実施例において示されたように、感受性系統のBGIBMGA007792-93 cDNAがコードする蛋白質のアミノ酸配列を比較すると、Yo_S、N65_SおよびE12_Sが同一のアミノ酸配列を有し、An_SおよびCaM_Sが同一のアミノ酸配列を有し、PMy_SおよびRin_Sは同一のアミノ酸配列を有する。Bag_SとYo_Sとを比較すると、57位が前者はPheで後者はSerである。Bag_SとAn_Sとを比較すると、15位が前者はLysで後者はTyrであり、45位が前者はIleで後者はTyrであり、343位(図4では345位)が前者はLeuで後者はPheであり、452位(図4では454位)が前者はGlnで後者はSerであり、486位(図4では488位)が前者はSerで後者はThrであり、494位(図4では496位)が前者はLeuで後者はHisであり、554位(図4では556位)が前者はGluで後者はAspであり、676位(図4では678位)が前者はLysで後者はAsnであり、757位(図4では759位)が前者はAlaで後者はValであり、767位(図4では769位)が前者はMetで後者はThrであり、804位(図4では806位)が前者はTyrで後者はPheであり、922位(図4では924位)が前者はPheで後者はValであり、970位(図4では972位)が前者はGluで後者はGlnであり、1140位(図4では1142位)が前者はAspで後者はGluである。An_SとPMy_Sを比較すると、494位(図4では496位)が前者はHisで後者はLeuである。Bag_Sとe21_Sとを比較すると、e21_Sの66位にIleの挿入が存在する。しかしながら、いずれも感受性型DNAである。 As shown in this example, when comparing the amino acid sequences of the proteins encoded by the BGIBMGA007792-93 cDNA of the sensitive strain, Yo_S, N65_S and E12_S have the same amino acid sequence, and An_S and CaM_S have the same amino acid sequence. PMy_S and Rin_S have the same amino acid sequence. Comparing Bag_S and Yo_S, the 57th place is Phe for the former and Ser for the latter. Comparing Bag_S and An_S, the 15th place is Lys and the latter is Tyr, the 45th place is Ile and the latter is Tyr, and the 343rd place (345 in Figure 4) is Leu and the latter is Phe, 452 (454 in Fig. 4), the former is Gln and the latter is Ser, and 486 (48th in Fig. 4) is Ser, the latter is Thr, and 494 (in Fig. 4) 496) is Leu and the latter is His, and 554 (in Fig. 4 is 556), the former is Glu and the latter is Asp, and 676 (in Fig. 4 is 678), the former is Lys and the latter is Asn, 757th (759th in Fig. 4) is Ala and the latter is Val, and 767th (769th in Fig. 4) is Met and the latter is Thr, and 804th (in Fig. 4) The first is Tyr and the latter is Phe, and the 922th (924th in Fig. 4) is Phe and the latter is Val, and the 970th (972th in Fig. 4) is Glu and the latter is Gln, 1140 (1142 in Fig. 4) is Asp for the former and Glu for the latter. Comparing An_S and PMy_S, 494th (496th in FIG. 4) is His for the former and Leu for the latter. Comparing Bag_S and e21_S, there is an insertion of Ile at position 66 of e21_S. However, both are sensitive DNAs.

現在の技術水準においては、当業者であれば、特定の感受性系統(例えば、Yo_S、Bag_S、N65_S、E12_S、An_S、CaM_S、My_S、PMy_S、Rin_S、e21_S(912号由来))における感受性型DNAの塩基配列情報が得られた場合、その塩基配列を改変し、そのコードするアミノ酸配列は異なるが、同じく感受性型であるDNAを取得することが可能である。また、自然界においても、塩基配列の変異によりコードするタンパク質のアミノ酸配列が変異することは起こり得ることである。従って、本発明は、これら感受性型系統におけるBGIBMGA007792-93タンパク質のアミノ酸配列(配列番号:2、4、6、8、10、12、14、16、18、20)において1もしくは複数のアミノ酸が置換、欠失、付加、および/または挿入されたアミノ酸配列からなり、鱗翅目昆虫にCry毒素に対する感受性を付与する活性を有するタンパク質をコードするDNAをも含むものである。ここで「複数」とは、改変後のBGIBMGA007792-93タンパク質が鱗翅目昆虫にCry毒素に対する感受性を付与する活性を維持する範囲における、アミノ酸の改変数であり、通常、50アミノ酸以内、好ましくは30アミノ酸以内、さらに好ましくは10アミノ酸以内(例えば、5アミノ酸以内、3アミノ酸以内、2アミノ酸)である。 In the current state of the art, those skilled in the art will be able to identify sensitive DNA in specific susceptibility strains (eg Yo_S, Bag_S, N65_S, E12_S, An_S, CaM_S, My_S, PMy_S, Rin_S, e21_S (from 912)). When base sequence information is obtained, it is possible to modify the base sequence and obtain a DNA that is also sensitive, although the encoded amino acid sequence is different. Also in nature, it is possible that the amino acid sequence of the encoded protein is mutated due to the mutation of the base sequence. Therefore, the present invention replaces one or more amino acids in the amino acid sequence of BGIBMGA007792-93 protein (SEQ ID NOs: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 , 20) in these sensitive strains. , Including deletion, addition, and / or insertion, and DNA encoding a protein having an activity of conferring susceptibility to lepidopteran insects against Cry toxins. The term “plurality” as used herein refers to the number of amino acid modifications within a range in which the modified BGIBMGA007792-93 protein maintains the activity of conferring susceptibility to lepidopteran insects against Cry toxins, usually within 50 amino acids, preferably 30 It is within amino acids, more preferably within 10 amino acids (eg, within 5 amino acids, within 3 amino acids, 2 amino acids).

さらに、現在の技術水準においては、当業者であれば、特定の感受性系統(例えば、Yo_S、Bag_S、N65_S、E12_S、An_S、CaM_S、My_S、PMy_S、Rin_S、e21_S(912号由来))から感受性型DNAが得られた場合、その感受性型DNAの塩基配列情報を利用して、他の鱗翅目昆虫系統から、同じく感受性型である相同遺伝子をコードするDNAを取得することが可能である。従って、本発明は、これら感受性系統におけるBGIBMGA007792-93 DNA(配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19)とストリンジェントな条件でハイブリダイズするDNAであって、鱗翅目昆虫に、Cry毒素に対する感受性を付与する活性を有するタンパク質をコードするDNAをも含むものである。 Furthermore, in the current state of the art, a person skilled in the art can detect a sensitive type from a specific susceptible strain (for example, Yo_S, Bag_S, N65_S, E12_S, An_S, CaM_S, My_S, PMy_S, Rin_S, e21_S (from 912)). When DNA is obtained, it is possible to obtain DNA encoding a homologous gene that is also sensitive from other lepidopteran insect strains using the base sequence information of the sensitive DNA. Therefore, the present invention is DNA that hybridizes under stringent conditions with BGIBMGA007792-93 DNA (SEQ ID NOs: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19 ) in these sensitive strains. In addition, it also includes DNA encoding a protein having an activity that imparts sensitivity to Cry toxins to lepidopterous insects.

こうして得られた変異DNAや相同DNAが、鱗翅目昆虫にCry毒素に対する感受性を付与する活性を有するタンパク質をコードするか否かは、例えば、被検DNAを、後述するCry毒素に対する抵抗性系統に導入し、当該抵抗性系統がCry毒素に対する感受性を獲得するか否かを検定することにより、判定することができる(実施例3を参照のこと)。   Whether the thus obtained mutant DNA or homologous DNA encodes a protein having an activity that confers sensitivity to Cry toxins in lepidopterous insects is determined by, for example, applying a test DNA to a resistance strain to Cry toxin described later. It can be determined by introducing and testing whether the resistant strain acquires sensitivity to Cry toxin (see Example 3).

また、本発明者らにより同定された、カイコのCry毒素に対する抵抗性系統 日1号(J1_R)、黄浮(Ki_R)、紅支那(Be_R)、支2号(C2_R)、支7号(C7_R)、C浙江(Cs_R)、N15(342号由来,N15_R)のBGIBMGA007792-93 cDNAの塩基配列をそれぞれ配列番号:21、23、25、27、29、31、33に、これらDNAがコードするタンパク質のアミノ酸配列をそれぞれ配列番号:22、24、26、28、30、32、34に示す。 In addition, the resistance lines identified by the present inventors to the Cry toxin of silkworms Day 1 (J1_R), Yellow Float (Ki_R), Red Branch (Be_R), Branch 2 (C2_R), Branch 7 (C7_R) ), C Zhejiang (Cs_R), N15 (derived from No. 342, N15_R) BGIBMGA007792-93 cDNA base sequence is SEQ ID NO: 21, 23, 25, 27, 29, 31, 33, respectively, and the proteins encoded by these DNAs Are shown in SEQ ID NOs: 22, 24, 26, 28, 30, 32, and 34, respectively.

本発明の抵抗性型DNAの1つの態様は、配列番号:22、24、26、28、30、32、34に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA(典型的には、配列番号:21、23、25、27、29、31、33に記載の塩基配列のコード領域を含むDNA)である。   One embodiment of the resistant DNA of the present invention is a DNA encoding a protein consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34 (typically, SEQ ID NO: 21, 23, 25, 27, 29, 31, and 33).

本実施例において示されたように、抵抗性系統と感受性系統のBGIBMGA007792-93 cDNAがコードする蛋白質のアミノ酸配列を比較すると、抵抗性系統には、共通して、234位(図4では235位)にTyrの挿入が認められた。この変異により個体にCry毒素に対する抵抗性が付与されていると考えられる。現在の技術水準においては、当業者であれば、特定の感受性系統(例えば、Yo_S、Bag_S、N65_S、E12_S、An_S、CaM_S、My_S、PMy_S、Rin_S、e21_S(912号由来))のBGIBMGA007792-93 DNAの塩基配列において、そのコードするタンパク質のCry毒素に対する抵抗性が付与されるような改変を行うことが可能である。また、特定の抵抗性系統(例えば、J1_R、Ki_R、Be_R、C2_R、C7_R、Cs_R、N15_R(342号由来)のBGIBMGA007792-93 DNAの塩基配列において、そのコードするタンパク質のCry毒素に対する抵抗性が維持されるような改変を行うことが可能である。また、自然界においても、塩基配列の変異によりコードするタンパク質のアミノ酸配列が変異することは起こり得ることである。実際、C2_RのBGIBMGA007792-93 cDNAがコードする蛋白質のアミノ酸配列と、上記その他の抵抗性系統のBGIBMGA007792-93 cDNAがコードする蛋白質のアミノ酸配列とを比較すると、15位が前者はThrで後者はLysであるが、いずれも抵抗性型DNAである。従って、本発明は、これら感受性系統および抵抗性系統におけるBGIBMGA007792-93タンパク質のアミノ酸配列(配列番号:2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34)において1もしくは複数のアミノ酸が置換、欠失、付加、および/または挿入されたアミノ酸配列からなるタンパク質からなり、鱗翅目昆虫にCry毒素に対する抵抗性を付与する活性を有するタンパク質をコードするDNAをも含むものである。ここで「複数」とは、改変後のBGIBMGA007792-93タンパク質が鱗翅目昆虫にCry毒素に対する抵抗性を付与する活性を有する範囲における、アミノ酸の改変数であり、通常、50アミノ酸以内、好ましくは30アミノ酸以内、さらに好ましくは10アミノ酸以内(例えば、5アミノ酸以内、3アミノ酸以内、2アミノ酸)である。抵抗性型系統のBGIBMGA007792-93 DNAの塩基配列において、そのコードするタンパク質のCry毒素に対する抵抗性が維持されるような改変を行う場合、改変部位は、234位のTyr以外の部位であることが、好ましい。 As shown in this Example, when the amino acid sequences of the proteins encoded by the BGIBMGA007792-93 cDNAs of the resistant strain and the sensitive strain are compared, the resistance strains commonly have positions 234 (position 235 in FIG. 4). ) Tyr insertion was observed. This mutation is thought to confer resistance to Cry toxins on the individual. In the current state of the art, those skilled in the art will recognize that BGIBMGA007792-93 DNA of a specific susceptible strain (eg Yo_S, Bag_S, N65_S, E12_S, An_S, CaM_S, My_S, PMy_S, Rin_S, e21_S (from 912)). It is possible to modify such a base sequence so as to confer resistance to the Cry toxin of the encoded protein. In addition, in the base sequence of BGIBMGA007792-93 DNA of a specific resistant strain (eg, J1_R, Ki_R, Be_R, C2_R, C7_R, Cs_R, N15_R (derived from No. 342), the resistance of the encoded protein to Cry toxin is maintained. In nature, it is possible that the amino acid sequence of the encoded protein is mutated due to the mutation of the base sequence.In fact, the C2_R BGIBMGA007792-93 cDNA is Comparing the amino acid sequence of the encoded protein with the amino acid sequence of the protein encoded by BGIBMGA007792-93 cDNA from the other resistance strains above, the 15th position is Thr and the latter is Lys. Accordingly, the present invention relates to the amino acid sequence of the BGIBMGA007792-93 protein (SEQ ID NOs: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 16) in these susceptible and resistant lines. 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34) consisting of a protein having an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted, added, and / or inserted. It also includes DNA encoding a protein having an activity that confers resistance to Cry toxin, where “multiple” means that the modified BGIBMGA007792-93 protein confers resistance to Cry toxin to lepidopteran insects. The number of amino acid modifications in a range having a value of generally within 50 amino acids, preferably within 30 amino acids, and more preferably within 10 amino acids (eg, within 5 amino acids, within 3 amino acids, 2 amino acids). in BGIBMGA007792-93 DNA nucleotide sequence of the system, performing modifications such as resistance is maintained against the Cry toxin protein its encoding If, modification sites, it is preferable that the portion other than the position 234 Tyr.

さらに、現在の技術水準においては、当業者であれば、特定の抵抗性系統(例えば、J1_R、Ki_R、Be_R、C2_R、C7_R、Cs_R、N15_R(342号由来))からBGIBMGA007792-93 DNAが得られた場合、そのDNAの塩基配列情報を利用して、他の鱗翅目昆虫種から、抵抗性型である相同遺伝子をコードするDNAを取得することができる。従って、本発明は、抵抗性系統におけるBGIBMGA007792-93 DNA(配列番号:21、23、25、27、29、31、33)とストリンジェントな条件でハイブリダイズするDNAであって、鱗翅目昆虫にCry毒素に対する抵抗性を付与する活性を有するタンパク質をコードするDNAが含まれる。 Furthermore, in the current state of the art, one of ordinary skill in the art can obtain BGIBMGA007792-93 DNA from specific resistive strains (eg, J1_R, Ki_R, Be_R, C2_R, C7_R, Cs_R, N15_R (from No. 342)). In this case, DNA encoding the resistant homologous gene can be obtained from other lepidopterous insect species using the nucleotide sequence information of the DNA. Therefore, the present invention is a DNA that hybridizes under stringent conditions with BGIBMGA007792-93 DNA (SEQ ID NO: 21, 23, 25, 27, 29, 31, 33 ) in a resistant strain, DNA encoding a protein having activity conferring resistance to Cry toxins is included.

こうして得られた変異DNAや相同DNAが、鱗翅目昆虫にCry毒素に対する抵抗性を付与する活性を有するタンパク質をコードするか否かは、被検DNAをホモで保持する個体を作製し、当該個体がCry毒素に対する抵抗性を有するか否かを検定することにより、判定することができる。   Whether or not the mutant DNA or homologous DNA thus obtained encodes a protein having an activity that imparts resistance to Cry toxins to lepidopterous insects is determined by preparing an individual that holds the test DNA in homology. Can be determined by testing whether or not has resistance to Cry toxins.

本発明の感受性型DNAは、その導入により、鱗翅目昆虫にCry毒素に対する感受性を付与することが可能であるという意味において、鱗翅目昆虫にCry毒素に対する感受性を付与するための薬剤であり、一方、本発明の抵抗性型DNAは、その導入により、鱗翅目昆虫にCry毒素に対する抵抗性を付与することが可能であるという意味において、鱗翅目昆虫にCry毒素に対する抵抗性を付与するための薬剤である。   The sensitive DNA of the present invention is a drug for imparting sensitivity to Cry toxin to lepidopterous insects in the sense that introduction thereof can impart sensitivity to Cry toxin to lepidopteran insects, The resistance-type DNA of the present invention is a drug for imparting resistance to Cry toxin to lepidopterous insects in the sense that introduction thereof can impart resistance to Cry toxin to lepidopterous insects. It is.

なお、上記した変異DNAを作製するための、DNAへの人為的な変異の導入は、例えば、部位特異的変異誘発(site-directed mutagenesis)法(Kramer, W. & Fritz, HJ., Methods Enzymol, 154:350-367, 1987)により行うことができる。   In addition, artificial mutations introduced into DNA to produce the above-mentioned mutant DNA are, for example, site-directed mutagenesis method (Kramer, W. & Fritz, HJ., Methods Enzymol). 154: 350-367, 1987).

また、上記した相同遺伝子を単離するための方法としては、例えば、ハイブリダイゼーション技術(Southern, E. M., Journal of Molecular Biology, 98:503, 1975)やポリメラーゼ連鎖反応(PCR)技術(Saiki, R. K., et al. Science, 230:1350-1354, 1985、Saiki, R. K. et al. Science, 239:487-491, 1988)が挙げられる。相同遺伝子をコードするDNAを単離するためには、通常ストリンジェントな条件下でハイブリダイゼーション反応を行なう。ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件としては、6M尿素、0.4%SDS、0.5xSSCの条件またはこれと同等のストリンジェンシーのハイブリダイゼーション条件を例示できる。よりストリンジェンシーの高い条件、例えば、6M尿素、0.4%SDS、0.1xSSCの条件を用いれば、より相同性の高いDNAの単離を期待することができる。単離されたDNAは、核酸レベルあるいはアミノ酸配列レベルにおいて、少なくとも50%以上、さらに好ましくは70%以上、さらに好ましくは90%以上(例えば、95%、96%、97%、98%、99%以上)の配列の同一性を有する。配列の相同性は、BLASTN(核酸レベル)やBLASTX(アミノ酸レベル)のプログラム(Altschul et al. J. Mol. Biol., 215:403-410, 1990)を利用して決定することができる。該プログラムは、KarlinおよびAltschulによるアルゴリズムBLAST(Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 87:2264-2268, 1990、Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 90:5873-5877, 1993)に基づいている。BLASTNによって塩基配列を解析する場合には、パラメーターは例えばscore=100、wordlength=12とする。また、BLASTXによってアミノ酸配列を解析する場合には、パラメーターは例えばscore=50、wordlength=3とする。また、Gapped BLASTプログラムを用いて、アミノ酸配列を解析する場合は、Altschulら(Nucleic Acids Res. 25:3389-3402, 1997)に記載されているように行うことができる。BLASTとGapped BLASTプログラムを用いる場合には、各プログラムのデフォルトパラメーターを用いる。これらの解析方法の具体的な手法は公知である。   Moreover, as a method for isolating the above-mentioned homologous gene, for example, hybridization technology (Southern, EM, Journal of Molecular Biology, 98: 503, 1975) or polymerase chain reaction (PCR) technology (Saiki, RK, et al. Science, 230: 1350-1354, 1985, Saiki, RK et al. Science, 239: 487-491, 1988). In order to isolate DNA encoding a homologous gene, a hybridization reaction is usually carried out under stringent conditions. Examples of stringent hybridization conditions include 6M urea, 0.4% SDS, 0.5xSSC conditions, or equivalent stringency hybridization conditions. Isolation of DNA with higher homology can be expected by using conditions with higher stringency, for example, 6M urea, 0.4% SDS, and 0.1xSSC. The isolated DNA is at least 50% or more, more preferably 70% or more, more preferably 90% or more (for example, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%) at the nucleic acid level or amino acid sequence level. And the like). Sequence homology can be determined using BLASTN (nucleic acid level) and BLASTX (amino acid level) programs (Altschul et al. J. Mol. Biol., 215: 403-410, 1990). The program is based on the algorithm BLAST by Karlin and Altschul (Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 87: 2264-2268, 1990, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 90: 5873-5877, 1993). Yes. When analyzing a base sequence by BLASTN, parameters are set to score = 100 and wordlength = 12, for example. When analyzing an amino acid sequence by BLASTX, parameters are set to, for example, score = 50 and wordlength = 3. When the amino acid sequence is analyzed using the Gapped BLAST program, it can be performed as described in Altschul et al. (Nucleic Acids Res. 25: 3389-3402, 1997). When using BLAST and Gapped BLAST programs, the default parameters of each program are used. Specific methods of these analysis methods are known.

本発明のBGIBMGA007792-93タンパク質をコードするDNAとしては、その形態に特に制限はなく、cDNAの他、ゲノムDNA、および化学合成DNAが含まれる。ゲノムDNAおよびcDNAの調製は、当業者にとって常套手段を利用して行うことが可能である。ゲノムDNAは、例えば、鱗翅目昆虫からゲノムDNAを抽出し、ゲノミックライブラリー(ベクターとしては、プラスミド、ファージ、コスミド、フォスミド、BAC、PACなどが利用できる)を作成し、これを展開して、BGIBMGA007792-93遺伝子(例えば、配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33に記載のDNA)の塩基配列を基に調製したプローブを用いてコロニーハイブリダイゼーションあるいはプラークハイブリダイゼーションを行うことにより調製することが可能である。また、BGIBMGA007792-93遺伝子に特異的なプライマーを作成し、これを利用したPCRを行うことによって調製することも可能である。また、cDNAは、例えば、鱗翅目昆虫から抽出したmRNAを基にcDNAを合成し、これをλZAP等のベクターに挿入してcDNAライブラリーを作成し、これを展開して、上記と同様にコロニーハイブリダイゼーションあるいはプラークハイブリダイゼーションを行うことにより、また、PCRを行うことにより調製することが可能である。 The DNA encoding the BGIBMGA007792-93 protein of the present invention is not particularly limited in form, and includes cDNA, genomic DNA, and chemically synthesized DNA. Preparation of genomic DNA and cDNA can be performed by those skilled in the art using conventional means. For example, genomic DNA is extracted from lepidopterous insects, a genomic library (as vectors, plasmids, phages, cosmids, fosmids, BACs, PACs, etc. can be used) is developed, Base of BGIBMGA007792-93 gene (for example, DNA described in SEQ ID NO: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27, 29, 31, 33 ) It can be prepared by colony hybridization or plaque hybridization using a probe prepared based on the sequence. It is also possible to prepare a primer specific to the BGIBMGA007792-93 gene and perform PCR using this primer. In addition, for example, cDNA is synthesized based on mRNA extracted from lepidopterous insects, and inserted into a vector such as λZAP to create a cDNA library. It can be prepared by performing hybridization or plaque hybridization, or by performing PCR.

<鱗翅目昆虫の感受性型BGIBMGA007792-93遺伝子の発現を抑制するために用いるDNA>
また、本発明は、鱗翅目昆虫の感受性型BGIBMGA007792-93遺伝子の発現を抑制するために用いるDNAを提供する。これらのDNAの導入により、鱗翅目昆虫にCry毒素に対する抵抗性を付与することが可能である。この意味において、鱗翅目昆虫の感受性型BGIBMGA007792-93遺伝子の発現を抑制するために用いるDNAは、鱗翅目昆虫にCry毒素に対する抵抗性を付与するための薬剤である。ここで「BGIBMGA007792-93遺伝子の発現の抑制」には、遺伝子の転写の抑制およびタンパク質への翻訳の抑制の双方が含まれる。また、「発現の抑制」には、発現の完全な停止のみならず発現の減少も含まれる。
<DNA used to suppress the expression of the sensitive BGIBMGA007792-93 gene in Lepidoptera insects>
The present invention also provides a DNA used to suppress the expression of the sensitive BGIBMGA007792-93 gene of Lepidoptera insects. By introducing these DNAs, it is possible to confer resistance to Cry toxins to lepidopterous insects. In this sense, the DNA used to suppress the expression of the sensitive BGIBMGA007792-93 gene in lepidopterous insects is a drug for conferring resistance to Cry toxins in lepidopterous insects. Here, “suppression of BGIBMGA007792-93 gene expression” includes both suppression of gene transcription and suppression of protein translation. Further, “suppression of expression” includes not only complete cessation of expression but also decrease of expression.

鱗翅目昆虫の感受性型BGIBMGA007792-93遺伝子の発現を抑制するために用いるDNAの一つの態様は、上記した本発明の感受性型DNAの転写産物と相補的なdsRNA(二重鎖RNA)をコードするDNAである。標的遺伝子配列と同一もしくは類似した配列を有するdsRNAを細胞内に導入することにより、導入した外来遺伝子および標的内因性遺伝子の発現がいずれも抑制される、RNAi(RNA干渉、RNA interference)と呼ばれる現象を引き起こすことができる。細胞に約40〜数百塩基対のdsRNAが導入されると、ヘリカーゼドメインを持つダイサー(Dicer)と呼ばれるRNaseIII様のヌクレアーゼが、ATP存在下で、dsRNAを3'末端から約21〜23塩基対ずつ切り出し、siRNA(short interference RNA)が生じる。このsiRNAに、特異的なタンパク質が結合して、ヌクレアーゼ複合体(RISC:RNA-induced silencing complex)が形成される。この複合体はsiRNAと同じ配列を認識して結合し、RNaseIII様の酵素活性によってsiRNAの中央部で標的遺伝子の転写産物(mRNA)を切断する。また、この経路とは別にsiRNAのアンチセンス鎖がmRNAに結合してRNA依存性RNAポリメラーゼ(RsRP)のプライマーとして作用し、dsRNAが合成される。このdsRNAが再びダイサーの基質となって、新たなsiRNAを生じて作用を増幅する経路も考えられている。 One embodiment of the DNA used to suppress the expression of the sensitive BGIBMGA007792-93 gene of lepidopterous insects encodes a dsRNA (double-stranded RNA) complementary to the above-described sensitive DNA transcript of the present invention. DNA. A phenomenon called RNAi (RNA interference), in which the expression of the introduced foreign gene and target endogenous gene is both suppressed by introducing dsRNA having the same or similar sequence to the target gene into the cell. Can cause. When dsRNA of about 40 to several hundred base pairs is introduced into a cell, an RNase III-like nuclease called Dicer having a helicase domain is converted to about 21 to 23 base pairs from the 3 ′ end in the presence of ATP. Each one is cut out to generate siRNA (short interference RNA). A specific protein binds to this siRNA to form a nuclease complex (RISC: RNA-induced silencing complex). This complex recognizes and binds to the same sequence as siRNA, and cleaves the transcript (mRNA) of the target gene at the center of the siRNA by RNaseIII-like enzyme activity. In addition to this pathway, the antisense strand of siRNA binds to mRNA and acts as a primer for RNA-dependent RNA polymerase (RsRP) to synthesize dsRNA. There is also a possibility that this dsRNA becomes Dicer's substrate again to generate new siRNA and amplify the action.

本発明のdsRNAをコードするDNAは、標的遺伝子の転写産物(mRNA)のいずれかの領域に対するアンチセンスRNAをコードしたアンチセンスDNAと、該mRNAのいずれかの領域のセンスRNAをコードしたセンスDNAを含み、該アンチセンスDNAおよび該センスDNAより、それぞれアンチセンスRNAおよびセンスRNAを発現させることができる。また、これらのアンチセンスRNAおよびセンスRNAよりdsRNAを作成することができる。   The DNA encoding the dsRNA of the present invention includes an antisense DNA encoding an antisense RNA for any region of a target gene transcription product (mRNA), and a sense DNA encoding a sense RNA for any region of the mRNA And antisense RNA and sense RNA can be expressed from the antisense DNA and the sense DNA, respectively. Moreover, dsRNA can be produced from these antisense RNA and sense RNA.

本発明のdsRNAの発現システムをベクター等に保持させる場合の構成としては、同一のベクターからアンチセンスRNAおよびセンスRNAを発現させる場合と、異なるベクターからそれぞれアンチセンスRNAとセンスRNAを発現させる場合がある。同一のベクターからアンチセンスRNAおよびセンスRNAを発現させる構成としては、例えば、アンチセンスDNAおよびセンスDNAの上流にそれぞれpolIII系のような短いRNAを発現し得るプロモーターを連結させたアンチセンスRNA発現カセットとセンスRNA発現カセットをそれぞれ構築し、これらカセットを同方向にあるいは逆方向にベクターに挿入する構成である。   In the case where the dsRNA expression system of the present invention is held in a vector or the like, there are a case where antisense RNA and sense RNA are expressed from the same vector, and a case where antisense RNA and sense RNA are expressed from different vectors, respectively. is there. The antisense RNA and sense RNA are expressed from the same vector. For example, an antisense RNA expression cassette in which a promoter capable of expressing a short RNA such as polIII is linked upstream of the antisense DNA and the sense DNA. And sense RNA expression cassettes are constructed, and these cassettes are inserted into the vector in the same direction or in the opposite direction.

また、異なる鎖上に対向するように、アンチセンスDNAとセンスDNAとを逆向きに配置した発現システムを構成することもできる。この構成では、アンチセンスRNAコード鎖とセンスRNAコード鎖とが対となった一つの二本鎖DNAが備えられ、その両側にそれぞれの鎖からアンチセンスRNAとセンスRNAとを発現し得るようにプロモーターを対向して備える。この場合には、センスRNAとアンチセンスRNAの下流に余分な配列が付加されることを避けるために、それぞれの鎖(アンチセンスRNAコード鎖、センスRNAコード鎖)の3'末端にターミネーターをそれぞれ備えることが好ましい。このターミネーターは、A(アデニン)塩基を4つ以上連続させた配列などを用いることができる。また、このパリンドロームスタイルの発現システムでは、二つのプロモーターの種類は異なっていることが好ましい。   It is also possible to construct an expression system in which antisense DNA and sense DNA are arranged in opposite directions so as to face each other on different strands. In this configuration, one double-stranded DNA in which an antisense RNA coding strand and a sense RNA coding strand are paired is provided so that antisense RNA and sense RNA can be expressed from each strand on both sides thereof. A promoter is provided oppositely. In this case, in order to avoid adding extra sequences downstream of the sense RNA and antisense RNA, a terminator is added to the 3 'end of each strand (antisense RNA coding strand, sense RNA coding strand). It is preferable to provide. As this terminator, a sequence in which four or more A (adenine) bases are continued can be used. Further, in this palindromic style expression system, the two promoter types are preferably different.

また、異なるベクターからアンチセンスRNAおよびセンスRNAを発現させる構成としては、例えば、アンチセンスDNAおよびセンスDNAの上流にそれぞれpolIII系のような短いRNAを発現し得るプロモーターを連結させたアンチセンスRNA発現カセットとセンスRNA発現カセットとをそれぞれ構築し、これらカセットを異なるベクターに保持させる構成である。   In addition, as a configuration for expressing antisense RNA and sense RNA from different vectors, for example, antisense RNA expression in which a promoter capable of expressing a short RNA such as polIII is linked upstream of antisense DNA and sense DNA, respectively. A cassette and a sense RNA expression cassette are constructed, and these cassettes are held in different vectors.

本発明に用いるdsRNAとしては、siRNAが好ましい。「siRNA」は、細胞内で毒性を示さない範囲の短鎖からなる二重鎖RNAを意味する。標的BGIBMGA007792-93遺伝子の発現を抑制することができ、かつ、毒性を示さなければ、その鎖長に特に制限はない。dsRNAの鎖長は、例えば、15〜500塩基対である。 The dsRNA used in the present invention is preferably siRNA. “SiRNA” means a double-stranded RNA consisting of short strands in a range that is not toxic in cells. The chain length is not particularly limited as long as the expression of the target BGIBMGA007792-93 gene can be suppressed and it does not show toxicity. The strand length of dsRNA is, for example, 15 to 500 base pairs.

本発明のdsRNAをコードするDNAとしては、標的配列のインバーテッドリピートの間に適当な配列(イントロン配列が望ましい)を挿入し、ヘアピン構造を持つダブルストランドRNA(self-complementary 'hairpin' RNA(hpRNA))を作るようなコンストラクト(Smith, N.A., et al. Nature, 407:319, 2000、Wesley, S. V. et al. Plant J. 27:581, 2001、Piccin, A. et al. Nucleic Acids Res. 29:E55, 2001)を用いることもできる。   As the DNA encoding the dsRNA of the present invention, an appropriate sequence (preferably an intron sequence) is inserted between inverted repeats of the target sequence, and a double-stranded RNA having a hairpin structure (self-complementary 'hairpin' RNA (hpRNA )) (Smith, NA, et al. Nature, 407: 319, 2000, Wesley, SV et al. Plant J. 27: 581, 2001, Piccin, A. et al. Nucleic Acids Res. 29 : E55, 2001) can also be used.

本発明のdsRNAをコードするDNAは、標的BGIBMGA007792-93遺伝子の塩基配列と完全に同一である必要はないが、少なくとも70%以上、好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上(例えば、95%、96%、97%、98%、99%以上)の配列の同一性を有する。配列の同一性は上述した手法(BLASTプログラム)により決定できる。 The DNA encoding the dsRNA of the present invention need not be completely identical to the base sequence of the target BGIBMGA007792-93 gene, but is at least 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more (for example, 95% %, 96%, 97%, 98%, 99% or more). Sequence identity can be determined by the technique described above (BLAST program).

dsRNAにおけるRNA同士が対合した二重鎖RNAの部分は、完全に対合しているものに限らず、ミスマッチ(対応する塩基が相補的でない)、バルジ(一方の鎖に対応する塩基がない)などにより不対合部分が含まれていてもよい。本発明においては、dsRNAにおけるRNA同士が対合する二重鎖RNA領域中に、バルジおよびミスマッチの両方が含まれていてもよい。   The part of the double-stranded RNA in which the RNAs in dsRNA are paired is not limited to a perfect pair, but mismatch (corresponding base is not complementary), bulge (no base corresponding to one strand) ) Or the like may include an unpaired portion. In the present invention, both bulges and mismatches may be included in the double-stranded RNA region where RNAs in dsRNA pair with each other.

鱗翅目昆虫の感受性型BGIBMGA007792-93遺伝子の発現を抑制するために用いるDNAの他の態様は、上記した本発明の感受性型DNAの転写産物と相補的なアンチセンスRNAをコードするDNA(アンチセンスDNA)である。アンチセンスDNAが標的遺伝子の発現を抑制する作用としては、三重鎖形成による転写開始阻害、RNAポリメラーゼによって局部的に開状ループ構造がつくられた部位とのハイブリッド形成による転写抑制、合成の進みつつあるRNAとのハイブリッド形成による転写阻害、イントロンとエキソンとの接合点でのハイブリッド形成によるスプライシング抑制、スプライソソーム形成部位とのハイブリッド形成によるスプライシング抑制、mRNAとのハイブリッド形成による核から細胞質への移行抑制、キャッピング部位やポリ(A)付加部位とのハイブリッド形成によるスプライシング抑制、翻訳開始因子結合部位とのハイブリッド形成による翻訳開始抑制、開始コドン近傍のリボソーム結合部位とのハイブリッド形成による翻訳抑制、mRNAの翻訳領域やポリソーム結合部位とのハイブリッド形成によるペプチド鎖の伸長阻止、および核酸とタンパク質との相互作用部位とのハイブリッド形成による遺伝子発現抑制などが挙げられる。これらは、転写、スプライシング、または翻訳の過程を阻害して、標的遺伝子の発現を抑制する(平島および井上「新生化学実験講座2 核酸IV 遺伝子の複製と発現」,日本生化学会編,東京化学同人, pp.319-347, 1993)。本発明で用いられるアンチセンスDNAは、上記のいずれの作用で標的BGIBMGA007792-93遺伝子の発現を抑制してもよい。一つの態様として、標的遺伝子のmRNAの5'端近傍の非翻訳領域に相補的なアンチセンス配列を設計すれば、遺伝子の翻訳阻害に効果的であると考えられる。また、コード領域もしくは3'側の非翻訳領域に相補的な配列も使用し得る。このように、遺伝子の翻訳領域だけでなく非翻訳領域の配列のアンチセンス配列を含むDNAも、本発明で利用されるアンチセンスDNAに含まれる。使用されるアンチセンスDNAは、適当なプロモーターの下流に連結され、好ましくは3'側に転写終結シグナルを含む配列が連結される。 Another embodiment of the DNA used for suppressing the expression of the sensitive BGIBMGA007792-93 gene of the lepidopterous insect is a DNA encoding an antisense RNA complementary to the above-mentioned sensitive DNA transcript (antisense). DNA). Antisense DNA suppresses target gene expression by inhibiting transcription initiation by triplex formation, suppressing transcription by hybridization with a site where an open loop structure is locally created by RNA polymerase, Inhibition of transcription by hybridization with certain RNA, suppression of splicing by hybridization at the junction of intron and exon, suppression of splicing by hybridization with spliceosome formation site, suppression of transition from nucleus to cytoplasm by hybridization with mRNA , Splicing suppression by hybridization with capping site and poly (A) addition site, translation initiation suppression by hybridization with translation initiation factor binding site, translation suppression by hybridization with ribosome binding site near initiation codon, translation of mRNA Area or poly Outgrowth inhibitory peptide chains by the formation of a hybrid with over arm binding sites, and the like gene silencing and the like by hybridization with interaction site between a nucleic acid and protein. They inhibit transcription, splicing, or translation processes and suppress target gene expression (Hirashima and Inoue, "Neurochemistry Experiment Course 2, Nucleic Acid IV Gene Replication and Expression", edited by the Japanese Biochemical Society, Tokyo Kagaku Dojin , pp.319-347, 1993). The antisense DNA used in the present invention may suppress the expression of the target BGIBMGA007792-93 gene by any of the actions described above. In one embodiment, if an antisense sequence complementary to the untranslated region near the 5 ′ end of the mRNA of the target gene is designed, it is considered effective for inhibiting translation of the gene. In addition, a sequence complementary to the coding region or the 3 ′ untranslated region can also be used. As described above, a DNA containing an antisense sequence of a non-translated region as well as a translated region of a gene is also included in the antisense DNA used in the present invention. The antisense DNA to be used is linked downstream of a suitable promoter, and preferably a sequence containing a transcription termination signal is linked on the 3 ′ side.

アンチセンスDNAは、本発明の感受性型DNA(例えば、配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19に記載の塩基配列からなるDNA)の配列情報を基にホスホロチオネート法(Stein, Nucleic Acids Res., 16:3209-3221, 1988)などにより調製することが可能である。調製されたDNAは、後述する公知の方法で、鱗翅目昆虫へ導入できる。アンチセンスDNAの配列は、鱗翅目昆虫が持つ内因性の感受性BGIBMGA007792-93遺伝子の転写産物と相補的な配列であることが好ましいが、遺伝子の発現を有効に阻害できる限り、完全に相補的でなくてもよい。転写されたRNAは、標的とする遺伝子の転写産物に対して好ましくは90%以上(例えば、95%、96%、97%、98%、99%以上)の相補性を有する。効果的に標的遺伝子の発現を阻害するには、アンチセンスDNAの長さは、少なくとも15塩基以上であり、好ましくは100塩基以上であり、さらに好ましくは500塩基以上である。通常、用いられるアンチセンスDNAの長さは5kbよりも短く、好ましくは2.5kbよりも短い。 Antisense DNA is based on the sequence information of the sensitive DNA of the present invention (for example, DNA consisting of the nucleotide sequence described in SEQ ID NOs: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19). Or by the phosphorothioate method (Stein, Nucleic Acids Res., 16: 3209-3221, 1988). The prepared DNA can be introduced into lepidopteran insects by a known method described later. The sequence of the antisense DNA is preferably complementary to the endogenous sensitive BGIBMGA007792-93 gene transcript of the Lepidoptera insect, but it is completely complementary as long as it can effectively inhibit gene expression. It does not have to be. The transcribed RNA preferably has a complementarity of 90% or more (eg, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% or more) to the transcript of the target gene. In order to effectively inhibit the expression of the target gene, the length of the antisense DNA is at least 15 bases or more, preferably 100 bases or more, more preferably 500 bases or more. Usually, the length of the antisense DNA used is shorter than 5 kb, preferably shorter than 2.5 kb.

鱗翅目昆虫の感受性型BGIBMGA007792-93遺伝子の発現を抑制するために用いるDNAの他の態様は、本発明の感受性型DNAの転写産物を特異的に開裂するリボザイム活性を有するRNAをコードするDNAである。リボザイムには、グループIイントロン型や、RNasePに含まれるM1RNAのように400ヌクレオチド以上の大きさのものもあるが、ハンマーヘッド型やヘアピン型と呼ばれる40ヌクレオチド程度の活性ドメインを有するものもある(小泉誠および大塚栄子、蛋白質核酸酵素, 35:2191, 1990)。 Another embodiment of the DNA used to suppress the expression of the sensitive BGIBMGA007792-93 gene of lepidopterous insects is a DNA encoding an RNA having a ribozyme activity that specifically cleaves the transcript of the sensitive DNA of the present invention. is there. Some ribozymes have a group I intron type or a size of 400 nucleotides or more like M1RNA contained in RNaseP, but some have an active domain of about 40 nucleotides called hammerhead type or hairpin type ( Makoto Koizumi and Eiko Otsuka, Protein Nucleic Acid Enzymes, 35: 2191, 1990).

例えば、ハンマーヘッド型リボザイムの自己切断ドメインは、G13U14C15のC15の3'側を切断するが、活性にはU14が9位のAと塩基対を形成することが重要とされ、15位の塩基はCの他にAまたはUでも切断されることが示されている(Koizumi et. al., FEBS Lett. 228:225, 1988)。リボザイムの基質結合部を標的部位近傍のRNA配列と相補的になるように設計すれば、標的RNA中のUC、UUまたはUAという配列を認識する制限酵素的なRNA切断リボザイムを作出することが可能である(Koizumi et. al., FEBS Lett. 239:285, 1988、小泉誠および大塚栄子,蛋白質核酸酵素,35:2191, 1990、Koizumi et. al., Nucleic. Acids. Res. 17:7059, 1989)。   For example, the self-cleaving domain of hammerhead ribozyme cleaves 3 ′ of C15 of G13U14C15, but it is important for U14 to form a base pair with A at position 9, and the base at position 15 is In addition to C, it has been shown to be cleaved by A or U (Koizumi et. Al., FEBS Lett. 228: 225, 1988). If the ribozyme substrate binding site is designed to be complementary to the RNA sequence near the target site, it is possible to create a restriction enzyme-like RNA-cleaving ribozyme that recognizes the UC, UU, or UA sequence in the target RNA. (Koizumi et.al., FEBS Lett. 239: 285, 1988, Makoto Koizumi and Eiko Otsuka, Protein Nucleic Acid Enzyme, 35: 2191, 1990, Koizumi et.al., Nucleic. Acids. Res. 17: 7059, 1989).

また、ヘアピン型リボザイムも、本発明の目的のために有用である。ヘアピン型リボザイムは、例えばタバコリングスポットウイルスのサテライトRNAのマイナス鎖に見出される(Buzayan, Nature 323:349, 1986)。このリボザイムも、標的特異的なRNA切断を起こすように設計できることが示されている(Kikuchi and Sasaki, Nucleic Acids Res. 19:6751, 1992、菊池洋,化学と生物 30:112, 1992)。標的を切断できるよう設計されたリボザイムは、鱗翅目昆虫細胞中で転写されるようにカリフラワーモザイクウイルスの35Sプロモーターなどのプロモーターおよび転写終結配列に連結される。このような構成単位をタンデムに並べ、標的遺伝子内の複数の部位を切断できるようにして、より効果を高めることもできる(Yuyama et al., Biochem. Biophys. Res. Commun. 186:1271, 1992)。このようなリボザイムを用いて標的となるBGIBMGA007792-93遺伝子の転写産物を特異的に切断し、該遺伝子の発現を抑制することができる。 Hairpin ribozymes are also useful for the purposes of the present invention. Hairpin ribozymes are found, for example, in the minus strand of satellite RNA of tobacco ring spot virus (Buzayan, Nature 323: 349, 1986). It has been shown that this ribozyme can also be designed to cause target-specific RNA cleavage (Kikuchi and Sasaki, Nucleic Acids Res. 19: 6751, 1992, Hiroshi Kikuchi, Chemistry and Biology 30: 112, 1992). The ribozyme designed to cleave the target is linked to a promoter such as the cauliflower mosaic virus 35S promoter and a transcription termination sequence so that it is transcribed in lepidopteran insect cells. Such structural units can be arranged in tandem so that multiple sites in the target gene can be cleaved to further increase the effect (Yuyama et al., Biochem. Biophys. Res. Commun. 186: 1271, 1992 ). Using such a ribozyme, the transcription product of the target BGIBMGA007792-93 gene can be specifically cleaved to suppress the expression of the gene.

<ベクター、形質転換鱗翅目昆虫細胞、形質転換鱗翅目昆虫植物体>
本発明は、また、上記本発明のDNA(感受性型DNA、抵抗性型DNA、BGIBMGA007792-93遺伝子の発現を抑制するためのDNA)を含むベクター、上記本発明のDNAまたはそれを含むベクターが導入された鱗翅目昆虫細胞、該細胞を含む鱗翅目昆虫を提供する。
<Vector, transformed lepidopterous insect cell, transformed lepidopterous insect plant>
The present invention also introduces a vector containing the DNA of the present invention (sensitive DNA, resistant DNA, DNA for suppressing the expression of the BGIBMGA007792-93 gene), the DNA of the present invention or a vector containing the same. Lepidoptera insect cells and lepidopteran insects containing the cells are provided.

本発明のベクターが導入される鱗翅目昆虫細胞としては、BGIBMGA007792-93遺伝子(カイコ由来の遺伝子またはその対応遺伝子)の導入により、当該昆虫細胞におけるCry毒素に対する感受性および抵抗性を改変することができるものであれば特に制限はないが、例えば、カイコの細胞を挙げることができる。   As lepidopteran insect cells into which the vector of the present invention is introduced, the sensitivity and resistance to Cry toxins in the insect cells can be modified by introducing the BGIBMGA007792-93 gene (a silkworm-derived gene or its corresponding gene). Although there will be no restriction | limiting in particular if it is a thing, For example, a silkworm cell can be mentioned.

本発明のベクターとしては、例えば、自律複製可能なベクターまたは染色体中に相同組換え可能なベクターを使用することができる。カイコ卵に対して本発明のDNAの導入を行う場合、例えば、カイコの発生初期卵へ、トランスポゾンをベクターとして注射する方法(Tamura,T. et al., (2000) Nature Biotechnology 18:81-84)に従って行うことができる。例えば、トランスポゾンの逆位末端反復配列(Handler AM. et al.,(1998) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 95(13):7520-5)の間に上記DNAを挿入したベクターとともに、トランスポゾン転移酵素をコードするDNAを有するベクター(ヘルパーベクター)をカイコ卵に導入する。ヘルパーベクターとしては、pHA3PIG(Tamura,T. et al., (2000) Nature Biotechnology 18, 81-84)が挙げられるが、これに限定されるものではない。本発明におけるトランスポゾンとしては、piggyBacが好ましいが、これに限定されるものではなく、マリーナ(mariner)、ミノス(minos)等を用いることもできる(Shimizu,K. et al., (2000) Insect Mol. Biol., 9, 277-281;Wang W. et al.,(2000) Insect Mol Biol 9(2):145-55)。また、本発明では、バキュロウイルスベクターを使用することにより形質転換カイコを作出することも可能である(Yamao, M. et al., (1999) Genes Dev 13:511-516)。   As the vector of the present invention, for example, an autonomously replicable vector or a vector capable of homologous recombination in a chromosome can be used. When introducing the DNA of the present invention into a silkworm egg, for example, a method of injecting a transposon into a silkworm early egg as a vector (Tamura, T. et al., (2000) Nature Biotechnology 18: 81-84 ). For example, a transposon together with a vector in which the above DNA is inserted between the transposon inverted terminal repeats (Handler AM. Et al., (1998) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95 (13): 7520-5) A vector having a DNA encoding a transferase (helper vector) is introduced into a silkworm egg. Examples of the helper vector include, but are not limited to, pHA3PIG (Tamura, T. et al., (2000) Nature Biotechnology 18, 81-84). As the transposon in the present invention, piggyBac is preferable, but is not limited to this, and mariner, minos, etc. can also be used (Shimizu, K. et al., (2000) Insect Mol. Biol., 9, 277-281; Wang W. et al., (2000) Insect Mol Biol 9 (2): 145-55). In the present invention, a transformed silkworm can also be produced by using a baculovirus vector (Yamao, M. et al., (1999) Genes Dev 13: 511-516).

カイコ細胞へのベクターの導入は、例えば、リン酸カルシウム沈殿法、電気パルス穿孔法(Current protocols in Molecular Biology edit. Ausubel et al. (1987) Publish. John Wiley & Sons.Section 9.1-9.9)、リポフェクタミン法(GIBCO-BRL社製)、マイクロインジェクション法などの公知の方法で行うことが可能である。   Vectors can be introduced into silkworm cells by, for example, calcium phosphate precipitation method, electric pulse perforation method (Current protocols in Molecular Biology edit. Ausubel et al. (1987) Publish. John Wiley & Sons. Section 9.1-9.9), lipofectamine method ( GIBCO-BRL) and a known method such as a microinjection method.

上記本発明のDNAは、外因性のDNAとして鱗翅目昆虫に導入することができるが、本発明のDNAを有する系統との交配によって鱗翅目昆虫に導入することもできる。本発明における「導入」には、これら双方の形態が含まれる。   The DNA of the present invention can be introduced into lepidopterous insects as exogenous DNA, but can also be introduced into lepidopteran insects by crossing with strains having the DNA of the present invention. “Introduction” in the present invention includes both forms.

一旦、染色体内に上記本発明のDNAが導入された鱗翅目昆虫が得られれば、該昆虫から、卵、子孫、あるいはクローンを得て、それらを基に鱗翅目昆虫を繁殖させることも可能である。本発明には、上記本発明のDNAが導入された鱗翅目昆虫細胞、該細胞を含む鱗翅目昆虫、該鱗翅目昆虫の卵、子孫およびクローンが含まれる。   Once a lepidopteran insect in which the DNA of the present invention is introduced into a chromosome is obtained, an egg, offspring, or clone can be obtained from the insect and the lepidopteran insect can be propagated on the basis thereof. is there. The present invention includes lepidopterous insect cells into which the DNA of the present invention has been introduced, lepidopterous insects containing the cells, eggs, offspring and clones of the lepidopterous insects.

<Cry毒素に対する抵抗性が付与された鱗翅目昆虫の作出方法>
本発明は、また、鱗翅目昆虫において、本発明の感受性型DNA(感受性型BGIBMGA007792-93遺伝子)の発現または機能を抑制することを特徴とする、Cry毒素に対する抵抗性が付与された鱗翅目昆虫の作出方法を提供する。本発明において、鱗翅目昆虫にCry毒素に対する抵抗性を「付与する」とは、Cry毒素に対する抵抗性を全く有しない系統にCry毒素に対する抵抗性を持たせることのみならず、既に、一定のCry毒素に対する抵抗性を有している系統における、Cry毒素に対する抵抗性を、さらに増大させることをも含む意である。
<Method of producing lepidopteran insects with resistance to Cry toxin>
The present invention also provides a lepidopteran insect imparted with resistance to Cry toxin, characterized by suppressing the expression or function of the sensitive DNA of the present invention (sensitive BGIBMGA007792-93 gene). Provide a production method. In the present invention, `` conferring '' resistance to Cry toxins to lepidopterous insects is not only to give resistance to Cry toxins to strains that have no resistance to Cry toxins, but already to certain Cry toxins. It is intended to include further increasing resistance to Cry toxins in strains that are resistant to toxins.

鱗翅目昆虫における本発明の感受性型DNAの発現または機能を抑制するための一つの態様は、鱗翅目昆虫に、上記本発明の抵抗性型DNAを導入することである。鱗翅目昆虫におけるCry毒素に対する抵抗性は、劣性遺伝子であるため、鱗翅目昆虫にCry毒素に対する抵抗性の形質を付与するためには、通常、個体におけるBGIBMGA007792-93対立遺伝子の双方を抵抗性型DNAにする必要がある。これにより個体中で抵抗性型DNAのみが発現し、鱗翅目昆虫にCry毒素に対する抵抗性を付与することができる。鱗翅目昆虫染色体への本発明の抵抗性型DNAの導入は、例えば、交配や相同組換えにより行うことができる。抵抗性型DNAを導入することに代えて、鱗翅目昆虫染色体上の感受性型DNAに、特定のDNA配列を導入し、その機能を破壊してもよい。 One embodiment for suppressing the expression or function of the sensitive DNA of the present invention in lepidopterous insects is to introduce the above-described resistant DNA of the present invention into the lepidopteran insect. Since resistance to Cry toxins in lepidopteran insects is a recessive gene, both BGIBMGA007792-93 alleles in individuals are usually resistant to confer resistance traits to Cry toxins in lepidopteran insects. It needs to be DNA. Thereby, only resistant DNA is expressed in the individual, and resistance to Cry toxin can be imparted to lepidopteran insects. Introduction of the resistant DNA of the present invention into the lepidopteran insect chromosome can be performed, for example, by mating or homologous recombination. Instead of introducing resistant DNA, a specific DNA sequence may be introduced into sensitive DNA on the lepidopteran insect chromosome to destroy its function.

鱗翅目昆虫における本発明の感受性型DNAの発現または機能を抑制するための他の一つの態様は、鱗翅目昆虫に上記本発明のBGIBMGA007792-93遺伝子の発現を抑制するためのDNAを導入することである。これにより個体中の感受性型DNAから、感受性型の翻訳産物が生産されなくなるため、鱗翅目昆虫にCry毒素に対する抵抗性を付与することができる。 Another embodiment for suppressing the expression or function of the sensitive DNA of the present invention in lepidopterous insects is to introduce the DNA for suppressing the expression of the BGIBMGA007792-93 gene of the present invention into the lepidopterous insect. It is. As a result, no sensitive translation product is produced from the sensitive DNA in the individual, and thus resistance to Cry toxins can be imparted to lepidopteran insects.

鱗翅目昆虫における本発明の感受性型DNAの発現または機能を抑制するための他の態様としては、例えば、感受性型DNAの発現を抑制する薬剤や感受性型の翻訳産物に結合し、その機能を抑制する薬剤の利用も考えられる。   Other embodiments for suppressing the expression or function of the sensitive DNA of the present invention in lepidopterous insects include, for example, binding to a drug that suppresses the expression of sensitive DNA or a sensitive translation product and suppressing the function. It is also possible to use drugs that do this.

<鱗翅目昆虫におけるCry毒素に対するの感受性または抵抗性を判定する方法>
本発明は、また、鱗翅目昆虫におけるCry毒素に対するの感受性または抵抗性を判定する方法を提供する。本発明の判定方法の一つの態様は、鱗翅目昆虫におけるBGIBMGA007792-93遺伝子の塩基配列を解析することを特徴とする方法である。
<Method for determining sensitivity or resistance to Cry toxin in lepidopterous insects>
The present invention also provides a method for determining sensitivity or resistance to Cry toxins in Lepidoptera insects. One embodiment of the determination method of the present invention is a method characterized by analyzing the base sequence of the BGIBMGA007792-93 gene in Lepidoptera insects.

BGIBMGA007792-93遺伝子の塩基配列の解析に際しては、BGIBMGA007792-93遺伝子をPCRにより増幅した増幅産物を用いることができる。前記PCRを実施する場合において、用いられるプライマーは、BGIBMGA007792-93遺伝子を特異的に増幅できるものである限り制限はなく、BGIBMGA007792-93遺伝子の配列情報(例えば、配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33)に基づいて適宜設計することができる。 In analyzing the base sequence of the BGIBMGA007792-93 gene, an amplification product obtained by amplifying the BGIBMGA007792-93 gene by PCR can be used. In case of carrying out the PCR, primers used are not limited as long as it can specifically amplify the BGIBMGA007792-93 gene, BGIBMGA007792-93 gene sequence information (e.g., SEQ ID NO: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27, 29, 31, 33).

被検鱗翅目昆虫におけるBGIBMGA007792-93遺伝子の塩基配列と比較する「対照の塩基配列」は、典型的には、感受性型系統または抵抗性型系統におけるBGIBMGA007792-93遺伝子の塩基配列である。決定したBGIBMGA007792-93遺伝子の塩基配列と感受性型系統における塩基配列(例えば、配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19)または抵抗性型系統における塩基配列(例えば、配列番号:21、23、25、27、29、31、33)とを比較することにより、被検鱗翅目昆虫におけるBGIBMGA007792-93遺伝子が、抵抗性型であるか感受性型であるかを評価することができる。特に、BGIBMGA007792-93遺伝子がコードする蛋白質における234位のTyrの挿入の有無は、このような評価の好ましい指標となる。 The “control base sequence” to be compared with the base sequence of the BGIBMGA007792-93 gene in the lepidopteran insect to be tested is typically the base sequence of the BGIBMGA007792-93 gene in a sensitive or resistant strain. The determined nucleotide sequence of the BGIBMGA007792-93 gene and the nucleotide sequence in the sensitive strain (eg, SEQ ID NOs: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19 ) or the nucleotide sequence in the resistant strain (For example, SEQ ID NO: 21, 23, 25, 27, 29, 31, 33 ), whether the BGIBMGA007792-93 gene in the lepidopteran insect to be tested is resistant or sensitive Can be evaluated. In particular, the presence or absence of insertion of Tyr at position 234 in the protein encoded by the BGIBMGA007792-93 gene is a preferable index for such evaluation.

BGIBMGA007792-93遺伝子がコードする蛋白質における234位のTyrの挿入の有無を検出しうるプライマーを含むプライマー対(図8参照)を用いて、PCRを行うことにより、増幅産物の有無を指標にBGIBMGA007792-93遺伝子の塩基配列を解析し、簡便に、鱗翅目昆虫におけるCry毒素に対するの感受性または抵抗性を判定することができる。 By performing PCR using a primer pair (see FIG. 8) containing a primer capable of detecting the presence or absence of insertion of Tyr at position 234 in the protein encoded by the BGIBMGA007792-93 gene, BGIBMGA007792- By analyzing the base sequence of 93 genes, it is possible to easily determine the sensitivity or resistance to Cry toxin in lepidopteran insects.

被検鱗翅目昆虫におけるBGIBMGA007792-93遺伝子の塩基配列が、対照の塩基配列と相違するか否かは、上記した直接的な塩基配列の決定以外に、種々の方法により間接的に解析することができる。このような方法としては、例えば、PCR-SSCP(single-strand conformation polymorphism、一本鎖高次構造多型)法、制限酵素断片長多型(Restriction Fragment Length Polymorphism/RFLP)を利用したRFLP法やPCR-RFLP法、変性剤濃度勾配ゲル電気泳動法(denaturant gradient gel electrophoresis:DGGE)、アレル特異的オリゴヌクレオチド(Allele Specific Oligonucleotide/ASO)ハイブリダイゼーション法、リボヌクレアーゼAミスマッチ切断法が挙げられる。 Whether or not the base sequence of the BGIBMGA007792-93 gene in the lepidopteran insect to be tested differs from the base sequence of the control can be analyzed indirectly by various methods other than the determination of the direct base sequence described above. it can. Examples of such methods include PCR-SSCP (single-strand conformation polymorphism) method, RFLP method using restriction fragment length polymorphism (RFLP), Examples include PCR-RFLP, denaturant gradient gel electrophoresis (DGGE), allele specific oligonucleotide (ASO) hybridization, and ribonuclease A mismatch cleavage.

なお、塩基配列の決定は、常法、例えば、ジデオキシ法やマキサム-ギルバート法などにより行なうことができる。塩基配列の決定においては、市販のシークエンスキットおよびシークエンサーを利用することができる。また、さらには、次世代シーケンサーと総称される機器を用いた大量高速シーケンス法によっても塩基配列決定ができる。   The base sequence can be determined by a conventional method such as the dideoxy method or the Maxam-Gilbert method. In determining the base sequence, a commercially available sequence kit and sequencer can be used. Furthermore, the base sequence can also be determined by a large-scale high-speed sequencing method using a device generally called a next-generation sequencer.

<Cry毒素に対する抵抗性の鱗翅目昆虫を育種する方法>
本発明は、また、Cry毒素に対する抵抗性の鱗翅目昆虫を育種する方法を提供する。本発明の育種方法は、(a)Cry毒素に対する抵抗性の鱗翅目昆虫系統と任意の鱗翅目昆虫系統とを交配させる工程、(b)交配により得られた個体におけるCry毒素に対するの感受性または抵抗性を、上記本発明の判定方法により判定する工程、および(c)Cry毒素に対するの抵抗性を有すると判定された系統を選抜する工程、を含む。
<Method of breeding lepidopterous insects resistant to Cry toxin>
The present invention also provides a method for breeding lepidopteran insects resistant to Cry toxins. The breeding method of the present invention comprises the steps of (a) mating a lepidopteran insect line resistant to Cry toxin with an arbitrary lepidopteran insect line, (b) sensitivity or resistance to Cry toxin in an individual obtained by the crossing And (c) selecting a strain determined to have resistance to Cry toxin.

Cry毒素に対する抵抗性の鱗翅目昆虫系統と交配させる「任意の鱗翅目昆虫系統」としては、例えば、感受性系統、感受性系統と抵抗性系統との交配により得られた個体が挙げられるが、これらに制限されない。本発明の育種方法を利用すれば、Cry毒素に対する抵抗性の鱗翅目昆虫を、早期に選抜することが可能となり、Cry毒素に対する抵抗性の形質を有する系統の育成を、従来よりも短期間で行うことが可能となる。   Examples of `` arbitrary lepidopteran insect lines '' to be crossed with Cry toxin-resistant lepidopteran insect lines include, for example, susceptible strains, and individuals obtained by mating between susceptible lines and resistant lines. Not limited. By using the breeding method of the present invention, it becomes possible to select lepidopteran insects resistant to Cry toxin at an early stage, and it is possible to grow a strain having a trait resistant to Cry toxin in a shorter period of time than before. Can be done.

以下、実施例および比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example.

[実施例1] 抵抗性遺伝子の座乗する染色体領域内の遺伝子予測と発現確認
カイコの抵抗性系統(C2_R)と感受性系統(Rin_S)を交配して交雑種(F1:感受性)を作製した。そして、このF1の雄と抵抗性系統(C2_R)の雌を交配して戻し交雑種(BC1:抵抗性と感受性の個体の混合)を作製し、このBC1個体にCry1Ab毒素を添食して抵抗性個体を選抜し、各個体のゲノムDNAを解析した。本発明者らは、抵抗性BC1の1365個体を用いて連鎖解析を行い(特開2007-202554)、抵抗性遺伝子が座乗すると予測される82kbpの範囲内の遺伝子予測と発現確認を行った。KAIKObase ver.2.1.0(http://sgp.dna.affrc.go.jp/KAIKObase/)における遺伝子予測モデルにより遺伝子予測を行ったところ、82kbpの領域に6個の遺伝子が見出された(表1)。
[Example 1] Prediction of gene in chromosome region where resistance gene sits and confirmation of expression A silkworm resistant line (C2_R) and a sensitive line (Rin_S) were crossed to produce a hybrid (F1: sensitive). Then, the F1 male and the female of the resistant strain (C2_R) are mated to produce a backcross (BC1: a mixture of resistant and sensitive individuals), and this BC1 individual is fed with Cry1Ab toxin to resist Individuals were selected and the genomic DNA of each individual was analyzed. The present inventors performed linkage analysis using 1365 individuals of resistant BC1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-202554), and performed gene prediction and expression confirmation within the 82 kbp range in which the resistance gene is predicted to sit. . When gene prediction was performed using the gene prediction model in KAIKObase ver.2.1.0 (http://sgp.dna.affrc.go.jp/KAIKObase/), six genes were found in the 82 kbp region ( Table 1).

3個の遺伝子、BGIBMGA007735BGIBMGA007793BGIBMGA007792は、相同性のあるmRNAの塩基配列データが他の生物種で報告されていた。それに対して、残り3個の予測遺伝子(BGIBMGA007736BGIBMGA007791BGIBMGA007737)では、相同性のあるmRNAの塩基配列データは他の生物種においても報告されていなかった。 For three genes, BGIBMGA007735 , BGIBMGA007793 , and BGIBMGA007792 , homologous mRNA base sequence data were reported in other species. On the other hand, with the remaining three predictive genes ( BGIBMGA007736 , BGIBMGA007791 , BGIBMGA007737 ), no homologous mRNA nucleotide sequence data were reported in other species.

抵抗性系統(C2_R)と感受性系統(Rin_S)からそれぞれ5齢幼虫の中腸組織を採取し、全RNAを抽出し、cDNA合成を行った。予測した遺伝子配列を元にプライマーを合成し、RT-PCR法によって、6個の予測遺伝子の発現解析を行った。その結果、2個の抵抗性候補遺伝子、5(BGIBMGA007791)および4(BGIBMGA007737)では発現は検出されなかった。一方、残り4個の抵抗性候補遺伝子、1(BGIBMGA007735)、2(BGIBMGA007793)、3(BGIBMGA007736)、4(BGIBMGA007792)では、中腸組織における発現が確認された(図1)。 Mid-gut tissues of 5th instar larvae were collected from the resistant strain (C2_R) and the sensitive strain (Rin_S), total RNA was extracted, and cDNA synthesis was performed. Primers were synthesized based on the predicted gene sequences, and expression analysis of 6 predicted genes was performed by RT-PCR method. As a result, no expression was detected in the two resistance candidate genes, 5 ( BGIBMGA007791 ) and 4 ( BGIBMGA007737 ). On the other hand, the remaining four resistance candidate genes, 1 ( BGIBMGA007735 ), 2 ( BGIBMGA007793 ), 3 ( BGIBMGA007736 ), and 4 ( BGIBMGA007792 ), were confirmed to be expressed in the midgut tissue (FIG. 1).

そこで、次に、BGIBMGA007735BGIBMGA007793BGIBMGA007736BGIBMGA007792について、RT-PCR法、3’-RACE法、5’-RACE法によって、遺伝子断片を増幅し、塩基配列の決定を行った。その結果、BGIBMGA007793BGIBMGA007736BGIBMGA007792の3つの遺伝子は、同一の1個の遺伝子の一部であることが判明した。BGIBMGA007736は、BGIBMGA007792およびBGIBMGA007793がコードする遺伝子のイントロン部分にある短い遺伝子候補であり、実際の成熟mRNAには含まれていなかった。そのため、2つの遺伝子(BGIBMGA007735およびBGIBMGA007792-93)の存在が明確となった。抵抗性系統(C2_R)と感受性系統(Rin_S)のBGIBMGA007735および、BGIBMGA007792-93のタンパク質をコードする領域の塩基配列を比較したところ、BGIBMGA007735ではマーカーの内側の配列は明らかとなり、その範囲では1塩基の違いもなかった。BGIBMGA007792-93ではORFの全長が明らかとなり、塩基配列で39塩基、アミノ酸配列で13残基の差異が見られた(図2、図3)。以上から、BGIBMGA007792-93遺伝子がBt抵抗性遺伝子である可能性が示唆された。 Therefore, next, with respect to BGIBMGA007735 , BGIBMGA007793 , BGIBMGA007736 , and BGIBMGA007792 , gene fragments were amplified by RT-PCR, 3′-RACE, and 5′-RACE, and the nucleotide sequences were determined. As a result, it was found that the three genes BGIBMGA007793 , BGIBMGA007736 , and BGIBMGA007792 are part of the same gene. BGIBMGA007736 is a short gene candidate in the intron part of the genes encoded by BGIBMGA007792 and BGIBMGA007793 and was not included in the actual mature mRNA. Therefore, the existence of two genes ( BGIBMGA007735 and BGIBMGA007792-93 ) became clear. Comparison of the base sequences of the regions coding for the BGIBMGA007735 and BGIBMGA007792-93 proteins in the resistant strain (C2_R) and the sensitive strain (Rin_S) reveals the sequence inside the marker in BGIBMGA007735 . There was no difference. In BGIBMGA007792-93 , the full length of the ORF was clarified, and a difference of 39 bases in the base sequence and 13 residues in the amino acid sequence was seen (FIGS. 2 and 3). From the above, it was suggested that the BGIBMGA007792-93 gene may be a Bt resistance gene.

[実施例2] 抵抗性候補遺伝子の抵抗性系統と感受性系統における推定されるアミノ酸配列比較
抵抗性系統(7系統)・感受性系統(10系統)の中腸組織からcDNAを調製し、BGIBMGA007792-93のタンパク質をコードする遺伝子のORF領域の塩基配列を決定した。推定されるアミノ酸配列を比較し、抵抗性系統に共通する変異があるか調べた。調査された抵抗性系統は、J1_R、Ki_R、Be_R、C2_R、C7_R、Cs_R、N15_R(342号由来)の7系統である。調査された感受性系統は、Yo_S(日本系統)、Bag_S、N65_S、E12_S、An_S、CaM_S、My_S、PMy_S(Rin_Sと近縁の系統)、Rin_S(本研究に用いている系統)、e21_S(912号由来)の10系統である。抵抗性7系統および感受性10系統、合わせて17系統を比較したところ、234位(図4では235位)のTyr(チロシン)の挿入が抵抗性系統に共通な配列として見出された(図4)。
[Example 2] Comparison of deduced amino acid sequences in resistant and susceptible lines of resistance candidate genes cDNA was prepared from the midgut tissue of resistant lines (7 lines) and sensitive lines (10 lines), and BGIBMGA007792-93 The nucleotide sequence of the ORF region of the gene encoding this protein was determined. The deduced amino acid sequences were compared to examine whether there were mutations common to resistant strains. The seven resistant lines investigated were J1_R, Ki_R, Be_R, C2_R, C7_R, Cs_R, and N15_R (derived from No. 342). The susceptibility strains examined were Yo_S (Japanese strain), Bag_S, N65_S, E12_S, An_S, CaM_S, My_S, PMy_S (strains closely related to Rin_S), Rin_S (strain used in this study), e21_S (No.912) 10 origin). Comparing 17 lines with 7 resistant lines and 10 sensitive lines, the insertion of Tyr (tyrosine) at position 234 (position 235 in FIG. 4) was found as a sequence common to the resistant lines (FIG. 4). ).

[実施例3] トランスジェニックカイコを用いた抵抗性候補遺伝子の証明
抵抗性遺伝子は劣性の遺伝子であることから、遺伝子の機能欠失によって抵抗性を生じていると予想される。これを証明するために、抵抗性カイコ系統に感受性型のBGIBMGA007792-93遺伝子を導入することにより、当該抵抗性カイコ系統を感受性に戻す実験(レスキュー実験)を行った。
(i)トランスジェニックカイコを作出するにあたり、遺伝子を強制発現させる組織の選択が重要である。そこで、まず、BGIBMGA007792-93遺伝子がどの組織で発現しているかをRT-PCR法で調査した。調査した組織は、amg:前部中腸、mmg:中部中腸、pmg:後部中腸、afb:胸部脂肪体、pfb:腹部脂肪体、sg:絹糸腺、mt:マルピーギ管、hc:血球、te:精巣、ov:卵巣、int:外皮である。その結果、中腸のみで発現が確認された(図5)。なお、中腸は、amg:前部中腸、mmg:中部中腸、pmg:後部中腸の3つの部位のぞれぞれについてBGIBMGA007792-93遺伝子の発現を調査したが、いずれの部位でも発現が確認された。
(ii)トランスジェニックカイコを作出するにあたり、元になるカイコ系統は、抵抗性型のBGIBMGA007792-93遺伝子をもち、眼と卵殻が白く、非休眠であることが望ましい。そこで、次に、カイコ系統「白/c」および「w1-pnd」を交配し、全ての形質を持ち合わせるカイコ系統を作出した。なお、白/cは、眼と卵殻が白く、休眠する形質をもつ系統であり、抵抗性型と感受性型の遺伝子を持つ個体が存在する。また、w1-pndは眼と卵殻が白く、非休眠の系統であり、抵抗性型の遺伝子を持っている。
(iii)UAS-Bt系統(SS16-1,SS16-3)を作製した。まず、GAL4によって活性化されるUAS配列の下流に、感受性のカイコ(606系統)のBGIBMGA007792-93遺伝子を連結し、piggyBacトランスポゾンベクターに組み込んだ(図6)。このベクターを、(ii)で作製したカイコ系統(抵抗性・非休眠性のw1-pnd系統)に注射した。UAS-Bt-r系統は、抵抗性・休眠性の白/c系統と交配して維持した。UAS配列の下流に感受性型のBGIBMGA007792-93遺伝子が配置されており、GAL4によってUAS配列が活性化されると(すなわち、エフェクターコンストラクトが機能すると)、卵の時期に目でEGFPが発現する。
(iv)中腸でGAL4を発現する系統を作製した。まず、アクチベーターコンストラクト(図7)をUAS-Bt系統作出の場合と同様の方法でカイコ系統に導入して、抵抗性・休眠性のBmA3_GAL4系統(52-2)を作出した。アクチベーターコンストラクトが機能すると、卵の時期に目でDsRed2が発現し、幼虫の中腸ではGAL4が発現する。
[Example 3] Demonstration of candidate resistance gene using transgenic silkworm Since the resistance gene is a recessive gene, it is expected that resistance is caused by the loss of function of the gene. In order to prove this, an experiment (rescue experiment) was performed in which the resistant silkworm strain was returned to sensitivity by introducing a sensitive BGIBMGA007792-93 gene into the resistant silkworm strain.
(I) In producing a transgenic silkworm, it is important to select a tissue in which the gene is forcibly expressed. Therefore, first, the RT-PCR method was used to investigate in which tissue the BGIBMGA007792-93 gene was expressed. The tissues examined were: amg: anterior midgut, mmg: midgut, pmg: posterior midgut, afb: chest fat pad, pfb: abdominal fat pad, sg: silk gland, mt: Malpighi duct, hc: blood cell, te: testis, ov: ovary, int: hull. As a result, expression was confirmed only in the midgut (FIG. 5). Regarding the midgut, the expression of the BGIBMGA007792-93 gene was investigated in each of the three sites: amg: anterior midgut, mmg: midgut, pmg: posterior midgut. Was confirmed.
(Ii) In producing a transgenic silkworm, it is desirable that the original silkworm strain has a resistant BGIBMGA007792-93 gene, has white eyes and eggshells, and is non-dormant. Therefore, next, silkworm lines “white / c” and “w1-pnd” were crossed to create a silkworm line having all the traits. White / c is a line with white eyes and eggshells and a dormant trait, and there are individuals with resistant and sensitive genes. W1-pnd is a non-dormant strain with white eyes and eggshell, and has a resistance-type gene.
(Iii) A UAS-Bt system (SS16-1, SS16-3) was produced. First, a susceptible silkworm (606 strain) BGIBMGA007792-93 gene was ligated downstream of the UAS sequence activated by GAL4 and incorporated into a piggyBac transposon vector (FIG. 6). This vector was injected into the silkworm strain (resistant / non-dormant w1-pnd strain) prepared in (ii). The UAS-Bt-r line was maintained in cross with a resistant / dormant white / c line. A sensitive BGIBMGA007792-93 gene is located downstream of the UAS sequence, and when the UAS sequence is activated by GAL4 (ie, when the effector construct functions), EGFP is expressed by the eye at the time of the egg.
(Iv) A line expressing GAL4 in the midgut was prepared. First, an activator construct (FIG. 7) was introduced into a silkworm strain in the same manner as in the production of the UAS-Bt strain to create a resistant / dormant BmA3_GAL4 strain (52-2). When the activator construct functions, DsRed2 is expressed visually during the egg season, and GAL4 is expressed in the midgut of the larvae.

中腸発現GAL4系統とUAS-Bt系統を交配して得たF1のうち、GAL4とUAS-Btの両遺伝子を持つ個体のみ中腸でUAS-Btを高発現するため、眼の色(GFPとDsRed2)により、それらを卵の段階で選抜して、2齢に脱皮した幼虫を生物検定に供試した。
(v)生物検定においては、直径14mmにくりぬいた桑葉の裏面に、4倍階段希釈したCry1Ab毒素液を15μl塗布した。脱皮直後の2齢幼虫をその桑葉で1頭ずつ2日間飼育し、さらに無処理の桑葉で2日間飼育して死虫数を調査した。試験は1濃度区当たり2齢幼虫を24頭用いた。飼育容器は、培養細胞用の24穴プレート、温度は25℃とした。プロビット法により死亡率からLC50を算出した。
Of the F1 obtained by crossing the GAL4 and UAS-Bt lines expressing the midgut, only individuals with both the GAL4 and UAS-Bt genes express UAS-Bt in the midgut. By DsRed2), they were selected at the egg stage, and the larvae molted at the age of 2 were subjected to bioassay.
(V) In the bioassay, 15 μl of a 4-fold serially diluted Cry1Ab toxin solution was applied to the back of a mulberry leaf hollowed to a diameter of 14 mm. The 2nd instar larvae immediately after molting were reared on the mulberry leaves one by two for two days and further on untreated mulberry leaves for two days to investigate the number of dead insects. The test used 24 2nd instar larvae per concentration group. The breeding container was a 24-well plate for cultured cells, and the temperature was 25 ° C. LC 50 was calculated from mortality by the probit method.

表2にこれまでにCry1Ab毒素抵抗性遺伝子解析に使用してきた抵抗性系統(C2_R)と感受性系統(Rin_S)に対するCry1Ab毒素のLC50を示した。LC50値が大きな値を示しているのが抵抗性で、低い濃度で死亡するのが感受性である。このRin_S系統の持つ劣性の抵抗性候補遺伝子(優性の感受性候補遺伝子)をクローニングしてUAS-Bt系統作出のためのコンストラクトを作製している。UAS-Bt系統として作製した系統のうち、本研究では、SS16-1とSS16-3の2種類の系統を用いた。 Table 2 shows the LC 50 of Cry1Ab toxin against the resistant line (C2_R) and the sensitive line (Rin_S) that have been used in the analysis of Cry1Ab toxin resistance gene so far. The LC 50 value shows a large value is resistance, and it is sensitive to death at a low concentration. The Rin_S strain has a recessive resistance candidate gene (dominant susceptibility candidate gene) cloned to create a construct for UAS-Bt strain creation. Of the lines created as UAS-Bt lines, two lines, SS16-1 and SS16-3, were used in this study.

表中、1)は、50%致死濃度を、桑葉1cm2当たりの毒素タンパク質濃度として示す。また、2)は、95%信頼限界を示す。 In the table, 1) indicates the 50% lethal concentration as the toxin protein concentration per 1 cm 2 of mulberry leaves. 2) shows the 95% confidence limit.

表3には、遺伝子組換えカイコ作出と維持に使用した白卵突然変異の非休眠系統および休眠系統と、中腸でGAL4を発現する抵抗性・休眠性のBmA3_GAL4系統(52-2)におけるLC50を示した。なお、白/cおよびw1-pnd系統は純系系統ではなく遺伝的背景が均一ではないため、抵抗性の強さはある程度ばらつきがあると考えられる。どの系統もCry1Ab毒素に対して抵抗性を示している。 Table 3 shows LC in non-dormant and dormant lines of white egg mutations used for the production and maintenance of transgenic silkworms, and resistant / dormantant BmA3_GAL4 lines (52-2) that express GAL4 in the midgut. 50 was shown. Note that the white / c and w1-pnd lines are not pure lines and the genetic background is not uniform, so the resistance strength is considered to vary to some extent. All strains are resistant to Cry1Ab toxin.

表中、1)は、目と卵殻が白くCry1Ab毒素抵抗性を示す休眠系統で、作製した系統の維持に用いた系統を、2)は、Cry1Ab毒素抵抗性でUAS配列の下流にBt遺伝子を持つコンストラクトを注射した系統を、3)は、白/c由来で,UASに結合する転写因子Gal4を中腸で発現する系統を、それぞれ示す。   In the table, 1) is a dormant strain that has white eyes and eggshells and is resistant to Cry1Ab toxin.The strain used to maintain the prepared strain is 2), and the Bt gene downstream of the UAS sequence is resistant to Cry1Ab toxin. The strains injected with the constructs 3) are white / c-derived strains that express the transcription factor Gal4 that binds to UAS in the midgut.

中腸発現GAL4系統とUAS-Bt系統を交配して得たF1(52-2×SS16-3および52-2×SS16-1)の2齢幼虫は、Rin_R系統と同等あるいはそれ以上の感受性を示した(表4;データ行の1行目と3行目)。一方、対照として用いた白/c×SS16-1および白/c×SS16-3(表4;2行目と4行目;GAL4を持たない)はいずれも抵抗性を示した。4齢幼虫を用いた試験でも同様の結果が得られた(表5)。また、52-2×白/Cは、BGIBMGA007792-93遺伝子を持っていないので、抵抗性を示している。これらの結果は、抵抗性のカイコにおいて感受性型のBGIBMGA007792-93遺伝子を発現させることによって、カイコが感受性に変化することを示しており、BGIBMGA007792-93遺伝子がCry1Ab毒素抵抗性遺伝子の本体であることが実証された。 F1 (52-2 × SS16-3 and 52-2 × SS16-1) 2nd instar larvae obtained by crossing the midgut-expressing GAL4 line with the UAS-Bt line have the same or better sensitivity than the Rin_R line. (Table 4; first and third rows of data rows). On the other hand, white / c × SS16-1 and white / c × SS16-3 (Table 4; 2nd and 4th lines; no GAL4) used as controls showed resistance. Similar results were obtained in tests using 4th instar larvae (Table 5). In addition, 52-2 × white / C does not have the BGIBMGA007792-93 gene and thus exhibits resistance. These results indicate that the silkworm changes to susceptibility by expressing the sensitive BGIBMGA007792-93 gene in the resistant silkworm, and that the BGIBMGA007792-93 gene is the main body of the Cry1Ab toxin resistance gene. Has been demonstrated.

表中、1)は、優性の感受性型BGIBMGA007792-93遺伝子の強制発現系統を、2)は、優性の感受性型BGIBMGA007792-93遺伝子を導入されたが発現が抑えられている系統を、3)は、GAL4遺伝子のみを中腸で発現している系統を、それぞれ示す。
In the table, 1) is a dominant sensitive BGIBMGA007792-93 gene forced expression line, 2) is a dominant sensitive BGIBMGA007792-93 gene introduced, but the expression is suppressed, 3) is The lines expressing only the GAL4 gene in the midgut are shown.

[実施例4] 抵抗性系統に導入した感受性型のBGIBMGA007792-93遺伝子の中腸組織における発現量の定量
実施例3における生物検定に用いたカイコにおいて、導入した遺伝子が発現しているかどうかを定量PCRを用いて検証した。BGIBMGA007792-93遺伝子において、抵抗性と感受性を示す原因は1アミノ酸の相違によるものであることが示唆されている(図4)。しかし、他の部分の配列は極めて保存性が高いため、この部分で両者の発現量を区別して定量することは困難である。そこで、感受性型のBGIBMGA007792-93遺伝子を導入したカイコにおいて、本来発現している抵抗性型のBGIBMGA007792-93遺伝子と導入した感受性型のBGIBMGA007792-93遺伝子の発現量を同一個体内で区別するために、mRNAの3’端に近い部分の一塩基多型を利用したプライマーを設計した(図8、配列番号:35〜38)。
[Example 4] Quantification of the expression level in the midgut tissue of the sensitive BGIBMGA007792-93 gene introduced into the resistant strain Quantification of whether the introduced gene is expressed in the silkworm used in the bioassay in Example 3 Verification was performed using PCR. In the BGIBMGA007792-93 gene, it has been suggested that the cause of resistance and sensitivity is due to a difference of one amino acid (FIG. 4). However, since the sequences of other parts are extremely conserved, it is difficult to distinguish and quantify the expression levels of both in this part. Therefore, in silkworms introduced with BGIBMGA007792-93 gene sensitive type, in order to distinguish the expression of BGIBMGA007792-93 gene sensitive type introduced with BGIBMGA007792-93 gene resistant type which is originally expressed in the same individual A primer utilizing a single nucleotide polymorphism near the 3 ′ end of mRNA was designed (FIG. 8, SEQ ID NOs: 35 to 38).

まず、オリジナル系統であるRin_S感受性系統とC2_R抵抗性系統の遺伝子発現量をこのプライマーで測定した(図9、オリジナル系統)。その結果、それぞれの発現量を測定でき、そして、両者を混ぜて定量した場合においても、それぞれの遺伝子量を定量していると考えられるデータが得られた。そこで、遺伝子導入系統の4齢幼虫の中腸を解剖して、mRNAを抽出後、cDNAを作製して、発現量を定量した(リボソーム蛋白質遺伝子に対する相対定量)。定量にはSS16-1とSS16-3の両系統を用いた。   First, gene expression levels of Rin_S sensitive lines and C2_R resistant lines, which are the original lines, were measured with this primer (FIG. 9, original line). As a result, each expression level was measurable, and even when both were quantified, data was obtained that would have quantified each gene quantity. Therefore, the midgut of the 4th instar larva of the transgenic line was dissected, mRNA was extracted, cDNA was prepared, and the expression level was quantified (relative quantification with respect to the ribosomal protein gene). Both SS16-1 and SS16-3 lines were used for quantification.

その結果、これら感受性型のBGIBMGA007792-93遺伝子を導入した系統とGAL4系統をかけ合わせた子孫(図9、SS16-1とSS16-3のA)では、導入した遺伝子(図9、網掛けで示した)が、もともと持っている抵抗性の遺伝子と同等か、それ以上の発現量を示しており、導入した遺伝子がカイコ幼虫の中腸内で確実に発現していることが証明された。また、GAL4系統をかけ合わせていないSS16-1とSS16-3の両系統(BとE)では、一部の個体で導入した感受性の遺伝子が僅かに発現しているのも認められたが、上記の生物検定結果から、この程度の発現量は検定結果に大きく影響しないと考えられる。 As a result, in the progeny obtained by crossing these sensitive BGIBMGA007792-93 genes with the GAL4 line (Fig. 9, SS16-1 and SS16-3 A), the introduced gene (Fig. 9, shaded) However, the expression level was equal to or higher than that of the original resistance gene, and it was proved that the introduced gene was reliably expressed in the midgut of the silkworm larvae. In addition, in both SS16-1 and SS16-3 lines (B and E) not crossed with GAL4 lines, it was also observed that the susceptibility genes introduced in some individuals were slightly expressed, From the above bioassay results, it is considered that this level of expression does not significantly affect the assay results.

以上から、BGIBMGA007792-93遺伝子が、カイコにおいて、Cry毒素の毒性発現に関与していることが証明された。 From the above, it was proved that the BGIBMGA007792-93 gene is involved in the toxic expression of Cry toxin in silkworms.

本発明により見出されたBGIBMGA007792-93遺伝子は、養蚕業において、Cry毒素抵抗性のカイコ実用系統の育種に利用することができる。この遺伝子をマーカーとして利用することにより、このようなカイコ系統の育種期間の短縮が可能となる。Cry毒素抵抗性カイコ系統を利用すれば、桑園の周囲に鱗翅目害虫の防除用に散布されたCry毒素を主成分とする殺虫剤のドリフトにより、桑園のクワ葉が汚染されても、それによるカイコへの被害を防ぐことができる。これまでカイコの飼育期間中は、桑園への殺虫剤散布ができなかったが、カイコにCry毒素抵抗性を付与することにより、飼育期間中でも殺虫剤による桑園の鱗翅目害虫防除が可能となる。 The BGIBMGA007792-93 gene found by the present invention can be used for breeding a Cry toxin-resistant silkworm practical strain in the sericulture industry. By using this gene as a marker, the breeding period of such silkworm lines can be shortened. If the Cry toxin resistant silkworm strain is used, even if the mulberry leaves in the mulberry field are contaminated by the drift of insecticides mainly composed of the Cry toxin sprayed around the mulberry field to control lepidopterous pests, It can prevent damage to silkworms. Until now, insecticides could not be applied to mulberry gardens during the breeding period of silkworms, but by applying resistance to Cry toxins to silkworms, it is possible to control lepidopterous insects in mulberry gardens using insecticides even during the breeding period.

また、害虫防除の分野では、本発明により見出されたBGIBMGA007792-93遺伝子を、鱗翅目をはじめとした害虫のCry毒素抵抗性発達の機構解明や害虫個体群におけるCry毒素抵抗性の発達予測等に利用できる。害虫の抵抗性系統と感受性系統間で、発見した遺伝子と相同性を示す遺伝子のDNA配列情報を比較し、抵抗性とDNA配列情報との間に関連性が認められれば、抵抗性発達の機構解明につながる。現在、抵抗性の発達機構が解明されていない害虫種としては、Cry1Ac抵抗性コナガ(アブラナ科野菜の害虫)、Cry1Ab抵抗性やCry1F抵抗性のヨーロッパアワノメイガ(トウモロコシの害虫)などが挙げられ、BGIBMGA007792-93遺伝子はこれらの虫の抵抗性機構解明に寄与しうる。また、ある鱗翅目害虫の抵抗性がBGIBMGA007792-93遺伝子の変異によることや、その遺伝様式が明らかとなれば、その遺伝子情報に基づいた抵抗性遺伝子の検出用プライマー等の作出が可能となる。このようなプライマーなどを用いれば、野外よりフェロモントラップ等で採集した成虫を対象に、抵抗性遺伝子の検出と遺伝子の頻度調査ができるため、従来の生物検定による方法(例:抵抗性が劣性の場合、野外から採集した個体と純系の抵抗性系統を交配して得たF1を対象とした生物検定により野外の個体の遺伝子型を判別)より簡便に抵抗性遺伝子頻度の調査が可能となる。この結果、抵抗性遺伝子の頻度が高い場合には、用いるCry毒素の種類を変えるなどの迅速な対処を行い、害虫の薬剤抵抗性発達を未然に防ぐことができる。従って、本発明は、害虫個体群管理技術構築への貢献も期待される。 Also, in the field of pest control, the BGIBMGA007792-93 gene found by the present invention is used to elucidate the mechanism of Cry toxin resistance development in pests including lepidoptera and to predict the development of Cry toxin resistance in pest populations, etc. Available to: Comparing the DNA sequence information of genes that show homology with the found genes between resistant and susceptible pests, and if there is a relationship between resistance and DNA sequence information, the mechanism of resistance development It leads to elucidation. Pest species whose resistance development mechanism has not been elucidated at present include Cry1Ac-resistant diamondback moths (Cruciferae pests), Cry1Ab-resistant and Cry1F-resistant European corn borers (corn pests), etc., BGIBMGA007792 The -93 gene may contribute to elucidation of the resistance mechanism of these insects. In addition, if the resistance of a certain lepidopteran pest is due to the mutation of the BGIBMGA007792-93 gene or its genetic mode is clarified, it becomes possible to produce a primer for detecting a resistance gene based on the genetic information. Using such primers, it is possible to detect resistance genes and investigate the frequency of genes in adults collected from the field using pheromone traps, etc., so conventional bioassay methods (eg, inferior resistance) If, allows outdoor determine the genotype of an individual) than simply resistance gene frequencies investigated by bioassay intended for F 1 obtained by crossing resistant strains of individuals and inbred collected from the field . As a result, when the frequency of the resistance gene is high, rapid countermeasures such as changing the type of Cry toxin to be used can be taken to prevent the development of drug resistance in pests. Therefore, the present invention is also expected to contribute to the construction of pest population management technology.

Claims (7)

バチルス・チューリンゲンシスの産生する殺虫性タンパク質に対して感受性の鱗翅目昆虫における下記(a)〜(c)のいずれかに記載の内在性DNAの発現または機能を抑制することを特徴とする、バチルス・チューリンゲンシスの産生する殺虫性タンパク質に対する抵抗性が付与された鱗翅目昆虫の作出方法。
(a)配列番号:2、4、6、8、10、12、14、16、18または20に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA
(b)配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17または19に記載の塩基配列のコード領域を含むDNA
(c)配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17または19に記載の塩基配列からなるDNAと相同性が90%以上の塩基配列からなるDNA
Bacillus characterized by suppressing the expression or function of the endogenous DNA according to any one of the following (a) to (c) in a lepidopteran insect sensitive to an insecticidal protein produced by Bacillus thuringiensis -A method for producing lepidopteran insects with resistance to insecticidal proteins produced by Thuringiensis.
(A) DNA encoding a protein comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 or 20
(B) DNA containing the coding region of the base sequence described in SEQ ID NO: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17 or 19
(C) DNA consisting of a base sequence having a homology of 90% or more with DNA consisting of the base sequence described in SEQ ID NO: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17 or 19
バチルス・チューリンゲンシスの産生する殺虫性タンパク質に対して感受性の鱗翅目昆虫に下記(a)〜(c)のいずれかに記載のDNAを導入して対立遺伝子の双方を組み換える工程を含む、バチルス・チューリンゲンシスの産生する殺虫性タンパク質に対する抵抗性が付与された鱗翅目昆虫の作出方法。
(a)配列番号:22、24、26、28、30、32または34に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA
(b)配列番号:21、23、25、27、29、31または33に記載の塩基配列のコード領域を含むDNA
(c)配列番号:21、23、25、27、29、31または33に記載の塩基配列からなるDNAと相同性が90%以上の塩基配列からなるDNA
Including a step of recombining both alleles by introducing the DNA described in any of the following (a) to (c) into a lepidopteran insect sensitive to an insecticidal protein produced by Bacillus thuringiensis: A method for producing lepidopteran insects to which resistance to insecticidal proteins produced by Chillus thuringiensis is imparted.
(A) DNA encoding a protein comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 22, 24, 26, 28, 30, 32 or 34
(B) DNA containing the coding region of the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 21, 23, 25, 27, 29, 31 or 33
(C) DNA comprising a nucleotide sequence having a homology of 90% or more with the DNA comprising the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 21, 23, 25, 27, 29, 31 or 33
バチルス・チューリンゲンシスの産生する殺虫性タンパク質に対して感受性の鱗翅目昆虫に、下記(i)〜(iii)のいずれかに記載のDNAを導入する工程を含む、バチルス・チューリンゲンシスの産生する殺虫性タンパク質に対する抵抗性が付与された鱗翅目昆虫の作出方法。Insecticide produced by Bacillus thuringiensis, comprising the step of introducing the DNA according to any of the following (i) to (iii) into a lepidopteran insect sensitive to an insecticidal protein produced by Bacillus thuringiensis A method for producing lepidopteran insects with resistance to sex proteins.
(i)下記(a)〜(c)のいずれかに記載のDNAの転写産物と相補的な二重鎖RNAをコードするDNA(I) DNA encoding a double-stranded RNA complementary to the transcription product of DNA described in any of (a) to (c) below
(ii)下記(a)〜(c)のいずれかに記載のDNAの転写産物と相補的なアンチセンスRNAをコードするDNA(Ii) DNA encoding an antisense RNA complementary to the transcription product of DNA described in any of (a) to (c) below
(iii)下記(a)〜(c)のいずれかに記載のDNAの転写産物を特異的に開裂するリボザイム活性を有するRNAをコードするDNA(Iii) DNA encoding an RNA having a ribozyme activity that specifically cleaves the transcription product of the DNA according to any one of (a) to (c) below
(a)配列番号:2、4、6、8、10、12、14、16、18または20に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA(A) DNA encoding a protein comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 or 20
(b)配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17または19に記載の塩基配列のコード領域を含むDNA(B) DNA containing the coding region of the base sequence described in SEQ ID NO: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17 or 19
(c)配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17または19に記載の塩基配列からなるDNAと相同性が90%以上の塩基配列からなるDNA(C) DNA consisting of a base sequence having a homology of 90% or more with DNA consisting of the base sequence described in SEQ ID NO: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17 or 19
下記(a)〜(c)のいずれかに記載のDNA、または該DNAが挿入されたベクターを含む、バチルス・チューリンゲンシスの産生する殺虫性タンパク質に対して感受性の鱗翅目昆虫にバチルス・チューリンゲンシスの産生する殺虫性タンパク質に対する抵抗性を付与するための薬剤。
(a)配列番号:22、24、26、28、30、32または34に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA
(b)配列番号:21、23、25、27、29、31または33に記載の塩基配列のコード領域を含むDNA
(c)配列番号:21、23、25、27、29、31または33に記載の塩基配列からなるDNAと相同性が90%以上の塩基配列からなるDNA
Bacillus thuringiensis sensitive to lepidopterous insects sensitive to insecticidal proteins produced by Bacillus thuringiensis , comprising the DNA according to any one of the following (a) to (c) or a vector into which the DNA is inserted A drug for imparting resistance to insecticidal proteins produced by
(A) DNA encoding a protein comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 22, 24, 26, 28, 30, 32 or 34
(B) DNA containing the coding region of the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 21, 23, 25, 27, 29, 31 or 33
(C) DNA comprising a nucleotide sequence having a homology of 90% or more with the DNA comprising the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 21, 23, 25, 27, 29, 31 or 33
下記(i)〜(iii)のいずれかに記載のDNA、または該DNAが挿入されたベクターを含む、バチルス・チューリンゲンシスの産生する殺虫性タンパク質に対して感受性の鱗翅目昆虫にバチルス・チューリンゲンシスの産生する殺虫性タンパク質に対する抵抗性を付与するための薬剤。Bacillus thuringiensis sensitive to lepidopteran insects sensitive to insecticidal proteins produced by Bacillus thuringiensis, comprising the DNA according to any of the following (i) to (iii) or a vector into which the DNA is inserted A drug for imparting resistance to insecticidal proteins produced by
(i)下記(a)〜(c)のいずれかに記載のDNAの転写産物と相補的な二重鎖RNAをコードするDNA(I) DNA encoding a double-stranded RNA complementary to the transcription product of DNA described in any of (a) to (c) below
(ii)下記(a)〜(c)のいずれかに記載のDNAの転写産物と相補的なアンチセンスRNAをコードするDNA(Ii) DNA encoding an antisense RNA complementary to the transcription product of DNA described in any of (a) to (c) below
(iii)下記(a)〜(c)のいずれかに記載のDNAの転写産物を特異的に開裂するリボザイム活性を有するRNAをコードするDNA(Iii) DNA encoding an RNA having a ribozyme activity that specifically cleaves the transcription product of the DNA according to any one of (a) to (c) below
(a)配列番号:2、4、6、8、10、12、14、16、18または20に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA(A) DNA encoding a protein comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 or 20
(b)配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17または19に記載の塩基配列のコード領域を含むDNA(B) DNA containing the coding region of the base sequence described in SEQ ID NO: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17 or 19
(c)配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17または19に記載の塩基配列からなるDNAと相同性が90%以上の塩基配列からなるDNA(C) DNA consisting of a base sequence having a homology of 90% or more with DNA consisting of the base sequence described in SEQ ID NO: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17 or 19
鱗翅目昆虫におけるバチルス・チューリンゲンシスの産生する殺虫性タンパク質に対する感受性または抵抗性を判定する方法であって、被検鱗翅目昆虫における下記(a)〜(c)のいずれかに記載の内在性DNAの塩基配列を解析することを特徴とする方法。
(a)配列番号:2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32または34に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA
(b)配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31または33に記載の塩基配列のコード領域を含むDNA
(c)配列番号:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31または33に記載の塩基配列からなるDNAと相同性が90%以上の塩基配列からなるDNA
A method for determining sensitivity or resistance to an insecticidal protein produced by Bacillus thuringiensis in a lepidopterous insect, wherein the endogenous DNA according to any one of the following (a) to (c) in a test lepidopteran insect: A method comprising analyzing the base sequence of
(A) encodes a protein consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, or 34 DNA
(B) DNA comprising the coding region of the base sequence described in SEQ ID NO: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27, 29, 31 or 33
(C) Homology with DNA comprising the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NOs: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27, 29, 31 or 33 DNA consisting of more than 90% nucleotide sequence
バチルス・チューリンゲンシスの産生する殺虫性タンパク質に対する抵抗性の鱗翅目昆虫を育種する方法であって、
(a)バチルス・チューリンゲンシスの産生する殺虫性タンパク質に対する抵抗性の鱗翅目昆虫系統と任意の鱗翅目昆虫系統とを交配させる工程、
(b)工程(a)における交配により得られた個体におけるバチルス・チューリンゲンシスの産生する殺虫性タンパク質に対する感受性または抵抗性を、請求項に記載の方法により判定する工程、および
(c)バチルス・チューリンゲンシスの産生する殺虫性タンパク質に対する抵抗性を有すると判定された系統を選抜する工程、を含む方法。
A method for breeding lepidopteran insects resistant to insecticidal proteins produced by Bacillus thuringiensis,
(A) mating a lepidopteran insect strain resistant to an insecticidal protein produced by Bacillus thuringiensis with any lepidopteran insect strain;
(B) determining the sensitivity or resistance to the insecticidal protein produced by Bacillus thuringiensis in the individual obtained by the mating in step (a) by the method according to claim 6 , and (c) Bacillus Selecting a strain determined to have resistance to an insecticidal protein produced by thuringiensis.
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