JPH04217903A - 溶菌ペプチドおよび加水分解酵素を含有する抗病原体性組成物 - Google Patents
溶菌ペプチドおよび加水分解酵素を含有する抗病原体性組成物Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶菌ペプチドと加水分
解酵素の組合せを有効成分として使用することによる植
物病原体防除用組成物に関する。さらに詳しくは、本発
明は、病原体の細胞膜への溶菌ペプチドの接近を促進す
ることにより該溶菌ペプチドの効果を高めるために少量
のキチナーゼおよび/またはβ−1,3−グルカナーゼ
が使用されている抗病原体組成物に関する。本発明はさ
らに、溶菌ペプチドおよび加水分解酵素を産生し得るト
ランスジェニック植物ならびに植物病原体の防除方法に
関する。 【0002】 【従来の技術】いくつかの溶菌ペプチドが広範囲の生物
に対して活性であり、それ以外の溶菌ペプチドはほとん
ど産生されないか、または効果がないことは知られてい
る。溶菌ペプチドの一つの標的が膜であることも知られ
ている。抗微生物活性を有する数種の溶菌ペプチドのア
ミノ酸配列はWO89/04371に開示されている。 加水分解酵素、例えばキチナーゼおよびβ−1,3−グ
ルカナーゼが菌類の成長を阻害することは知られている
〔46,32,7:本明細書において〔 〕内の数字
は表5にまとめて示す参考文献一覧の数字と一致する〕
。 さらに、それらの酵素はかなり容易に精製できる〔5〕
。文献〔28〕にはヒト好中球デフェンシンに構造的に
相同であるウサギ顆粒細胞からの6種の抗微生物ペプチ
ド(AMP)が開示されている。ウサギAMPのうち3
種(NP−1,NP−2およびNP−3a)はカンジダ
・アルビカンス(Candida arbicans)
に対して有効であると開示されている。文献〔28〕に
はさらに、NP−5はカンジダ・アルビカンスに対して
直接殺菌性ではないけれども、NP−5とNP−1の両
方に菌類が暴露された場合にNP−1の殺菌作用を高め
る、いわゆる相乗効果を示すことが開示されている。文
献〔39〕はβ−1,3−グルカナーゼとキチナーゼの
組合せがイネの処置に有用である有効な殺菌剤および殺
バクテリアであることを開示している。WO89/00
976は標的作物中でキチナーゼ酵素をコードする遺伝
子を発現することより鱗翅目の幼虫からの栽培植物の損
傷を阻害することを開示している。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】本発明の一つの課題は
植物病原体(好ましくは菌類、バクテリアおよび線虫)
を防除するための新規組成物を提供することである。こ
れらの新規組成物は植物に冒す広範囲の病原体に対して
優れた有効性を示す。本発明のもう一つの課題は植物病
原体の膜が溶菌ペプチドによってより容易に分解される
組成物を提供することである。本発明のその他の課題は
以下の物および方法を提供することである:・抗病原体
有効性を誘導し得る抗病原体性薬剤・抗病原体性薬剤の
上記新規組合せを用いる抗病原体性組成物 ・1種またはそれ以上の溶菌ペプチドおよび1種または
それ以上の加水分解酵素の植物細胞内での発現に基づく
抗病原体有効性を有するトランスジェニック植物・溶菌
ペプチドおよび加水分解酵素をコードするDNA配列を
含むトランスジェニック植物 ・細胞壁を分解し、そして病原体の膜を溶菌ペプチドに
より容易に接近させる加水分解酵素を植物病原体に暴露
することによる該病原体の防除方法。誘導性加水分解酵
素、好ましくはキチナーゼおよびβ−1,3−グルカナ
ーゼが溶菌ペプチドと組み合わせて使用されるのが本発
明の別の態様である。加水分解酵素の組合せが広範囲の
溶菌ペプチドと有効であることが本発明のもう一つの態
様である。非常に少量のキチナーゼおよびβ−1,3−
グルカナーゼが溶菌ペプチドの阻害効果を著しく高める
ことに有効であることが本発明の一つの利点である。 【0004】 【課題を解決するための手段】本発明によれば、抗病原
体性組成物が有効成分として溶菌ペプチドと加水分解酵
素の組合せを用いて提供される。溶菌ペプチドは植物病
原体の細胞膜を攻撃する。該病原体の細胞膜は細胞壁に
より保護されているから、本発明者等は細胞壁溶解酵素
の使用が溶菌ペプチドを植物病原体の細胞膜により接近
しやすくするであろうことを提案した。本発明者等はさ
らに、細胞壁溶解酵素と溶菌ペプチドの組合せが病原体
への溶菌ペプチドの阻害効果を高めるであろうことを仮
定した。そして、本発明者等は非常に少量の加水分解酵
素が試験された全ての溶菌ペプチドの阻害効果を顕著に
高め得ることを見出した。 【0005】本明細書において「有効成分」とは、1種
またはそれ以上の溶菌ペプチドと1種またはそれ以上の
加水分解酵素との、病原体の成長を阻害する組合せを意
味するために使用される。本発明の有効成分は抗病原体
性組成物、配合剤または製剤における一成分として使用
されてもよい。 【0006】本明細書において「農学的に許容性の担体
」とは農薬の分野で公知である物質またはそれらの組合
せを意味するために使用され、そして適当である場合に
は固体または液体助剤、溶媒、ならびに界面活性剤およ
び農薬には慣用のその他の化合物を包含し得る。 【0007】本明細書において使用されているような物
質または組成物の「抗病原体有効量」とは植物に施用さ
れたとき、またはトランスジェニック植物中に発現され
たとき、標的植物病原体を殺すか、または該病原体の成
長を阻害するであろう量を意味する。 【0008】本明細書において「植物病原体」は菌類、
バクテリア、線虫および昆虫を包含する。本発明に係る
好ましい標的植物病原体は菌類およびバクテリアである
。 【0009】本明細書において「溶菌ペプチド」および
「細胞膜溶菌ペプチド」は、病原体の細胞膜に浸透もし
くは該細胞膜を溶解または該細胞膜にその他の様式で損
傷を与える性質により抗病原体有効性であり得るあらゆ
る天然もしくは合成ペプチドまたはそれらの機能的誘導
体を意味するために使用される。動物、植物、昆虫およ
び微生物起源の多くの溶菌ペプチド、例えば哺乳類デフ
ェンシン、セクロピン(cecropins)、チオニ
ン(thionins)、メリチン(mellitis
)、昆虫デフェンシン、マガイニン(magainin
s) 、アタシン(attacins)、ジプテリン(
dipterins) 、サペシン(sapecins
)、カエルリン(caerulins) 、キセノプシ
ン(xenopsins) およびそれらのハイブリッ
ドがあり、それらは本発明において使用され得るが、こ
れに限定されない。そのような溶菌ペプチドのアミノ酸
配列はWO89/1129、WO86/04356、W
O88/05826、US4810777およびWO8
9/04371、ならびに文献〔3〕および〔47〕参
照。 【0010】合成ペプチドもまた本発明の溶菌ペプチド
として有用であり、それらは上記溶菌ペプチドの一つの
機能的誘導体であるか、またはそれらの機能的ハイブリ
ッドであってよい。そのような合成ペプチドの一例は、
マガイニンの誘導体であり、配列番号:1のアミノ酸配
列を有する合成ペプチドNo.3である〔53〕。 【0011】本明細書で使用されているような溶菌ペプ
チドという用語は細胞膜に対して活性である物質、例え
ばリゾチームおよびホスホリラーゼを包含する。上記溶
菌ペプチドと同様に、本発明のリゾチームは酵素機能を
介して病原体の細胞膜に浸透もしくは該細胞膜を溶解ま
たは該細胞膜にその他の様式で損傷を与えることができ
る。ホスホリラーゼは細胞膜のリン脂質を攻撃する。 【0012】溶菌ペプチドの代わりに、その他の細胞膜
分解性成分もまた本発明の有効成分として使用され得る
。例えば、細胞膜分解性界面活性剤例えばトリトンおよ
びSDSを使用することが本発明の範囲内である。 【0013】本明細書において「加水分解酵素」、「細
胞壁ヒドロラーゼ」、「植物ヒドロラーゼ」および「細
胞壁加水分解酵素」とは植物病原体の細胞壁の分解を補
助し得るあらゆる天然または合成酵素を意味するために
使用される。加水分解酵素は外部から施用されても、ま
たは細胞中に構造成分としてもしくは誘導されて発現さ
れてもよい。本発明において施用され得る加水分解酵素
はキチナーゼおよびβ−1,3−グルカナーゼを包含す
る。 【0014】本明細書で使用されているような「構造成
分として」という用語は細胞中にいつでも存在する加水
分解酵素またはその他の物質を意味する。また、「誘導
されて」という用語は、植物がある抑圧条件または外部
刺激に曝されたときにだけ植物細胞中に存在する加水分
解酵素またはその他の物質を意味し、そしてそれにより
加水分解酵素またはその他の物質の産生または存在が活
性化されるか、または増加される。 【0015】本発明の有害生物防除組成物の標的であり
得る植物病原体は以下のクラスのものを包含する:バク
テリア(例えばシュードモナス、キサントモナスおよび
エルウィニア);菌類、例えば不完全菌類(例えばボト
リチス、セプトリア);子嚢菌類(例えばエリシフェ、
モニリア);オオマイセテス(例えばペロノスポラ、フ
ィトフトーラ、プラスモパラ、コレトトリクムおよびフ
ィチウム);バシドマイセテス(例えばリゾクトニアお
よびプシニア);ならびに昆虫および線虫(例えばメロ
イドジーン、カエノルハブジチス、グロボラ、ヘテロデ
ラおよびプラチレンカスの種)。例えば病原菌はボトリ
チス・シネレア、コレトトリクム・ラゲナリウム、エリ
シフェ・グラミニス(小麦病原菌)、モニリア・フルク
チコラ、ペロノスポラ・タバシナ、フィトフトーラ・パ
ラシチカ、プラスモパラ・ビチコラ、フィチウム・ウル
チマム(土壌病原菌)、リゾクトニア・ソラニ(別の土
壌病原菌)およびセプトリア・ノドルム(小麦病原菌)
の種を包含し得る。 【0016】本発明の範囲内で保護されるべき標的作物
は以下の植物種を包含する:トウモロコシ、穀類(例え
ば小麦、大麦、ライ麦、オート麦、イネ、モロコシおよ
び関連作物)、ビート(例えばサトウダイコンおよびフ
ォダービート)、核果、ナシ状果および軟果(例えばリ
ンゴ、ナシ、プラム、モモ、アーモンド、チェリー、イ
チゴ、ラズベリーおよびブラックベリー)、マメ科植物
(例えばビーン、ヒラマメ、エンドウ、ダイズ)、油科
植物(例えばアブラナ、マスタード、ポピー、オリーブ
、ヒマワリ、ココナッツ、ヒマシ油植物、ココア豆、落
花生)、キュウリ科植物(例えばキュウリ、マロウ、メ
ロン)、繊維植物(例えばワタ、アマ、アサ、ジュート
)、柑橘系果物(例えばオレンジ、レモン、グレープフ
ルーツ、マンダリン)、野菜(例えばホウレンソウ、レ
タス、アスパラガス、キャベツ、ニンジン、タマネギ、
トマト、ジャガイモ、パプリカ)、クスノキ科(例えば
アボカド、シナモン、樟脳)、または植物例えばタバコ
、ナッツ、コーヒー、サトウモロコシ、茶、ブドウ、ホ
ップ、バナナおよび天然ゴム植物、並びに鑑賞用植物。 【0017】本発明の有効成分中の加水分解酵素の相対
濃度は活性の単位で定義される。加水分解酵素の濃度の
標準単位(「標準濃度」または「c」)は精製加水分解
酵素に見出されるものと同等の絶対活性値を生じるであ
ろう酵素の濃度として定義される。例えば、キチナーゼ
に対する濃度の標準単位は、88.86nkatal/
ml抽出物の絶対活性を生じるであろうキチナーゼの濃
度として定義される。β−1,3−グルカナーゼに対す
る濃度の標準単位は、部分的に精製された酵素、例えば
76.00nkatal/ml抽出物に見出されるであ
ろう絶対活性に同等な絶対活性を示す濃度として定義さ
れる。 【0018】本発明は溶菌ペプチドと細胞壁加水分解酵
素、例えばキチナーゼおよびβ−1,3−グルカナーゼ
との組合せからなる抗病原体性組成物に関する。本発明
の好ましい実施態様において、キチナーゼおよびβ−1
,3−グルカナーゼの両方が少量、例えば標準濃度(c
)の約1/10の相対濃度で、またより好ましくは約1
/100cで有効成分中に存在する。加水分解酵素は溶
菌ペプチドに対して病原体の細胞膜への接近をより容易
にする。 【0019】好ましい実施態様において、本発明の溶菌
ペプチドは約0.1ppmないし約1000ppm、好
ましくは約0.5ppmないし約500ppm、特に約
1ppmないし約200ppmの濃度で有効成分中に存
在する。 【0020】溶菌ペプチドとの組合せで施用されたとき
、試験病原体に対して活性であることが見出されたキチ
ナーゼおよびβ−1,3−グルカナーゼの濃度は、これ
らの加水分解の誘導を導く刺激を前もって行うことなく
、多くの植物中に存在する。しかしながら、天然に存在
するキチナーゼおよびβ−1,3−グルカナーゼは病原
体に関連せず、そして植物細胞の細胞外空間中よりむし
ろ液胞中見出された〔5,7〕。従って、本発明の一つ
の好ましい実施態様では、溶菌ペプチドは植物内に既に
存在する活性化された加水分解酵素と組み合わせて使用
される。キチナーゼおよびβ−1,3−グルカナーゼは
両方とも植物中で誘導性である。従って、本発明のもう
一つの好ましい実施態様において、キチナーゼおよびβ
−1,3−グルカナーゼの産生は外部刺激により誘導さ
れる。 【0021】誘導は化学的手段により行われ得、例えば
植物中で病原体関連タンパク質の誘導体として作用する
公知の化学物質はエチレン、安息香酸、サリチル酸、ポ
リアクリル酸およびそれらの置換誘導体を包含する。誘
導はその他の生理学的および物理的手段、例えば高温も
しくは低温、物理的損傷またはその他のあらゆる公知の
誘導手段により行われ得る。 【0022】本発明はさらに、有効成分が溶菌ペプチド
と加水分解酵素との組合せである抗病原体性組成物の製
造を包含する。有効成分は1種またはそれ以上を化合物
または上記化合物の群と均一に混合される。本発明はま
た、有効成分または有効成分を含有する抗病原体性組成
物を植物または植物作付地に施用することからなる、植
物病原体の攻撃から植物を保護する方法にも関する。 【0023】本発明の有効成分は通常、1種またはそれ
以上の農学的に許容性の担体と一緒の組成物の形態で予
防的または治療的に施用され得、そして作付地または処
理すべき植物に同時にまたは連続してその他の化合物を
施用し得る。これらの化合物は肥料もしくは微量栄養成
分供与剤または植物成長に影響を及ぼすその他の製剤で
あってよい。それらはまた選択的除草剤、殺虫剤、殺菌
剤、殺バクテリア剤、殺線虫剤、殺軟体動物剤またはこ
れら製剤の混合物であってよく、所望により製剤業界で
慣用のその他の担体、界面活性剤または施用促進助剤を
一緒に用いてもよい。適当な担体および助剤は固体また
は液体であってよく、そして製剤業界で慣用の物質、例
えば天然または再生鉱物、溶媒、分散剤、湿潤剤、増粘
剤、結合剤または肥料に相当する。 【0024】本発明の有効成分または少なくとも1種の
有効成分を含有する農薬組成物を好ましい施用方法は葉
施用である。施用の回数および施用率は相当する病原体
による広がりの強さに依存する。しかしながら、有効成
分は、液体組成物を植物の作付地に浸すことにより、ま
たは土壌に固体の状態で、例えば顆粒状で化合物を施用
することにより(土壌施用)、土壌を通し根を介して植
物に浸透し得る(浸透作用)。有効成分は、種子を有効
成分含有液体製剤に浸漬するか、または種子を固体製剤
で粉衣するかして種子に施用されてもよい。特別な場合
において、さらに別の施用形態、例えば植物の茎または
芽の選択的処理もまた可能である。 【0025】病原体例えば細菌エス.ノドルムの成長を
阻害するための抗病原体性組成物のためには、病原体を
加水分解酵素と最初に接触させるのが適当であると考え
られている。キチナーゼおよびβ−1,3−グルカナー
ゼとの接触の後、細菌の膜は溶菌ペプチドにより接近し
やすい。従って、病原体感染の防御における植物の応答
は異なる多くの異なる機作からなることに留意すること
は重要である。キチナーゼ、β−1,3−グルカナーゼ
および種々の溶菌ペプチドの組合せは病原体の細胞壁お
よび病原体の膜を破壊することにより病原体の成長のか
なりの阻害を示す一方で、植物の過敏応答の間に産生さ
れるその他の抗病原体物質への接近により植物の抗病原
体性を補助するように考えられる。従って、本発明のキ
チナーゼ、β−1,3−グルカナーゼおよび溶菌ペプチ
ドの組合せは病原体の防除に有効である。 【0026】有効成分はそのままの形態で、または好ま
しくは製剤業界で慣用の助剤と共に使用され、そして公
知方法により例えば乳剤原液、被覆可能なペースト、直
接噴霧または希釈しうる溶液、水和剤、溶解性粉末、粉
剤、粒剤、およびさらに例えばポリマー物質に充填した
カプセル剤に製剤化される。組成物の性質と同様に、施
用方法、例えば噴霧、霧化、散布、散水、被覆または注
水等は、目的とする対象および施用環境によって選択さ
れる。施用の有利な率は通常ヘクタール(ha)あたり
有効成分(a.i.)50gないし5kg、好ましくは
100gないし2kg a.i./ha、特に200
gないし500g a.i./haである。 【0027】有効成分および所望により固体または液体
の助剤を含有する配合剤、組成物または製剤は、公知の
方法により、例えば有効成分を増量剤、例えば溶媒、固
体担体および適当な場合には表面活性化合物(界面活性
剤)と均一に混合することにより製造される。 【0028】適当な溶媒または分散剤は主として以下の
ものである:芳香族物質例えばトルエン、キシレン、ベ
ンゼンおよびアルキルナフタリン;塩素化芳香族および
塩素化脂肪族炭化水素例えばクロロベンゼン、クロロエ
チレンおよび塩化メチレン;脂肪族炭化水素例えばシク
ロヘキサンおよびパラフィン、例えば石油留分;アルコ
ール例えばブタノールおよびグリコールならびにそれら
のエーテルおよびエステル;ケトン例えばアセトン、メ
チルエチルケトン、メチルイソブチルケトンおよびシク
ロヘキサノン;および強極性溶媒例えばジメチルホルム
アミド、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホ
キシドまたはジメチルホルムアミド、並びにエポキシ化
植物油例えばエポキシ化ココナッツ油または大豆油;水
。 【0029】例えば粉剤および分散性粉末に使用される
固体担体は通常、方解石、タルク、カオリン、モンモリ
ロナイトまたはアタパルジャイトのような天然鉱物充填
剤である。物性を改良するために、高分散ケイ酸または
高分散吸収性ポリマーを加えることも可能である。適当
な粒状化吸収性担体は多孔性型のもので、例えば軽石、
破砕レンガ、セピオライトまたはベントナイトであり;
そして適当な非吸収性担体は方解石または砂のような物
質である。更に非常に多くの粒状化された無機質および
有機質の物質、特にドロマイトまたは粉状化植物残骸が
使用され得る。 【0030】適当な表面活性化合物は良好な分散性およ
び湿潤性を有する非イオン性、カチオン性および/また
はアニオン性界面活性剤である。「界面活性剤」という
語は界面活性剤の混合物をも含むものと理解されるであ
ろう。 【0031】適当なアニオン性界面活性剤は、いわゆる
水溶性石鹸および水溶性合成表面活性化合物の両方であ
り得る。 【0032】適当な石鹸は高級脂肪酸(C10〜C22
)のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、または非置
換もしくは置換のアンモニウム塩、例えばオレイン酸ま
たはステアリン酸、または例えばココナッツ油もしくは
獣脂から得られる天然脂肪酸混合物のナトリウムまたは
カリウム塩である。脂肪酸メチルタウリン塩、例えばシ
ス−2−(メチル−9−オクタデセニルアミノ)−エタ
ンスルホン酸(好ましい製剤中の配合量約3%)のナト
リウム塩もまた界面活性剤として記載し得る。 【0033】しかしながら、いわゆる合成界面活性剤、
特に脂肪スルホネート、脂肪サルフェート、スルホン化
ベンズイミダゾール誘導体またはアルキルアリールスル
ホネートまたは脂肪アルコール、例えば2,4,7,9
−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール(好ま
しい製剤中の配合量約2%)が更に頻繁に使用される。 【0034】脂肪スルホネートまたはサルフェートは通
常アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩または非置換も
しくは置換のアンモニウム塩の形態にあり、そしてアシ
ル基のアルキル部分をも含む炭素原子数8ないし22の
アルキル基を一般に含み、例えばリグノスルホン酸、ド
デシルサルフェートまたは天然脂肪酸から得られる脂肪
アルコールサルフェートの混合物のナトリウムまたはカ
ルシウム塩である。これらの化合物には硫酸化およびス
ルホン化脂肪アルコール/エチレンオキシド付加物の塩
も含まれる。スルホン化ベンズイミダゾール誘導体は、
好ましくは二つのスルホン酸基と8ないし22個の炭素
原子を含む一つの脂肪酸基とを含む。アルキルアリール
スルホネートの例は、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジ
ブチルナフタレンスルホン酸、またはナフタレンスルホ
ン酸/ホルムアルデヒド縮合生成物のナトリウム、カル
シウムまたはトリエタノールアミン塩である。対応する
ホスフェート、例えば4ないし14モルのエチレンオキ
シドを含むp−ノニルフェノール付加物のリン酸エステ
ルの塩もまた適当である。 【0035】非イオン性界面活性剤は、好ましくは脂肪
族もしくは脂環式アルコール、または飽和もしくは不飽
和脂肪酸およびアルキルフェノールのポリグリコールエ
ーテル誘導体であり、該誘導体は3ないし30個のグリ
コールエーテル基、(脂肪族)炭化水素部分に8ないし
20個の炭素原子、そしてアルキルフェノールのアルキ
ル部分に6ないし18個の炭素原子を含む。他の適当な
非イオン性界面活性剤は、ポリエチレンオキシドとポリ
プロピレングリコール、エチレンジアミノポリプロピレ
ングリコールおよびアルキル鎖中に1ないし10個の炭
素原子を含むアルキルポリプロピレングリコールとの水
溶性付加物であり、その付加物は20ないし250個の
エチレングリコールエーテル基および10ないし100
個のプロピレングリコールエーテル基を含む。これらの
化合物は通常プロピレングリコール単位当たり1ないし
5個のエチレングリコール単位を含む。非イオン性界面
活性剤の例は、ノニルフェノールポリエトキシエタノー
ル、ヒマシ油ポリグリコールエーテル、ヒマシ油チオキ
シレート、ポリプロピレン/ポリエチレンオキシド付加
物、トリブチルフェノキシポリエトキシエタノール、ポ
リエチレングリコールおよびオクチルフェノキシポリエ
トキシエタノールである。ポリオキシエチレンソルビタ
ンの脂肪酸エステル、例えばポリオキシエチレンソルビ
タントリオレートもまた適当な非イオン性界面活性剤で
ある。 【0036】カチオン性界面活性剤は、好ましくはN−
置換基として少なくとも一つの炭素原子数8ないし22
のアルキル基と、他の置換基として低級非置換またはハ
ロゲン化アルキル基、ベンジル基または低級ヒドロキシ
アルキル基とを含む第四アンモニウム塩である。該塩は
好ましくはハロゲン化物、メチル硫酸塩またはエチル硫
酸塩の形態にあり、例えばステアリルトリメチルアンモ
ニウムクロリドまたはベンジルジ−(2−クロロエチル
)エチルアンモニウムブロミドである。 【0037】製剤業界で慣用的な界面活性剤は、例えば
文献〔33,52〕に記載されている。 【0038】農薬組成物は、有効成分を約0.1ないし
約99%、好ましくは約0.1ないし約95%、特に約
3ないし約90%、固体または液体助剤を約99.9な
いし約1%、好ましくは約99ないし約1%、特に約9
5ないし約5%、および界面活性剤を約0ないし約25
%、好ましくは約0.1ないし約25%、特に約0.1
ないし約20%含有する。市販品は濃厚物として製剤化
されるのが好ましいだろうが、最終使用者は希釈製剤を
通常使用するであろう。 【0039】本発明はまた、少なくとも1種の溶菌ペプ
チドおよび少なくとも1種のヒドロラーゼをコードする
DNA配列を含むトランスジェニック植物に関する。キ
チナーゼおよびβ−1,3−グルカナーゼをコードする
DNA配列を含むトランスジェニック植物はEP392
225およびEP353191に開示されている。 【0040】本発明はまた、a)1種またはそれ以上の
細胞膜分解性成分および1種またはそれ以上の加水分解
酵素をコード化する組換えDNA配列を含むトランスジ
ェニック植物を1種作出するか、またはb)1種または
それ以上の細胞膜分解性成分および1種またはそれ以上
の加水分解酵素をコード化する組換えDNA配列を含む
トランスジェニック植物を2種またはそれ以上作出し、
そしてそれらの植物を慣用の育種法により交雑する、こ
とからなる、1種またはそれ以上の細胞膜分解性成分お
よび1種またはそれ以上の加水分解酵素の抗病原体有効
量を合成し得るトランスジェニック植物の作出方法に関
する。 【0041】細胞膜分解性成分をコード化する組換えD
NA配列を含む第1のホモ接合性トランスジェニック植
物を作出し、β−1,3−グルカナーゼをコード化する
組換えDNA配列を含む第2のホモ接合性トランスジェ
ニック植物を作出し、キチナーゼをコード化する組換え
DNA配列を含む第3のホモ接合性トランスジェニック
植物を作出し、そしてこれらの3つのホモ接合性植物を
慣用の育種法により交雑することからなる方法が好まし
い。 【0042】トランスジェニック植物において、溶菌ペ
プチドおよ加水分解酵素の合成は誘導性遺伝子および誘
導性調節剤からなる誘導性発現系の施用により誘導され
得る。例えば、10個以上のタバコPR(病原体関連)
タンパク質遺伝子は化学的に誘導され得る〔29〕。こ
れら遺伝子のうち3個、PR−2、PR−NおよびPR
−Oはβ−1,3−グルカナーゼ活性を有することが示
され〔24〕、そして2個、PR−PおよびPR−Qが
キチナーゼ活性を有することが示されている〔27〕。 従って、本発明は少なくとも1種の溶菌ペプチドをコー
ド化する遺伝子を発現するトランスジェニックを誘導し
、次に少なくとも1種の天然または外来加水分解酵素の
蓄積を誘導する誘導性調節剤との処理を行う。 ATCCへの寄託 以下の寄託がブダペスト条約に従ってATCCになされ
た: ATCC40426,寄託日1988年2月12日AT
CC40586,寄託日1989年3月22日【004
3】 【実施例】次に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に
説明するが、これは説明のためだけのものであり本発明
を制限するものではない。 実施例1:エチレン処理されたマメ葉からのキチナーゼ
およびβ−1,3−グルカナーゼの精製段階1:エチレ
ン処理および植物材料 ファセオルス・バルガスのサクサ栽培品種の種子を20
℃で16時間の明所および8時間の暗所の条件下バーミ
キュレート中生長させる。20日齢のマメ葉を容量0.
2m3 の気密プラスチック容器中保温する。対照植物
を無エチレン空気中同一容器で保温する。48時間後、
第1葉を集め、そして−20℃で凍結する。 段階2:酵素粗成物 凍結葉組織659.7gを0.1Mクエン酸ナトリウム
中(2ml/g新鮮重量)pH5.0でターミックス・
ホモジナイザーの最高速度でホモジナイズする。ホモジ
ネートを遠心分離し(25分,11000×g)、そし
て上澄み100mlを酵素粗成物として使用する。残り
の粗抽出物中のタンパク質を95%飽和まで硫酸アンモ
ニウムを添加することにより沈殿させる。遠心分離後(
30分,11000×g)、沈殿物を100mMトリス
HCl(pH8.0)中に再溶解し、そして5mMトリ
スHCl(pH8.0)に対して透析する。 段階3:酵素精製 透析した粗タンパク質画分を5mMトリスHCl(pH
8.0)で平衡化したジエチルアミノエチル(DEAE
)−トリアクリル(IBF,クリチー,F)カラムに通
す。カラムを遅れずに通る塩基性タンパク質含有緩衝液
は20mM NaHCO3 最終濃度で溶出する。p
Hを1M NaOHで8.4に上げ、そして液体を2
0mM NaHCO3 で平衡化された再生キチンの
カラム〔35〕に注入する。溶出液を集め、pHを1M
HClで5.5にする。タンパク質を水に対して透
析し、少量の再生キチンで3回処理し、次いで遠心分離
により微量のキチナーゼを除去する。高活性のβ−1,
3−グルカナーゼを含有する画分を次に凍結乾燥する。 それらを部分精製β−1,3−グルカナーゼの供給源と
する。キチンカラムを20mM NaHCO3 、次
に20mMクエン酸ナトリウム緩衝液(pH5.5)で
洗浄する。キチナーゼを100mM酢酸で溶出容量31
mlに溶出させる。溶出液のpHを1M KOHで5
.5とし、そしてタンパク質を水に対して透析し、凍結
乾燥する。このタンパク質を精製キチナーゼの供給源と
する。 段階4:タンパク質の測定 タンパク質を文献〔6〕に記載されたように測定する。 段階5a:キチナーゼアッセイ キチナーゼ活性を文献〔35〕に記載されたように測定
する。 段階5b:β−1,3−グルカナーゼアッセイβ−1,
3−グルカナーゼ活性を文献〔10〕に記載されたよう
に測定する。 段階6:エチレン処理されたマメ葉中での酵素誘導48
時間のエチレン処理は、表1に結果が示されているよう
にキチナーゼおよびβ−1,3−グルカナーゼの強い誘
導を導く: 【表1】エチレン処理されたマメ葉中でのキチナーゼお
よびβ−1,3−グルカナーゼ活性 ─────────────────────────
── キチナーゼ比活性
45.95 (nkatal/mgタ
ンパク質)────────────────────
─────── 絶対キチナーゼ活性
54.71 (nkatal
/ml抽出物) ─────────────────────────
── β−1,3−グルカナーゼ比活性
28.72 (nkatal/mgタンパク質)──
─────────────────────────
絶対β−1,3−グルカナーゼ活性 34.
21 (nkatal/ml抽出物) ─────────────────────────
──段階7:酵素精製 表2はキチナーゼおよびβ−1,3−グルカナーゼの精
製プロトコルを示す。キチナーゼは収率21.6%で3
3倍に精製される。β−1,3−グルカナーゼは3.0
の精製ファクターおよび収率33.5%で精製される。 SDSボリアクリルアミドゲル電気泳動は、β−1,3
−グルカナーゼがこれらの精製段階の後に非常に高い精
製度であることを示す〔7〕。 段階8:マメ葉中のキチナーゼおよびβ−1,3−グル
カナーゼの誘導 この実験に使用されたマメ葉において、酵素キチナーゼ
およびβ−1,3−グルカナーゼが予想よりわずかに低
くか誘導されている。例えば文献〔7〕には、5回のエ
チレン処理の平均が絶対キチナーゼ活性88.86±6
.65nkatal/ml抽出物および絶対β−1,3
−グルカナーゼ活性76.00±6.77nkatal
/ml抽出物であると報告されている。それ故に、キチ
ナーゼの標準濃度の単位(c=1)88.86nkat
al/ml抽出物の活性を得るために必要なキチナーゼ
濃度として定義されている。キチナーゼ抽出物の相対濃
度はその活性の比率で定義されている。部分精製された
β−1,3−グルカナーゼの相対濃度は76.00nk
atal/ml抽出物の活性の比率で定義されている。 段階9:キチナーゼ精製 キチナーゼをアフィニティクロマトグラフィーにより精
製する。精製ファクターは文献〔7〕(32%)と同等
である。 【表2】エチレン処理されたマメ葉からのキチナーゼお
よびβ−1,3−グルカナーゼの精製プロトコル
A B
B D E粗抽
出物 740 34001
45.95 22566 28.7
100% 100%
硫安画分
524 31944 60.94
未測定 未測定
94%
DEAEカラム 191.4 2
6598 139 8991
52.6
78.2%
42.3% 精製
4.84 7341
1517 11.78
2.43 キチナーセ゛
21.6%
キチン−カラム 82.1
701 8.54
7129 88.6
33.5%
なお、表2中、A欄は全タンパク質(mg)
、B欄はキチナーゼ全活性(nkatal)、C欄はキ
チナーゼ比活性(nkatal/mgタンパク質)、D
欄はβ−1,3−グルカナーゼ全活性(nkatal)
、E欄はβ−1,3−グルカナーゼ比活性(nkata
l/mgタンパク質)の値である。 段階10:β−1,3−グルカナーゼの精製精製段階で
文献〔7〕のものより約1/3高いが、3.0の精製フ
ァクターはこれまで観察されたもの程高くない。 【0044】実施例2:溶菌ペプチドの合成溶菌ペプチ
ドはアプライド・バイオシステムズ・モデル430ペプ
チドシンセサイザーを用いて製造業者の推奨に従って合
成される。ペプチドはHPLCにより精製される。 【0045】実施例3:エス.ノドルムに対する溶菌ペ
プチドおよび加水分解酵素の阻害効果 ミクロタイタープレートが、エス.ノドルムに対する溶
菌ペプチドおよび加水分解酵素の阻害効果を調べるため
に選択される。2.0×104 胞子/ml試験病原体
の培地が予め接種された液体エンドウ培地90μlに試
験物質を添加する。表3は2重/3重の試料で試験され
る試験溶液の組成を示す。試験物質のブランク容量は未
接種液体エンドウ培地にそれらを添加することにより決
定される。プレートを48時間暗所中シェーカー上23
℃で湿気室中で保温後に評価される。病原体の成長は、
595nmの培地の吸収を測定することにより記録され
る。2重/3重の試料の平均が計算され、そして相当す
る酵素ブランクが差引かれ、成長するマイセリウムの実
際の吸収を得る。使用される試験物質の阻害効果は病原
体の成長を水対照の%として計算することにより決定さ
れる。上記試験の結果を表4にまとめて示す。単一の試
験溶液が施用されたとき、全ての試験物質は、使用され
た濃度に応じ限定された範囲でエス.ノドルムの成長を
阻害し得る。部分精製されたβ−1,3−グルカナーゼ
および溶菌ペプチドの組合せは精製キチナーゼと溶菌ペ
プチドの組合せに比べより強く病原体を阻害することが
わかる。これはエス.ノドルムが精製キチナーゼに比べ
部分精製β−1,3−グルカナーゼに対してより感受性
であるという見解と一致する。表4にしめすとおり、酵
素に対して特定の溶菌ペプチド濃度が1/100cの添
加では、溶菌ペプチド単独の場合と比べて試験物質の阻
害効果をわずかに高める。酵素に対して特定の溶菌ペプ
チド濃度が1/10cの添加では、1/100cの添加
に比べより強く阻害する。両方の酵素に対して溶菌ペプ
チド濃度が1/10cまたは1/100cの添加では、
試験物質の阻害効果を強く阻害することは興味深い。 【0046】 【表3】 試験結果 試料 精製キチナーゼ 精製β−1,3−グルカナ
ーゼ 溶菌ペプチド (c)
(c)
(ppm) 0 −
−
− 1 1
/10 −
− 2
1/100 −
− 3
− 1/10
− 4
− 1/1
00 − 5
− −
20 6
−
−
60 7 −
−
200 8 1/10
1/10
− 9 1/10
1/100
−10 1/100
1/10 −11
1/100 1/1
00 −12
1/10 −
2013
1/10 −
6014
1/10 −
20015
1/100 −
2016
1/100 −
6017
1/100 −
20018
− 1/1
0 2019
− 1/
10 6020
− 1
/10 20021
− 1
/100 2022
− 1
/100 6023
− 1
/100 20024
1/10 1/10
2025
1/10 1/10
6026 1/
10 1/10
20027 1/100
1/100
2028 1/100
1/100
6029 1/100
1/100 200水
対照:蒸留水10μlを胞子溶液90μlに添加する。 【0047】 【表4】 試験溶液の結果,対照の%での細菌成長試験 合成ペ
プチド 大麦 溶液 No.3 チオニンβ
メリチン 酵素 0 −
−
− 100.00 1 −
−
− 78.60 2 −
−
− 93.68 3
− −
− 50.18 4
− −
− 81.75 5 80
.35 86.32 79.65
− 6 73.51 63.8
6 65.96 − 7
65.96 60.70 27.3
7 − 8 −
− −
34.21 9 −
− −
45.6110 −
− −
39.8211 −
− −
60.8812 68.42
62.81 62.81 −
13 63.51 49.47 5
7.54 −14 61.75
47.02 22.46
−15 77.89 75.44
73.33 −16 71.58
62.81 65.26
−17 64.21 57.19
25.61 −18 46.67
13.68 14.74
−19 30.88 12.98
11.93 −20 27.89
5.26 6.32
−21 65.26 54.74
61.40 −22 63
.51 46.67 57.19
−23 53.68 39.30
25.96 −24
9.47 7.72 10.5
3 −25 8.42
2.22 7.37
−26 3.86 0.00
0.00 −27 40.7
42.46 22.72
−28 36.49 32.98
22.11 −29 31
.23 28.77 18.75
−加水分解酵素は実施例1に記載の操作に
より葉から精製される。溶菌ペプチドは20ppm、6
0ppmおよび200ppmの濃度で試験される。 【0048】実施例4:有効成分として溶菌ペプチドと
加水分解酵素との液体組成物を使用する抗病原体性組成
物の配合例 以下、組成の%は重量%である。 1.乳剤原液
a b
c有効成分
20%
40% 50%カルシウムドデシルベンゼンスルホネ
ート 5% 8% 6%ヒ
マシ油ポリエチレングリコールエーテル
5% − −(エチレンオキシド3
6モル) トリブチルフェノールポリエチレングリコール
− 12% 4%エーテル(エチレンオキ
シド30モル)シクロヘキサノン
−
15% 20%キシレン混合物
70%
25% 20%懸濁原液を水で希釈することにより、
所望の濃度の懸濁液が得られる。 2.溶液
a b
c d有効成分
80% 10%
5% 95%エチレングリコールモノメチル
エーテル 20% − −
−ポリエチレングリコール400
− 70% − −N
−メチル−2−ピロリドン
− 20% − −エポキシ
化ココナッツ油
− − 1% 5%石油留
分
− − 94%
−(沸点範囲160〜190℃) これらの溶液は微滴の形態での施用に適している。 有効成分を塩化メチレンに溶解し、該溶液を担体上に噴
霧し、その後、溶媒を減圧下で留去する。 担体を有効成分と均一に混合することにより、そのまま
使用し得る粉剤を得る。 【0049】実施例5:有効成分として溶菌ペプチドと
加水分解酵素との固体組成物を使用する抗病原体性組成
物の配合例 以下、組成の%は重量%である。 1.水和剤
a
b c 有効成分
20% 60% 75%リ
グノスルホン酸ナトリウム
5% 5% −
ラウリル硫酸ナトリウム
3% −
5%ジイソプロピルナフタレンスルホン酸ナトリ
ウム − 6% 10%オクチ
ルフェノールポリエチレングリコールエーテル(エチレ
ンオキシド7−8モル) −
2% −高分散性ケイ酸
5% 27% 10%カオリン
67% − −
有効成分を助剤と十分に混合し、混合物を適当なミ
ル中で摩砕すると、水で希釈することにより所望濃度の
懸濁液を得ることのできる水和剤が得られる。 2.乳剤原液 有効成分
10
%オクチルフェノールポリエチレングリコールエーテル
3%(エチレンオキシド4〜5モル) カルシウムドデシルベンゼンスルホネート
3%ヒマシ油ポリエチレングリコ
ールエーテル 4%(
エチレンオキシド36モル) シクロヘキサノン
30%キシレ
ン混合物
50%懸濁原液を
水で希釈することにより、所望の濃度の懸濁液が得られ
る。 担体を有効成分と均一に混合することにより、そのまま
使用し得る粉剤を得る。 4.押出粒剤 有効成分
10%リグノスルホン酸ナトリウム
2%カルボキシメチルセルロース
1%カオリン
87%有
効成分を助剤と混合し、そして注意深く粉砕し、そして
混合物を水で湿らす。混合物を押出し、そして空気流中
乾燥させる。 5.被覆粒剤 有効成分
3%ポリエチレングリコール200
3%カオリン
94%均一に
混合した有効成分を、ミキサー中で、ポリエチレングリ
コールで湿らせたカオリンに均一に塗布する。この方法
により非粉塵性の塗布された粒剤が得られる。 6.乳剤原液 有効成分
40
%エチレングリコール
10%ノニル
フェノールポリエチレングリコールエーテル
6%(エチレンオキシド15モル) リグノスルホン酸ナトリウム
10%カルボキシメチル
セルロース
1%37%水性ホルムアルデヒド溶液
0.2%7
5%水性エマルジョンの形態にあるシリコン油
0.8%水
32%細かく粉砕された有効成分を助剤
と最初に均一に混合し、水で希釈することによりあらゆ
る所望の濃度の懸濁液が得られる乳剤原液を得る。 【0050】実施例6:二重ベクターpCGN1781
CおよびpCGN1782Cの構築 塩基性グルカナーゼの発現をコード化する遺伝子に操作
可能に連結された35Sカリフラワーモザイクウイルス
(CaMV)プロモータをを二重に含むpCIB100
5Bを以下のように構築する:プラスミドpGLN17
は、pGL31クローンの5’末端とpGL36クロー
ンの3’末端とを融合することにより構築されたエヌ.
タバカム〔51〕からのβ−1,3−グルカナーゼをコ
ード化するハイブリッドcDNAである。このハイブリ
ッドcDNAは配列番号:9の配列を有する。cDNA
は5’末端の先端で切断され、そして全体のシグナルペ
プチドをコード化しない。このタンパク質が適当に標的
化されている(すなわち中央液胞)トランスジェニック
を作出するために、この配列を先端が切断されたcDN
Aに戻して添加することが必要である。それ故に、二重
CaMV35S発現カセットが2段階操作で構築される
。第1の段階でcDNAのシグナルペプチドをゲノムク
ローン中にコード化されたシグナルペプチドに置き換え
る。第2の段階でこの「修復cDNA」を発現ベクター
内に入れる。 【0051】プラスミドpSGL2はpGLN17cD
NAのサブクローンである。このプラスミドはClaI
およびEcoRI で消化され、そしてグルカナーゼc
DNAを含む1kb断片をLGTアガロースゲルから単
離する。pブルースクリプトプラスミドをEcoRI
で消化し、CIAPで処理し、そしてLGTアガロース
ゲルで精製する。 プラスミドpBS−Gluc39.1は、グルカナーゼ
コード性配列を包含する4.4kb挿入物、約1.5k
bの5’フランキング配列、600bpイントロンおよ
び約1.5kbの3’フランキング配列を含む。このプ
ラスミドは配列番号:10または配列番号:11の配列
を有する2つのプライマーを含有するPCR実験におけ
る鋳型として使用される。この増幅の結果はグルカナー
ゼcDNAの先端切除5’末端を置き換えるための断片
を製造することである。EcoRI 部位を生成する単
一塩基突然変異はクローニング実験を促進するために導
入される。PCR生成物をEcoRI とClaIで消
化し、そして断片を2.0%LGTアガロースゲルで分
離する。120bpバンドを切出し、pSGL2からの
1kbClaI−EcoRI 断片および精製されたE
coRI 消化ブルースクリプトベクターと混合し、連
結し、そして上記のように形質転換する。形質転換体を
挿入物の存在に対してスクリーニングし、そして適当な
構造体をpCIB1009と命名する。プラスミドpC
IB1009をEcoRI で消化し、そして1.2k
b断片をLGTアガロースゲル上で精製する。プラスミ
ドpCGN1761をEcoRI で消化し、そしてC
IAPで処理し、LGTアガロースゲルで精製し、1.
2kbEcoRI 断片と混合し、次いで連結し、形質
転換する。形質転換体を挿入物の存在に対してスクリー
ニングする。グルカナーゼcDNAがCaMVプロモー
ターに対してセンス配向にある1つのプラスミドをpC
IB1005Bと命名する。二重35Sプロモータ断片
がpCGN1540の植物選択性マーカー遺伝子に近接
するような配向に、pCIB1005Bの4.9kbX
baI断片をXbaI消化pCGN1540内にサブク
ローン化し、pCGN1781Cを生成する。塩基性キ
チナーゼの発現をコードする遺伝子に操作可能に連結さ
れた二重35S CaMVプロモータを含むプラスミ
ドpCIB1007の構築は以下のように行う:プラス
ミドpSCH10は、pCHN50〔50〕内の挿入物
に類似しているが、5’末端に81bpの延長(配列番
号:12)を有するタバコ塩基性キチナーゼのcDNA
挿入物を含む。pSCH10をBamHI で消化し、
次いで実施例5に記載された分子アダプタ(配列番号:
13)と連結する。連結物を次に精製し、そしてEco
RI で消化し、アダプタ連結キチナーゼcDNAを含
む1.2kb断片をLGTアガロースゲルから精製する
。この断片を、LGTアガロースゲルから精製されたE
coRI 消化CIAP処理pCGN1761と混合し
、そして混合物を連結し、形質転換する。形質転換体を
キチナーゼcDNA挿入物に対してスクリーニングし、
CaMVプロモーターに対してセンス配向にあるキチナ
ーゼcDNA挿入物を含む1つのプラスミドをpCIB
1007と命名する。二重35Sプロモータ断片がpC
GN1540の植物選択性マーカー遺伝子に近接するよ
うな配向に、pCIB1007の4.8kbXbaI断
片をXbaI消化pCGN1540内にクローン化し、
pCIB1007を生成する。 【0052】実施例7:合成溶菌ペプチドNo.3をコ
ード化する遺伝子の構築 上記のように合成溶菌ペプチドNo.3は配列番号:1
のアミノ酸配列を有する。このペプチドをコード化する
合成遺伝子は数段階で構築される。最初に成熟(プロセ
シング後の)タンパク質をコード化する遺伝子を合成し
、クローン化し、次いで植物内での発現および分泌のた
めのシグナルペプチドおよび5’リーダー配列を添加し
、最後に3’非翻訳配列および3’mRNAプロセシン
グ部位を添加する。これにより植物中で形質転換され得
、そして細胞外に分泌されるであろう溶菌ペプチドの合
成を指示する合成溶菌ペプチドNo.3をコード化する
遺伝子が得られる。 A.成熟ペプチドに対するコード配列の構築配列番号:
2および配列番号:3の配列を有する2種のオリゴヌク
レオチド、オリゴ1およびオリゴ2は、アプライド・バ
イオシステムズ380Aシンセサイザーによりβ−シア
ノエチル−ホスホルアミジット化学を用いて合成され、
そしてOPCベース精製(アプライド・バイオシステム
ズ)を用いて業者により記載されるように精製する。精
製オリゴヌクレオチドにまずポリヌクレオチドキナーゼ
でリン酸付加し、次いで65℃でアニール化する。反応
物を37℃に冷却し、そしてT4DNAリガーゼを特級
ATPと共に添加し、そして連結をさらに1時間保温す
る。反応物を次に65℃で1時間加熱し、リガーゼを失
活させ、次に希釈し、推奨されたEcoRI 緩衝液中
に1倍とする。DNAをフェノールで抽出し、そして0
.3M酢酸ナトリウムおよび2容量のエタノールで沈殿
させる。沈殿物を遠心分離により集め10mM TE
緩衝液〔45〕中に再懸濁する。DNAを3.0%低ゲ
ル化温度アガロースゲルで電気泳動し、そして合成遺伝
子を含むバンドを切出し、そしてpブルースクリプト(
ストラタジーン)のEcoRI 部位に連結する。連結
反応物は大腸菌内に形質転換され、そしてコロニーを選
択し、そして陽性と予想される構築物を最初に制限消化
により、次にDNA配列決定により分析される。pBS
lypep3と命名される1つの構築物は正しい配列を
含むことが決定され、そして次の操作のために選択され
る。 B.5’フランキング配列およびシグナルペプチドのp
BSlypep3への添加 PR−1a遺伝子の5’リーダーおよびシグナルペプチ
ドを文献〔18〕に記載されたような試験管内遺伝子融
合法に基づいたPCRを用いて合成遺伝子に添加する。 この方法において、遺伝子融合はオーバーラップ末端を
有する2つの断片をPCRにより生成することにより行
われる。次の反応において、これら2つの断片を次にP
CRにより再び融合し2つの分子の間の完全融合物を生
成する。この方法は、溶菌ペプチドに対するコード配列
にPR−1aシグナルペプチドおよびリーダーを融合す
るために使用される。この融合を完了すると、以下の4
つのオリゴヌクレオチドが合成され、そして上記のよう
に精製される:配列番号:4,配列番号:5,配列番号
:6および配列番号:7。オリゴ3(配列番号:4)お
よびオリゴ4(配列番号:5)は互いに相補的であり、
そしてPR−1aシグナルおよびリーダーと溶菌ペプチ
ドコード配列との間の融合に望ましいDNA配列を含む
。望ましい融合物は下に示されている(配列番号:8)
。オリゴ5(配列番号:6)はPR−1acDNAの5
’末端と同じ配列を有し、EcoRI制限部位をコード
化する配列を5’に含む。オリゴ6(配列番号:7)は
溶菌ペプチド3をコード化する合成遺伝子の3’末端に
相補的であり、そして5’末端にEcoRI 部位を含
む。DNAの2つの切片を融合するために、2回のPC
R反応が行われる。オリゴ3(配列番号:4)およびオ
リゴ6(配列番号:7)をプライマーとして用いる1回
、およびオリゴ4(配列番号:5)およびオリゴ5(配
列番号:6)をプライマーとして、そしてプラスミドp
BS−PR1013Cla(ATCC40426)を鋳
型として用いるもう1回である。PCR反応はジーン・
アンプ・キット(パーキン・エルマー/シータス)を用
いて業者により示唆されるように行われる。PCR生成
物はアガロースゲル電気泳動により分析される。次いで
それらは精製され、そして一部を第2のPCR反応に使
用される。この反応においてプライマーオリゴ5(配列
番号:6)およびオリゴ6(配列番号:7)は生成物を
増幅するために使用される。この方法においてDNAの
2つの切片が上で説明されたような予め決められた様式
で融合される。反応生成物はアガロースゲル電気泳動に
より分析される。DNAを次にフェノール抽出し、そし
てエタノール沈殿し、そして沈殿したDNAをEcoR
I で消化する。このDNAを次に低ゲル化温度アガロ
ースゲル上での電気泳動により精製し、そしてEcoR
I で消化されCIAP処理されたpブルースクリプト
内に連結する。 DNAは大腸菌内に形質転換され、そして形質転換体が
選択される。陽性と予想される構築物を最初に制限消化
によりスクリーニングし、そしてDNA配列決定により
予想した構造を確認する。1つの構築物がpBSLP5
’PR1と命名され、そして次の操作のために使用され
る。 C.溶菌ペプチド遺伝子の二重35S発現ベクター内へ
のサブクローニング 5’リーダー配列およびシグナルペプチドを有する合成
溶菌ペプチドを植物発現ベクターpCGN1761(ア
ンピシリン耐性を有する二重CaMV35Sプロモータ
/ターミネータカセット)内にサブクローン化する。p
CGN1761は二重CaMV35Sプロモータおよび
tm−I3’領域を、pUC誘導プラスミド骨格中に含
まれたそれらの間のEcoRI 部位と共に含有する。 プロモータ−EcoRI −3’プロセシング部位カセ
ットは簡単な除去のために多重制限部位により隣接され
ている。プラスミドは、それ自体pCGN164および
pCGN638から誘導される最初の二重35Sプラス
ミド、pCGN2113から数段階(下記参照)で誘導
される。pCGN1431はまた、二重CaMV35S
プロモータおよびtm−I3’領域を、それらの間の多
重クローニング部位と共に含有する。プロモータ/ター
ミネータカセットは、アンピシリン耐性遺伝子よりクロ
ラムフェニコールを含むpUC誘導ベクター内に包含さ
れる。カセットは簡単な除去のために多重制限部位によ
り隣接されている。 a.pCGN986の構築 pCGN986はCaMV35SプロモータおよびT−
DNAtm−I3’領域を、それらの間の多重クローニ
ング部位と共に含有する。pCGN986は、CaMV
35Sプロモータおよび異なる3’領域、CaMV領域
VI3’末端を含有する別のプラスミドpCGN206
から誘導される。CaMV35SプロモータはAluI
断片(bp7144−7734)〔13〕としてM13
mp7〔34〕のHincII部位中にクローン化され
、C614を生成する。C614のEcoRI 消化は
35Sプロモータを含むC614からのEcoRI 断
片を生成し、これはpUC〔55〕ょEcoRI 部位
内にクローン化されpCGN147を生成する。プロモ
ータ領域、選択性マーカー(2ATGを有するカナマイ
シン)および3’領域を含むpCGN148aはをBg
lII でpCGN528を消化し、そしてpCGN1
47からのBamHI −BglII プロモータ断片
を挿入することにより製造される。この断片をpCGN
528のBglII 部位内にクローン化し、その結果
BglII 部位をpCGN528のカナマイシン遺伝
子に近接させる。この構築のために使用されるシャトル
ベクターpCGN528は以下のように製造される:p
CGN525は、カナマイシン遺伝子〔22〕に近接す
るTn5を含有するプラスミドをHindIII −B
amHI で消化し、カナマイシン耐性遺伝子含有Hi
ndIII −BamHI 断片をpACYC184〔
8〕のテトラサイクリン遺伝子中のHindIII −
BamHI 部位内に挿入することにより製造される。 pCGN526は、SmaI部位内に挿入されたXho
Iリンカーで変性されたpTiA6〔54〕のBamH
I 断片19をpCGN525のBamHI 部位に挿
入することにより製造される。pCGN528は、小さ
いXhoIを欠失し、そして再連結することにより得ら
れる。pCGN149aはpMB9KanXXIからの
BamHI カナマイシン遺伝子断片をpCGN148
aのBamHI 部位内にクローニングすることにより
製造される。pMB9KanXXIは、XhoI欠失を
有するが、しかしアクロバクテリウム中での効率的な選
択を可能にするTn903からの機能的カナマイシン遺
伝子を含むpUC4K変種〔55〕である。 pCGN149aをHindIII とBamHIで消
化し、そしてHindIII とBamHI で消化さ
れたpUC8に連結され、pCGN169を生成する。 これによりTn903カナマイシンマーカーが除去され
る。pCGN565およびpCGN169の両方をHi
ndIII およびPstIで消化し、そして連結し、
CaMV35SプロモータおよびTN5カナマイシン遺
伝子の5’末端(PstI部位まで)〔22〕の一部を
含むプラスミドpCGN203を形成する。 3’調節領域をpCGN204(HindIII およ
びPstIとの消化および連結によりpUC18〔13
〕中にサブクローン化された遺伝子VIの3’領域を含
むCaMVのEcoRI 断片(bp408−6105
))からのpCGN203に添加する。生成するカセッ
トpCGN206はpCGN986の構築のための基礎
である。pTiA6T−DNAtm−I3’配列はBa
mHI −EcoRI 断片(ヌクレオチド9062な
いし12828、文献〔2〕に番号が付されている)と
してBam19T−DNA断片〔54〕からサブクロー
ン化され、そしてEcoRI −HindII断片およ
びゲンタマイシンマーカー(プラスミドpLB41から
)のような、BamHI −HindII断片のような
複製の起源pACYC184〔8〕と結合され、pCG
N417を生成する。pCGN417の単一のSmaI
部位(Bam19断片のヌクレオチド11207)をリ
ンカーによりSacI部位に変え、そしてBamHI
−SacI部位をpCGN565内にサブクローン化し
pCGN971を得る。pCGN971のBamHI
部位をリンカーによりEcoRI 部位に変え、pCG
N971Eを得る。生成するpCGN971EのEco
RI −SacI断片はtm−I3’調節配列を含み、
EcoRI とSacIでの消化によりpCGN206
に結合され、pCGN975を得る。Tn5カナマイシ
ン耐性遺伝子の小部分をSacIおよびBalII で
の消化、末端のブラント化およびSalIリンカーとの
連結によりCaMV35Sプロモータの3’末端から切
除する。最終発現カセットpCGN986はCaMV3
5Sプロモータ、それに続くSalI部位、XbaI部
位、BamHI 、SmaI KpnI およびtmI
3’領域を含む(T−DNAのヌクレオチド11207
−9023)。 b.pCGN164の構築 CaMV(bp7144−7735)のAluI断片〔
13〕はAluIでの消化により得られ、そしてM13
mp7〔55〕のHincII部位にクローン化されて
C614を生成する。C614のEcoRI 消化によ
り35Sプロモータを含むC614からのEcoRI
断片を生じ、これはpUC8〔55〕のEcoRI 部
位内にクローン化されpCGB146を生成する。プロ
モータ領域を削除するため、BglII 部位(bp7
670)をBglII およびBal31 で処理し、
そして次にBglII リンカーをBal31 処理D
NAに付着させ、pCGN147を生成する。pCGN
147をEcoRIHphIで消化し、そして35Sプ
ロモータを含有する生成するEcoRI−HphI断片
をEcoRI −SmalI 消化M13mp8〔55
〕に連結し、pCGN164を生成する。 c.pCGN638の構築 CaMV〔13〕のBglII での消化により35S
プロモータ領域(bp6493−7670)を含有する
BglII 断片が得られ、これをpUC19〔38〕
のBamHI 部位に連結されpCGN638を生成す
る。 d.pCGN2113の構築 pCGN164をEcoRV およびBamHI で消
化して、一部の35Sプロモータ(bp7340−73
44)を含有するEcoRV −BamHI 断片を放
出する。pCGN638をHindIII およびEc
oRV で消化して、異なる部位の35Sプロモータ(
bp6493−7340)を含有するHindIII
−EcoRV 断片を放出する。これら2つの断片を、
HindIII とBamHI で消化されて35Sプ
ロモータを含むHindIII −BamHI 断片を
除去したpCGN986内に連結する。この連結により
、pCGN986からの骨格およびtm−I3’領域お
よびpCGN164およびpCGN638からの2つの
35Sプロモータ断片を含有するpCGN639が得ら
れる。pCGN638をEcoRV およびDdeIで
消化して、35Sプロモータの断片(bp7070−7
340)を含有するEcoRV −DdeI断片を放出
する。この断片をDNAポリメラーゼIのクレノウ断片
と処理してブラント末端を生成し、そしてpCGN63
9のEcoRV 部位中に連結して、適当な配向にある
断片を有するpCGN2113を製造する。 e.pCGN1761の構築 pCGN2113をEcoRI で消化し、そしてプラ
スミドをXbaI部位およびBamHI 部位含有の合
成アダプタ(該アダプタは一端にEcoRI 粘着端を
含むが、隣接する塩基はEcoRI 部位がこの場所で
は認識されない)の存在下で連結して、pCGN211
3Mを生成する。pCGN2113MをSacIで完全
に消化し、次いでBamHI での部分消化に供する。 このDNAを次にT4DNAポリメラーゼと処理し、ブ
ラント末端を生成し、そしてEcoRI リンカーをブ
ラント末端化プラスミド内に連結する。形質転換の後に
、プロモータと無傷のtm−I3’領域との間の唯一の
EcoRI 部位を含むプラスミドクローンが選択され
、そしてpCGN1761と命名される。プラスミドp
BSLP5’PR1をEcoRI で消化し、そして溶
菌ペプチドおよびPR−1aシグナル/リーダーを含む
200bp断片を低ゲル化温度アガロースゲルから精製
する。この断片をEcoRI で消化されCIAPで処
理されたpCGN1761内に連結され、そして低ゲル
化温度アガロースゲル上で精製する。連結反応物は大腸
菌を形質転換するために使用され、そして形質転換体が
選択され、次に挿入物に対してスクリーニングされる。 溶菌ペプチド遺伝子の配向において異なる2つのタイプ
の形質転換体が回収される。その遺伝子の1つはプロモ
ータに関して「センス」配向にあり、それが選択され、
そして数種のプラスミドがDNA配列決定により正しい
構築物であることが確認される。正しい配向および予想
されたDNA配列を有する1つのプラスミドをpBS2
X35SLytPepと命名され、そして下の試験に使
用される。 D.2X35S CaMV/溶菌ペプチド発現カセッ
トの二重ベクター中でのサブクローニング発現カセット
は二重植物形質転換ベクターpCGN1540内でサブ
クローン化される。該ベクターはアグロバクテリウム・
チュメファシエンスオクトピンTiプラスミドpTiA
6の左側および右側T−DNAボーダー〔9〕、pPH
iJIのゲンタマイシン遺伝子〔17〕、pLJB11
からのレプリコンのアグロバクテリウム・リゾゲネスR
iプラスミドオリジン〔23〕、masプロモータ領域
、Tn5のカナマイシン耐性遺伝子を有するpTiA6
のmas3’領域〔22〕、pBR322からの複製の
ColElオリジン〔4〕、およびpUC18からのl
acZ’のスクリーニング可能なマーカー遺伝子を含有
する。ゲンタマイシン耐性遺伝子ならびにRiおよびC
olE1オリジンを含むpCGN1540の骨格はpC
GN1532(下記参照)から誘導される。Tiボーダ
ーおよび植物選択可能なマーカー遺伝子(mas5’−
kan−mas3’)はpCGN1537からのもので
ある。これに対し植物選択可能なマーカーカセットはp
CGN1536からのものであり、右側ボーダーおよび
lacZ’断片はpCGN565RBx2Xから誘導さ
れ、左側ボーダーはpCGN65から誘導される。 a.pCGN1532構築 ゲンタマイシン耐性遺伝子を含む3.5kbEcoRI
−PstI断片をpPhlJI〔17〕からEcoR
I −PstI消化により除去し、そしてEcoRI
−PstI消化pUC9〔55〕内に連結してpCGN
549を生成する。pCGN549のHindIII
−PstI消化によりゲンタマイシン耐性遺伝子を含む
3.5kb断片が得られ、DNAポリメラーゼIのクレ
ノウ断片によりブラント末端が製造され、これをPvu
II 消化pBR322〔4〕内にクローン化してpB
R322Gmを生成する。pBR322GmをDraI
およびSphIで消化し、クレノウ酵素と処理してブラ
ント末端を生成し、そして2.8kb断片を、ApaI
で消化されクレノウ酵素でブラント末端が製造されたプ
ラスミドpLJbB11〔23〕を含むRiオリジン内
にクローン化され、pLHbB11Gmを生成する。余
分なColE1オリジンおよびカナマイシン耐性遺伝子
はpLHbB11GmからBamHI での消化および
次の自己閉環により除去され、pGmB11を生成する
。pGmB11のHindIII 部位はHindII
I 消化および続くクレノウ酵素との処理および自己閉
環により除去され、pGmB11−Hを生成する。pG
mB11−HのPstI部位はPstI消化および続く
クレノウ酵素との処理および自己閉環により除去され、
pCGN1532を生成する。 b.pCGN1536構築 5.4kbEcoRI 断片をpVK232〔26〕か
らEcoRI 消化により除去され、そしてEcoRI
消化pACYC184〔8〕内にクローン化されて、
pCGN14を生成する。mas5’領域(文献〔2〕
に従ってbp20128−21562)を含むpCGN
14の1434bpClaI−SphI 断片をAcc
I−SphI 消化pUC19〔56〕内にクローン化
してpCGN50を生成する。mas5’領域の746
bpEcoRV−NaeI断片は、EcoRV とNa
eIでpCGN40を消化し、次に合成XhoIリンカ
ーDNAの存在下で連結することによりXhoI部位に
置き換えられ、pCGN1036を生成する。mas3
’領域を含む、pCGN14の765bpSstI−
HindIII 断片(bp184740−19239
)はSstI− HindIII 消化pUC18〔3
8〕内にクローン化されてpCGN43を得る。 pCGN43のHindIII 部位はHindIII
での消化、クレノウ酵素でのブラント末端付加、およ
び合成EcoRI リンカーDNAの連結によりEco
RI で置き換えられて、pCGN1034を生成する
。pCGN1034の767bpEcoRI 断片は、
mas5’領域に近接するmas3’領域のbp192
39に位置する配向でEcoRI 消化pCGN103
6内にクローン化されてpCGN1040を生成する。 pCGN1040をSstIでの部分消化に供し、T−
DNAポリメラーゼと処理してブラント末端を生成し、
そして合成XhoIリンカーDNAの存在下で連結する
。bp18474の結合部にSstI部位だけを有する
クローンが選択され、そしてベクターDNA(pCGN
43内に構築され、そしてpCGN1040内に運ばれ
た)をXhoI部位により置換してpCGN1047を
生成する。pCGN565(上記参照)をEcoRI
およびHindIII で消化し、クレノウ酵素と処理
してブラント末端を製造し、そして合成XhoIリンカ
ーDNAの存在下で連結して、pCGN1003を生成
する。これによりXhoIリンカーに隣接するEcoR
I 部位が再び生成される。pCGN1003をEco
RI で消化し、クレノウ酵素と処理してブラント末端
を製造し、そして合成PstIリンカーDNAの存在下
で連結して、pCGN1007を生成する。mas5’
領域およびmas3’領域をそれらの間の多重クローニ
ング部位と共に含有するpCGN1007の1.5kb
XhoI断片はXhoI消化pCGN1007内にクロ
ーン化されて、pCGN1052を生成する。pCGN
1052の多重クローニング部位の一部はXbaIおよ
びSstIでの消化により除去され、クレノウ酵素と処
理されてブラント末端を製造し、そして連結されてpC
GN10528δXSを生成する。1ATGカナマイシ
ン耐性遺伝子を含むpCGN550の1kbEcoRI
−SmaI断片(pCGN783に記載)をEcoR
I −SmaI消化ブルースクリプト(ストラタジーン
)内にクローン化してpBSKmを生成する。このプラ
スミドは一本鎖DNAの生成を可能にするM13領域を
含む。一本鎖DNAは業者の推奨に従って生成され、そ
して試験管内突然変異誘発は合成オリゴヌクレオチド(
配列番号:14)を用いて行われ〔1〕、カナマイシン
耐性遺伝子内のPstI部位を変更し、そしてそれを消
化されないようにし、pCGN1534を生成する。p
CGN1534をSmaIで消化し、合成EcoRI
リンカーDNAの存在下で連結してpCGN1535を
生成する。pCGN1536の1kbEcoRI 断片
をEcoRI 消化pCGN1052δXS内にクロー
ン化してmas5’−kan−mas3’植物選択性マ
ーカーカセットpCGN1536を生成する。 c.pCGN565RAx2X構築 pCGN451(pCGN783と記載)をHpaIで
消化し、合成SphIリンカーDNAの存在下で連結し
てpCGN55を生成する。pCGN55のXhoI−
SphI断片(アグロバクテリウム・チュメファシエン
スT−DNAの右側ボーダーを包含するbp13800
−15208,文献〔2〕)をSalI−SphI消化
pUC19〔56〕内にクローン化してpCGN60を
生成する。pCGN60のHindIII −BamH
I 断片をHindIII −BamHI 消化pSP
64(プロメガ)内にクローン化してpCGN1039
を生成する。pCGN1039をSmaIおよびNru
Iで消化し(bp14273−15208切除,文献〔
2〕)、そして合成BglII リンカーDNAの存在
下で連結してpCGN1039δNSを生成する。pC
GN1039δNSの0.47kbEcoRI −Hi
ndIII 断片をEcoRI −HindIII 消
化pCGN565(pCGN783に記載)内にクロー
ン化しpCGN565RBを生成する。pCGN565
RBのHindIII 部位は、HindIII 消化
、クレノウ酵素との処理および合成XhoIリンカーD
NAの存在下での連結によりXhoIで置換されて、p
CGN565RB−H+Xを生成する。pUC18〔3
8〕をHaeII で消化してlacZ’断片を放出し
、クレノウ酵素と処理してブラント末端を生成し、そし
てlacZ’断片含有断片を、これをAccIおよびS
phIで消化し、クレノウ酵素と処理し、lacZ’プ
ロモータが右側ボーダー断片に近接する配向にあるpC
GN565RB−H+Xに連結する。この構築物pCG
N565RAx2Xは適当な宿主上に置かれたときla
cZ’発現に対して陽性であり、そして欠失AccI−
SphI断片(bp13800−13990)を有する
右側ボーダー断片〔2〕のbp13990−14273
を含む。 d.pCGN65構築 pCGN501は、T−DNAの塩基13362−15
208〔2〕(右側ボーダー)を含むpTiA6〔9〕
の1.85kbEcoRI −XhoI断片をEcoR
I −SalI消化M13mp9〔55〕内にクローニ
ングすることにより構築される。pCGN502は、T
−DNAの塩基602−2212(左側ボーダー)を含
むpTiA6の1.6kbHindIII −SmaI
断片をHindIII −SmaI消化M13mp9内
にクローニングすることにより構築される。pCGN5
01およびpCGN502を両方ともEcoRI およ
びHindIII て消化し、そして両方のT−DNA
含有断片をHindIII 消化pUC9〔55〕内に
一緒にクローン化して、両方のT−DNAのボーダー断
片を含有するpCGN503を得る。pCGN503を
HindIII およびEcoRI で消化し、2つの
生成するHindIII −EcoRI 断片(T−D
NAボーダー含有)をEcoRI 消化pHC79〔1
9〕内にクローン化してpCGN518を生成する。p
CGN518からのKpnI−EcoRI断片は左側T
−DNAボーダーを含有し、KpnI−EcoRI 消
化pCGN565内にクローン化されてpCGN580
を生成する。 pCGN580のBamHI −BglII 断片をp
ACY184〔8〕のBamHI 部位にクローン化し
てpCGN51を生成する。右側T−DNAボーダーを
含有するpCGN60(pCGN65x2Xの項参照)
の1.4kbBamHI −SphI断片をBamHI
−SphI消化pCGN51内にクローン化してpC
GN65を生成する。 e.pCGN1537構築 pCGN65をKpnIおよびXbaIで消化し、クレ
ノウ酵素と処理してブラント末端を生成し、そして合成
BglII リンカーDNAの存在下で連結してpCG
N658δKXを生成する。pCGN658δKXをS
alIで消化し、クレノウ酵素と処理してブラント末端
を生成し、そして合成XhoIリンカーDNAの存在下
で連結してpCGN658δKX−S+Xを生成する。 T−DNA右側ボーダー切片およびlacZ’遺伝子を
含有するpCGNRBx2Xの728bpBglII
−XhoI断片をBglII −XhoI消化pCGN
658δKX−S+X内にクローン化してpCGN65
x2Xを置換する。ClaI断片pCGN65x2Xを
欠失させ、ClaIで消化することによりXhoIリン
カーで置換し、クレノウ酵素と処理してブラント末端を
生成し、そして合成XhoIリンカーDNAの存在下で
連結してpCGN65δ2XXを生成する。pCGN6
5δ2XXをBglII で消化し、そしてBglII
消化pCGN549(pCGN1532の項参照)と
融合させて、両方のプラスミドの骨格を含むpCGN1
530を生成する。pCGN1530をXhoIで消化
し、再連結し、次にpACYC184誘導骨格を欠失し
たゲンタマイシンクロラムフェニコール感受性クローン
を選択し、pCGN1530Aを生成する。mas5’
−kan−mas3’カセットを含有するpCGN15
36の2.43kbXhoI断片がXhoI消化pCG
N1530A内でクローン化されてpCGN1537を
生成する。 f.pCGN1540の最終配置 T−DNAボーダー間に植物選択性マーカー遺伝子およ
びlacZ’スクリーニング可能マーカー遺伝子(多重
クローニング部位と共に)を含有するpCGN1537
のBglII 断片をBamHI 消化pCGN153
2内にクローン化させる。複製のpBR322開始部位
に隣接するT−DNA右側ボーダーを生じる配向のクロ
ーンをpCGN1539と命名し、そして複製のRiプ
ラスミド開始部位に隣接するT−DNA右側ボーダーを
生じる配向のクローンをpCGN1540と命名する。 この二重ベクターはT−DNAボーダーの間に最低量の
DNA、アグロバクテリウム・チュメファシエンスにお
ける高い安定性、大腸菌内での多いコピー数、および標
的DNAのクローニングの場合に多重制限部位を有する
ブルー/ホムイトスクリーンを包含するいくつかの利点
を有する。ベクターはATCCに寄託された(ATCC
40586)。溶菌ペプチドを含むpBS2X35SL
ytPepのXbaI断片は、プロモータ断片が植物選
択可能なマーカー遺伝子に近接するように、pCGN1
540のXbaI部位にサブクローン化される。このプ
ラスミドはpBSbin2X35SLytPepと命名
され、下の実験に使用される。 E.アグロバクテリウムの形質転換 二重ベクターがアグロバクテリウム・チュメファシエン
スLB4404株内に以下の方法に従って形質転換され
る。アグロバクテリウム株をLBMG培地(50%Lブ
ロス,50%マンニトール−グルタメートブロス〔14
〕)5ml中30℃で一晩増殖させる。培養液5mlを
LBMG250mlに添加し、そして培養液濃度が60
0nmの波長でOD=0.6に達するまで激しく揺動す
る。細胞を8000×gで遠心分離することにより集め
、そしてLBMG5ml中に再懸濁する。細胞200μ
lをLBMG中の二重プラスミドDNA0.2ないし1
μgに添加し、そして混合物を同時にドライアイス/エ
タノールで凍結させる。5分後チューブを37℃の水浴
に5分間入れ、次にLBMG2mlを添加する。懸濁液
を30℃の水浴中に2ないし3時間保持し、次いで細胞
を遠心分離により集める。細胞を最低量のLBMG中に
再懸濁し、次いで選択培地(100μg/mlゲンタマ
イシン含有LBMGプレート)上にプレーティングする
。コロニーは30℃で2ないし3日後に現れる。プラス
ミドpBSbin2X35SLytPepをアグロバク
テリウム内で形質転換し、そして陽性コロニーをサザン
ブロット分析により選択および確認し、そして植物形質
転換実験に使用する。 【0053】実施例8:安定な形質転換およびトランス
ジェニック植物の再生 植物組織をこの分野で公知のあらゆる技術により上記ベ
クターで形質転換する。DNAを植物細胞中に導入する
ために使用される方法は例えば以下のものを包含する:
植物、植物組織もしくは細胞のアグロバクテリウム・チ
ュメファシエンスでの直接感染または両者の共培養〔2
0〕、外来DNAとプロトプラストとの処理〔40,4
9,41,30,11,37,EP164575,GB
2140822〕、ポリエチレングリコール(PEG)
との保温〔37〕、マイクロインジェクション〔42,
43〕、マイクロプロジェクタイルボンバードメント〔
25〕。 【0054】A.タバコの葉ディスク形質転換pH5.
6に調整し、0.15%マンニトール、50μg/ml
カナマイシン、50μg/mlスペクチノマイシンおよ
び1mg/mlストレプトマイシンを補足したグルタミ
ン酸塩培地中でアグロバクテリウム・チュメファシエン
スを18ないし24時間増殖させ、抗生物質を含まない
同一培地中0.2のOD600まで希釈する。 細菌を次に3ないし5時間増殖させ、0.2ないし0.
4のOD600まで希釈する。これを、文献〔20〕に
従ってGA7容器中無菌状態で生長させたニコチアナ・
タバカムのキサンチ栽培品種の葉から打ち抜かれた5な
いし7mmのディスクの感染のために用いる。葉ディス
クをムムシゲおよびスクーグの大量塩および少量塩含有
(MS)、1mg/lベンジルアデニンおよび1mg/
mlα−ナフタレン酢酸を含有する0.7%アガー上に
2日間保持し、50μg/mlカナマイシン、100μ
g/mlカルベニシリンおよび100μg/mlメフォ
キシンを含有する同様の培地に移す。ディスク上に形成
する苗条を切除し、そしてGA7容器中に50μg/m
lカナマイシンを含有するMS培地上で苗条片を継代培
養することにより6つの小植物が得られるまで増殖させ
る。無ホルモンで50μg/mlカナマイシンを含有す
る培地に小植物を根づかせ、土壌に移し、そしてフィト
トロン中で馴化させ、化学制御剤での誘導処理のために
温室に移す。開花時に花は自家受粉するように誘導され
る。種子を集め成熟させる。 【0055】B.トランスジェニックタバコカルスおよ
び植物の作出 アグロバクテリウムが葉ディスク(A)から形成するカ
ルスを形質転換するために用いられる。カナマイシン含
有MSBN選択培地上で形成するカルスを、MS大量塩
、少量塩、およびFe−EDTA(ギブコ,カタログ番
号500−1117;4.3g/l)、MSビタミン、
100mg/lミオイノシトール、20g/lショ糖、
2mg/lナフタレン酢酸および0.3mg/lカイネ
チンからなるカルス増殖培地上に維持する。MSBNに
カルス片を移し、次にAに記載した方法を行うことによ
りトランスジェニック植物を再生させるためにカルスが
使用され得る。 【0056】C.ニンジンの形質転換 アグロバクテリウムをAに記載したように増殖させる。 0.2のOD600まで希釈された細菌が、次に表面滅
菌されたニンジンからのディスク切片の感染に使用され
る。ニンジンを表面滅菌するために、ニンジンの皮をむ
き、クロロックスの20%溶液に20分間浸す。ニンジ
ンを滅菌水ですすぎ、5mmの片に切り、そして水アガ
ーの上に基部側を上にして置く。細菌20ないし50μ
lをディスクの上部表面に適用する。 【0057】D.ヒマワリの形質転換 アグロバクテリウムをAに記載したように増殖させる。 0.2ないし0.4のOD600まで希釈された細菌が
、次に以下のように調製されたヒマワリ植物の茎の感染
に使用される。ヒマワリの種子を10%カプタン中に1
0分間浸漬し、次に10%クロロックス中に10分間浸
漬し、滅菌水ですすぐ。種子被膜を除去し、そして0.
7%水アガー上で暗所中3日間発芽させ、その後それら
を23℃および昼と夜が12時間に設定されたラビリン
インキュベーターに移す。実生を1週間生長させ、その
後先端切除および切断茎表面への細菌の感染を行う。 【0058】E.トマトの形質転換 アグロバクテリウムをAに記載したように増殖させる。 0.2ないし0.4のOD600まで希釈された細菌が
、次に以下のように調製されたトマト実生の茎の感染に
使用される。トマトの種子を10%クロロックス中に2
0分間浸漬し、滅菌水ですすぐ。種子を0.7%水アガ
ー上で暗所中3日間発芽させ、その後それらを23℃お
よび昼と夜が12時間に設定されたラビリンインキュベ
ーターに移す。実生を1週間生長させ、その後先端切除
および切断茎表面への細菌の感染を行う。 【0059】F.ワタの形質転換 アグロバクテリウムをAに記載したように増殖させる。 0.2ないし0.4のOD600まで希釈された細菌が
、次に以下のように調製されたワタの子葉の感染に使用
される。ワタの種子を10%クロロックス中に20分間
浸漬し、滅菌水ですすぐ。種子を0.7%水アガー上で
暗所中発芽させる。実生を1週間生長させ、その後子葉
表面への細菌の感染を行う。 【0060】G.ゼア・メイズ優良近交系ファンク27
17の特別型のカルスの調製 ゼア・メイズ植物の優良近交系ファンク2717を温室
で開花まで生長させ、そして自家受粉させる。長さ約2
ないし2.5mmのはい含む未熟の穂を植物から除去し
、そして10%クロロックス溶液中で20分間殺菌する
。胚を穀粒から無菌的に除去し、そして胚軸を下側に向
けて、0.1mg/l2,4−D、6%(w/v)ショ
糖および25mML−プロリンを含み0.24%(w/
v)ゲルライトで固化されたOMS培地(開始培地)上
に置く。2週間の暗所中27℃での培養の後、胚盤上で
生長するカルスを胚から除去し、そして0.5mg/l
2,4−Dを含み0.24%(w/v)ゲルライトで固
化されたB5培地〔12〕上に置く。カルスを2週間毎
に新鮮培地に継代培養する。胚を開始培地上に置いてか
ら全体で8週間後、特別な型のカルスがその特徴的な形
態により同定される。このカルスは同一培地でさらに継
代培養する。さらに2ヵ月後、カルスを2mg/l2,
4−Dを含みゲルライトで固化されたN6培地に移し、
そして連続的に継代培養する。 【0061】H.ゼア・メイズ優良近交系ファンク27
17の懸濁培養液の調製 Gに記載されたカルスを全体で少なくとも6ヵ月継代培
養する。継代培養のために選択されたカルスの型は、液
体培地中に入れた時小さい個々の細胞集合体に分離する
ように、比較的粘着性でなく、球形のそして非常に脆い
ものである。大きく生長した細胞の凝集体を含む培養液
は保持されない。ゼア・メイズ優良近交系ファンク27
17の特別な型のカルスの一部500mgを125ml
デロングフラスコ中の2mg/l2,4−D含有N6培
地30ml中に入れる。ロータリーシェーカー上(13
0rpm,移動距離2.5cm)で暗所中26℃での培
養1週間後、培地を新鮮培地に移す。懸濁液をこのよう
にして1週間後再び継代培養する。この時培養液を検査
し、そして大きく増殖した細胞のないものを保持する。 大きく増殖した細胞を有する凝集体を含む懸濁培養液を
廃棄する。好ましい組織は、通常の細胞凝集体のもにん
のに比べて特徴的に平滑な表面を有する密集した細胞分
裂性細胞凝集体からなる。保持された培養液はこれらの
小さな凝集体中に現れた細胞の少なくとも50%を有す
る。これは望ましい形態である。これらの懸濁液は、1
週間より短い倍加時間であって速い成長速度を有する。 懸濁培養液は0.5mlPVC(充填セル容量:ピペッ
ト中の設定セル容量)を25mlの新鮮培地に移すこと
により継代培養される。このようにして継代培養を4な
いし6週間行った後、培養液は1週間毎の継代培養あた
り2ないし3倍に増加する。細胞の75%以上が望まし
い形態である培養液がさらに継代培養を行うことにより
保持される。ポアサイズ630μmのステンレス鋼ふる
いを周期的に通すことが培養液の分散を高めるためにあ
る場合には行われるが、必ずしも必要ではない。 I.ゼア・メイズの懸濁培養液からプロトプラストの調
製 Hで調製された懸濁培養液のPVC1ないし1.5ml
を、4%(w/v)セルラーゼRSとKMC(8.65
g/lKCl,16.47g/lMgCl2・6H2
O,12.5g/lCaCl2 ・2H2O,5g/l
MES,pH5.6)塩溶液中の1%(w/v)リゾチ
ームとからなるろ過滅菌混合物10ないし15ml中で
保温する。ゆっくり揺れるテーブル上ににおいて30℃
で消化を3ないし4時間行う。調製液はプロトプラスト
放出に対して倒立顕微鏡で追跡する。放出されるプロト
プラストを以下のように集める:調製液を100μmメ
ッシュシーブ、次に500μmメッシュシーブを通して
ろ過する。プロトプラストをシーブ上において酵素溶液
の最初の容量と同じ容量のKMC塩溶液で洗浄する。プ
ロトプラスト調製液10mlを種々の使い捨て遠心用チ
ューブに入れ、そして0.6Mショ糖溶液(0.1%(
w/v)モルホリノエタンスルホン酸(MESおよびK
OH)でpH5.6に緩衝化)1.5ないし2mlを下
層とした。チューブを60ないし100×gで10分間
遠心分離し、そして界面に集まるプロトプラストをピペ
ットで集め、そして新しいチューブに入れる。プロトプ
ラスト調製液を新鮮なKMC塩溶液10ml中に再懸濁
し、そして60ないし100×gで遠心分離する。上澄
みを除去して廃棄し、残っている滴中にプロトプラスト
をゆっくり再懸濁し、次いで13/14強度のKMC1
0mlを添加する。5分間再び遠心分離した後、上澄み
を再び除去し、そしてプロトプラストプロを6/7強度
のKMC溶液中に再懸濁する。一部を計数のための採取
し、そして再び遠心分離により沈殿させる。プロトプラ
ストを、KM−8p培地または0.5Mマンニトール含
有6mM MgCl2 または形質転換用のその他の
適当な培地中にmlあたり107 で再懸濁させる。 【0062】J.ゼア・メイズプロトプラストのエレク
トロポレーションによる形質転換 a.熱ショックを除いて全ての段階が室温(22ないし
28℃)で行われる。プロトプラストをIの最後の段階
において、0.1%(w/v)MESおよび6mM
MgCl2 を含有する0.5Mマンニトール中に再懸
濁させる。懸濁液の耐性をダイアログ・エレクトロポリ
ーター(ダイア−ログ・ゲーエムベーハー,ドイツ国D
−4000デュッセルドルフ)のチャンバー中で測定し
、そして300mM MgCl2 溶液を用いて1な
いし1.2kオームに調整する。試料を含有するチュー
ブを45℃の水浴に45℃で浸漬し、次に氷上で室温ま
で冷却することによりプロトプラストに熱ショックを与
える。植物選択性ハイグロマイシン耐性遺伝子を含む線
状化プラスミド〔44〕またはキメラ遺伝子構築物4g
および子牛胸腺担体DNA20μgを上記懸濁液0.2
5mlに添加する。0.5Mマンニトール含有30mM
MgCl2 中の24%(w/v)PEG(MW8
000)溶液0.125mlをプロトプラストに添加す
る。混合物を十分に、しかしゆっくり混合し、そして1
0分間保温する。試料をエレクトロポレーターのチャン
バーに移し、そして試料を10秒間隔で3回加える(1
500,1800,2300または2800Vcm−1
の初期電圧,1μ秒の指数関数的破壊時間)。プロトプ
ラストを以下のように培養する。試料を6cmペトリ皿
に室温でプレーティングする。さらに5ないし15分後
、1.2%(w/v)シープラークアガロースおよび1
mg/l 2,4−Dを含有するKM−8p培地3m
lを添加する。アガロースおよびプロトプラストを十分
に混合し、そして培地をゲル化させる。 b.1つまたはそれ以上の以下の変形を行ってaが繰り
返される:(1)プロトプラスト調製液の耐性が0.5
ないし0.7kオームに調整される。 (2)使用されるPEGが分子量4000を有するPE
Gである。 (3)PEGが添加されないか、または12%(w/v
)PEG1/2容量が添加される。 (4)パルスが3秒の間隔で適用される。 (5)プロトプラストが16℃の温度に冷却されたプレ
ート上に置かれた皿中でのエレクトロポレーションの後
にプレーティングされる。 (6)プロトプラストをエレクトロポレーションの後に
チューブ中に入れ、6/7強度のKMC溶液またはW5
溶液(380mg/lKCl,18.375g/lCa
Cl2 ・2H2 O,9g/lNaCl,pH6.0
からなる)10mlで洗浄し、次に60×gで10分間
の遠心分離により集め、KM培地0.3ml中に再懸濁
し、そしてaのようにプレーティングする。 (7)子牛胸腺担体DNAを添加しない。 【0063】K.ゼア・メイズプロトプラストのPEG
での処理による形質転換 a.Iの最後の段階でプロトプラストを12ないし30
mM MgCl2 含有の0.5Mマンニトール溶液
中に再懸濁する。45℃5分間の熱ショックをJに記載
のように行う。プロトプラストを遠心チューブ中の形質
転換のための一部に分散させ、チューブあたり懸濁され
るプロトプラストを0.3mlとする。次の10分間に
以下の物質を添加する:DNA(Jと同様)およびPE
G溶液(MW6000,40%(W/V);0.1MC
a(NO)3 および0.4Mマンニトール含有;KO
HでpH8ないし9)で最終PEG濃度を20%とする
。一部を時折揺動しながら30分間保温し、次いでプロ
トプラストをペトリ皿中に入れ(直径6cmあたり初期
プロトプラスト懸濁液0.3ml)、そしてJに記載の
ように培養する。 b.aを繰り返し、プロトプラストを洗浄し、2ないし
3分の間隔で5回W5溶液0.3mlを添加することに
よりPEG溶液中で30分間の保温を行う。プロトプラ
スト懸濁液を遠心分離し、上澄みを除去し、そしてプロ
トプラストをJ.aに記載のように培養する。 c.PEG最終濃度を13と25%(w/v)の間にす
る以外はaおよびbを繰り返す。 【0064】L.プロトプラストからカルスの再生アガ
ロース中にプロトプラストを含有する植物を26℃で暗
所に置く。14日後、コロニーがプロトプラストから生
じる。コロニーを含むアガロースを2mg/l2,4−
Dを含みゲルライトで固化されたN6培地を含有する直
径9cmのペトリ皿の表面に移す。この培地を2N6と
命名する。カルスをさらに26℃で暗所中培養し、そし
てカルス片を新鮮な固体2N6培地上に2週間毎に継代
培養する。 【0065】M.ゼア・メイズの形質転換されたカルス
の選択 形質転換された細胞を選択するために100mg/lま
たは200mg/lハイグロマイシンBを2N6培地に
添加する変形を行った以外はLを繰り返す。 【0066】N.トウモロコシ植物の再生a.カルスを
維持のために2N6培地上に置き、そして再生開始のた
めにON6(2,4−Dを含まないN6培地)およびN
61培地(0.25mg/l2,4−Dおよび10mg
/lカイネチン含有のN6培地)上に置く。ON6およ
びN61培地上で生長するカルスを明所(白色蛍光灯か
ら840ないし8400ルクスの光を16時間/日)中
で生長させる。N61培地上での延長された時間は有害
であるので、N61培地上で生長するカルスを2週間後
にON6培地に移す。カルスが幾つかの培地配合物に再
び移されても、カルスを2週間ごとに継代培養する。小
植物が約4ないし8週間で現れる。小植物が少なくとも
2cmの高さに達したら、GA7容器中のON6培地に
移す。根が2ないし4週間で形成され、そして根が生長
を支持するのに十分形成されたら、小植物をピートポッ
ト中に土壌に移し、日陰に最初の4ないし7日置く。馴
化を補助するために、2ないし3日小植物の上に透明な
プラスチックカップを逆さにかぶせておくおくことはし
ばしば有利である。植物が確立されたら、通常のトウモ
ロコシ植物として処理し、温室で成熟させる。後代を得
るために、植物は自家受粉されるか、または野生型と交
雑させる。 b.カルスを維持するために使用される培地に100m
g/lまたは200mg/lハイグロマイシンBを添加
する変形を行った以外はaを繰り返す。 【0067】O.ダクチリス・グロメラタ(カモガヤ)
の組織から胚形成性懸濁液の調製 a.胚形成性カルスを温室栽培カモガヤの幼若葉の基部
から開始する〔16〕。葉の表面をクロロックス(5.
25%(w/v)次亜塩素酸ナトリウム,クロロックス
・カンパニー,カリフォルニア州オークランド)の1:
10希釈液中に約10分間浸漬することにより滅菌し、
次に長さまたは直径1ないし5cmの小片に無菌的に切
断する。これらの切片を、ゲル化剤として0.8%(w
/v)アカロース含有の無菌SH−30培地上に置く。 約25℃の培養下、プレーティング後2ないし6週間で
カルスまたは胚形成性構造物が現れる。新鮮SH−30
培地上での2ないし4週間毎の継代培養および25℃暗
所での培養により胚形成性カルスが維持される。 b.胚形成性懸濁培養液を、45μMジカムバおよび4
g/lカゼイン加水分解物含有の液体培地〔15〕50
ml中に胚形成性カルスを新鮮重量で約0.5g置くこ
とにより開始する。懸濁培養液を金属キャップおよびパ
ラフィルムで密封された125mlデロングフラスコ中
、16時間の照明(3300ルクス)、8時間の暗所の
光条件下、ジレイターシェーカー上約130rpmで生
長させる。約4週間後、大きな凝集体を約30秒間沈殿
させ、そして小さい細胞クラスターを含む上澄み培地の
10mlを除去し、そして新鮮培地50mlに移す。 小さい細胞質細胞の存在基づいてより小さい凝集体およ
びよりよい品質により判断される最も成功率の高い培養
物を用いて、上記操作を3ないし4週間毎に繰り返す。 5ないし8回の移し変えの後に、懸濁液は非胚形成性細
胞を実質的に含まず、そして胚形成性細胞クラスターは
極めて小さい(150ないし2000μm)。 【0068】P.ダクチリス・グロメラタのプロトプラ
ストの単離および精製 細胞をナルゲン0.2μmフィルター単位で無菌ろ過し
、そして次にペトリ皿中のプロトプラスト酵素混合物1
2.5mlに新鮮重量で約0.5gの細胞を添加するこ
とによりOの胚形成性懸濁培養液からプロトプラストを
調製する。酵素混合物は2%(w/v)セルラーゼRS
、7mM CaCl2 ・H2 O、0.7mM
NaH2 PO4 ・H2 O、3mM MES(p
H5.6)、グルコース(550mOs/kgH2 O
,pH5.6)からなり、そしてろ過滅菌される。混合
物をオービタルシェーカー上約50rpm、400ルク
ス未満の照明下、約4ないし5時間回転させる。消化物
を次にステンレスシーブ(100μmメッシュサイズ)
に通し、12mlの遠心チューブに分配し、約60ない
し100×gで約5分間遠心分離する。プロトプラスト
含有沈殿物を次に、グルコースで550mOs/kgH
2 Oに調整したプロトプラスト培養培地KM−8pで
3回洗浄する。この時点で、浮上段階をプロトプラスト
の精製のためにさらに行ってもよい。この場合、洗浄プ
ロトプラストをショ糖で700mOs/kgH2 Oに
調整したプロトプラスト培養培地KM−8p10mlの
上層に乗せる。約60ないし100×gで約10分間遠
心分離後、界面のプロトプラストバンドを細かいピペッ
トを用いて集める。 最後にプロトプラストをKM−8p1ないし2ml中に
再懸濁させ、そしてステンレスメッシュスクリーン(2
0μmメッシュサイズ)に通す。放出されたプロトプラ
ストを集め、洗浄し、そしてKM−8p培地中に、また
は形質転換のために適当な浸透圧調整培地に再懸濁させ
る。 【0069】Q.ダクチリス・グロメラタのプロトプラ
ストの培養およびカルスの生長 a.精製プロトプラストを、1.3%(w/v)シープ
ラークアガロースをおよび30ないし40%(w/v)
調整培地(3ないし4週齢のダクチリス・グロメラタの
胚形成性懸濁培養液を滅菌ナルゲン0.2μmフィルタ
ーに通し、グルコースを添加して550mOs/kgH
2 Oに調整し、そして再びろ過滅菌することにより得
られた)を含有するKM−8p培養培地中にmlあたり
約5×105 プロトプラストの密度で置く。次いでプ
レートを暗所中28℃の定温で置く。10ないし14日
後アガロースをウェッジに切断し、最初のアガロース添
加培養液3mlあたり3%(w/v)と共にSH−45
懸濁培養液20mlを用いて「ビーズカルチャー」〔4
8〕中に置く。プレートを平坦シェーカー上に置き、6
70ルクスの照明中50rpmで揺動する。新しい懸濁
培養液はアガロースからコロニーが生長するとき形成さ
れ、そして細胞を液体培地中に放出する。生成する懸濁
液培養された細胞をアガー固化SH−30培地上に置き
、そしてカルスが形成されるまで暗所中25℃で置く。 b.培地が調整培地を含まないことを除いて上と同様に
プロトプラストが培養される。 【0070】R.ダクチリス・グロメラタのプロトプラ
ストのエレクトロポレーションによる形質転換a.プロ
トプラストの精製直後に、エレクトロポレーションが線
状化プラスミドを用いて行われる〔48〕。最後の洗浄
後、エレクトロポレーション緩衝液(0.4Mマンニト
ール,6mM MgCl2 )中にmlあたり約7×
107 プロトプラストの密度でプロトプラストを再懸
濁させる。プロトプラストを次に10mlの遠心チュー
ブ中に0.7ml入れる。プラスミドDNAおよび超音
波処理された子牛胸腺DNA(シグマ)をそれぞれ最終
濃度10μg/mlおよび50μg/mlになるように
チューブに添加する。次にPEG溶液〔0.4Mマンニ
トール、0.1%(w/v)MES(pH5.6)含有
30mM MgCl2 中の24%(w/v)PEG
(MW6000)〕溶液0.38mlを添加し、そして
溶液をゆっくり混合する。プロトプラスト懸濁液をダイ
アログ・エレクトロポリーターのチャンバー中に移し、
そして初期電圧3250V/cm10パルスおよび1μ
秒の指数関数的破壊時間を30秒間隔で適用する。試料
をチャンバーから取り出し、そして直径10cmペトリ
皿にプレーティングする。1.2%(w/v)シープラ
ークアガロースを含有するKM−8p培地10mlを添
加し、プロトプラストを培地に均一に分配し、そして培
地をゲル化させる。 b.初期電圧として3500V/cm、4000V/c
m、5000V/cm、3000V/cmまたは250
0V/cmが用いられる以外はaを繰り返す。 c.PEGの分子量が4000または8000のものを
使用する以外aおよびbを繰り返す。 d.PEG最終濃度が10%と30%(w/v)の間で
あることを除いて、aないしcを繰り返す。 【0071】S.ダクチリス・グロメラタのプロトプラ
ストのPEGでの処理による形質転換 a.PEG介在直接遺伝子導入が文献〔37〕に従って
行われる。使用されるDNAは線状化プラスミドである
。最後の洗浄に続き、15mM MgCl2含有の0
.5Mマンニトール中にプロトプラストをmlあたり約
2×106 の密度で懸濁させる。プロトプラスト懸濁
液1mlを10mlの遠心チューブに入れる。DNAを
Rに記載のように添加し、次いでPEG溶液0.5ml
を添加する〔PEG溶液(MW4000,40%(W/
V);0.1MCa(NO)3 および0.4Mマンニ
トール含有;pH7.0〕。溶液をゆっくり混合し、そ
して室温(約24℃)で30分間時折揺動しながら保温
する。洗浄液1.4mlを添加し、そしてチューブの内
容物をゆっくり混合する。洗浄液は87mMマンニトー
ル、115mM CaCl2 、27mM MgC
l2 、39mM KCl、7mMトリスHClおよ
び1.7g/lミオイノシトール(pH9.0)からな
る。さらに洗浄液1.4mlを4分間隔で添加し、各添
加の後に混合する。チューブを次に約60×gで約10
分間遠心分離し、そして上澄みを廃棄する。沈殿したプ
ロトプラストを1mlKM−8p培養培地中に取り出し
、そして10cmのペトリ皿に置く。シープラークアガ
ロースを含有するKM−8p培地10mlを添加し、プ
ロトプラストを培地に均一に分配し、そして培地をゲル
化させる。 b.以下の変形を1またはそれ以上行いaを繰り返す:
(1)洗浄液のpHを5.6または7.0に調整する。 (2)使用されるPEGは分子量6000、2000ま
たは8000のものである。 (3)洗浄培地は154mM NaCl、125mM
CaCl2 、5mM KCl、5mMグルコー
スからなりKOHでpH6.0に調整されたもの、0.
2M CaCl2 、0.1%(w/v)MESから
なりKOHでpH6.0に調整されたもの、または0.
2M CaCl2 、7mMトリスHClからなりK
OHでpH9.0に調整されたものである。 【0072】T.ダクチリス・グロメラタのプロトプラ
ストのエレクトロポレーションまたはPEGでの処理に
よる形質転換 形質転換は、プロトプラストの一部をチューブに分配す
る前または後に、およびPEGの添加の前に約5分間4
5℃でプロトプラストを処理する以外はRまたはSの記
載の通り行われる。 【0073】U.形質転換されたコロニーの選択a.R
ないしTからのプロトプラストを含有する培養プレート
(ペトリ皿)を暗所中約25℃で10日間保温し、次に
「ビーズカルチャー」のために5つの同様な片に切断す
る。そのうち4つを、4g/lカゼイン加水分解物およ
び20μg/mlハイグロマイシンB含有のSH−45
培養培地20ml中に各々入れる。第5の片を非選択対
照としてハイグロマイシンB非含有の同様の培地20m
l中に入れる。4ないし5週の後、カナマイシンB中に
生長する形質転換されたと考えられるプロトプラスト誘
導細胞コロニーをアガロースから切出し、20μg/m
lハイグロマイシンB含有のSH−45培養培地2ml
含有の19mmのペトリ皿に置き、これをオービタルシ
ェーカー上約50rpmで揺動する。さらに4ないし5
週の後、新しい懸濁液を作るように生長する全てのコロ
ニーを125mlエルレンマイヤーフラスコ中に移し、
そして培地中に20μg/mlカナマイシンBを含有す
ることを除いて親懸濁培養と同様の方法で生長させる。 新しい懸濁液を、4g/lカゼイン加水分解物および2
0μg/mlハイグロマイシンB含有のSH−45培養
培地を用いて1ないし3週間毎に継代培養する。これら
の懸濁液からの細胞を20μg/mlハイグロマイシン
B含有のSH−30固化培地上に置き、そして暗所中約
25℃で保温する。プレーティングされた細胞からのカ
ルス生長体は新鮮培地上で2週間毎に継代培養される。 ハイグロマイシンBの存在下で生長する細胞を形質転換
体であるとみなす。 b.ハイグロマイシンB含有培地中で生長するプロトプ
ラスト誘導細胞コロニーが、20μg/mlハイグロマ
イシンB含有のSH−30培地のアガープレートにプレ
ーティングされ、で暗所中25℃で保温されること除い
て、選択は上記同様に行われる。 【0074】V.形質転換されたダクチリス・グロメラ
タ植物の再生 a.プロトプラストから誘導されたダクチリス・グロメ
ラタのカルス(Uに記載されたように得られる)を固化
SH−30培地上で生長させ、そして2週間毎に継代培
養する。形成される胚を取り出し、そして発芽培地(S
H−0)上にプレーティングし、そして3800ないし
4600ルクスの照明下に置く。これらの胚の発芽は1
ないし4週で起こり、そして生成する小植物をSH−0
培地上照明下に置き、根系を形成させる。それらを6な
いし12葉期に温室に移し、そして徐々に馴化させる。 b.プロトプラストから誘導されたカルス(Uに記載さ
れたように得られる)を0.24%(w/v)ゲルライ
トで固化させたSH−0培地上3800ないし4600
ルクスの照明下で生長させ、そして2週間毎に継代培養
する。生成する小植物を0.24%(w/v)ゲルライ
トおよび0.4%(w/v)アガーで固化させたSH−
0:OMS=1:1混合培地上照明下に置き、根系を形
成させる。それらを6ないし12葉期に温室に移し、そ
して徐々に馴化させる。 c.小植物体が上記のように得られ、そして0.8%(
w/v)アガーで固化させたOMS培地上照明下に置き
、根系を形成させる。それらを6ないし12葉期に温室
に移し、そして徐々に馴化させる。 d.小植物体が上記のように得られ、そして0.12%
(w/v)ゲルライトおよび0.4%(w/v)アガー
で固化させたSH−0:OMS=1:1混合培地上照明
下に置き、根系を形成させる。それらを6ないし12葉
期に温室に移し、そして徐々に馴化させる。 【0075】実施例9:全ての遺伝子を含有するトラン
スジェニックT3種子系の獲得 トランスジェニック植物の遺伝子型命名には以下の方法
がここでは用いられる:形質転換から生じ、そして組織
培養から生長した最初の植物をT1植物と命名する。T
1植物の天然花の自家受粉から生じる植物をT2植物と
命名する。これは通常の減数分裂の間に新規遺伝子型を
獲得したものである。同様に、T2植物(すなわちT2
種子から生長した)の天然花の自家受粉から生じた種子
をT3と命名する。以下同様である。 【0076】トランスジェニック植物(T1)を成熟さ
せる。花を自家受粉させ、そして通常の乾燥の後に種子
サヤを集める。個々の植物からの種子を集め、別々に保
存する。各種子ロットを、カナマイシン耐性特性を生じ
るメンデル遺伝子座の数を決定するために、遺伝子分離
分析により試験する。T2種子は2%次亜塩素酸塩含有
の0.02%(v/v)ツイーン20で表面滅菌し、次
に滅菌水ですすぐ。約150個の種子を、150μg/
mlカナマイシン含有の0.2X MS塩〔36〕で
飽和させた濾紙上に置く。発芽および約5mmまでの子
葉の生長の後に、通常の緑子葉(kan−r)対脱色子
葉(kan−s)の比率を決定する。約3:1(kan
−r:kan−s)の比率を示すT2種子ロットだけを
さらに分析する。この分離比はカナマイシン遺伝子を生
じる単一のメンデル遺伝子座を示す。 【0077】4ないし10の植物が各T2種子ロットか
ら成熟し(上記同条件)、そして自家受粉させる。T3
種子の選択、種子滅菌、および種子発芽を上と同様に行
う。試験された種子(n=150)の100%がkan
−r表現型を示すT3種子ロットが特質に対してホモ接
合性である(すなわちホモ接合性T2親植物から生じる
)とみなし、表現型分析のために保存する。 【0078】次いで慣用の育種技術が3つの全ての遺伝
子を同一植物に得るために用いられる。 【0079】以上、本発明の特定の実施態様について記
載したが、本明細書の記載から考えられ得る数々の変形
、変更および態様は、本発明の範囲内であるとみなされ
る。 【0080】 【表5】文献一覧 【配列表】 【0081】配列番号:1 配列の長さ:22 配列の型:ペプチド 【0082】配列番号:2 配列の長さ:75 配列の型:ヌクレオチド 【0083】配列番号:3 配列の長さ:75 配列の型:ヌクレオチド 【0084】配列番号:4 配列の長さ:38 配列の型:ヌクレオチド 【0085】配列番号:5 配列の長さ:38 配列の型:ヌクレオチド 【0086】配列番号:6 配列の長さ:30 配列の型:ヌクレオチド 【0087】配列番号:7 配列の長さ:27 配列の型:ヌクレオチド 【0088】配列番号:8 配列の長さ:38 配列の型:ヌクレオチド 【0089】配列番号:9 配列の長さ:1358 配列の型:ヌクレオチド 【0090】配列番号:10 配列の長さ:28 配列の型:ヌクレオチド 【0091】配列番号:11 配列の長さ:42 配列の型:ヌクレオチド 【0092】配列番号:12 配列の長さ:81 配列の型:ヌクレオチド 【0093】配列番号:13 配列の長さ:14 配列の型:ヌクレオチド 【0094】配列番号:14 配列の長さ:17 配列の型:ヌクレオチド
解酵素の組合せを有効成分として使用することによる植
物病原体防除用組成物に関する。さらに詳しくは、本発
明は、病原体の細胞膜への溶菌ペプチドの接近を促進す
ることにより該溶菌ペプチドの効果を高めるために少量
のキチナーゼおよび/またはβ−1,3−グルカナーゼ
が使用されている抗病原体組成物に関する。本発明はさ
らに、溶菌ペプチドおよび加水分解酵素を産生し得るト
ランスジェニック植物ならびに植物病原体の防除方法に
関する。 【0002】 【従来の技術】いくつかの溶菌ペプチドが広範囲の生物
に対して活性であり、それ以外の溶菌ペプチドはほとん
ど産生されないか、または効果がないことは知られてい
る。溶菌ペプチドの一つの標的が膜であることも知られ
ている。抗微生物活性を有する数種の溶菌ペプチドのア
ミノ酸配列はWO89/04371に開示されている。 加水分解酵素、例えばキチナーゼおよびβ−1,3−グ
ルカナーゼが菌類の成長を阻害することは知られている
〔46,32,7:本明細書において〔 〕内の数字
は表5にまとめて示す参考文献一覧の数字と一致する〕
。 さらに、それらの酵素はかなり容易に精製できる〔5〕
。文献〔28〕にはヒト好中球デフェンシンに構造的に
相同であるウサギ顆粒細胞からの6種の抗微生物ペプチ
ド(AMP)が開示されている。ウサギAMPのうち3
種(NP−1,NP−2およびNP−3a)はカンジダ
・アルビカンス(Candida arbicans)
に対して有効であると開示されている。文献〔28〕に
はさらに、NP−5はカンジダ・アルビカンスに対して
直接殺菌性ではないけれども、NP−5とNP−1の両
方に菌類が暴露された場合にNP−1の殺菌作用を高め
る、いわゆる相乗効果を示すことが開示されている。文
献〔39〕はβ−1,3−グルカナーゼとキチナーゼの
組合せがイネの処置に有用である有効な殺菌剤および殺
バクテリアであることを開示している。WO89/00
976は標的作物中でキチナーゼ酵素をコードする遺伝
子を発現することより鱗翅目の幼虫からの栽培植物の損
傷を阻害することを開示している。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】本発明の一つの課題は
植物病原体(好ましくは菌類、バクテリアおよび線虫)
を防除するための新規組成物を提供することである。こ
れらの新規組成物は植物に冒す広範囲の病原体に対して
優れた有効性を示す。本発明のもう一つの課題は植物病
原体の膜が溶菌ペプチドによってより容易に分解される
組成物を提供することである。本発明のその他の課題は
以下の物および方法を提供することである:・抗病原体
有効性を誘導し得る抗病原体性薬剤・抗病原体性薬剤の
上記新規組合せを用いる抗病原体性組成物 ・1種またはそれ以上の溶菌ペプチドおよび1種または
それ以上の加水分解酵素の植物細胞内での発現に基づく
抗病原体有効性を有するトランスジェニック植物・溶菌
ペプチドおよび加水分解酵素をコードするDNA配列を
含むトランスジェニック植物 ・細胞壁を分解し、そして病原体の膜を溶菌ペプチドに
より容易に接近させる加水分解酵素を植物病原体に暴露
することによる該病原体の防除方法。誘導性加水分解酵
素、好ましくはキチナーゼおよびβ−1,3−グルカナ
ーゼが溶菌ペプチドと組み合わせて使用されるのが本発
明の別の態様である。加水分解酵素の組合せが広範囲の
溶菌ペプチドと有効であることが本発明のもう一つの態
様である。非常に少量のキチナーゼおよびβ−1,3−
グルカナーゼが溶菌ペプチドの阻害効果を著しく高める
ことに有効であることが本発明の一つの利点である。 【0004】 【課題を解決するための手段】本発明によれば、抗病原
体性組成物が有効成分として溶菌ペプチドと加水分解酵
素の組合せを用いて提供される。溶菌ペプチドは植物病
原体の細胞膜を攻撃する。該病原体の細胞膜は細胞壁に
より保護されているから、本発明者等は細胞壁溶解酵素
の使用が溶菌ペプチドを植物病原体の細胞膜により接近
しやすくするであろうことを提案した。本発明者等はさ
らに、細胞壁溶解酵素と溶菌ペプチドの組合せが病原体
への溶菌ペプチドの阻害効果を高めるであろうことを仮
定した。そして、本発明者等は非常に少量の加水分解酵
素が試験された全ての溶菌ペプチドの阻害効果を顕著に
高め得ることを見出した。 【0005】本明細書において「有効成分」とは、1種
またはそれ以上の溶菌ペプチドと1種またはそれ以上の
加水分解酵素との、病原体の成長を阻害する組合せを意
味するために使用される。本発明の有効成分は抗病原体
性組成物、配合剤または製剤における一成分として使用
されてもよい。 【0006】本明細書において「農学的に許容性の担体
」とは農薬の分野で公知である物質またはそれらの組合
せを意味するために使用され、そして適当である場合に
は固体または液体助剤、溶媒、ならびに界面活性剤およ
び農薬には慣用のその他の化合物を包含し得る。 【0007】本明細書において使用されているような物
質または組成物の「抗病原体有効量」とは植物に施用さ
れたとき、またはトランスジェニック植物中に発現され
たとき、標的植物病原体を殺すか、または該病原体の成
長を阻害するであろう量を意味する。 【0008】本明細書において「植物病原体」は菌類、
バクテリア、線虫および昆虫を包含する。本発明に係る
好ましい標的植物病原体は菌類およびバクテリアである
。 【0009】本明細書において「溶菌ペプチド」および
「細胞膜溶菌ペプチド」は、病原体の細胞膜に浸透もし
くは該細胞膜を溶解または該細胞膜にその他の様式で損
傷を与える性質により抗病原体有効性であり得るあらゆ
る天然もしくは合成ペプチドまたはそれらの機能的誘導
体を意味するために使用される。動物、植物、昆虫およ
び微生物起源の多くの溶菌ペプチド、例えば哺乳類デフ
ェンシン、セクロピン(cecropins)、チオニ
ン(thionins)、メリチン(mellitis
)、昆虫デフェンシン、マガイニン(magainin
s) 、アタシン(attacins)、ジプテリン(
dipterins) 、サペシン(sapecins
)、カエルリン(caerulins) 、キセノプシ
ン(xenopsins) およびそれらのハイブリッ
ドがあり、それらは本発明において使用され得るが、こ
れに限定されない。そのような溶菌ペプチドのアミノ酸
配列はWO89/1129、WO86/04356、W
O88/05826、US4810777およびWO8
9/04371、ならびに文献〔3〕および〔47〕参
照。 【0010】合成ペプチドもまた本発明の溶菌ペプチド
として有用であり、それらは上記溶菌ペプチドの一つの
機能的誘導体であるか、またはそれらの機能的ハイブリ
ッドであってよい。そのような合成ペプチドの一例は、
マガイニンの誘導体であり、配列番号:1のアミノ酸配
列を有する合成ペプチドNo.3である〔53〕。 【0011】本明細書で使用されているような溶菌ペプ
チドという用語は細胞膜に対して活性である物質、例え
ばリゾチームおよびホスホリラーゼを包含する。上記溶
菌ペプチドと同様に、本発明のリゾチームは酵素機能を
介して病原体の細胞膜に浸透もしくは該細胞膜を溶解ま
たは該細胞膜にその他の様式で損傷を与えることができ
る。ホスホリラーゼは細胞膜のリン脂質を攻撃する。 【0012】溶菌ペプチドの代わりに、その他の細胞膜
分解性成分もまた本発明の有効成分として使用され得る
。例えば、細胞膜分解性界面活性剤例えばトリトンおよ
びSDSを使用することが本発明の範囲内である。 【0013】本明細書において「加水分解酵素」、「細
胞壁ヒドロラーゼ」、「植物ヒドロラーゼ」および「細
胞壁加水分解酵素」とは植物病原体の細胞壁の分解を補
助し得るあらゆる天然または合成酵素を意味するために
使用される。加水分解酵素は外部から施用されても、ま
たは細胞中に構造成分としてもしくは誘導されて発現さ
れてもよい。本発明において施用され得る加水分解酵素
はキチナーゼおよびβ−1,3−グルカナーゼを包含す
る。 【0014】本明細書で使用されているような「構造成
分として」という用語は細胞中にいつでも存在する加水
分解酵素またはその他の物質を意味する。また、「誘導
されて」という用語は、植物がある抑圧条件または外部
刺激に曝されたときにだけ植物細胞中に存在する加水分
解酵素またはその他の物質を意味し、そしてそれにより
加水分解酵素またはその他の物質の産生または存在が活
性化されるか、または増加される。 【0015】本発明の有害生物防除組成物の標的であり
得る植物病原体は以下のクラスのものを包含する:バク
テリア(例えばシュードモナス、キサントモナスおよび
エルウィニア);菌類、例えば不完全菌類(例えばボト
リチス、セプトリア);子嚢菌類(例えばエリシフェ、
モニリア);オオマイセテス(例えばペロノスポラ、フ
ィトフトーラ、プラスモパラ、コレトトリクムおよびフ
ィチウム);バシドマイセテス(例えばリゾクトニアお
よびプシニア);ならびに昆虫および線虫(例えばメロ
イドジーン、カエノルハブジチス、グロボラ、ヘテロデ
ラおよびプラチレンカスの種)。例えば病原菌はボトリ
チス・シネレア、コレトトリクム・ラゲナリウム、エリ
シフェ・グラミニス(小麦病原菌)、モニリア・フルク
チコラ、ペロノスポラ・タバシナ、フィトフトーラ・パ
ラシチカ、プラスモパラ・ビチコラ、フィチウム・ウル
チマム(土壌病原菌)、リゾクトニア・ソラニ(別の土
壌病原菌)およびセプトリア・ノドルム(小麦病原菌)
の種を包含し得る。 【0016】本発明の範囲内で保護されるべき標的作物
は以下の植物種を包含する:トウモロコシ、穀類(例え
ば小麦、大麦、ライ麦、オート麦、イネ、モロコシおよ
び関連作物)、ビート(例えばサトウダイコンおよびフ
ォダービート)、核果、ナシ状果および軟果(例えばリ
ンゴ、ナシ、プラム、モモ、アーモンド、チェリー、イ
チゴ、ラズベリーおよびブラックベリー)、マメ科植物
(例えばビーン、ヒラマメ、エンドウ、ダイズ)、油科
植物(例えばアブラナ、マスタード、ポピー、オリーブ
、ヒマワリ、ココナッツ、ヒマシ油植物、ココア豆、落
花生)、キュウリ科植物(例えばキュウリ、マロウ、メ
ロン)、繊維植物(例えばワタ、アマ、アサ、ジュート
)、柑橘系果物(例えばオレンジ、レモン、グレープフ
ルーツ、マンダリン)、野菜(例えばホウレンソウ、レ
タス、アスパラガス、キャベツ、ニンジン、タマネギ、
トマト、ジャガイモ、パプリカ)、クスノキ科(例えば
アボカド、シナモン、樟脳)、または植物例えばタバコ
、ナッツ、コーヒー、サトウモロコシ、茶、ブドウ、ホ
ップ、バナナおよび天然ゴム植物、並びに鑑賞用植物。 【0017】本発明の有効成分中の加水分解酵素の相対
濃度は活性の単位で定義される。加水分解酵素の濃度の
標準単位(「標準濃度」または「c」)は精製加水分解
酵素に見出されるものと同等の絶対活性値を生じるであ
ろう酵素の濃度として定義される。例えば、キチナーゼ
に対する濃度の標準単位は、88.86nkatal/
ml抽出物の絶対活性を生じるであろうキチナーゼの濃
度として定義される。β−1,3−グルカナーゼに対す
る濃度の標準単位は、部分的に精製された酵素、例えば
76.00nkatal/ml抽出物に見出されるであ
ろう絶対活性に同等な絶対活性を示す濃度として定義さ
れる。 【0018】本発明は溶菌ペプチドと細胞壁加水分解酵
素、例えばキチナーゼおよびβ−1,3−グルカナーゼ
との組合せからなる抗病原体性組成物に関する。本発明
の好ましい実施態様において、キチナーゼおよびβ−1
,3−グルカナーゼの両方が少量、例えば標準濃度(c
)の約1/10の相対濃度で、またより好ましくは約1
/100cで有効成分中に存在する。加水分解酵素は溶
菌ペプチドに対して病原体の細胞膜への接近をより容易
にする。 【0019】好ましい実施態様において、本発明の溶菌
ペプチドは約0.1ppmないし約1000ppm、好
ましくは約0.5ppmないし約500ppm、特に約
1ppmないし約200ppmの濃度で有効成分中に存
在する。 【0020】溶菌ペプチドとの組合せで施用されたとき
、試験病原体に対して活性であることが見出されたキチ
ナーゼおよびβ−1,3−グルカナーゼの濃度は、これ
らの加水分解の誘導を導く刺激を前もって行うことなく
、多くの植物中に存在する。しかしながら、天然に存在
するキチナーゼおよびβ−1,3−グルカナーゼは病原
体に関連せず、そして植物細胞の細胞外空間中よりむし
ろ液胞中見出された〔5,7〕。従って、本発明の一つ
の好ましい実施態様では、溶菌ペプチドは植物内に既に
存在する活性化された加水分解酵素と組み合わせて使用
される。キチナーゼおよびβ−1,3−グルカナーゼは
両方とも植物中で誘導性である。従って、本発明のもう
一つの好ましい実施態様において、キチナーゼおよびβ
−1,3−グルカナーゼの産生は外部刺激により誘導さ
れる。 【0021】誘導は化学的手段により行われ得、例えば
植物中で病原体関連タンパク質の誘導体として作用する
公知の化学物質はエチレン、安息香酸、サリチル酸、ポ
リアクリル酸およびそれらの置換誘導体を包含する。誘
導はその他の生理学的および物理的手段、例えば高温も
しくは低温、物理的損傷またはその他のあらゆる公知の
誘導手段により行われ得る。 【0022】本発明はさらに、有効成分が溶菌ペプチド
と加水分解酵素との組合せである抗病原体性組成物の製
造を包含する。有効成分は1種またはそれ以上を化合物
または上記化合物の群と均一に混合される。本発明はま
た、有効成分または有効成分を含有する抗病原体性組成
物を植物または植物作付地に施用することからなる、植
物病原体の攻撃から植物を保護する方法にも関する。 【0023】本発明の有効成分は通常、1種またはそれ
以上の農学的に許容性の担体と一緒の組成物の形態で予
防的または治療的に施用され得、そして作付地または処
理すべき植物に同時にまたは連続してその他の化合物を
施用し得る。これらの化合物は肥料もしくは微量栄養成
分供与剤または植物成長に影響を及ぼすその他の製剤で
あってよい。それらはまた選択的除草剤、殺虫剤、殺菌
剤、殺バクテリア剤、殺線虫剤、殺軟体動物剤またはこ
れら製剤の混合物であってよく、所望により製剤業界で
慣用のその他の担体、界面活性剤または施用促進助剤を
一緒に用いてもよい。適当な担体および助剤は固体また
は液体であってよく、そして製剤業界で慣用の物質、例
えば天然または再生鉱物、溶媒、分散剤、湿潤剤、増粘
剤、結合剤または肥料に相当する。 【0024】本発明の有効成分または少なくとも1種の
有効成分を含有する農薬組成物を好ましい施用方法は葉
施用である。施用の回数および施用率は相当する病原体
による広がりの強さに依存する。しかしながら、有効成
分は、液体組成物を植物の作付地に浸すことにより、ま
たは土壌に固体の状態で、例えば顆粒状で化合物を施用
することにより(土壌施用)、土壌を通し根を介して植
物に浸透し得る(浸透作用)。有効成分は、種子を有効
成分含有液体製剤に浸漬するか、または種子を固体製剤
で粉衣するかして種子に施用されてもよい。特別な場合
において、さらに別の施用形態、例えば植物の茎または
芽の選択的処理もまた可能である。 【0025】病原体例えば細菌エス.ノドルムの成長を
阻害するための抗病原体性組成物のためには、病原体を
加水分解酵素と最初に接触させるのが適当であると考え
られている。キチナーゼおよびβ−1,3−グルカナー
ゼとの接触の後、細菌の膜は溶菌ペプチドにより接近し
やすい。従って、病原体感染の防御における植物の応答
は異なる多くの異なる機作からなることに留意すること
は重要である。キチナーゼ、β−1,3−グルカナーゼ
および種々の溶菌ペプチドの組合せは病原体の細胞壁お
よび病原体の膜を破壊することにより病原体の成長のか
なりの阻害を示す一方で、植物の過敏応答の間に産生さ
れるその他の抗病原体物質への接近により植物の抗病原
体性を補助するように考えられる。従って、本発明のキ
チナーゼ、β−1,3−グルカナーゼおよび溶菌ペプチ
ドの組合せは病原体の防除に有効である。 【0026】有効成分はそのままの形態で、または好ま
しくは製剤業界で慣用の助剤と共に使用され、そして公
知方法により例えば乳剤原液、被覆可能なペースト、直
接噴霧または希釈しうる溶液、水和剤、溶解性粉末、粉
剤、粒剤、およびさらに例えばポリマー物質に充填した
カプセル剤に製剤化される。組成物の性質と同様に、施
用方法、例えば噴霧、霧化、散布、散水、被覆または注
水等は、目的とする対象および施用環境によって選択さ
れる。施用の有利な率は通常ヘクタール(ha)あたり
有効成分(a.i.)50gないし5kg、好ましくは
100gないし2kg a.i./ha、特に200
gないし500g a.i./haである。 【0027】有効成分および所望により固体または液体
の助剤を含有する配合剤、組成物または製剤は、公知の
方法により、例えば有効成分を増量剤、例えば溶媒、固
体担体および適当な場合には表面活性化合物(界面活性
剤)と均一に混合することにより製造される。 【0028】適当な溶媒または分散剤は主として以下の
ものである:芳香族物質例えばトルエン、キシレン、ベ
ンゼンおよびアルキルナフタリン;塩素化芳香族および
塩素化脂肪族炭化水素例えばクロロベンゼン、クロロエ
チレンおよび塩化メチレン;脂肪族炭化水素例えばシク
ロヘキサンおよびパラフィン、例えば石油留分;アルコ
ール例えばブタノールおよびグリコールならびにそれら
のエーテルおよびエステル;ケトン例えばアセトン、メ
チルエチルケトン、メチルイソブチルケトンおよびシク
ロヘキサノン;および強極性溶媒例えばジメチルホルム
アミド、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホ
キシドまたはジメチルホルムアミド、並びにエポキシ化
植物油例えばエポキシ化ココナッツ油または大豆油;水
。 【0029】例えば粉剤および分散性粉末に使用される
固体担体は通常、方解石、タルク、カオリン、モンモリ
ロナイトまたはアタパルジャイトのような天然鉱物充填
剤である。物性を改良するために、高分散ケイ酸または
高分散吸収性ポリマーを加えることも可能である。適当
な粒状化吸収性担体は多孔性型のもので、例えば軽石、
破砕レンガ、セピオライトまたはベントナイトであり;
そして適当な非吸収性担体は方解石または砂のような物
質である。更に非常に多くの粒状化された無機質および
有機質の物質、特にドロマイトまたは粉状化植物残骸が
使用され得る。 【0030】適当な表面活性化合物は良好な分散性およ
び湿潤性を有する非イオン性、カチオン性および/また
はアニオン性界面活性剤である。「界面活性剤」という
語は界面活性剤の混合物をも含むものと理解されるであ
ろう。 【0031】適当なアニオン性界面活性剤は、いわゆる
水溶性石鹸および水溶性合成表面活性化合物の両方であ
り得る。 【0032】適当な石鹸は高級脂肪酸(C10〜C22
)のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、または非置
換もしくは置換のアンモニウム塩、例えばオレイン酸ま
たはステアリン酸、または例えばココナッツ油もしくは
獣脂から得られる天然脂肪酸混合物のナトリウムまたは
カリウム塩である。脂肪酸メチルタウリン塩、例えばシ
ス−2−(メチル−9−オクタデセニルアミノ)−エタ
ンスルホン酸(好ましい製剤中の配合量約3%)のナト
リウム塩もまた界面活性剤として記載し得る。 【0033】しかしながら、いわゆる合成界面活性剤、
特に脂肪スルホネート、脂肪サルフェート、スルホン化
ベンズイミダゾール誘導体またはアルキルアリールスル
ホネートまたは脂肪アルコール、例えば2,4,7,9
−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール(好ま
しい製剤中の配合量約2%)が更に頻繁に使用される。 【0034】脂肪スルホネートまたはサルフェートは通
常アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩または非置換も
しくは置換のアンモニウム塩の形態にあり、そしてアシ
ル基のアルキル部分をも含む炭素原子数8ないし22の
アルキル基を一般に含み、例えばリグノスルホン酸、ド
デシルサルフェートまたは天然脂肪酸から得られる脂肪
アルコールサルフェートの混合物のナトリウムまたはカ
ルシウム塩である。これらの化合物には硫酸化およびス
ルホン化脂肪アルコール/エチレンオキシド付加物の塩
も含まれる。スルホン化ベンズイミダゾール誘導体は、
好ましくは二つのスルホン酸基と8ないし22個の炭素
原子を含む一つの脂肪酸基とを含む。アルキルアリール
スルホネートの例は、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジ
ブチルナフタレンスルホン酸、またはナフタレンスルホ
ン酸/ホルムアルデヒド縮合生成物のナトリウム、カル
シウムまたはトリエタノールアミン塩である。対応する
ホスフェート、例えば4ないし14モルのエチレンオキ
シドを含むp−ノニルフェノール付加物のリン酸エステ
ルの塩もまた適当である。 【0035】非イオン性界面活性剤は、好ましくは脂肪
族もしくは脂環式アルコール、または飽和もしくは不飽
和脂肪酸およびアルキルフェノールのポリグリコールエ
ーテル誘導体であり、該誘導体は3ないし30個のグリ
コールエーテル基、(脂肪族)炭化水素部分に8ないし
20個の炭素原子、そしてアルキルフェノールのアルキ
ル部分に6ないし18個の炭素原子を含む。他の適当な
非イオン性界面活性剤は、ポリエチレンオキシドとポリ
プロピレングリコール、エチレンジアミノポリプロピレ
ングリコールおよびアルキル鎖中に1ないし10個の炭
素原子を含むアルキルポリプロピレングリコールとの水
溶性付加物であり、その付加物は20ないし250個の
エチレングリコールエーテル基および10ないし100
個のプロピレングリコールエーテル基を含む。これらの
化合物は通常プロピレングリコール単位当たり1ないし
5個のエチレングリコール単位を含む。非イオン性界面
活性剤の例は、ノニルフェノールポリエトキシエタノー
ル、ヒマシ油ポリグリコールエーテル、ヒマシ油チオキ
シレート、ポリプロピレン/ポリエチレンオキシド付加
物、トリブチルフェノキシポリエトキシエタノール、ポ
リエチレングリコールおよびオクチルフェノキシポリエ
トキシエタノールである。ポリオキシエチレンソルビタ
ンの脂肪酸エステル、例えばポリオキシエチレンソルビ
タントリオレートもまた適当な非イオン性界面活性剤で
ある。 【0036】カチオン性界面活性剤は、好ましくはN−
置換基として少なくとも一つの炭素原子数8ないし22
のアルキル基と、他の置換基として低級非置換またはハ
ロゲン化アルキル基、ベンジル基または低級ヒドロキシ
アルキル基とを含む第四アンモニウム塩である。該塩は
好ましくはハロゲン化物、メチル硫酸塩またはエチル硫
酸塩の形態にあり、例えばステアリルトリメチルアンモ
ニウムクロリドまたはベンジルジ−(2−クロロエチル
)エチルアンモニウムブロミドである。 【0037】製剤業界で慣用的な界面活性剤は、例えば
文献〔33,52〕に記載されている。 【0038】農薬組成物は、有効成分を約0.1ないし
約99%、好ましくは約0.1ないし約95%、特に約
3ないし約90%、固体または液体助剤を約99.9な
いし約1%、好ましくは約99ないし約1%、特に約9
5ないし約5%、および界面活性剤を約0ないし約25
%、好ましくは約0.1ないし約25%、特に約0.1
ないし約20%含有する。市販品は濃厚物として製剤化
されるのが好ましいだろうが、最終使用者は希釈製剤を
通常使用するであろう。 【0039】本発明はまた、少なくとも1種の溶菌ペプ
チドおよび少なくとも1種のヒドロラーゼをコードする
DNA配列を含むトランスジェニック植物に関する。キ
チナーゼおよびβ−1,3−グルカナーゼをコードする
DNA配列を含むトランスジェニック植物はEP392
225およびEP353191に開示されている。 【0040】本発明はまた、a)1種またはそれ以上の
細胞膜分解性成分および1種またはそれ以上の加水分解
酵素をコード化する組換えDNA配列を含むトランスジ
ェニック植物を1種作出するか、またはb)1種または
それ以上の細胞膜分解性成分および1種またはそれ以上
の加水分解酵素をコード化する組換えDNA配列を含む
トランスジェニック植物を2種またはそれ以上作出し、
そしてそれらの植物を慣用の育種法により交雑する、こ
とからなる、1種またはそれ以上の細胞膜分解性成分お
よび1種またはそれ以上の加水分解酵素の抗病原体有効
量を合成し得るトランスジェニック植物の作出方法に関
する。 【0041】細胞膜分解性成分をコード化する組換えD
NA配列を含む第1のホモ接合性トランスジェニック植
物を作出し、β−1,3−グルカナーゼをコード化する
組換えDNA配列を含む第2のホモ接合性トランスジェ
ニック植物を作出し、キチナーゼをコード化する組換え
DNA配列を含む第3のホモ接合性トランスジェニック
植物を作出し、そしてこれらの3つのホモ接合性植物を
慣用の育種法により交雑することからなる方法が好まし
い。 【0042】トランスジェニック植物において、溶菌ペ
プチドおよ加水分解酵素の合成は誘導性遺伝子および誘
導性調節剤からなる誘導性発現系の施用により誘導され
得る。例えば、10個以上のタバコPR(病原体関連)
タンパク質遺伝子は化学的に誘導され得る〔29〕。こ
れら遺伝子のうち3個、PR−2、PR−NおよびPR
−Oはβ−1,3−グルカナーゼ活性を有することが示
され〔24〕、そして2個、PR−PおよびPR−Qが
キチナーゼ活性を有することが示されている〔27〕。 従って、本発明は少なくとも1種の溶菌ペプチドをコー
ド化する遺伝子を発現するトランスジェニックを誘導し
、次に少なくとも1種の天然または外来加水分解酵素の
蓄積を誘導する誘導性調節剤との処理を行う。 ATCCへの寄託 以下の寄託がブダペスト条約に従ってATCCになされ
た: ATCC40426,寄託日1988年2月12日AT
CC40586,寄託日1989年3月22日【004
3】 【実施例】次に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に
説明するが、これは説明のためだけのものであり本発明
を制限するものではない。 実施例1:エチレン処理されたマメ葉からのキチナーゼ
およびβ−1,3−グルカナーゼの精製段階1:エチレ
ン処理および植物材料 ファセオルス・バルガスのサクサ栽培品種の種子を20
℃で16時間の明所および8時間の暗所の条件下バーミ
キュレート中生長させる。20日齢のマメ葉を容量0.
2m3 の気密プラスチック容器中保温する。対照植物
を無エチレン空気中同一容器で保温する。48時間後、
第1葉を集め、そして−20℃で凍結する。 段階2:酵素粗成物 凍結葉組織659.7gを0.1Mクエン酸ナトリウム
中(2ml/g新鮮重量)pH5.0でターミックス・
ホモジナイザーの最高速度でホモジナイズする。ホモジ
ネートを遠心分離し(25分,11000×g)、そし
て上澄み100mlを酵素粗成物として使用する。残り
の粗抽出物中のタンパク質を95%飽和まで硫酸アンモ
ニウムを添加することにより沈殿させる。遠心分離後(
30分,11000×g)、沈殿物を100mMトリス
HCl(pH8.0)中に再溶解し、そして5mMトリ
スHCl(pH8.0)に対して透析する。 段階3:酵素精製 透析した粗タンパク質画分を5mMトリスHCl(pH
8.0)で平衡化したジエチルアミノエチル(DEAE
)−トリアクリル(IBF,クリチー,F)カラムに通
す。カラムを遅れずに通る塩基性タンパク質含有緩衝液
は20mM NaHCO3 最終濃度で溶出する。p
Hを1M NaOHで8.4に上げ、そして液体を2
0mM NaHCO3 で平衡化された再生キチンの
カラム〔35〕に注入する。溶出液を集め、pHを1M
HClで5.5にする。タンパク質を水に対して透
析し、少量の再生キチンで3回処理し、次いで遠心分離
により微量のキチナーゼを除去する。高活性のβ−1,
3−グルカナーゼを含有する画分を次に凍結乾燥する。 それらを部分精製β−1,3−グルカナーゼの供給源と
する。キチンカラムを20mM NaHCO3 、次
に20mMクエン酸ナトリウム緩衝液(pH5.5)で
洗浄する。キチナーゼを100mM酢酸で溶出容量31
mlに溶出させる。溶出液のpHを1M KOHで5
.5とし、そしてタンパク質を水に対して透析し、凍結
乾燥する。このタンパク質を精製キチナーゼの供給源と
する。 段階4:タンパク質の測定 タンパク質を文献〔6〕に記載されたように測定する。 段階5a:キチナーゼアッセイ キチナーゼ活性を文献〔35〕に記載されたように測定
する。 段階5b:β−1,3−グルカナーゼアッセイβ−1,
3−グルカナーゼ活性を文献〔10〕に記載されたよう
に測定する。 段階6:エチレン処理されたマメ葉中での酵素誘導48
時間のエチレン処理は、表1に結果が示されているよう
にキチナーゼおよびβ−1,3−グルカナーゼの強い誘
導を導く: 【表1】エチレン処理されたマメ葉中でのキチナーゼお
よびβ−1,3−グルカナーゼ活性 ─────────────────────────
── キチナーゼ比活性
45.95 (nkatal/mgタ
ンパク質)────────────────────
─────── 絶対キチナーゼ活性
54.71 (nkatal
/ml抽出物) ─────────────────────────
── β−1,3−グルカナーゼ比活性
28.72 (nkatal/mgタンパク質)──
─────────────────────────
絶対β−1,3−グルカナーゼ活性 34.
21 (nkatal/ml抽出物) ─────────────────────────
──段階7:酵素精製 表2はキチナーゼおよびβ−1,3−グルカナーゼの精
製プロトコルを示す。キチナーゼは収率21.6%で3
3倍に精製される。β−1,3−グルカナーゼは3.0
の精製ファクターおよび収率33.5%で精製される。 SDSボリアクリルアミドゲル電気泳動は、β−1,3
−グルカナーゼがこれらの精製段階の後に非常に高い精
製度であることを示す〔7〕。 段階8:マメ葉中のキチナーゼおよびβ−1,3−グル
カナーゼの誘導 この実験に使用されたマメ葉において、酵素キチナーゼ
およびβ−1,3−グルカナーゼが予想よりわずかに低
くか誘導されている。例えば文献〔7〕には、5回のエ
チレン処理の平均が絶対キチナーゼ活性88.86±6
.65nkatal/ml抽出物および絶対β−1,3
−グルカナーゼ活性76.00±6.77nkatal
/ml抽出物であると報告されている。それ故に、キチ
ナーゼの標準濃度の単位(c=1)88.86nkat
al/ml抽出物の活性を得るために必要なキチナーゼ
濃度として定義されている。キチナーゼ抽出物の相対濃
度はその活性の比率で定義されている。部分精製された
β−1,3−グルカナーゼの相対濃度は76.00nk
atal/ml抽出物の活性の比率で定義されている。 段階9:キチナーゼ精製 キチナーゼをアフィニティクロマトグラフィーにより精
製する。精製ファクターは文献〔7〕(32%)と同等
である。 【表2】エチレン処理されたマメ葉からのキチナーゼお
よびβ−1,3−グルカナーゼの精製プロトコル
A B
B D E粗抽
出物 740 34001
45.95 22566 28.7
100% 100%
硫安画分
524 31944 60.94
未測定 未測定
94%
DEAEカラム 191.4 2
6598 139 8991
52.6
78.2%
42.3% 精製
4.84 7341
1517 11.78
2.43 キチナーセ゛
21.6%
キチン−カラム 82.1
701 8.54
7129 88.6
33.5%
なお、表2中、A欄は全タンパク質(mg)
、B欄はキチナーゼ全活性(nkatal)、C欄はキ
チナーゼ比活性(nkatal/mgタンパク質)、D
欄はβ−1,3−グルカナーゼ全活性(nkatal)
、E欄はβ−1,3−グルカナーゼ比活性(nkata
l/mgタンパク質)の値である。 段階10:β−1,3−グルカナーゼの精製精製段階で
文献〔7〕のものより約1/3高いが、3.0の精製フ
ァクターはこれまで観察されたもの程高くない。 【0044】実施例2:溶菌ペプチドの合成溶菌ペプチ
ドはアプライド・バイオシステムズ・モデル430ペプ
チドシンセサイザーを用いて製造業者の推奨に従って合
成される。ペプチドはHPLCにより精製される。 【0045】実施例3:エス.ノドルムに対する溶菌ペ
プチドおよび加水分解酵素の阻害効果 ミクロタイタープレートが、エス.ノドルムに対する溶
菌ペプチドおよび加水分解酵素の阻害効果を調べるため
に選択される。2.0×104 胞子/ml試験病原体
の培地が予め接種された液体エンドウ培地90μlに試
験物質を添加する。表3は2重/3重の試料で試験され
る試験溶液の組成を示す。試験物質のブランク容量は未
接種液体エンドウ培地にそれらを添加することにより決
定される。プレートを48時間暗所中シェーカー上23
℃で湿気室中で保温後に評価される。病原体の成長は、
595nmの培地の吸収を測定することにより記録され
る。2重/3重の試料の平均が計算され、そして相当す
る酵素ブランクが差引かれ、成長するマイセリウムの実
際の吸収を得る。使用される試験物質の阻害効果は病原
体の成長を水対照の%として計算することにより決定さ
れる。上記試験の結果を表4にまとめて示す。単一の試
験溶液が施用されたとき、全ての試験物質は、使用され
た濃度に応じ限定された範囲でエス.ノドルムの成長を
阻害し得る。部分精製されたβ−1,3−グルカナーゼ
および溶菌ペプチドの組合せは精製キチナーゼと溶菌ペ
プチドの組合せに比べより強く病原体を阻害することが
わかる。これはエス.ノドルムが精製キチナーゼに比べ
部分精製β−1,3−グルカナーゼに対してより感受性
であるという見解と一致する。表4にしめすとおり、酵
素に対して特定の溶菌ペプチド濃度が1/100cの添
加では、溶菌ペプチド単独の場合と比べて試験物質の阻
害効果をわずかに高める。酵素に対して特定の溶菌ペプ
チド濃度が1/10cの添加では、1/100cの添加
に比べより強く阻害する。両方の酵素に対して溶菌ペプ
チド濃度が1/10cまたは1/100cの添加では、
試験物質の阻害効果を強く阻害することは興味深い。 【0046】 【表3】 試験結果 試料 精製キチナーゼ 精製β−1,3−グルカナ
ーゼ 溶菌ペプチド (c)
(c)
(ppm) 0 −
−
− 1 1
/10 −
− 2
1/100 −
− 3
− 1/10
− 4
− 1/1
00 − 5
− −
20 6
−
−
60 7 −
−
200 8 1/10
1/10
− 9 1/10
1/100
−10 1/100
1/10 −11
1/100 1/1
00 −12
1/10 −
2013
1/10 −
6014
1/10 −
20015
1/100 −
2016
1/100 −
6017
1/100 −
20018
− 1/1
0 2019
− 1/
10 6020
− 1
/10 20021
− 1
/100 2022
− 1
/100 6023
− 1
/100 20024
1/10 1/10
2025
1/10 1/10
6026 1/
10 1/10
20027 1/100
1/100
2028 1/100
1/100
6029 1/100
1/100 200水
対照:蒸留水10μlを胞子溶液90μlに添加する。 【0047】 【表4】 試験溶液の結果,対照の%での細菌成長試験 合成ペ
プチド 大麦 溶液 No.3 チオニンβ
メリチン 酵素 0 −
−
− 100.00 1 −
−
− 78.60 2 −
−
− 93.68 3
− −
− 50.18 4
− −
− 81.75 5 80
.35 86.32 79.65
− 6 73.51 63.8
6 65.96 − 7
65.96 60.70 27.3
7 − 8 −
− −
34.21 9 −
− −
45.6110 −
− −
39.8211 −
− −
60.8812 68.42
62.81 62.81 −
13 63.51 49.47 5
7.54 −14 61.75
47.02 22.46
−15 77.89 75.44
73.33 −16 71.58
62.81 65.26
−17 64.21 57.19
25.61 −18 46.67
13.68 14.74
−19 30.88 12.98
11.93 −20 27.89
5.26 6.32
−21 65.26 54.74
61.40 −22 63
.51 46.67 57.19
−23 53.68 39.30
25.96 −24
9.47 7.72 10.5
3 −25 8.42
2.22 7.37
−26 3.86 0.00
0.00 −27 40.7
42.46 22.72
−28 36.49 32.98
22.11 −29 31
.23 28.77 18.75
−加水分解酵素は実施例1に記載の操作に
より葉から精製される。溶菌ペプチドは20ppm、6
0ppmおよび200ppmの濃度で試験される。 【0048】実施例4:有効成分として溶菌ペプチドと
加水分解酵素との液体組成物を使用する抗病原体性組成
物の配合例 以下、組成の%は重量%である。 1.乳剤原液
a b
c有効成分
20%
40% 50%カルシウムドデシルベンゼンスルホネ
ート 5% 8% 6%ヒ
マシ油ポリエチレングリコールエーテル
5% − −(エチレンオキシド3
6モル) トリブチルフェノールポリエチレングリコール
− 12% 4%エーテル(エチレンオキ
シド30モル)シクロヘキサノン
−
15% 20%キシレン混合物
70%
25% 20%懸濁原液を水で希釈することにより、
所望の濃度の懸濁液が得られる。 2.溶液
a b
c d有効成分
80% 10%
5% 95%エチレングリコールモノメチル
エーテル 20% − −
−ポリエチレングリコール400
− 70% − −N
−メチル−2−ピロリドン
− 20% − −エポキシ
化ココナッツ油
− − 1% 5%石油留
分
− − 94%
−(沸点範囲160〜190℃) これらの溶液は微滴の形態での施用に適している。 有効成分を塩化メチレンに溶解し、該溶液を担体上に噴
霧し、その後、溶媒を減圧下で留去する。 担体を有効成分と均一に混合することにより、そのまま
使用し得る粉剤を得る。 【0049】実施例5:有効成分として溶菌ペプチドと
加水分解酵素との固体組成物を使用する抗病原体性組成
物の配合例 以下、組成の%は重量%である。 1.水和剤
a
b c 有効成分
20% 60% 75%リ
グノスルホン酸ナトリウム
5% 5% −
ラウリル硫酸ナトリウム
3% −
5%ジイソプロピルナフタレンスルホン酸ナトリ
ウム − 6% 10%オクチ
ルフェノールポリエチレングリコールエーテル(エチレ
ンオキシド7−8モル) −
2% −高分散性ケイ酸
5% 27% 10%カオリン
67% − −
有効成分を助剤と十分に混合し、混合物を適当なミ
ル中で摩砕すると、水で希釈することにより所望濃度の
懸濁液を得ることのできる水和剤が得られる。 2.乳剤原液 有効成分
10
%オクチルフェノールポリエチレングリコールエーテル
3%(エチレンオキシド4〜5モル) カルシウムドデシルベンゼンスルホネート
3%ヒマシ油ポリエチレングリコ
ールエーテル 4%(
エチレンオキシド36モル) シクロヘキサノン
30%キシレ
ン混合物
50%懸濁原液を
水で希釈することにより、所望の濃度の懸濁液が得られ
る。 担体を有効成分と均一に混合することにより、そのまま
使用し得る粉剤を得る。 4.押出粒剤 有効成分
10%リグノスルホン酸ナトリウム
2%カルボキシメチルセルロース
1%カオリン
87%有
効成分を助剤と混合し、そして注意深く粉砕し、そして
混合物を水で湿らす。混合物を押出し、そして空気流中
乾燥させる。 5.被覆粒剤 有効成分
3%ポリエチレングリコール200
3%カオリン
94%均一に
混合した有効成分を、ミキサー中で、ポリエチレングリ
コールで湿らせたカオリンに均一に塗布する。この方法
により非粉塵性の塗布された粒剤が得られる。 6.乳剤原液 有効成分
40
%エチレングリコール
10%ノニル
フェノールポリエチレングリコールエーテル
6%(エチレンオキシド15モル) リグノスルホン酸ナトリウム
10%カルボキシメチル
セルロース
1%37%水性ホルムアルデヒド溶液
0.2%7
5%水性エマルジョンの形態にあるシリコン油
0.8%水
32%細かく粉砕された有効成分を助剤
と最初に均一に混合し、水で希釈することによりあらゆ
る所望の濃度の懸濁液が得られる乳剤原液を得る。 【0050】実施例6:二重ベクターpCGN1781
CおよびpCGN1782Cの構築 塩基性グルカナーゼの発現をコード化する遺伝子に操作
可能に連結された35Sカリフラワーモザイクウイルス
(CaMV)プロモータをを二重に含むpCIB100
5Bを以下のように構築する:プラスミドpGLN17
は、pGL31クローンの5’末端とpGL36クロー
ンの3’末端とを融合することにより構築されたエヌ.
タバカム〔51〕からのβ−1,3−グルカナーゼをコ
ード化するハイブリッドcDNAである。このハイブリ
ッドcDNAは配列番号:9の配列を有する。cDNA
は5’末端の先端で切断され、そして全体のシグナルペ
プチドをコード化しない。このタンパク質が適当に標的
化されている(すなわち中央液胞)トランスジェニック
を作出するために、この配列を先端が切断されたcDN
Aに戻して添加することが必要である。それ故に、二重
CaMV35S発現カセットが2段階操作で構築される
。第1の段階でcDNAのシグナルペプチドをゲノムク
ローン中にコード化されたシグナルペプチドに置き換え
る。第2の段階でこの「修復cDNA」を発現ベクター
内に入れる。 【0051】プラスミドpSGL2はpGLN17cD
NAのサブクローンである。このプラスミドはClaI
およびEcoRI で消化され、そしてグルカナーゼc
DNAを含む1kb断片をLGTアガロースゲルから単
離する。pブルースクリプトプラスミドをEcoRI
で消化し、CIAPで処理し、そしてLGTアガロース
ゲルで精製する。 プラスミドpBS−Gluc39.1は、グルカナーゼ
コード性配列を包含する4.4kb挿入物、約1.5k
bの5’フランキング配列、600bpイントロンおよ
び約1.5kbの3’フランキング配列を含む。このプ
ラスミドは配列番号:10または配列番号:11の配列
を有する2つのプライマーを含有するPCR実験におけ
る鋳型として使用される。この増幅の結果はグルカナー
ゼcDNAの先端切除5’末端を置き換えるための断片
を製造することである。EcoRI 部位を生成する単
一塩基突然変異はクローニング実験を促進するために導
入される。PCR生成物をEcoRI とClaIで消
化し、そして断片を2.0%LGTアガロースゲルで分
離する。120bpバンドを切出し、pSGL2からの
1kbClaI−EcoRI 断片および精製されたE
coRI 消化ブルースクリプトベクターと混合し、連
結し、そして上記のように形質転換する。形質転換体を
挿入物の存在に対してスクリーニングし、そして適当な
構造体をpCIB1009と命名する。プラスミドpC
IB1009をEcoRI で消化し、そして1.2k
b断片をLGTアガロースゲル上で精製する。プラスミ
ドpCGN1761をEcoRI で消化し、そしてC
IAPで処理し、LGTアガロースゲルで精製し、1.
2kbEcoRI 断片と混合し、次いで連結し、形質
転換する。形質転換体を挿入物の存在に対してスクリー
ニングする。グルカナーゼcDNAがCaMVプロモー
ターに対してセンス配向にある1つのプラスミドをpC
IB1005Bと命名する。二重35Sプロモータ断片
がpCGN1540の植物選択性マーカー遺伝子に近接
するような配向に、pCIB1005Bの4.9kbX
baI断片をXbaI消化pCGN1540内にサブク
ローン化し、pCGN1781Cを生成する。塩基性キ
チナーゼの発現をコードする遺伝子に操作可能に連結さ
れた二重35S CaMVプロモータを含むプラスミ
ドpCIB1007の構築は以下のように行う:プラス
ミドpSCH10は、pCHN50〔50〕内の挿入物
に類似しているが、5’末端に81bpの延長(配列番
号:12)を有するタバコ塩基性キチナーゼのcDNA
挿入物を含む。pSCH10をBamHI で消化し、
次いで実施例5に記載された分子アダプタ(配列番号:
13)と連結する。連結物を次に精製し、そしてEco
RI で消化し、アダプタ連結キチナーゼcDNAを含
む1.2kb断片をLGTアガロースゲルから精製する
。この断片を、LGTアガロースゲルから精製されたE
coRI 消化CIAP処理pCGN1761と混合し
、そして混合物を連結し、形質転換する。形質転換体を
キチナーゼcDNA挿入物に対してスクリーニングし、
CaMVプロモーターに対してセンス配向にあるキチナ
ーゼcDNA挿入物を含む1つのプラスミドをpCIB
1007と命名する。二重35Sプロモータ断片がpC
GN1540の植物選択性マーカー遺伝子に近接するよ
うな配向に、pCIB1007の4.8kbXbaI断
片をXbaI消化pCGN1540内にクローン化し、
pCIB1007を生成する。 【0052】実施例7:合成溶菌ペプチドNo.3をコ
ード化する遺伝子の構築 上記のように合成溶菌ペプチドNo.3は配列番号:1
のアミノ酸配列を有する。このペプチドをコード化する
合成遺伝子は数段階で構築される。最初に成熟(プロセ
シング後の)タンパク質をコード化する遺伝子を合成し
、クローン化し、次いで植物内での発現および分泌のた
めのシグナルペプチドおよび5’リーダー配列を添加し
、最後に3’非翻訳配列および3’mRNAプロセシン
グ部位を添加する。これにより植物中で形質転換され得
、そして細胞外に分泌されるであろう溶菌ペプチドの合
成を指示する合成溶菌ペプチドNo.3をコード化する
遺伝子が得られる。 A.成熟ペプチドに対するコード配列の構築配列番号:
2および配列番号:3の配列を有する2種のオリゴヌク
レオチド、オリゴ1およびオリゴ2は、アプライド・バ
イオシステムズ380Aシンセサイザーによりβ−シア
ノエチル−ホスホルアミジット化学を用いて合成され、
そしてOPCベース精製(アプライド・バイオシステム
ズ)を用いて業者により記載されるように精製する。精
製オリゴヌクレオチドにまずポリヌクレオチドキナーゼ
でリン酸付加し、次いで65℃でアニール化する。反応
物を37℃に冷却し、そしてT4DNAリガーゼを特級
ATPと共に添加し、そして連結をさらに1時間保温す
る。反応物を次に65℃で1時間加熱し、リガーゼを失
活させ、次に希釈し、推奨されたEcoRI 緩衝液中
に1倍とする。DNAをフェノールで抽出し、そして0
.3M酢酸ナトリウムおよび2容量のエタノールで沈殿
させる。沈殿物を遠心分離により集め10mM TE
緩衝液〔45〕中に再懸濁する。DNAを3.0%低ゲ
ル化温度アガロースゲルで電気泳動し、そして合成遺伝
子を含むバンドを切出し、そしてpブルースクリプト(
ストラタジーン)のEcoRI 部位に連結する。連結
反応物は大腸菌内に形質転換され、そしてコロニーを選
択し、そして陽性と予想される構築物を最初に制限消化
により、次にDNA配列決定により分析される。pBS
lypep3と命名される1つの構築物は正しい配列を
含むことが決定され、そして次の操作のために選択され
る。 B.5’フランキング配列およびシグナルペプチドのp
BSlypep3への添加 PR−1a遺伝子の5’リーダーおよびシグナルペプチ
ドを文献〔18〕に記載されたような試験管内遺伝子融
合法に基づいたPCRを用いて合成遺伝子に添加する。 この方法において、遺伝子融合はオーバーラップ末端を
有する2つの断片をPCRにより生成することにより行
われる。次の反応において、これら2つの断片を次にP
CRにより再び融合し2つの分子の間の完全融合物を生
成する。この方法は、溶菌ペプチドに対するコード配列
にPR−1aシグナルペプチドおよびリーダーを融合す
るために使用される。この融合を完了すると、以下の4
つのオリゴヌクレオチドが合成され、そして上記のよう
に精製される:配列番号:4,配列番号:5,配列番号
:6および配列番号:7。オリゴ3(配列番号:4)お
よびオリゴ4(配列番号:5)は互いに相補的であり、
そしてPR−1aシグナルおよびリーダーと溶菌ペプチ
ドコード配列との間の融合に望ましいDNA配列を含む
。望ましい融合物は下に示されている(配列番号:8)
。オリゴ5(配列番号:6)はPR−1acDNAの5
’末端と同じ配列を有し、EcoRI制限部位をコード
化する配列を5’に含む。オリゴ6(配列番号:7)は
溶菌ペプチド3をコード化する合成遺伝子の3’末端に
相補的であり、そして5’末端にEcoRI 部位を含
む。DNAの2つの切片を融合するために、2回のPC
R反応が行われる。オリゴ3(配列番号:4)およびオ
リゴ6(配列番号:7)をプライマーとして用いる1回
、およびオリゴ4(配列番号:5)およびオリゴ5(配
列番号:6)をプライマーとして、そしてプラスミドp
BS−PR1013Cla(ATCC40426)を鋳
型として用いるもう1回である。PCR反応はジーン・
アンプ・キット(パーキン・エルマー/シータス)を用
いて業者により示唆されるように行われる。PCR生成
物はアガロースゲル電気泳動により分析される。次いで
それらは精製され、そして一部を第2のPCR反応に使
用される。この反応においてプライマーオリゴ5(配列
番号:6)およびオリゴ6(配列番号:7)は生成物を
増幅するために使用される。この方法においてDNAの
2つの切片が上で説明されたような予め決められた様式
で融合される。反応生成物はアガロースゲル電気泳動に
より分析される。DNAを次にフェノール抽出し、そし
てエタノール沈殿し、そして沈殿したDNAをEcoR
I で消化する。このDNAを次に低ゲル化温度アガロ
ースゲル上での電気泳動により精製し、そしてEcoR
I で消化されCIAP処理されたpブルースクリプト
内に連結する。 DNAは大腸菌内に形質転換され、そして形質転換体が
選択される。陽性と予想される構築物を最初に制限消化
によりスクリーニングし、そしてDNA配列決定により
予想した構造を確認する。1つの構築物がpBSLP5
’PR1と命名され、そして次の操作のために使用され
る。 C.溶菌ペプチド遺伝子の二重35S発現ベクター内へ
のサブクローニング 5’リーダー配列およびシグナルペプチドを有する合成
溶菌ペプチドを植物発現ベクターpCGN1761(ア
ンピシリン耐性を有する二重CaMV35Sプロモータ
/ターミネータカセット)内にサブクローン化する。p
CGN1761は二重CaMV35Sプロモータおよび
tm−I3’領域を、pUC誘導プラスミド骨格中に含
まれたそれらの間のEcoRI 部位と共に含有する。 プロモータ−EcoRI −3’プロセシング部位カセ
ットは簡単な除去のために多重制限部位により隣接され
ている。プラスミドは、それ自体pCGN164および
pCGN638から誘導される最初の二重35Sプラス
ミド、pCGN2113から数段階(下記参照)で誘導
される。pCGN1431はまた、二重CaMV35S
プロモータおよびtm−I3’領域を、それらの間の多
重クローニング部位と共に含有する。プロモータ/ター
ミネータカセットは、アンピシリン耐性遺伝子よりクロ
ラムフェニコールを含むpUC誘導ベクター内に包含さ
れる。カセットは簡単な除去のために多重制限部位によ
り隣接されている。 a.pCGN986の構築 pCGN986はCaMV35SプロモータおよびT−
DNAtm−I3’領域を、それらの間の多重クローニ
ング部位と共に含有する。pCGN986は、CaMV
35Sプロモータおよび異なる3’領域、CaMV領域
VI3’末端を含有する別のプラスミドpCGN206
から誘導される。CaMV35SプロモータはAluI
断片(bp7144−7734)〔13〕としてM13
mp7〔34〕のHincII部位中にクローン化され
、C614を生成する。C614のEcoRI 消化は
35Sプロモータを含むC614からのEcoRI 断
片を生成し、これはpUC〔55〕ょEcoRI 部位
内にクローン化されpCGN147を生成する。プロモ
ータ領域、選択性マーカー(2ATGを有するカナマイ
シン)および3’領域を含むpCGN148aはをBg
lII でpCGN528を消化し、そしてpCGN1
47からのBamHI −BglII プロモータ断片
を挿入することにより製造される。この断片をpCGN
528のBglII 部位内にクローン化し、その結果
BglII 部位をpCGN528のカナマイシン遺伝
子に近接させる。この構築のために使用されるシャトル
ベクターpCGN528は以下のように製造される:p
CGN525は、カナマイシン遺伝子〔22〕に近接す
るTn5を含有するプラスミドをHindIII −B
amHI で消化し、カナマイシン耐性遺伝子含有Hi
ndIII −BamHI 断片をpACYC184〔
8〕のテトラサイクリン遺伝子中のHindIII −
BamHI 部位内に挿入することにより製造される。 pCGN526は、SmaI部位内に挿入されたXho
Iリンカーで変性されたpTiA6〔54〕のBamH
I 断片19をpCGN525のBamHI 部位に挿
入することにより製造される。pCGN528は、小さ
いXhoIを欠失し、そして再連結することにより得ら
れる。pCGN149aはpMB9KanXXIからの
BamHI カナマイシン遺伝子断片をpCGN148
aのBamHI 部位内にクローニングすることにより
製造される。pMB9KanXXIは、XhoI欠失を
有するが、しかしアクロバクテリウム中での効率的な選
択を可能にするTn903からの機能的カナマイシン遺
伝子を含むpUC4K変種〔55〕である。 pCGN149aをHindIII とBamHIで消
化し、そしてHindIII とBamHI で消化さ
れたpUC8に連結され、pCGN169を生成する。 これによりTn903カナマイシンマーカーが除去され
る。pCGN565およびpCGN169の両方をHi
ndIII およびPstIで消化し、そして連結し、
CaMV35SプロモータおよびTN5カナマイシン遺
伝子の5’末端(PstI部位まで)〔22〕の一部を
含むプラスミドpCGN203を形成する。 3’調節領域をpCGN204(HindIII およ
びPstIとの消化および連結によりpUC18〔13
〕中にサブクローン化された遺伝子VIの3’領域を含
むCaMVのEcoRI 断片(bp408−6105
))からのpCGN203に添加する。生成するカセッ
トpCGN206はpCGN986の構築のための基礎
である。pTiA6T−DNAtm−I3’配列はBa
mHI −EcoRI 断片(ヌクレオチド9062な
いし12828、文献〔2〕に番号が付されている)と
してBam19T−DNA断片〔54〕からサブクロー
ン化され、そしてEcoRI −HindII断片およ
びゲンタマイシンマーカー(プラスミドpLB41から
)のような、BamHI −HindII断片のような
複製の起源pACYC184〔8〕と結合され、pCG
N417を生成する。pCGN417の単一のSmaI
部位(Bam19断片のヌクレオチド11207)をリ
ンカーによりSacI部位に変え、そしてBamHI
−SacI部位をpCGN565内にサブクローン化し
pCGN971を得る。pCGN971のBamHI
部位をリンカーによりEcoRI 部位に変え、pCG
N971Eを得る。生成するpCGN971EのEco
RI −SacI断片はtm−I3’調節配列を含み、
EcoRI とSacIでの消化によりpCGN206
に結合され、pCGN975を得る。Tn5カナマイシ
ン耐性遺伝子の小部分をSacIおよびBalII で
の消化、末端のブラント化およびSalIリンカーとの
連結によりCaMV35Sプロモータの3’末端から切
除する。最終発現カセットpCGN986はCaMV3
5Sプロモータ、それに続くSalI部位、XbaI部
位、BamHI 、SmaI KpnI およびtmI
3’領域を含む(T−DNAのヌクレオチド11207
−9023)。 b.pCGN164の構築 CaMV(bp7144−7735)のAluI断片〔
13〕はAluIでの消化により得られ、そしてM13
mp7〔55〕のHincII部位にクローン化されて
C614を生成する。C614のEcoRI 消化によ
り35Sプロモータを含むC614からのEcoRI
断片を生じ、これはpUC8〔55〕のEcoRI 部
位内にクローン化されpCGB146を生成する。プロ
モータ領域を削除するため、BglII 部位(bp7
670)をBglII およびBal31 で処理し、
そして次にBglII リンカーをBal31 処理D
NAに付着させ、pCGN147を生成する。pCGN
147をEcoRIHphIで消化し、そして35Sプ
ロモータを含有する生成するEcoRI−HphI断片
をEcoRI −SmalI 消化M13mp8〔55
〕に連結し、pCGN164を生成する。 c.pCGN638の構築 CaMV〔13〕のBglII での消化により35S
プロモータ領域(bp6493−7670)を含有する
BglII 断片が得られ、これをpUC19〔38〕
のBamHI 部位に連結されpCGN638を生成す
る。 d.pCGN2113の構築 pCGN164をEcoRV およびBamHI で消
化して、一部の35Sプロモータ(bp7340−73
44)を含有するEcoRV −BamHI 断片を放
出する。pCGN638をHindIII およびEc
oRV で消化して、異なる部位の35Sプロモータ(
bp6493−7340)を含有するHindIII
−EcoRV 断片を放出する。これら2つの断片を、
HindIII とBamHI で消化されて35Sプ
ロモータを含むHindIII −BamHI 断片を
除去したpCGN986内に連結する。この連結により
、pCGN986からの骨格およびtm−I3’領域お
よびpCGN164およびpCGN638からの2つの
35Sプロモータ断片を含有するpCGN639が得ら
れる。pCGN638をEcoRV およびDdeIで
消化して、35Sプロモータの断片(bp7070−7
340)を含有するEcoRV −DdeI断片を放出
する。この断片をDNAポリメラーゼIのクレノウ断片
と処理してブラント末端を生成し、そしてpCGN63
9のEcoRV 部位中に連結して、適当な配向にある
断片を有するpCGN2113を製造する。 e.pCGN1761の構築 pCGN2113をEcoRI で消化し、そしてプラ
スミドをXbaI部位およびBamHI 部位含有の合
成アダプタ(該アダプタは一端にEcoRI 粘着端を
含むが、隣接する塩基はEcoRI 部位がこの場所で
は認識されない)の存在下で連結して、pCGN211
3Mを生成する。pCGN2113MをSacIで完全
に消化し、次いでBamHI での部分消化に供する。 このDNAを次にT4DNAポリメラーゼと処理し、ブ
ラント末端を生成し、そしてEcoRI リンカーをブ
ラント末端化プラスミド内に連結する。形質転換の後に
、プロモータと無傷のtm−I3’領域との間の唯一の
EcoRI 部位を含むプラスミドクローンが選択され
、そしてpCGN1761と命名される。プラスミドp
BSLP5’PR1をEcoRI で消化し、そして溶
菌ペプチドおよびPR−1aシグナル/リーダーを含む
200bp断片を低ゲル化温度アガロースゲルから精製
する。この断片をEcoRI で消化されCIAPで処
理されたpCGN1761内に連結され、そして低ゲル
化温度アガロースゲル上で精製する。連結反応物は大腸
菌を形質転換するために使用され、そして形質転換体が
選択され、次に挿入物に対してスクリーニングされる。 溶菌ペプチド遺伝子の配向において異なる2つのタイプ
の形質転換体が回収される。その遺伝子の1つはプロモ
ータに関して「センス」配向にあり、それが選択され、
そして数種のプラスミドがDNA配列決定により正しい
構築物であることが確認される。正しい配向および予想
されたDNA配列を有する1つのプラスミドをpBS2
X35SLytPepと命名され、そして下の試験に使
用される。 D.2X35S CaMV/溶菌ペプチド発現カセッ
トの二重ベクター中でのサブクローニング発現カセット
は二重植物形質転換ベクターpCGN1540内でサブ
クローン化される。該ベクターはアグロバクテリウム・
チュメファシエンスオクトピンTiプラスミドpTiA
6の左側および右側T−DNAボーダー〔9〕、pPH
iJIのゲンタマイシン遺伝子〔17〕、pLJB11
からのレプリコンのアグロバクテリウム・リゾゲネスR
iプラスミドオリジン〔23〕、masプロモータ領域
、Tn5のカナマイシン耐性遺伝子を有するpTiA6
のmas3’領域〔22〕、pBR322からの複製の
ColElオリジン〔4〕、およびpUC18からのl
acZ’のスクリーニング可能なマーカー遺伝子を含有
する。ゲンタマイシン耐性遺伝子ならびにRiおよびC
olE1オリジンを含むpCGN1540の骨格はpC
GN1532(下記参照)から誘導される。Tiボーダ
ーおよび植物選択可能なマーカー遺伝子(mas5’−
kan−mas3’)はpCGN1537からのもので
ある。これに対し植物選択可能なマーカーカセットはp
CGN1536からのものであり、右側ボーダーおよび
lacZ’断片はpCGN565RBx2Xから誘導さ
れ、左側ボーダーはpCGN65から誘導される。 a.pCGN1532構築 ゲンタマイシン耐性遺伝子を含む3.5kbEcoRI
−PstI断片をpPhlJI〔17〕からEcoR
I −PstI消化により除去し、そしてEcoRI
−PstI消化pUC9〔55〕内に連結してpCGN
549を生成する。pCGN549のHindIII
−PstI消化によりゲンタマイシン耐性遺伝子を含む
3.5kb断片が得られ、DNAポリメラーゼIのクレ
ノウ断片によりブラント末端が製造され、これをPvu
II 消化pBR322〔4〕内にクローン化してpB
R322Gmを生成する。pBR322GmをDraI
およびSphIで消化し、クレノウ酵素と処理してブラ
ント末端を生成し、そして2.8kb断片を、ApaI
で消化されクレノウ酵素でブラント末端が製造されたプ
ラスミドpLJbB11〔23〕を含むRiオリジン内
にクローン化され、pLHbB11Gmを生成する。余
分なColE1オリジンおよびカナマイシン耐性遺伝子
はpLHbB11GmからBamHI での消化および
次の自己閉環により除去され、pGmB11を生成する
。pGmB11のHindIII 部位はHindII
I 消化および続くクレノウ酵素との処理および自己閉
環により除去され、pGmB11−Hを生成する。pG
mB11−HのPstI部位はPstI消化および続く
クレノウ酵素との処理および自己閉環により除去され、
pCGN1532を生成する。 b.pCGN1536構築 5.4kbEcoRI 断片をpVK232〔26〕か
らEcoRI 消化により除去され、そしてEcoRI
消化pACYC184〔8〕内にクローン化されて、
pCGN14を生成する。mas5’領域(文献〔2〕
に従ってbp20128−21562)を含むpCGN
14の1434bpClaI−SphI 断片をAcc
I−SphI 消化pUC19〔56〕内にクローン化
してpCGN50を生成する。mas5’領域の746
bpEcoRV−NaeI断片は、EcoRV とNa
eIでpCGN40を消化し、次に合成XhoIリンカ
ーDNAの存在下で連結することによりXhoI部位に
置き換えられ、pCGN1036を生成する。mas3
’領域を含む、pCGN14の765bpSstI−
HindIII 断片(bp184740−19239
)はSstI− HindIII 消化pUC18〔3
8〕内にクローン化されてpCGN43を得る。 pCGN43のHindIII 部位はHindIII
での消化、クレノウ酵素でのブラント末端付加、およ
び合成EcoRI リンカーDNAの連結によりEco
RI で置き換えられて、pCGN1034を生成する
。pCGN1034の767bpEcoRI 断片は、
mas5’領域に近接するmas3’領域のbp192
39に位置する配向でEcoRI 消化pCGN103
6内にクローン化されてpCGN1040を生成する。 pCGN1040をSstIでの部分消化に供し、T−
DNAポリメラーゼと処理してブラント末端を生成し、
そして合成XhoIリンカーDNAの存在下で連結する
。bp18474の結合部にSstI部位だけを有する
クローンが選択され、そしてベクターDNA(pCGN
43内に構築され、そしてpCGN1040内に運ばれ
た)をXhoI部位により置換してpCGN1047を
生成する。pCGN565(上記参照)をEcoRI
およびHindIII で消化し、クレノウ酵素と処理
してブラント末端を製造し、そして合成XhoIリンカ
ーDNAの存在下で連結して、pCGN1003を生成
する。これによりXhoIリンカーに隣接するEcoR
I 部位が再び生成される。pCGN1003をEco
RI で消化し、クレノウ酵素と処理してブラント末端
を製造し、そして合成PstIリンカーDNAの存在下
で連結して、pCGN1007を生成する。mas5’
領域およびmas3’領域をそれらの間の多重クローニ
ング部位と共に含有するpCGN1007の1.5kb
XhoI断片はXhoI消化pCGN1007内にクロ
ーン化されて、pCGN1052を生成する。pCGN
1052の多重クローニング部位の一部はXbaIおよ
びSstIでの消化により除去され、クレノウ酵素と処
理されてブラント末端を製造し、そして連結されてpC
GN10528δXSを生成する。1ATGカナマイシ
ン耐性遺伝子を含むpCGN550の1kbEcoRI
−SmaI断片(pCGN783に記載)をEcoR
I −SmaI消化ブルースクリプト(ストラタジーン
)内にクローン化してpBSKmを生成する。このプラ
スミドは一本鎖DNAの生成を可能にするM13領域を
含む。一本鎖DNAは業者の推奨に従って生成され、そ
して試験管内突然変異誘発は合成オリゴヌクレオチド(
配列番号:14)を用いて行われ〔1〕、カナマイシン
耐性遺伝子内のPstI部位を変更し、そしてそれを消
化されないようにし、pCGN1534を生成する。p
CGN1534をSmaIで消化し、合成EcoRI
リンカーDNAの存在下で連結してpCGN1535を
生成する。pCGN1536の1kbEcoRI 断片
をEcoRI 消化pCGN1052δXS内にクロー
ン化してmas5’−kan−mas3’植物選択性マ
ーカーカセットpCGN1536を生成する。 c.pCGN565RAx2X構築 pCGN451(pCGN783と記載)をHpaIで
消化し、合成SphIリンカーDNAの存在下で連結し
てpCGN55を生成する。pCGN55のXhoI−
SphI断片(アグロバクテリウム・チュメファシエン
スT−DNAの右側ボーダーを包含するbp13800
−15208,文献〔2〕)をSalI−SphI消化
pUC19〔56〕内にクローン化してpCGN60を
生成する。pCGN60のHindIII −BamH
I 断片をHindIII −BamHI 消化pSP
64(プロメガ)内にクローン化してpCGN1039
を生成する。pCGN1039をSmaIおよびNru
Iで消化し(bp14273−15208切除,文献〔
2〕)、そして合成BglII リンカーDNAの存在
下で連結してpCGN1039δNSを生成する。pC
GN1039δNSの0.47kbEcoRI −Hi
ndIII 断片をEcoRI −HindIII 消
化pCGN565(pCGN783に記載)内にクロー
ン化しpCGN565RBを生成する。pCGN565
RBのHindIII 部位は、HindIII 消化
、クレノウ酵素との処理および合成XhoIリンカーD
NAの存在下での連結によりXhoIで置換されて、p
CGN565RB−H+Xを生成する。pUC18〔3
8〕をHaeII で消化してlacZ’断片を放出し
、クレノウ酵素と処理してブラント末端を生成し、そし
てlacZ’断片含有断片を、これをAccIおよびS
phIで消化し、クレノウ酵素と処理し、lacZ’プ
ロモータが右側ボーダー断片に近接する配向にあるpC
GN565RB−H+Xに連結する。この構築物pCG
N565RAx2Xは適当な宿主上に置かれたときla
cZ’発現に対して陽性であり、そして欠失AccI−
SphI断片(bp13800−13990)を有する
右側ボーダー断片〔2〕のbp13990−14273
を含む。 d.pCGN65構築 pCGN501は、T−DNAの塩基13362−15
208〔2〕(右側ボーダー)を含むpTiA6〔9〕
の1.85kbEcoRI −XhoI断片をEcoR
I −SalI消化M13mp9〔55〕内にクローニ
ングすることにより構築される。pCGN502は、T
−DNAの塩基602−2212(左側ボーダー)を含
むpTiA6の1.6kbHindIII −SmaI
断片をHindIII −SmaI消化M13mp9内
にクローニングすることにより構築される。pCGN5
01およびpCGN502を両方ともEcoRI およ
びHindIII て消化し、そして両方のT−DNA
含有断片をHindIII 消化pUC9〔55〕内に
一緒にクローン化して、両方のT−DNAのボーダー断
片を含有するpCGN503を得る。pCGN503を
HindIII およびEcoRI で消化し、2つの
生成するHindIII −EcoRI 断片(T−D
NAボーダー含有)をEcoRI 消化pHC79〔1
9〕内にクローン化してpCGN518を生成する。p
CGN518からのKpnI−EcoRI断片は左側T
−DNAボーダーを含有し、KpnI−EcoRI 消
化pCGN565内にクローン化されてpCGN580
を生成する。 pCGN580のBamHI −BglII 断片をp
ACY184〔8〕のBamHI 部位にクローン化し
てpCGN51を生成する。右側T−DNAボーダーを
含有するpCGN60(pCGN65x2Xの項参照)
の1.4kbBamHI −SphI断片をBamHI
−SphI消化pCGN51内にクローン化してpC
GN65を生成する。 e.pCGN1537構築 pCGN65をKpnIおよびXbaIで消化し、クレ
ノウ酵素と処理してブラント末端を生成し、そして合成
BglII リンカーDNAの存在下で連結してpCG
N658δKXを生成する。pCGN658δKXをS
alIで消化し、クレノウ酵素と処理してブラント末端
を生成し、そして合成XhoIリンカーDNAの存在下
で連結してpCGN658δKX−S+Xを生成する。 T−DNA右側ボーダー切片およびlacZ’遺伝子を
含有するpCGNRBx2Xの728bpBglII
−XhoI断片をBglII −XhoI消化pCGN
658δKX−S+X内にクローン化してpCGN65
x2Xを置換する。ClaI断片pCGN65x2Xを
欠失させ、ClaIで消化することによりXhoIリン
カーで置換し、クレノウ酵素と処理してブラント末端を
生成し、そして合成XhoIリンカーDNAの存在下で
連結してpCGN65δ2XXを生成する。pCGN6
5δ2XXをBglII で消化し、そしてBglII
消化pCGN549(pCGN1532の項参照)と
融合させて、両方のプラスミドの骨格を含むpCGN1
530を生成する。pCGN1530をXhoIで消化
し、再連結し、次にpACYC184誘導骨格を欠失し
たゲンタマイシンクロラムフェニコール感受性クローン
を選択し、pCGN1530Aを生成する。mas5’
−kan−mas3’カセットを含有するpCGN15
36の2.43kbXhoI断片がXhoI消化pCG
N1530A内でクローン化されてpCGN1537を
生成する。 f.pCGN1540の最終配置 T−DNAボーダー間に植物選択性マーカー遺伝子およ
びlacZ’スクリーニング可能マーカー遺伝子(多重
クローニング部位と共に)を含有するpCGN1537
のBglII 断片をBamHI 消化pCGN153
2内にクローン化させる。複製のpBR322開始部位
に隣接するT−DNA右側ボーダーを生じる配向のクロ
ーンをpCGN1539と命名し、そして複製のRiプ
ラスミド開始部位に隣接するT−DNA右側ボーダーを
生じる配向のクローンをpCGN1540と命名する。 この二重ベクターはT−DNAボーダーの間に最低量の
DNA、アグロバクテリウム・チュメファシエンスにお
ける高い安定性、大腸菌内での多いコピー数、および標
的DNAのクローニングの場合に多重制限部位を有する
ブルー/ホムイトスクリーンを包含するいくつかの利点
を有する。ベクターはATCCに寄託された(ATCC
40586)。溶菌ペプチドを含むpBS2X35SL
ytPepのXbaI断片は、プロモータ断片が植物選
択可能なマーカー遺伝子に近接するように、pCGN1
540のXbaI部位にサブクローン化される。このプ
ラスミドはpBSbin2X35SLytPepと命名
され、下の実験に使用される。 E.アグロバクテリウムの形質転換 二重ベクターがアグロバクテリウム・チュメファシエン
スLB4404株内に以下の方法に従って形質転換され
る。アグロバクテリウム株をLBMG培地(50%Lブ
ロス,50%マンニトール−グルタメートブロス〔14
〕)5ml中30℃で一晩増殖させる。培養液5mlを
LBMG250mlに添加し、そして培養液濃度が60
0nmの波長でOD=0.6に達するまで激しく揺動す
る。細胞を8000×gで遠心分離することにより集め
、そしてLBMG5ml中に再懸濁する。細胞200μ
lをLBMG中の二重プラスミドDNA0.2ないし1
μgに添加し、そして混合物を同時にドライアイス/エ
タノールで凍結させる。5分後チューブを37℃の水浴
に5分間入れ、次にLBMG2mlを添加する。懸濁液
を30℃の水浴中に2ないし3時間保持し、次いで細胞
を遠心分離により集める。細胞を最低量のLBMG中に
再懸濁し、次いで選択培地(100μg/mlゲンタマ
イシン含有LBMGプレート)上にプレーティングする
。コロニーは30℃で2ないし3日後に現れる。プラス
ミドpBSbin2X35SLytPepをアグロバク
テリウム内で形質転換し、そして陽性コロニーをサザン
ブロット分析により選択および確認し、そして植物形質
転換実験に使用する。 【0053】実施例8:安定な形質転換およびトランス
ジェニック植物の再生 植物組織をこの分野で公知のあらゆる技術により上記ベ
クターで形質転換する。DNAを植物細胞中に導入する
ために使用される方法は例えば以下のものを包含する:
植物、植物組織もしくは細胞のアグロバクテリウム・チ
ュメファシエンスでの直接感染または両者の共培養〔2
0〕、外来DNAとプロトプラストとの処理〔40,4
9,41,30,11,37,EP164575,GB
2140822〕、ポリエチレングリコール(PEG)
との保温〔37〕、マイクロインジェクション〔42,
43〕、マイクロプロジェクタイルボンバードメント〔
25〕。 【0054】A.タバコの葉ディスク形質転換pH5.
6に調整し、0.15%マンニトール、50μg/ml
カナマイシン、50μg/mlスペクチノマイシンおよ
び1mg/mlストレプトマイシンを補足したグルタミ
ン酸塩培地中でアグロバクテリウム・チュメファシエン
スを18ないし24時間増殖させ、抗生物質を含まない
同一培地中0.2のOD600まで希釈する。 細菌を次に3ないし5時間増殖させ、0.2ないし0.
4のOD600まで希釈する。これを、文献〔20〕に
従ってGA7容器中無菌状態で生長させたニコチアナ・
タバカムのキサンチ栽培品種の葉から打ち抜かれた5な
いし7mmのディスクの感染のために用いる。葉ディス
クをムムシゲおよびスクーグの大量塩および少量塩含有
(MS)、1mg/lベンジルアデニンおよび1mg/
mlα−ナフタレン酢酸を含有する0.7%アガー上に
2日間保持し、50μg/mlカナマイシン、100μ
g/mlカルベニシリンおよび100μg/mlメフォ
キシンを含有する同様の培地に移す。ディスク上に形成
する苗条を切除し、そしてGA7容器中に50μg/m
lカナマイシンを含有するMS培地上で苗条片を継代培
養することにより6つの小植物が得られるまで増殖させ
る。無ホルモンで50μg/mlカナマイシンを含有す
る培地に小植物を根づかせ、土壌に移し、そしてフィト
トロン中で馴化させ、化学制御剤での誘導処理のために
温室に移す。開花時に花は自家受粉するように誘導され
る。種子を集め成熟させる。 【0055】B.トランスジェニックタバコカルスおよ
び植物の作出 アグロバクテリウムが葉ディスク(A)から形成するカ
ルスを形質転換するために用いられる。カナマイシン含
有MSBN選択培地上で形成するカルスを、MS大量塩
、少量塩、およびFe−EDTA(ギブコ,カタログ番
号500−1117;4.3g/l)、MSビタミン、
100mg/lミオイノシトール、20g/lショ糖、
2mg/lナフタレン酢酸および0.3mg/lカイネ
チンからなるカルス増殖培地上に維持する。MSBNに
カルス片を移し、次にAに記載した方法を行うことによ
りトランスジェニック植物を再生させるためにカルスが
使用され得る。 【0056】C.ニンジンの形質転換 アグロバクテリウムをAに記載したように増殖させる。 0.2のOD600まで希釈された細菌が、次に表面滅
菌されたニンジンからのディスク切片の感染に使用され
る。ニンジンを表面滅菌するために、ニンジンの皮をむ
き、クロロックスの20%溶液に20分間浸す。ニンジ
ンを滅菌水ですすぎ、5mmの片に切り、そして水アガ
ーの上に基部側を上にして置く。細菌20ないし50μ
lをディスクの上部表面に適用する。 【0057】D.ヒマワリの形質転換 アグロバクテリウムをAに記載したように増殖させる。 0.2ないし0.4のOD600まで希釈された細菌が
、次に以下のように調製されたヒマワリ植物の茎の感染
に使用される。ヒマワリの種子を10%カプタン中に1
0分間浸漬し、次に10%クロロックス中に10分間浸
漬し、滅菌水ですすぐ。種子被膜を除去し、そして0.
7%水アガー上で暗所中3日間発芽させ、その後それら
を23℃および昼と夜が12時間に設定されたラビリン
インキュベーターに移す。実生を1週間生長させ、その
後先端切除および切断茎表面への細菌の感染を行う。 【0058】E.トマトの形質転換 アグロバクテリウムをAに記載したように増殖させる。 0.2ないし0.4のOD600まで希釈された細菌が
、次に以下のように調製されたトマト実生の茎の感染に
使用される。トマトの種子を10%クロロックス中に2
0分間浸漬し、滅菌水ですすぐ。種子を0.7%水アガ
ー上で暗所中3日間発芽させ、その後それらを23℃お
よび昼と夜が12時間に設定されたラビリンインキュベ
ーターに移す。実生を1週間生長させ、その後先端切除
および切断茎表面への細菌の感染を行う。 【0059】F.ワタの形質転換 アグロバクテリウムをAに記載したように増殖させる。 0.2ないし0.4のOD600まで希釈された細菌が
、次に以下のように調製されたワタの子葉の感染に使用
される。ワタの種子を10%クロロックス中に20分間
浸漬し、滅菌水ですすぐ。種子を0.7%水アガー上で
暗所中発芽させる。実生を1週間生長させ、その後子葉
表面への細菌の感染を行う。 【0060】G.ゼア・メイズ優良近交系ファンク27
17の特別型のカルスの調製 ゼア・メイズ植物の優良近交系ファンク2717を温室
で開花まで生長させ、そして自家受粉させる。長さ約2
ないし2.5mmのはい含む未熟の穂を植物から除去し
、そして10%クロロックス溶液中で20分間殺菌する
。胚を穀粒から無菌的に除去し、そして胚軸を下側に向
けて、0.1mg/l2,4−D、6%(w/v)ショ
糖および25mML−プロリンを含み0.24%(w/
v)ゲルライトで固化されたOMS培地(開始培地)上
に置く。2週間の暗所中27℃での培養の後、胚盤上で
生長するカルスを胚から除去し、そして0.5mg/l
2,4−Dを含み0.24%(w/v)ゲルライトで固
化されたB5培地〔12〕上に置く。カルスを2週間毎
に新鮮培地に継代培養する。胚を開始培地上に置いてか
ら全体で8週間後、特別な型のカルスがその特徴的な形
態により同定される。このカルスは同一培地でさらに継
代培養する。さらに2ヵ月後、カルスを2mg/l2,
4−Dを含みゲルライトで固化されたN6培地に移し、
そして連続的に継代培養する。 【0061】H.ゼア・メイズ優良近交系ファンク27
17の懸濁培養液の調製 Gに記載されたカルスを全体で少なくとも6ヵ月継代培
養する。継代培養のために選択されたカルスの型は、液
体培地中に入れた時小さい個々の細胞集合体に分離する
ように、比較的粘着性でなく、球形のそして非常に脆い
ものである。大きく生長した細胞の凝集体を含む培養液
は保持されない。ゼア・メイズ優良近交系ファンク27
17の特別な型のカルスの一部500mgを125ml
デロングフラスコ中の2mg/l2,4−D含有N6培
地30ml中に入れる。ロータリーシェーカー上(13
0rpm,移動距離2.5cm)で暗所中26℃での培
養1週間後、培地を新鮮培地に移す。懸濁液をこのよう
にして1週間後再び継代培養する。この時培養液を検査
し、そして大きく増殖した細胞のないものを保持する。 大きく増殖した細胞を有する凝集体を含む懸濁培養液を
廃棄する。好ましい組織は、通常の細胞凝集体のもにん
のに比べて特徴的に平滑な表面を有する密集した細胞分
裂性細胞凝集体からなる。保持された培養液はこれらの
小さな凝集体中に現れた細胞の少なくとも50%を有す
る。これは望ましい形態である。これらの懸濁液は、1
週間より短い倍加時間であって速い成長速度を有する。 懸濁培養液は0.5mlPVC(充填セル容量:ピペッ
ト中の設定セル容量)を25mlの新鮮培地に移すこと
により継代培養される。このようにして継代培養を4な
いし6週間行った後、培養液は1週間毎の継代培養あた
り2ないし3倍に増加する。細胞の75%以上が望まし
い形態である培養液がさらに継代培養を行うことにより
保持される。ポアサイズ630μmのステンレス鋼ふる
いを周期的に通すことが培養液の分散を高めるためにあ
る場合には行われるが、必ずしも必要ではない。 I.ゼア・メイズの懸濁培養液からプロトプラストの調
製 Hで調製された懸濁培養液のPVC1ないし1.5ml
を、4%(w/v)セルラーゼRSとKMC(8.65
g/lKCl,16.47g/lMgCl2・6H2
O,12.5g/lCaCl2 ・2H2O,5g/l
MES,pH5.6)塩溶液中の1%(w/v)リゾチ
ームとからなるろ過滅菌混合物10ないし15ml中で
保温する。ゆっくり揺れるテーブル上ににおいて30℃
で消化を3ないし4時間行う。調製液はプロトプラスト
放出に対して倒立顕微鏡で追跡する。放出されるプロト
プラストを以下のように集める:調製液を100μmメ
ッシュシーブ、次に500μmメッシュシーブを通して
ろ過する。プロトプラストをシーブ上において酵素溶液
の最初の容量と同じ容量のKMC塩溶液で洗浄する。プ
ロトプラスト調製液10mlを種々の使い捨て遠心用チ
ューブに入れ、そして0.6Mショ糖溶液(0.1%(
w/v)モルホリノエタンスルホン酸(MESおよびK
OH)でpH5.6に緩衝化)1.5ないし2mlを下
層とした。チューブを60ないし100×gで10分間
遠心分離し、そして界面に集まるプロトプラストをピペ
ットで集め、そして新しいチューブに入れる。プロトプ
ラスト調製液を新鮮なKMC塩溶液10ml中に再懸濁
し、そして60ないし100×gで遠心分離する。上澄
みを除去して廃棄し、残っている滴中にプロトプラスト
をゆっくり再懸濁し、次いで13/14強度のKMC1
0mlを添加する。5分間再び遠心分離した後、上澄み
を再び除去し、そしてプロトプラストプロを6/7強度
のKMC溶液中に再懸濁する。一部を計数のための採取
し、そして再び遠心分離により沈殿させる。プロトプラ
ストを、KM−8p培地または0.5Mマンニトール含
有6mM MgCl2 または形質転換用のその他の
適当な培地中にmlあたり107 で再懸濁させる。 【0062】J.ゼア・メイズプロトプラストのエレク
トロポレーションによる形質転換 a.熱ショックを除いて全ての段階が室温(22ないし
28℃)で行われる。プロトプラストをIの最後の段階
において、0.1%(w/v)MESおよび6mM
MgCl2 を含有する0.5Mマンニトール中に再懸
濁させる。懸濁液の耐性をダイアログ・エレクトロポリ
ーター(ダイア−ログ・ゲーエムベーハー,ドイツ国D
−4000デュッセルドルフ)のチャンバー中で測定し
、そして300mM MgCl2 溶液を用いて1な
いし1.2kオームに調整する。試料を含有するチュー
ブを45℃の水浴に45℃で浸漬し、次に氷上で室温ま
で冷却することによりプロトプラストに熱ショックを与
える。植物選択性ハイグロマイシン耐性遺伝子を含む線
状化プラスミド〔44〕またはキメラ遺伝子構築物4g
および子牛胸腺担体DNA20μgを上記懸濁液0.2
5mlに添加する。0.5Mマンニトール含有30mM
MgCl2 中の24%(w/v)PEG(MW8
000)溶液0.125mlをプロトプラストに添加す
る。混合物を十分に、しかしゆっくり混合し、そして1
0分間保温する。試料をエレクトロポレーターのチャン
バーに移し、そして試料を10秒間隔で3回加える(1
500,1800,2300または2800Vcm−1
の初期電圧,1μ秒の指数関数的破壊時間)。プロトプ
ラストを以下のように培養する。試料を6cmペトリ皿
に室温でプレーティングする。さらに5ないし15分後
、1.2%(w/v)シープラークアガロースおよび1
mg/l 2,4−Dを含有するKM−8p培地3m
lを添加する。アガロースおよびプロトプラストを十分
に混合し、そして培地をゲル化させる。 b.1つまたはそれ以上の以下の変形を行ってaが繰り
返される:(1)プロトプラスト調製液の耐性が0.5
ないし0.7kオームに調整される。 (2)使用されるPEGが分子量4000を有するPE
Gである。 (3)PEGが添加されないか、または12%(w/v
)PEG1/2容量が添加される。 (4)パルスが3秒の間隔で適用される。 (5)プロトプラストが16℃の温度に冷却されたプレ
ート上に置かれた皿中でのエレクトロポレーションの後
にプレーティングされる。 (6)プロトプラストをエレクトロポレーションの後に
チューブ中に入れ、6/7強度のKMC溶液またはW5
溶液(380mg/lKCl,18.375g/lCa
Cl2 ・2H2 O,9g/lNaCl,pH6.0
からなる)10mlで洗浄し、次に60×gで10分間
の遠心分離により集め、KM培地0.3ml中に再懸濁
し、そしてaのようにプレーティングする。 (7)子牛胸腺担体DNAを添加しない。 【0063】K.ゼア・メイズプロトプラストのPEG
での処理による形質転換 a.Iの最後の段階でプロトプラストを12ないし30
mM MgCl2 含有の0.5Mマンニトール溶液
中に再懸濁する。45℃5分間の熱ショックをJに記載
のように行う。プロトプラストを遠心チューブ中の形質
転換のための一部に分散させ、チューブあたり懸濁され
るプロトプラストを0.3mlとする。次の10分間に
以下の物質を添加する:DNA(Jと同様)およびPE
G溶液(MW6000,40%(W/V);0.1MC
a(NO)3 および0.4Mマンニトール含有;KO
HでpH8ないし9)で最終PEG濃度を20%とする
。一部を時折揺動しながら30分間保温し、次いでプロ
トプラストをペトリ皿中に入れ(直径6cmあたり初期
プロトプラスト懸濁液0.3ml)、そしてJに記載の
ように培養する。 b.aを繰り返し、プロトプラストを洗浄し、2ないし
3分の間隔で5回W5溶液0.3mlを添加することに
よりPEG溶液中で30分間の保温を行う。プロトプラ
スト懸濁液を遠心分離し、上澄みを除去し、そしてプロ
トプラストをJ.aに記載のように培養する。 c.PEG最終濃度を13と25%(w/v)の間にす
る以外はaおよびbを繰り返す。 【0064】L.プロトプラストからカルスの再生アガ
ロース中にプロトプラストを含有する植物を26℃で暗
所に置く。14日後、コロニーがプロトプラストから生
じる。コロニーを含むアガロースを2mg/l2,4−
Dを含みゲルライトで固化されたN6培地を含有する直
径9cmのペトリ皿の表面に移す。この培地を2N6と
命名する。カルスをさらに26℃で暗所中培養し、そし
てカルス片を新鮮な固体2N6培地上に2週間毎に継代
培養する。 【0065】M.ゼア・メイズの形質転換されたカルス
の選択 形質転換された細胞を選択するために100mg/lま
たは200mg/lハイグロマイシンBを2N6培地に
添加する変形を行った以外はLを繰り返す。 【0066】N.トウモロコシ植物の再生a.カルスを
維持のために2N6培地上に置き、そして再生開始のた
めにON6(2,4−Dを含まないN6培地)およびN
61培地(0.25mg/l2,4−Dおよび10mg
/lカイネチン含有のN6培地)上に置く。ON6およ
びN61培地上で生長するカルスを明所(白色蛍光灯か
ら840ないし8400ルクスの光を16時間/日)中
で生長させる。N61培地上での延長された時間は有害
であるので、N61培地上で生長するカルスを2週間後
にON6培地に移す。カルスが幾つかの培地配合物に再
び移されても、カルスを2週間ごとに継代培養する。小
植物が約4ないし8週間で現れる。小植物が少なくとも
2cmの高さに達したら、GA7容器中のON6培地に
移す。根が2ないし4週間で形成され、そして根が生長
を支持するのに十分形成されたら、小植物をピートポッ
ト中に土壌に移し、日陰に最初の4ないし7日置く。馴
化を補助するために、2ないし3日小植物の上に透明な
プラスチックカップを逆さにかぶせておくおくことはし
ばしば有利である。植物が確立されたら、通常のトウモ
ロコシ植物として処理し、温室で成熟させる。後代を得
るために、植物は自家受粉されるか、または野生型と交
雑させる。 b.カルスを維持するために使用される培地に100m
g/lまたは200mg/lハイグロマイシンBを添加
する変形を行った以外はaを繰り返す。 【0067】O.ダクチリス・グロメラタ(カモガヤ)
の組織から胚形成性懸濁液の調製 a.胚形成性カルスを温室栽培カモガヤの幼若葉の基部
から開始する〔16〕。葉の表面をクロロックス(5.
25%(w/v)次亜塩素酸ナトリウム,クロロックス
・カンパニー,カリフォルニア州オークランド)の1:
10希釈液中に約10分間浸漬することにより滅菌し、
次に長さまたは直径1ないし5cmの小片に無菌的に切
断する。これらの切片を、ゲル化剤として0.8%(w
/v)アカロース含有の無菌SH−30培地上に置く。 約25℃の培養下、プレーティング後2ないし6週間で
カルスまたは胚形成性構造物が現れる。新鮮SH−30
培地上での2ないし4週間毎の継代培養および25℃暗
所での培養により胚形成性カルスが維持される。 b.胚形成性懸濁培養液を、45μMジカムバおよび4
g/lカゼイン加水分解物含有の液体培地〔15〕50
ml中に胚形成性カルスを新鮮重量で約0.5g置くこ
とにより開始する。懸濁培養液を金属キャップおよびパ
ラフィルムで密封された125mlデロングフラスコ中
、16時間の照明(3300ルクス)、8時間の暗所の
光条件下、ジレイターシェーカー上約130rpmで生
長させる。約4週間後、大きな凝集体を約30秒間沈殿
させ、そして小さい細胞クラスターを含む上澄み培地の
10mlを除去し、そして新鮮培地50mlに移す。 小さい細胞質細胞の存在基づいてより小さい凝集体およ
びよりよい品質により判断される最も成功率の高い培養
物を用いて、上記操作を3ないし4週間毎に繰り返す。 5ないし8回の移し変えの後に、懸濁液は非胚形成性細
胞を実質的に含まず、そして胚形成性細胞クラスターは
極めて小さい(150ないし2000μm)。 【0068】P.ダクチリス・グロメラタのプロトプラ
ストの単離および精製 細胞をナルゲン0.2μmフィルター単位で無菌ろ過し
、そして次にペトリ皿中のプロトプラスト酵素混合物1
2.5mlに新鮮重量で約0.5gの細胞を添加するこ
とによりOの胚形成性懸濁培養液からプロトプラストを
調製する。酵素混合物は2%(w/v)セルラーゼRS
、7mM CaCl2 ・H2 O、0.7mM
NaH2 PO4 ・H2 O、3mM MES(p
H5.6)、グルコース(550mOs/kgH2 O
,pH5.6)からなり、そしてろ過滅菌される。混合
物をオービタルシェーカー上約50rpm、400ルク
ス未満の照明下、約4ないし5時間回転させる。消化物
を次にステンレスシーブ(100μmメッシュサイズ)
に通し、12mlの遠心チューブに分配し、約60ない
し100×gで約5分間遠心分離する。プロトプラスト
含有沈殿物を次に、グルコースで550mOs/kgH
2 Oに調整したプロトプラスト培養培地KM−8pで
3回洗浄する。この時点で、浮上段階をプロトプラスト
の精製のためにさらに行ってもよい。この場合、洗浄プ
ロトプラストをショ糖で700mOs/kgH2 Oに
調整したプロトプラスト培養培地KM−8p10mlの
上層に乗せる。約60ないし100×gで約10分間遠
心分離後、界面のプロトプラストバンドを細かいピペッ
トを用いて集める。 最後にプロトプラストをKM−8p1ないし2ml中に
再懸濁させ、そしてステンレスメッシュスクリーン(2
0μmメッシュサイズ)に通す。放出されたプロトプラ
ストを集め、洗浄し、そしてKM−8p培地中に、また
は形質転換のために適当な浸透圧調整培地に再懸濁させ
る。 【0069】Q.ダクチリス・グロメラタのプロトプラ
ストの培養およびカルスの生長 a.精製プロトプラストを、1.3%(w/v)シープ
ラークアガロースをおよび30ないし40%(w/v)
調整培地(3ないし4週齢のダクチリス・グロメラタの
胚形成性懸濁培養液を滅菌ナルゲン0.2μmフィルタ
ーに通し、グルコースを添加して550mOs/kgH
2 Oに調整し、そして再びろ過滅菌することにより得
られた)を含有するKM−8p培養培地中にmlあたり
約5×105 プロトプラストの密度で置く。次いでプ
レートを暗所中28℃の定温で置く。10ないし14日
後アガロースをウェッジに切断し、最初のアガロース添
加培養液3mlあたり3%(w/v)と共にSH−45
懸濁培養液20mlを用いて「ビーズカルチャー」〔4
8〕中に置く。プレートを平坦シェーカー上に置き、6
70ルクスの照明中50rpmで揺動する。新しい懸濁
培養液はアガロースからコロニーが生長するとき形成さ
れ、そして細胞を液体培地中に放出する。生成する懸濁
液培養された細胞をアガー固化SH−30培地上に置き
、そしてカルスが形成されるまで暗所中25℃で置く。 b.培地が調整培地を含まないことを除いて上と同様に
プロトプラストが培養される。 【0070】R.ダクチリス・グロメラタのプロトプラ
ストのエレクトロポレーションによる形質転換a.プロ
トプラストの精製直後に、エレクトロポレーションが線
状化プラスミドを用いて行われる〔48〕。最後の洗浄
後、エレクトロポレーション緩衝液(0.4Mマンニト
ール,6mM MgCl2 )中にmlあたり約7×
107 プロトプラストの密度でプロトプラストを再懸
濁させる。プロトプラストを次に10mlの遠心チュー
ブ中に0.7ml入れる。プラスミドDNAおよび超音
波処理された子牛胸腺DNA(シグマ)をそれぞれ最終
濃度10μg/mlおよび50μg/mlになるように
チューブに添加する。次にPEG溶液〔0.4Mマンニ
トール、0.1%(w/v)MES(pH5.6)含有
30mM MgCl2 中の24%(w/v)PEG
(MW6000)〕溶液0.38mlを添加し、そして
溶液をゆっくり混合する。プロトプラスト懸濁液をダイ
アログ・エレクトロポリーターのチャンバー中に移し、
そして初期電圧3250V/cm10パルスおよび1μ
秒の指数関数的破壊時間を30秒間隔で適用する。試料
をチャンバーから取り出し、そして直径10cmペトリ
皿にプレーティングする。1.2%(w/v)シープラ
ークアガロースを含有するKM−8p培地10mlを添
加し、プロトプラストを培地に均一に分配し、そして培
地をゲル化させる。 b.初期電圧として3500V/cm、4000V/c
m、5000V/cm、3000V/cmまたは250
0V/cmが用いられる以外はaを繰り返す。 c.PEGの分子量が4000または8000のものを
使用する以外aおよびbを繰り返す。 d.PEG最終濃度が10%と30%(w/v)の間で
あることを除いて、aないしcを繰り返す。 【0071】S.ダクチリス・グロメラタのプロトプラ
ストのPEGでの処理による形質転換 a.PEG介在直接遺伝子導入が文献〔37〕に従って
行われる。使用されるDNAは線状化プラスミドである
。最後の洗浄に続き、15mM MgCl2含有の0
.5Mマンニトール中にプロトプラストをmlあたり約
2×106 の密度で懸濁させる。プロトプラスト懸濁
液1mlを10mlの遠心チューブに入れる。DNAを
Rに記載のように添加し、次いでPEG溶液0.5ml
を添加する〔PEG溶液(MW4000,40%(W/
V);0.1MCa(NO)3 および0.4Mマンニ
トール含有;pH7.0〕。溶液をゆっくり混合し、そ
して室温(約24℃)で30分間時折揺動しながら保温
する。洗浄液1.4mlを添加し、そしてチューブの内
容物をゆっくり混合する。洗浄液は87mMマンニトー
ル、115mM CaCl2 、27mM MgC
l2 、39mM KCl、7mMトリスHClおよ
び1.7g/lミオイノシトール(pH9.0)からな
る。さらに洗浄液1.4mlを4分間隔で添加し、各添
加の後に混合する。チューブを次に約60×gで約10
分間遠心分離し、そして上澄みを廃棄する。沈殿したプ
ロトプラストを1mlKM−8p培養培地中に取り出し
、そして10cmのペトリ皿に置く。シープラークアガ
ロースを含有するKM−8p培地10mlを添加し、プ
ロトプラストを培地に均一に分配し、そして培地をゲル
化させる。 b.以下の変形を1またはそれ以上行いaを繰り返す:
(1)洗浄液のpHを5.6または7.0に調整する。 (2)使用されるPEGは分子量6000、2000ま
たは8000のものである。 (3)洗浄培地は154mM NaCl、125mM
CaCl2 、5mM KCl、5mMグルコー
スからなりKOHでpH6.0に調整されたもの、0.
2M CaCl2 、0.1%(w/v)MESから
なりKOHでpH6.0に調整されたもの、または0.
2M CaCl2 、7mMトリスHClからなりK
OHでpH9.0に調整されたものである。 【0072】T.ダクチリス・グロメラタのプロトプラ
ストのエレクトロポレーションまたはPEGでの処理に
よる形質転換 形質転換は、プロトプラストの一部をチューブに分配す
る前または後に、およびPEGの添加の前に約5分間4
5℃でプロトプラストを処理する以外はRまたはSの記
載の通り行われる。 【0073】U.形質転換されたコロニーの選択a.R
ないしTからのプロトプラストを含有する培養プレート
(ペトリ皿)を暗所中約25℃で10日間保温し、次に
「ビーズカルチャー」のために5つの同様な片に切断す
る。そのうち4つを、4g/lカゼイン加水分解物およ
び20μg/mlハイグロマイシンB含有のSH−45
培養培地20ml中に各々入れる。第5の片を非選択対
照としてハイグロマイシンB非含有の同様の培地20m
l中に入れる。4ないし5週の後、カナマイシンB中に
生長する形質転換されたと考えられるプロトプラスト誘
導細胞コロニーをアガロースから切出し、20μg/m
lハイグロマイシンB含有のSH−45培養培地2ml
含有の19mmのペトリ皿に置き、これをオービタルシ
ェーカー上約50rpmで揺動する。さらに4ないし5
週の後、新しい懸濁液を作るように生長する全てのコロ
ニーを125mlエルレンマイヤーフラスコ中に移し、
そして培地中に20μg/mlカナマイシンBを含有す
ることを除いて親懸濁培養と同様の方法で生長させる。 新しい懸濁液を、4g/lカゼイン加水分解物および2
0μg/mlハイグロマイシンB含有のSH−45培養
培地を用いて1ないし3週間毎に継代培養する。これら
の懸濁液からの細胞を20μg/mlハイグロマイシン
B含有のSH−30固化培地上に置き、そして暗所中約
25℃で保温する。プレーティングされた細胞からのカ
ルス生長体は新鮮培地上で2週間毎に継代培養される。 ハイグロマイシンBの存在下で生長する細胞を形質転換
体であるとみなす。 b.ハイグロマイシンB含有培地中で生長するプロトプ
ラスト誘導細胞コロニーが、20μg/mlハイグロマ
イシンB含有のSH−30培地のアガープレートにプレ
ーティングされ、で暗所中25℃で保温されること除い
て、選択は上記同様に行われる。 【0074】V.形質転換されたダクチリス・グロメラ
タ植物の再生 a.プロトプラストから誘導されたダクチリス・グロメ
ラタのカルス(Uに記載されたように得られる)を固化
SH−30培地上で生長させ、そして2週間毎に継代培
養する。形成される胚を取り出し、そして発芽培地(S
H−0)上にプレーティングし、そして3800ないし
4600ルクスの照明下に置く。これらの胚の発芽は1
ないし4週で起こり、そして生成する小植物をSH−0
培地上照明下に置き、根系を形成させる。それらを6な
いし12葉期に温室に移し、そして徐々に馴化させる。 b.プロトプラストから誘導されたカルス(Uに記載さ
れたように得られる)を0.24%(w/v)ゲルライ
トで固化させたSH−0培地上3800ないし4600
ルクスの照明下で生長させ、そして2週間毎に継代培養
する。生成する小植物を0.24%(w/v)ゲルライ
トおよび0.4%(w/v)アガーで固化させたSH−
0:OMS=1:1混合培地上照明下に置き、根系を形
成させる。それらを6ないし12葉期に温室に移し、そ
して徐々に馴化させる。 c.小植物体が上記のように得られ、そして0.8%(
w/v)アガーで固化させたOMS培地上照明下に置き
、根系を形成させる。それらを6ないし12葉期に温室
に移し、そして徐々に馴化させる。 d.小植物体が上記のように得られ、そして0.12%
(w/v)ゲルライトおよび0.4%(w/v)アガー
で固化させたSH−0:OMS=1:1混合培地上照明
下に置き、根系を形成させる。それらを6ないし12葉
期に温室に移し、そして徐々に馴化させる。 【0075】実施例9:全ての遺伝子を含有するトラン
スジェニックT3種子系の獲得 トランスジェニック植物の遺伝子型命名には以下の方法
がここでは用いられる:形質転換から生じ、そして組織
培養から生長した最初の植物をT1植物と命名する。T
1植物の天然花の自家受粉から生じる植物をT2植物と
命名する。これは通常の減数分裂の間に新規遺伝子型を
獲得したものである。同様に、T2植物(すなわちT2
種子から生長した)の天然花の自家受粉から生じた種子
をT3と命名する。以下同様である。 【0076】トランスジェニック植物(T1)を成熟さ
せる。花を自家受粉させ、そして通常の乾燥の後に種子
サヤを集める。個々の植物からの種子を集め、別々に保
存する。各種子ロットを、カナマイシン耐性特性を生じ
るメンデル遺伝子座の数を決定するために、遺伝子分離
分析により試験する。T2種子は2%次亜塩素酸塩含有
の0.02%(v/v)ツイーン20で表面滅菌し、次
に滅菌水ですすぐ。約150個の種子を、150μg/
mlカナマイシン含有の0.2X MS塩〔36〕で
飽和させた濾紙上に置く。発芽および約5mmまでの子
葉の生長の後に、通常の緑子葉(kan−r)対脱色子
葉(kan−s)の比率を決定する。約3:1(kan
−r:kan−s)の比率を示すT2種子ロットだけを
さらに分析する。この分離比はカナマイシン遺伝子を生
じる単一のメンデル遺伝子座を示す。 【0077】4ないし10の植物が各T2種子ロットか
ら成熟し(上記同条件)、そして自家受粉させる。T3
種子の選択、種子滅菌、および種子発芽を上と同様に行
う。試験された種子(n=150)の100%がkan
−r表現型を示すT3種子ロットが特質に対してホモ接
合性である(すなわちホモ接合性T2親植物から生じる
)とみなし、表現型分析のために保存する。 【0078】次いで慣用の育種技術が3つの全ての遺伝
子を同一植物に得るために用いられる。 【0079】以上、本発明の特定の実施態様について記
載したが、本明細書の記載から考えられ得る数々の変形
、変更および態様は、本発明の範囲内であるとみなされ
る。 【0080】 【表5】文献一覧 【配列表】 【0081】配列番号:1 配列の長さ:22 配列の型:ペプチド 【0082】配列番号:2 配列の長さ:75 配列の型:ヌクレオチド 【0083】配列番号:3 配列の長さ:75 配列の型:ヌクレオチド 【0084】配列番号:4 配列の長さ:38 配列の型:ヌクレオチド 【0085】配列番号:5 配列の長さ:38 配列の型:ヌクレオチド 【0086】配列番号:6 配列の長さ:30 配列の型:ヌクレオチド 【0087】配列番号:7 配列の長さ:27 配列の型:ヌクレオチド 【0088】配列番号:8 配列の長さ:38 配列の型:ヌクレオチド 【0089】配列番号:9 配列の長さ:1358 配列の型:ヌクレオチド 【0090】配列番号:10 配列の長さ:28 配列の型:ヌクレオチド 【0091】配列番号:11 配列の長さ:42 配列の型:ヌクレオチド 【0092】配列番号:12 配列の長さ:81 配列の型:ヌクレオチド 【0093】配列番号:13 配列の長さ:14 配列の型:ヌクレオチド 【0094】配列番号:14 配列の長さ:17 配列の型:ヌクレオチド
Claims (25)
- 【請求項1】 以下の有効成分:a)1種またはそれ
以上の細胞膜分解性成分、および b)1種またはそれ以上の加水分解酵素の抗病原体有効
量を1種またはそれ以上の農学的に許容性の担体ととも
に含有する植物病原体防除用組成物。 - 【請求項2】 細胞膜分解性成分が溶菌ペプチドであ
る請求項1記載の組成物。 - 【請求項3】 溶菌ペプチドが、病原体の細胞膜に浸
透もしくは該細胞膜を溶解または該細胞膜にその他の様
式で損傷を与える性質により抗病原体有効性であり得る
天然もしくは合成ペプチドまたはそれらの機能的誘導体
である請求項2記載の組成物。 - 【請求項4】 溶菌ペプチドが哺乳類デフェンシン、
セクロピン、チオニン、メリチン、昆虫デフェンシン、
マガイニン、アタシン、ジプテリス、サペシン、カクル
チン、キセノプシンおよびそれらのハイブリッドからな
る群から選択される請求項2記載の組成物。 - 【請求項5】 加水分解酵素が植物病原体の細胞壁の
分解を補助し得る酵素である請求項1ないし4のいずれ
か1項に記載の組成物。 - 【請求項6】 加水分解酵素が約1/10cの相対濃
度で有効成分中に存在する請求項1ないし5のいずれか
1項に記載の組成物。 - 【請求項7】 加水分解酵素が約1/100cの相対
濃度で有効成分中に存在する請求項6記載の組成物。 - 【請求項8】 加水分解酵素がβ−1,3−グルカナ
ーゼまたはキチナーゼである請求項1ないし7のいずれ
か1項に記載の組成物。 - 【請求項9】 加水分解酵素がキチナーゼとβ−1,
3−グルカナーゼの両方の組合せである請求項1ないし
7のいずれか1項に記載の組成物。 - 【請求項10】 キチナーゼが約1/10cの相対濃
度で有効成分中に存在し、そしてβ−1,3−グルカナ
ーゼが約1/10cの相対濃度で有効成分中に存在する
請求項9記載の組成物。 - 【請求項11】 キチナーゼが約1/10cの相対濃
度で有効成分中に存在し、そしてβ−1,3−グルカナ
ーゼが約1/100cの相対濃度で有効成分中に存在す
る請求項10記載の組成物。 - 【請求項12】 キチナーゼが約1/100cの相対
濃度で有効成分中に存在し、そしてβ−1,3−グルカ
ナーゼが約1/10cの相対濃度で有効成分中に存在す
る請求項9記載の組成物。 - 【請求項13】 キチナーゼが約1/100cの相対
濃度で有効成分中に存在し、そしてβ−1,3−グルカ
ナーゼが約1/100cの相対濃度で有効成分中に存在
する請求項9ないし12のいずれか1項に記載の組成物
。 - 【請求項14】 溶菌ペプチドが約1ないし約200
ppmの濃度で存在する請求項2記載の組成物。 - 【請求項15】 以下の有効成分:a)1種またはそ
れ以上の細胞膜分解性成分、および b)1種またはそれ以上の加水分解酵素の抗病原体有効
量を1種またはそれ以上の農学的に許容性の担体ととも
に含有する組成物の抗病原体有効量を植物病原体または
それらの生息地に施用することからなる植物病原体の防
除方法。 - 【請求項16】 1種またはそれ以上の細胞膜分解性
成分、および1種またはそれ以上の加水分解酵素の組合
せの抗病原体有効量をトランスジェニック植物中に発現
させることからなる植物病原体の防除方法。 - 【請求項17】 1種またはそれ以上の細胞膜分解性
成分、および1種またはそれ以上の加水分解酵素をコー
ド化する組換えDNA配列を含むトランスジェニック植
物。 - 【請求項18】 細胞膜分解性成分が溶菌ペプチドで
ある請求項17記載の植物。 - 【請求項19】 溶菌ペプチドが、病原体の細胞膜に
浸透もしくは該細胞膜を溶解または該細胞膜にその他の
様式で損傷を与える性質により抗病原体有効性であり得
る天然もしくは合成ペプチドまたはそれらの機能的誘導
体である請求項18記載の植物。 - 【請求項20】 溶菌ペプチドが哺乳類デフェンシン
、セクロピン、チオニン、メリチン、昆虫デフェンシン
、マガイニン、アタシン、ジプテリス、サペシン、カク
ルチン、キセノプシンおよびそれらのハイブリッドから
なる群から選択される請求項18記載の植物。 - 【請求項21】 加水分解酵素が植物病原体の細胞壁
の分解を補助し得る酵素である請求項18記載の植物。 - 【請求項22】 加水分解酵素がβ−1,3−グルカ
ナーゼまたはキチナーゼである請求項18記載の植物。 - 【請求項23】 加水分解酵素がキチナーゼとβ−1
,3−グルカナーゼの両方の組合せである請求項18記
載の植物。 - 【請求項24】 以下の段階:a)1種またはそれ以
上の細胞膜分解性成分および1種またはそれ以上の加水
分解酵素をコード化する組換えDNA配列を含むトラン
スジェニック植物を作出し、そして b)該トランスジェニック植物に1種またはそれ以上の
細胞膜分解性成分および1種またはそれ以上の加水分解
酵素の合成を引き起こす、からなる植物病原体の防除方
法。 - 【請求項25】a)1種またはそれ以上の細胞膜分解性
成分および1種またはそれ以上の加水分解酵素をコード
化する組換えDNA配列を含むトランスジェニック植物
を1種作出するか、または b)1種またはそれ以上の細胞膜分解性成分および1種
またはそれ以上の加水分解酵素をコード化する組換えD
NA配列を含むトランスジェニック植物を2種またはそ
れ以上作出し、そしてそれらの植物を慣用の育種法によ
り交雑する、ことからなる、1種またはそれ以上の細胞
膜分解性成分および1種またはそれ以上の加水分解酵素
の抗病原体有効量を合成し得るトランスジェニック植物
の作出方法。
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