JPH04501507A - ソラヌムツベロスムからの傷刺激dna配列及びその使用法 - Google Patents
ソラヌムツベロスムからの傷刺激dna配列及びその使用法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。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ソラヌム ッペロスム(Solanum Tuberosum +ジ
ャガイモ)からの傷刺激DNA及びその部分、これを傷又は病原体の攻撃を用い
た高等植物における遺伝子産物の生産のために使用する方法、これを含有するD
NA運搬ベクター類、及びこれを含有する植物体又は植物体部分に関するもので
ある。
植物組織を機械的に損傷すると、形態的及び生理的変化が生じることが知られて
いる。ここで、この損傷の後に、種々の酵素類、例えばジャガイモ塊茎中におけ
るフェニルアラニンアンモニアリアーゼ及びペルオキシダーゼ、にんじんの貯蔵
組織におけエクステンシン、ジャガイモの塊茎における脂肪酸合成酵素及びトマ
トやジャガイモの葉におけるプロティナーゼ阻害剤の活性か増大する。これらの
酵素類のうちの幾つかにおいては、この活性の増大か、mRNAの増加量と関連
している。最も良く理解されている傷誘導遺伝子の一つは、トマト類及びジャガ
イモ類におけるプロテイナーゼ阻害剤である。損傷した葉の中では、この遺伝子
のためのmRNAが顕著に増加する。
植物中での傷誘導による遺伝子の発生は根本的な興味の対象である。なぜならこ
の領域で活性となるプロモーターは、損傷の後にこれに対応する構造遺伝子を特
異的に活性化する能力があるからである。例えば、耐性のためにコードし、又は
抗性物質として有効な物質をコードし、又は傷の治ゆを促進する、他の遺伝子と
関係するこの種のプロモーターを、もし他の植物の遺伝物質中へと挿入すること
ができれば、当然に大きな経済的興味の対象となる。
ここで、比較的高濃度の誘導mRNAが、傷付けられた及び/又は微生物に攻撃
されたジャガイモ植物体中に特異的に存在していることを見出した。このmRN
Aは、分離して特徴付けることができる。これは、健康な、傷付いていない植物
には現われない。
従って、本発明は、その目的として、損傷及び/または病原性微生物への感染に
よって刺激された、ソラヌム ッペロスムからのDNA配列、及びその部分、特
にそのプロモータ一部分及びその構造遺伝子部分を有する。更に、本発明は、そ
の目的として、損傷及び/又は病原性攻撃の後に高等植物中に遺伝子産物を形質
発現させるためにこれらのDNA配列を使用する方法を有する。
更に、本発明は、その目的として、上で定義したDNA配列が挿入されたDNA
運搬ベクターを有する。最後に、本発明は更なる目的として、こうしたDNA配
列を含有する植物体又は植物体材料を有する。
遺伝子のプロモーター領域又はその構造遺伝子における、遺伝子の「活性領域」
という表現は、遺伝子のプロモーター領域においては構造遺伝子の活性化のため
に無条件に必要であり、かつ構造遺伝子においては、有効な又は活性の遺伝子の
発現のために無条件に必要なヌクレオチド配列に言及するものと理解するべきも
のである。
「構造遺伝子」という表現は、ここで記載した系と相同の系におけるソラヌム
ツベロスムからのDNA配列のみならず、他の源から、従って異種の系からの構
造遺伝子にも言及するものと理解されるべきものである。ここで記載した傷刺激
プロモーターと融合でき、ジャガイモや他の植物における各構造遺伝子の発現の
ために使用できるような、CAT−、NPT−及びGUS−構造遺伝子を例示し
うる。
この運搬ベクターは、最終的に細菌中へと導入可能ないかなる適当なりNA分子
を備えてもよい。典型的には、これらは、本開示中に更に詳細に説明したような
プラスミドであってよい。
この挿入技術は、本技術分野に習熟した者にとって公知である。
これらの運搬ベクターの取り込み及び放出のための細菌は、アブロバフタ−属、
特に根頭がんしゅ病菌(Agrobacterium tumefaciens
)及び毛根病菌(Agrobacterium rhizogenes)の細菌
によって構成されていてよい。
欧州特許出願公開公開(EP−A)第122.791号は、内部に植物遺伝子が
挿入されたT−DNAを含有するDNA運搬ベクターについて記載する。この植
物遺伝子は、植物プロモーターと植物構造遺伝子とからなり、ここでこの植物プ
ロモーターは、この植物構造遺伝子の5′−末端に接合し、この植物構造遺伝子
は、この植物プロモーターの後ろにその転写方向に位置する。欧州特許出願公開
(EP−A)第122,791号は、DNA運搬ベクター中に遺伝物質を挿入す
るための方法及び工程についての詳細な説明を与えており、この文献をここで特
に参照する。
研究の示すところによれば、エルウィニア(Erwinia)菌は、ジャガイモ
植物体(ソラヌム ツベロスム)中に潜伏し、組織が傷付けられた後にのみ、ジ
ャガイモの茎及び塊茎を優先的に攻撃しつる。これは、ダチュラ(Datura
)種のジャガイモ塊茎を円板状にスライスし、同時にアトロセプテイカ(atr
oseptica)種のエルウィニア 力ロトヴオう(IErwinia ca
rotovora)で培養することによって、このジャガイモ塊茎中に誘導した
。予期されたように、これらの塊茎は、培養の18時間後にはげしく解離した表
面を示した。このマセレーション下にある組織からmRNAを分離することは、
通常の方法によっては不可能であった。この理由は、多糖によりRNAが高度に
汚染されていること、RNAの沈澱及び再溶解が乏しいこと、RNAの分解が高
レベルであること、RNAの収量が少ないこと及び労働と材料費とが相当のもの
であることであった。しかし、既存の方法を変形し、新しく組み合わせることに
よって、たとえ多糖を含む組織からでも、多量の劣化していないRNAを、比較
的少ない材料費と消費時間とによって得ることかできる技術を発展させることか
できたエルウィニアによって培養したグラノラ(granola)種のジャガイ
モの傷を付けた塊茎からの洗浄ポリA“RNAを基として、cDNAバンクを構
成した。分化コロニー ハイブリッド形成技術を用い、4000のcDNAクロ
ーンを、非損傷及びエルウィニア損傷した塊茎からの放射線標識RNAによって
ハイブリッド形成した。二種のクローンを同定し、ここでwunl及びwun2
と名づけ、このうち相補的mRNAを、種々の4倍体ジャガイモ種及び単数体種
AM 8015793の塊茎を傷付けることによって誘導した。
塊茎を機械的に損傷した後に30分間の間蓄積したwunl −mRNAを、こ
うして損傷によって誘導された一次プロセスに供し、この一方wum2を損傷の
後3.5時間誘導した。損傷の24時間後、双方のクローンは、むしろ一層高い
m−RNA濃度を示した。この機械的損傷に加え、アトロセプテイカ(atro
septica)種のエルウィニア 力ロトヴオラ(Erwinia caro
tovora)によって塊茎を培養すると、その形質発現パターンには変化は見
られなかった。
また、塊茎についてこの形質発現研究の明らかにする所では、wun l−mR
NA及びwun2− mRNAは、エルウィニア特異的に誘導される遺伝子では
なく、塊茎組織の破壊に至るすべてのプロセスによって刺激される遺伝子を示す
。
wun l−mRNAは、傷付いたジャガイモ塊茎中に多量に蓄積する(傷付い
ていないジャガイモ塊茎中におけるプロテイナーゼ阻害剤IF−mRNAと匹敵
できる程度の量で:サンチェスーセラノ等(Sanchez−3errano
et al)、rMol、 Gen、 Genet、J 2032.15(19
86)参照);シかるに、傷付いていない塊茎中では、検出されなかった。これ
は最初は損傷の後30分に現れ、損傷の後4時間及び24時間の間が最大であっ
た。48時間後でさえも、より少ない量で検出可能であった。
損傷の後のwunl −mRNA及びwun 2− mRNAの蓄積は、塊茎に
限らず、種々の4倍体ジャガイモ植物の葉、茎及び根においてもまた、同程度の
反応速度及び強度をもって生ずる。
wun 2 、 mRNAに対して、wun !−mRNAは、傷が存在しなく
とも、親和性のフィトフトラ インフェスタンス(phytophrora 1
nfe−stans)胞子を葉にスプレーする場合には、葉中に誘導される。
この結果の示すところでは、wun 1は機械的損傷を通じてだけではなく、(
菌性の)病原体の存在を通してもまた誘導することができる。
塊茎を好気性条件下に傷つけたか(塊茎のスライスにp−緩衝液をスプレーし、
18時間培養し、次いで空気に曝した)、又は嫌気性条件下に傷つけたか(塊茎
のスライスをp−緩衝液中に浸漬し、この酸素欠乏条件下に18時間培養した。
)によって、このwunl−遺伝子の発現に相違があった。wun 1− mR
NA形質発現は、好気的に傷つけた塊茎における方が、これに対応する嫌気性条
件におけるよりも、顕著に高い。
本発明に従って遺伝子の形質発現のためのプロモーターを使用するためには、検
出可能なwun 1− mRNA又はwun 1− mRNAか新しい合成を通
して発生するか(転写調節)、又は傷つけた場合においてのみ構成的に形質発現
し、安定化するか(転写後調節)が重要である。
「ランオフ」転写試験により、wun 1及びwun 2の双方に対して転写調
節を証明することかできた。これは、これらの遺伝子のプロモーターが、傷つけ
た場合に新しい合成の原因となっていることを示す。
既知の技術を用い、4倍体のジャガイモ「グラノラ(grano 1a)」から
、一連のwunl相同性cDNAクローンを得、これらのうち幾つかをこれから
配列した。M13mp 19−ファージ中でwunl−25A2を双方向及び部
分エキソヌクレアーゼIII消化でクローニングすることにより、このヌクレオ
チド配列を、ジデオキシ法に従って双方向て分析した。
第1図は、配列の決定に用いたクローンの相対的なサイズを示す。このクローン
wunl−25A2が、非対称のXho Iセクションの位置に対して、24
A2 *九! PI3及び25 A2 M PI3と呼ばれる位置の、P、、I
一部位で二方向でクローニングされた。
逐次エキソヌクレアーゼ10消化を用い、異なるサイズの欠損クローンを得るこ
とが可能であり、これらは、配列の決定用のクローン25A 21M P19デ
ルタ1〜3及び25 A 2M P19デルタ1〜4として得られた。
第2図は、cDNA−クローン−wunl −25A 2のヌクレオチド配列を
示す。選択的な転写解読枠には下線を引く。
このcDNA−クローン−wunl−25A 2のサイズは711 bp、であ
る。この3−末端は、14bpのポリーAテイルである(位置697〜711)
。この最も大きい転写解読枠は、105アミノ酸を越えて延びる(位置121〜
438)。更に、5′位置では、位置23で3つのアミノ酸をコードし、位置9
5で8つのアミノ酸をコードする二つの短い転写解読枠がある(下線)。しかし
、ここで言及した最後の二つの転写解読枠は、105アミノ酸をコードするもの
とは相違する。ゲノム配列データを参照すると(第6図)、l。
5アミノ酸をコードする解読枠は、wunl−タンパク質に関連している。ジョ
ン(Joshi)、rNuc、 Ac1ds Res、 J 15.6643
。
(1987)によって報告されたように、wunl−タンパク質の翻訳開始点T
TTTTGATGCAAは、植物翻訳開始用の共通配列TAAACAATG G
CTに対し、僅かにしか適合しない。
単数体ジャガイモ系統AM 8015793におけるwunl −mRNAをコ
ードする遺伝子のゲノム組織の試験が示すところでは、この遺伝子は、僅かに限
られた数のコピーでしか得られない。 Hind[[I−、PstI−及びEc
oRI−消化された葉DNAに対する、放射能で標識したwun l−cDNA
のハイブリッド形成により「サザンプロットj分析において、一つの強いバンド
と一つ又は二つの弱いバンドとの規定が得られる。wunl−及びwun2−
cDNAのこの[サザンプロット」分析の結果を、第3図に図示する。
この単数体ジャガイモ系統A M 8015793に対し、この「サザンプロッ
ト」分析は、wunl−及びmun2− mRNAの発現の原因となる幾つかの
遺伝子のみを同定することができた。ここでは、活性の遺伝子を得て不活性な偽
遺伝子を得ない見込みは特に高い。
この単数体ジャガイモ系統の「サザンプロット」において僅かに一つの規定され
たバンドが存在することは、ゲノム当りの遺伝子の数か限られていることを示す
。もしこれを、この単数体系統中のwunl −mRNAの高くかつ優待異性の
形質発現及び転写制限と共に考慮するならば、高度に活性の遺伝子となりそうで
ある。
ゲノムバンクを構成するため、AM 8015793からのEcoRI−消化D
NA 10マイクログラムをEco RI−消化EMBL4−アームに連結し、
C600細菌含有培地上でコロニ形成した。統計的に考えてこのジャガイモのゲ
ノムを代表する約500.000のプラークを得た。これらのプラークをニトロ
セルロースへと転移させた後、放射能で標識したwunl−cDNAを用いたプ
ラークハイブリッド形成技術によって、ゲノムクローンwunl −22及びw
unl −85の同定及び精製を可能とした。
wunl −22及びwunl −85からの組換え体EMBL 4−DNAの
分離、及び放射性wunl −cDNAによるその制限マツピングとハイブリッ
ド形成とにより、次の有機体が得られた。
wunl −85におけるwun 1− cDNA等価フラグメントは、4Kb
のサイズを有する。これは、単数体ジャガイモからのEcoRI−消化DNAの
フラグメントサイズ(wunl −cDNAによってハイブリッド形成)と正確
に対応する。このcDNA−クローンの5′領域における非対称のXho I部
位に基づいて、この4Kbフラグメント中の遺伝子の配向を確定することかでき
た。これに従うと、概略1kbのサイズのプロモーター領域がwunl−遺伝子
の上流にあり、一方、概略2kbのサイズの非相同部分か遺伝子から3′に位置
している。やはりwunl −85中に含有されている8Kbの大きさのEco
R[フラグメントは、このwunl遺伝子を更に分析するためには使用できなか
った。EcoRIによるジャガイモDNAの全消化に基づくと、連結の間、共に
属しない二つのフラグメントはEMBL 4−ベクター中へと挿入され、これら
のフラグメントが互いに機能的に関連し合っていないらしい。
第4図は、ゲノムクローンwunl −85中におけるwunlの配列を示す。
ゲノムクローンwunl−85の4Kbの大きさのEcoRIフラグメント上に
位置するのは、1.OKbのwun 1−プロモーター、0.8Kbのwun
1遺伝子及び2.OKbの3′−末端である。
制限パターンにおいてはwunl −85とwunl−22との間には相違が現
れないので、更なる分析のため、wunl −85の4Kbのフラグメントを、
EcoRI消化pUC8中へと連結させた(第4図参照)。wunlプロモータ
ー及びwun 1遺伝子の配列を決定するため、これに続いてM2S mp18
のEcoR[部位て4Kbフラグメントを更に再クローニングした。その方向性
の決定を、非対称に配置されたXho[部位で使用した対照消化によって実施し
た。クローン85 *mpts及び85 mp18は、共にフラグメントの方向
性を示す。Sph[及びXba Iによるこれらのプラスミドの消化は、エキソ
ヌクレアーゼIIIの助けによって、クローン85mp18のwunl遺伝子の
3′末端、及びクローン85*mp18のwunl遺伝子の5′末端を逐次消化
することを可能にした。
第5図は、クローンwunl −85の欠損分析の結果を図式的な形で示す。
異なるフラグメントサイズを有する、こうして得た欠損クローンを、配列の決定
のために使用した。一般に、wunl遺伝子全体を双方向的に配列決定すること
ができ、かつ、これに加えて、3′末端のうち約400 bpを単方向的に分析
することができた。
第6図は、wunl−85からのwun 1プロモーターと遺伝子とのヌクレオ
チド配列を示す。CAAT−ボックス、TATA−ボックス及びボIJ−A信号
を示し、また転写開始及び停止部位を矢印でマークする。wun 1遺伝子の正
確な転写開始部位を同定するため、81−ヌクレアーゼ−マツピング法を採用し
た。第7図は、wun l遺伝子のS1保護フラグメントのサイズの決定結果を
示す。Xho[部位から5′にあるpLsOOO中の領域のwun 1−mRN
Aとのハイブリッド形成は、162〜179 b I)の長さのDNA−RNA
−ハイブリッド(TO)をもたらし、これは一本鎖の特異的St−ヌクレアーゼ
から保護される。ここで、実際の転写開始部位は、Xholセクションの配置か
ら5′の162〜197 bpにある(A、C。
G、 Tは、DNAフラグメントをサイジングするための配列配置である。
もし得られたうち最も長いフラグメントから始めるとすると、そのときは転写開
始は、XhoI位置から179 bp上流、即ち、配列ACCATACで始まる
。この配列は、ジョン等(Joshi etat) (1987)によって発見
された、共通配列又は転写開始CTAATCAとその中心領域(CAT)におい
て充分一致する。
この転写開始の位置から、更に情報が得られる(第6図参照)。
(1)位置33で、転写開始から解るように、TATA−ボックス127〜14
2 (1980)に記載された、−60及び−80の間の領域内のCAATボッ
クスが、wunlプロモーター中の一58位置(CAAACT)に見出される。
(3) wunl遺伝子の5′−非翻訳領域が217 bpのサイズを有し、従
って、比較的大きい。
(4)このwunl −mRNAをコードした遺伝子は、 rノーザンプロット
」分析に基づけば794bpのサイズであり、これはwunl −mRNAのサ
イズに非常に近く対応している。
(5) wunl遺伝子の97bpの5′非翻訳領域は、cDNA−クローン、
wunl −25A2中では失われる。
(6) cDNA−クローン中で既に決定された転写解読枠は別として、ゲノム
クローンの5′非翻訳領域中に他のものは見られない。
(7) wunl遺伝子はイントロンを含有しない。
第8図は、wun 1遺伝子中の重要領域の配列及び位置を示す。
wunlプロモーターは黒色でマークし、一方wun 1遺伝子はハツチングす
る。重要な認識配列をボックスにする。mRNAを波線によって示し、一方タン
パク質コーディング領域をXesでマークする。各領域のサイズは、塩基対(b
l))で与える。
第9図は、cDNA−クローンwunl −25A2とゲノムクローンwunl
−85との間の配列比較を示す。2368bpのゲノムクローンwunl −5
を、711bpのcDNAクローンwunl −25A2と比較した。相同の塩
基対に垂直線で印をつける。失われたヌクレオチドをピリオドで示す。二つの矢
印は、cDNA−クローン中の二つの1O−bp力方向配列を示す。
比較分析の示すところでは、単数体ジャガイモAM8015793のゲノムクロ
ーンwunl −85の配列は、4倍体ジャガイモ「グラノラ(Granola
) JのcDNA−クローンwunl −25A2の配列と97%相同にものぼ
る。また、11の塩基対変化を同定し、このうち5つが翻訳領域中に位置してい
た。この翻訳領域内で5つの塩基対のすべてが変化する結果、アミノ酸配列は変
化しなかった。この翻訳停止の下流に更に配列された400のヌクレオチドは、
顕著な領域を示さない。
この遺伝子は12000 ドルトンのタンパク質をコードし、このサイズは、ハ
イブリッドーリリースト翻訳(HRT法)実験てほぼ測定できる。このwunl
タンパク質のアミノ酸の組み合わせに対するコンピューター評価は、これか非常
に親水性のタンノくり質であることを示す。このアミノ酸配列を第2図及び第6
図に示す。
wunl−タンパク質のサイズ、その親水性、種々の組織におけるその傷誘導性
及びその病原体による誘導性は、このタンノ(り質かPR−タンパク質に属して
いるという事実に基づいて結論づけることができる。
RR−若しくは「病原生成に関連した(Pathogenesis−Relat
ed)」タンパク質という名称は、なかでも、病原体の攻撃によって誘導可能で
あり、またある場合には、キチナーゼ活性又はグルカナーゼ活性、即ち、菌類の
細胞壁を破壊しうる酵素活性を示す、各種の植物のタンパク質を含む。
トランスジェニックタバコ植物体のアブロバフタ−形質転換系を用い、mRNA
レベルで形質発現を研究することができた。タバコ−mRNAは、SLヌクレア
ーゼ−マツピングから集められつるように、wun lと非常に弱くしか交差反
応せず、更にwunl相同性の5′末端を全く有していないからである。実際に
は、多量の約5oobpの大きさのwunl −mRNAをトランスジェニック
タバコ植物体の傷ついた葉中に検出し、これは一方では活性wunlプロモータ
ーを示し、他方では正確な転写開始点の使用を示す。
wun 1プロモーター、完全なwunl遺伝子、及び遺伝子(wunl−wu
nl)の3′領域2Kbを含有する、pt、5oooからの4Kbのフラグメン
トを、可動化ベクターpMPK110中そのEcoR1部位でクローニング(1
)LSOOI) した。これは、種類かんしゆ病菌(Agrobacteriu
mtumefaciensXAt)形質転換に必要である。At3850.、へ
の転移の後、タバコ系続つイスコンシン38(W2B)を、リーフディスク上こ
のアブロバフタ−で形質転換した。カナマイシン選択の三週間程後に現れる小さ
いカルスを、苗条誘導培地を用いて完全な植物(LSI)に再生した。
カナマイシン上で成長する能力は別として、3850−で形質転換した植物体は
ツバリンを合成する能力を有しており、この特性かこれらを形質転換していない
植物から区別する。(ザンブリスキー等: Zambryski et al、
rEMBOJ、 J±147〜152(1985))。
ここでLSI植物体(4=LSI−4、6=LSI−6)と名付けた、wunl
−wun 1形質転換植物体は、高レベルのツバリンによって特徴付けられた。
対照的に、形質転換していない植物体中ではツバリンは検出されなかった。カナ
マイシン耐性及びツバリン陽性のLSI植物体を温室へ移し、DNA及びRNA
面上で分析した。
第10図は、遷移的な形質発現及び安定な形質転換に基づく形質発現の研究に使
用したwunl−wunl融合及びwunl −CAT融合の構成体を示す。
(1)プラスミドpL≦001の創成ニブラスミドpLsOOoで始め(第4図
参照) 、wunlプロモーター、wunl遺伝子及び2Kbの3′末端を含有
する4Kbのフラグメントを、ベクターpMPK110のEcoRI部位内でク
ローニングした(pLSool)。
(2)プラスミドpLsO11の創成:wunlプロモーター、及び1798P
の5′非翻訳wun 1遺伝子領域を、XHO[部位てCAT遺伝子含有3′末
端と共に融合させた(pLSolo)。Pst I(pLsOll)を使用した
ベクターpMPK110中でサブクローニングによる利益は、このプラスミドか
、プロトプラスト中での遷移状態の研究に利用できること及び更にアブロバフタ
−3850□中へのwunl −CAT構成体の転移に対する可動化プラスミド
としてふるまいうることである。
トランスジェニックLSI タバコ植物体及び形質転換していないW38タバコ
植物体からのEcoRI消化DNAの「サザンブロツト」分析の結果は、形質転
換していない植物体のDNA及び形質転換した植物体のDNAの両者において、
32p放射性標識wunl −cDNAプローブの使用による陽性のハイブリッ
ド形成であった。双方の場合において、強いバンドと弱いバンドとを確認した。
しかし、トランスジェニックLSIの植物体においては、更に4Kbの大きさの
バンドがあり、そのサイズは、pt、5oooからのEcoRI挿入体のサイズ
に正確に対応していた。異なるDNA量を比較することによって、すべての試験
LSI植物体において、wunl −wunlの2〜5の数のコピーが現れた。
幾つかのLSI植物においては、おそらく再配列DNA又は非消化DNAに起因
する、高分子領域のバンドが更に見出された。
陽性LSI植物のwunl −wunl −DNAの機能分析が、RNAレベル
で可能であった。傷ついた状態及び傷ついていない状態の、形質転換していない
タバコ植物の双方において、wunl −cDNA−プローブとは弱い交差反応
しかなかった。更に、非翻訳タバコ植物体からの分離RNAについて(wun
1遺伝子用に転写開始を決定するためのフラグメントに相同な) wunlプロ
モーター及び5′非翻訳領域を含有するwun 1遺伝子の5′領域に対して相
同領域上で81分析を用いて試験を実施した。これの示すところでは、傷ついて
いない又は傷ついた、形質転換していないタバコ葉又は茎のいずれにおいても、
wunl相同性の配列は存在しなかった。
RNAレベルで研究した30のツバリン陽性LSI植物体の外、「ノーザンプロ
ット」実験により、WU口lとハイブリッド形成した5oobpの大きさのmR
NAを高レベルで有する5つの植物体を検出した。後者の31分析により、傷つ
いたジャガイモ葉からのフラグメントにサイズにおいて対応する、二つの同等の
大きさのDNAフラグメントの証拠がもたらされた。これは、wunl相同性の
mRNAとなる証拠である。幾つかの指標は、wun 1相同性mRNAが形質
発現して大規模なTMV攻撃を中和するという考えを支持するものであった。
本発明の一つの目標は、所望の特性を有する融合タンパク質を形質発現させる能
力を持つ遺伝子を構成し、分離することである。このためには、wun 1プロ
モーターだけが3′融合構造遺伝子の形質発現の原因となる必要かあり、常にそ
うであるとは限らない(例えば、ブロティナーゼ阻害剤■)。
wunlプロモーター及び178bl)の5′非翻訳遺伝子からなる転写融合体
は、種々の標識マーカー遺伝子(wunl−CAT、 wunl −NPT、
wunl−GUS)と融合した。この証明は、放射性又は螢光定量法によって可
能であった。GUSは、β−グルクロニダーゼを示す名称である(ジェファーソ
ン等: Jefferson et al、 rProc。
Nat、Acad、 Sci、、 83.8447〜8451(1987))。
wunl −CAT構成体を、ジャガイモプロトプラストにおける遷移形質発現
について試験した。この方法により、数日内でプロモーター活性の分析か可能と
なった。このため、この構成体を含有する高度に精製したプラスミドDNAを既
知の方法によってプロトプラスト中へと転移させ、そこに安定条件で残留させ、
転写及び翻訳させることができる。形質発現のために必要なのは、プロモーター
が機能性であり、この方法で取り扱ったプロトプラスト中に誘導因子が存在する
ことである。
これらの試験において、179bpの5′非翻訳領域を含む、wunlプロモー
ターは、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ遺伝子(CAT)と
転写融合させた。このwunl −CAT融合体の構成を第10図に示す。
Hinc2 /XhoIを用いてI)RTIOI −CATプラスミドの353
プロモーターを除去し、この代わりに、179bpの5′非翻訳領域と共に1.
OKbサイズのwun 1プロモーターを、満たされたEcoR1部位及びXh
o[を用いて挿入した。このキメラ遺伝子wunl −CATを、ベクターpM
PK110のPst1部位中へと挿入することができた(pLSoll)。
多量の内因性wunl −mRNAを、遷移形質発現実験用のジャガイモ細胞懸
濁液中で検出し、これから由来するプロトプラスト中でも同様であった。結論と
しては、細胞の液体培養は、特にブロトプラスティング工程は、細胞中に高い応
力を作り出し、このことは、ジャガイモ塊茎におけるプロセスと相同的に、wu
n 1− mRNAの収量か大きいことによって示される。
wunl −CAT構成体の遷移分析のために、変種ダチョウ(Datura)
(DI2)のジャガイモ茎の懸濁培養液から1.000.000のプロトプラス
トを分離し、次いでCa1l□/PEG法を使用し、20マイクログラムのpL
sOl 1− DNAを加えて形質転換した。
pLsOll −DNAで形質転換したこうしたプロトプラストをCAT分析す
ると、高いCAT活性が示された。CAMV−35S −CAT構成体(カリフ
ラワーモザイクウィルス(CAMV)からの353プロモーター)(1)RTI
OI −CAT)を用いた並行的な試験で、はぼ同様のCAT活性か示され、こ
の一方DNAを添加しない対照試験では、CAT活性は検出されなかった。これ
か意味するのは、遷移的なジャガイモプロトプラスト系においては、wunlプ
ロモーターの活性か353プロモーターの活性に匹敵し、従って非常に高いもの
として分類しなければならないことである。現在に至るまで、CAMVプロモー
ターは、植物体における既知の最も強力なプロモーターで在りつづけている。
既に遷移系で用いた、プラスミドpLsO11(wunl −CAT)を、At
3850□の形質転換のために更に使用した。リーフディスク感染法を用いてタ
バコ種サムスン(Samsum)NN(SNN)を形質転換するために、385
0.、、: : pLsO11アグロバクターを使用し、こうして得たカルスを
植物体(LS2)にまで再生した。
タバコモザイクウィルス(TMV)に対して耐性のあるこの特殊なタバコ種を使
用することによって、Tλ(■によるwunlの(疑わしい)誘導性を排除しな
ければならない。ツバリン陽性でカナマイシン耐性であるLS2植物体において
、DNAレベルとCAT活性の存在について試験を行った。wunl −CAT
形質転換された植物体からのPStlの消化DNAは、CAT −cDNAとハ
イブリッド形成した2、 2Kbのサイズのフラグメントを示す。これは、wu
nl −CATの予期されたフラグメントサイズと正確に一致する。形質転換し
ていない植物中ではハイブリッド形成を検出出来なかった。DNA量を比較する
ことによって、すべての陽性の植物体中に単数体ゲノム当り2〜4個のコピーを
見出した。
LS2植物体の機能分析を、温室の植物体中及び無菌培養下に成長したF1世代
の植物体中におけるCAT活性の測定と共に続行した。温室中で育てたLS2植
物体は、それらの傷つけていない葉において、形質転換していないタバコ葉の背
景活性と比較して、僅かなCAT活性の増加を示した。傷つけた葉においては、
傷つけていない葉に比較して約4倍高いCAT活性を記録した。
しかし、この損傷条件に対して過剰の煮つめたジャガイモ塊茎抽出物を加えると
、傷つけていない状態よりも6倍の高さまで増大した。この作用は、抽出に先立
つ塊茎の状態からは独立であった(傷つけていない又は傷つけた塊茎を、地面か
ら新しく又は貯蔵庫から採取した)。各抽出物は同じ誘導作用を有しており、抽
出物中に誘導体か恒久的に存在していることを示していた。
トランスジェニックタバコ植物体中のwunl −CATの誘導性が比較的に低
い原因は、傷つけていない葉の活性において理解されるべきものである。温室に
よって決定される可能な原因を排除するため、LS2植物体の種子を刈り入れ、
次いで無菌条件下に発芽させた。カナマイシン耐性の植物体の若い葉において、
非損傷条件では非常に弱いCAT活性を測定できたが、これは形質転換していな
い葉のCAT活性から大きく異なってはいない。
傷つけた葉においては、CAT活性が少なくとも40の係数だけ上昇する。損傷
条件に対して均一なジャガイモ塊茎から煮詰めた抽出物を加えると、CATの蓄
積量か60倍高くなる。
更に、銘記すべきことに、植物体の年齢が増加すると、葉の中のwunlプロモ
ーターの活性がますます高くなり、このためその強度がトランスジェニックCA
MV −CAT植物体の強度に等しくなった。ここに、老化もwun 1を誘導
する能力を持つ可能性かある。
遷移系の助けによって、この植物体種子においてwun 1プロモーターが活性
であり、相応に有用であることを決定するために更に試験を行った。明らかとな
ったところでは、このプロモーターは、ジャガイモプロトプラスト、タバコプロ
トプラスト及びパセリプロトプラスト中において活性であるだけでなく、その相
同系における活性と同様に米プロトプラスト中で高い形質発現を示した。
第11図は、wunl −NPTII構成体の創成を示す。プラスミドpLSO
OIから初め、wunlプロモーターを、NPT−2遺伝子(ネオマイシンホス
ホトランスフェラーゼ−2)のEcoRI −XhoI−プラントで179bp
の5′非翻訳領域を含みクローニングする。遷移実験における取り扱いを向上さ
せるために、このwunl −NPT−2融合体を、高コピープラスミド(pL
sO20)中で再クローニングした。
wunl −NPT2構成体を使用し、タバコ及びパセリプロトプラスト中てN
PT−2活性を見出した。興味深いことに、wunl依存性のNPT−2活性も
また米プロトプラスト中で検出され(オリザ サテイバ ジャポニカ C,V、
タイペイ)、この活性はその強度においてジャガイモプロトプラストにおける
wunl −NPT2活性に匹敵した。米プロトプラストにおけるwunl −
NPT2及びNO3−NPT2(1)GVI 103)の類似の遷移形質発現も
同様に、類似の高い値を示した。この関係において、ジャガイモプロトプラスト
中の遷移形質発現がCAMV−35S−CATと同様に再び示された。一般的に
言えば、これらの研究か示しところでは、wunlプロモーターは、相同系及び
異種系の双方において、少なくとも幾分かは、非常に高い活性を持つことかでき
る。パセリプロトプラストにおいても、タバコプロトプラストにおいても、米プ
ロトプラストにおいても、wunlとハイブリッド形成したmRNAを見出すこ
とはできなかった。従って、wunlプロモーターを刺激するある因子が、すべ
ての試験植物体試料中で同じように得られると推測する他はない。
一般的に言えば、傷誘導の後に続く融合遺伝子を多量に形質発現できるようにす
るためのすべての重要なりNA領領域、wunlの5′領域で得られる。
更に、多様な遷移系(ジャガイモ、パセ1ハタバコ、米)及び安定な形質転換し
たタバコにおけるwunl −CAT及びwunl −NPT2の機能により、
類似の分子的背景の仮定か導かれる。
上記した本発明の枠組みの中で、実験が更に明らかにしたところでは、この発明
のwun lプロモーターを他のプロモーター又は促進要素と融合させることが
有利でありうる。
例えば、wun 1プロモーターを、種類がんしゅ病菌(Agrobacte−
rium tumefaciens) TR−DNAの既知のTRプロモーター
と融合させる。
種類かんしゆ病菌(Agrobacterium tumefaciens)
TR−DNAからのこのTRプロモーターの分離は、ジエイ、ヴエルテン及びジ
エイ、シエール(J、 Velten and J、 5chell)の仕事で
ある[高等植物体の遺伝子形質転換に使用する選択的遺伝子発現ベクター :
5election−expression Vectors for use
in Genetic Tran−sformation of Highe
r Plants)(rNucl、 Ac1ds Res、J 13 : 69
81〜6997に発表)から知られている。この文献から、このプロモーターが
マンノピンシンターゼの形質発現の原因であり、かつ次の特性を示すことも知ら
れている。
(1)これは双方向的に活性であり、即ち、もし構造遺伝子が両側で融合すれば
、同じ調節方法と強度とで両方がリードオフできる。この関係では、次の文献を
参照しなければならない:ラングリッジ、ダブリュー、エイチアアール(Lan
gridge。
W、 H,R,) 、 フィッッジェラルド、ケイ、ジエイ(Fitzgera
ld。
K、 J、 ) 、:2ンツ、シー(Koncz、 C,)、シエール、ジエイ
(Schell、 J、 )及びスザレー、エイ、エイ(Szalay、 A、
A、)(1989)、r根頭がんしゅ病菌マンノピンシンターゼ遺伝子の双方
向プロモーターは植物成長ホルモンによって調節される: Dual prom
oter of Agrobacterium Tumefaciens Ma
nnopineSynthase Genes is regulated b
y Plant Growth Harmones J(Proc、 Natl
、 Acad、 Sci、 LISA、 86 :3219〜3223)。
このTRプロモーターの方向性は1′及び2′として決定された。
(2)トランスジェニック植物体においては、TRプロモーターを傷によって誘
導できる。マーカー遺伝子ベーターガラクトシダーゼ(ベーターgal)とのT
R2’の融合は、傷つけていない植物体におけるよりも傷つけたトランスジェニ
ックタバコ植物体において、一層高いベーターgal活性をもたらした。
(3) TR2’プロモーターの活性は、まず葉脈中で、従って葉の導管系中に
見出される。2.及び3.用に欠配を参照しなければならない:ティーリ、ティ
ー、エイチ(Teeri、 T、 H,) + レフヴアスライホ、エイチ(L
ehvaslaibo、 H,) 、 フランク、エム(Franck、 M、
)、ユーオティラ、ジエイ(Uotila、 J、)、 ヘイノ、ピー(Hei
no、 P、) tパルヴア、イー、ティー(Palva、 E。
T、)、ヴアン モンタギュー、エム(Van Montagu、 M、 )及
びヘレラー エストレラ、エル(Herrera−Estrella、 L、)
(1989)。
[1aCZへの遺伝子融合が、トランスジェニック植物体におけるキメラ遺伝子
の新しい形質発現パターンを明らかにする:Gene fusions to
1acZ reveal new expression patterns
ofchimeric genes in transgenic plant
sJ EMBO8: 343〜350゜
(4) TRI ’プロモーターの特性は、今日に至るまで、非常に集中的に研
究されたとはいえない。しかし、知られているところでは、TRI ’プロモー
ターはTR2’プロモーターよりも約4〜7倍弱いが、これを別とすれば、これ
らのプロモーターは双方共に類似の特性を有する。
wun lプロモーターの定性的及び定量的な最適化を目指す研究の枠組内にお
いて、TRプロモーターをwunlプロモーターと、方向性TRI ’ −wu
nlで特異的に融合させた(第12図)。
プロモーター活性の証拠として、標識遺伝子GtJS (ベーターグルコロニダ
ーゼ)を使用した(TR1’ −wunl −GUS)。種類がんしゅ病菌(A
grobacterium tumefaciens)形質転換系を使用し、こ
の構成体をタバコ中へと形質転換し、分析した。次の特性により、このタバコ植
物体かwunl−GLIS )ランスジェニックタバコ植物体から区別される。
10組織特異性が変化した。
wunl −GUS I−ランスジェニックタバコにおいては、GUS活性が主
として葉及び茎の表皮の中に見出された。TRI ’ −GUSトランスジェニ
ックタバコにおいて、このGUS活性が主として導管系内に局在化した。従って
、化学的な必要性に従って、遺伝子産物を組織の異なる場所に向けられる可能性
がある。これに対して、TRI’ −wunl−GUS トランスジェニックタ
バコ植物体の傷誘導性は、wunl −GUS トランスジェニックタバコ植物
体の傷誘導性に匹敵する。
2、一般に、トランスジェニックタバコの葉及びタバコの茎におけるTRI’
−wunlプロモーターの活性は、wun 1プロモーターの活性よりも約10
倍高い。従って、このTR1’ −wunlプロモーターは、植物体における遺
伝子形質発現のために得られる最も強いプロモーターの中に入る。
3.トランスジェニック双子葉植物体中のプロモーター活性が若干の問題を最近
提供している一方、現在に至るまで、単子葉植物体中で十分に活性であるプロモ
ーターは僅かしかなかった(商業的に重要な穀類の植物体はこれに属する)。米
プロトプラストにおける遷移発現の研究(これらは、非常に入手か困難なトラン
スジェニック米植物体における研究の替わりとなるものである)の示すところで
は、TRI ’ −wunlプロモーターは、wunlプロモーターよりも概略
30倍も高い活性を有する。これはより一層注目すべきことである。なぜなら、
双子葉植物体中で非常に強力な35Sプロモーターでさえも、ここではTR1’
−wunlプロモーターよりも30倍も弱いからである。
従って、wunlプロモーターは、本発明に従って、例えば、TRI’プロモー
ターとの融合によって、次の特性のなかで変更又は最適化することができる。
(a)トランスジェニックタバコの葉又は茎の表皮中のwunlプロモーターの
特異的な活性は、TRI’プロモーターと融合させることによって、導管系を標
的とすることができる。
(b)傷によって誘導されるためのwunlプロモーターの容量は、融合によっ
て変化しない。
(c)トランスジェニックタバコの葉及び茎においては、TRI’−wunlプ
ロモーターが、wun 1プロモーター単独よりも約10倍強い。
(d)双子葉植物体(米)の替わりとしての遷移実験では、TR1’−wunl
プロモーターが、wunlプロモーターよりも概略30倍強い。
本発明に従って、例えば、wun 1プロモーターをCamV −35Sプロモ
ーターの促進要素と融合させることによってwunlプロモーターの形質発現を
増大させることができる。従って、例えば、CamV −353プロモーターの
促進要素をwunlプロモーターの5′末端で融合させると、トランスジェニッ
クタバコ及びジャガイモにおいてwunlプロモーターの活性の増大がもたらさ
れる。
第12図は、クローンwunl−GUS、 TRI’−GUS及びTRI’−w
unl −GUSの組織を示す。
第13図は、傷つけた及び傷つけていないトランスジェニックタバコの葉のノー
ザンプロット分析を示す。トランスジェニックタバコ植物体wunl −GUS
、 TRI’ −wunl −GUS Nr、5及びNr、 11及び35S−
GUSの傷つけていない葉(NW)及び傷つけた葉(W)をRNAの分離のため
に使用した。それぞれの場合において、50マイクログラムの全RNAを、1.
2%ホルムアルデヒドゲルを用いてゲル電気泳動法によって分離し、次いでナイ
ロン膜へと移し、次いで放射線で標識したGUS−DNAプローブとハイブリッ
ド形成させ、オートラジオグラム上て可視化した。(A)2日間の長さの照射を
示す。(B)6時間の長さの照射を示す。
下記の実施例は本発明を明らかにするためのものである。
細菌用の培養培地:
細菌の成長のために使用した培地は、マニアティス等(Maniatis et
at、)、r分子クローニング:実験の手引き(Molecularclon
ing : A Laboratory Manu’al)J (コールド ス
プリングハーバ−ラボラトリ−、コールドスプリング、ハーバ−、ニューヨーク
(1982))からのデータに基づいて設定した。
植物体培地:
ここで使用する培地は、ムラシゲ及びスクーグ(Murashigeand S
koog) rPhysiol、 Plan、J 15,473〜497(19
62XMS)によって与えられた培地から由来した。
3MS:MS+396シヨ糖
3 MSC: MS+ 396シヨ糖、500マイクログラム/mlのクラフオ
ラン(Claforam)
MSCIO: MS+ 296シヨ糖、 500 フィクログラム/ mlのク
ラロファラン(Clarofam)、 0.2 vイクログラム/mlのNAA
、 1 フィクログラム/mlのBAP100マイクログラム/mlのカナマイ
シンスルフェートMSC15:MS+2%シヨ糖、 500 マイクログラム/
mlのクラフォラン(Claforam)、 100 vイクログラム/mlの
カナマイシンスルフェート
MSI5 : MS+2%シヨ糖、100マイクログラム/mlのカナマイシン
スルフェート
固体培地として、8g/lのバクトー寒天を加えた。
系統及びベクター
大腸菌(E、 coli)系統:
Bλ(R71−18: (lac−proAB)、 thi、 5upE :
F ’ (laci @・zdelta R15、proA” B” ) (メ
ッシング等: Messing et al、。
rProc、 Nat、 Acad、 Sci、 74.3642〜2646(
1977))C600: =CR34(マ=アティス等: Maniatis
et al、 1982)GJ23 : AB1157(R64drdllXp
GJ28) (ヴアン ホード等: VanHaute et al、、 EM
BOJ、 2.411〜418. (1983))アブロバフタ−(Agrob
acteria)系統: C5C58CIpGV3850Kザンブプラスミド:
pUC8(ヴイエイラ及びメッシング: Vieira and Mes s
ing、r遺伝子(Genes) J 19.259〜268(1982))p
MPKl 10 (エックス等: Eckes et al、、rMol、 G
en。
Genet、J 205. 14〜22(1986))pRTlol −cat
(Prols et al、、r植物細胞報告: PlantCell Rep
orts J 、印刷中(1988))pGV1103 (ヘイン等: Hai
n et at、、 rMol、 Gen。
Genet、」199. 166〜168. (1985))ファージ:EMB
L4 (フライシャラフ等: Fr1schauf et al、。
rJ、Mo1. Biol、J 170. 827〜842 (1983))M
13mp18 (ヤニッシューペロン等: Yanisch−Perronet
at、、r遺伝子(Gene)J 33.103〜119. (1985))
MI3mp19 (ヤニッシューペロン等: Yanisch−Perrone
t al、、(1985))
植物体:
ソラヌム ツベロスム
(Solanum tuberosum)AM 8015793 (単数体)
ベロリナ(Berolina) (4倍体)ダチュラ(DaturaXD12)
グラノラ(Granola)
ニコチニア タバクム ライスコンシン(Nicotinia tabacum
Wisconsin)38(W38)サムスン(Samsum)NN(SNN
)オリザ サテイバ ジャポニカ
(Oryza 5ativa japonica)c、v、 タイペイ制限分析
、プラスミド分離、プラスミドDNAのミニプレバレージョン、細菌の形質転換
等のような、すべての分子生物学的な標準法は、特に指示しない限りは、マニア
ティス等(Maniatiset al、X1982)によって記述されたよう
にして実施した。
植物組織の損傷
ジャガイモの塊茎材料を厚さ3mmのスライス状に切断し、リン酸溶液(20m
Mのリン酸緩衝液、pH7,0,クロラムフェニコール(50マイクログラム/
ml)を含む)中、18時間28℃で光のない状態で培養した。葉材料、茎材料
及び根材料を小片に切断し、これと同じ条件下で培養した。培養を完結させた後
、この材料を、直接に加工するか又は−70°Cで貯蔵した。
傷つけていない植物組織
葉材料、茎材料、根材料及び塊茎材料を、生きた植物から除去した直後に加工す
るか、又は液体窒素中で凍結して一70℃で貯蔵した。
ジャガイモ塊茎の好気性損傷
「損傷」項のもとで記載したように処理し、ここで培養の間、塊茎のスライスを
リン酸緩衝液で少したけ濡らした。この培養の後、ジャガイモの表面をブローし
た。
ジャガイモ塊茎の嫌気性損傷
「損傷」項のもとて記載したように処理し、ここで培養の間、ジャガイモの塊茎
をリン酸緩衝液中に充分に浸漬した。この培養の後、これらの塊茎の表面は明る
い黄色であった。
病原体に攻撃されたジャガイモの葉におけるwunl −mRNAの発現ダチュ
ラ(Datura)種の葉を葉茎て切除し、水中に茎と共に静置した。次いて、
これらの葉に、フィトフトラ(phytophtra)の胞子を含有する懸濁液
をスプレーした。異なった時間で、与えられた葉の完全なRNAを分離し、「ノ
ーザンスロットプロット分析」を用いて試験することかできた。三つの異なった
材料を使用した。
−水、ダチュラ(Datura)和合性のフィトフトラ インフェスタンス(p
hytophtora 1nfestans)種Pitの胞子を含有している
− 水、ダチュラ不和合性のフィトフトラ インフェスタンス種Pi4の胞子を
有する
− 水、胞子を添加しない(対照例)
葉を水及び不和合性ソイ1ヘフトラ種の胞子で処理した2時間後、wunlハイ
ブリッド形成の強度をデンシトメトリー評価すると、wunl −mRNAの量
に4倍の上昇か示された。この4時間目から8時間目にかけて、この量はほぼ同
じに留まったが、この後300時間目かけて1.5〜2倍の値へと向かって緩徐
に下降した。
胞子のない水を用いた場合(対照例)は、wunl −mRNAに対してこれと
同じ発見率か見られた。
水と和合性のフィトフトラ胞子を用いた同様の試験においては、攻撃の後2時間
でwunl −mRNAに4倍の上昇が見られ、この係数はlO0時間目かけて
ほんの僅かしか減少しなかった。遅くとも!66時間目らは、この係数は対照値
の約6倍にまで上昇し、次いて30時間後に係数9に達するまで絶えず上昇した
。
ジャガイモ抽出液の添加を伴う損傷
ジャガイモ塊茎を、緩衝液を添加せずに4°Cで均一化し、次いで5S340−
ター中10.000rpmで10分間遠心分離した。
この残留物質を10分間蒸煮し、次いで再び遠心分離した。この透明の上澄液を
、pH7,0の20mMリン酸緩衝液に1=10の割合で添加し、次いで試験す
べき組織を通常の条件下に培養した。
ジャガイモ及びタバコ植物体の諸器官からのRNAの分離を、ロジエマン等(L
ogemann et al、)が(rAnal、 Biochem、J 。
163:16〜20(1987))に記載したようにして実施した。
ポリA”RNAの選択的濃縮を、mAPペーパーを用いて行った(ウニルナ−等
: Werner et al、、 r分析生物化学: Analytical
l、5%ホルムアルデヒド−アガロース−ゲル上でRNAを電気泳動法によって
分離した。(リーラツバ等: Lehrach et al、。
146、 (1982))に記載されているように、次いてRNAをニトロセル
ロースへと移し、22p放射性標識cDNAと固定及びハイブリッド形成し、成
長及び照射した。
(1981)の方法に従って、ジャガイモの葉から核DNAを得、ラムダファー
ジEMBL J中でクローニング方法のために使用した。形質転換された組織か
らのDNAを分離し、トリトン(Triton)X−100、SDS及びプロテ
ィナーゼKを用いて、精製した(ワッセネガ−: Wassenegger、論
文、ケルン(1988))。
「サザンプロットノ分析
0.8〜1.296のアガロースゲル上でDNAを電気泳動によって分離し、ニ
トロセルロースへと移し、固定しくサザン、「J。
Mo1. Biol、J 98.503〜517(1975))、ヴイルミッツ
アー等(1982)によって記載されたようにしてハイブリッド形成及び洗二つ
の調節型(転写及び翻訳調節)を比較的正確に識別する方法は、rランオフ」法
である。この方法では、傷つけた及び傷つけていない塊茎から細胞核を分離し、
これから新しく合成したmRNAを放射線パルスで標識し、各クローンの一本鎖
DNAとハイブリッド形成させる。傷つけていないクローンからの細胞核におい
ては、wunl −mRNAは生産されなかった。対照的に、傷つけた塊茎の細
胞核においては、この物質が多量に生産された。
ジャガイモの塊茎からの細胞核の分離、及びこれに続く試験管内での転写を、ヴ
イルミッツアー等(Wil1mitzer′et al、。
rNucl、 Ac1ds Res、Jル19(1981)に従って実施した。
この方法によって得た放射線標識RNA転写産物を、双方向性M13 cDNA
クローンによってハイブリッド形成した。
タンパク質分離及び分析
ジャガイモ塊茎からのタンパク質の分離、及びその1次元及び2次元ゲル電気泳
動による分離は、マイヤー等(Mayer et al、)。
[植物細胞報告(Plant Ce1l Reports)J 6.77〜81
. (1987)に記載された。
実施例2
cDNAクローンwunl −25A2の5oobpのフラグメントとcDNA
クローンwun2−29CI2の700bpフラグメントとを、Pstr部位を
用いてM13mp18中でクローニングした。このλ(13クローン中にオケる
挿入の方向性は、相補性分析によって決定した(メッシング: Messing
、 r植物の遺伝子工学: Genetic Engineering of
Plants J (1983)、プレナムプレス、ニューヨーク、 1983
) 、コーディング鎖を含有するこのM13クローンの同定は、傷つけたジャガ
イモ塊茎からの放射性標識ポリA”RNAとの陽性のハイブリッド形成から得ら
れた。
M13ファージからの一本鎖DNAの分離(これらかコーディング鎖を含有する
)、このDNAのニトロセルロース上への固定、ジャガイモ塊茎RNAとのハイ
ブリッド形成、及び選択されたRNAの洗浄及びリリースは、マニアティス等(
Maniatis et al、)(1982)によって記述された。ジャガイ
モ塊茎から分離した選択RNA及びポリA”RNAを、26S−メチオニンの存
在下に、ウサギ網状赤血球溶菌液中で翻訳した(ペルハム及びジャクソン:Pe
lham and Jackson、rEur、 J、 Biocheml 6
7、247(1976) 。
ポリアクリルアミドゲル上での1次元及び2次元電気泳動による分離を、マイヤ
ー等(八1ayer et al、X1987)に従って実施した。
ゲノムDNAの分離:
ベッドプルツク(BedbrookX1981)の方法に従い、半数体系統AM
8015793の分離した葉DNAを、ゲノムジャガイモDNAとして使用した
。
このDNAはEcoRIによって充分に消化した。
ファージDNAの分離:
EMBL4−DNAをEcoRIで3つのフラグメントに切断し、ここでゲル電
気泳動による分離及びこれに続くフラグメント分離の後に、中間フラグメントの
二つのベクターアームを分離することかできた。更に、商業的に入手可能な精製
EMBL4−アームも使用した(アメルシャム: Amersham) 。
連結及びローディング:
次いでEMBL4−アームをEcoRI消化ゲノムDNAと連結させた後、この
連結された、高分子DNAを試験管内でファージヘッドへとロードした(ホーン
及びムレイ: Hohn and Murray、 rProc、 Nat、A
cad、 Sci、 USA J 、 74.3259〜63 (1977))
: (ホーン: Hohn、rMeth、 Enzym、468.299〜3
09 (1979)) 、このローディング物質は、アメルシャム(Amers
ham)社の「試験管内ラムダパッケージングキット: Lambda in
vitro packaing kitJに由来する。このゲノムバンクを、プ
レート(25X25cm)当り25.000プラークの濃度で平板培養した。
プラークハイブリッド形成:
cDNA相同性ラムダクローンの検出は、ベントン及びディビス(Benton
and Davis)の[サイエンスJ 196.180(1977)に従い
、放射線標識cDNAを用いてプラークハイブリッド形成することで得られた。
陽性ハイブリッド形成したプラークを分離し、再び試験した。
組み換え体ファージのDNA調製
20m1の0600溶菌した細菌培養物をクロロホルムと混合し、次いて遠心分
離することによって、無菌の上澄液を得た。10.00Orpmで4時間遠心分
離することによって、この上澄液からのファージの沈澱を実施した。500マイ
クロリツトルのファージ緩衝液(10mMのトリスHC1,pH8,0,10m
MのMgCl 2 )中でファージ沈澱物を除去し、デオキシリボヌクレアーゼ
(DNase)及びリボヌクレアーゼ(RNase)で処理した。繰り返しフェ
ノールを加えてDNAを抽出した後、ファージDNAをEtOHて沈澱させ、7
0%EtOHて洗浄し、TE中で除去した。
試験すべきフラグメントを、ヘニコフ等(Henikoff et al、)「
遺伝子(Gene)J 28.351〜359(1984)に従って、M13m
p19中で双方向でクローニングした。エキソヌクレアーゼ3は5′突出末端を
消化する。一方、3′突出末端は残るので、分析すべきDNA20マイクログラ
ムを二つの制限酵素によって消化し、5′末端と3′末端とを創り出した。この
5′末端をフラグメントに向けて配置したので、フラグメントのエキソヌクレア
ーゼ消化か生じた。この反応の停止を繰り返すことにより、200bpの一層小
さいフラグメントを分離することが可能であり、このうち付着末端が、続く81
処理によって連結可能な平滑末端に変化した。最終的に、これに続いてこのDN
Aを8M87118細胞中で形質転換し、次いでその一本鎖DNAを分離した。
配列の決定
一本鎖DNAの配列の決定を、サンが−等(Sanger et al、)rP
roc、 Natl、 Acad、 Sci、 USAJ 74.5463.
(1977)の鎖遮断法(chain 1nterruption metho
d)に従って実施した。696及び896配列ゲル上で、この反応物質の分離を
行った(アレツルシュ及びド マイヤー、ジエイ: Ansorge and
de Mayer、 J、。
rchromatagr、 j 202.45〜53(198Q)) : (ア
ソソルジュ及びバーカー、ジエイ:Ansorge and Barker、
J、、rBiochem、 Bi。
wunl −25A2のクローニング及び配列の決定クローンwunl −25
A2の約711bpのサイズの挿入物を、そのPst(部位てM13mp 19
ベクター中でクローン化した。この挿入物の方向性を、非対称Xho [部位を
用いて分析した。この挿入物の方向性と異なっている、クローン25A2−4−
mp19及び25A −5−mp19を、KPnI/Xbalによって消化し
、これによりフラグメントの双方向性エキソヌクレアーゼ3消化を可能とした。
続くエキソヌクレアーゼ反応の停止によって、異なるサイズの欠損クローンを得
ることができた。これらの欠損クローンは、サンガー等(Sanger et
al、X1977)の方法に従って、配列決定用の精製された一方鎖DNAとし
て働く。
転写開始部位を決定するための81ヌクレアーゼマツピングの原理か基づいてい
る考え方は、wunl遺伝子の5′領域からの一本鎖DNAがwunl −mR
NAとハイブリッド形成することで、ただこれらの領域のみか、一本鎖特異性ヌ
クレアーゼS1による破壊に対して保護され、その相同性に基づいて、二本鎖を
形成しうるということである。保護されるDNAフラグメントのサイズは配列決
定ゲル上で測定することができ、従って転写性をトレースバックできる。
この転写開始点の測定を、パーク及びシャープ(Berk andSharp)
、rProc、 Natl、 Acad、 Sci、 USAJ 75.127
4(1987)に従って実施した。このため、1.2Kbのフラグメントを、E
coRI及びXho Iと共にプラスミドpLsOOOから分離し、ホスファタ
ーゼで脱リン酸化した。最終的に、これに続いて5′OH末端を、ポリヌクレオ
チドキナーゼ及びy−”P −ATPの組み合わせによって放射線標識した。こ
のDNAフラグメントを変性させた後、これらを50マイクログラムの全RNA
とハイブリッド形成させた(ハイブリッド形成緩衝液:80%ホルムアミド、0
.4mM NaC1゜40mMP lPE5.1)H6,4及びl mM ED
TA)。この条件では、DNA−DNAハイブリッドに比較してRNA−DNA
ハイブリッドが優先する(ケージ−及びデビッドソン: Ca5ey and
Davidson、rNucl。
Ac1ds Res、J 4.1539〜1552(1977)) 、このハイ
ブリッド形成温度は、80°C付近から始め、終夜で40°Cまで低下させた。
続(Slヌクレアーゼ消化(120U/ml)によって不対鎖を除去した。
予期されたように、wun 1遺伝子の5′非翻訳領域に位置する放射性標識X
ha 1部位は、そのmRNAへの相同性によって保護された。最終的に、St
保護DNA鎖を配列決定ゲル上で電気泳動によって分離し、これによって既知の
DNAフラグメントの配列をサイズマーカーとして働かせた。
ジャガイモプロトプラストにおける遷移形質発現20マイクログラムの量の高度
に精製した(CsC1勾配)プラスミドDNAを、PEG/CaCl2で処理し
たジャガイモプロトプラスト中て形質転換させた(Lippharde、論文、
ケルン(1988)) 、このプロトプラス1−を、ダチュラ(Datura)
種のジャガイモ茎懸濁液培養物から分離した。
米プロトプラストにおける遷移形質発現20マイクログラムの高度に精製した(
CsC1勾配)プラスミドDNAを、レルツ等(Lorz et at、)、
rMol、 Gen、 Genet、J 199゜178〜182(1985)
による方法の変形によって形質転換した。ポリエチレングリコールの濃度及び浸
透圧を変更した。
大腸菌(E、 coli)中でクローニングされたDNAを、ヴアンホート等(
Van Haute et al、X1983)か記述した方法に従って、ヘル
パー鎖GJ23を用いてアブロバフタ一種3850□中へと転移させた。
アブロバフタ−のDNA分析:
このDNAのアブロバフタ−中への転移のモニタリングを、ムレイ及びトンプソ
ン(Murray and Thompson)、 rNuc、 Ac1d R
es、J−DNAを分離することによって実施した。このDNAの制限消化、ニ
トロセルロースへの転移、これと対応する放射性プローブとのハイブリッド形成
は、DNAのアブロバフタ−への転移が成功であることを示す。
アブロバフタ−の成長:
感染に必要なアブロバフタ−3850,,を、選択的抗生物質培地(ザンブリス
キー等: Zambryski et al、、 1983)中で成長させ、遠
心分離によって沈澱させ、YEB培地中で抗生物質なしに洗浄した。更に沈澱さ
せ、YEB培地中で再懸濁させた後、この細菌を感染用に使用できる。
リーフディスク感染:
タバコ系統SNN及びW2Bの無菌の葉をリーフディスク感染に使用した。約1
cmのサイズの葉片を、0.196Hg C12,0,196SDS中で10分
間培養することによって無菌化し、次いで無菌水中で3回洗浄した。これに続い
て、上記したようなアブロバフタ−懸濁液中に浸漬し、次いて3MS培地に移し
た。16時間は明所における2日間の培養の後に、約25°C〜27°Cで、こ
れらの葉片を液体3MS培地中で数回洗浄し、3M5C培地へと移した。4〜6
週間後、現れてきた苗条を分離し、2 MSC培地上で培養した。
形質転換が成功であったことの更なる証明として、ツバリン試験を実施した。
形質転換した植物体の分析
ツバリンシンターゼ活性の証明:
形質転換した植物体の葉におけるツバリンシンターゼ活性の検出を、オッテン及
びシルペルー) (Otten and 5chilperoort)。
rBiochem、 Biophys、 ActaJ 527.497(197
8)に従って実施した。
NPT−2活性の証明:
形質転換した植物体におけるN P T −2活性を、レイス等(Reissに
従って確認した。
CAT活性の証明:
クロラムフェニコール−アセチル−トランスフェラーゼ(CAT)活性を、ヴエ
ルテン及びシェール(Velten and 5chell)、 rNu方法に
従って測定した。
実施例9
TRプロモーターとの融合によるwunlプロモーターの最適化(TRI ’
wunl)
使用した培地としては、実施例1〜8を参照しなければならアブロバフタ一種:
GV3101pmp90RK (コンツ、シー及びシェル、ジェイ: Kon
ez、 C,and 5chell、 J、、rTL−DNA遺伝子5のプロモ
ーターが、新しい型のアブロバフタ−バイナリ−ベクターによって運はれるキメ
ラ遺伝子の組織特異性形質発現を制御する: The promoten of
TL−DNA gene 5 Controls the tissue−3
pecific expression of chimeric genes
carried by a noveltype of Agrobacte
rium binary vecter(1986)、 rMol、 Gen。
Gent、 204 : 383〜396)。
プラスミド:pPCV720 (従って、コンツ博士:叶、 Konczによる
まだ公開されていないプラスミド、 MPI f、 Zuchtungsfor
schung。
ケルン)
35S −GtlS =pRT99−GUS (テープファー、アール、シェー
ル。
ジェイ、及びシュタインビッヒ、エイチ、エイチ: Topfer、 R。
、 5chell、 J、 and 5teinbiβ、 H,H,、r植物細
胞における遷移遺伝子形質発現及び直接遺伝子転移のための可動性クローニング
ベクター: Versatile cloning Vectors for
transient geneexpression and direct
gene transfer in plant cells J (1wun
l−GUS (ジーベルツ、ビー、ロジエマン、ジエイ、ヴイルミッツァ−、エ
ル、シエール、ジェイ: 5iebertz、 B、、 Logemann、
J、、 Willmitzer、 L、、 5che11. J、 r トラン
スジェニックタバコ植物体における傷誘導プロモーターwun 1のシス分析及
びその形質発現の組織化学的局在化: C1s−analysis of th
e wound−inducible promoter wunl in t
ransgenic tobacco plantsand histoche
mical 1ocalisation of its expression
J r植物細胞: The Plant Ce1lJ 、印刷中(1989)T
R1’ −wunl −GUS(Oジエマン等: Logemann et a
l、、印刷中)TRI’ −GUS(ロジエマン等: Logemann et
al、、印刷中)植物体:
ニコチアナ タバクム ライスコンシン38 (W38)方法
例えば、制限分析、プラスミド分離、プラスミドDNAのミニプレバレージョン
、細菌の形質転換等のような、すべての分子生物学的な標準方法を、特に別に指
示しない限りは、マニアティス等Q!aniatis et al、X1982
)が記述したように実施した。
実施例1〜8に記載したようにして、傷ついた及び傷ついていない植物組織を得
た。
RNA分離、「ノーザンプロット」分析、DNA分離、米プロトプラストにおけ
る遷移形質発現、「サザンプロット」分析及びアブロバフタ−のDNA分析に関
し、実施例1〜8も参照するこヴアン ホード、イー、ジュース、エイチ、マエ
ス、エム。
ワレン、ジー、ヴアン モンタギュー、エム、シエール、ジエイ(Van Ho
ute、 E、、 Joos、 H,Maes、 M、 Warren、 G、
、 Van Montagu、 M、、 5chell、 J、) rpBR3
22内でクローニングされた制限フラグメントの遺伝子間転移及び交換組み換え
:種類がんしゅ病菌のTiプラスミドの逆転した遺伝学のための新しい戦略:I
ntergenic transfer and exchange reco
mbination of restriction fragments c
loned in pBR322: a novel strategy fo
rreversed genetics of Ti−plasmids of
Agrobacterium tumefaciens J rEMBOJ、
、J 2 : 411〜418に記載された方法に従って、大腸菌(E、 co
li)でクローニングされたDNAをアブロバフタ一種GV3101pmp 9
0RK中へと転移させた。
タバコの形質転換
アブロバフタ−の培養
所望のプラスミドを含有するアブロバフタ−GV3101pmp 90RKを、
選択的抗生物質培地(ハイグロマイシン)中で成長させ、遠心分離によって沈澱
させ、抗生物質なしにYEB培地(マニアティス等: Maniatis et
al、、 1982)中て洗浄した。更に沈澱させ2 YEB培地中で除去し
た後に、この細菌を感染用に使用することができた。
リーフディスク感染
これを実施例8において記載したようにして実施したが、ツバリン試験は採用し
なかった。
形質転換した植物体の分析
GUS活性の証明
A:ジェファーソン、エイ、アール、力ヴアナフ、ティー、ニー、ベヴアン、エ
ム、ダヴリュ: Jefferson、 A、 R,、KaVanaptl。
T、 A、、 Bevan、 M、 W、rGUs融合:高等植物体における感
受性及び可動性の遺伝子融合マーカーとしてのβ−グルコロニダーゼ: Gus
−Fusions :β−Glucoronidase as a 5ensi
tive andVersatile gene fusion marker
in higher plants J 、rEMBOJ、J 6 : 39
01〜3907(1987)の方法に従って、ベーターグルコロニダーゼ活性(
GUS活性)のフルオロメトリー分析を実施した。
B:GUS活性に関する組織の青色染色がX−Glue溶液を用いることで得ら
れた。X−Gluc溶液。1〜2 mMのX−Glue (5−ブロモ−4−ク
ロロ−3−インドリル−グルクロニダーゼ)、及びジメチルホルムアミドを、5
0mMリン酸緩衝液中にpH7,0で溶解した。
−傷つけた組織:
組織の薄いスライスを「植物組織の損傷」の項目の下で記述したようにして培養
し、次いてX−Glue溶液中37°Cで終夜染色した。最終的に、60°Cて
10096メタノールを加えてクロロフィルを除去した。
一傷つけていない組織:
翻訳阻害剤シクロヘキシイミド(CycloheximideXl、 8mM)
を更に含有するX−Gluc溶液中で、組織の薄いスライスを培養した。
この培養時間とメタノール処理とは、傷つけていない組織の場合と同じである。
花粉のX−Gluc染色:
花粉を28°Cて3006シヨ糖中て終夜培養し、花粉管を発現させた。最終的
に、2倍に濃縮した3006 X−G luc溶液を加え、この花粉を28°C
て終夜培養した。また、花粉管を発現させることなしに、花粉粒をX−Glue
中で直接に培養する。
wunl−GUS :
1022bpのwu旧プロモーターと178bpのWLI旧5′非翻訳領域とを
、ベーターグルクロニダーゼ遺伝子(GUS)と転写融合させた。
ツバリン−シンターゼ遺伝子(NO3)のポリアデニル化信号(pA)を終結配
列として使用した。
TRI’ −GUS :
TRI’プロモーターをGUS遺伝子と転写融合させ、NOS遺伝子のpA倍信
号よって終結させた。
TR1’ −wunl −GUS :
TRプロモーターの1′プロモーターの後ろで、オクトビン−シンターゼ遺伝子
(OCS)のpA倍信号クローニングし、wun lプロモーターによって転写
を抑制した。OCS pA倍信号後ろに、GUS遺伝子と転写融合するwunl
遺伝子の非翻訳5′領域を179bl)(wunl −GLIS構成体と相同に
)含んで、wun lプロモーター(1022bp)を配置する。35−8遺伝
子のl)A信号は、GUS遺伝子用の終結配列として働く。この構成体(TR1
’ −wunl −GUS)はバイナリ−ベクターpPcV720中に存在し、
(ヘルパープラスミドの助けによって)これは大腸菌(E、 coli)及びア
ブロバフタ−の双方において複製できる。
TRI ’ −wunl −GUS トランスジェニックタバコのRNA分析種
々のTRl ’ −wunl −GLIS I□ランスジェニックタバコ植物体
の傷つけた葉及び傷つけていない葉がらのRNA、と共にwunl −GUS及
び35S −GLIS トランスジェニックタバコの葉からのRNAを分離し、
放射性標識GLIS−DNAとハイブリッド形成した。
第13図のノーザンプロットに示すように、1、トランスジェニックTR1’
−wunl −GUS葉中のGUS −mRNAは、wunl−GUS トラン
スジェニック葉におけるものと正確に同じ大きさである。双方の構成体において
、同じ転写開始が使用されたことが解る。
2、傷つけた葉におけるRNAの量は、TR1’ −wunl −GUS植物体
及びwunl −GUS植物体の双方において、傷つけていない葉におけるより
も高い。wunl −GUSについて既に知られている傷誘導性は、TRI ’
−wunl −GUSについてもまた真実である。
3、RNA量の比較から解ることは、35S −GUS )ランスジェニック葉
におけるよりも、傷ついたTRI ’ −WLInI )ランスジェニック葉に
おける方が、幾分か多くのRNAが見出されることである。35Sプロモーター
は植物体における最も強力なプロモーターの一つであるから、TRI’ −wu
nlプロモーターは同等の強さを有するものと評価される。
トランスジェニックタバコにおけるGUS活性の分析トランスジェニックTR1
’ −wunl −GUS植物体のGUS活性の定量分析が示すところでは、ト
ランスジェニック葉におけるTR1’−wunlプロモーターを、損傷によって
2倍から最高13倍(平均は約6倍)の係数で誘導できる。この観察は、トラン
スジェニック葉におけるwunlプロモーターの傷誘導性に類似している(ロジ
ェマン、ジェイ、リッパルト、ニス、レルッ、エイチ、ハウザー、アイ、ヴイル
ミッツアー、エル、及びシエール。
ジエイ: Logemann J、、 Lipphardt S、、 Lorz
、 H,、Hauser、 [。
、 Willmitzer、 L、 and 5chell、 J、、 l’w
unl遺伝子から5′上流の配列か、トランスジェニック植物体において損傷に
よる遺伝子活性化の原因となる: 5 ’ upstream 5equenc
es from the wunl−gene are responsibl
e for gene activation by wounding: 1
51〜158(1989A))。トランスジェニックwunl−GUSタバコ植
物体と同様に、高く、若い方の葉における傷誘導性が最も高く、一方、低く、古
い方の葉において最も小さかった。誘導性におけるこの相違の理由は、傷つけて
いない組織におけるTRI’−wunlプロモーターの活性か、頂部から底部へ
向かって増大することである。古い植物体の古い葉においては、非損傷条件にお
いてTRI’ −wunlプロモーターの活性か既に高いので、(wunl−G
US植物体と同様に)損傷は更なる活性を誘導しない。
トランスジェニックタバコの葉及び茎におけるプロモーター活性の相対比較か示
すところでは、wunlプロモーターは、TRI’プロモーターよりも概略10
倍強い。他方TR1’ −wunl −GUSプロモーターは、wun lプロ
モーターよりも10倍強い。結果的に、TR1’ −wunlプロモーターは、
TRI’プロモーターよりも概略100倍強い。
トランスジェニックタバコにおけるGUS活性の局在化wunl −GUS及び
TRI ’ −wunl−GUS )ランスジェニックタバコの傷つけた及び傷
つけていない葉及び茎からの組織スライスにおけるGUS活性を、基質X−Gl
ucを用いて局在化した。
wunl−GUS :
青く染色した領域から解るように、wun 1プロモーターの活性は、主として
表皮(細胞糸を含む)に限定され、より低い程度で、傷つけた葉(W)の導管系
に限定される。他方、傷つけていない葉(NW)においては、表皮中には、小さ
なwunlプロモーター活性のみが見られ、導管系内には活性がない。また、こ
れと同じ結果か、茎の断面でも得られた。従って、wunlプロモーターの活性
は、葉及び茎において表皮特異的と考えられる。
TR1’ −wunl −GUS植物体においては、傷つけた植物体のスライス
の導管系に青色着色の強調が見られた。他の領域では(表皮、柔組織)、着色が
弱い。傷つけていない葉のスライスでは、導管系内に低レベルの青色着色が見ら
れ、表皮中は無色である。これと同じ結果が、茎の断面に見られた。
これは、TR1’ −wunl −GUSに関し、葉及び茎における導管特異的
形質発現プロモーターを示唆するようにみえる。
TRI’−GUS植物体の葉の断面を対照例として用いた。TRI’プロモータ
ーのプロモーター活性が弱いため(wunlプロモーターよりも10倍弱い)、
傷つけた又は傷つけていない葉の断面のいずれにも青色染色は見られなかった。
−朽(やく):
朽の断面及び花粉のX−Glue染色は次の特徴を示し、これらはwunl −
GUS及びTR1’ −wunl −GUSの双方に適用される:青色の染色(
及びGUS活性)を、ストミウム(stomium :花粉を放出するための朽
の自然穿孔位置)及び花粉内で検出した。
分離した発芽していない花粉と発芽した花粉とにおいて、花粉粒及び花粉管の中
に青色の染色か見られた。
米プロトプラストにおける遷移形質発現構成体TRI ’ −wunl−GUS
、 wunl−GUS 、 TRI ’ −GUS及び35S−GUSを用い
、変種オリサ サテイバ ジャポニカC,V。
タイペイの米プロトプラストにおいて遷移発現を研究した。表1に示すように、
TRI’−GUSの活性は、対照例(DNAなして形質転換させた米プロトプラ
ストのGUS活性)から顕著に異なっていない。wunl −GLIS及び35
S−GUSは、対照例よりも2倍から3倍高い活性を示す。対照的に、TR1’
−wunl −GUS DNAは、平均して対照例よりも57倍高い活性を示
し、従って米プロトプラストにおいて高度に活性のプロモーターである。
表1
GUS活性 相 対
構成体 nmol MU/mg/min GUS活性TR−GUS 31 1.
2
wun−GUS 59 2.3
TR−wun−GUS 1416 56.735S−GUS 66 2.6
対照例 25 1.0
表1のための注釈:
与えられたGUS活性は二5つの独立の試験に基づく。
表1の結果は、X−Glueでプロトプラストを染色することによって解る。T
R1’ −wunl −GUSで形質転換したプロトプラストのみが、強調され
た青色染色を示す。
3E======コ
5A2
二二二二コL Fよ5.□
1 人入^cccc丁GC,TGご丁CGCCC丁λ丁^〒G入^ccc”r丁
C^GCTO^0^CG入cc丁COT丁C^(、CTCC`C;
MQmLTGTA)CFDNASFOFL)IK181 ^CC^丁丁G^CG
?ATTCGC丁丁CCGTTC,TTCTCCTTG入^CC丁丁C;TGk
CCC入^C(’:CG^丁b丁^丁丁
TXDVFGSVVLVEGCDP 丁 RS!241 ACTTGにに丁TC
ACGCCT(、C;ACTにT丁^CAC;A↑(、GGG丁入入TTkCC
CkGC;TTAGGGkCCTk丁TTC
?WV14AV?V 丁 DCV!TQVjlEYF301 AAtACCTC
ACTTAC丁GTCACCCGT丁TTGGG入入^丁CGGkTkTTTC
CTCMTTACGkCTCTGNTSL’rV TPIFに 罠 5DXSS
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Fig、13
補正書の写しく翻訳文)提出書(特許法第184条の8)平93年5月78B
Claims (9)
- 1.病原性微生物による感染及び/又は傷によって刺激された、ソラヌム ツベ ロスムからのDNA配列。
- 2.請求項1に従うDNA配列のプロモーター部分、又はその活性領域。
- 3.TRプロモーターと融合した、請求項1に従うDNA配列のプロモーター部 分、又はその活性領域。
- 4.請求項1に従うDNA配列の構造遺伝子部分、又はその活性領域。
- 5.傷及び/又は病原性攻撃を用いて高等植物中に遺伝子産物を発現させるため の、請求項1に従うDNA配列、又は請求項2若しくは請求項3に従うプロモー ター領域の使用法。
- 6.請求項2若しくは請求項3に従うDNA配列のプロモーター領域、又はそれ らの活性領域が、異なる源の構造遺伝子と融合している、請求項5に記載した使 用法。
- 7.請求項1,2,3又は4に従う挿入DNA配列を有するDNA転移ベクター 。
- 8.請求項1,2,3又は4に従う挿入DNA配列を有し、異なる源の構造遺伝 子と会合するプロモーター部分又はその活性領域を含有するDNA転移ベクター 。
- 9.請求項1,2,3又は4に従うDNA配列を含有する植物又は植物材料。
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