JPH05500002A - 除草剤代謝性チトクロムｐ４５０の発現 - Google Patents

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】

これは１９９０年１月１２日提出の米国特許出願第０７／４６４，４９９号の一 部継続出願であり、後者は１９８９年９月１１日提出の米国特許出願第０７／４ ０５．６０５号の一部継続出願である。 ｓ　ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ）からのＤＮＡ配列を植物および微生物の中に導入し、 こうして受容体の有機体がそれらの遺伝子のタンパク質産生物を産生し、これに より除草剤を代謝することができるようにすることに関する。これらのＤＮＡ配 列は、除草剤を代謝するチトクロムＰ４５０およびこれらのチトクロムＰ４５０ に電子を与える鉄−硫黄タンパク質をエンコードするものからなる。 発明の背景 雑草の制御における除草剤の使用は農業の実施において広く受け入れられている 。除草剤の代謝および変性のわれわれの理解は、なお、未熟であり、そして活動 的に研究がなされている。土の微生物は除草剤の分解に関係する、・ジョン（Ｊ ｏｓｈｉ）ら、ウィード・サイエンス（Ｗｅｅｄ　Ｓｃ　ｉ、）３３　：　８８ ８−８９３．１９８５゜スルホニル尿素のとが示された、ロウムサ−（Ｒｏｍｅ 　ｓ　ｓ　ｅ　ｒ）ら、Ａｂｓｔｒ、Ａｎｎ、Ｍｔｇ、Ａｍ、Ｓｏｃ、Ｍｉｃｒ ｏｂｉｏｌ、ｐ、２４８．１９８５゜さらに、レト（Ｌｅｔｏ）、プラント・フ ィジオロジープラント・フィジオロジー（Ｐｌａｎｔ　Ｐｈｙｓｉｏｌ、）８０ ５：５３４７　（１９８６）およびロウムサ−（Ｒｏｍｅ　ｓ　ｓ　ｅ　ｒ）ら 、バイオケミカル・アンド・バイオフィジカル・リサーチ・コミュニケーション （Ｂｉｏｃｈｅｍ、Ｂｉｏｐｈｙｓ、Ｒｅｓ、Ｃｏｍｍ、）１４０　：　６５０ −６５９　（１９８６）に開示されている研究が示すように、２つのチトクロム Ｐ４５０酵素、Ｐ４５０ＳＵｌおよびＰ４５０ＳＵ、２と表示する、約４５．０ ００の分子量のタンパク質を含有するヘム、は、それらをい（っかの除草剤のい ずれかを含有する培地中で成長させるとき、バクテリアストレプトミセス・グリ セオルス（Ｓ、ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ）の細胞の中で合成される。ストレプトミセ ス・グリセオルス（Ｓ、ｇｒｉｓｅ。 ↓旦互）によるこれらのタンパク質の合成は、ロウムサー（Ｒｏｍｅｓｓｅｒ） ら、バイオケミカル・アンド・バイオフィジカル・リサーチ・コミュニケーショ ン（Ｂｉｏｃｈｅｍ、Ｂｉｏｐｈｙｓ、Ｒｅｓ、Ｃ。 ｍｍ、）１４０　：　６５０−６５９　（１９８６）に記載されているＵＶ／可 視光の差の分光光度測定、オ゛キーフェ（０’　Ｋｅ　ｅ　ｆ　ｅ）ら、プラン ト・フィジオロジ−（Ｐｌａｎｔ　Ｐｈｙｓｉｏｌ、）８０５：５３４７　（１ ９８６）に記載されている分析用アニオン交換およびゲル濾過クロマトグラフィ ーおよびレト（Ｌｅｔｏ）、プラント・フィジオロジープラント・フィジオロジ −（Ｐｌａｎｔ　Ｐｈｙｓｉｏｌ、）８０５：５３４８　（１９８６）に記載さ れているＬＤＳゲル電気泳動により検出可能である。ロウムサ−（Ｒｏｍｅ　ｓ 　ｓ　ｅ　ｒ）ら、バイオケミカル・アンド・バイオフィジカル・リサーチ・コ ミュニケーション（Ｂｉｏｃｈｅｍ、Ｂｉｏｐｈｙｓ、Ｒｅｓ、Ｃｏｍｍ、）１ ４０：６５０−６５９　（１９８６）およびオ′キーフｓ　（０’　Ｋｅｅｆｅ ）ら、植物化学における最近の進歩（Ｒｅｃｅｎｔ　Ａｄｖａｎｃｅｓ　ｉｎ　 Ｐｈｙｔｏｃｈｅｍｉ　ｓ　ｔ　ｒｙ）２１　：１５１−１７３　（１９８７） は、Ｐ２Ｓ５の存在をこの有機体がある数のスルホニル尿素除草剤について種々 の代謝反応を実施する能力に相関関係づけた。さらに、ロウムサ−（Ｒ。 ｍｅ　ｓ　ｓ　ｅ　ｒ）ら、バイオケミカル・アンド・バイオフィジカル・リサ ーチ・コミュニケーション（Ｂｉｏｃｈｅｍ、Ｂｉｏｐｈｙｓ、Ｒｅｓ。 Ｃｏｍｍ、）１４０　：　６５０−６５９　（１９８６）に論考されているよう に、ストレプトミセス・グリセオルス（Ｓ、’ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ）からの粗製 の細胞不含抽出物は、それらがある種のスルホニル尿素の存在下に成長させた細 胞からのものであるとき、スルホメツロンメチル（１００１０）ヒドロキシラー ゼ活性を示し、そしてタロロスルフロン（１００１３）またはスルホメツロン（ １００１０）を添加するとき生ずる抽出物のスペクトルの差は、新しく現れるチ トクロムＰ４５０がチトクロムＰ４５０に結合する基質に類似する方法でこれら の化合物に結合することを示唆する。 さらに、除草剤化合物の活性部分を分解させる遺伝子は植物の中に組み込むこと ができ、そして前記植物を影響を受けた除草剤に対して抵抗性となるようにさせ る。ストーカ−（Ｓｔａｌｋｅｒ）ら、サイエンス（Ｓｃ　ｉ　ｅｎｃｅ）２４ ２　：　４１９−４２２　（１９８８）は、除草剤ブロモキシニルを転化して３ ，５−ジブロモ−４−ヒドロキシ安息香酸を代謝する特定のニトリラーゼをエン コードする、クレブシェラ・オザエナエ（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ　ｏｚａｅｎａ ｅ）からの遺伝子をタノくコ植物の中に転移し、その結果タバコ植物はブロモキ シニルに対して抵抗性となることを記載している。 ここに記載する本発明の主要な目的は、２つのチトクロムＰ４５０をエンコード するＤＮＡ配列である。他の目的はそれらの鉄−硫黄タンパク質の電子供与体を エンコードする配列である。本発明のこれらの配列はストレプトミセス・グリセ オルス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ　ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ）ＡＴＣＣ１１７９６ からのものである。これらの２つのチトクロムＰ４５０はスルホニル尿素化合物 および他の除草剤を代謝することができる。２つのチトクロムＰ４５０をＰ４５ ０ＳＵ１およびＰ４５０ＳＵ２と表示し、そして２つの鉄−硫黄タンパク質をＦ ｅ５−ＡおよびＦｅ５−Ｂと表示した。 野生型ストレプトミセス・グリセオルス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓｇｒｉｓｅ ｏｌｕｓ）において、チトクロムＰ４５０ＳＵ１、Ｐ４５０ＳＵ２、および鉄− 硫黄タンパク質Ｆｅ５−ＡおよびＦｅ５−Ｂはスルホニル尿素化合物の添加によ り誘導される。多数のスルホニル尿素化合物をこれらのチトクロムＰ４５０によ り代謝することができるが、すべてがこれらのタンパク質のすぐれた誘導体であ るわけではない。こうして、野生型有機体による多数のスルホニル尿素化合物の 最適な代謝は、まず、チトクロムＰ４５０および鉄−硫黄タンパク質をすぐれた 誘導体であることが知られているスルホニル尿素で誘発することによってのみ達 成することができる。構成的にまたは光への！露の結果Ｐ４５０酵素を産生ずる 有機体は、スルホニル尿素で有機体を誘導して有機体が前記スルホニル尿素を代 謝できるようにする必要性を排除する。 こうして、本発明の他の目的は、有機体（バクテリアおよび植物）を除草剤を代 謝するチトクロムＰ４５０の遺伝子そして、必要に応じて、Ｐ４５０酵素の構成 的または光誘導発現を可能とするプラスミドの中に含有された、それらの鉄−硫 黄タンパク質の電子供与体および、必要に応じて、形質転換された有機体の中の 鉄−硫黄タンパク質で形質転換することによって、有機体の中で除草剤を代謝す るチトクロムＰ４５０およびそれらの鉄−硫黄タンパク質の電子供与体を誘導す る必要性を排除することである。前記形質転換された有機体は、それらが除草剤 に直面するときごとに、すぐれた除草剤および劣った除草剤の両者の除草剤を代 謝することができる。 バクテリアからの典型的なチトクロムＰ４５０モノオイゲナーゼ系は、シュード モナス・プチダ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ　ｐｕｔｉｄａ）からのＰ−４５０Ｃ ＡＭ系に類似する［スリが−（Ｓｌｉｇａｒ）ら、チトクロムＰ−４５０の構造 、メカニズムおよび生化学（Ｃｙｔｏｃｈｒｏｍｅ　Ｐ−４５０５ｔｒｕｃｔｕ ｒｅ、Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ａｎｄ　Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）、オルチズ・ デ・モンテラノ（Ｏｒｔｔｚ　ｄｅ　Ｍｏｎｔｅｌｌａｎｏ）編、ブレナム・プ レス（Ｐｉｅｎｕｍ　Ｐｒｅｓｓ）ニューヨーク（１９８６）ｐｐ、４２９−５ ０４］。この系は黄色酵素のりダクターゼ（ブチダレトキシンリダクターゼ）、 低分子量の鉄−硫黄タンパク質（ブチダレトキシン）およびチトクロムＰ−４５ ０（Ｐ−４５０ＣＡＭ）から構成されている。タンパク質のこの系は、還元性同 等体を還元したピリジンヌクレオチドから、順次にブチダレトキシンリダクター ゼから、ブチダレトキシンに、次いでｐ−４５０ＣＡＭに転移する機能をする。 しかしながら、基質に対する酵素系の特異性はもっばらＰ−４５０タンパク質に あり、そしてリダクターゼおよび鉄−硫黄タンパク質は、それらが還元性同等体 を触媒反応に必要なＰ−４５０に提供するかぎり、はじめて重要ことに注意する ことが重要である。こうして、本発明の他の目的は他の有機体の中のスルホニル 尿素および除草剤の代謝の遺伝子を置換し、こうしてこれらの有機体の中の還元 性同等体の存在する源を利用してチトクロムＰ−４５０の機能を促進することで ある。 発明の要約 バクテリアのストレプトミセス・グリセオルス（Ｓ　ｔ、ｒ　ｅ　ｐ　ｔ　ｏｍ ｙ且且３　ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ）は、除草剤化合物を代謝するある種のＰ４５０ 酵素を産生ずる、２つの誘導可能な遺伝子を含有する。２つの酵素をＰ４５０Ｓ Ｕ１およびＰ４５０ＳＵ２と呼ぶ。これらの酵素は、ある種の鉄硫黄タンパク質 が入手可能であるとき、そして鉄硫黄タンパク質を電子を供与することができる リダクターゼタンパク質が入手可能ときにのみ、有効に働（ことが知られている 。ストレプトミセス・グリセオルス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ　ｇｒｊｓｅｏ ｌｕｓ）の中の鉄硫黄タンパク質のための遺伝子は、Ｐ４５０酵素のための遺伝 子に隣接しかつその下流に存在する。出願人はストレプトミセス・グリセオルス （旦、ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ）からＤＮＡ配列を分離し、これらのＤＮＡ配列はＰ ４５０酵素Ｐ４５０ＳＵｌおよびＰ４５０ＳＵ２および隣接する鉄硫黄タンパク 質、Ｆｅ５−ＢおよびＦ　ｅ　Ｓ−Ａ、をエンコードする。 鉄硫黄タンパク質のＦｅ５−ＡまたはＦｅ５−Ｂのいずれかは還元性同等体をい ずれかの酵素に転移することができることが発見された。Ｐ４５０ＳＵ１＋隣接 する鉄硫黄タンパク質Ｆｅ５−ＢについてのＤＮＡ配列からなるＤＮＡ配列は、 以後の第２７〜３１ページに詳述されているように、塩基対番号１２８で開始し そして塩基対番号１５７８で終わる。 Ｐ４５０ＳＵ２＋隣接する鉄硫黄タンパク質Ｆｅ５−ＡについてのＤＮＡ配列か らなるＤＮＡ配列は、以後の第３２〜３６ページに詳述されているように、塩基 対番号１９５で開始しそして塩基対番号１６４６で終わる。出願人は、バクテリ アを形質転換することができるＰ４５０ＳＵ１＋Ｆｅ５−ＢのためのＤＮＡ配列 からなる新規なプラスミド（すなわち、ｐＣＡ○４００、ｐｃＡ０４０１、ｐｃ ＡＯ２００ｓＵ１＃１２、ｐｃＡＯ２００ｓＵ１−ＦｅＳ−Ｂ１０またはｐＰＡ Ｔ１０８）およびＰ４５０ＳＵ２＋Ｆｅ５−ＡのためのＤＮＡ配列からなる新規 なプラスミド（すなわち、ｐｃＡＯ２００ｓ、Ｕ２−ＦｅＳ−ＡｌＩ３またはｐ Ｃ５３２５）を構成した。すべてがＰ４５０ＳＵ１＋Ｆｅ５−Ｂをエンコードす るＤＮＡ配列からなるｐｃＡ０４００、ｐｃＡＯ４０１、ｐＣＡ０２００ＳＵ１ ＃１２、ｐｃＡＯ２００ｓＵ１−ＦｅＳ−Ｂ１０またはｐＰＡ７１０８から選択 されるプラスミドで形質転換されたバクテリア、好ましくはストレプトミセス（ Ｓｔｒｅ　ｔｏｍｙｃｅｓ）属、最も好ましくはストレプトミセス・リビダンス （Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓｌｉｖｉｄａｎｓ）は、鉄硫黄タンパク質のりダク ターゼがこれらの細胞の中に導入されていなくてさえ、Ｐ４５０ＳＵ１を構成的 に産生し、そして除草剤のスルホニル尿素化合物を代謝する。Ｐ４５０ＳＵ２＋ 鉄硫黄タンパク賀Ｆｅ５−ＡをエンコードするＤＮＡ配列からなる、プラスミド ＤＣＡＯ２００ＳＵ２−ＦｅＳ−ＡｌＩ３またはｐＣ３３２５で形質転換された バクテリアは、鉄硫黄タンパク質のりダクターゼが添加されていなくてさえ、Ｐ ４５０ＳＵ２を構成的に産生じそして、また、除草剤のスルホニル尿素化合物を 代謝することができる。 本発明の他の実施態様は、スルホニル尿素または他の除草剤化合物をｐｃＡ０４ ００、ｐＣＡ○４０１、ｐｃＡＯ２００ｓＵ１−ＦｅＳ−Ｂ１０、ｐｃＡＯ２０ ０ｓＵ２−ＦｅＳ−ＡｌＩ３、ｐＰＡＴ１０８またはｐＣＳ３２５から選択され るプラスミドで形質転換されたバクテリア、好ましくはストレプトミセス（Ｓｔ ｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ）ＩＩのバクテリアとインキュベーションすることからな る、除草剤化合物の代謝物を調製する方法である。 本発明のなお他の実施態様は、植物の実生を土に移植する前に、植物の実生をｐ ＣＡｏ４００、ｐｃＡ０４０１、ｐＣＡ○２００ＳＵ１−ＦｅＳ−Ｂ１０または ｐ　ＣＡＯ２００５Ｕ２−Ｆ　ｅ　Ｓ−Ａ＃　１１で形質転換されたバクテリア 、好ましくはストレプトミセス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ）属、最も好ましく はストレプトミセス・リビダンス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ　ｌ１ｖｉｄａｎ ｓ）のバクテリアの培養物の中でソーキングすることからなる、阻害量の除草剤 化合物を含有する土の中で植物を保護する方法である。本発明のそれ以上の実施 態様は、バクテリアで被覆された種子である。 そして、本発明の他の実施態様は、植物、とくに園芸学的または耕種学的利用の 植物をこれらの遺伝子で形質転換して、スルホニル尿素の除草剤を植物が代謝す ることができるようにすることである。この目的で、Ｐ４５０ＳＵ１および／ま たはＦｅ５−Ｂをエンコードする配列およびＰ４５０ＳＵ１および／またはＦｅ ５−Ｂ配列の前および後のある種の他のＤＮＡ配列からなる断片を利用するプラ スミド（すなわち、ｐＳＵ１８、ｐＳＳＵ−８Ｕ１１１、ｐＳＳＵ−３Ｕ１２１ 、ｐＣａ、ｂ−３Ｕ１１１、ｐＣａｂ−８Ｕ１２１、およびｐＣａｂ−５Ｕ１３ １、ｐＳＵＦｅｌｌ、ｐｓＵＦｅ２１．　ｐＳＵＦｅ３１およびｐｓＵＦｅ４１ ）を操作して、これらの遺伝子で植物を形質転換した。これにより、化学物質を より大きい植物毒性を示す化合物に代謝することによって、除草活性を欠如する か、あるいは弱い除草活性のみを含有する化学物質に対して感受性である、前記 形質転換された植物をつくることができる。 形質転換された植物による除草剤の代謝は、それらの植物を前記除草剤に対して 抵抗性とし、そして植物の中の除草剤の蓄積を減少することができる。低い毒性 から高い毒性へのスルホニル尿素のチトクロムＰ４５０仲介代謝は、条件的に致 死的な表現型を生じ、そして組織特異的な殺しの用途に、あるいは遺伝子の発現 を崩壊させる事象の選択に多分使用することができる。 このような形質転換された植物は、Ｐ４５０ＳＵ１またはＰ４５０ＳＵ２遺伝子 を使用するそれらの形質転換の前に、他の突然変異の遺伝子を含有する植物を包 含することができる。阻害を防止または減少する突然変異のアセトラクテートシ ンターゼ酵素を含有する植物はとくに重要である。この酵素は、植物および微生 物の中でアミノ酸のバリン、ロイシン、およびイソロイシンの合成における第１ 反応を触媒する。種々の植物および微生物の中のこの酵素はスルホニル尿素によ る阻害に対して非常に感受性であることが知られている。スルホニル尿素または 他の除草剤による酵素の阻害を減少または防止する突然変異のアセトラクテート シンターゼ酵素および植物に除草剤を代謝させるＰ４５０チトクロム酵素の両者 は、突然変異のアセトラクテートシンターゼ単独を含有する植物において見られ るより、なお大きい抵抗性を広範な種類のスルホニル尿素化合物に対してを示す 植物を多分生ずるであろう。 第１図は、プラスミドｐＵｃ１８−ＳＵＩ−ＢａｍＨＩの、制限エンドヌクレア ーゼ部位を示す、物理学的地図である。 第２Ａ図および第２Ｂ図は、それぞれ、プラスミドｐｃＡＯ４００およびｐｃＡ Ｏ４０１の、制限エンドヌクレアーゼ部位を示す、各物理学的地図である。 第３Ａ図および第３Ｂ図は、それぞれ、プラスミドｐｃＡ、０２００ｓＵｌ−Ｆ 　ｅ　Ｓ−Ｂ１０およびｐｃ、ＡＯ２００ｓＵ１＃１２の、制限エンドヌクレア ーゼ部位を示す、各物理学的地図である。 第４図は、プラスミドｐＵｃ１９−８Ｕ２−８の、制限エンドヌクレアーゼ部位 を示す、物理学的地図である。 第５図は、次のようなウェスタン・プロットを示す：レーン１．５０ｎｇの精製 してチトクロムＰ４５０ＳＵ１、レーン２、ブランク、 レーン３、スルホニル尿素の不存在下に成長したストレプトミセス・リビダンス （Ｓ、１１ｖｉｄａｎｓ）Ｃ３７からのタンパク質、レーン４．１２０ｐｐｍの １０００１で６時間誘導したストレプトミセス・リビダンス（Ｓ、ｌ　１ｖｉｄ ａｎｓ）Ｃ３７からのタンパク質、レーン５、スルホニル尿素の不存在下に成長 したｐｃＡＯ４０，０で形質転換されたストレプトミセス・リビダンス（Ｓ、ｌ 　１ｖｊｄａｎｓ）、レーン６．１．２０Ｔ）ｐｍの１０００１で６時間誘導し たｐｃＡＯ４００で形質転換されたストレプトミセス・リビダンス（Ｓ、１ｉｖ ｉｄａｎｓ）、 レーン７．５００ｎｇの精製したチトクロムＰ４５０ＳＵ１゜第６図は、次のよ うなウェスタン・プロントを示す：レーン１、ｐｃＡＯ４０１で形質転換しそし て１２０ｐｐｍの１０００１で２４時間誘導したストレプトミセス・リビダンス （Ｓ、ｌ１ｖｉｄａｎｓ）のタンパク質抽出物、 レーン２、ｐｃＡＯ４０１で形質転換しそして１２０ｐｐｍの１０００１で６時 間誘導したストレプトミセス・リビダンス（Ｓ、１ｉｖｉｄａｎ、ｓ）のタンパ ク質抽出物、 レーン３、ｐｃＡＯ４０１で形質転換しそして１２０ｐｐｍの１０００１で３時 間誘導したストレプトミセス・リビダンス（Ｓ、１ｉｖｉｄａ　ｎ、　ｓ　）の タンパク質抽出物、レーン４、ｐｃＡＯ４０１で形質転換しそし°（’２４時間 成長させたストレプトミセス・リビダンス（Ｓ、１ｉｖｉｄａｎｓ）のタンパク 質抽出物、 レーン５、ｐｃＡＯ４００で形質転換しそして１２０ｐｐｍの１０００１で２４ 時間誘導したストレプトミセス・リビダンス（Ｓ、１ｉｖｉｄａｎｓ）のタンパ ク質抽出物、 レーン６、ｐｃＡＯ４００で形質転換しそして１２０ｐｐｍの１０００１で６時 間誘導したストレプトミセス・リビダンス（Ｓ、１ｉｖｉｄａｎｓ）のタンパク 質抽出物、 レーン７、ｐｃＡＯ４００で形質転換しそして１２０ｐｐｍの１０００１で３時 間誘導したストレプトミセス・リビダンス（Ｓ、１ｉｖｉｄａｎｓ）のタンパク 質抽出物、 レーン８、ｐｃＡＯ４００で形質転換しそして２４時間成長させたストレプトミ セス・リビダンス（Ｓ、１ｉｖｉｄａｎｓ）のタンパク質抽出物。 レーン９．１１００ｎの精製したチトクロムＰ４５０ＳＵ１゜第７図は、次のよ うなウェスタン・プロットを示す：レーン１．１１００ｎの精製したチトクロム Ｐ４５０ＳＵ１、レーン２．２００ｎｇの精製したチトクロムＰ４５０ＳＵ１、 レーン３、ｐｃＡＯ２００ｓＵ１＃１−２で形質転換されたストレプトミセス・ リビダンス（Ｓ、ｌ１ｖｉｄａｎｓ）の抽出物、レーン４、ｐｃＡＯ２００ｓＵ １−ＦｅＳ−Ｂ＃９Ｔ形質転換されたストレプトミセス・リビダンス（Ｓ、ｌ　 １ｖｉｄａｎｓ）の抽出物。 第８図は、ｐｃＡＯ２００ｓＵ２−ＦｅＳ−Ａ＃１１の、制限エンドヌクレアー ゼ部位を示す、物理学的地図である。 第９図は、次のようなウェスタン・プロットを示す：レーン１．１１００ｎの精 製したチトクロムＰ４５０ＳＵ２、レーン２、スルホニル尿素の不存在下に成長 したｐｃＡＯ２００ｓＵ２−ＦｅＳ−Ａ＃１１で形質転換されたストレプトミセ ス・リビダンス（Ｓ、ｌ　１ｖｉｄａｎｓ）の抽出物（３０μｇのタンパク質） 、レーン３、スルホニル尿素の不存在下に成長したｐＣＡＯ２００ＳＵ１＃１２ で形質転換されたストレプトミセス・リビダンス（Ｓ、１ｉｖｉｄａｎｓ）の抽 出物（３０μｇのタンパク質）、レーン４、スルホニル尿素の不存在下に成長し たｐｃＡＯ２００ｓＵ１−ＦｅＳ−Ｂ１０で形質転換されたストレプトミセス・ リビダンス（Ｓ、、１ｉｖｉ迭さＡΣ）の抽出物（３０μｇのタンパク質）。 第１０Ａ図は、ｐｓＵ１７の制限エンドヌクレアーゼ部位を示す物理学的地図で ある。 第１０Ｂ図は、ｐＳＳＵ−８ＵＩ　１の制限エンドヌクレアーゼ部位を示す物理 学的地図である。 第１０Ｃ図は、ｐＳＳＵ−５Ｕ１２の制限エンドヌクレアーゼ部位を示す物理学 的地図である。 第１．ＯＤ図は、ｐＣａｂ−３Ｕ１１の制限エンドヌクレアーゼ部位を示す物理 学的地図である。 第１０Ｅ図は、ｐＣａｂ−３Ｕ１２の制限エンドヌクレアーゼ部位を示す物理学 的地図である。 第１０Ｆ図は、ｐＣａｂ−８Ｕ１３の制限エンドヌクレアーゼ部位を示す物理学 的地図である。 第１１図は、１００１５〜１００１４のＮ−説アルキル化を描写する。 第１２Ａ図は、１００１５および１００１４標準についての紫外練成　−収スベ クトルである。 第１２Ｂ図は、葉から抽出した１００１．５および葉から抽出した代謝物につい ての紫外線吸収スペクトルである。 第１３Ａ図は、形質転換されたタバコの葉の組織による１０００１の１０００３ および１０００２への代謝を描写する。 第１３Ｂ図は、１０００１の経時的消失を描写する。 第１３Ｃ図は、１０００３の経時的消失を描写する。 第１３Ｄ図は、１０００２の経時的消失を描写する。 第１４図は、１００１５で噴霧後２２日における形質転換および非形質転換のタ バコ植物の出現を描写する。 第１−５Ａ図は、プラスミドｐｓＵＦｅｌの制限エンドヌクレアーゼ部位を示す 物理学的地図である。 第１５Ｂ図は、プラスミドｐＳＵＦｅ２の制限エンドヌクレアーゼ部位を示す物 理学的地図である。 第１５Ｃ図は、プラスミドｐＳＵＦｅ３の制限エンドヌクレアーゼ部位を示す物 理学的地図である。 第１５Ｄ図は、プラスミドｐＳＵＦｅ４の制限エンドヌクレアーゼ部位を示す物 理学的地図である。 第１５Ａ図〜第１５Ｄ図において、Ｈ３はＨｉｎｄｌ　Ｉ　Ｉを表し、ＢＭｌは ＢａｍＨＩを表し、ＮＣＩはＮｃｏｌを表し、ＲＩはＥｃｏＲＩを表し、そして ＢＧ２はＢｇｌｌＩを表す。 第１６Ａ図は、プラスミドｐＰＡＴ１０８の制限エンドヌクレアーゼ部位を示す 物理学的地図である。 第１６Ｂ図は、プラスミドｐＣ８３２５の制限エンドヌクレアーゼ部位を示す物 理学的地図である。 第１７Ａ図〜第１７Ｄ図は、プラスミドｐｓＵ１７の構成を示す線図である。 第１８Ａ図〜第１８Ｄ図は、プラスミドｐｓＵＦｅｌの構成を示す線図である。 第１９Ａ図および第１９Ｂ図は、プラスミドｐＳＳＵ−３ＵＩＩおよびｐＳＳＵ −８Ｕ１２の構成を示す線図である。 ｂ−８Ｕ１２およびｐＣａｂ−３Ｕ１３の構成を示す線図である。 第２１Ａ図〜第２１Ｄ図は、プラスミドｐ　ＳＵＦ　ｅ　３およびｐＳＵＦｅ４ の構成を示す線図である。 第２２Ａ図および第２２Ｂ図は、プラスミドｐＳＵＦｅ２の構成を示す線図であ る。 第２３Ａ図〜第２３Ｃ図は、プラスミドｐＡＧｓ５０１およびｐＡＧＳ５０２の 構成を示す線図である。 第２４Ａ図〜第２４Ｄ図は、プラスミドｐＺ５９６の構成を示す線図である。 第２５Ａ図は、プラスミドｐＺ６Ａ−８ＵＩの制限エンドヌクレアーゼ部位を示 す物理学的地図である。 第２５Ｂ図は、プラスミドｐＺ６ＡＴ−５ＵＩの制限エンドヌクレアーゼ部位を 示す物理学的地図である。 第１７図〜第２２図において、Ｐ４５０ＳＵｌはチトクロムＰ４５０ＳＵＩのた めの解読配列を表し、ＣａＭＶ３５ＳｐはＣａＭＶの３５Ｓプロモーターであり 、Ｃａｂ２２１５’　はＣａｂ２２Ｌにツイテのペチュニア遺伝子の５゛−未翻 訳配列配列であり、５ＳＵ３０１はＳＳＵについてのペチュニア遺伝子のための 解読配列であり、５ＳＵ３’　は５ＳＵ３０１についてのペチュニア遺伝子の３ ゛−未翻訳配列であり、５ＳＵｐはペチュニア５ＳＵ３０１遺伝子のプロモータ ーであり、５ＳＵ−Ｔはペチュニア５ＳＵ３０１タンパク質の葉緑体トランシッ トペプチドのための解読配列であり、Ｓ’ＳＵ−Ｍは成熟ペチュニア５ＳＵ３０ １タンパク質のための解読配列であり、ＣａｂｐはペチュニアＣａ２２Ｌ遺伝子 のプロモーターであり、ＣａｂＴは葉緑体トランシットの解読配列であり、Ｃａ ｂＭはペチュニアＣａｂ２２Ｌの成熟タンパク質の解読配列であり、Ｆｅ５−Ｂ はＦｅ５−Ｂの解読配列であり、そしてｎｏｓ３゜はナボリンシンターゼ遺伝子 からの３′−未翻訳領域である。第２３Ａ図および第２３Ｂ図において、ＡＭＰ はバクテリアにおけるアンピシリン抵抗性を意味し、ＬＢはＴ−ＤＮＡヘリの境 界を意味し、ＲＢはＴ−ＤＮＡの右ヘリを意味し、モしてＮＰＴは植物における カナマイシン抵抗性を意味する。 発明の詳細な説明 定義： Ｐ　Ｉ　ＰＥＳ　：ピペラジンーＮ、Ｎ−ビス（２−エタンスルホン酸）ＭＯＰ Ｓ　：　３−　（Ｎ−モルホリノ）プロパンスルホン酸ＡＴＣＣ：アメリカン・ タイプ・カルチャー・コレクション（Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｔｙｐｅ　Ｃｕ１ｔｕ ｒｅ　Ｃｏ１１ｅｃｔｆｏｎ）、米国マリイランド州２０５８２０ツクビレ、バ ークロランドライブ１２３０１゜ ＨＰＬＣ：高性能液体クロマトグラフィーＵｖ：紫外線 チトクロムＰ４５０ＳＵ１およびＰ４５０ＳＵ２　：本発明の２つのチトクロム Ｐ４５０酵素に割り当てられた名称。 Ｆｅ５−ＡおよびＦｅ５−Ｂ：本発明の２つの鉄硫黄タンパク質に割り当てられ た名称。 １０００１７Ｎ−［（４−クロロ−６−メトキシ−ピリミジンー２−イル）アミ ノカルボニルヨー２−エトキシカルボニルベンゼンスルホン１０００２　：Ｎ− ［（４−クロロ−６−ヒドロキシ−ピリミジンー２−イル）アミノカルボニル］ −２−エトキシカルボニルベンゼンスルホンアミド、 １０００３　：Ｎ−［（４−クロロ−６−ノドキシ−ビリミジン−２−イル）ア ミノカルボニル］−２−カルボキシベンゼンスルホンアミド、１０００４　：　 ２−ブチル−２，３−ジヒドロ−Ｎ−［（４，６−ジメトキシ−ピリミジンー２ −イル）アミノカルボニル−１，２−ベンズイソチアゾール−７−スルホンアミ ド−１，１−ジオキシド、１０００５　：　２−　（３−ヒドロキシブチル）− ２，３−ジヒドロ−Ｎ−［（４，６−ジメトキシ−ピリミジンー２−イル）アミ ノカルボニルゴー１．２−ベンズイソチアゾール−７−スルホンアミド−１，１ −ジオキシド、 １０００６　：Ｎ−［（４−メトキシ−６−メチル−１，３，５−トリアジニル ）アミノカルボニルツー２−メトキシカルボニルベンゼンスルホンアミド、 １０００７：Ｎ−［（４−ヒドロキシ−６−メチル−１，３，５−）リアジニル ）アミノカルボニルツー２−メトキシカルボニルベンゼンスルホンアミド、 １０００８：Ｎ−［（４−メトキシ−６−メチル−１，３，５−トリアジニル） アミノカルボニルツー２−ベンゼンベンゼンスルホンアミド、１０００９　：Ｎ −［（４−メトキシ−６−ヒドロキシメチル−１，３゜５−トリアジニル）アミ ノカルボニルツー２−メトキシカルボニルベンゼンスルホンアミド、 １００１０：Ｎ−［（４，６−シメチルビリミジンー２−イル）アミノカルボニ ルツー２−メトキシカルボニルベンゼンスルホンアミド、１００１１：Ｎ〜［（ ４−ヒドロキシメチル−６−メチル−ピリミジン−２−イル）アミノカルボニル 〕−２−メトキシカルボニルベンゼンスルホンアミド、 １００１２　：Ｎ−［（４−カルボキシ−６−メチルピリミジン−２−イル）ア ミノカルボニル］−２−メトキンカルボニルベンゼンスルホンアミド、 １００１３　：Ｎ−［（４−メトキシ−６−メチル−１，３，５−トリアジニル ）アミノカルボニル］−２−クロロベンゼンスルホンアミド、１００１４：２． ３−ジヒドロ−Ｎ−［（４，６−シメトキシビリミジン〜２−イル）アミノカル ボニル］−１，３−ベンズイソチアゾルー７−スルホンアミド−１，１−ジオキ シド、１００１５：２−メチルエチル−２，３−ジヒドロ−Ｎ−［（４，６−シ メトキシビリミジンー２−イル）アミノカルボニル］−１，３−ベンズイソチア ゾルー７−スルホンアミド−１，１−ジオキシド、１００１６　：Ｎ−［（４− メトキシ−６−メチルピリミジン−２−イル）アミノカルボニル］−４−ジメチ ルアミノ−１−ナフタレンスルホンアミド、 １００１７：３−シクロへキンルー１−メチル−６−ジメチルアミノ−Ｓ−トリ アジン−２，４（ＬＨ，３Ｈ）ジオン、１００１８：４−アミノ−６−ｔ−ブチ ル−３−（メチルチオ）−ＡＳ＝Ｓニトリアジン　（４Ｈ）−オン、１００１９ 　：　３−　（３−クロロ−ｐ−トリル）−１，１−ジメチル尿素、 １００２０　：　７−クロロ−５−フルオロ−４−（２，３，４，５，６゜７− ヘキサヒドロ−１，３−ジオキソ−ＩＨ−イソインドルー２−イル）−２，３− ジヒドロ−２−ベンゾフランカルボン酸、メチルエステル、１００２１　＋　２ ＝　［４−クロロ−６−（エチルアミノ−１，３，５−トリアジン−２−イル） アミン］−２−メチルプロパンニトリル、１００２２　：　１〜メチル−２（Ｌ Ｈ）−ピリミンノン、１００２３：３．　５−ジブロモ−４−ヒドロキシベンゾ ニトリル、１００２４　：Ｎ−［（４，６−シメトキシピリミジンー２−イル） アミノカルボニル〕−２−ニチルー２，３−ンヒドロー１，２−ベンズイソチア ゾール−７−スルホンアミド−１，１−ジオキシド、１００２５　：Ｎ−［（４ ，６−シメトキシビリミジンー２−イル）アミノカルボニル］　２．３−ジヒド ロ−２−（フェニルメチル）−１゜２−ベンズイソチアゾール−７−スルホンア ミド−１，１−ジオキシド、１００２６・Ｎ−ｒ（４，ｅ−ジフトキンビリミジ ン−２−イル）アミノカルボニル］−２−（２−フルオロメチル）−２，３−ジ ヒドロ−１，２−ベンズイソチアゾール−７−スルホンアミド−１，１−ジオキ シド、 １００２７：Ｎ−［（４，６−シメトキシビリミジンー２−イル）アミノカルボ ニル′Ｊ−２，３−ジヒドロ−２〜プロピル−１，２−ベンズイソチアゾール− ７−スルホンアミド−１，１−ジオキシド、１００２８　：Ｎ−［（４，６−ジ フトキンピリミジン−２−イル）アミノカルボニル］−２，３−ジヒドロ−２− （２−プロペニル）−１゜２−ベンズイソチアゾール−７−スルホンアミド−１ ，１−ジオキシド、１００２９：Ｎ＝　［（４，６−シメトキシピリミジンー２ −イル）アミノカルポニルコー２−メチル−２，３−ジヒドロ−７−スルホンア ミド−１，１−ジオキシド、 １００３０　：Ｎ−［（４，６−シメトキシピリミジンー２−イル）アミノカル ボニル］−２，３−ジヒドロ−２−（２−メチルプロピル）−１，２−ベンズイ ソチアゾール−７−スルホンアミド−１，ｌ−ジオキシド、 １’００３１：２−アセチル−Ｎ−［（４，５−ジメトキンビリミジン＝２−イ ル）アミノカルボニルＬ−２，３−ジヒドロ−１，２−ベンズイソチアゾール− ７−スルホンアミド−１，１−ジオキシド、１００３２：Ｎ−［（４，６−シメ トキシビリミジンー２−イル）アミノカルボニル］−２，３−ジヒドロ−２−（ トリメチルシリルメチル）−１，２−ベンズイソチアゾール−７−スルホンアミ ド−１，１−ジオキシド、 １’ｏｏ：３３　：Ｎ−（２−クロロ−６−メチルフェニル）−５，７−シメチ ルー１．　２．　４−トリアゾロ−１，５Ａ−ピリミジン−２−スルホンアミド 、 １００３４　：　２−　［（４，５−ジヒドロ−４−メチル−４−（１−メチル エチル）−１Ｈ−イミダゾルー２−イル）１−５−エチル−３−ビワジンカルボ ン酸、 １００３’５　：　２−　［４，５−ジヒドロ−４−メチル−４−（１−メチル エチル）−５−オキソ−ＩＨ−イミダゾルー２−イル］−３−キノリンカルボン 酸、 １００３６　：Ｎ−（２，６−ジクロロフェニル）−４，６−シメチルー２−ピ リジンスルホンアミド。 この開示に関して、ある数の用語を利用する。ここで使用するとき、用語「プロ モーター」および「プロモーター領域」は、通常構造遺伝子のタンパク質解読配 列に対して上流（５°）の、ＤＮＡの配列を意味し、ＲＮＡポリメラーゼの認識 および／または正しい部位における転写の開始に要求される他の因子を提供する ことによって、解読領域の発現をコントロールする。プロモーター配列は必要で あるが、遺伝子の発現を推進するために常に十分であるというわけではない。 「断片」は、特定の領域のＤＮＡ配列の分画を構成する。 「核酸」は、糖、ホスフェートおよびプリンまたはピリミジンを含有するモノマ ー（ヌクレオチド）から構成される、−末鎖または二本鎖であることができる分 子を意味する。より高等の植物の中のバクテリアにおいて、「デオキシリポ核酸 Ｊ　（ＤＮＡ）は遺伝材料を意味するが、「リポ核酸Ｊ　（ＲＮＡ）はＤＮＡか らタンパク質の中への情報の翻訳に関係する。 「調節」および「調節する」は、主として、独占的ではなく、遺伝子の転写開始 に対して上流（５′）の位置するＤＮＡ配列の要素によりコントロールされる遺 伝子の発現の変調を意味する。調節は刺激に対するすべての応答を生ずるか、あ るいは生じないことがあるか、あるいは遺伝子の発現のレベルを変動することが ある。 用語「解読配列」は、タンパク質、ポリペプチドまたはその一部分をエンコード する遺伝子の部分を意味するが、転写の開始を推進する調節配列を排除する。解 読配列は通常細胞の中に見いだされるものであることができるか、あるいはそれ はそれが導入される細胞の位置において通常見いだされないものであることがで き、この場合においてそれは異種遺伝子と呼ばれる。異種遺伝子は、バクテリア のゲノムまたはエビソーム、真核生物の核またはプラスミドＤＮＡ５ｃＤＮＡ、 または化学的に合成されたＤＮＡを包含する、この分野において知られている任 意の源から、全体がまたは一部分が誘導されることができる。解読配列は中断さ れない解読領域を構成することができるか、あるいはそれは適当なスライス接合 により拘束された１または２以上のイントロンを包含することができる。解読配 列は、天然に存在するか、あるいは合成の異なる源から誘導されたセグメントの 複合体であることができる。 「３′下流領域」　（または「３′末端」）は、転写の開始を推進する５゛配列 および遺伝子の解読配列を排除っし、真核生物におけるポリアデニル化シグナル およびｍＲＮＡのプロセシングまたは遺伝子の発現に影響を与えることができる 他の調節シグナルを含有する、ＤＮＡセグメントからなる遺伝子の部分を意味す る。真核生物におけるポリアデニル化シグナルは、通常、ポリアデニル酸の領域 のｍＲ，ＮＡ前駆体への付加に影響を与えることによって特徴づけられる。ポリ アデニル化シグナルは、通常、標準の形態５’　−ＡＡＴＡＡＡ−３°に対する 相同性の存在により認識されるが、変動は異常ではない。 用語「構成」または「構成体」は、任意の源から誘導された一本鎖または二本鎖 のＤＮＡまたはＲＮＡの、線状または円形の、プラスミド、ウィルス、自律的に 複製する配列、ファージまたはヌクレオチド配列を意味し、ここである数のヌク レオチド配列は独特の構成に接合または組み換えられており、この独特の構成は 選択した遺伝子産生物のプロモーター断片またはＤＮＡ配列を適当な３゛−未翻 訳配列に沿って植物細胞の中に導入することができる。 ここで使用するとき、「植物」は植物全体または植物誘導組織を意味する。 ここで使用するとき、「形質転換」は、核酸（通常二本鎖ＤＮＡ）の組み込み後 、細胞の中に新しい遺伝子が獲得されることである。 用語「操作的に連鎖した」は、適切な向きおよびリーディングフレームで機能的 ＲＮＡの中に転写すべきＤＮＡの２つの断片の化学的融合を意味する。 用語「発現」は、ここで使用するとき、遺伝子産生物の配列の遺伝情報を指定す る遺伝子からの遺伝子産生物の転写または翻訳を意味することを意図する。発現 において、遺伝子産生物の配列の遺伝情報を指定するＤＮＡ鎖は、まず、しばし ばメツセンジャーＲＮＡである相補的ＤＮＡに転写され、次いで、こうして転写 されたメツセンジャーＲＮＡは、遺伝子産生物がタンパク質である場合、前述の 遺伝子産生物に翻訳される。 「翻訳開始シグナル」は、タンパク質合成の開始を特定する核酸の中の３つのヌ クレオチド（コドン）のユニットを意味する。 用語「プラスミド」は、ここで使用するとき、細胞の中央の代謝の一部分でなく 、通常円形の二本鎖のＤＮＡ分子の形態である、遺伝子をしばしば有する余分の 染色体の要素を意味する。 用語「制限エンドヌクレアーゼ」は、二本鎖ＤＮＡ内の特定のヌクレオチド配列 内で結合および培養する酵素を意味する。 用語ｒＴ−ＤＮＡｊは、土のバクテリアのアグロバクテリウム（Ａｇｒｏｂａｃ ｔｅｒｉｕｍ）からその植物の宿主のゲノムへ転移されたプラスミドからのＤＮ Ａのセグメントである。 本発明を通じて使用するＤＮＡの組み換え技術は、当業者に知られており、そし て一般にマニアチス（Ｍａｎｉａｔｉｓ）ら、分子クローニング：実験室のマニ ュアル（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｃｌｏｎｉｎｇ：ＡＬａｂｏｒａｔｏｒｙ　Ｍａ ｎｕａｌ）、コールド・スプリングｊハーバ−・ラボラトリ−（Ｃｏｌｄ　Ｓｐ ｒｉｎｇ　Ｈａｒｂｏｒ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）、コールド・スプリング・ノ １−バー（Ｃｏｌｄ　Ｓｐｒｉｎｇ　Ｈａｒｂｏｒ）、ニューヨーク、１９８２ 、に記載されている。 物質および一般的方法 制限エンドヌクレアーゼ、ＤＮＡポリメラーゼ、ＤＮＡリガーゼおよび他のＤＮ Ａ修飾酵素は、次の会社から購入した：ベセスダ・リサーチ・ラボラトリーズ（ Ｂｅｔｈｅｓｄａ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ　Ｌａｂｏｒａｔｏｉｅｓ）、マリイラン ド州２０８７７ガイサーバーグ：ニュー・イングランド・バイオラプス（Ｎｅｗ 　Ｅｎｇｌａｎｄ　Ｂｉｏｌａｂｓ）、マサチュセッツ州０１９１５ベバリー； およびベーリンガー・マンノ−イム・バイオケミカルス（Ｂｏｅｈｒｉｎｇｅｒ 　Ｍａｎｎｈｅｔｍ　ＢｉｏｃｈｅｍｉｃａｌｓＬインジアナ州４６２５０撞辿 ストレプトミセス属（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ）培養物の成長培地は、ＹＥＭ Ｅブロス、胞子形成ブロス、トリブチカーゼダイズブロスおよび最小培地である 。 ＹＥＭＥブロスは、１リツトルの水の中に溶解した３４０ｇのスクロース、３． ０ｇの酵母エキス（Ｄｉｆｃｏ）、５．０ｇのペプトン（ＤｉｆｃｏＬ　３．０ ｇの麦芽エキスブロス（Ｏｘｏｉｄ）および１０ｇのグルコースから成る。 胞子形成ブロスは、１リツトルの水の中に溶解した１、０ｇの酵母エキス（Ｄｉ 　ｆ　ｃｏ）　、１．０ｇのビーフェキス（Ｄｉ　ｆ　ｃｏ）　、２．　０ｇの トリプトース（Ｄｉ　ｆｃｏ）　、１０ｇのグルコースおよびほぼ１ｍｇのＦｅ ＳＯ４から成る。 トリブチカーゼダイズブロスは、１７．０ｇのカゼインの膵臓消化物、ダイズ粉 末の３．０ｇのパパイン消化物、５．０ｇのＮａＣ］、５．０ｇのに、ＨＰＯ４ 、および２．５ｇのグルコース／リットルの水から成る。 最小培地は、０．５ｇのに２ＨＰＯ，，０，６ｇのし一アスパラギン、０．３ｇ のＫＯＨ，０，４ｇのＭ　ｇ　Ｓ　Ｏａ　・７　Ｈ２０，０，１ｇのＦｅＳＯ４ ・７Ｈ２ｏ１３．０７ｇのグリセロール／リットルのＨ２Ｏから成る。固体培地 を作るために、１５ｇの寒天を培地の１す・シトル当たりに添加する。 ストレプトミセス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ）属の培養ストレプトミセス（Ｓ ｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ）属の培養は、胞子形成、ＹＥＭＥまたはトリブチカー ゼダイズブロスの中で３０℃において震盪しながら１５０〜３００ｒｐｍで軌道 震盪機により成長させる。 バクテリア細胞の収穫 バクテリア細胞は、それらを６．０００〜１２，０００Ｘｇおよび４℃において １０〜２０分間遠心することによって収穫する。細胞を０゜１モルのＰＩＰＥＳ 緩衝液ｐＨ７，０または０．　１モルのＭＯＰＳｐＨ７，２の中で洗浄し、そし てそれらを再び６．０００〜１２．ＯＯＯＸｇおよび４℃において１０〜２０分 間遠心することによって集める。 収穫した細胞を１〜３セル体積の０．１モルのＰＩＰＥＳ緩衝液ｐＨ６，８〜７ ．０の中に再懸濁し、そしてフレンチ（Ｆｒｅｎｃｈ）圧力セル（２０，０ＯＯ ｐｓｉ）によりそれらを崩壊することによって、ストレプトミセス（Ｓｔｒｅｐ ｔｏｍｙｃｅｓ）属からの細胞抽出物を得る。マイクロフープ中で１０．０００ 〜１２．ＯＯＯＸｇおよび４℃において１０〜２０分間遠心することによって、 細胞の破片を除去する。 （各抽出物のタンパク質濃度は、ブラッドフォード（Ｂｒａｄｆｏｒｃｆ）［ア ナリティカル・バイオケミストリー（Ａｎａｌ、Ｂｉｏｃｈｅｍ、）７２　：　 ２４７−２５４　（１９７６）　コ　。 ウェスタン・プロット分析 タンパク質のウェスタン・プロット分析は、タンパク質をＳＤＳポリアクリルア ミドゲルの電気泳動しラエムリ（Ｌａｅｍｍｌ　ｉ）　、ネイチャー（Ｎａｔｕ ｒｅ）２２７二６８０．１９７０、ここに引用によって加える］によりタンパク 質を分離し、次いで、トウビン（Ｔｏｗｂ　ｉｎ）ら、プロシーディンゲス・オ ブ・ナショナル・アカデミ−・オブ・サイエンシズ（Ｐｒｏｃ、Ｎａｔ　１．Ａ ｃａｄ、Ｓｃ　ｉ、）ＵＳＡ、７６　：４３５０−４３５４　（１９７９）およ びバイオ−ラド（Ｂｉｏ−Ｒａｄ）の社報８８５　８５−０３３５［バイオ・ラ ド・ラボラトリーズ（Ｂｉｏ−Ｒａｄ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）、カリフォ ルニア州９４８０４リッチモンドコ、各々をここに引用によって加える、に記載 されているように、タンパク質をニトロセルロースのフィルターの移しそして題 のタンパク質をそのタンパク質に対して特異的な抗体で検出することによって実 施する。チトクロムＰ４５０ＳＵ１に対する抗血清は、オ゛キーフェ（０’　Ｋ ｅ　ｅ　ｆ　ｅ）ら、植物化学における最近の進歩（Ｒｅｃｅｎｔ　Ａｄｖａｎ ｃｅｓ　ｉｎ　Ｐｈｙｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）２１：１５１−１７３　（１９ ８７）　、ここに引用によって加える、に記載されているものであった。チトク ロムＰ４５０ＳＵ２に対する抗血清はチトクロムＰ４５０ＳＵ１についてのよう に調製したが、ただしチトクロある、ストレプトミセス・グリセオルス（Ｓ、ｇ ｒｉｓｅｏｌｕｓ）ＰＨ２０４２から分離した。 除草剤化合物のＨＰＬＣ分析 除草剤およびそれらの代謝物は、ロウムサ−（Ｒｏｍｅ　ｓ　ｓ　ｅ　ｒ）ら、 ＢＢＲＣ１４０：６５０−６５９　（１９８６）、ここに引用によって加える、 に記載されているようにＨＰＬＣにより測定し、ただし０．　１％のＨ３ＰＯ４ を両者の溶媒の中に使用する。除草剤およびそれらの生ずる代謝物のクロマトグ ラフィーの同定および定量は、それらを真性標準化合物とクロマトグラフィー的 に比較することによって決定する。生ずる代謝物の同定は、また、紫外線分光学 により確証される。 Ｐ４５０ＳＵｌをもたないストレプトミセス・グリセオルス（Ｓ、ｇｒｉｓｅｏ ｌｕｓ）突然変異の分離 チトクロムＰ４５０ＳＵｌを作らないが、チトクロムＰ４５０ＳＵ２を事実作る ストレプトミセス・グリセオルス（旦。ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ）の突然変異は、ス トレプトミセス・グリセオルス（Ｓ、ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ）ＡＴＣＣ１１７９６ の胞子を２ｍｇ／ｍｌのニトロソグアニジンで室温において処理することによっ て分離した。突然変異誘発した胞子を希釈し、そして富んだ培地上にブレンディ ングし、そして成熟コロニーが形成してしまうまで、３０℃においてインキュベ ーションした。次いで、これらのプレートからの単一のコロニーを最小培地上に 寄せ集めた。コロニーを数日間インキュベーションし、次いで、２０ｍｇ／ｍｌ の蛍光性スルホニル尿素１００１６を含有する柔らかい寒天のオーバーレイを植 物の上に注ぎ、次いでさらに３０℃においてインキュベーションした。次いで、 プレートを短い波長の紫外線の下で見た。スルホニル尿素を代謝した大部分のコ ロニーの回りに、大きい非蛍光性のゾーンが観察された。１００１６を代謝する 能力が減少した（すなわち、より小さい蛍光性ゾーンが観察された）コロニーは 、潜在的な突然変異であると考えた。ある数のこのようなコロニーを分離し、そ してチトクロムＰ４５０ＳＵ２を作るが、チトクロムＰ４５０ＳＵ１を作らない ことが発見された。これらの突然変異、ストレプトミセス・グリセオルス（旦。 ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ）ＰＨ２００１、ＰＨ２００３およびＰＨ２０４２を下に記 載する実施例において使用した。これらの突然変異は同様な性質を有する。 アミノ酸配列 チトクロムＰ４５０ＳＵ１およびＰ４５０ＳＵ２を、オ′キーフェ（Ｏ’Ｋｅｅ ｆｅ）　ら、ＡｒｃｈｏＭｉｃｒｏｂｉｏｌ、１４９：４０６−４１２　（１９ ８８）　、ここに引用によって加える、に記載されている方法を使用して精製し た。精製した自然チトクロムＰ４５０ＳＵ１およびＰ４５０ＳＵ２をヨード酢酸 と反応させて、各タンパク質のカルボキシメチル誘導体を生成し、引き続いて各 誘導体を当業者によく知られている方法に従いアミノ酸分析および自動化エドマ ン（Ｅｄｍａｎ）減成アミノ酸配列決定した［タンパク質のマイクロ特性決定の 方法（Ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　Ｐｒｏｔｅｉｎ　Ｍｉｃｒｏｃｈａｒａｃｔｅｒ ｉｚａｔ　１ｏｎ）（１９８６）　、ヒュマナ・プレス・インコーホレーテッド （Ｈｕｍａｎａ　Ｐｒｅｓｓ、Ｉｎｃ、）、ニュージャーシイ州りリフトン、Ｊ 、Ｅ、シベリイ（Ｓｈ　ｉ　ｖｅ　１　ｙ）　ｌ１Ａ１ここに引用によって加え る］。 ２つの鉄硫黄タンパク質、Ｆｅ５−ＡおよびＦｅ５−Ｂ、は、チトクロムＰ４５ ０ＳＵ１またはＰ４５０ＳＵ２およびホウレンソウのフェロトキシン：ＮＡＤＰ オキシドリダクターゼ（商業的に入手可能）の存在下にチトクロムＰ４５０酵素 活性の再構成において使用することができ、チトクロムＰ４５０ＳＵ１およびＰ ４５０ＳＵ２の精製に使用したスルホニル尿素誘導ストレプトミセス・グリセオ ルス（Ｓ、ｇｒｉｓｅｏｌＵＳ）細胞の同一抽出物から精製した。鉄硫黄タンパ ク質をＰ２Ｓ５の精製に使用したアニオン交換カラムからの単一のピークとして 集め［オ′　キーフｘ　（０’　Ｋｅｅｆｅ）ら、Ａｒｃｈ、Ｍｉｃｒｏｂｉｏ ｌ、１４９　：　４０６−４１２　（１９８８）　、ここに引用によって加える ］、そして４６０ｎｍおよび４２０ｎｍの両者においてほぼ等しい吸収を有する それらのスペクトルの性質により検出した。このようにして分離した鉄−硫黄タ ンパク質を引き続いて限外濾過により濃縮した。酸不安定な鉄および硫黄のイオ ンの決定は、タンパク質が鉄−硫黄タンパク質であることを確証した。鉄硫黄タ ンパク質のカルボキシメチル化および逆相クロマトグラフィーは、鉄硫黄タンパ ク質の調製物をＦｅ５−ＡおよびＦｅ５−Ｂと表示する２つの別々のアポタンパ ク質に分割し、Ｆｅ５−ＡおよびＦｅ５−Ｂは当業者によく知られている方法に 従いアミノ酸分析および自動化エドマン（Ｅｄｍａｎ）減成アミノ酸配列決定し た［タンパク質のマイクロ特性決定の方法（Ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　Ｐｒｏｔｅ ｉｎ　Ｍｉｃｒｏｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ）（１９８６）、ヒュマナ ・プレス・インコーホレーテッド（Ｈｕｍａｎａ　Ｐｒｅｓｓ。 Ｉｎｃ、）、ニュージャーシイ州りリフトン、Ｊ、Ｅ、シベリイ（Ｓｈｉｖｅｌ ｙ）編、ここに引用によって加えるコ。Ｐ４５０ＳＵ１、Ｐ４５０ＳＵ２、Ｆｅ ５−ＡおよびＦｅ５−Ｂのアミノ末端のアミノ酸配列およびアミノ酸組成を下に 示す。 Ｐ４５０ＳＵｌのアミノ末端のアミノ酸配列Ｎ１１２−τｈｒ−人ｇｐ−τｈｒ −人１トτｈ

【−丁ｈｒ−ｆ’ｒｏ−Ｇｉｎ−τｈｒ−τｈｒ−Ａｓｐ−Ａｌａ −Ｐｒｏ−Ｇｌｙ−Ｔｙｒ−１ｋｌａ−Ｇｉｎ　（アミノ酸１７はセリノである ことができる）Ｐ４５０ＳＵ２のアミノ末端のアミノ酸配列ＮＯ２−τｈｒ−Ｔ ｈｒ−＾１ａ−Ｇｌｕ−Ｘ−τｈｒ−人１ａ−ＰｒｏＪ’ｒｏ−人霧Ｐ−＾１ａ −１ａｕ−τｂｒ−Ｐｒｏ−＾ｇｐ−Ｖａｌ−ＴｈｒＪｌｕＦｅＳ−Ａのアミノ 末端のアミノ酸配列’　１Ｏ ＮＨ２−Ｍ＠　ｔ−ｋｒｑ−Ｘ　ｌ＠　Ｊｌｌ　５−Ｖａｌ　−Ａｓｐ−Ｇｉｎ −Ａｇ　ｐ−Ｌｙｓ　−Ｃｙｇ−ＣｙトＧ１　ｙ−Ａｌ　ａ| Ｇｌｕ−Ｇｌｕ−Ａｇｐ−Ｇ１ｙＪユｅ−Ｖａｌ−Ｖａｌ−Ｌ、ｅｕ−Ｌｅｕ− Ａｇｐ−Ｔｈｒ−＾１ａ−Ｐｒｏ−Ｐｒｏ−ＦｅＳ−Ｂのアミノ末端のアミノ酸 配列Ａｌａ−＾ｔｐ− チトクロムＰ４５０ＳＵ’ｌ、Ｐ４５０ＳＵ２、Ｆｅ５−ＡおよびＦｅ５−Ｂの アミノ酸組成 各アミノ酸のモル％ Ｃｙｓ　□、フ　１．３　４．７　３．４Ａ！＋！　９．５　９．０　１２．５ 　１３．２τｈｒ　６．７　７．３　６．０　ｊ、８Ｓｓｒ　４．３　３．３　 １．６　２．９Ｇ１３Ｃ１１，４９，２８，２７，９ Ｐｒｏ　６．フ　６．９　６．５　４．３Ｇｌｙ　、７．８　’　７．１　４． ９９．０ＡＩ龜　１１．４　１２．３　１８．９　１４．７Ｖａｌ　フ、８　６ ．９　１０．８　１２４Ｍｅｔ　１．７　１．９　１．２　１．２１１ｅ　３． １　３．３　５．７　１．１Ｌｅｕ　１１４　１１Ｊ　６．７　６．２Ｔｙｒ　 １．９　０．９　０　０ Ｐｈｅ　３．１　３．１　１．６　１．５Ｈ１ｓ　２．６　２．４　３．０　１ ．４Ｌｙｓ　、　１．４　１．２　１．７　０．３Ｔｒｙ　０　、５　０　、５ 　０　０ Ａｒｇ　Ｌｌ　１１．６　６．１　１０．９ストレプトミセス・グリセオルス（ Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ　ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ）ＡＴＣＣ１１７９６からのチ トクロムＰ４５０ＳＵ１、チトクロムＰ４５０ＳＵ２、Ｆｅ５−ＡおよびＦｅ５ −Ｂのための遺伝子のクローニング チトクロムＰ４５０ＳＵｌのための遺伝子をエンコードするＤＮＡをストレプト ミセス・グリセオルス（Ｓ、ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ）ＤＮＡからクローニングした 。ＤＮＡの適切な配列を含有するバクテリオファーンは、まずＳＵＩタンパク質 を発現する形質転換されたＥ、ｃｏｌｉのクローンを同定することによって得た 。これはオ゛キーフェ（０’　Ｋｅｅｆｅ）ら、植物化学における最近進歩（Ｒ ｅｃｎｔ　Ａｄｖａｎｃｅｓ　ｉｎ　Ｐｈｙｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）２１：１ ５１−１７３　（１９８７）に記載されているようにチトクロムＰ４５０ＳＵ１ に対して特異的な抗体を使用して、当業者によく知られている方法により実施し た［ヤング（Ｙｏｕｎｇ）ら、プロシーディンゲス・オブ・ナショナル・アカデ ミ−・オブ・サイエンシズ（Ｐｒｏｃ、Ｎａｔ　１．Ａｃａｄ、Ｓｃ　ｉ、）Ｕ ＳＡ、８０・１１９４−１１９８　（１９８３）およびヤング（Ｙｏｕｎｇ）ら 、サイエンス（Ｓｃ　１ｅｎｃｅ）２２２　：　７７８−７８２　（１９８３Ｌ それらの各々をここに引用によって加える］。制限エンドヌクレアーゼ地図［マ ニアチス（Ｍａｎ　ｉ　ａ　ｔ　ｉ　ｓ）ら、分子クローニング：実験室のマニ ュアル（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ａ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　Ｍ ａｎｕａｌ）、コールド・スプリングＨハーバ−・プレス（Ｃｏｌｄ　Ｓｐｒｉ ｎｇ　Ｈａｒｂｏｒ　Ｐｒｅｓｓ）、：ｊ−ルド・スプリング・ハーバ−（Ｃｏ ｌｄ　ＳｐｒｉｎｇＨａｒｂｏｒ）、ニューヨーク〕を分離したストレプトミセ ス・グリセオルス（旦、ｇｒｊｓｅｏｌｕｓ）ＤＮＡから作り、そしてそれらは ２．４ｋｂのＢａｒｎＨＩ制限エンドヌクレアーゼ断片は完全なチトクロムＰ４ ５０ＳＵｌの解読配列を含有するであろうことを示す。この２゜４ｋｂの制限エ ンドヌクレアーゼ断片をストレプトミセス・グリセオルス（Ｓ、ｇｒｉｓｅｏｌ ｕｓ）ＤＮＡからプラスミドｐｓＵ１８の中に、当業者によく知られている方法 に従いクローニングして［マニアチス（ＭａｎｉａｔｉＳ）ら、分子クローニン グ　実験室のマニュアル（Ｍｏ１ｅｃｕｌａｒ　Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ａ　Ｌａｂｏ ｒａｔｏｒｙ　Ｍａｎｕａｌ）、コールド・スプリング・ハーバ−・プレス（Ｃ ｏｌｄ　Ｓｐｒｉｎｇ　Ｈａｒｂｏｒ　Ｐｒｅｓｓ）、：＋−ルドースプリング Ｈハーバー（Ｃｏｌｄ　Ｓｐｒｉｎｇ　Ｈａｒｂｏｒ）、ニューヨーク；フリシ ャラフ（Ｆｒｉｓｃｈａｕｆ）ら、ジャーナル・オブ・モレキュラー・バイオロ ジー（Ｊ、Ｍｏ１．Ｂｉｏｌ、）１７０：８２７−８４２（１９８３）、それら の各々をここに引用によって加える］プラスミドｐＵｃ１８−５ＵＩ−ＢａｍＨ Ｉを作った。下に示す引き続＜ＤＮＡ配列の分析は、Ｆｅ５−Ｂタンパク質のた めの解読配列が、また、この２゜４ｋｂのＢａｍＨＩ断片上にエンコードされ、 ＳＵＩのための配列がらちょうど下流に存在する。プラスミドｐＵｃ１８−３Ｕ Ｉ−ＢａｍＨＩはアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション（ｔｈｅ　Ａ ｍｅｒｉｃａｎ　Ｔｙｐｅ　Ｃｕ１ｔｕｒｅ　Ｃｏ１１ｅｃｔｉｏｎ）に受託さ れ、モしてＡＴＣＣ受は入れ番号６７７８０を有する。ｐＵＣ１８−８ＵＩ−Ｂ ａｍＨｒの制限エンドヌクレアーゼ地図を第１図に示す。 チトクロムＰ４５０ＳＵ１およびＦｅ５−Ｂをエンコードする２、４ｋｂのＢａ ｍＨＩ断片に交差ハイブリダイゼーションしそしてチトクロムＰ４５０ＳＵ２お よびＦｅ５−Ａをエンコードする、２．ＯｋｂのＢａｍＨＩ制限エンドヌクレア ーゼＤＮＡ断片を、ストレプトミセス・グ業者によく知られている方法によりク ローニングした［マニアチス（Ｍａｎｉａｔｉｓ）ら、分子クローニング：実験 室のマニュアル（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｃｌｏｎｉｎｇ＋Ａ　Ｌａｂｏｒａｔｏ ｒｙ　Ｍａｎｕａｌ）、コールド・スプリング・ハーバ−・プレス（Ｃｏｌｄ　 Ｓｐｒｉｎｇ　Ｈａｒｂｏｒ　Ｐｒｅｓｓ）、コールド°スプリングーハーバ− （Ｃｏｌｄ　Ｓｐｒｉｎｇ　Ｈａｒｂｏｒ）、ニューヨーク］。２゜ＯｋｂのＢ ａｍＨＩ断片は、ＤＮＡのＤＮＡ配列の分析により決定して、チトクロムＰ４５ ０ＳＵ２およびＦｅ５−Ａの両者をエンコードすることが示された。２．Ｏｋｂ のＢａｍＨＩのＤＮＡ断片をＥ、ｃｏｌｉの中でプラスミドｐＵｃ１９の中にサ ブクローニングし、そしてアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション（ｔ ｈｅ　ＡｍｅｒｉｃａｎＴｙｐｅ　Ｃｕ１ｔｕｒｅ　Ｃｏ１１ｅｃｔｉｏｎ）に 受託され、そしてＡＴＣＣ受は入れ番号６７７８１を有する。ｐＵＣ１９−ＳＯ ２−３の制限エンドヌクレアーゼ地図を第４図に示す。 チトクロムＰ４５０ＳＵｌおよびＦｅ５−Ｂタンパク質の遺伝子のＤＮＡ配列 さらに制限エンドヌクレアーゼ地図により、ｐＵｃ１８−ＳＵＩ−ＢａｍＨＩの 中の２．４ｋｂのＢａｍＨＩ断片から誘導されたＤＮＡの２゜０ｋｂのＳａｃｌ −ＢａｍＨＩ断片は、チトクロムＰ４５０ＳＵ１およびＦｅ５−Ｂタンパク質の ための完全なりＮＡ！読配列配列有することが決定された。２．Ｏｋｂの断片が チトクロムＰ４５０ＳＵｌおよびＦｅ５−Ｂタンパク質のための完全なりＮＡ解 読配列を含有するということは、その断片のＤＮＡ配列によりエンコードされる すべての可能なタンパク質を、上に示すように、Ｐ−４５０ＳＵ１の分子量、ア ミノ酸組成、およびＮ−末端のアミノ酸配列およびＦｅ５−ＢのＮ−末端のアミ ノ酸配列のアミノ酸組成を比較することによって決定した。２．　０ｋｂのＳａ ｃＩ−ＢａｍＨＩ断片のＤＮＡ配列は、当業者によく知られている方法［メソシ ング（Ｍｅｓｓｉｎｇ）、メソッズ・イン・エンジモロジー（Ｍｅｔｈｏｄｓ　 ｉｎ　Ｅｎｚｙｍｏｌｏｇｙ）ｌＱｌ：２０〜７８　（１９８３）　、ここに引 用によって加える］に従い９ａｍＨ１部位を通してＳａｃＩ部位の約１００ｂｐ 下流から決定し、そして下に示すように、チトクロムＰ４５０ＳＵｌおよびＦｅ ５−Ｂの解読配列をもち、これは示した塩基番号１２８で開始しそして塩基番号 １５７８で終わる。 チトクロムＰ４５０ＳＵｌおよびＦｅ５−Ｂのための解読配列を含有するＤＮＡ のＤＮＡ配列 ＣＣＣＣＧＣＣＡＣにＴＣＡＣＣＧＣＧＣＴＴＣＧＡＧＧＣＣＧＴＣＣＧＧＧＡ ＧＡにＣＣＣＧＣＡＧＧＣＧＴｒＣＡＴＣＧＧＣＣτｇ　Ｘ　ｌｅＬｙｓＧｌｙ ＭｅｔＡｒｇＰｒｏＧｌｕＶａｌＧｌｕＧｌｕＶａ　１Ｉ７ａｌ）Ｉｉ　５Ｇ１ ｙＰｈｅ　ＬｅｕＡｓｐＧｌｕＭ■mし １３９ｔ１　１４１０　１４３０ ＧｋＣＣ，ｋＣＣＧＧＣＧＣｋＣＣＧＣＧＣＧＣＧＡＧＧＣＣＧＧＣＣｋ１℃ｎ アｒｃｃａ’ｒｃｃａｃ’ｒｃｃｃｉＧＴｃｃａｃａ’ｒｃσ丁ＣＧＡＧＧＡＣ ＡＣ（ｉＧ入ＡτＡＧＧＯＴＣＡＡＧＧＡ（’入ＣＧＧ入＾ＣＡＧＧＣＧ＾ＧＣ ＧＧＧＧ＾丁テｃｃｅａｃｃσＴＣＧＣｋＧＣゴαゴケ閃ＣロチλＴＣＣＣＡＧ Ｉゴα７σ閃０−テロでＣＧ口ＩＣＧＣＣＣＣひムαにαにＣ献にＶａｌＧｌｕ ＡｓｐＴｈｒ（＋１ｕＥｎｄ１６３０　１６５０　１６］０ ＧＣＣＧＧＧＧＣＧＧτＣＴＣＣＧＧＣＣＧＡＣＧＧＧＣτａｃａｃｃｃａｃｃ ｃｃｃａａ’ｒｃｃｃｃｃｃｅｃａｃλＧＧＣＧλＣ０ｃｃａｃｃｅａ’ｒｃａ ｃａｃｃｃＧＧＣＡｃｃｃｃｃｃａｃｃａｃｃｃｔｒｃｘａｘ’ｘｃムＣＣＣ（ ？Ｘ’ＣＣＧＣＧＣＣＧＣＧＴ＾ＣＡＧＡＱＣＧＡＧＴＴＧＧＪｕＩＡＣＧＧＧ ＴＧＧＴＧＧＣＧ’ｍＧＧＣＧｏＣＧＣＧＧｒＴＧｋＧｃＴＧｃＴｃＣＡＡＣＴ ＧＧＣＧＧ”ｒｃｒｃａｃｒｃＡＡｃｃτ丁ＴＧＣＣＣＡＣＣＡＣＣＧＣＡＧＣ ＣＧＣＣＧＣＧＣＣＡＡＣＴｅＧＡＣＧ入ＧＧＴＴＧＡＣＣＧＣＣＧＡＧＡＧＧ ＧＴＧＣＧＴＣにＡｍＡＴＧＣＣＯＡＧＣＡσＴＴＣＧＧＣ（：ＡＴＧＧＴＣＴ Ｃσｚｃａｒａ＾ｃａｃｃａｃｒｃｍｃＱ−０コ℃ｍｃ−ζｍＧＴｃＡＡＧｃｃ 改コＡＣＣＡＧＡ（にＡＧＧＣ＆ＣＴＧＣ３にω４チトクロムＰ４５０ＳＵ２お よびＦｅ５−Ａタンパク質の遺伝子のＤＮチトクロムＰ４５０ＳＵ２および鉄硫 黄タンパク質Ｆｅ５−Ａの遺伝子を含有するｐＵｃ１９−ＳＵ２−８で形質転換 したストレプトミセス・グリセオルス（Ｓ、ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ）分離分離した ２、ＯｋｂのＢａｍＨＩ断片のＤＮＡ配列を、当業者によく知られておりそして メツシング（Ｍｅｓｓｉｎｇ）、メソッズ・イン・エンジモロジ−（Ｍｅｔｈｏ ｄｓ　ｉｎ　Ｅｎｚｙｍｏｌｏｇｙ）１０１：２Ｏ−７８（１９８３）に記載さ れている方法により決定した。２．ＯｋｂのＢａｍＨＩのＤＮＡ断片がチトクロ ムＰ４５０ＳＵ２およびＦｅ５−Ａをエンコードするということは、ＤＮＡ配列 によりエンコードされるすべての可能なタンパク質を、Ｐ４５０ＳＵ２の既知の 大きさ、アミノ酸組成、およびアミノ末端のアミノ酸配列およびＦｅ５−Ａの既 知のアミノ酸組成およびアミノ末端のアミノ酸配列と比較することによって決定 した。この断片のＤＮＡ配列は次のように示され、そして塩基番号１９５で開始 しそして塩基番号１６４６で終わる、チトクロムＰ４５０．ＳＵ２およびＦｅ５ −Ａのための解読配列の位置を示す。 チトクロムＰ４５０ＳＵ２およびＦｅ５−Ａのための解読配列を含有する２、０ ｋｂのＢａｍＨＩ　ＤＮＡ断片のＤＮＡ配列ＧＣＡＣＣＧＡＡＣＣＧστＣｋＣ ＣＣＧＧＧＣＣｋＣＣＣＴＣＴＧＧＧｋＣＧＧＣ丁ＣＣτＣＣ’ｒＧＣ％＋ＧＣ ＴＧＧτＧ入ＣＧＣＧＣＣ入丁Ｃ入ａａ＆ｃａＴＣｃａｃａｃａａτＣＣＴＣＧ ＧＣＧＡＣＣＣＧＣＧＣＴｒＣＡＧＣＧＣＣＧＡＣＧＣＣＣＡｅ（：ＧＣ入ＣＣ 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ＣＧＧＡＧＣＣＴＧＣＴＧＣＴｒＧＧＧＣＣＧＴＧＣＣＧＣＡＣＣＡＣＣＩ：Ａ στＣＣＡＧＣＧＴＣＴＧＣＣＣＣＧＧＴｒＣＧＧＣＣＧＣＣｋＣＧＣＧＣＡＧ ＣＧＴＣＣＣＧＴＡＧＧＴＣＡＧＧＧＴＣＡＧＣＧＧＧＣＧＧＴＣＧＣＡＧＡＣ ＧＧＧＧＣＣＡＡＧＣＣＧＧＣＧＧＴＧＣＧＣＧＴＣＧＣＡＧＧＧＣＡＴＣＣＡ ＧτＣＣＣＡＧＴＣＧＣＣＣＧ１８フ０　１８９０． ＣＣＡＣＣＡＣＣＧＧＯ’ｒＧＧＴＣＣ＾ＧＣＴＧσＩＴｃＧＴＣＣＣＧυ講Ｃ ＣロゴＧ’ＴＣＣＴｒＧλＴＧ’ｒＣ（ＴＧＣＣＧＧＧ他の有機体を形質転換し てＰ４５０ＳＵ１単独およびＰ４５０ＳＵ１およびＦｅＳ−Ｂを一緒に発現する ために使用するブラスミドは、次のようにして作るすることができる。２つの遺 伝子（すなわち、ＤＮＡ配いは形質転換すべき有機体の中の外因性解読配列の構 成的発現を可能とするプラスミドの１または２以上のプロモーターおよび翻訳シ グナルにより推進することができる。ここにおける実施例により例示する他の有 て、ストレブトミセス・グリセオルス（Ｓ．ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ）におけるそれ らの調節した発現と反対に、これらのプロモーターからの遺伝子の非調節発現は 、多分、ストレブトミセス・グリセオルス（Ｓ．　ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ）の中の チトクロムＰ４５０ＳＵ１およびＦｅＳ−Ｂの発現を通常調節する他の有機体の 中に調節因子（遺伝子）が存在しないためである。 ｐｃＡＯ４００ チトクロムＰ４５０ＳＵ１およびＦｅＳ−Ｂの両者の遺伝子を含有するｐＵｃ１ ８−ＳＵＩ−ＢａｍＨＩからの２．４ｋｂのＢａｍＨＩ断片を、ｐｃＡＯ１７０ 　［オウ？　（Ｏｍｅｒ）ら、ジャーｆｋ−オブ・ハクテリオロジ−（Ｊ，Ｂａ ｃｔｒｉｏｌｏｇｙ）１７０：２１７４−２１８４　（１９８８）］の独特Ｂａ ｍＨ１部位の中に、マニアチス（Ｍａｎｉａｔｉｓ）ら、分子クローニング：実 験室のマニュアル（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ａ　Ｌａｂｏｒａｔ ｏｒｙ　Ｍａｎｕａ１）、コールド・スプリング・ハーバー・プレス（Ｃｏｌｄ 　Ｓｐｒｉｎｇ　Ｈａｒｂｏｒ　Ｐｒｅｓｓ）、：＋−ルド電スプリング９ハー バー（Ｃｏｌｄ　Ｓｐｒｉｎｇ　Ｈａｒｂｏｒ）、ニューヨーク、ｐｐ．３９０ −４００に記載されている方法を使用して挿入することによって、このブラスミ ドを作った。Ｅ．ｃｏｌｉ　ＣＥ１７０の中のブラスミドｐｃＡＯ１７０は、ア メリカン・タイプ・カルチャー・コレクション（ｔｈｅ　Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｔ ｙｐｅ　Ｃｕｌｔｕｒｅ　Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）に受託され、そしてＡＴＣＣ 受け入れ番号６８０８５を有する。 生ずるプラスミドをｐｃＡＯ４００と呼ぶ。 チトクロムＰ４５０ＳＵ１およびＦｅ５−Ｂの両者の遺伝子を含有するｐＵｃ１ ８−８ＵＩ−ＢａｍＨＩからの２．０ｋｂのＢａｍＨＩ−８ａｃｌ断片を、Ｂａ ｍＨＩおよびＳａｃ　Ｉ制限エンドヌクレアーゼで消化したｐｃＡＯ１７０の中 に、マニアチス（Ｍａｎｉａｔｉｓ）ら、分子クローニング：実験室のマニュア ル（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ａ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　Ｍａｎ ｕａり、：＋−ルドースブリングーハーバー・プレス（Ｃｏｌｄ　Ｓｐｒｉｎｇ 　ＨａｒｂｏｒＰｒｅｓｓ）、コールド・スプリング＋ハーバ−（Ｃｏｌｄ　Ｓ ｐｒｉｎｇ　Ｈａｒｂｏｒ）、ニューヨーク、に記載されている方法を使用して 挿入することによって、このプラスミドを作った。生ずるプラスミドをｐｃＡＯ ４０１と呼ぶ。 ｐｃＡＯ２００ｓＵ１−ＦｅＳ−Ｂａ９ｐｃＡｏｘ’７ｏ　Ｅオウ７　（Ｏｍｅ ｒ）ら、ジャーナル・オブ・バクテリオロジ−（Ｊ、Ｂａｃｔｒｉｏｌｏｇｙ） １７０：２１７４−２１８４　（１９８８）］から作ることができるｐｃＡＯ２ ００を２．５ｋｂのＢａｒｎＨＩ断片の受容体としてｐｃＡＯ１７０の代わりに 使用した以外、このプラスミドは上のｐｃＡＯ４００の方法と同様な方法で作っ た。 ｐｃＡＯ２００ｓＵ１＃１２ このプラスミドは、２．４ｋｂのＢａｍＨＩ　ＤＮＡ断片からの完全なＦｅ５− Ｂタンパク質の解読配列を欠失することによって作った。欠失は記載するように 作った［ヘニコッフ（Ｈｅｎ　ｉ　ｋｏ　ｆ　ｆ）　、遺伝子（Ｇｅｎｅ）、２ ８＋３５１−３５９　（１９８４）：スプリング（Ｍｅｓｓｉｎｇ）、メソッズ ・イン−、ｌＺンジモロジー（Ｍｅｔｈｏｄｓ　ｉｎ　Ｅｎｚｙｍｏ１ｏｇ３／ ）１０１：２Ｏ−７８（１９８３）］、生ずる１、８ｋｂのＤＮＡ断片は、ＳＵ Ｉの上流の配列、完全なチトクロムＰ４５０ＳＵ１解読配列、およびＳＵＩの６ ｂｐの下流をなお含有する。 それをｐＵｃｌｌｇ−８Ｕ−１，８と表示する。ＢａｍＨＩ部位を含有するリン カ−をＰ４５０ＳＵ１の解読領域の下流のＨｉｎｄＩ　Ｉ　Ｉ部位に挿入し、そ して生ずる断片をｐｓＵｌｌｇの中に挿入してｐｓＵｌｌｇ−３ＵＩ−１，８（ Ｂ）を作った。１．８ｋｂのＢａｍＨＩ　ＤＮＡ断片をｐｓＵｌｌｇ−８ＵＩ− １，８（Ｂ）から分離し、そして当業者によく知られている方法によりｐＣＡ○ ２００ｎｏＢａｍＨ１部位の中に挿入した［マニアチス（Ｍａｎ　ｉ　ａ　ｔ　 ｉ　ｓ）ら、分子クローニング：実験室の７　ニュアル（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　 Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ａ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　Ｍａｎｕａｌ）、コールド−スプ リング＋ハーバ−・プレス（Ｃｏｌｄ　Ｓｐｒｉｎｇ　Ｈａｒｂｏｒ　Ｐｒｅｓ ｓ）、コールド−スプリングａハーバ−（Ｃｏｌｄ　Ｓｐｒｉｎｇ　Ｈａｒｂｏ ｒ）、ニューヨーク、ｐｐ、３９０−４００１の中に挿入してプラスミドｐＣＡ Ｏ２００ＳＵ１＃１２を作った。 他の有機体の中のチトクロムＰ４５０ＳＵ２の構成的発現のためのプラスミド チトクロムＰ４５０ＳＵ２およびＦｅ５−Ａのための遺伝子をストレプトミセス ・リビダンス（Ｓ、１ｉｖｉｄａｎｓ）の中に導入するためのプラスミドは、次 のようにして構成することができる。チトクロムＰ４５０ＳＵ２およびＦｅ５− Ａのための遺伝子を含有するｐＵＣ１９−８Ｕ２−８からの２．ＯｋｂのＢａｍ ＨＩ断片は、この分野において知られている方法により、ｐｃＡＯ２００のＢａ ｍＨ１部位の中にクローニングしてｐｃＡＯ２００ｓＵ２−ＦｅＳ−ＡｌＩ３を 作ることができる［マニアチス（Ｍａｎｉａｔｉｓ）ら、分子クローニング・実 験室のマニュアル（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ａ　Ｌａｂｏｒａｔ ｏｒｙ　Ｍａｎｕａｌ）、コールド・スプリング・ノ＼−ノく−・プレス（Ｃｏ ｌｄ　Ｓｐｒｉｎｇ　Ｈａｒｂｏｒ　Ｐｒｅｓｓ）、）−ルド・スプリング＋ハ ーバ−（Ｃｏｌｄ　Ｓｐｒｉｎｇ　Ｈａｒｂｏｒ）、−ニーヨーク、ｐｐ、３９ ０−４００１゜この断片は、また、他のベクターの中にクローニングすることが できる。 ５つのプラスミド、ｐＣＡ○４００、ｐｃＡＯ４０１（第３Ａ図および第３Ｂ図 ）　、ｐｃＡＯ２００ｓＵ１−ＦｅＳ−Ｂａ９、ｐｃＡＯ２００ＳＵ１＃１２　 （第４Ａ図および第４Ｂ図）、およびｐＣＡＯ８Ｕ２−ＦｅＳ−Ａ（第８図）を 、ホップウッド（Ｈｏｐｗｏｏｄ）ら、ストレプトミセス属の遺伝子操作（Ｇｅ ｎｅｔｉｃ　Ｍａｎｉｐｕｌａｔｉ。 ｎ　ｏｆ　５ｔｒｅｐｔ、ｏｍ、ｙｃｅｓ）に記載されているように、ストレプ トミセス−リビダンス（Ｓ、１１ｖｉｄａｎｓ）Ｊ　１１３２６の中に導入した 。実験室のマニュアル（Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　Ｍａｎｕａｌ）、ジョン・イン ンス・ファンディジョン（Ｊｏｈｎ　ＩｎｎｅｓＦｏｕｎｄａｔ　１ｏｎ）　、 英国ノルウィッチ。ストレプトミセス・リビダンス（Ｓ、１　ｉｖ　１ｄａｎｓ ）Ｊ　Ｉ　１３２６は、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション（ｔｈ ｅ　Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｔｙｐｅ　Ｃｕ１ｔｕｒｅ　Ｃｏ］１ｅｃｔｉｏｎ）に 受託され、そしてＡＴＣＣ受は入れ番号５３９３９を有する。プラスミド上にエ ンコードされるチオストレプトン抵抗性について形質転換体を選択した。これら のプラスミドは、５ＬＰＩプラスミドに基づき、ストレプトミセス・リビダンス み込み、そして１〜２コピ一／染色体の中に存在する［オウマ−（Ｏｍｅｒ）ら 、ジャーナル・オブ・バクテリオロジ−（Ｊ、Ｂａｃｔｒｉ。 １ｏｇｙ）１７０：２１７４−２１８４　（１９８８）］。 ストレプトミセス・リビダンス（Ｓ、ｌ１ｖｉｄａｎｓ）は前述のプラスミド（ ｐｃＡＯ２００ｓＵ１−ＦｅＳ−Ｂａ９、ｐｃＡＯ２００ｓＵ２−ＦｅＳ−Ａｌ Ｉ３、ｐｃＡＯ４００およびｐｃＡＯ４０１を包含する）により３親接合するこ とができるが、これらの５ＬＰＩ誘導プラスミドの宿主範囲は制限される［キー ゼル（Ｋｉｅｓｅｌ）ら、１９８２、モレキュラー・アンド・ジェネラル・ジェ ネティックス（Ｍｏｌ。 Ｇｅｎ、Ｇｅｎｅｔ、）１８５：２２３−２３８コ。広い宿生範囲のプラスミド 、例えば、プラスミド５ＣＰ２またはｐＩＪｌｏｌから誘導されたプラスミドを 使用して、他のストレプトミセス属（Ｓｔｒｅｐｔ。 ｍｙｃｅｓ）種の中にこれらの遺伝子を導入しそして遺伝子を発現することがで きる［リゾイエイト（Ｌｙｄ　ｉ　ａ　ｔ　ｅ）ら、１９８５、遺伝子（Ｇｅｎ ｅ）３５　：　２２３−２３５、キーゼル（Ｋｉｅｓｅｌ）ら、１９８２、モレ キュラー・アンド・ジェネラル・ジェネティックス（Ｍ。 ］、Ｇｅｎ、Ｇｅｎｅｔ、）１８５：２２３−２３８、ワード（Ｗａｒｄ）ら、 １９８６、モレキュラー・アンド・ジェネラル・ジェネティックス（Ｍｏｌ、Ｇ ｅｎ、Ｇｅｎｅｔ、）２０３　：　４６８−４７８１　、Ｐ４５０ＳＵｌおよび Ｆｅ５−Ｂのための遺伝子を含有するｐＵＣ１８−８ＵＩ−ＢａｍＨＩからの２ ．４ｋｇのＢａｍＨＩ　ＤＮＡ断片を、当業者によく知られている方法により、 ｐｌＪ９２２のＢａｍＨ１部位の中にクローニングして［マニアチス（Ｍａｎ　 ｉ　ａ　ｔ　ｉ　ｓ）ら、１９８２、分子クローニングに対するガイド・実験室 のマニュアル（Ａ　Ｇｕｉｄｅ　Ｍｏ１ｅｃｕｌａｒ　Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ａ　Ｌ ａｂｏｒａｔｏｒｙＭａｎｕａ　ｌ）］　してｐＰＡＴ１０８を作ることができ る（第１６Ａ図）　。ｐＵｃ１９−３Ｕ２−８からの２．ＯｋｂのＢａｍＨＩ　 ＤＮＡ断片は、当業者によ（知られている方法により、ｐＩＪ４２５のＢｇｌＩ Ｉ部位の中にクローニングして［マニアチス（Ｍａｎ　ｉ　ａ　ｔ　ｉ　ｓ）ら 、１９８２、分子クローニングに対するガイド：実験室のマニュアル（ＡＧｕｉ ｄｅ　Ｍｏ１ｅｃｕｌａｒ　Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ａ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　Ｍａ ｎｕａｌ）］　Ｌ／てｐｃｓ３２５を作ることができる（第１６Ｂ図）。プラス ミドｐＰＡＴ１０８およびｐＣ８３２５を種々のストレプトミセス（Ｓｔｒｅｐ ｔｏｍｙｃｅｓ）眞の種の中に形質転換することができ、そして形質転換された 株が除草剤化合物を構成的に代謝できるようにするであろう。 植物の形質転換のためのＰ４５０ＳＵ１を使用するプラスミドの操作植物の中の 転写および翻訳のために、追加の配列をチトクロムＰ４５０ＳＵＩ解読配列から なるＤＮＡ断片の５゛末端および３°末端に付加しなくてはならない。これはＡ ）酵素Ｐ４５０ＳＵ１をエンコードする２、４ｋｂのＢａｍＨＩ断片のＤＮＡ断 片、酵素Ｐ４５０ＳＵ１をエンコードする２、ＯｋｂのＳａｃＩ−ＢａｍＨＩ断 片のＤＮＡ断片、酵素Ｐ４５０ＳＵｌをエンコードする１、８ｋｂのＢａｍＨＩ 断片のＤＮＡ断片、またはストレプトミセス・グリセオルス（Ｓ、ｇｒｉｓｅｏ ｌｕＳ）突然変異ＰＨ２００１から分離したＰ４５０ＳＵ２をエンコードするす る２、ＯｋｂのＢａｍＨＩ断片、Ｂ）前記断片に操作的可能に（Ｏｐｅｒａｂｌ ｙ）連鎖した、上流の植物プロモーターのＤＮＡ配列、Ｃ）前記に操作可能に連 鎖した、上流のリポソーム結合部位を包含する５゛−未翻訳配列、Ｄ）プラスミ ドから転写されたｍＲＮＡをその３′末端上でポリアデニル化可能とする、３゛ −未翻訳配列の前記断片に操作可能に連鎖した、下流のＤＮＡ配列からなる組み 換えプラスミドを生ずる。 これは次の文献に記載されている標準の遺伝子工学技術を使用して実施すること ができる：マニアチス（Ｍａｎ　ｉ　ａ　ｔ　ｉ　ｓ）ら、分子クローニング実 験室ノマニュアル（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ａ　Ｌａｂｏｒａｔ ｏｒｙ　Ｍａｎｕａｌ）、：ｌ−ルド・スプリング・ハーバ−曇ブレス（Ｃｏｌ ｄ　Ｓｐｒｉｎｇ　Ｈａｒｂｏｒ　Ｐｒｅｓｓ）、コールド・スプリングＨハー バ−（Ｃｏｌｄ　Ｓｐｒｉｎｇ　Ｈａｒｂｏｒ）、＝ニーヨーク、およびクンケ ル（Ｋｕｎｋｅ　Ｉ）　、Ｔ。 Ａ、ら、プロシーディンゲス・オブ・ナショナル・アカデミ−・オブ・サイエン シズ（Ｐｒｏｃ、Ｎａ　ｔ　１．Ａｃａｄ、Ｓｃ　ｉ、）ＵＳＡ％　８２　：　 ４８８−４９２　（１９８５）。 Ｐ４５０ＳＵ１遺伝子産生物をエンコードするＤＮＡ断片源は、２゜４ｋｂのＢ ａｍ、ＨＩ　ＤＮＡ断片またはｐＵｃ１８−３ＵＩ−ＢａｍＨＩからの２．Ｏｋ ｂのＢａｍＨＩ−３ａｃＩのＤＮＡ断片を包含する。 Ｐ４５０ＳＵ２遺伝子産生物をエンコードするＤＮＡ断片源は、ストレプトミセ ス・グリセオルス（Ｓ、、ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ）突然変異ＰＨ２００１から分離 したｐＵｃ１９−８Ｕ２−８の中の２．ＯｋｂのＢａｍＨＩ断片である。Ｐ４５ ０ＳＵｌ遺伝子産生物をエンコードする配列からなるＤＮＡ断片の好ましい源は 、ｐＵｃ１８−ＳＵＩ−ＢａｍＨＩからの２．４ｋｂのＢａｍＨＩ　ＤＮＡ断片 である。同様なチトクロムＰ４５０遺伝子のための別の源は、ｐＵｃ１９−５Ｕ ２−８の中の２．０ｋｂのＢａｍＨＩ断片上にを含有されるＰ４５０ＳＵ２遺伝 子であろう。 Ｐ４５０ＳＵ１解読配列への解読−−ターおよび５′−未翻訳配列の付加 リポソーム結合部位を包含する植物のプロモーターおよび５°　−未翻訳配列を 、チトクロムＰ４５０ＳＵ１をエンコードするＤＮＡの上流に付加して、植物の 中のＰ４５０ＳＵ１遺伝子の転写および翻訳を可能としな（ではならない。この 目的を満足するプロモーターおよび５°　−未翻訳配列の例は、次の通りである ：カリフラワーのモザイク病ウィルス（ＣａＭＶ）からの３５８プロモーター［ ハープスター（Ｈａｒｐｓｔｅｒ）ら、モレキュラー・アンド・ジェネラル・ジ エネテイツクス（Ｍｏ１．Ｇｅｎ、Ｇｅｎｅｔ、）２１２：１８２−１９０　（ １９８８）、ペチュニアからの光誘導および組織特異的５ＳＵ３０１遺伝子［デ イーン（Ｄｅａｎ）ら、モレキュラー・アンド・ジェネラル・ジエネテイツクス （Ｍｏ１．Ｇｅｎ、Ｇｅｎｅｔ、）２０６　：　４６５−４７４　（１９８７） ］、ペチュニアからの光誘導および組織特異的Ｃａｂ２２Ｌ遺伝子［ヅンスムイ ル（Ｄｕｎｓｍｕ　ｉ　ｒ）　、核酸の研究（ＮｕｃｌｅｉｃＡｃｉｄｓ　Ｒｅ ｓ、）１３：２５０３−２５１８　（１９８５）およびハーブスター（Ｈａｒｐ ｓｔｅｒ）ら、モレキュラー・アンド・ジェネラル・ジエネテイツクス（Ｍｏ１ ．Ｇｅｎ、Ｇｅｎｅｔ、）２１２：１８２−１９０　（１９８８）］　、および コムギからの化学的に誘導可能なアブシン酸調節したＥｍプロモーター［マルコ ツテ（Ｍａｒｃｏｔｔｅ）ら、植物細胞（Ｔｈｅ　Ｐｌａｎｔ　Ｃｅ１ｌ）１： ９６９−９７６（１９８９）］。植物遺伝子からの他のプロモーターおよび５′ −未翻訳配列を、また、使用することができる。 Ｐ４５０ＳＵ１解読配列への解読−未翻訳配列の付加配列をチトクロムＰ４５０ ＳＵ１をエンコードするＤＮＡの下流に付加して、ベクターから転写したｍＲＮ Ａをその３゛末端上でポリアデニル化ことができるようにしなくてはならない。 このようなりＮＡの好ましい源はペチュニアからの５ＳＵ３０１遺伝子からであ る［ディージ（Ｄｅａｎ）ら、モレキュラー・アンド・ジェネラル・ジェネティ ックス（Ｍｏ　１．　Ｇｅｎ、　Ｇｅｎｅ　ｔ、　）　２０６　：　４６５−４ ７４　（１９８７）］。これは、５ＳＵ３０１をＰ４５０ＳＵ１解読配列と一解 読一時転写するとき、ｍＲＮＡ転写をエンコードするＰ４５０ＳＵ１上にポリＡ 付加を提供する。他の植物遺伝子をこれらの３′−未翻訳配列源として使用する ことができる。 植物のプロモーター、植物の５′−未翻訳配列、Ｐ４５０ＳＵ１解読配列、お解 読−物の３゛−未翻訳配列から成るプラスミドは、植物細胞の細胞質の中でチト クロムＰ４５０ＳＵ１を発現するであろう。細胞質の代わりに葉緑体の中でＰ４ ５０ＳＵ１を局在化すると、除草剤のよりすぐれた代謝を得ることができる。な ぜなら、電子と細胞質の中に存在しないことがあるＰ４５０ＳＵ１へ電子を供給 することができる鉄硫黄タンパク質た存在するからである。植物の葉緑体の中で チトクロムＰ４５０ＳＵ１タンパク質を発現するために、構成は、前述の成分に 加えて、チトクロムＰ４５０ＳＵ１配列に融合してそのタンパク質を葉緑体の中 に向けるトランシットペプチドをエンコードする配列を必要とする。このような 配列は通常植物の葉緑体の中に移入されるタンパク質をエンコ−ドする核遺伝子 の、トランシットペプチド配列の解読領域、またはトランシットペプチド配列の 解読領域＋成熟ポリペプチドの解読領域を使用して操作することができる。これ らの融合のための配列のすぐれた源はりブロースビスホスフェートカルボキシラ ーゼ（ＳＳＵ）［ディージ（Ｄｅａｎ）ら、モレキュラー・アンド・ジェネラル ・ジェネテイックス（Ｍｏ　１．　Ｇｅｎ、　Ｇｅｎｅ　ｔ、　）　２０６　： 　４６５−４７４　（１９８７）コおよびクロロフィルａ　／　ｂ結合性タンパ ク質［ヅンスムイル（ＤｕｎｓｍｕｉｒＬ核酸の研究（Ｎｕｃｌｅｉｃ　Ａｃ１ ｄｓ　Ｒｅｓ。 ）１３　：　２５０３−２５１８　（１９８５）コ両者ともペチュニアから、ζ ある。他の源は同様であり、葉緑体の中に輸送されるタンパク質をエンコードす る他の植物からの核エンコーデッド遺伝子であろう。葉緑体の中に輸送されると き通常除去されるアミノ末端のアミノ酸配列のみを付加する融合および通常除去 されたペプチド配列および成熟した輸送されたタンパク質の少なくとも２７まで のアミノ酸を含有する融合は、機能的Ｐ　４．５０　Ｓ　Ｕ　１タンパク質の発 現を防止しないで、プロモーターおよびリポソーム結合部位から下流に、チトク ロムＰ４５０ＳＵ１のアミノ末端上に付加することができる。 この技術は、葉緑体のフェレドキシンが還元剤として作用する任意の可溶性チト クロムＰ４５０酵素を植物の中に導入するために有効であろ葉緑体のフェレドキ シンはチトクロムＰ４５０ＳＵ１の還元剤源であるが、別の源はＰ４５０ＳＵ］ のための自然の還元剤であるストレプトミセス・グリセオルス（旦、ｇｒｉｓｅ ｏｌｕｓ）からのＦｅ５−Ｂタンパク質である。こうして、植物細胞の中への導 入のとき、チトクロムＰ４５０ＳＵ１およびＦｅ５−Ｂの両者の発現を指令する ことができるプラスミドは有用である。植物細胞の中で両者のタンパク質を発現 するために、チトクロムＰ４５０ＳＵ１の発現に使用したのものに類似する修飾 を、また、同一のプラスミドに実施してＦｅ５−Ｂタンパク質を発現することが できる。このようなタンパク質は、植物細胞の細胞質または葉緑体偏向けること ができる。 細胞質の中で発現を生ずるこのような組み換えプラスミドは、Ａ）チトクロムＰ ４５０をエンコードするＤＮＡまたはチトクロムＰ４５０をエンコードするＤＮ ＡおよびＦｅＳタンパク質をエンコードするＤＮＡ。 Ｂ）前記エンコーディングに操作可能に連鎖した、上流の植物プラスミドのＤＮ Ａ源の１または２以上のセグメント、Ｃ）前記エンコーディングに操作可能に連 鎖した、上流のリポソーム結合部位を包含する１または２以上の５”−未翻訳配 列、およびＤ）プラスミドから転写されたｍＲＮＡをその３°末端上でポリアデ ニル化可能とする３′−未翻訳配列の、前記エンコーディングに操作可能に連鎖 した、下流の１または２以上のＤＮＡ配列からなる。 あるいは、タンパク質を葉緑体にターゲツティングするプラスミドは、Ａ）チト クロムＰ４５０をエンコードするＤＮＡまたはチトクロムＰ４５０をエンコード するＤＮＡおよびＦｅＳタンパク質をエンコードするＤＮＡ、Ｂ）前記エンコー ディングに操作可能に連鎖した、上流位置の植物プラスミドのＤＮＡ源の１また は２以上のセグメント、Ｃ）前記エンコーディングに操作可能に連鎖した、上流 位置のリポソーム結合部位を包含する１または２以上の５゛−未翻訳配列、Ｄ） プラスミドから転写されたｍＲＮＡをその３゛末端上でポリアデニル化可能とす る３゛−未翻訳配列の、前記エンコーディングに操作可能に連鎖した、下流位置 の１または２以上のＤＮＡ配列、およびＥ）１または２以上のトランク・ソトベ ブチド切断部位またはトランシットペプチド解読配列およびさらに植物の葉緑体 の中に通常移入されるタンパク質をエンコードし、チトクロムＰ４５０のアミノ 末端をエンコードするＤＮＡに、チトクロムＰ４５０およびＦｅＳタンパク質の アミノ末端をエンコードするＤＮＡに操作可能に連鎖し、プロモーターおよびリ ポソーム結合部位から下流の、核遺伝子の成熟解読配列からなる。 植物細胞の細胞質および葉緑体の中のＦｅ５−Ｂと一緒にチトクロムＰ４５０Ｓ Ｕ１の発現に好ましいプラスミドは、実施例１９に記載する。 植物遺伝子からのブロモ−・ターをもつ、チトクロムＰ　４５０　Ｓ　Ｕ　１、 Ｐ４５０ＳＵ２、Ｆｅ５−ＡまたはＦｅ５−Ｂを含有するＤＮＡは、これらのＤ ＮＡのアグロバクテリウム（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）から植物への転移を 仲介するＴ−ＤＮＡプラスミドの中にサブクローニングすることができる［Ｒ， Ｔ　フラレイ（Ｆｒａｌｅｙ）ら、プロシーディンゲス・オブ・ナショナル・ア カデミ−・オブ・サイエンシズ（Ｐｒ。 ｃ、Ｎａｔｌ、Ａｃａｄ、Ｓｃｉ、）ＵＳＡ、８０：４８０３−４８０７　（１ ９８３）；Ｈ，クレー　（Ｋｌｅｅ）ら、Ａｎｎｕａｌ　Ｒｅｖ。 Ｐｌａｎｔ、Ｐｙｈｓｉｏｌ、３８：４７６−４８６　（１，９８７）およびそ の中の参考文献］。このサブクローニングは当業者によく知られている方法によ り実施することができる［Ｔ　マニアチス（Ｍａｎｉａｔｉｓ）ら、分子クロー ニング・実験室のマニュアル（Ｍｏ！ｅｃｕｌａｒ　Ｃｌｏｎｉｎｇ＋Ａ　Ｌａ ｂｏｒａｔｏｒｙ　Ｍａｎｕａｌ）、：＋−ルド・スプリング・ハーバ−・プレ ス（Ｃｏｌｄ　Ｓｐｒｉｎｇ　Ｈａｒｂｏｒ　Ｐｒｅｓｓ）、コールド・スプリ ング、　／％−／＜　−（ＣＯＩｄ　Ｓｐｒｉｎｇ　Ｈａｒｂｏｒ）、ニューヨ ーク州（１９８２）およびＴ、　Ａ、クンケル（Ｋｕｎｋｅ　Ｉ）　、プロシー ディンゲス・オブ・ナショナル・アカデミ−・オブ・サイエンシズ（Ｐｒｏｃ、 Ｎａｔ　１．Ａｃａｄ、Ｓｃ　ｉ、）　ＵＳＡ、８２　：　４８８−４９２　（ １９８５）　コ　。　いくつかの異なるＴ−ＤＮＡプラスミドをここに記載する 実施例において使用したが、ｐＡＧｓ５０２は独特ＨｉｎｄＩ　Ｉ　Ｌ　Ｂａｍ ＨＩおよびＥｃｏＲＩ部位をＴ−ＤＮＡ領域の中に含有するので、それを実施例 のすべてについて使用した。他のＴ−ＤＮＡプラスミドは、適当制限部位（すな わち、Ｈｉｎｄｌ　Ｉ　Ｉ、ＢａｍＨＩ、ＥｃｏＲＩ）が植物細胞の中に代謝さ れるプラスミドの領域の中に存在するかぎり、また使用することができる。ある いは、Ｔ−ＤＮＡプラスミドの中に挿入すべきＤＮＡ断片上の転写部位を変化さ せるで［Ｔ、　Ａ、クンケル（Ｋｕｎｋｅｌ）、プロシーディンゲス・オブ・ナ ショナル・アカデミ−・オブ・サイエンシズ（Ｐｒｏｃ、Ｎａｔ　１．Ａｃａｄ 、Ｓｃ　ｉ、）ＵＳＡ、８２　：　４８８−４９２　（１９８５）］　Ｔ−ＤＮ Ａプラスミドの中のほとんどの任意の制限エンドヌクレアーゼ部位の中への挿入 を可能とすることができる。 プラスミドはアゲＣ１／（クテリウム（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、例えば 、アグロバクテリウム・ツメファシェンス（Ａ、ｔｕｍｅｆａｃｉｅｎｓ）株Ｌ ＢＡ４４０４［ヘケ７　（ｈｏｅｋｅｍａ）ら、ネイチャー（Ｎａｔ、ｕｒｅ） ３０３：１７９−１８０．１９８３］中に、トリ−ペアレントの交配［ルブキン （Ｒｕｖｋｉｎ）およびアウスベル（Ａｕｓｕｂｅ　ｌ）　、ネイチ＋−（Ｎａ ｔｕｒｅ）２８９：８５−８８．１９８１］または凍結−融解法［ＰＩａｎｔ　 Ｍｏ１ｅｃ、Ｂｉｏｌ、ＭｎｕａＬ　Ｓ、Ｂ、ゲルビン（Ｇｅｌｖｉｎ）および Ｒ，Ａ、シルペルート（Ｓｃｈｉ　１ｐｅｒｏｏｔ）編、Ａ３　：１−１９．１ ９８８コを使用して代謝する。次いで、生ずるアグロバクテリウム（ＡｇｒＯｂ ａＣｔｅ　ｒ　ｉ　ｕｍ）株を、パン−デル−ｚルゼン（ｖａｎ　ｄｅｒ　Ｅｌ ｚｅｎ）ら、プラント・モレキュラー・バイオロジー（Ｐｌａｎｔ　Ｍｏｌ。 Ｂｉｏｌ、）５：１４９−１５４　（１９８５）に記載されているよう原形質体 またはホルシュ（Ｈｒｓｃｈ）ら、サイエンス（Ｓｃｉｅｎｃｅ）２２７　：　 １２２９−１２３１　（１９８５）に記載されているように、ニコチアナ・タバ クム（Ｎｉｃｏｔｉａｎａ　ｔａｂａｃｕｍ）ｃｖ、Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ　３８ および選択したカナマイシン抵抗性形質転換体の葉のディスクと同時培養する。 カナマイシン抵抗性の形質転換されたタバコ植物を形質転換された原形質体また は葉のディスクから再生し、そして植物を花成させる。自家受粉後、各植物から 種子を得る。 ニコチアナ・タバクム（Ｎｉｃｏｔｉａｎａ　ｔａｂａｃｕｍ）以外の、園芸学 および耕種学的利用の植物、例えば、野菜または他の作物を包含する植物を当業 者に知られている方法で形質転換することができる［ガッサー（Ｇａｓｓｅｒ） およびフラレイ（Ｆｒａｌｅｙ）、サイエンス（Ｓｃ　ｉ　ｅｎｃｅ）２４４　 ：　１２９３−１２９９　（１９８９）］。 ＤＮＡのアグロバクテリウム（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）仲介Ｔ−ＤＮＡ転 移を使用して、プラスミドｐｓＵ１８、ｐＳＳＵ−３Ｕ１１１、ｐＳＳＵ−８Ｕ １２１、ｐＣａｂ−５ＵＩＩＩ、ｐＣａｂ−８Ｕ１２１、ｐＣａｂ−ＳＵ１３１ 、ｐｓＵＦｅｌｌ、ｐｓＵＦｅ２１、ｐＳＵＦｅ３１およびｐｓＵＦｅ４１は植 物種の中に代謝することができ、このような植物種は、次のものを包含するが、 これらに限定されない：リコペルシコンーエスクレンツム（Ｌｙｃｏｐｅｒｓｉ ｃｏｎ　ｅｓｃｕｌｅｎｔｕｍ）（トマト）［ムコ−ミック（ＭｃＣｏｒｍｉｃ ｋ）ら、プラント・セル・リポーツ（Ｐｌａｎｔ　Ｃｅ１ｌ　Ｒｅｐ、）コ、ブ ラシカ・ナブス（Ｂｒａｓｓｉｃａ　ｎａｐｕｓ）［ブア（Ｐ　ｕ　ａ）ら、バ イオ／テクノロジー（Ｂｉｏ／Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）５：８１５−８１７　（ １９８７）］　、ゴッシピウム・ヒルスツム（Ｇｏｓｙｙｐｉｕｍｈｉｒｓｕｔ ｕｍ）（ワタ）　［ランベック（Ｕｍｂｅｃｋ）ら、バイオ／テクノロジー（Ｂ ｉｏ／ＴｅｃｈｎｏｌｏｇＶ）５：２６３−２６６　（１９８７）］　、グリシ ン・マックス（Ｇｌｙｓ　ｉｎｅ　ｍａｘ）（ダイズ）［ヘンチェー（Ｈｉｎｃ ｈｅｅ）ら、バイオ／テクノロジー（Ｂｉｏ／Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）　６　： ９１５−９２１　（１９８８）　コ　、およびアラビドプシス・タリアナ（Ａｒ ａｂｉｄｏｐｓｉｓ　ｔｈａｌｉａｎａ）［バルベケンス（Ｖａｌｖｅｋｅｎｓ ）ら、ブロシーデインダス・オブ・ナショナル・アカデミ−・オブ・サイエンシ ズ（Ｐ　ｒ　ｏ　ｃ。 Ｎａｔ　１．Ａｃａｄ、Ｓｃ　ｉ、）ＵＳＡ８５　：　５５３６−５５４０　（ １９８８）］。プラスミドｐｓＵ１８、ｐＳＳＵ−８ＵＩ　１１、ｐＳＳＵ−８ Ｕ１２１、ｐＣａｂ−ＳＵＩＩＩ、ｐＣａｂ−３Ｕ１２１、ｐＣａｂ−ＳＵ１３ １、ｐｓＵＦａｌｌ、ｐ　ＳＵＦ　ｅ　２１、ｐｓＵＦｅ３１およびｐｓＵＦｅ ４１は、イネ［オリザ・サチバ（○ｒｙｚａ　５ａｔｉｖａ）］　［）リャマ（ Ｔｏ　ｒ　ｉ　ｙ　ａｍａ）ら、バイオ／テクノロジー（Ｂ　ｉｏ／Ｔｅｃｈｎ ｏ　Ｉｏｇｙ）６　：１０７２−１０７４　（１９８８）］およびトウモロコシ ［ゼア・マイス（Ｚｅａ　ｍａｙｓ）Ｌ、］　［ロウデフ、（Ｒｈｏｄｅ　ｓ） 　ら、？イエンス（Ｓｃｉｅｎｃｅ）１４０：２０４−２０７　（１９８８）］ について実証されているように、植物の原形質体の中に形質転換することができ る。植物の中にプラスミドｐｓＵ］８、ｐＳＳＵ−ＳＵｌｌｌ、ｐＳＳＵ−８Ｕ １２１、ｐＣａｂ−８Ｕ１１１、ｐＣａｂ−ＳＵ１２１、ｐＣａｂ−８Ｕ１３１ 、ｐｓＵＦｅｌｌ、ｐｓ’ＵＦｅ２１、ｐｓＵＦｅ３１およびｐｓＵＦｅ４１を 導入する追加の別の方法は、「粒子ガン（ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｇｕｎ）Ｊ　［フ レイン（Ｋｌｅｉｎ）ら、ネイチャー（Ｎａｔｕｒｅ）３２７：７Ｏ−７３（１ ９８７）］を使用することによる。この方法はニコチアナ・タノくクム（Ｎｉｃ ｏｔｉａｎａ　ｔａｂａｃｕｍ）、タノくコ［フレイン（Ｋｌｅ　ｉ　ｎ）ら、 プロシーディンゲス・オブ・ナショナル・アカデミ−・オブ・サイエンシズ（Ｐ ｒｏｃ、Ｎａｔｌ、Ａｃａｄ、Ｓｃｉ、）ＵＳＡ。 ８５　：　８５０２−８５０５　（１９８８）］およびグリシン・マックス（Ｇ ｌｙｓ　ｉｎｅ　ｍａｘ）　、ダイズ［ムケイブ（ＭｃＣａｂｅ）ら、バイオ／ テクノロジー（Ｂｉｏ／Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）６：９２３−９２６　（１９８ ８）］について有効であることが示されたが、必ずしもこれらの種に限定されな い。 前述の手順のいずれかによりプラスミドを植物細胞の中に導入した後、プラスミ ドまたはこれらのプラスミドの一部分を細胞の染色体ＤＮＡの中に安定に１み込 むことができる。植物が単細胞から再生される場合において、再生された植物の すべての細胞は組み込まれたプラスミドまたはプラスミドの一部分を有すること が期待される。再生している多細胞内の単細胞を形質転換する場合、形質転換さ れた細胞から生ずる細胞は、組み込まれたプラスミドまたはプラスミドの一部分 を有するセクター（ｓｅｃｔｏｒ）を生成するであろう。いずれの場合において も、プラスミドまたはプラスミドの一部分を有する再生された植物は一次形質転 換体形質転換体ど呼ぶ。種に依存して、−次形質転換体は花成しそして配偶子を 産生し、これらの配偶子は自家受粉または同一種の他の植物との異系統交により 配融合して接合子を形成する。 −次形質転換体の自家受粉または異系統交配から生ずる選択は、−次形質転換体 の子孫（ｐｒｏｇｅｎｙ）である胚を含有する。子孫植物の一部分は、−次形質 転換体の中に安定に組み込まれたプラスミドまたはプラスミドの一部分のコピー の数、メンデルの分離、多数のコピーが存在するプラスミドまたはプラスミドの 一部分の間の連鎖の関係、および組み込まれたプラスミドまたはプラスミドの一 部分を有するセクターから配偶子が産生したかどうかに依存して、プラスミドま たはプラスミドの一部分のコピーを有する染色体を受け取ることができる。同様 な方式において、これらの子孫は花成しそして、もとの−次形質転換体の中に組 み込まれたプラスミドまたはプラスミドの一部分を有する種子および植物の引き 続く世代を生ずるすることができる。 同様な場合は、内乳が性的手段により形成するとき、種子の内乳組織に関係する 。 ハイブリッド種子の産生のための雄性不稔系交雑において使用すべき雌の親を発 生する植物において雄性不稔を誘導してハイブリッド種子を産生ずる手段は、非 常に有用であろう。ハイブリッド種子の産生は、所望の特性を耕種学的に価値あ る作物植物の中に導入する重要な手段である。例えば、定性的特性、例えば、油 の含量、除草剤抵抗性、病気抵抗性、環境的条件への適合性などは子孫において ハイブリダイゼーションし、こうしてその親の最も望ましい特性をもつ子孫を収 穫することができる。さらに、ハイブリッドの交雑からの子孫は、２つの親の型 の組み合わせから生ずる新しい価値、例えば、雑種強勢として知られている現象 から生ずる収量の増大を有することができる。 ハイブリッドの種子を産生ずるコントロールされた他家受粉は、大部分の作物植 物において起こる対抗する自家受粉のために、商業的に達成することは困難であ る。 現在、ハイブリッドの種子の生産は、次の手段の１つにより実施されている＝　 （ａ）雄の器官を機械的に除去またはカバーし、次いで雄の不能の植物を交雑に 望む特性を含有する雄の器官をもつ植物に暴露する、（ｂ）交雑に望む特性を含 有する繁殖能力のある雄の器官をもつ植物の存在下に、遺伝的に雄性不捻の植物 を成長させるか、あるいは（Ｃ）雄のか、あるいはを選択的に不稔にする化学的 ハイブリダイゼーション剤（ＣＨＡ）で植物を処理し、次いで雄の不能の植物を 交雑に望む特性を含有する繁殖能力のある雄の器官をもつ植物に暴露する。これ らの方法の各に対するいくつかの欠点は、次のものを包含する：　（ａ）これは わずかの作物、例えば、トウモロコシについてのみ可能である：ここで雄および 雌の器官は分離されている：そしてそれは労力を要しそしてコストがかる、（ｂ ）遺伝子的に雄性不捻の系統は維持が面倒であり、抵抗性の系統との交雑を必要 とする、（Ｃ）ＣＩＡは高度には有効ではない。 次の方法は広い範囲の作物に応用することができ、そして自画が系統を維持でき るようにする。 適当な雄器官特異的プロモーターの制御下にチトクロムＰ４５０ＳＵ１またはＳ Ｕ２解読配列を導入することによって、植物を雄性不稔誘導に対して受容的とす る。生ずるトランスジェニック植物は、その雄器官においてのみチトクロムＰ４ ５０酵素を産生ずる。このようなトランスジェニック植物は、通常成長するとき 、雄繁殖能性である。Ｐ２Ｓ５を含有する未処理の繁殖能力のある植物は、遺伝 的に交雑させ、そして通常種子の産生により増殖する。しかしながら、通常の植 物と異なり、これらの植物は、Ｐ４５０酵素により活性な毒素に転化される無毒 の化学物質に暴露することによって、雄性不捻性とすることができる。雄の器官 の中に存在する毒素は、正常の花粉の発育を崩壊し、植物を雄性不捻性とする。 雄性不稔特性は、必要に応じて、植物を選択した前毒素と接触することによって のみ発現される：そうでなければ、トランスジェニック植物は正常に挙動する。 適当な前毒素は、１００１５およびチトクロムＰ４５０酵素により十分に１００ １４に転化される他の化合物を包含する。 実施例コ〜３ ｐｃＡ０４００、ｐｃＡＯ４０１、ｐＣＡ○２００ＳＵ１−ＦｅＳ−Ｂ１０およ びｐｃＡＯ２００ｓＵ１．＃１２で形質転換されるストレブトミ４つのプラスミ ドｐｃＡ０４００、ｐｃＡＯ４０１、ｐｃＡＯ２００ＳＵＩ−ＦｅＳ−Ｂ１０お よびｐｃＡＯ２００ｓＵ１＃１２の任意の１つで形質転換されたストレプトミセ ス・リビダンス（Ｓ、ｌ１ｖｉｄａｎｓ）株の培養物を、胞子形成ブロスまたは ＹＥＭＥブロスの培地の中で成長させた。培養物はほぼ２４〜３６時間３０℃に おいて成長させた。 細胞のアリコートをこの時間に取り出した。チトクロムＰ４５０ＳＵ１のスルホ ニル尿素の誘導を試験すべき場合、約０．１−０．１５ｍｇ、／ｍ１の培養物中 の最終濃度を与えるスルホニル尿素１−０００１の溶液を、アリコートの取り出 し後に残る培養物に添加した。記載したように、後の２４時間までの種々の間隔 で誘導した培養物から細胞のアリコートと取り出し、収穫し、そして洗浄する。 チトクロムＰ　４．５０　Ｓ　Ｕ　１についてのウェスタン・プロット分析を、 記載したように細胞抽出物について実施した。 実施例１ ｐｃＡＯ４００で形質転換したストレプトミセス・リビダンス（以後、Ｓ、１ｉ ｖｉｄａｎｓ）およびストレプトミセス・リビダンスＣ３７［オウマー（Ｏｍｅ ｒ）ら、ジャーナル・オブ・バクテリオロジー（Ｊ、　Ｂａｃｔｒｉｏｌｏｇｙ ）１７０：２１７４−２１８４（１９８８）、ここに引用によって加える］、プ ラスミドｐｃＡＯ１０６（ｐｃＡＯ４００の誘導に使用したプラスミドのｐｃＡ Ｏ１７０から）を含有する、前述の胞子形成ブロスの中の別々の培養物として成 長させた。細胞のアリコートを各培養物から取り出した後、１０００１を０．　 １２ｍｇ／ｎｉｌの濃縮で細胞に添加し、そして細胞の他のアリコートを１００ ０１の添加後に２４時間において取った。ウェスタン・プロットを細胞の各アリ コートからのほぼ２５μｇのタンパク質について実施し、そして記載したように チトクロムＰ４５０ＳＵ１に対して抗血清によりチトクロムＰ４５０ＳＵ１の存 在について分析した。第５図のデータが示すように、ストレプトミセス・リビダ ンス（Ｓ、ｌ　１ｖｉｄａｎｓ）Ｃ３７（これはチトクロムＰ４５０ＳＵ］の遺 伝子を含有しない）は、それが１０００１で誘導したか否かにかかわらず、チト クロムＰ４５０ＳＵ１を作らなかった。チトクロムＰ４５０ＳＵ１は、ｐｃＡＯ ４００で形質転換されたストレプトミセス・リビダンス（Ｓ、ｌ１ｖｉｄａｎｓ ）により、それが１０００１で誘導したか否かにかかわらず、作られた。 実施例２ ｐｃＡＯ４００を含有するＳ、１ｉｖｉｄａｎｓおよびｐｃＡＯ４０１を含有す るＳ、ｌ１ｖｉｄａｎｓを別々に使用して、２００ｍ１の胞子形成ブロスを接種 し、そしてほぼ３６時間成長させた。新鮮な胞子形成ブロス（１００ｍｌ）を各 培養物に添加し、そして３０ｍ１のアリコ−ｈを各々から取り出した。この時、 ３６ｍ１の１０００１を各培養物に添加し、次いで３．６および２４時間に３０ ｍ１のアリコートを取り出した。前述したように、各アリコートの中の細胞を遠 心により沈澱させ、そしてフレンチ圧力セル中で破壊した。各アリコートからの ほぼ２５μｇのタンパク質を、抗Ｐ４５０ＳＵ１抗体によるチトクロムＰ４５０ ＳＵＩについてのウェスタン・プロット分析において使用した。第６図の結果が 示すように、チトクロムＰ４５０ＳＵ１は、１００１を添加したか否かにかかわ らず、ｐ　ＣＡＯ４００を含有するＳ、１ｉｖｉｄａｎｓおよびｐｃＡＯ４０１ を含有するＳ、ｌ１ｖｉｄａｎｓの両者により産生された。 実施例３ ｐｃＡＯ２００を含有するＳ、Ｉ　１ｖｉｄａｎｓ、ｐｃＡＯ２００ｓＵｌ−Ｆ ｅＳ−Ｂ１０を含有するＳ、１ｉｖｉｄａｎｓおよびｐ　ＣＡＯ２００ＳＵ１＃ １２を含有するＳ、１ｉｖｉｄａｎｓを、別々に４００ｍｌのＹＥＭＥブロスの 中で２盪しながら３０℃においてほぼ３６時間成長させた。ストレプトミセス・ グリセオルス（以後、Ｓ、ｇｒｉｓｅｏ　１　ｕｓ）ＡＴＣＣ１１７９６を４０ ０ｍ１の胞子形成ブロスの中でほぼ３０時間成長させた。培養物から細胞を収穫 する６時間前に、２００ｍ１のＹＥＭＥをＳ、１ｉｖｉｄａｎｓ細胞に添加した 。収穫の６時間前に、Ｓ、ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ培養物を２つの２００ｍ１のアリ コートに分割し、そして１００ｍ１の新鮮な胞子形成ブロスを各々に添加した。 この時に、３６ｍｇの１０００１を、また、２つのＳ、ｇｒｉｓｅｏｌＵＳ培養 物の一方に添加した。５つの培養物の各からの細胞を遠心により収穫し、５０ミ リモルのＭＯＰＳ　ｐＨ７，２で２回洗浄し、そして収穫した細胞の前述のアリ コートをフレンチ圧力セルの中で破壊した。 はぼ３０μｇのタンパク質を、チトクロムＰ４５０ＳＵ１に対する抗血清を使用 してチトクロムＰ４５０ＳＵ１についてのウェスタン・プロット分析に使用した 。結果を第７図に示す。ｐｃＡＯ２００を含有する８゜１ｉｖｉｄａｎｓ細胞の 中に、あるいは１０００１で誘導しなかったＳｇｒｉｓｅｏｌｕｓ培養物の中に 、チトクロムＰ４５０ＳＵ１は見いだされなかった。チトクロムＰ４５０ＳＵｌ は、ｐＣＡＯ２００ＳＵ１−ＦｅＳ−Ｂ＃９またはｐｃＡＯ２００ｓＵ１＃１２ で形質転換したＳ。 １ｉｖｉｄａｎｓ培養物において、および１０００１で誘導したＳ３ｇｒｉｓｅ ｏｌｕｓ　ＡＴＣＣ１１７９６培養物において、検出された。 実施例４〜９ チトクロムＰ４５０ＳＵ１およびＦｅ５−Ｂのための遺伝子を含有する０、１２ ｍｇ／ｍｌの１０００１を含有する胞子形成ブロスの中のＳ。 １ｉｖｉｄａｎｓ　Ｃ３５、ｐ　ＣＡＯ４００で形質転換したＳ、ｌ１ｖｉｄａ ｎｓまたはｐｃＡＯ４０１で形質転換したＳ、ｌ１ｖｉｄａｎｓを接種した別々 の培養物（５０ｍ　ｌ　）を震盪しながら３０℃において成長させた。各培養物 のアリコートを接種後２４．３２．４８および５６時間に取り出し、そして各ア リコートの上澄み液をＨＰＬＣによりその１０００１の濃度およびその代謝物１ ’０００２または１０００３につい各化合物の濃度（μモル）を表１に表す。 旦、Ｌヱ江垣匿　０　２８４　０　０ ｐｃＡＯ４０１２４２３０３２２６ ５６１０５７１４Ｂ 旦、貝對立ｇｓ　、０　３００　０　０ｐｃＡＯ４００２４２６９１７１６ ４Ｂ　−１８４３９２８ Ｓ−■１超ＬｕＯ３２５１０ Ｃ３７２４３２０２０ 実施例５ 胞子形成ブロス中のＳ、ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ　ＡＴＣＣ１１７９の１００ｍ１の 培養物およびＹＥＭＥブロス中のｐｃＡＯ４００で形質転換したＳ、ｌ１ｖｉｃ ｌａｎｓの５０ｍ１の培養物を調製し、そして前述したように２４時間インキュ ベーションした。この時に、Ｓ、ｇｒｉｓｅｏｌｕｓの培養物を２つの５０ｍ１ のアリコートに分割し、そして新鮮な胞子形成ブロスを各々に添加し、そして９ ｍｇの１０００１をこれらの培養物の一方に添加して、チトクロムＰ４５０ＳＵ １の発現を誘導した。新鮮なＹＥＭＥブロス（２５ｍｌ）をＳ、１ｉｖｉｄａｎ ｓ培養物に添加した。３０℃においてさらに５時間成長させた後、各培養物にお ける細胞を前述したように収穫し、ＭＯＰＳ（５０ミリモル、ｐＨ７゜２）で２ 回洗浄し、そして再遠心した。細胞の沈澱を４細胞体積の０゜２％のグルコース および約１００μｇ／ｍｌの１０００４を含有するＭＯＰＳ（５０ミリモル、ｐ Ｈ７，２）の中に再懸濁させた。これらの細胞懸濁液を３０℃において震盪しな がらインキュベーションし、そしてアリコートを２および５．５時間において取 った。各アリコートの上澄み液をＨＰＬＣにより分析し、そしてスルホニル尿素 化合物１０００４およびその代謝物１０００５の濃度を決定した。 各アリコートの上澄み液の中の１０００４および１０００５の濃度（μモル）を 表２に示す。 表２ Ｓ、ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ　５．５　０　１２２１、　１１！１４旦ｎ五　２　７ ２　６７ｐｃＡＯ４００５，５０１２５ 実施例６ それぞれ、ｐｃＡＯ２００ｓＵ１−ＦｅＳ−Ｂ＃９、ｐｃＡＯ２００ＳＵ１＃１ ２およびｐｃＡＯ２００で形質転換したＳ、ｌ１ｖｉｄａｎＳを、４００ｍ１の ＹＥＭＥブロス中で３０℃において３６時間培養した。Ｓ、ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ 　ＡＴＣＣ１１７９を４００ｍ１の胞子形成ブロス中で同様に培養した。細胞の 収穫の６時間前に、１５０ｍ１の新鮮なＹＥＭＥブロスをＳ、ｌ１ｖｉｄａｎｓ 細胞に添加し、そしてＳ。 ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ細胞を２つの２００ｍ１の培養物に分割し、１００ｍ１の新 鮮な胞子形成ブロスを各々に添加した。１０００１　（３６ｍｇ）を２つのＳ、 ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ培養物の一方に添加して、チトクロムＰ４５０ＳＵ１を誘導 した。細胞を実施例５に前述したように調製し、そしてスルホニル尿素化合物１ ０００６およびその代謝物１０００７．１０００８または１０００９の濃度を決 定した。 各化合物の濃度（μモル）を表３に表す。 表３ なし　０　３６２　０　０　０ Ｈ，貝工坦潟ｍ２　３２６　１２　１８　１ｓｐｃＡ０２００　４　２６７　２ １　３８　３３ＳＵＩ−ＦｅＳ−Ｂ１０　６　２３２　３０　５５　４９ｉ、ニ ー２　３７Ｇ２　１　０ ＰＣＡＯ２００Ｓυ１＃１２４　３８４２　１　１Ｓ−Ｌ註ｉ山題旦２　３８１ 　４　０　０ｐｃＡＯ２００４３７７１００ 実施例７ 細胞を実施例６について前述したように調製し、そしてスルホニル尿素化合物１ ０００１が化合物１００１１および１００１２にどの程度に代謝したかを決定し た。各化合物の濃度（μモル）を表４に表す。 表４ なし　０　８７　０　０ 旦、ムムム匡　２　３５　３４　２ ｐｃＡＯ２００４１１３フ　１２ ＳＵＲ−Ｆｅｄ−Ｂ１０　６　４　２７　２０Ｓ、■ムム皿２　９０　４　０ ｐｃＡＯ２００４８５７０ ＳＵｌ＃１２　６　８０　１１　０ Ｓ、工数オ如遥２　９０　１　０ ｐｃＡＯ２００４１３９２０ 細胞を実施例６について前述したように調製し、そしてスルホニル尿素化合物１ ０００１が化合物１０００２および１０００３にどの程度に代謝したかを決定し た。各化合物の濃度（μモル）を表５に表す。 なし　０　２９１　０　０ ｍ−ムムム門２　２１３　１０５　８６ｐｃＡＯ２００４０１１６９５ ＳＵＩ−ＦｅＳ−Ｂ１０　６　０　１１２　９４Ｓ、■■ム悶　２’　２８１　 ２　２ ｐｃＡＯ２００４２７６４４ ＳＵｌ＃１２　６　２７６　６　５ ｍ−…ムム囮２　３０１　２　１ ｐｃＡ０２００　４　２８７　Ｌ　１ ６　３Ｄ　２　２ 実施例９ 細胞を実施例６について前述したように調製し、そしてスルボニル尿素化合物１ ０００４が化合物１０００５にどの程度に代謝したかを決定した。各化合物の濃 度（μモル）を表６に表す。 表６ Ｓ、Ｌ鎌裏山Ｌｍｌ　２　２　３５ ｐｃＡＯ２００４１１００ ＳＵＩ−ＦｅＳ−Ｂ１０　６　２　１００Ｓ、１社上山団、ｔ　２　８１　４３ ｐｃＡ０２００　４　２９　８４ ＳＵｌ＃１２　６　０　１０９ ！ｌ−１１ヱ１αｎユ晟　２　９フ　２２ｐｃＡ０２００　４　９２　２６ ６　８５　３Ｇ 実施例４〜９が実証するように、チトクロムＰ４５０ＳＵｌおよびＦｅ５−Ｂの 遺伝子は、Ｓ、１ｉｖｉｄａｎｓ中で発現すると、スルホニル尿素化合物をＳ、 ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ　ＡＴＣＣ１１７９により産生されるのと同一生成物に代謝 することができる。しかしながら、ＦｅＳるＳ、１ｉｖｉｄａｎｓ株における発 現は、構成的であり、１０００１のような化合物による誘導を必要としない。チ トクロムＰ４５０ＳＵ１を発現するＳ、１ｉｖｉｄａｎｓ株の最適な代謝活性の ためには、その電子供与体のＦｅ５−Ｂのための遺伝子は同様によく存在しなく てはならない。実施例６〜９が実証するように、Ｓ、１ｉｖｉｄａｎｓ中でＰ４ ５０ＳＵ１およびＦｅ５−Ｂの両者の遺伝子を発現すると、Ｓ、ｌ１ｖｉｄａｎ ｓは１０００１で前辺て誘導しなかったＳ、ｇｒｉｓｅｏｌＵＳ細胞より容易に 、いくつかのスルホニル尿素化合物を代謝することができる。このような株はＳ 、ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ　ＡＴＣＣ１１７９中のチトクロムＰ４５０ＳＵｌの劣っ た誘導体であるスルホニル尿素化合物の代謝に価値がある。なぜなら、それらは 記載したＳ、１ｉｖｉｄａｎｓ株により代謝されることができ、ここでまず１０ ００１または他のスルホニル尿素で誘導し、次いで誘導化合物およびその代謝物 を培養物から除去しなくてよいからである。 実施例１０ Ｓ、ｌ１ｖｉｄａｎｓ中のチトクロムＰ４５０ＳＵ２およびＦｅ５−Ａの構成的 発現 チトクロムＰ４５０ＳＵ２およびＦｅ５−Ａの遺伝子を含有するｐＵＣ１９−５ Ｕ２−Ｂからの２．０ｋｂのＢａｍＨＪ断片を、プラスミドｐｃＡＯ２００ｓＵ ２−ＦｅＳ−ＡＪＩＩ中で生じたｐｃＡＯ２００のＢａｍＨ１部位の中に結合す ることによって、下の実施例のためのプラスミドを作った。プラスミドｐｃＡＯ ２００ｓＵ２−ＦｅＳ−ＡＪＩＩは、このプラスミドによりエンコードされる抗 生物質チオストレプトンに対する抵抗性について選択する方法により、ストレプ トミセス・リビダンス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ　１１ｖｉｄａｎｓ）の中に 形質転換した［ホブウッド（）（ｏｐｗｏｏｄ）ら、ストレプトミセス属の遺伝 子操作（Ｇｅｎｅｔｉｃ　Ｍａｎｕｐｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｔｒｅｐｔｏｍ ｙｃｅｓ）ｏ実験室のマニュアル（Ａ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）、ｐｐ、１２− １４および１０４−１０９、ジョン・インネス・ファンディジョン（Ｊｏｈｎ　 Ｉｎｎｅｓ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ）、英国ノーウィッチ、ここに引用によって 加える］。ｐｃＡＯ２００ｓＵ２−ＦｅＳ−ＡＪＩＩの制限酵素地図を第８図に 示す。 プラスミドｐｃＡＯ２００ｓＵ２−ＦｅＳ−ＡＪＩＩを含有するＳ−１ｉｖｉｄ ａｎｓを、実施例１に記載するように、ＹＥＭＥブロス中で３０℃において成長 させ、そしてチトクロムＰ４５０ＳＵ２のレベルを実施例１〜３におけるように ウェスタン・プロットにより分析した。結果を第９図に示す。見ることができる ように、チトクロムＰ４５０ＳＵ２はｐｃＡＯ２００−５Ｕ２−ＦｅＳ−Ａで形 質転換したＳ、Ｉｊｖｉｄａｎｓ中でスルホニル尿素の誘導の不存在下に発現さ れる。ｐｃＡ。 ２００で形質転換したＳ、ｌ１ｖｉｄａｎｓ細胞は、チトクロムＰ４５０ＳＵ２ を産生じない。 ｐｃＡＯ２００ｓＵ２−ＦｅＳ−ＡＪＩＩで形質転換したＳ、１ｉｖｉｄａｎｓ およびｐｃＡＯ２００で形質転換したＳ、１ｉｖｉｄａｎｓを、４００ｍ１のＹ ＥＭＥブロス中で３０℃において３６時間培養した。 Ｓ、ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ　ＰＨ２００１（ＳＵＩをもなたい突然変異）を４００ ｍ１の胞子形成ブロス中で３０℃において培養した。細胞の収穫の９時間前に、 Ｓ、ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ　ＰＨ２００１を２つの２００ｍ１の培養物に分割した 。両者に１００ｍ１の新鮮な胞子形成ブロスを添加し、そして一方に３６ｍｇの １０００１を添加してチトクロムＰ４５０ＳＵ２を誘導する。細胞を実施例６に 前述したように調製し、そしてスルホニル尿素化合物１０００１およびその代謝 物１０００２および１００３の濃度を決定した。 各化合物の濃度（μモル）を表７に表す。 表７ 細胞を実施例１１について前述したように調製し、そしてスルホニル尿素化合物 １００１０が化合物１００１１にどの程度に代謝したかを決定した。 各化合物の濃度（μモル）を表８に表す。 表８ 株 □　時間（時間）　１　１ なし　０　８Ｂ　Ｏ ５，Ｌヱ江垣瓜　２　９０　１ ＋　ｐｃＡＯ２００５υ２　４　８４　５−Ｆｅ５−ＡＪＩＩ　６　フＺ　１４ 実施例１０の結果（ウェスタン・プロット分析）が示すように、チトクロムＰ４ ５０ＳＵ２遺伝子を含有するバクテリアはチトクロムＰ４５０ＳＵ２を構成的に 産生じた。これはＳ、ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ株の場合と対照的であり、この場合に おいてＰ４５０ＳＵ２は誘導性スルホニル尿素化合物、例えば、１０００１の添 加でのみ検出可能な量で作られる［オ′ケーフエ（０’　Ｋｅ　ｅ　ｆ　ｅ）ら 、植物化学における最近の進歩（Ｒｅｃｅｎｔ　Ａｄｖ、ｉｎ　Ｐｈｙｔｏｃｈ ｅｍｉｓｔｒｙ）２１：１５１−１３７　（１９８７）］。実施例１１および１ ２の結果（代謝の実験）が示すように、Ｓ、１ｉｖｉｄａｎｓ中のチトクロムＰ ４５０ＳＵ２およびＦｅ５−Ａ遺伝子の構成的発現は、Ｓ、１ｉｖｉｄａｎｓが Ｓ。 ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ　ＰＨ２００１とほぼ同程度にスルホニル尿素化合物を代謝 できるようにする。また、ｐｃＡＯ２００ｓＵ２−ＦｅＳ−ＡＪＩＩで形質転換 したＳ、１ｉｖｉｄａｎｓは、Ｓ、ｇｒｉｓｅｏｌｕＳ中でチトクロムＰ４５０ ＳＵ２の劣った誘導体であるスルホニル尿素１００１０を、非誘導Ｓ、ｇｒｉｓ ｅｏｌｕｓ　ＰＨ２００１より容易に代謝する。 Ｓ、ｌ１ｖｉｄａｎｓ　ｐｃＡＯ２００ｓＵ１−ＦｅＳ−Ｂ１０の２リツトルの 培養物を、培養物が成長の後期の対数期になりがっ６００ｎＭの波長における分 光光度計の吸収を１．０〜１．３の間にあるまで、ＹＥＭＥ培地中で３０℃にお いて成長させた。トマトの実生（Ｌｙｓ。 ｐｅｒｓｉｃｏｎ　ｅｓｃｕｌｅｎｔｕｍ　ｃｖ、　ｒＰｉｘｉｅＪ）を土不含 の培地の中に直接接種した。オアシス・ウエッジズ（ＯａｓｉｓＷｅｄｇｅｓＲ ）（Ｓｍｉｔｈｅｒｓ−Ｏａｓｉｓ、オハイオ州ケント）、５００ｐｐｍのペー ターズ（Ｐｅｔｅｓ’　”）（２０：１９：１８）肥料を供給した：および３０ ０ｐｐｍの鉄を毎週添加した。トマト植物が発育するとき、根はオアシス・ウエ ッジズ（Ｏａｓｆｓ　Ｗｅｄｇｅｓ”）を通して分岐した。トマト植物は、それ らが４インチの高さになったとき、次のようにしてボッ］・に移植した。 ５インチの標準の丸いポット（孔をもたない）をサツサフラス・サンデイイ１０ −ム（Ｓａｓｓａｆｒａｓ　５ａｎｄ、ｙ　ｌｏａｍ）（ｐＨ６，７，０，８％ 　ＯＭ）およびオアシス・キュラブ（Ｏａｓｉｓ　ｃｕｂｅ）を充填した。各ポ ットの内容物を、トマト植物の移植前に、２５％の乾燥の流動性組成物（２５Ｄ Ｆ）中の１０００１、または１００１０　７５ＤＦＴ、１６．３２．６４．１２ ５または２５０ｇ’）活性成分／ヘクタール（ｇ　ａｊ／ｈａ）の割合で噴霧し た。次いで、オアシス・キュラブを除去し、そして水（処理Ａ）　、ＹＥＭＥ培 地（処理Ｂ）または前述のＳ、１ｉｖｉｄａｎｓ　ｐｃＡＯ２００ｓＵ１−Ｆｅ Ｓ−Ｂ１０の培養物（処理Ｃ）の中に浸漬した移植トマトを含有する他のもので 置換した。６つのトマト植物に３つの処理の各々を与え、そして５つの移植トマ ト植物（対照として働く）は処理しなかった。生ずるトマト植物を温室内で１９ 日間成長させ、そして毎日２回水をやり、次いでそれらを、水で浸漬した除草剤 を使用しない対照処理に関して、視的障害について評価した（１００＝完全な殺 し、他の数＝対照に関する障害の百分率Ｅ主観的に決定したコ、Ｏ＝障害なし） 。植物をさらに１週間温室の中に放置し、次いで植物の新しいシュートの重量を 決定した。これらの処理を受けた植物および対照をまた検査した。 移植の日数（ＤＡＴ）１９の視的検査により決定した移植植物についての視的障 害の等級を表９に示す。１０００１および１００１０の中に移植したトマト植物 は、それらが受けた処理に依存して、異なる程度の障害を示す。処理Ｃで処理し たトマトは、１０００１を６４．１２５および２５０ｇ　ａｔ／ｈａの割合で適 用したとき、処理ＡまたはＢを受けたトマト植物より、１０００１により障害が 有意に低くかった。１００１０の中に移植したトマト植物は、それらが受けた処 理に無関係に同様な程度であった。 １６および３２ｇ　ａｉ／ｈａの１００１０を与えた植物および１０００１を与 えたすべての植物の重量を決定した（表１０）。１．００１０の中に移植し、水 、ＹＥＭＥまたはＳ、１ｉｖｉｄａｎｓの処理を受けたトマトの新しいシュート の重量は、互いに有意に異ならず（ｐ＝００５）、そしてすべて除草剤を与えな かったもよりかなり低かった。１０００１　（６４，１２５、または２５０ｇ　 ａｉ／ｈａ（７）適用割合で）の中に移植したトマトのシュートは除草剤を与え なかったものよりかなり重量が低かったが、それらを水またはＹＥＭＥで処理し たときより、Ｓ、１ｉｖｉｄａｎｓの中に浸漬したとき、２有意に多かった。ｐ 　ＣＡＯ２００ＳＵ１−ＦｅＳ−Ｂ１０の培養物の中に浸漬したトマトのシュー トの重量は、１０００１の２５０ｇ　ａｉ／ｈａの濃度においてほぼ３〜４倍大 きく、モして１０００１の１２５ｇの濃度において２〜３倍大きかった。１６ま たは３２ｇ　ａｔ／ｈａの適用割合で１０００１を受けた植物からのシュートの 重量の間の差は、どの追加の処理を受けたかに無関係に、有意ではなかった。 選択した処理の根糸の視的検査は、植物を水、ＹＥＭＥまたはｐＣＡ０２００Ｓ Ｕ１−ＦｅＳ−Ｂ１０の中に浸漬しそして除草剤を与えなかったたとき、障害の 徴候を示さなかった。明らかにＳ、１ｉｖｆｄａｎｓは、根に対する損傷または 異常な形態の全体の徴候を生成しなかった。 植物が１０００１を受けたとき、それらのすべてはスルホニル尿素との接触から 生ずるものに典型的な損傷をもつ根（発育を止めた一次の根、発育が劣った二次 の根）を有した。多分、Ｓ、１ｉｖｉｄａｎｓの中の植物の浸漬は、土の溶液中 の根付近における１０００１のレベルを低下させ、そのレベルはあるシュートの 徴候を軽減するために十分に低いが、土と直接接触する根に対する損傷を緩和す るためには不十分であった。 移植したトマトの視的障害の等級＊ ９ｏ、１ｏｏ、ｉｏｏ＋１００，１１０．８０　ｉｏｏ、９０．９０１２５　８ ０、Ｚｏｏ、Ｓｏ、　１００，７０，８０．　８０，８０．８０６４　１１０、 Ｚｏｏ、８０．　５０，６０，８０．　６０．Ｚｏｏ、Ｚｏ。 ８０、Ｚｏｏ、１００　７０，１００．１＋０　８０．ｇｏ、１００３２　１１ ０．１００，１１０．　フ０，７０，６０．　６０，５０，６０１６　６０．８ ０，９０．　６０，１１０．７０．　６０，６０，６０６０＋５０．！ｔｏ、　 ８０，６０，５０　６０，６０，６０１０００１　２５０　Ｚｏｏ、８０．Ｚｏ ｏ、　＋１１０，７０，８０．　５０，５０，５０Ｚｏｏ、９０，８０　８０， １００，８０　５０．Ｓｏ、５０１２５　１００．１００．９Ｇ、＋７０，７０ ，７０．　５０，５０，５０９０．８０，８０　７０，１０，６０　Ｓｏ、５０ ．５０６４　７０．５Ｇ、８０．　６０．６０，８０．　４０，５０，５０フ０ ．７Ｇ、６０　６０，６０，６０　４０，４０，４０３２　４０．１００．フ０ ．　５０，６Ｇ、５０．　４０，４０，４０６０．８０，６０．　５０，８０， ６０　１００，４０，４０ｔｓ　４０．４０．４０．　６０，５（Ｌ５０．　４ ０．４０，４ｆｆ６０．４０，４０　５０，５０，５０　４０，４０，４０なし 　ｏ　ｏ、ｏ、ｏ　ｏ、ｏ、ｏ、　ｏ、ｏ、。 Ｏ，０，３０，３０２０，２０ ＊ｏ−：１ｏｏの目盛り、１００＝完全な殺し、０＝障害なし。 視的等級の平均値 なし　０１２８ 表１０ 選択した処理の新しいシュートの重量（ｇ）新しいシュートの平均重量（ｇ） １００１．０　３２　０．６５　ヱ−６０１７９１６１：２ａ　１．５８　２． １０ １０００１　２５０　０．６３　０．４０　２．４１１２５　０．８０　１．０ ６　２．フ２６４　１．３７　１＋４０　２．９４ ３２　２．４９　Ｌフロ　コ、３７ １６　１２５　２．３５　３．１ なし　１５．１１　１２．９６　１０．１１８実施例１４ ｐＰＡ７１０８で形質転換したＳ、ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ、Ｓ、ｇｒｉｓｅｕｓＳ Ｓ、ａｍｂｏｆａｃｉｅｎｓ、およびＳ、１ｉｖｉｄａｎｓによ■スルホニル尿 素化合物の代謝の実証Ｓ、ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ　ＰＨ２００３、Ｓ、ｇｒｉｓｅ ｕｓ　ＰＨ２００１％Ｓ、ａｍｂｏｆａｃｉｅｎｓ　ＰＨ４００２、およびＳ、 １ｉｖｉｄａｎｓ　Ｊ１１３２６を、プラスミドｐＰＡＴ１０８で形質転換した 。形質転換されたＳ、ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ株ＰＨ３８２６を、１５０ｍ１の胞子 形成ブロス中で５μｇ／ｍｌのチオストレプトンとともに２４時間培養した。形 質転換されたＳ、ｇｒｉｓｅｕｓ株ＰＨ３８３２、および形質転換されたＳ、ａ ｍｂｏｆａｃｆｅｎｓ株ＰＨ３８３４を、１５０ｍ１のトリブチカーゼダイズブ ロス中で５μｇ／ｍ１のチオストレプトンとともに２４時間培養した。形質転換 されたＳ、１ｉｖｉｄａｎｓ株ＰＨ３８２２を、１５０ｍ１のＹＥＭＥブロス中 テ５　ｔｔ　ｇ／ｍ１のチオストレプトンとともに同様に培養した。細胞を収穫 する３時間前に、５０　ｍ　ｌの同一の型の新鮮な培地および５μｇ／ｍｌのチ オストレプトンを各培養物に添加した。培養物の各々からの細胞を遠心により収 穫し、５０ミリモルのＭＯＰＳ、ｐＨ７，２、で２回洗浄し、そして０．２％の グルコースおよび１２０μｇ／ｍｌのスルホニル尿素１０００１を含有する５細 胞体積のＭＯＰＳの中に再懸濁した。細胞懸濁液を３０℃において震盪しながら インキュベーションし、そしてアリコートを０．５．１．２および４時間に取り 出した。各アリコートの上澄み液をＨＰＬＣにより分析し、そしてスルホニル尿 素化合物１０００１およびその代謝物の濃度を決定した。 各化合物の濃度（μモル）を表１１に表す。 表１１ Ｓ、幻ｊＪ設ムは　０．５　２２２　４１　２２ＰＨ３８２６１，０１：］フ　 ｌｏｌ　５Ｂ２．０　１９　１７１　９７ ４・ＯＯ１８９１０７ Ｓ１匹暉ＩｕＯ，５２ｆｌｌ　１１１　９ＰＨ３８３２ＬＯ２３Ｂ　４５　２Ｇ ２．０　１７フ　８２　４６ ４．０　７７　１３Ｂ　＋３０ ５、邸ぬ己ｌム想ｍ　０．５　２９９　６　１ＰＨ３８３４１，０２７８１１６ ２，０２５０２フ　１４ ４．０　１９１　６４　３３ ｓ−ＬニーＪ臘ｏ−５２９４２１ ＰＨ３８２２１，０２８４５３ ２，０２６２１０５ ４，０２３２２５１５ Ｓ、ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ　ＰＨ２００３、Ｓ、ｇｒｉｓｅｕｓ　ＰＨ４００１、 Ｓ、ａｍｂｏｆａｃｉｅｎｓ　ＰＨ４００２、および５１ｉｖｉｄａｎｓ　Ｊ１ １３２６を、プラスミドｐＣ３３２５で形質転換したａｓ、ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ 　ＰＨ３８０９、Ｓ、ｇｒｉｓｅｕｓＰＨ３８１７、Ｓ、ａｍｂｏｆａｃｉｅｎ ｓ　ＰＨ３８１８、およびＳ。 １ｉｖｉｄａｎｓ　ＰＨ３８１６の形質転換された株の細胞を、実施例１４に記 載するように、成長させそして試験し、そしてスルホニル尿素化合物１０００１ およびその代謝物の濃度を決定した。 各化合物の濃度（μモル）を表１２に表す。 表１２ 」Ｌ−一一乏シＭ）エユユ、ニー Ｓ−虹シ兜江ｗ　Ｏ，ｓ　１７５　６４　６ＰＨ３８０９１，０１０８１５５１ ６ ２，００２３６２４ ４，００２３８２５ Ｓ−虹体ｌ認０．５　２２６　３７　３ＰＨ３ａ１７　１．０　１１１１　ツボ 　７２．０　６９　１６フ　１６ ４．０　０　２２０　２３ Ｓ−姐加り埠注囮０．５　２８６　１６　１ＰＨ３１１１８１，０２６５３３３ ４，０１２９Ｄ４　１３ Ｓ、■工Ｊ九■０．５・３３１　１９　１ＰＨ３８１６１，０３３９３６３ ２，０２９９６８ ブ４．０°　２４８　１０３　１１ 実施例１４および１５における結果が示すように、Ｐ４５０ＳＴＪｌおよびＦｅ ５−ＢまたはＰ４５０ＳＵ２およびＦｅ５−Ａの遺伝子を含有する広い範囲の宿 主のプラスミドでストレプトミセスＩｊｌＥ（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙ　ｃ　ｅ　ｓ ）株を形質転換すると、これらの形質転換された株はスルホニル尿素化合物を構 成的に代謝することができる。これらの形質転換された株がスルホニル尿素化合 物の代謝を実施することができる速度は、触媒反応に要求されるＰ４５０に対す る還元性同等体を提供する内因性リダクターゼの能力、および形質転換された株 中のコピーの数に依存する。 実施例１６ Ｐ４５０ＳＵ１またはＰ４５０ＳＵ２の遺伝子を含有するバクテリアによる非ス ルホニル尿素除草剤の代謝 Ｓ、１ｉｖｉｄａｎｓ　Ｃ３７、ｐｃＡＯ２００ｓＵ１−ＦｅＳ−Ｂ＃９で形質 転換したＳ、１ｉｖｒｄａｎｓ、Ｓ、ｇｒｉｓｅｏｌｕｓＡＴＣＣ１１７９６、 ｐＩＪ４２５で形質転換したＳ、ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ　ＰＨ２００３、またはｐ ＣＳ３２５で形質転換したＳ、ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ　ＰＨ２００３で接種した別 々の培養物（５０ｍｌ）を、３０℃において農産しながら１８時間培養した。次 いで、各培養物を２５ｍ１の新鮮な胞子形成ブロスの中に再懸濁し、そして３． ０ｇの除草剤を添加した。Ｓ、ｇｒｊｓｅｏｌｕｓ　ＡＴＣＣ１１７９６の培養 物の場合において、除草剤および３．Ｑｍｇの１０００１を含有する第２培養物 を調製した。各培養物を２４時間再インキュベーションし、次いで培地のアリコ ートを抜き出し、そしてＨＰＬＣにより分析した。除草剤の百分率を決定した。 除草剤の転化率を表１３に表す。表１３の結果が示すように、構成的に発現した Ｐ４５０ＳＵ１を含有するバクテリアは、非スルホニル尿素の除草剤１００１７ ．１００１８、および１００１９を代謝した。さらに、構成的に発現したＰ４５ ０ＳＵ２を含有するバクテリアは、非スルホニル尿素の除草剤１００２０．１０ ０２１．１００１７．１００　’２２、および１００１８を代謝した。 表１３ 転化率 に−ｍ−側にょ□Ｊエユ鐵、ユ。工、ユニよユＳ、肛加凪皿１２　ＮＴ　１　１ 　１１ＴＩＩ　ＯＯＺｏ。 ≦、飢−−皿　３３　訂　３５３０　ＮＴ　８０　Ｇ　ｔｏ。 入ＴＣＣ１１フ９６゜ Ｓ、…剋血皿　１７　０１９５０　ｎ　００　０Ｓ、ムムム韮　１９　２３　４ ７　４２　５６　３５　０　５６？Ｃ入０２００ ５υ１−ｒｅｓ−２１１９ Ｓ、９ツ一り履ｊＩ≧１１Ｌ１フ７６０１００Ｎ？＆１００ＰＲ２００３ｐＸＪ ４Ｚｓ ５．９ＬＩＩにａｌｌ　８９　９３　９８　９６　７２　９　ＷＴｋ　Ｚｏ。 零ＮＴ＝試験せず 実施例１７ １００１４に対する類似体の代謝−Ｐ４５０ＳＵ１による植物毒性代謝物の形成 Ｓ、ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ　ＡＴＣＣ１１７９６を胞子形成ブロス（５０ｍｌ）中 で３０℃において農産しながら１７時間培養した。次いで、各培養物を２５ｍ１ の新鮮な胞子形成ブロスの中に再懸濁し、３．０ｍｇのスルホニル尿素を添加し 、そして培養物を４日間再インキコベーションした。次いで、培地のアリコート をＨＰＬＣにより分析した。１００１５の代謝により形成したそれに対する試験 代謝物の保持時間および紫外線スペクトルの類似性に基づいて、１００１４の形 成を測定した。 スルホニル尿素の１００１４への転化率を表１４に表す。表１４の結果が示すよ うに、Ｐ４５０ＳＵｌは非植物毒性のスルホニル尿素１００１５．１００２４． １００２６．１００２７および１００２８を代謝して植物毒性１００１４を生成 した。 嚢１４− スルホニル尿素　Ｎ−置換　１００１４への転化％１００２９−ＣＨ３０ １０１００２９−ＣＨ３０１０ ０２４−Ｃ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３（１０１０００４−ＣＭ２ＣＭ２ＣＨ２ＣＨ３ ０１００１５−ＣＨ（ＣＨ３）２　１００１００３０−ＣＭ２Ｃ）ｌ（Ｃ１００ １００３０−Ｃ−ｂｅｎｚｙｌ　’　５０ １００２Ｂ−ＣＭ２Ｃ）（＝ＣＨ２２７１００３１−ＣＯＣＨ３０ １００２６−ＣＯＣＨ３０１８ １００３２−ＣＨ２Ｓｉ（ＣＨ３）３０実施例１８ Ｓ、ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ　ＡＴＣＣ１１７９Ｓ、ｌ１ｖｉｄａｎｓｐｃＡＯ２０ ０、Ｓ、ｌ１ｖｉｄａｎｓ　ｐＣＡ○２００−＃９−８Ｕｌ−ＦｅＳ−Ｂまたは Ｓ、１ｉｖｉｄａｎｓ　ｐｃＡＯ２００−＃１２−８ＵＩの１リツトルの培養物 を、 培養物が成長の後期の対数期になりかつ６００　ｎＭの波長における分光光度計 の吸収を１．０〜１．３の間にあるまで、Ｙ　Ｅ　Ｍ　Ｅ培地（Ｓ、ｇｒｉｓｅ ｏｌｕｓ培養物のための胞子形成ブロス）中で３０℃において成長させた。トマ トの実生（Ｌｙｓｏｐｅｒｓｉｃｏｎ　ｅｓｃｕｌｅｎｔｕｍ　ｃｖ、ｒＰｉｘ ｉｅＪ）を土不含の培地の中に直接接種した。 オアシス・ウエッジズ（Ｏａｓ　ｉｓ　ＷｅｄｇｅｓＲ）（Ｓｍｉ　ｔｈｅｒｓ −Ｏａｓｉｓ、オハイオ州ケント）　、５００ｐｐｍのベーターズ（Ｐｅｔｅｓ ’　Ｒ）（２０：１９：１８）肥料を供給した：および３００ｐｐｍの鉄を毎週 添加した。トマト植物が発育するとき、根はオアシス・ウエッジズ（Ｏａｓｉｓ 　Ｗｅｄｇｅｓ”）を通して分岐した。トマト植物は、それらが４インチの高さ になったとき、次のようにしてポットに移植した。 ５インチの標準の丸いポット（孔をもたない）をサツサフラス・サンデイイ８０ −ム（Ｓａｓｓａｆｒａｓ　５ａｎｄｙ　ｌｏａｍ）（ｐＨ６，７，０，８％　 ＯＭ）およびオアシス・キュラブ（Ｏａｓｉｓ　ｃｕｂｅ）を充填し、次いでク ラシック（Ｃ１ａｓｓｉｃＲ）（１０００１）２５ＤＦ　（１６，３２，６４， １２５または２５０ｇの活性成分／ヘクタール［ｇ　ａｉ／ｈａ］）またはオウ スト（Ｏｕ　ｓ　ｔＲ）　７５ＤＦ（４，８，１６，３２および６４ｇ　ａｉ／ ｈａの割合）、両者の除草剤はイー・アイ・デュポン社、プラウエア州つイルミ ントン、で発芽前処理した。次いで、オアシス・キュラブを除去し、そして前述 の培養物Ｓ、ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ　ＡＴＣＣ１１７９６（処理Ａ）、Ｓ、ｌ１ｖ ｉｄａｎｓ　ｐｃＡＯ２００（処理Ｂ）、Ｓ、１ｉｖｉｄａｎｓ　ｐＣＡＯ２０ ０−＃９−３ＵＩ−ＦｅＳ−Ｂ　（処理Ｃ）　、Ｓ、Ｉ　１ｖｉｄａｎｓ　ｐｃ 、ＡＯ２００−＃１２−８ＵＩ　（処理Ｄ）の中にまたは水（処理Ｅ）の中に浸 漬した移植トマトで置換した。５つの移植植物を各適用割合で各処理について試 験した。ポットを温室のベンチ上に２２日間配置し、そして毎日水をやり、次い で植物の新しいシュートの重量を決定した。これらの処理を受けた植物および対 照をまた検査した。ノくクチリアの培養物で処理した植物、土およびポットを二 重の袋に入れ、そして焼却により廃棄した。 移植後２２日に決定した移植植物についての新しいシュートの重量を表１５に示 す。新しい重量を比較すると、処理Ｃ（Ｓ、１ｉｖｉｄａｎｓ−＃９−８ＵＩ− ＦｅＳ−Ｂ）による安全化は明瞭である（Ｐｍ２Ｏ３）。処理Ｃは、水の対照（ 処理Ｅ）より、３２．６４および１２５ｇ　ａｉ／ｈａの１０００１の割合で、 および１６および３２ｇ　ａｉ／　ｈ　ａの１００１０の割合で、有意に大きい 新しい重量を可能とした。 これらの除草剤の適用割合において、処理Ｃは処理Ａ、ＢおよびＤより大きい安 全化を同様によく与え、これは安全化を最良にするためにはＦｅ５−Ｂをエンコ ードするＤＮＡを含める必要性を実証した。処理Ｃ（Ｓ、１ｉｖｉｄａｎｓ　ｐ ｃＡＯ２００−＃９−５ＵＩ−ＦｅＳ−Ｂ）におけるトマトの新しいシュートの 重量は、３２．６４および１２５ｇａｉ／ｈａの１０００１または１６および３ ２ｇ　ａｉ／ｈａの１００１０をもつ土の中に植えたとき、他の処理からのもの よりほぼ２〜３倍大きかった。 他の除草剤の処理を受けた植物からのシュートの重量の間の差は、水で処理した ものと有意に異ならなかった。 ５つの処理のいずれかで処理した植物の根糸の視的検査は、植物が除草剤を受け なかったとき、障害の徴候を示さなかった。植物を除草剤で処理したとき、すべ てはスルホニル尿素との接触から生ずるものに典型的な損傷をもつ根（発育を止 めた一次の根、発育が劣った二次の根）を有した。これが指摘するように、チト クロムＰ４５０ＳＵｌおよびＦｅ５−Ｂの遺伝子を発現するＳ、１ｉｖｉｄａｎ ｓは移植したキュラブ内の除草剤のレベルを減少することができるが、Ｓ、Ｉ　 １ｖｉｄａｎｓは多分移植植物の根をコロニー化しなかったので、根が処理した 土と直接接触するようになったとき、損傷はなお起こった。 表１５ 割合　処理＊＊ 」鏝ＩＬ−１」−ｍｌ　・ １０００１　１６　０．８８　０．６フ　１．６３　０．６２　Ｌ６７（０，１ ６）　（０，０９１＋０．１８）　（０，１３１＋０．４８）１０　３２　ｏ、 ｆ＊　°０．４フ　１．６２．　０−１１２　１．０７（０，２０１＋０．０５ １　（０，１５１＋０．１９＋　（０，２５）６４　０．２１　０．５３　１． ２４　０．４７　０．４６（０，０４（０，０７）　ｔｏ、０８）　（０，０４ １＋０．１６＋１２５　０．４９　０４８　１．０１　０．３５　０．２３１５ ｔｏ、１３１ｔｏ、１１１ｆ０．２９＋（０，０５１＋０．０２１１５０　０． ４４　０．２５　０．５５　０．２６　０．２１）（０，１２）　（０，０）） 　（０，２４）　（０，０３）　（０，０４）１００１０　４　１．１６　０． フ３　０．８８　０．８１１　２．００Ｔ０．１１１　＋０．１４）　＋０．１ ２１　＋０．２７１　＋０．２４１２０　ｓ　０．５ｇ　０．６９　１．０２　 ０．７５　０．６５（０，１７＋（０，，１３）（０，３２）（０，１５）（Ｏ ｊ２）】６　ｏ、コ２　０．６５　０．９ｇ　０．５６　０．３９（０，０６（ ０，１５）　（０，１３１＋０．１１１　ｔｏ、２５＋３２　０．３３　０．４ ２　１．０１　０．６２　０．２１１２５　＋０．０３　＋０．０９１　（０， １５＋　＋０．１０１　（０，０４１６４０，３００Ｊ９　０．４６　０．２９ 　０．３４（０，０６ン（０，１２）　（０，１４１（０，０５）　Ｔｏ、０９ ）なし　−−−１４，１４９，７３１４，２５１６，４０２３，７−３（０，４ ４１（１，９０１Ｆ２．５６１　＋２．９１）　（４，７０）実施例１９ 植物の形質転換のためのＰ４５０ＳＵｌおよびＦｅ５−Ｂの解読配列をもつプラ スミドの操作 配列をチトクロムＰ４５０ＳＵ１およびＦｅ５−Ｂの解読配列の５゜末端および ３′末端に付加して、植物中でチトクロムＰ４５０ＳＵ１およびＦｅ５−Ｂの転 写および翻訳を実施しなくてはならない。下に記載する１０のプラスミドにおい て、われわれはそのように実施した。これらの１０プラスミドの一般記載をまず 与え、次いでこれらのプラスミドの作る方法を詳細に説明する。 Ａ、Ｆｅ５−Ｂを含むか、あるいは含まないチトクロムＰ４５０ＳＵ１の細胞質 の発現のためのプラスミド カリフラワーのモザイク病ウィルス３５Ｓおよびペチュニアのクロロフィルａ／ ｂ結合性タンパク質ｒｃａｂ２２ＬＪ　［／’−プスター（Ｈａｒｐｓｔｅｒ） ら、モレキュラー・アンド・ジェネラル・ジエネテイツク７．（Ｍｏ　］、Ｇｅ ｎ、Ｇｅｎｅ　ｔ、）２２１　＋１８２−１９０　（１９８８）、ここに引用に よって加える］からの５′−未翻訳領域をもつＢ４５０　Ｓ　Ｕ　ｌ解読配列を 、Ｐ４５０ＳＵｉ解読配列の上流に、含有するプラスミド、ｐｓＵ１’７、を調 製した。ペチュニアからのりブロースビスホスフェートカルボキシラーゼ（ＳＳ Ｕ）遺伝子ｒｓｓＵ３０１Ｊ　［ディージ（Ｄ　ｅ　ａ　ｎ）ら、モレキュラー ・アンド・ジェネラル・ンエネテイック７．（Ｍｏ　１．Ｇｅｎ、Ｇｅｎｅ　ｔ 、）２０６　：　４６５−４７４　（１９８７）］の小さいサブユニットからの ３゛−未翻訳領域を、Ｐ４５０ＳＵＩ解読配列の下流に配置した。Ｅ、ｃｏｌｉ 中の増殖のために、ｐＳＵ１７はプラスミドｐＵｃ１１８の配列を含有した。ｐ 　Ｓ　Ｕ　１７の線図を第１０Ａ図に示す。構成体ｐｓＵ１７は、植物細胞の中 に導入したとき、細胞質中でチトクロムＰ４５０ＳＵ１を発現した。 プラスミドは、反対方向の転写を促進する２つの隣接するカリフラワーのモザイ ク病ウィルス（Ｃａ　Ｍ、　Ｖ　）　３５　Ｓプロモーター、およびペチュニア からのりブロースビスホスフェートカルボキシラーゼ（ＳＳＵ）の小さいサブユ ニットの５゛　−未翻訳領域を含有して、植物の細胞質中でチトクロムＰ４５０ ＳＵ１およびＦｅ５−Ｂを構成的に発現する。両者の遺伝子の発現に使用した３ ゛　−未翻訳領域は、アグロバクテリウム・ツメファシェンス（Ａｇｒｏｂａｃ ｉ、ｅｒｉｕｍｔｕｍｅｆａｃｉｅｎＳ）のＴ　−Ｄ　Ｎ　Ａから誘導したナパ リンノンセターゼ（ｎｏｓ）のための遺伝子であるしデピッカー（Ｄｅｐｉｃｋ ｅｒ）ら、ジャーナル・オブ・モレキュラー・アンド・アプライド・ンエネテイ クス（Ｊ、Ｍｏｌ。 Ａｐｐｌ、Ｇｅｎｅｔ、）１　５６１−５７３　（１９８２）］ｏ　ｐＳＵＦｅ ｌの線図を第１５Ａ図に示す。 Ｂ１　植物細胞の葉緑体の中へのチトクロムＰ４５０ＳＵｌまたはＦｅ５−Ｂの 輸送を促進できるペプチドをさらに含有するチトクロムＰ４５０ＳＵ１および／ またはＦｅ５−Ｂのタンパク質をエンコードするプラスミド 植物の葉緑体中でチトクロムＰ　４５０　Ｓ　Ｕ　１またはＦｅ５−Ｂのタンパ ク質を発現するために、トランシットペプチドの配列の解読領域およびある場合 においてタンパク質をエンコードする遺伝子の成熟解読配列の一部分を植物の葉 緑体の中に通常移入した。通常移入されたタンパク質のための遺伝子は、両者と もペチュニアからのりブロースビスホスフェートカルボキンラーゼ（ＳＳＵ）お よびクロロフィルａ／ｂ結合性タンパク質（Ｃａ　ｂ）のためのものであった。 葉緑体の中に輸送されるとき通常除去されるアミノ末端のアミノ酸配列をＰ４５ ０ＳＵ１解読配列にのみ付加するプラスミド、および通常除去されるペプチドお よび成熟した輸送された調製の２７までのアミノ酸をＰ４５０ＳＵｌ解読配列に 付加するプラスミドを構成した。Ｆｅ５−Ｂ解読配列をさらに含有するプラスミ ドは、葉緑体の中に輸送するとき、通常除去されるペプチドをエンコードするＤ ＮＡ配列のみを付加した。 Ｌ　ｐＳＳＵ−３ＵＩＦ。このプラスミドを調製し、そしてこれはＢ４５０　Ｓ 　Ｕ　ｌ解読配列のＮＨ２−末端上に付加された、ペチュニアからのＳ　ＳＵ３ ０１遺伝子［ディージ（Ｄｅａｎ）ら、モレキュラー・アンド・ジェネラル・ジ ェネティックス（Ｍｏ１．Ｇｅｎ、Ｇｅｎｅｔ、）２０６　：　４６５−４７４ （１９８７）、ここに引用によって加えるコ　（５７アミノ酸の葉緑体のトラン シットペプチドおよび成熟５ＳＵ３０１の１２アミノ酸コの最初の６９アミノ酸 をエンコードするＤＮＡを含有した。５ＳＵ３０１プラスミドおよびＳ　Ｓ　Ｕ 　３０　］、遺伝子の５°および３′−未翻訳配列［ディージ（Ｄｅａｎ）ら、 モレキュラー・アンド・ジェネラル・ジェネティックス（Ｍｏ　１．Ｇｅｎ、Ｇ ｅｎｅ　ｔ、）２０６　：４６５−４７４　（１９８７）］は、植物中のこのタ ンパク質の発現のための転写および翻訳を提供した。Ｅ、ｃｏｌｉ中の増殖のた めに、ｐＳＳＵ−８ＵＩＩはプラスミドｐＵｃ１１８はプラスミドｐＵｃ１１８ の配列を包含した。ｐｓｓＵ−８ＵＩＩの線図を第１．ＯＢ図に示す。 ２、ｐＳＳＵ−８Ｕ１２゜このプラスミドはｐＳＳＵ−８ＵＩＩど同様に調製し たが、ただしそれはＰ４５０ＳＵｌのアミノ末端上に付加されたペチュニア５Ｓ Ｕ３０１遺伝子の５７アミノ酸の葉緑体のトランンットベブチドをエンコードす るＤＮＡのみを含有した。ｐＳＳＵ−３ＵＩ２の線図を第１０Ｃ図に示す。 ３、ｐＣａｂ−８Ｕ１３゜チトクロムＰ４５０ＳＵｌのＮＨ２−末端上に付加さ れたペチュニアのＣａｂ２２Ｌ遺伝子［ヅンスムイア（ＤｕｎｓｍｕｉｒＬ核酸 の研究（Ｎｕｃｌｅｉｃ　Ａｃ１ｄｓ　Ｒｅｓ、）１３：２５０３−２５１８　 （１９８５）、ここに引用によって加える］（葉緑体のトランシットペプチドの ３４アミノ酸および成熟Ｃａｂ２２Ｌタンパク質の２７アミノ酸）の最初の６１ アミノ酸をエンコードするＤＮＡを含有する、このプラスミドを調製した。ペチ ュニアＣａｂ２２Ｌ遺伝子のプロモーターおよび５°−未翻訳領域［ギドニ（Ｇ ｉｄｏｎｉ）ら、モレキュラー・アンド・ジェネラル・ジェ不ティックス（Ｍ。 １、　Ｇｅｎ、　Ｇｅｎｅ　ｔ、　）　２１１　：　５０７−５１４　（１９８ ８）　、ここに引用によりて加える］およびペチュニア５ＳＵ３０１遺伝子の３ ゜−未翻訳領域は、植物細胞中の発現のための転写および翻訳のシグナルを提供 した。Ｅ、ｃｏｌｉ中の増殖のために、ｐＣａｂ−８Ｕ１３はプラスミドｐＵｃ １１８を包含した。ｐＣａｂ−８Ｕ１３の線図を第１０Ｆ図に示す。 ４、ｐＣａｂ−８ＵＩＩ。このプラスミドはｐＣａｂ−８Ｕ１３に類似するが、 ただしそれはチトクロムＰ４５０ＳＵ１のＮＨ２−末端上に付加されたペチュニ アＣａｂ２２Ｌ遺伝子［ヅンスムイア（Ｄｕｎｓｍｕｉｒ）、核酸の研究（Ｎｕ ｃｌｅｉｃ　Ａｃ１ｄｓ　Ｒｅｓ、）１３：２５０３−２５１８（１９８５）］ 　（葉緑体のトランシットペプチドの３４アミノ酸および成熟Ｃａｂ２２Ｌタン パク質の１４アミノ酸）の最初の４８アミノ酸をエンコードするＤＮＡを含有す る。このプラスミドはｐＣａｂ−３Ｕ１３から部位特異的突然変異誘発により調 製することができ、ここでｐＣａｂ−８Ｕ１３の中に見いだされるＣａｂ２２Ｌ タンパク質の１３の追加のアミノ酸をエンコードする３９ヌクレオチドを当業者 によく知られている方法によりプラスミドから除去し［クンケル（Ｋｕｎｋｅ　 ］）　、Ｔ、Ａ　ら、プロン−ディンゲス・オフ・ナショナル・アカデミ−・オ フ・サイエンシズ（Ｐ＋・ｏｃ、Ｎａｔ　ｉ、Ａｃａｄ、Ｓｃ　ｉ、）ＵＳＡ、 ８２　：　４８８−４９２　（１９８５）コこの区域をスパニングするＤＮＡ配 列は、次の通りであることを知る。 ａｌｙ１９−ＰｒＯ２０・＾’Ｐ２１−　Ａｒｑｚ２−　Ｖａ１２３−　ＬＹ＄ ｚ４−τＹｒｚｓ−Ｐｈ５２６−ＧＧＣＡＣＴ　ＡＣＴ　ＧＡＹ　ＡＣＣＧＣＣ ｐＣａｂ−８ＵＩＩの線図を第１０Ｄ図に示す。 ５、ｐＣａｂ−３Ｕ１２゜このプラスミドはｐＣａｂ−３Ｕ１３に類似するが、 ただしそれはチトクロムＰ４５０ＳＵ１のＮＨ２−末端上に付加されたペチュニ アＣａｂ２２Ｌ遺伝子［ヅンスムイア（Ｄｕｎｓｍｕｉｒ）、核酸の研究（Ｎｕ ｃｌｅｉｃ　Ａｃ１ｄｓ　Ｒｅｓ、）１３・２５０３−２５１８　（１９８５） ］　（葉緑体のトランシットペプチドの３４アミノ酸および成熟Ｃａｂ２２Ｌタ ンパク質の１９アミノ酸）の最初の５３アミノ酸をエンコードするＤＮＡを含有 する。このプラスミドはｐＣａｂ−８Ｕ１３から部位特異的突然変異誘発により 調製することができ、ここでｐＣａｂ−８Ｕ１３の中に見いだされるＣａｂ２２ Ｌタンパク質の８の追加のアミノ酸をエンコードする２４ヌクレオチドを当業者 によく知られている方法によりプラスミドから除去し［クンケル（Ｋｕｎｋｅ　 ｌ）　、Ｔ、Ａ、ら、プロシーディンゲス・オフ・ナショナル・アカデミ−・オ フ・サイエンシズ（Ｐｒｏｃ、Ｎａｔ　１．ＡｃａｃｌＳｃ　ｉ、）ＵＳＡ、８ ２　：　４８８−４９２　（１９８５）コこの区域をスパニングするＤＮＡ配列 は上に示したものであることを知る。ｐＣａｂ−８Ｕ１３の線図を第１０Ｅ図に 示す。 ６、プラスミドｐ　ＳＵＦ　ｅ　２は、反対方向の転写を指令する２つの隣接す るＣａＭＶ　３５ＳプロモーターならびにペチュニアからのＳＳＵの５′−未翻 訳領域からの６０ｂｐの領域を含有する。しかしながら、チトクロムＰ４５０Ｓ ＵｌおよびＦｅ５−Ｂ解読配列は、各解読配列の開始に付加された５７アミノ酸 の葉緑体のトランシットペプチドをエンコードする配列を有する。Ｆｅ５−Ｂ遺 伝子はｎｏｓ３”　−未翻訳配列を含有するが、Ｐ４５０ＳＵｌ遺伝子はペチュ ニアＳＳＵの３“−未翻訳配列を含有する。この構成体はチトクロムＰ４５０Ｓ ＵｌおよびＦｅ５−Ｂを構成的に発現し、そしてそれらの生ずるタンパク質を植 物の葉緑体またはプラスチドにターゲツティングし、葉緑体の中に入りそしてト ランシットペプチドをプロセシングすると、成熟Ｐ４５０ＳＵ１またはＦｅ５− Ｂタンパク質は追加の配列をもたないで存在するであろう。 ｐ　ＳＵＦ　ｅ　２の線図を第１５Ｂ図に示す。 ７、プラスミドｐＳＵＦｅ３は、反対方向の転写を指令する２つの隣接するペチ ュニアからのＳＳＵプロモーターを含有する。これらの２つのプロモーターは、 各解読配列の開始に付加されたＳＳＵからの５７アミノ酸の葉緑体のトランシッ トペプチドをエンコードする配列を有した、チトクロムＰ４５０ＳＵ１およびＦ ｅ５−Ｂ解読配列を発現する。Ｆｅ５−Ｂ遺伝子はｎｏｓ３’　−未翻訳配列を 含有するが、Ｐ４５０ＳＵ１遺伝子はペチュニアＳＳＵの３°　−未翻訳配列を 含有する。この構成体は光依存的方式でチトクロムＰ４５０ＳＵ１およびＦｅ５ −Ｂを構成的に発現する。２つのタンパク質は、また、葉緑体にターゲツティン グされ、ここで、トランシットペプチドのタンパク質分解的切断後、それらは付 加される追加の配列をもたないで存在する。ｐＳＵＦｅ３の線図を第］、５Ｃ図 に示す。 ８、プラスミドｐ　ＳＵＦ　ｅ　４はｐＳＵＦｅ３に類似するが、ただし２つの ＳＳＵプロモーターが互いに隣接する代わりに、ｎｏｓ３’　−未翻訳配列およ びペチュニア５ＳＵ３’　−未翻訳配列は互いに隣接して存在する。２つのプラ スミドの成分のすべてはそれ以外は同一である。ｐＳＵＦｅ４の線図を第１５Ｄ 図に示す。 前述の７つのプラスミド、すなわち、細胞質の発現のための２つおよび葉緑体の 発現のための５つは、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション（Ａｍｅ ｒｉｃａｎ　Ｔｙｐｅ　Ｃｕ１ｔｕｒｅ　Ｃｏ１１ｅｃｔｉｏｎ）に次の受け入 れ番号で受託された。ｐＣａｂ−８ＵＩＩおよびｐＣａｂ−８Ｕ１２はｐＣａｂ −３Ｕ１３から、当業者により前述したように、作ることができる。ｐＳＵＦｅ ４はｐＳＵＦｅ３から、当業者により、後述するように作ることができる。 Ｐ４５０ＳＵ１構成体　ＡＴＣＣ受は入れ番号ｐｓＵ１７　６７９９５ ｐＳＳＵ−ＳＵＩＩ　６７９９４ ｐＳＳＵ−８Ｕ１２　６７９９３ ｐＣａｂ−８Ｕ１３　６７９９２ ５ＵＦｅ３ １、　ｐｓＵ１７の構成体。フローダイヤグラムは第１７Ａ図〜第１７Ｄ図に示 されている。 チトクロムＰ４５０ＳＵ］およびＦｅ５−Ｂの遺伝子の配列決定において使用し たプラスミドは、エクソヌクレアーゼＩＩＩ欠失法［ヘニコッ７　（Ｈｅｎ　１ ｋｏｆ　ｆ）　、遺伝子（Ｇｅｎｅ）２８　＋　３５１−３５９．１９８４］に より、これらの遺伝子を含有する２、４ｋｄのＢａｍＨＩＤ　Ｎ　Ａ断片のいず れかの末端から誘導した。これらのプラスミドの１つ、ｐｓＵ１２−１．８は、 Ｐ４５０ＳＵ１のための翻訳停止コドンから６ｇｐ下流のエンドポイントを有し たが、チトクロムＰ４５０ＳＵ］のための全体の解読配列をなお含有する。この プラスミド、ｐｓＵ１２−１．８、を最初に使用して、植物細胞中でＰ４５０Ｓ ＵＩタンパク質を発現するＤＮＡ構成体を発生した。Ｐ４５０ＳＵｌ解読配列の ３°末端へ配列を付加することは、植物中の翻訳のために必要である。ｐＳＵ１ ２−１．８をＨｉｎｄＩＩＩで消化し、そしてその部位をＤＮＡポリメラーゼＩ のクレノー断片を使用してフィルインした［マニアチス（Ｍａｎｉａｔｉｓ）ら 、分子クローニング：実験室のマニュアル（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｃｌｏｎｉｎ ｇ：Ａ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　Ｍａｎｕａｌ）、コールド・スプリング・ハー バ−・プレス（Ｃｏｌｄ　Ｓｐｒｉｎｇ　Ｈａｒｂｏｒ　Ｐｒｅｓｓ）、コール ドスプリング＋／Ｘ−バー（Ｃｏ！ｄ　Ｓｐｒｉｎｇ　Ｈａｒｂｏｒ）、ニュー ヨーク（１９８２）コ。このプラスミドをＥｃｏＲＩで切断し、そしてほぼ１． 　３ｋｇのＥｃｏＲＩ−平滑末端のＤＮＡ断片を含有するＰ４５０ＳＵ１解読配 列をＥｃｏＲＩ−Ｉ−Ｉｉｎｃ　Ｉ　Ｉ切断したｐＵｃｌ、１８＋７１中にサブ クローニングしてｐｓＵ１４を作る。５ＳＵ３０１遺伝子からの３′　−未翻訳 配列（ペチュニアからのりブロースビスホスフェートカルボキノラーゼ［ＳＳＵ ］の小さいサブユニットをエンコードする）を、次のようにして、Ｐ４５０ＳＵ ｌ解読配列の３′末端に融合した。ｐｓｓＵ３０３３、ＳＳＵのための翻訳停止 のＴＧＡ停止コドンにおいてＢｇｌＩＩ部位をもつ配列遺伝子を含有するプラス ミド［Ｃディーン（［）　ｅ　ａ　ｎ）ら、植物細胞（Ｔｈｅ　Ｐｌａｎｔ　Ｃ ｅ１ｌ）１＋２０１−２０８　（１９８９）］をＢｇｌｌＮで切断し、そしてＤ ＮＡポリメラーゼエのクレノー断片で平滑末端とし［マニアチス（Ｍａｎ　ｉ　 ａ　ｔ　ｉ　ｓ）ら、分子クローニング：実験室のマニュアル（Ｍｏｌｅｃｕｌ ａｒ　ＣｌｏｎｉｎｇＡ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　Ｍａｎｕａ、ｌ）、：ｌ−ル ド・スプリング・ハーバ−・プレス（Ｃｏｌｄ　Ｓｐｒｉｎｇ　Ｈａｒｂｏｒ　 ＰｒｅｓＳ）、コールド・スプリング１バ−バー（Ｃｏｌｄ　Ｓｐｒｉｎｇ　Ｈ ａｒｂｏｒ）、ニューヨーク（１９８２）１次いでＢａｍＨＴで切断した。生ず る５ＳＵ３０１の３゛末端を含有する１、４５ｋｂの平滑末端−ＢａｍＨＩ　Ｄ ＮＡ断片をＢａｍＨＩ−Ｈｉｎｃ　Ｉ　Ｉ切断ｐＵＣ１１８の中にサブクローニ ングし、そして生ずるプラスミドをｐｓｓＵ３０４０と呼んだ。１、ｐｓＵ１４ からのＰ４５０ＳＵ１解読配列（１３ｋｂのＥｃｏＲＩ−ＰｓｔＩ　ＤＮＡ断片 ）、２．５ＳＬ１３０１遺伝子からの１．４５ｋｂのＰｓｔｌ−ＢａｍＨＩ　Ｄ ＮＡ断片）および３、ＢａｍＨＩ−ＥｃｏＲ，Ｉ切断したｐＵＣ１１８から成る ３つの成分の結合を実施して［マニアチス（Ｍａｎｉａｔｉｓ）ら、分子クロー ニング実験室の７−１−ｘアル（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ａ　Ｌ ａｂｏｒａｔｏｒｙ　Ｍａｎｕａｌ）、コールド・スプリング１バー／＼−善プ レス（Ｃｏｌｄ　Ｓｐｒｉｎｇ　Ｈａｒｂｏｒ　Ｐｒｅｓｓ）、′コールド・ス プリング１バーバ−（Ｃｏｌｄ　Ｓｐｒｉｎｇ　Ｈａｒｂｏｒ）、ニューヨーク （１９８２）３　ｐｓＵ１５を作った。試験管内突然変異誘発［クンケル（Ｋｕ ｎｋｅ　ｌ）　、Ｔ、Ａ、ＰＮＡＳ　８２　：　４８８−４９２　（１９８５） コによりｐｓＵ１５中のＰ４５０ＳＵｌのために、５ｃａＩ部位をＡ　Ｔ　Ｇ開 始コドンに導入してｐｓＵ１６を作った。これはＰ４５０ＳＵｌ　ｒカッセット 」を作り、これをそれ以上の構成において使用して、植物中でＰ４５０ＳＵｌ遺 伝子を発現した。カリフラワー・のモザイク病つ、プレス（ＣａＭＶ）３５Ｓプ ロモーターおよびペチュニアのクロロフィルａ／ｂ結合性タンパク質遺伝子ｒｃ ａｂ２２１−Ｊから５“　−未翻訳領域［）１−プスター（Ｈａｒｐｓ　ｔ　ｅ 　ｒ）ら、モレキュラー・アンド・ンエネラル・ンエネテイソクス（Ｍｏｌｅｃ ｕｌａｒ　ａｎｄ　Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｇｅｎｅｔｉｃｓ）２１２・１８２−１９ ０．１９８８］を含有するプラスミド、ｐ３５Ｓ（Ｊ）：　Ｃａｂ２２Ｌ−ＣＨ ，を使用して、植物中のＰ４５０ＳＵ１の発現のためのプロモーターを得た。ｐ ３５ｓ　（Ｊ）　・Ｃａｂ２２Ｌ−ＣＨからの１，２ｋｂのＥｃｏＲＩ−Ｎｃｏ ｌ　（ＤＮＡポリメラーゼ■のクレノー断片で平滑末端とした［マニアチス（Ｍ ａｎ　ｉ　ａ　ｔ　ｉ　ｓ）ら、分子クローニング　実験室のマニュアル（Ｍｏ ｌｅｃｕｌａｒ　Ｃ１゜ｎｉｎｇ：Ａ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　Ｍａｎｕａｌ） 、：＋−／レド・スプリング’ハ　）Ｓ−＋プレス（Ｃｏｌｄ　Ｓｐｒｉｎｇ　 ＨａｒｂｏｒＰｒｅｓｓ）、コールド・スプリング、　／＼−／＜　−（ＣＯ１ ｄ　Ｓ　Ｔ）　ｒｉｎｇ　Ｈａｒｂｏｒ）、ニューヨーク（１９８２）］を、５ ｃａｒ　（平滑末端）−ＥｃｏＲ＋切断ｐｓＵ１６に結合して、ｐｓＵ１７を作 った。 ｐ３５Ｓ　（Ｊ）：Ｃａｂ２２Ｌ−ＣＨからのフィルインＮｃｏｌ部位およびｐ ｓＵ１７からのＳｅａ　Ｉ部位をこの構成体中で一緒に融合したとき、チトクロ ムＰ４５０ＳＵ１のためのＡＴＧ開始コドンが再生された。 この構成体、ｐＳＵ１７、は、植物の中に導入したとき、植物細胞の細胞質中で チトクロムＰ４５０ＳＵ１を発現した。 第１７Ａ図〜第１７Ｄ図において、次の工程を矢印における文字で表示した： 第１．７Ａ図について 、へ　１）ＨｉｎｄｌＩＩの切断およびクレノーを使用するフィルインＢ　２） ＥｃｏＲＩの切断 第１７Ｂ図について゛ ＣＥｃｏＲＩ＋Ｐｓｔｌの切断 Ｄ　ＢａｍＨＩ＋ＥｃｏＲＩの切断 Ｅ　ＢａｍＨＩ＋ＰｓｔＩの切断 Ｆ　３成分の結合 第１７Ｃ図について： Ｇ　１）Ｂｇ］ＩＩおよびクレノーを使用するフィルイン２）ＢａｍＨＩの切断 ＨＢａｍＨＩ＋ＨｉｎｃＩＩ ■　結合 第１７Ｄ図について： Ｊ　Ｐ４５０ＳＵ１のＡＴＧ開始部位→Ｓｃａ　Ｉ部位の部位特異的突然変異 Ｋ　１）Ｓｃａｌ ２）ＥｃｏＲＩの切断 Ｌ　１）ＮｃｏＩの切断およびクレノーを使用するフィルイン２）ＥｃｏＲＩの 切断 Ｍ　結合 ２、　プラスミドｐｓＵＦｅｌの構成。フローダイヤグラムを第１８Ａ図〜第１ ８Ｄ図に示す。 チトクロムＰ４５０ＳＵｌおよびＦｅ５−Ｂのための遺伝子の配列決定において 使用したプラスミドは、エクソヌクレアーゼＩＩＩ欠失法［ヘニコソフ（Ｈｅｎ 　１ｋｏｆ　ｆ）　、遺伝子（Ｇｅｎｅ）２８　：　３５１−３５９．１９８４ ］により、これらの遺伝子を含有する２、４ｋｄのＢａｍＨＩ　ＤＮＡ断片のい ずれかの末端から誘導した。これらのプラスミドの１つ、ｐｓＵ１２−２．０４ は、Ｆｅ５−Ｂの停止コドンの数塩基対下流のエンドポイントを有した。部位特 異的突然変異誘発［クンケル（Ｋｕｎｋｅｌ）、Ｔ、Ａ、ＰＮＡＳ　８２：４８ ８−４９２　（１９８５）］により、５ｃａＩ部位をＡＴＧ開始コドンに導入し て、ｐＦｅＳＢ−１，０２を作りそして Ｍｅｔ　Ｔｈｒ　１ｌｅｔ　Ｔｈｒ　Ｍｅｔからの翻訳開始部位で配列を変化し た。ｐＦｅＳＢ−１，０２からのＦｅ５−Ｂ解読配列を含有する、０．２４ｋｇ の５ｃａｒ−ＸｂａＩ断片をＮｃｏＩ切断したｐ２９５９３の中にクローニング し、末端をＤＮＡポリメラーゼＩのクレノー断片［マニアチス（Ｍａｎ　ｉ　ａ 　ｔ　ｉ　ｓ）ら、分子クローニング：実験室のマニュアル（Ｍｏｌｅｃｕｌａ ｒ　Ｃ１゜ｎｉｎｇ：Ａ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　Ｍａｎｕａｌ）、＝１−ルド ―スプリング・ハーバ−・プレス（Ｃｏｌｄ　Ｓｐｒｉｎｇ　ＨａｒｂｏｒＰｒ ｅｓＳ）、コールド・スプリングＨハーバ−（Ｃｏｌｄ　Ｓｐｒｉｎｇ　Ｈａｒ ｂｏｒ）、＝ニーヨーク（１９８２）］でフィルインし、次いでＸｂａＩでサブ カットして、ｐＦｅＳＢ−３を作った。ｐ２９５９３からのフィルインしたＮｃ ｏＩ部位はＦｅ５−ＢのためのＡＴＧ開始コドンを再び作る。ｐ２９５９３は、 ＣａＭＶ　３５Ｓプロモーター［Ｊ、オウデル（Ｏｄｅｌｌ）ら、ネイチャー　 （Ｎａｔｕｒｅ）３１３：８１０−８１３　（１９８５）］の転写開始点のほぼ １９０ｂｐ上流に［クンケル（Ｋｕｎｋｅ　ｌ）　、ＰＮＡＳ　８３　：　４８ ８−４９２　（１９８５）］により導入した［Ｒ，Ｃ，ガードナー（Ｇａｒｄｎ 、ｅｒ）ら、核酸の研究（Ｎｕｃｌｅｉｃ　Ａｃ１ｄｓ　Ｒｅｓ、）９：２８７ １−２８８８　（１９８１）　、ヌクレオチド７２３８ＧはＣに変化し、そして ヌクレオチド７２３９ＣはＴに変化した］ＢｇｌＩＩ部位を有するｐ３５Ｓ　（ Ｊ）：Ｃａｂ２２Ｌ　ＣＨ［ハーブスター（Ｈａｒｐｓｔｅｒ）ら、モレキュラ ー・アンド・ジェネラル・ジェネティックス（Ｍｏｌ。 Ｇｅｎ、Ｇｅｎｅｔ、）２１２：１８２−１９０．１９８８コの誘導体である。 ｐ２９５９３は、カリフラワーのモザイク病ウィルス（ＣａＭＶ）の３５Ｓプロ モーターおよびアグロバクテリウム・ツメファシェンス（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒ ｉｕｍ　ｔｕｍｅｆａｃｉｅｎｓ）のＴ−ＤＮＡから誘導したナバリンシンセタ ーゼ（ｎｏｓ）のための遺伝子である［デピッカ−（］）ｅｐｉｃｋｅｒ）ら、 ジャーナル・オフ・モレキュラー・アンド・アプライド・シェネティクス（Ｊ、 　Ｍｏ　Ｉ、　Ａｐｐ　］。 Ｇｅｎｅｔ、）１：５６１−５７３　（１９８２）］を含有する。上からのｐｓ Ｕ１７をＢａｍＨＩで消化し、そしてＸｈｏ　Ｉで部分的に消化して、チトクロ ムＰ４５０ＳＵ１解読配列およびペチュニアＳＳＵ遺伝子の３′−未翻訳領域を 含有する２、８６ｋｂのＤＮＡ断片を形成した。 これをＸｈｏＩて結合し、そしてＢａｍＨＩでｐ２９５９３を消化してｐｓＵ２ ０を形成した。ＳＳＵ遺伝子の３゛−未翻訳領域は、ｐＳＵ２０から、ＰｓｔＩ で部分的に消化し、そして７４　ＤＮＡポリメラーゼで平滑末端とし［マニアチ ス（Ｍａｎｉａｔｉｓ）ら、分子クローニング、実験室の７　ニュアル（Ｍｏｌ ｅｃｕｌａｒ　Ｃｌｏｎｉｎｇ＋ＡＬａｂｏｒａｔｏｒｙ　Ｍａｎｕａｌ）、＝ １７−ルドースプリングーハーバー・プレス（Ｃｏｌｄ　Ｓｐｒｉｎｇ　Ｈａｒ ｂｏｒ　Ｐｒｅｓｓ）、コールド・スプリングＨハーバ−（Ｃｏｌｄ　Ｓｐｒｉ ｎｇ　Ｈａｒｂｏｒ）、ニューヨーク（１９８２）１次いでＢａｍＨＩで消化し 、そして末端をＤＮＡポリメラーゼＩのクレノー断片でフィルインする［マ二ア チス（Ｍａｎ　ｉ　ａ　ｔ　ｉ　ｓ）ら、分子クローニング・実験室のマニュア ル（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ａ　ＬａｂｏｒａｔｏｒｙＭａｎｕ ａｌＬコールド・スプリング・バーバー・プレス（Ｃ０１ｄ　Ｓｐｒｉｎｇ　Ｈ ａｒｂｏｒ　Ｐｒｅｓｓ）、コールド・スプリング−ハーバ−（Ｃｏｌｄ　Ｓｐ ｒｉｎｇ　Ｈａｒｂｏｒ）、＝ユーヨーり（１９８２）］ことによって除去した 。生ずるＤＮＡは分子内で結合してｐＳＵ２１を形成した。ｐＳＵ２１の２．６ ｋｂの部分的にＢｇｌＩＩ消化およびＨｉｎｃＩＩ消化したＤＮＡ断片を分離し 、これはＣａＭＶ３５Ｓプロモーター、Ｐ４５０ＳＵ１解読配列およびｎｏｓ３ ’−未翻訳配列を含有した。このＤＮＡ断片を、Ｃａ、ＭＶ　３５Ｓプロモータ ー、Ｆｅ５−Ｂ解読配列およびｎｏｓ遺伝子の３゛−未翻訳配列を含有するｐＦ ｅＳＢ−３の０．７６ｋｂのＨｉｎｄｌｌＩ−ＢｇｌＩＩＤＮＡ断片に結合して 、ｐｓＵＦｅｌを形成する。ｐｓＵＦｅｌは２つのＣａＭＶ　３５Ｓ解読配列を 含有し、その一方はＦｅ５−Ｂ解読配列およｎｏｓ遺伝子３゛−未翻訳配列を転 写し、そして他方はＰ４５０ＳＵＩ解読配列およびｎｏｓ遺伝子３′−未翻訳配 列を転写する。プラスミドｐｓＵＦｅｌは、植物細胞の中に形質転換したとき、 細胞質中のＰ４５０ＳＵｌおよびＦ　ｅ　Ｓ−Ｂの発現を推進する。 第１８Ａ図〜第１８Ｄ図において、次の工程を矢印における文字で表示した： 第１８Ａ図について： Ａ　Ｉ）ＸｈｏＩの部分的切断 ２）Ｂａ、ｍＨＩの切断 Ｂ　Ｘｈｏｌ十ＢａｍＨＩの切断 Ｃ結合 第１８Ｂ図について・ Ｄ　Ｉ）ＰｓｔＩの部分的切断、Ｔ４平滑末端２）ＢａｍＨＪの部分的切断およ びクレノーを使用するフィルイン Ｅ　再環化 第１８Ｃ図について・ Ｆ　１）Ｎｃ○１およびクレノーを使用するフィルイン２）Ｘｂａ　ｌの切断 ＧＦｅＳ−ＢのＡＴＧ開始部位→Ｓｃａ　Ｉ部位の部位特異的突然変異 Ｈ５ｃａｌ＋ＸｂａＩの切断 ■　結合 第１８Ｄ図について Ｊ　ＢｇｌｒＩ＋ＨｉｎｄＩＩＩの切断Ｋ　１）ＢｇｌＪＩの部分的切断 ２）ＨｉｎｄＩＩＩの切断 Ｌ　ＨｉｎｄＪＩＩ切断したｐｌＪｃ　１１８との結合植物の葉緑体中でチトク ロムＰ４５０ＳＵｌまたはＦｅ５−Ｂを発現するために、５′プロモーター領域 、トランシットペプチドの解読配列、およびある場合において植物の葉緑体の中 に通常輸送されるタンパク質をエンコードする遺伝子の成熟解読配列を使用して 、プラスミドを構成した。これらのプラスミドにおいて使用した遺伝子を移入し た自然の葉緑体は、両者ともペチュニアからのりブロースビスホスフェート力ル ボキノラーセ（ＳＳＵ）およびクロロフィルａ　／　ｂ結合性タンパク質（Ｃａ ｂ）のためのものであった。葉緑体中への輸送のとき通常除去されるアミノ末端 のアミノ酸配列をエンコードするＤＮＡを付加するプラスミドを作った。葉緑体 のトランシットペプチド、およびチトクロムＰ４５０ＳＵＩをエンコードするＤ ＮＡ上の成熟輸送タンパク質の２７までのアミノ酸をエンコードするＤ　Ｎ　Ａ を付加する、他のプラスミドを作った。 １１プラスミドｐｓｓＵ−５Ｕ１１およびｐＳＳＵ−８Ｕ１２の構成。 フローダイヤグラムを第１９Ａ図および第１９Ｂ図に示す。 ｐｓｓＵ３０１９　［ディーン（Ｄｅａｎ）ら、植物細胞（Ｔｈｅ　Ｐｌａｎｔ 　Ｃｅ１ｌ）１：２０１−２０８　（１９８９）１１．８ｋｇのＣｏａｌ（ＤＮ ＡポリメラーゼＩのクレノー断片で平滑末端した）−ＢａｍＨＩ　ＤＮＡ断片、 ５゛および３′フランキング領域を含有するが、５ＳＵ３０１遺伝子のイントロ ンを欠如するクローンをＳｍａ　Ｉ−ＢａｍＨＩ切断ｐＵＣ８を発生させた。ｐ ＵＣ８のポリリンカーを構成において使用すべき５ＳＵ３０１遺伝子のＥｃｏＲ Ｉ上に付加した。葉緑体のトランシットペプチドとＰ４５０ＳＵ１との間の融合 体を作るために、ＥｃｏＲＶ部位を部位特異的突然変異誘発［クンケル（Ｋｕｎ ｋｅｌ）、ＰＮＡｓ　８２：４８８−４９２（１９８５）］により、アミノ酸１ ２の後に成熟５ＳＵ３０１解読配列の中に導入して、ｐｓｓＵ３０４４を作った 。５ＳＵ３０１プロモーターおよび５ＳＵ３０］のアミノ末端をエンコードする ＤＮＡを含有するｐｓｓＵ３０４４からの１．４ｋｂのＥｃｏＲＩ−ＥｃｏＲＶ 　ＤＮＡ断片を、ＥｃｏＲＩ　−５ｃａＩ切断ｐＳＵ１６の中にクローニングし て、ｐｓｓＵ−５Ｕｉｌを作った。ｐｓＳＵ−３Ｕ１１は、Ｐ４５０ＳＵｌタン パク質のアミン末端をエンコードするＤＮＡ上に付加された５ＳＵ３０１タンパ ク質からの葉緑体のトランノットペプチドに加えて、１２の余分のアミノ酸をエ ンコードする。 葉緑体のトランシットペプチド解読配列とＰ４５０ＳＵｌ解読配列との正確な融 合体を作るために、オリゴヌクレオチド指令部位特異的欠失［クンケル（Ｋｕｎ ｋｅ　ｌ）　、ＰＮＡＳ　８２　：　４８８−４９２　（１９８５）］を使用し て、タンパク質とＰ４５０ＳＵ１のアミノ末端との間の余分のヌクレオチドをル ープアウトした。生ずるプラスミド、ｐＳＳＵ−３Ｕ１２、は、５ＳＵ３０１遺 伝子のトランシットペプチドとＰ４５０ＳＵ１のアミノ末端との間の完全な融合 体を含有する。プラスミドｐＳＳＵ−３ＵＩＩおよびｐＳＳＵ−３Ｕ：１．２は 、植物細胞中で葉緑体にターケラティングされるチトクロムＰ４５０ＳＵ］を発 現する。 第１９Ａ図および第１．９８図１ごおいて、次の二稈を矢印における文字で表示 した 第１９Ａ図について Ａ、１）Ｃ１ａｌの切断およびクレノーを使用するフィルイン２）Ｂａｍ、ＨＩ の切断 Ｂ　Ｓｍａｌ＋ＢａｍＨＩの切断 Ｃ結合 Ｄ　成熟５ＳＵ３０１タンパク質のアミノ酸１．２にＥｃｏＲＶ部位を作る部位 特異的突然変異誘発 第１９Ｂ図について Ｅ　ＥｃｏＲ，Ｉ＋ＥｃｏＲ，Ｖの切断Ｆ　５ｃａＩ＋ＥｃｏＲＩ Ｇ　結合 Ｈ５ＳＵｔｉ５：熟ペプチドの１２アミノ酸をエンコードする配列のオリゴヌク レオチドのループアウト。 ２、プラスミドｐＣａｂ−５ＵＩ　１、ｐＣａｂ−５Ｕ１．２およびｐＣａｂ− ８Ｕ１３の構成。フローダイヤグラムを第２０　Ａ図〜第２０Ｃ図に示す。 Ｐ　４．５０　Ｓ　Ｕ　１に対するクロロフィルａ／ｂ結合性タンパク質を作る ために、Ｃａｂ２２Ｌプロモーター、葉緑体のトランシットペプチド解読配列お よび成熟Ｃａ　ｂ　２２　Ｌ解読配列の一部分を含有するペチュニアのＣａｂ２ ２Ｌ遺伝子［ヅンスムイア（Ｄｕｎ　ｓｍｕ　ｉ　ｒ）　、核酸ノ研究（Ｎｕｃ ｌｅｉｃ　Ａｃ１ｄｓ　Ｒｅｓ、）１３：２５０３−２５１８　（１９８５）１ の９５０ｂｐのＢａ１Ｔ−８ａｅｌ　ＤＮＡ断片を、Ｓｍａｌ−８ａｃｉ消化ｐ Ｂ］ｕｅｓｃｒｉｐｔ　ＫＳ＋　ｆストラタンーン・インコーポレーテソド（Ｓ ｔｒａｔ、ａｇｅｎｅ　Ｉｎｃ、Ｌカリフォルニア州９２１．２１サンデイエゴ コの中にクローニングしてｐＣａｂ２２ＬＴを作った。ｐＣａｂ２２ＬＴの成熟 Ｃａｂタンパク質のアミノ酸１４のためのコドンの後に部位特異的突然変異誘発 により、５Ｃａｆ部位を作ってｐｃａｂ２２ＬＴ１を生成した。Ｃａｂ２２Ｌプ ロモーター、トランノットペプチドをエンコードするコドンおよび成熟Ｃａｂ２ ２Ｌタンパク質の１４アミノ酸を、ｐｃａｂ２２ＬＴ１の１．　２ｋｂのＥｃｏ ＲＩ−３ｃａＩ断片として、ＥｃｏＲｒ−８ｃａＩ切断ｐＳＵ１６の中にサブク ローニングしてｐＣａｂ−５Ｕ］、１を作った。成熟Ｃａｂ２２Ｌタンパク質の アミノ酸１５−２７をエンコードする３９ヌクレオチド［クンケル（Ｋｕｎｋｅ 　Ｉ）　、ＰＮＡＳ　８２　：　４８８　４９２（１，９８５）］を、Ｃａｂ２ ２Ｌ解読配列とＰ４５０ＳＵ１解読配列との間の接合の中にループインしてｐＣ ａｂ−８Ｕ１３を作る、オリゴヌクレオチドを作った。ｐＣａｂ−８Ｕ１３は、 Ｃａｂ２２Ｌの葉緑体のトランシットペプチド、Ｐ４５０ＳＵ１タンパク質のア ミン末端に融合した成熟Ｃａｂ２２Ｌタンパク質の２７アミノ酸を含有するタン パク質をエンコードする。Ｓｍａ　Ｉ部位を部位特異的突然変異誘発［クンケル （Ｋｕｎｋｅ　ｌ）　、ＰＮＡＳ　８２　：　４８８−４９２　（１９８５）］ によりｐＣａｂ２２ＬＴのアミノ酸１９に作って、ｐＣａｂ２２ＬＴ２を作った 。Ｃａｂ２２Ｌプロモーター、トランシットペプチドをエンコードするコドンお よび成熟Ｃａｂ２２Ｌタンパク質の１９アミノ酸を、ｐＣａｂ２２ＬＴ２の１． ２ｋｂのＥｃｏＲＩ−５ｍａｌ　ＤＮＡ断片として、ＥｃｏＲＩ−５ｃａＩ切断 ｐｓＵ１６の中にサブクローニングしてｐＣａｂ−５Ｕ１２を作った。プラスミ ドｐＣａｂ−ＳＵ１．１、ｐＣａｂ−８Ｕ１２およびｐＣａｂ−３Ｕ１３は、葉 緑体に対してターゲツティングする植物細胞中でチトクロムＰ４５０ＳＵ１を発 現する。 第２０Ａ図〜第２０Ｃ図において、次の工程を矢印における文字で表示した： 第２０Ａ図について 、Ａ、ＳｍａＩ＋５ａｃＩの切断 Ｂ　結合 ＣＣａｂ−Ｍのアミノ酸１４→５ｃａＩ部位の部位特異的突然変異誘発 ＤＣａｂ−Ｍのアミノ酸１９−８ｍａＩ部位の部位特異的突然変異誘発 第２０Ｂ図について・ Ｅ　Ｓｍａｌ＋ＥｃｏＲＩの切断 Ｆ　ＥＣ０ＲＩ＋５ｃａＩの切断 Ｇ　結合 第２０Ｃ図について・ Ｆ　ＥＣ０ＲＩ＋５ｃａＩの切断 Ｈ５ｃａＩ＋ＥｃｏＲＩの切断 ■　結合 Ｊ　Ｃａｂ成熟のアミノ酸１５〜２７の遺伝情報を指定する３９ヌクレオチドを Ｓｃａ　Ｉにループインするためのオリゴヌクレオチドの使用３、プラスミドｐ ＳＵＦｅ３およびｐＳＵＦｅ４の構成。フローダイヤグラムを第２１Ａ図〜第２ １Ｄ図に示す。 ｐ２９５９３　（ｐｓＵＦｅｌの構成を参照）をＮｃｏＩおよびＸｂａ■で切断 し、そしてＦｅ５−Ｂ解読配列を含有するｐＦｅＳＢ−１，０２（ｐｓＵＦｅｌ の構成を参照）からのｌｋｂのＮｃｏＩ−ＸｂａｒＤＮＡ断片と結合する。これ はプラスミドｐＦｅｎｏｓｌを形成し、モしてｐ２９５９３からのｎｏｓ遺伝子 の３”　−未翻訳領域をＦｅ５−Ｂ解読配列の下流に配置する。ｐＦｅｎｏｓｌ をＢｇｌｌＩで切断し、０゜７５ｋｇのＢｇｌｌＩ　ＤＮＡ断片を除去し、そし て残りのＢｇｌＩＩＤＮＡ断片を再環化してｐＦｅｎｏｓ２を作った。プロモー ター、葉緑体のトランシット配列の遺伝情報を指定する配列およびペチュニアの ５ＳＵ３０１遺伝子の成熟タンパク質の最初の１２成熟アミノ酸を含有するｐｓ ｓＵ３０４４　（参照、ｐ　Ｓ　Ｓ　ｔＪ　−Ｓ　Ｕ　１１の構成）からの１４ ｋｂのＥｃｏＲＩ−ＥｃｏＲＶ断片を分離した。この断片を、３ｃａｌで部分的 に消化し、モしてＥｃｏＲＩで完全に消化してｐｓＦｅｎ。 ｓｌを作った。ｐｓＦｅｎｏｓｌは、ペチュニアの５ＳＴＪ３０１遺伝子のプロ モーターならびに葉緑体のトランシットペプチドをエンコードする配列およびＦ ｅ５−Ｂ解読配列の開始上に付加された成熟５ＳＵ３０１の最初の１２アミノ酸 を含有する。ｎｏｓ３’　−未翻訳配列をＦｅ５−Ｂの停止コドン後に配置する 。ｐｓＦｅｎｏｓｌ中の成熟５ＳＵ３０１タンパク質の１２アミノ酸をエンコー ドするＤＮＡ配列を部位特異的突然変異誘発（クンンケル）により除去して、ｐ Ｆｅｎｏｓ２を作った。 ｐＦｅｎｏｓ２をＨｉｎｄｌ　Ｉ　Ｉで部分的に消化し、そしてＨｉｎｄＴＩＩ 切断ｐＧＥＭ７Ｚ　（＋）［プロメガ・コーポレーション（ＰｒＯｍｅｇａ　Ｃ ｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、ウィスコンシン州５３７１１マデイソンコに結合して 、ＢａｍＨＩ部位をｎｏｓ遺伝子３°−未翻訳配列の下流に配置した。このプラ スミドをｐＳＦｅｎｏｓ３と命名する。ｐＳＦｅｎｏｓ３をＥｃｏＲＩおよびＢ ａｍＨＩで切断して、Ｆｅ５−Ｂ遺伝子を促進するペチュニアの５ＳＵ３０１を 含有する約］、９ｋｂのＢａｍＨＩ−ＥｃｏＲＩ　ＤＮ、Ａ断片を得た。４．２ ５ｋｂのＥｃｏＲＩ−ＢａｍＨＩ　ＤＮＡ断片を、ペチュニアの５ＳＵ３０１プ ロモーター、葉緑体のトランシットペプチドをエンコードするＤＮＡおよびチ） ・クロムＰ４５０ＳＵ１解読配列をフランキングする３゛−未翻訳領域を含有す るｐＳ　Ｓ　Ｕ　−Ｓ　１．Ｔ　］、　２　（参照、上のｐｓｓＵ−８ＴＪ］、 ２の構成）から分離した。これらの２つのＢａｍＨＩ−ＥｃｏＲＩ　ＤＮＡ断片 を、ＥｃｏＲＩ／ｌ！！化したｐＵＣ１１８に沿って、−緒に結合してｐＳＵＦ ｅ３を作った。同一の２つのＢａｍＨＩ−ＥｃｏＲＩ　ＤＮＡ断片を、ＢａｍＨ Ｉ消化したｐｔＪｃ１１８に沿って、−緒に結合してｐ　ＳＵＦ　ｅ　４を作っ た。 ｐＳＵＦｅ３およびｐ　ＳＵＦ　ｅ　４の両者は、次のプロモーターを含有する ・１）ペチュニア５ＳＵ３０１プロモーター、こうして植物において、それはＦ ｅ５−Ｂの解読配列に結合した５ＳＵ３０１葉緑体のトランシットペプチドをエ ンコードする配列およびｎｏｓ遺伝子３゛−未翻訳配列を転写する、および２） 第２ペチユニアの５ＳＵ３０１プロモーター、こうしてそれはチトクロムＰ４５ ０ＳＵ１の解読配列に結合した５ＳＵ３０１葉緑体のトランシットペプチドをエ ンコードする配列および５ＳＵ３０１遺伝子３”　−未翻訳配列を転写する。ｐ 　ＳＵＦ　ｅ　３は、２つの５ＳＵ３０１プロモーターが互いに隣接するするよ うな向きで、２つのセグメントを有する。ｐＳＵＦｅ４は、ｎｏｓ遺伝子３゛− 未翻訳配列および５ＳＵ３０１３’　−未翻訳配列が互いに隣接するような向き で、これらの２つのセグメントを有する。 第２１．Ａ図〜第２１Ｄ図において、次の工程を矢印における文字で表示した： 第２１Ａ図について・ Ａ、ｐＦｅＳＢ−１，０２のＮｃｏｌ＋ＸｂａＩの消化Ｂ、ｐ２９５９３のＮｃ ｏｌ＋ＸｂａＩの消化Ｃ，１）Ｂｇｌ　Ｉ　Ｉの消化、および２）ｐＦｅｎｏｓ ｌの再環化 第２１Ｂ図について・ Ｄ、ｐＦｅｎｏｓ２のＳｃａ　Ｉの部分的消化およびＥｃｏＲＩ消化Ｅ、ｐｓｓ Ｕ３０４４のＥｃｏＲＩ＋ＥｃｏＲＶの消化Ｆ、ＳＳＵ成熟配列をエンコードす るヌクレオチドの部位特異的ヌクレオチド指令欠失 第２１Ｃ図について。 Ｇ、ｐＳＦｅｎｏｓ２の部分的ＨｉｎｄＩ　Ｉ　Ｉ消化Ｈ，ｐＧＥＭＹ７ＺＦ　 （＋）のＨｉｎｄＩ　Ｔ　Ｉ消化第２１Ｄ図について・ １、ｐＳＦｅｎｏｓ３のＥｃｏＲＩ＋ＢａｍＨＩの消化Ｊ、ｐＳＳＵ−ＳＵ１２ のＥｃｏＲＩ＋ＢａｍＨＩの消化に、ｐＵｃｌｌ、８のＥｃｏＲＩの消化り、ｐ Ｕｃｌｌ８のＢａｍＨＩの消化 Ｍ　３成分の結合 Ｎ、３成分の結合 ４、ｐ　ＳＵＦ　ｅ　２の構成。フローダイヤグラムを第２２Ａ図および第２２ Ｂ図に示す。 ｐ２９５９３をＢａｍＨＩで切断し、そしてＥｃｏＲＩ−ＢａｍＨＩアダプター ［ニュー・イングランド・バイオラプス・インコーホレーテッド（Ｎｅｗ　Ｅｎ ｇｌａｎｄ　Ｂｉｏｌａｂｓ　Ｉｎｃ、）、？サチュセッツ州ペアリリイ］に結 合し、引き続いてｐ２９５９３−１を形成した。これはｐ　２９５９３−１中の ＥｃｏＲＴ部位をｐ２９５９３中のＢａｍＨＩ部位の位置に配置する。ＣａＭＶ 　３５ＳプロモーターおよびペチュニアのＣａｂ２２Ｌの５°　−未翻訳配列を 含有する約２．　２ｋｂのＥｃｏＲＩ−ＢｇｌＩＩ　ＤＮＡ断片をｐ２９５９３ に結合し、ＥｃｏＲＩで切断し、そしてＢｇｌｌｌで部分的に消化して、ｐ２９ ５９３−２を形成する。ｐ２９５９３−２は２つの隣接するＣａＭＶ　３５Ｓプ ロモーターおよびペチュニアのＣａｂ２２Ｌの５゛　−未翻訳配列を含有し、こ れらは２つのプロモーターからの転写は反対方向にある。次いで、２つのＣａＭ Ｖ　３５プロモーターおよびＣａｂ２２Ｌの５′−未翻訳配列を含有するｐ２９ ５９３−２からの１．３ｋｂのＮｃｏＩ断片を、部分的ＮｃｏＩ消化により除去 したその２つのペチュニア５ＳＵ３０１を有するｐｓＵＦｅ３に結合してｐＳＵ Ｆｅ２を形成することができる。ｐＳＵＦｅ２はｐｓＵＦｅｌに類似するが、た だし両者のチトクロムＰ４５０ＳＵｌおよびＦｅ５−Ｂはそれらに融合したペチ ュニア５ＳＵ３０１遺伝子の葉緑体のトランシットペプチドのための配列を有す る。 第２２Ａ図および第２２Ｄ図において、次の工程を矢印における文字で表示した ・ 第２２Ａ図について・ Ａ、１）ＢａｍＨＩの消化およびＢａｍＨＩ−ＥｃｏＲＩ７ダブターのｐ２９５ ９３への付加 ２）再環化 Ｂ、ＢｇｌＩＩの部分的に消化およびｐ２９５９３のＥｃｏＲＩの消化 Ｃ，ｐ２９５９３−１のＢｇｌ　Ｉ　Ｉ＋ＥｃｏＲＩ消化第２２Ｂ図について： Ｄ、ｐ２９５９３−２のＮｃｏＩ消化 Ｅ、ｐＳＵＦｅ３のＮｃｏＴの部分的に消化Ｃ，Ｔ−ＤＮＡプラスミド中の構成 体の導入Ｐ４５０ＳＵｌ解読配列および植物遺伝子からのプロモーターを含有す る６つの構成体（すなわち、ｐｓＵ１７、ｐＳＳＵ−８ＵＩＩ、ｐＳＳＵ−３Ｕ １２、ｐＣａｂ−３ＵＩＩ、ｐＣａｂ−５Ｕ１２およびｐＣａｂ−８Ｕ１３）を 、ＢａｍＨＩで消化し、そしてプラスミドｐＡＧＳ１３５中のその独特ＢａｍＨ Ｉ部位に導入した。プラスミドｐＡＧＳ１３５をｐＡＧｓ１１２　［Ｐ、パン・ デン・エルゼン（ｖａｎ　Ｅｌｚｅｎ）ら、プラント・モレキュラー・バイオロ ジー（Ｐｌａｎｔ　Ｍｏ１Ｂｉｏ１．）５・１４９−１５４．１９８５、ここに 引用によって加える〕から、ｐＡＧｓ１１２　ＤＮＡをＸｈｏｌで消化した後、 Ｔ−ＤＮ、への右ヘリのＸｈｏ１部位の外側を除去し、そしてＤＮＡポリメラー ゼ■のクレノー断片で処理して平滑末端とし、次いで自己結合することによって 誘導した。プラスミドｐＡＧｓ１１２は、広い宿主範囲のベクターｐＬＡ、ＦＲ ［フリートマン（Ｆｒｉｅｄｍａｎ）ら、遺伝子（Ｇｅｎｅ）１８　：　２８９ −２９６、ここに引用によって加える］から、Ｔ−ＤＮＡのへりが植物中のカナ マイシン抵抗性を発現する遺伝子をフランキングするＥｃｏＲｒ断片および多数 のクローニング部位を挿入することによって誘導した。ｐＡＧｓ５０１、ｐＡＧ ｓ５０２およびｐＺＳ９６は、植物中でカナマイシン抵抗性を発現するプラスミ ドを含有するＴ−ＤＮＡのへりであることにおいて、ｐＡＧＳ１３５に類似する 。 ｐＡＧＳ５０１、ｐＡＧＳ５０２およびｐＺＳ９６を作る方法の要約を下に記載 する。 ｐＡＧＳ５０１および５０２は次のようにして構成した。ｐＲＫ２９０　［Ｇ　 ディツタ（Ｄｉｔｔａ）ら、プロン−ディンゲス・オフ・ナショナル・アカデミ −・オフ・サイエンシズ（Ｐｒｏｃ、Ｎａｔ　１．Ａｃａｄ、Ｓｃ　ｉ、）　Ｕ ＳＡ　、　７７　：　７３４７−７３５１　（１９８０）　コ　をＥｃｏＲＩで 切断し、そして末端をＤ　Ｎ　Ａポリメラーゼｒのクレノー断片でフィルインし た［Ｔ、　マニアチス（Ｍａｎｉａｔｉｓ）ら、分子クローニング実験室のマニ ュアル（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｃｌｏｎｉｎｇ＋Ａ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　Ｍ ａｎｕａｌ）、＝＋−ルドースプリング舎ハーバー（Ｃｏｌｄ　Ｓｐｒｉｎｇ　 Ｈａｒｂｏｒ）、＝ニーヨーク（１９８２）］。ｐＡＧｓ１１１　［Ｐ、Ｊ、ヴ アン・デンーエルゼン（ｖａｎ　ｄｅｎ　Ｅｌｚｅｎ）ら、プラント・モレキュ ラー・バイオロジー（Ｐｌａｎｔ　Ｍｏ１．Ｂｉｏｌ、）５：１４９−１５４　 （１９８５）］をＥｃｏＲＩおよびＨｉｎｄｌＩＩで切断し、そして末端をＤＮ Ａポリメラーゼ■のクレノー断片でフィルインした［Ｔ　マニアチス（Ｍａｎｉ ａｔｉｓ）ら、（１９８２）］　。Ｔ−ＤＮＡの左および右のへりおよびノパリ ンンンセターゼプロモーター制御下にカナマイシンヌクレオチジルホスホトラン スフェラーゼを含有するｐＡＧＳｌｌｌからのＤＮＡ断片を、ｐＲＫ２９０　Ｄ ＮＡの結合してｐ１８８１を作った。ｐ１８８１をＸｈｏ　Ｉで切断し、末端を ＤＮＡポリメラーゼＩのクレノー断片で平滑末端とし、そして円形的に結合して ｐ１８８２を作った。ｐ１８８２をＢａｍＨＩで切断し、そしてＸｂａｌ、Ｈｉ ｎｄ　Ｉ　Ｉ　Ｉ、Ｘｈ。 Ｌ　ＥｃｏＲＩおよびＨｐａＩ部位を含有する二本鎖のオリゴヌクレオチドに結 合した。二本鎖のオリゴヌクレオチドの末端は、ＢａｍＨＩ切断ｐ１８８２に結 合したとき、一方の末端がＢａｍＨＩを再び作るが、他方の末端は作らないよう なものである。プラスミドｐＡＧＳ５０１およびｐＡＧｓ５０２はこのような結 合の２つの可能な結果である。両者のプラスミドは、Ｔ−ＤＮＡのへりの間にＢ ａｍＨＩ、ＨｉｎｄｌｌｌおよびＥｃｏＲ１部位を含有し、これらの部位は植物 の中に代謝すべきＤＮＡのクローニング部位として使用することができる。 第２３Ａ図および第２３Ｂ図において、次の工程を矢印における文字で表示した ： 第２３Ａ図について： Ａ、１）ｐＡＧｓｌｌｌのＨｉｎｄｌｌＮ−ＥｃｏＲＩの消化２）ＤＮＡポリメ ラーゼ■のクレノー断片による制限エンドヌクレアーゼ末端のフィルイン Ｂ、１）ｐＲＫ２９０のＥｃｏＲＩの消化２）ｐＲＫ２９０の制限エンドヌクレ アーゼ末端のフィルイン３）ｐＲＫ２９０とｐＡＧＳｌｌｌの約６．７ｋｂのＴ −ＤＮＡ断片との結合 Ｃ，１）ｐ１８８１のＸｈｏｌの消化 ２）ｐ１８８１の制限エンドヌクレアーゼ末端のフィルイン３）ｐｉ８８１の分 子内結合 り、１）ｐ１８８２の分子内結合 ２）ＨｐａＩ、ＥｃｏＲＩ、Ｈｉｎｄｌ　Ｉ　Ｉ、ＸｂａＬ　ＢｇｌＩＩオリゴ ヌクレオチドとｐ１８８２との結合。 ｐＺＳ９６は次のようにして構成した。このプラスミドは、アグロバクテリウム （Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）において使用するｐＶｓ］の複製および安定性 機能を利用する［イトウ（Ｉｔｏｈ）ら、プラスミド（Ｐｌａｓｍｉｄ）、１１ ：２０６−２２０　（１９８４）］、１）ＶＳｌの誘導体、ｐＧＶ９１０　［Ｊ 、レマンス（ｌｅｍａｎｓ）ら、遺伝子（Ｇｅｎｅ）１９：３６１−３６４　（ １９８２）］をＢａｍＨＩおよび５ａｌｌで切断し、そして複製由来および安定 性機能を含有する８０ｋｂのＨａｍＨｒ−８ｃａＩ　ＤＮＡ断片をｐＢＲ３２２ がらの４．１ｋｂのＢａｍＨＩ−８ａｌｌ断片［ポリバー（Ｂｏ　ｌ　ｉ　ｖａ 　ｒ）ら、遺伝子（Ｇｅｎｅ）２　＋　９５−１１３　（１９７７）］に結合し てｐＺＳ６７を作った。ｐＺｓ６７をＳａｃ　Ｉおよびｐｖｕｌｌで切断し、モ してＴ４　ＤＮＡポリメラーゼ［Ｔ、　マ＝アチス（Ｍａｎｉａｔｉｓ）ら、１ ９８２コで平滑末端とし、８．６ｋｂのプラスミドｐＺＳ６８を作った。 ｐＺＳ６８をＢａｍＨＩで切断し、そして末端をＤＮＡポリメラーゼＩのクレノ ー断片［Ｔ、　マ＝アチス（ＭａｎｉａｔｉＳ）ら、１９８２コでフィルインし 、そして再環化してｐＺＳ６９を作った。Ｐｓｔ１部位を含有するアンピシリン 抵抗性遺伝子内の２２２ｂｐのＡｖａｉｌ−Ａｖａｌｌ断片を、Ｐｓｔｌを含有 しないｐＵｃｌ９からの同様な断片［Ｃ、ヤニシューペロン（Ｙａｎｉｓｃｈ− Ｐｅｒｏｎ）ら、遺伝子（Ｇｅｎｅ）３３　：１０３−４１９　（１９８５）］ と交換することによって、ｐＺ８６９中の独特Ｐｓｔ１部位を除去してｐＺｓ７ １を作った。ｐＡＧＳｌｌｌのＴ−ＤＮＡ領域［Ｐ、Ｊ、キャン・デン・エルゼ ン（ｃａｎ　ｄ、ｅｎ　Ｅｌｚｅｎ）ら、（１９８５）］を５．７ｋｂのＥｃｏ Ｒｌ−ＨｉｎｄｌＩＩ断片を切り出し、そしてＥｃｏＲＩ−Ｈｉ　ｎｄ　Ｉ　Ｉ Ｉ切断ｐＺｓ７１の中にクローニングしてｐＺＳ７３　（１２，３ｋｂ）を作っ た。ｐＺＳ７３をＥｃｏＲＩで切断し、末端をＤＮＡポリメラーゼＩのクレノー 断片［Ｔ、　マ＝アチス（Ｍａｎｉａｔｉｓ）ら、１９８２］でフィルインし、 そしてプラスミドを再環化してｐＺＳ７４を形成した。ｐＺＳ７４をＥｃｏＲＩ で切断し、末端をＤＮＡポリメラーゼＩのクレノー断片［Ｔ、マ＝アチス（Ｍａ ｎｉａｔｉｓ）ら、１９８２］でフィルインし、そしてプラスミドを再環化して ｐＺＳ７５を形成した。 その末端が７４　ＤＮＡポリメラーゼ［Ｔ、マニアチス（Ｍａｎｉａｔｉｓ）ら 、１９８２］で平滑末端されたポリリンカー領域を含有するｐＵＣ１９からの４ ４４ｂｐのＨａｅｌｌ−ＨａｅＩＩ　ＤＮＡ断片を、ポリリンカー領域ではない ＢａｍＨＩで切断したｐＺＳ７５の中にクローニングした。これは、別々のＫｐ ｎｌ、５ａｉｌまたはＢａｍＨＩの部分的消化、ＤＮＡポリメラーゼＩのクレノ ー断片またはＴ４　ＤＮＡポリメラーゼ［Ｔ、　マニアチス（Ｍａｎｉａｔｉｓ ）ら、１９８２］の末端のフィルインおよびプラスミドの再環化の順次の工程で 達成された。 第２４Ａ図において、次の工程を矢印における文字で表示した＝Ａ、１）ｐＧＶ ９１．０およびｐＢＲ３２２のＢａｍＨＩ＋ＳａＩ　Ｉの消化 ２）４．１ｋｂのＢａｍＨＩ−８ａｌＩ　ｐＢＲ３２２と８．０ｋｂのＢａｍＨ Ｉ−８ａｌＩ　ｐＧＶ９１０との結合Ｂ、１）ｐＺＳ７６のｐｖｕ　Ｉ　Ｉ＋Ｓ ａ　ｃ　Ｉ　Ｉの消化２）Ｔ４　ＤＮＡポリメラーゼによるエンドヌクレアーゼ 末端の平滑化 ３）分子内結合 第２４Ｂ図において、次の工程を矢印における文字で表示した：Ｃ，１ンｐｚｓ ａｓのＢａｍＨＩ消化 ２）ＤＮＡポリメラーゼＩのクレノー断片によるエンドヌクレアーゼ末端の平滑 化 ３）分子内結合 り、ｐＵｃｌ９のＡｖａｉｌ消化 Ｅ、１）ｐＺＳ６９のＡｖａ　Ｉ　Ｉ消化２）ｐＵｃｌ、９の２２ｂｐのＡｖａ 　Ｉ　Ｉ断片とｐＺＳ６９の１１゜９ｋｂのＡｖａ　Ｉ　Ｉ断片との結合 第２４Ｃ図において、次の工程を矢印における文字で表示した：Ｆ、　ｐＡＧｓ ｌｌｌのＨｉｎｄｌＩ［＋ＥｃｏＲＩ消化Ｇ、１）ｐＺｓ７１のＥｃｏＲＩ＋Ｈ ４ｎｄｌｌｌ消化２）ｐＡＧＳｌ　１１の約５．７ｋｂのＨｉｎｄｌｌＩ−Ｅｃ ｏＲ■断片とＨｉｎｄｌｌＩ−ＥｃｏＲｒ切断ｐＺｓ７１との結合 Ｈ，１）ｐＺＳ７３のＨｉｎｄｌ　Ｉ　Ｉ消化および制限末端ノフィルイン ２）分子内結合 ３）２）からのＥｃｏＲＩ消化 ４）分子内結合 第２４Ｄ図において、次の工程を矢印における文字で表示した：ｒ、１）ｐＵｃ ｌ９のＨａｅｌｌ断片およびＴ４　ＤＮＡポリメラーゼによる末端の平滑化 ２）ｐＺＳ７５のＢａｍＨＩ消化および制限末端のフィルイン３）消化したｐＺ Ｓ７５と約ｐＵｃ１９の４４０ｂｐのＨａｅｌＩ断片 Ｊ、１）ＫｐｎＩ消化、Ｔ４　ＤＮＡポリメラーゼによる末端の平滑化 ２）分子内結合 ３）２）からのプラスミドの５ａｌｌ部分的消化、ＤＮＡポリメラーゼＩのクレ ノー断片による末端の平滑化４）分子内結合 ５）４）からのプラスミドの５ａｉ１部分的消化、ＤＮＡポリメラーゼ■のクレ ノー断片による末端の平屑化これらのプラスミドを次のようにして使用して、植 物においてチトクロムＰ４５０ＳＵ１およびＦｅ５−Ｂを発現することができる ｐＳＵＦｅｌ、ｐ　ＳＵＦ　ｅ　２、ｐＳＵＦｅ３およびｐＳＵＦｅ４をクロー ニングした。２つのＣａＭＶ　３５Ｓプロモーターおよびｎｏｓ３°　−未翻訳 配列ならびにチトクロムＰ４５０ＳＵ１およびＦｅ５−Ｂ解読配列を含有する約 ３．４ｋｂのＨｉｎｄｌｌｌ断片をＨｉｎｄＩＩＩ切断ｐ　Ａ、　Ｇ　５５０２ の中にクローニングして、ｐｓＵＦｅｌ、を作った。各々が５ＳＵ３０１遺伝子 の葉緑体のトランシットペプチドをエンコードする配列に連鎖した２つのＣａＭ Ｖ　３５Ｓプロモーター、ｎｏｓ３°　−未翻訳配列、５ＳＵ３０１の３′　− 未翻訳配列およびＰ４５０ＳＵ１およびＦｅ５−Ｂの解読配列を含有するｐＳＵ Ｆｅ２の約４．７５ｋｂのＢａｍＨ■断片をＢａｍＨＩ切断ｐＡＧｓ５０１の中 にクローニングして、ｐＳｕＦｅ２１を作った。各々が５ＳＵ３０１遺伝子の葉 緑体のトランシットペプチドをエンコードする配列に連鎖した２つのペチュニア ５ＳＵ３０１プロモーター、ｎ　ｏ　ｓ　３’　−未翻訳配列、５ＳＵ３０１の ３′　−未翻訳配列およびＰ４５０ＳＵ１およびＦｅ５−Ｂの解読配列を含有す るｐｓＵＦｅ３の約６．３ｋｂのＢａｍＨＩ断片をＢａｍＨＩ切断ｐＺＳ９６　 ＤＮＡの中にクローニングして、ｐｓｕＦｅ３１を作った。各々が５ＳＵ３０１ 遺伝子の葉緑体のトランシットペプチドをエンコードする配列に連鎖した２つの ペチュニア５ＳＵ３Ｑｌプロモーター、ｎｏｓ３°　−未翻訳配列、５ＳＵ３０ １の３“　−未翻訳配列およびＰ４５０ＳＵ１およびＦｅ５−Ｂの解読配列を含 有するｐＳＵＦｅ４の約６．３ｋｂのＢａｍＨ１断片をＥｃｏＲＩ切断ｐＺＳ９ ６　ＤＮＡの中にクローニングして、ｐｓｕＦｅ４１を作った。前述の発現構成 体およびｐＡＧＳ１３５、ｐＡＧｓ５０１．ｐＡＧｓ５０２またはｐＺＳ９６の 中ニクローニングしたとき作られたプラスミドの名称を下に記載する。 Ｐ４５０ＳＵｌの構成体　プラスミド ｐｓＵ１７　ｐＵｃｌ、８ ｐＳＳＵ−３Ｕ１１　ｐＳＳＵ−３Ｕ１１１ｐＳＳＵ−ＳＵ１２　ｐＳＳＵ−５ Ｕ１２１ｐＣａｂ−３ＵＩＩ　ｐＣａｂ−３Ｕ１１１ｐＣａｂ−３Ｕ１２　ｐＣ ａｂ−８Ｕ１２１ｐＣａｂ−８Ｕ１３　１）Ｃａｂ−３Ｕ１３１ｐＳＵＦｅ１　 ｐＳＵＦｅ１］ ｐＳＵＦｅ２　ｐｓＵＦｅ２１ ｐＳＵＦｅ３　ｐｓＵＦｅ３１ ｐＳＵＦｅ４　ｐｓＵＦｅ４１ 上に列挙したプラスミドをアグロバクテリウム（Ａｇｒｏｂａｃ　ｔ　ｅｒ　ｉ 　ｕｍ）株ＬＢＡ４４０４／ｐＡＬ４４０４　［ヘケ７　（１−（ｏ　ｅ　ｋ　 ｅｍａ）ら、ネイチ＋−（Ｎａ　ｔｕｒｅ）３０３　：１７９−１８０．１９８ ３、ここに引用によって加える］の中に１．３親交配［ルブキン（Ｒｕｖｋｉｎ ）およびアウスベル（Ａｕｓｂｅｌ）、ネイチャー（Ｎａｔｕｒｅ）２８９　： 　８５−８８．１９８１、ここに引用によって加える］を使用して移動化させた 。次いで、生ずるアグロバクテリウム（）〜ｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）株をニ コチアナ・タハクム（Ｎｉｃｏｔｉａｎａｔａｂａｃｕｍ）ｃｖ、Ｗｉ　５ｃａ ｎｓ　１ｎ３８の原形質体「パン・デン・エルゴン（ｖａｎ　ｄｅｎ　、ＥＩｚ ｅｎ）ら、プラント・モレキュラー・バイオｏノー（Ｐｌａｎｔ　Ｍｏ１．Ｂｉ ｏｌ、）５：１４９−１５４１または葉のディスク［ホルシュ（Ｈｏｒｓｃｈ） ら、サイエンス（Ｓｃ　１ｅｎｃｅ）２２７　：１２２９−１２３１．１９８５ １とともに培養し、そしてカナマイシン抵抗性形質転換体を選択した。 カナマイシン抵抗性に形質転換されたタバコ植物を形質転換された葉のディスク から再生し、そして植物の葉をＰ４５０ＳＵ１およびＦｅ５−Ｂ解読配列のｍ、 　ＲＮ　Ａ発現についてプライマーの発現により試験した。 中程度〜高いレベルのｍＲＮＡを示す植物を花成させ、自家受粉させ、そして各 々から種子を得た。各Ｐ４５０ＳＵ１発現構成体から由来するいくつかのＤＮＡ 断片独立の形質転換された植物を分離した。下表１６は、親の構成体、使用した プロモーターおよび使用した各植物系統についてのＰ４５０ＳＵ］解読配列への 付加を記載する。 アミノ 植物系統　親プラスミド　プロモーター　末端の付加ｉＦＡ３ｇ　なし　なし ＳＵｌｇ、　８　ＰＳＵ１８　ＣａＭＶ　なし５ＵＩ８．　ト１ ＳＵｌｇ、１５　’ １２の余分のアミノ酸 ５ＳＵ−３Ｕ１２１．．３　ｐＳＳＵ−３Ｕ１２１　ＳＳＵ　５ＳＵ）ランンッ トｑ ミノ酸 Ｂ、チトクロムＰ４５０ＳＵｌおよびＦｅ５−Ｂを発現する植物アミン 植物系統　親プラスミド　プロモーター　末端の付加５ｕＦｅ１１．　Ｉ　ｐｓ ｕＦｅｌ　Ｉ　ＣａＭｖ　なし５ｕＦｅ１１．３　ｐｓｕＦｅｌｌ　３５Ｓ　な し５ｕＦｅ１１．４　ｐＳｕＦｅｌｌ　３５Ｓ　なし５ｕＦｅ１１．７　ｐｓｕ Ｆｅｌｌ　３５Ｓ　なし５ｕＦｅ１１．８　ｐｓＵＦｅｌ、１　３５Ｓ　なし５ ｕＦｅ１．１．１　ｐｓｕＦｅｌｌ　３５Ｓ　なし５ｕＦｅ２１．、７　ｐｓｕ Ｆｅ２１　３５Ｓ　ＳＳＵ　トラン／ノト配列 Ａ　実験方法・ 植物を自家受粉した形質転換された植物により産生されたタバコの種子からメト ロ−ミックス（Ｍｅ　ｔ　ｒｏ−Ｍｉｘ”）３５０中の１６時間の光（ポットの レベル、２２℃および８０％の相対湿度において、４００μアインシュタイン／ 秒／　ｍ　２の光の強度）次いで８時間の暗所（１８℃および７０〜８０％の相 対湿度）下で成長させ、そして１／２強度のホアグアンド（Ｈｏａｇｌａｎｄ） 溶液で毎日３回水をやった。個々の植物中のＰ４５０タンパク質の存在は、スル ホニル尿素の代謝についての試験前に、ウェスタン・プロット分析により確証し た。 成長の間に、タバコ植物は主要な茎に結合した葉を産生じ、それらのいずれも同 一の年令または大きさではなかった。各植物の主要な茎に結合した葉を除去する と、横のシュートの成長が強制され、引き続いてシュートは実験に必要な同様な 大きさおよび年令の多数の葉を産生じた。葉を水の下でメスで切除した。これら の葉を吸収溶液（１ＳＵモルのリン酸カリウム緩衝液、ｐＨ７，０、中の２０ｐ ｐｍのスルホニル尿素）を含むカップに移し、そして光（２００μアインシュタ イン／秒／ｍ２）中で２２℃および８６％の相対湿度において２時間の間切断し た葉の基部を通して溶液を吸収させた。吸収期間の終わりにおいて、試料の葉を 液体窒素の中で凍結させ、そして−２０℃において貯蔵する（「吸収後０時間の 試料」と表示する）か、あるいはリン酸塩緩衝液を含むカップに移して、凍結前 、光の中でさらに５時間インキュベーションした（「吸収後５時間の試料」と表 示する）。１０００１の実験において、いくつかの葉を連続的光（２００μアイ ンシュタイン／秒／　ｍ　２．２２°Ｃおよび６３％の相対湿度）の下に吸収後 ２１時間インキュベーションした。 個々の葉をソーパル・オムニ−ミキサー（Ｓｏｒｖａｌ　ＩＩＩＯｍｎｉ−Ｍｉ ｘｅｒ）の中で３０ｍ１のアセトン／水（８０％／２０％、容量）で１分間抽出 した。ブライを遠心して組織の破片を除去した。上澄み液中のアセトンを窒素の 流れ下に除去した。生ずる水性抽出物を硫酸でｐＨ２〜３に酸性化し、次いで塩 化メチレンで３回抽出した。−緒にした塩化メチレン抽出物を回転蒸発器で３０ 〜４０℃において減少乾固した。 乾燥残留物をバイアルへ移すためにアセトン中に溶解した。いったん移されると 、アセトンを窒素の流れ下に蒸発により除去した。ＨＰ　Ｌ　Ｃ分析の前に、乾 燥した試料を１．０ｍｌのアセトニトリル／水（２５％／７５％）の中に再び溶 解する。ＨＰＬＣ分離をゾルパックス（Ｚｏｒｂａｘ”）ＯＤＳカラム（４，６ ｍｍＸ２５０ｍｍ）を４５℃において１゜４ｍｌ／分の流速で実施した。抽出成 分の分離を５〜８０％のアセトニトリルの勾配（領　１％のキ酸、残部は水であ った）および２５分の展開時間で達成した。１０００１およびその代謝物を２５ 　／４　ｎ　ｍにおいて検出したが、１４Ｃ−１０００１およびその代謝物をラ ジオマチ・ツク・フローワン（Ｒａｄｉｏｍａｔｉｃ　Ｆｌｏ−ＯｎｅＲ）検出 器で検出した。ダイオードの列の検出器を別の実験において使用して、いくつか の抽出物のＨＰＬＣ分析における１００１５代謝物および１００１４標準の吸収 スペクトルを得た［ＨＰ　Ｌ　ｃ法は、ロウメツサ−（Ｒｏｍｅ　ｓ　５ｅｒ） ら、バイオケミカル・アンド・バイオフィジカル・リサーチ・コミュニケーショ ン（Ｂｉｏｃｈｅｍ、Ｂｉｏｐｈｙｓ、Ｒｅｓ、Ｃｏｍｍ、）１４０：６５０− ６５９　（１９８６）に記載されているコ。代謝物の吸収スペクトルを１００１ ４のそれと比較すると、代謝物の同一性が確証された。 ８．１００１５の代謝 Ｓ、ｇｒｉｓｅｏｌｕｓチトクロムＰ４５０　（ＳＵＩ）を葉緑体Ｎ−脱アルキ ル化１００１５−１００１４に向けるように操作されたプラスミド受は取った形 質転換されたタバコ植物（ＳＳＵ−８ＵＩＩ１．５．５ＳＵ−８Ｕ１２１．．３ およびＣＡＢ−３ｔＪ’１３１．５）の子孫のみからの葉組織（第１１図）。結 果を表１７に示す。 表１ユ タバコの葉中の１００１５の１００４への代謝１３８　０　０　６（２植物の各 々から３）＾Ｇ５１１２＊＊　０　０　４（各植物から４）ＳＵＩ８．８＠　０ 　０　８（２植物の各々から４）ＳＵＩ８．１５＠　ＯＯ２（１植物から２）代 謝物（１００１４）は、ＨＰＬＣ分析における１００１４標準とのその同時移動 により、および代謝物の吸収スペクトルと１００１４標準のそれとの比較により 同定された。吸収スペクトルは同一であった（第１２Ａ図および第１２Ｂ図）。 葉中の１００１４のレベル（表１７）は、２時間の吸収期間の間に葉の中に負荷 された１００１５の１０〜２０％の代謝的転化を表す（吸収された１００１５溶 液の体積からの計算に基づく）。吸収後の０および５時間のインキュベーション を含めて、代謝の反応速度論を見た。１００１４の産生の変動性のために、反応 速度定数は計算しなかった。 子孫の植物の型、Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ３８タバコ、およびｐＡＧｓ１１２プラス ミド（バクテリアのチトクロムＰ４５０ＳＵｌ遺伝子をもたないプラスミド）で 形質転換したタバコの子孫からの葉の組織は、検出可能な１００１４および１． ００１５を産生ずることができなかった（表１７）。これが示すように、１００ １５を１００１４に代謝するトランスジェニックタバコの能力は、植物中のバク テリア遺伝子の発現のためであり、そしてタバコの自然の能力のためではなかっ た。 プラスミドｐｓＵ１８で形質転換した植物（すなわち、植物系統５Ｕ１８１４お よび５Ｕ１８．１５）の子孫からの葉の組繊を、また、１００１５を１００１４ に代謝するそれらの能力について試験した。実験条件下に、１００１．５の１０ ０１４への転化は検出されなかった（表１７）。 カルボキシラーゼの小さいサブユニット（ＳＳＵ形質転換体）からまたはクロロ フィルａ／ｂタンパク質（Ｃａｂ形質転換体）からのトランノット配列を操作し たプラスミドの中に含めて、細胞質の中で合成後、チトクロムＰ４５０ＳＵ１タ ンパク質を葉緑体の中に向けた。５ＳＵ−８ＵＩＩ１．５形質転換体のための成 熟チトクロムＰ４５０ＳＵ１タンパク質は、ＲｕＢＰカルボキシラーゼの小さい サブユニットの１４アミノ酸断片を含有した。５ＳＵ−３Ｕ１２１．．３形質転 換体のｍｎｔチトクロムは、追加のアミノ酸の付加をもっていなかった。Ｃａｂ −３ＵＩ３１５形質転換体は、クロロフィルａ　／　ｂタンパク質からの追加の ２７アミノ酸を有した。形質転換体の中で産生された１００１４のレベルの検査 （表１７）が示すように、チトクロムＰ　４．５０　Ｓ　Ｕ　１に付加された１ ４または２７のアミノ酸は、トランスジェニックタバコ葉組織中の１００１５の １００１４への代謝を防止しなかった。 Ｃ，１０００１の代謝 ｐＡＧｓｌｌ、２、チトクロムＰ４５０ＳＵ１をエンコードするＤＮＡを含有し ないプラスミド、は、１０００１を１０００２および１０００３に、それぞわ、 〇−説メチル化および脱エステル化により、代謝した（第１３Ａ図）。１．００ ０１の代謝はタバコの自然の代謝能力であると仮定した。しかしながら、それは プラスミド（ｐｓＵ１８、ｐＳＳＵ−３Ｕ１１１、ｐＳＳＵ−５Ｕ１２１、およ びｐＣａｂ−３Ｕ］、３１）を含有するチトクロムＰ４５０ＳＵ１で形質転換し た植物からの組織の１０００１の代謝活性の評価を複雑にした。制限された数の 試料を試験した（各時点は試験した２枚の結合の平均を表す）が、結果（第１３ Ａ図、第１３Ｂ図および第１３Ｃ図）が示すように、２１時間後、１０００１は 有意に代謝され、そしてｐＡＧｓｌｌ２で形質転換した植物からの葉の組織にお いてより多くの１０００２は、プラスミドｐＳＳＵ−８Ｕ１１１およびｐＣａｂ −５Ｕ１３１で形質転換した植物からの葉の組織において産生された。結果が示 すように、チトクロムＰ４５０ＳＵ１はトランスジェニックタバコにおいて１０ ００１を活性的に代謝していた。 形質転換体、５Ｕ１８．８および５Ｕ１８．１４、の子孫からの葉の組織を１０ ００１を１０００２および１０００３に代謝する能力について試験した。タバコ の１０００１を代謝する自然の能力のために、バクテリアの酵素の代謝への寄与 が存在するかどうかを決定することは困難スルホニル尿素化合物１００１５は広 範な種類の植物種に対して低い植物毒性を示す。この化合物はＰ４５０ＳＵ１の ためのきわめてすぐれた基質であり、Ｐ４５０ＳＵ１はそれを高度に植物毒性の 化合物１００１４に転化する（第１１図）。こうして、Ｐ４５０ＳＵ１を含有す るように形質転換されそして通常毒性以下の割合の１００１５で噴霧されたタバ コ植物は、植物の組織内に毒性化合物１００１４の蓄積を可能とするだめに十分 な量の機能的Ｐ　４５０　Ｓ　Ｕ　１を含有する場合、非常に損傷されるであろ う。 プラスミドｐＡＧＳ　１１２、ｐｓＵ１８、ｐＳＳＵ−８ＵＩ　１１、ｐＣａｂ −３Ｕｉ２１またはｐＣａｂ−５ＵＩ３１　（単一に）で形質転換しそしてＰ４ ５０ＳＵ１タンパク質を蓄積するタンくコ植物（Ｎｉｃｏｔｉａｎａ　ｔａｂａ ｃｕｍ　ｃｖ、Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ　３８）を、ウェスタン・プロット分析によ り同定した。ＡＧＳ　１１２．５Ｕ１８．８．５Ｕ１８．１４．５ＳＵ−５Ｕ１ ．１１．５、Ｃａｂ−３ＵＩＩ１．８、およびＣａｂ−５Ｕ１３１．．５と表示 する個々の一次形質転換体の自家受粉から生ずる種子は、この実施例に記載する 植物を生じた。−次ＡＧＳ１１２およびＣａｂ−８Ｕ１２１．５形質転換体を単 一コピーのカナマイシン抵抗性を離した。対照的に、Ｐ４５０ＳＵｌを含有する プラスミドで形質転換した植物（Ｃａｂ−５Ｕ１２１．５以外）の子孫はマルチ コピーｎｏカナマイシン抵抗性を分離した。こうして、この実施例におけるＰ４ ５０ＳＵ１をエンコードする遺伝子を含有しそして１００１５で噴霧した大部分 の植物は、Ｐ４５０ＳＵ１の少なくとも１つのコピー、多くの場合において多数 のコピーを含有するように思われるが、非常にわずかの個体はＰ４５０ＳＵ１を エンコードする遺伝子のコピーをを含有しないようであった。 形質転換されたおよび形質転換されないタバコ植物からの種子を、商用ポアティ ングミックスのメトロ−ミックス（Ｍｅ　ｔ　ｒｏ−Ｍｉ　ｘＲ）３５０中で２ ５日間発芽させた。次いで、個々の植物をメトロ・ミ・ンクス（Ｍｅｔｒｏ　Ｍ ｉｘＲ）を含有する４インチ×４インチのポットに移し、そして温室内でさらに ２２日間成長させ、この時はとんどの植物は４〜５の完全に拡張した葉を含有し た。植物の発育的に均一な集団をから選択し、次いで個々の植物をスルホニル尿 素化合物１００１５を１．４、または１６ｇ／ヘクタール（ｇ／ｈａ）の濃度で 含有するＡ　ＧＷＴ（９０２％のアセトン、：４．８％のグリセロール・４８％ の水０２４％のツイーン２０、容量）の担体溶液で噴霧した。噴霧した植物を温 室に戻し、そして２２日後障害について等級づけた。 噴霧の１〜２日前に、各植物からの１枚の葉を一８０°ＣにおいてＰ４５０ＳＵ １含量の分析のために貯蔵した。アッセイにおいて、融解した葉を領　１モルの ナトリウムトリシンｐＨ７，８，１０ミリモルの塩化ナトリウム、および５ミリ モルの塩化マグネシウムを含有する緩衝液の中で粉砕した。抽出液を２８．００ ０〜３３，０００Ｘｇで１時間遠心することによって透明にし、そして上澄み液 分雨中のタンパク質を濃縮した。各葉からの上澄み液分側の相対的Ｐ　４５　、 ＯＳ　Ｕ　ｌ含量を「イムノスロットプロットｊにより推定し、ここで各葉から の抽出液を鋳型の中に配置し、鋳型は抽出液をニトロセルロース紙上の個々の「 スロット」または狭いレーン上に堆積させた。ニトロセルロースに結合したタン パク質をＰ４５０ＳＵ１特異的抗体とインキュベーションし、引き続いてウェス タン・プロット手順について前述したように処理した。 １００１５をＩｇ／ｈａの割合で葉に適用する（表１８）と、非形質転換植物（ Ｗ３８）およびプラスミドｐＡ、Ｇ５１１２で形質転換した植物の子孫への損傷 は最小であった。対照的に、Ｐ４５０ＳＴＪ］を葉緑体に向ける構成体で形質転 換した植物（ＳＳＵ−３ＵＩＩ１．５、Ｃａｂ−５Ｕ１１１．８、Ｃａｂ−５Ｕ １２１．．５およびＣａｂ−５Ｕ１．３１゜５）は、Ｉｇ／ｈａで化合物１００ １５を適用することによって、厳し（障害された。第１４図に示すように、Ｐ４ ５０ＳＵ１を含有する植物への損傷は事実劇的であり、植物の成長の厳しい阻害 ばかりでなく、かつまた葉のクロロンスおよびシュートの先端付近で生ずる新し い葉の全体の形態学的変形を生じた。第１４図における非形質転換（ＷＳ２）植 物の子孫およびｐＡＧＳｌ　１２で形質転換した植物の間の高さの差は、未処理 の移植したタバコ植物の発生後に期待される通常の変動の範囲内であった。 イムノスロットプロット分析において、障害した植物は噴霧時にＰ４５０ＳＵ１ タンパク質を含有したことが確証された。何も含有しないものの期待したレベル より低い（Ｃａｂ−８Ｕ１２１．５−１９）または同−族における厳しく障害さ れた植物より低い（Ｃａｂ−３Ｕ１３１゜１５）Ｐ４５０ＳＵ１のレベルを示し た。これらの植物はＰ４５０ＳＵ１をエンコードする遺伝子の、それぞれ、コピ ーを含有しないか、あるいは１つのコピーを含有する分離体であることができる 。ｐＡＧｓ１１２−次形質転換体から生ずる対照植物は、カナマイシン抵抗性に ついて個々に型別されなかった。しかしながら、これらの植物は３つの抵抗性を 分離した。１カナマイシン上で発芽する能力についての感受性、ｐＡＧＳ１１２ で形質転換した少なくとも１つの植物をＩｇ／ｈａの１．００１５の最適な区別 的な割合でサンプリングされた確率は〉９８％である。 この実験を化合物１００１５の４ｇ／ｈａのより高い適用割合で反復したとき、 Ｐ４５０ＳＵ１を葉緑体に向ける構成体で形質転換された大部分の植物は再び厳 しく障害された（表１９）。非形質転換植物および一次ＡＧＳ　ｌ’ｌ　２形質 転換体からの子孫植物はこのより高い適用割合において多少のバックグラウンド の損傷を示したが、この損傷は葉緑体局在化Ｐ４５０ＳＵ１を含有するように形 質転換された植物が経験するものより低いことは明らかであった。この実験にお いて、Ｐ４５０ＳＵ１を含有する２つの例外的な植物（Ｃａｂ−３ＵＩＩ１．８ ；Ｃａｂ−８Ｕ１３１．５−２１．）は、期待した植物毒的損傷より低い損傷を 示した。 これらのプラスミドて形質転換されそしてＰ　４．５０　Ｓ　Ｕ　１を発現する 植物が化合物１００１５の１．ｇ／ｈａのより低い適用割合で厳しく損傷される ことがか与えられると（表１８）、これらの２つの例外的な植物は処理の間に減 少した投与量の１００１５を受けたか、あるいはイムノスロットプロット分析の 間に誤って型別されたようである。 細胞質的に向けられたＰ４５０ＳＵｌを含有するいくつかの形質転換体（ＳＵ１ ８．８．５Ｕ１８．１４）は、非形質転換植物より厳しく損傷されたが、葉緑体 局在化Ｐ４５０ＳＵ１を含有する形質転換体より低い程度に損傷された。これは 化合物１００１５の４ｇ／ｈａの処理割合においてことに明らかであった（表１ ９）。細胞質的に局在化されたＰ４５０ＳＵｌおよび葉緑体局在化Ｐ４５０ＳＵ ｌの間の活性の差は、葉緑体に向けられた構成体におけるＰ４５０ＳＵ１のより 高い蓄積を常に反映するということはない（ＳＵ１８．８．５Ｕ１８．１４とＣ ａｂ−８ＵＩＩ１．８およびＣａｂ−５Ｕ１２１．５との比較、表１９）。これ が示唆するように、Ｐ４５０ＳＵｌは細胞質におけるより葉緑体においてより効 率的に機能する。 １００１５を１６ｇ／ｈａの１度で適用するとき、形質転換された植物および非 形質転換植物の両者は広範に障害されそして有用な情報は得られなかった。 これらのデータが実証するように、Ｐ４５０ＳＵ１は形質転換された植物の子孫 において全植物レベルで機能的に活性である。Ｐ４５０ＳＵ１タンパク質を葉緑 体に向けらるように設計した構成体の場合において、実施例１８に記載するよう にＰ４５０ＳＵ１にアミノ末端の伸長を含めることは、完全な植物におけるＰ４ ５０ＳＵ１の活性を防止しなかった。 表１８ スルホニル尿素化合物１．００１５（Ｉｇ／ｈａ）に対するＰ４５０ＳＵ１形質 転換タバコの応答 ＷＳ２　１０　ＮＴ ＡＧＳ１１２　０　１０　（−） ＡＧＳ　１１２　０　１０　（−） ＡＧＳ　１１２　１０　ＮＴ ＳＵ１８．８　１４　１０　６　（＋＋）ＳＵ１８．１４　１１　４０　５　（ ＋＋）ＳＳＵ−３Ｕ１１１．５　１０　９５　１１　（＋＋＋＋）ＳＳＵ−３［ １１１１，５２２９５１０（＋＋＋）ＳＳＵ−３Ｕ１１１．５　２４　９５　Ｎ ＴＣａｂ−３Ｕ１１１．８　１２　９０　９　（＋）Ｃａｂ−３［１１１１，８ １４９５４１）Ｃａｂ−３ＵＩＩ１．８　１７　９５　ＮＴＣａｂ−３ＩＪ１２ １．５　１１　８５　ＮＴＣａｂ−３Ｕ１２１．５　１３　９５　７　（＋）Ｃ ａｂ−３Ｕ１２１．５　１．８　９５　ＮＴＣａｂ−３１１１２１，５１９２０ ５（−）Ｃａｂ−３υ１３１．５　１５　５０　４　（＋）Ｃａｂ−８Ｌ１１３ １．５　１８　９５　１３　（＋＋１／２）Ｃａｂ−Ｓ［＋１３１．５　２７　 ９０　Ｉｆ　（＋＋）ＮＴ＝試験せず （＋）、　（＋＋）、　（十＋＋）、　（＋＋＋＋）＝免疫学的に検出されたＰ ４５０ＳＵ１の相対的量 表１９ スルホニル尿素化合物１００１５　（４ｇ／ｈａ）に対するＰ４５０ＳＵ１形質 転換タバコの応答 ＷＳ８　２０　ＮＴ Ｗ３１１１　３０　ＮＴ 八へ３１１２　０　ＮＴ ＡＧ３１１２　４０　ＮＴ ＳＩ＋＋、８．８　１１．　６０　６　（十十）ＳＵ１８．１４　１５　７０　 ６　（＋＋）ＳＳＵ−３Ｕ１１１．５　１１　１００　１３　（＋＋＋＋）ＳＳ Ｕ−３Ｕ１１１．５　＋２　１００　２　（＋＋＋）５ＳＵ−５Ｕ１．１１．５ 　１．３　１００　ＮＴＣａｂ−５Ｕ１１１．８　１０　０　６　（＋）Ｃａｂ −５ＵＩＬＬ、８　１５　９９　５　（＋）Ｃａｂ−５Ｕ１２１．５　１．２　 ９０　５　（＋）Ｃａｂ−３［Ｉ］２１．５　２２　１００　９　（＋）Ｃａｂ −３Ｕ１２］、、５　２８　９５　ＮＴＣａｂ−５ＵＩ３１．５　２１　４０　 ］２　（＋＋）Ｃａｂ−５Ｕ１３１．５　２８　１００　１３　（＋＋）Ｃａｂ −５Ｕ１３］、、５　２９　１００　ＮＴＮＴ＝試験せず （＋）、　（＋＋）、　（＋＋＋）、　（＋＋＋＋）＝免疫学的に検出されたＰ ４５０ＳＵ１の相対的量 ムリンゲ（Ｍｕｒ　ｉ　ｓｈ　ｉｇｅ）最小有機培地［ギブコ・ラボラトリーズ （Ｇｉｂｃｏ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）、ニューヨーク州グランドアイラン ド］、８ｇ／ＬにＴビタミン類（５０ｐｐｂのヒオチン、０．５ｐｐｍのピリド キノンＨＣＩ、０．５ｐｐｍのチアミンＨＣＩ、５ｐｐｍのニコチン酸、０．５ ｐｐｍの葉酸、２ｐｐｍのグリシン、１１００ｐｐのミオーインソトール）を補 充し、滅菌し、そして無菌のプラントコン（Ｐ　ｌ　ａｎ　ｔＣｏｎ）組織培養 容器Ｌフロー・ラボラトリーズ（Ｆｌｏｗ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）、バー ンニア州マクリーン］の中に入れて、成長培地を調製した。−次形質転換体の自 家受粉から得られたタバコ種子は、２０％の塩素漂白剤、０１％のドデンル硫酸 ナトリウムの中で３０分以下の処理により表面滅菌し、次いで蒸留水ですすぎ、 そして無菌の容器内の培地の表面上に配置した。この処理後、種子を発芽させ、 そして照明（１００マイクロアインツユタイン／ｍ２／秒）下に２２℃において 成長させた。 形質転換さ眸タバコの遺伝＋−１ｏｔｏｓｉタバコのゲノムの中にＴ−ＤＮＡが 組み込まれた位置の数は、子孫の次の世代におけるカナマイシン抵抗性の分離分 析により決定した。−次形質転換体の自家受粉からの種子を、前述したように、 ２００ｐｐｍの硫酸カナマイシンを補充した培地（Ｓ　ｉ　ｇｍａ）上に成長さ せた。２１日後、抵抗性（形質転換された）植物は対照と比較して影響を受けな かったが、感受性植物はより小さく、部分的に黄白化し、そして板形成に劣った 。−次形質転換体の遺伝子座の数の決定は、カナマイシン抵抗性の特性の分離に 基づいた。 １００１４の植物毒性が１００１５のそれを越えて増加するために、１００１５ を含有する培地中で成長する植物は、それらが活性なチトクロムＰ４５０ＳＵ１ を含有する場合、成長が阻害されるであろう。これを試験するために、タバコの 種子を５０ナノモルの化合物１００１５を補充した組織培地の中で成長させ、そ して結果を表２０に示す。 表２０ 八ＧＳ１．１．２（対照）１１ ＳＵｌｇ、　８　＞２　１ ＳＵ１８．１．４　２　２ ＳＵ１８．１５　＞２　２ ＳＳＵ−３ＵＩＩ１．５　〉３　３ Ｃａｂ−３ＵＬＩ１．８　＞２　３ Ｃａｂ−３Ｕ１２１．５　２　３ Ｃａｂ−３Ｕ１３１．５　Ｎ、　Ｄ、　’　３ａ　遺伝子座の数は〉１００の種 子の分離分析により決定した。 ｂ　６個体の成長の阻害を視的に等級づけた。１−わずかの阻害または阻害なし 、２−中程度の阻害、３−厳しい阻害、子葉は拡張するが、成長は起こらない。 Ｃ遺伝子座の数は決定することができなかった。 この表中のデータが示すように、Ｐ２Ｓ５を含有する植物、ことに成熟タンパク 質が葉緑体に向けられている植物は、化合物１００１５による阻害に対して感受 性であった。これらの植物の親の大部分の遺伝子座の高い数（〉１）は、サンプ リングした６植物のすべてがＰ４５０遺伝子を有することを保証する。 Ｐ４５０＋ＦｅＳを含有する植物のスルホニル尿素の選択上の結果が実証するに 、５０ナノモルの化合物１００１−５の存在下に植物を成長させることによって 、Ｐ４５０遺伝子の選択可能なマーカーとして使用することができる。この技術 を使用して、ＳＵＩおよびＦｅ５−Ｂの両者の遺伝子で形質転換した植物の子孫 を分析し、そして結果を表２１に示す。 ＡＧＳ５０２（対照）　６／９　１．　０／９ＳｕＦｅ１１．１　７／９　＞４ 　２／９ＳｕＦｅ１１．３　５／＋０　１　０／８ＳｕＦｅ１１．４　７／１０ 　１　０／１０ＳｕＦｅ１１．７　９／１．０　１　０／９ＳｕＦｅ１１．８　 １０／＋０　２　１／１．０ＳｕＦｅ１１．１１　７／８　２　０／９ＳｕＦｅ ２１．２　７／１０　１　７／９ＳｕＦｅ２１．５　８／１０　１　８／９Ｓｕ Ｆｅ２１．６　９／１０　１　７／９ＳｕＦｅ２１．、７　７／１０　１　５／ ７ＳｕＦｅ２１．８　８／９　］、　１０／　１０カナマイソン抵抗性および化 合物１００１５の感受性についての結果は、結果／合計の植物を実証する植物と して表される。コピーの数の決定は、約１００の種子のカナマイノン感受性の分 離の分析からである。 化合物１００１．５に対する感受性を示す植物は、培地の表面から実生を引き抜 き、そしてそれらを１．００１５を含有しない新鮮な培地の中に入れることによ って、この処理から救うことができるであろう。数週の成長後、植物からの葉の 組織を集め、ホモジナイゼイノヨンし、そしてウェスタン・プロット分析により チトクロムＰ４５０ＳＵ１抗原の存在について分析した。系統５ｕＦｅ２１．５ ．５ｕＦｅ２１．６．５ｕＦｅ２１．７、および５ｕＦｅ２１．８からの１００ １５抵抗性および１００１５感受性の両者の分析において、１００１５抵抗性と して特徴づけられた８植物のうちで、ウェスタン・プロット上に検出可能なレベ ルのＰ４５０ＳＵ１は存在しなかったが、１００１５に対して感受性の２１植物 のうちで１８はウェスタン・プロット上に検出可能なレベルのＰ４５０ＳＵ１を 有することが実証された。 これらの結果が実証するように、Ｐ４５０ＳＵ１の発現は陰性の選択可能な表現 型に導く。成熟タンパク質を葉緑体にターゲツティングしたとき、この選択はカ ナマイシンによる陽性の選択に匹敵した。 実施例２３ トランスジェニックタバコ系統５ｕＦｅ３１およびＳ　ｕ　Ｆ　ｅ　４１のスル ホニル尿素の選択 プラスミドｐｓＵＦｅ３１およびｐｓｕＦｅ４１で形質転換した植物を、実施例 １９に記載するように、プライマー伸長分析によりＰ４５０ＳＵＩおよびＦｅ５ −Ｂの高い発現について選択し、そして自家受粉して種子を産生じた。この種子 は５０ナノモルの化合物１００１５を含有する培地上で発芽し、そして実施例２ ２におけるようにこの化合物に対する感受性（活性なチトクロムＰ４５０ＳＵｌ 酵素の存在を示す）について分析した。 煮λス 八Ｇ５５０２（対照）　３２　０　０ ＳｕＦｅ３１．１３　４　１２　３．０ＳｕＦｅ３１．２８　５　１０　２．０ ＳｕＦｅ４１．３４　３２　０　０ ＳｕＦｅ４］、、　３７　ｇ　２４　３．０ＳｕＦｅ４１．５６　３２　０　０ ＳｕＦｅ４１．６０　１５　０　０ ＳｕＦｅ３１．１３．５ｕＦｅ３１．２８および５ｕＦｅ４］、、３７における 化合物１００１５感受性の特性の分離が実証するように、感受性植物は酵素的に 活性なチトクロムＰ４５０ＳＵ１を発現しており、そしてこれらの植物は単一の 座で形質転換されたヘテロ接合体の植物の子孫である。 いくつかのＰ４５０ＳＵ１およびＰ４５０ＳＵ１＋Ｆｅ５−Ｂの構成体で形質転 換した植物からのタバコの種子を、化合物１０００１を補充した組織培地上で成 長するそれらの能力について試験した。種子は０．５．１０．２０、および４０ ナノモルの化合物１０００１を含有する培地上に配置した。１００日後、植物を 除草剤処理に対するそれらの抵抗性（除草剤の解毒による）について視的に等級 づけた。除草剤の不存在下に成長したすべての植物および最低のレベル（５ナノ モルおよび１０ナノモル）の１０００１で処理した植物は、非常に太き（成長し たので、比較的等級づけは不可能であった。厳しく成長を阻害された植物（２０ ナノモルおよび４０ナノモルの化合物１０００１の存在下に成長した植物）を表 ２３中のＡＧＳ５０２　（Ｐ４５０遺伝子で形質転換しなかった）と比較するこ とによって、それらにスコアを付けた。 表２３ 植物の系統　１０００１の濃度（ナノモル）　個々のスコア５ｕＦｅ２１．５　 ２０　２．０．０．０．０．０３ｕＦｅ２１．５　４０　３．３．３．２．１Ｓ ｕＦｅ２１．８　２０　３．３．０．０．０ＳｕＦｅ１１．８　２０　０．０． ０．０．０ＳｕＦｅ１１．８　４０　０．０．０．０．０．０３ｕＦｅ１１．４ 　２０　３．３．２．０．０ＳｕＦｅ１１．４　４０　０．０．０．０．０．０ ３ＳＵ−５ＵＩＩ１．５　２０　０．０．０．０．０ＳＳＵ−３Ｕ］、ｉｌ、　 ５　４０　０．　Ｏ，０，０スコアのシステム：均一に出現するＡＧＳ５０２に 対する視的比較：２０ナノモル　約１ｃｍの高さ、６枚の葉　約１ｃｍの直径４ ０ナノモル　約Ｑ、５ｃｍの高さ、６枚の葉　約０．３ｃｍの直径、白化 等級：Ｏ＝対照の、Ａ　Ｇ　Ｓ　５０２と本質的に同一。 １＝ＡＧＳ５０２より限界的に大きい（≧１．２ｘ）；　２＝ＡＧＳ５０２より 明瞭に大きい（１，２〜２Ｘ）：　３＝ＡＧＳ５０２より実質的に大きい（＞　 ２　Ｘ）。 Ｆｅ５−ＡまたはＦｅ５−Ｂの両者が還元性同等体をＰ４５０ＳＵ１またはＰ４ ５０ＳＵ２に転移する能力を検査した。精製したタンパク質の混合物を、Ｆｅ５ −Ａおよび／またはＦｅ５−ＢがＮＡＤＰＨおよびホウレンソウ（Ｓｐｉｎａｃ ｈ）フェレドキシン：ＮＡＤＰオキシドリダクターゼからチトクロムＰ４５０Ｓ Ｕ１またはＰ４５０ＳＵ２への電子の転移を実施するかどうかを見るために試験 した。これらのＦｅＳタンパク質が還元性同等体を転移する能力は、チトクロム Ｐ４５０の触媒活性のそれらの包含について前提条件である。 コノ実験は室温において、０．１モルのＭ　ＯＰ　Ｓ　−Ｎ　ａ　ＯＨ（ｐ　Ｈ ７。 ＯＬｏ、２モルのＮａＣｌ、１０ミリモルの化合物１００１３　（クロロスルフ ロン）、および５０ナノモルのフェレドキシン：ＮＡＤＰオキシドリダクターゼ ［ゼネッチ（Ｚａｎｅ　ｔ　ｔ　ｉ）およびクルチ（Ｃｕｒｔｌ）、メソッズ・ イン・エンジモロジー（Ｍｅｔｈｏｄｓ　ｉｎ　Ｅｎｚｙｍｏｌｏｇｙ）、１９ ８０、Ｖｏｌ、６９、ｐｐ、２５０−２５５、ここに引用によって加える］から 成る緩衝液の中で実施した。この混合物に、Ｆｅ５−ＡまたはＦｅ５−Ｂ（表２ ４に示すように）、０゜０３ミリモルのＮＡＤＰＨを添加し、そして１０分間イ ンキュベーションシタ。吸収スベクトルを測定しくＨｅｗｌ　ｅ　ｔ　ｔ−Ｐａ ｃｋｅ　ｒｄ８４５０Ａ型　紫外線／可視光線の分光光度計）、Ｐ４５０タンパ ク質を添加し、試料をＣＯで３０秒間バブリングし、そして１分および５分後に 吸収を再び測定した。約４５０ｎｍにおける吸収バンドの出現は、ＦｅＳタンパ ク質によりチトクロムの減少を示した。 煮λ寸 添加°　１分の分画Ｐ４５０の減少　５分の分画Ｐ４５０の減少Ｐ４５０ＳＵ１ 　＜０．０５　＜０．０５Ｐ４５０ＳＵ１＋Ｆｅ５−＾　０５１’　０．８１Ｐ ４５０Ｓ［１１＋Ｆｅ５−８　０．１．０　−　０．４６Ｐ−４５０ＳＵ２　＜ ０．０５　＜０．０５Ｐ４５０ＳＵ２＋Ｆｅ５−＾　０’、９８’　１．０Ｐ４ ５０ＳＵ２＋Ｆｅ５−Ｂ　Ｏ，９１１，０°　タンパク質をそれらの吸収スペク トルにより定められる１度において添加した：ＳＵＩ　（Ａ４１８＝０．０１． ７）、ＳＯ２（Ａ４１８＝０゜０２７）　、Ｆｅ５−Ａ　（Ａ４１０＝０．０６ ６）　、Ｆｅ５−Ｂ　（Ａ４１０＝０．０７１）。 表２１１中のデータが実証するように、ＦｅＳタンパク質は電子のチトクロムＰ ４５０への転移に参加し、そしてそれらは互換的に使用することができ、Ｆｅ５ −ＡまたはＦｅ５−ＢおよびＳ　Ｕ　１あるいはＦｅ５−ＡまたはＦｅ５−Ｂお よびＳＯ２を使用することができる。 解読領域を欠如する実生に可視の作用をもたない濃度でスルボニル尿素３．００ １５を含有する培地上で発芽させたとき、チトクロムＰ４５０ＳＵＩ解読配列を 有するアラビドプンス（Ａｒａｂｄｏｐｓ　ｉ　ｓ）のシュートの成長は阻止さ れ、こうして導入した遺伝子を発現する植物のための陰性の選択系を提供する。 遺伝子の発現を欠如する植物は生存するが、遺伝子を発現する植物のシュートの 成長は止まった。 プラスミドｐｓＵ１８、ｐＳＳＵ−８Ｕ１１１、およびｐＣａｂ−５Ｕ１１１を 、実施例１９の節Ｃに記載されているように、アグロバクテリウム（Ａｇｒｏｂ ａｃｔｅｒｉｕｍ）株ＬＢＡ４４０４／ｐＡＬ４４０４［ヘケ７　（ＨＯｅｋｅ ｍａ）ら、ネイチ＋−（Ｎａｔｕｒｅ）３０３　：１７９−１８０．１９８３］ の中に、凍結−融解法［ＰｌａｎｔＭｏｌｅｃ、Ｂｉｏｌ、Ｍａｎｕａ！、Ｓ、 Ｂ、ゲルビン（Ｇｅｌｖｉｎ）およびＲ，Ａ、ツルペパールート（Ｓｃｈ　ｉ　 ］　ｐｅ　ｒｏｏ　ｔ）編、Ａ３・１−１９．１９９８８、ここに引用によって 加える］を使用して直接形質転換し、そして５０ｍｇ／Ｉのリファンピシンおよ び５ｍｇ／Ｉのテトラサイクリンを含むＹＥＭＥ培地（表２５）上で選択した。 選択したクローン中のプラスミドＤＮＡの存在は制限消化により評価した。 無菌の培地および異種生物を混じない植物／バクテリアの培養物の操作の標準の 無菌的技術に従い、このような技術はすべての転移のために層状流れのフードを 包含した。培地の組成物を表２５に列挙する。特記しない限り、２５Ｘ１００ｍ ｍのベトリ皿を植物組織の培養に使用した。 植物組織の培養物のインキュベーションは、特記しない限り、２３℃において混 合蛍光および「グロー・アンド・ショウ（Ｇｒｏ　ａｎｄ’　５ｈＯ）」プラン トのライト（Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ）で一定に照明下に実施した。 外植体源をアラビドプシス・タリアナ（Ａｒａｂｄｏｐｓ　ｉ　ｓ　ｔｈａ　Ｉ 　１ａｎａ）（Ｌ）Ｈｅｙｎｈ、地理的品種Ｗａｓｓｉｌｅｗｓｋｉｊａの試験 管内で成長した植物であった。種子を５０％の塩素漂白剤および０１％のドデン ル硫酸ナトリウムの溶液中で１０分間滅菌し、無菌の蒸留水で３〜５回すすぎ、 無菌の濾紙上の完全に乾燥し、次いで６Ｍ培地上にまいた。プレートをフィルタ ーテープ（ＣａｒｏｌｉｎａＢｉｏｌｏｇｉｃａｌｓ、米国ノースカロライナ州 バーリントン）でソールし、そして前述したように７日間インギュベーンヨンし た。実生を２５Ｘ１５０ｍｍのベトリ皿中のＧＭに、３６〜４０／プレートで移 した。プレートをフィルターテープでシールし、そして２〜３数週インキュベー ションした。 アグロバクテリウム（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）の接種する前に、根の組織 をカルス誘導培地（ＭＳＫｉｇ）上で４日間培養した。根糸はビンセットを使用 して寒天の中から外に小植物を引き、根をＭＳＫ　ｉ　ｇ培地上に根を横たえ、 次いでメスでシュートを切断した。ベトリ皿をブイｌレターテープでシールし、 そして４日間インキュベーションした。 プラスミドの各々を含有するアグロバクテリウム（Ａｇｒｏｂａｃｔｅ　ｒ　ｉ 　ｕｍ）の細胞の培養物を、２ｍｇ／ｌのテトラサイクリンを含有する５ｍｌの ＹＥＰブロスの中で成長させた。培養物を２８℃に維持した二ニー・ブルンスウ ィック（Ｎｅｗ　Ｂｒｕｎｋｓｗｉｃｋ）プラットホームのソエイカー（２２５ ｒｐｍ）中のガラス培養管中でほぼ１７〜２０時間成長させた。−次培養物した 根全体をＱ、５ｃｍのセグメントに切断し、そしてトリーボウア（Ｔｒｉ−Ｐｏ ｕｒ）ビーカー（ＶＷＲ５ｃｉｅｎｔ、１ｆｉｃ、米国カリフォルニア州すンフ ランシスコ）および１００μｍのメンンユから作られ、べ１・り皿の中にセット した、１１００ｕのフィルターに入れた。根のセグメントを一夜のアグロバクテ リウム（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）の培養物の１＝２０希釈物の３０〜５０ ｍ１の中で、周期的におだやかに混合しながら、数分間接種した。接種した根を 無菌の濾紙に移して、液体の大部分を抜き取った。 いくつかの根のセグメントから成る、根の小さい束を、１００ミリモルのアセン トシリンゴン　３′、５°　−ジメトキンー４′　−ヒドロキシアセトフェノン 、Ａｌｄｒｉｃｈ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏ、、米国ウイスコンンン州ミルウォ ーキイ）を含有するＭＳＫｉｇ上に配置した。ベトリ皿をバラフィルムまたはフ ィルターテープでシールし、そして２〜３日間インキュベーションした。 接種後、根のセグメントをすすぎ、そして抗生物質を含有するシュート誘導培地 に移した。根の束を１００μｍのフィルターユニ、ト（前述）の中に入れ、そし て３０〜５０ｍ１の液状ＭＳＫｉｇ培地ですすいだ。 フィルターを溶液の中で激しく農産してアグロバクテリウム（Ａｇｒ。 ｂａｃｔｅｒｉｕｍ）の除去を促進し、きれいなペトリ皿に移し、そして再びす すいだ。根を無菌の濾紙上でブロッティングし、そして根の束を５００ｍｇ／ｌ のバンコマイシンを含有するが、５０ｍｇ／ｌのカナマイシンを含有しないＭＳ ｇ培地上に配置した。プレートをフィルターテープでシールし、そして１２〜２ １日間インキュベーションした。 緑の節および小さいシュートの原始細胞は約２週で可視であった。外植体は完全 なままに放置下か、あるいは多数の片に破壊し、そしそさらにシュートの発育の ために２００〜３００ｍｇ／Ｉのバンコマイシンを含有する６Ｍ培地上に配置し た。プレートを２片のテープまたはフィルターテープでシールした。それらが発 育するにつれて、個々のシュートをカルスから分離し、そして１００ｍｇ／Ｉの パンコマインンＭＳＲｇ培地上に配置した。皿を前述したようにシールし、そし て４〜７日間日間インキュベーション。次いで、シュートを２５Ｘ１００ｍｍの ペトリ皿またはプラント：ｌン（ｐｌ　ａｎｔＣｏｎ）容器（Ｆｌｏｗ　Ｌａｂ 。 ｒａｔｏｒｉｅｓ、バージニア州マクリーン）中の１００〜２００ｍｇ／ｌのバ ンコマイシンを含有するＧＭ培地に移した。個々の容器に移した多数の一次形質 転換体は種子を発育させた（Ｔ２）。 Ｔ２種子を選択した推定上の形質転換体から収穫し、そして５０ｍｇ／ｌのカナ マイシンを含有しそして５ｐｐｂの１０００１５を含有するＧＭ培地上にまいた 。プレートをフィルターテープでシールし、２またはそれ以上の日数の間４℃に おいて冷時処理し、次いで前述したように一定の照明下に２３℃において１０〜 ２０日間インキュベーションした。 実生を抵抗性（緑、真の草の発育）および感受性（真の葉の発育なし）としてス コアを付けた。表２６は、カナマイシンおよび１００１５に対して抵抗性である 実生の数および百分率を示す。抵抗性実生の百分率は、２つの選択と逆比例する 。カナマイシンは外来ＤＮＡを有する実生について陽性の選択である。したがっ て、この逆の関係が示すように、１００１５はＰ４５０ＳＵ１遺伝子を発現する 実生を陰性的に選択する、すなわち、その実生のシュートの成長を阻止したが、 Ｐ４５０ＳＵ１遺伝子を発現しない実生が生き残った。 カナマイシン抵抗性である選択したＴ２実生を土に移植し、そして６５〜８０％ の相対湿度において２１℃に日中（１４時間）１８℃の夜中（１０時間）成熟に 成長した。Ｔ３種子を集め、滅菌し、そして５０ｍｇ／Ｉのカナマイノンを含有 しそして５ｐｐｂの１００１．５を含有するＧＭ培地上で発芽した。植物をフィ ルターテープでシールし、４℃において２またはそれ以上の日数の間冷時処理し 、次いで前述したように一定の照明下に２３℃において１０〜２０日間インキュ ベーションした。 実生を抵抗性および感受性としてスコアをつけ、そして結果を表２７に示す。６ つの植物のうちで２つはカナマイシンに対して１００％抵抗性でありそして１０ ０１．５に対して選択的である：それらは挿入されたＤＮＡについてホモ接合性 である。他の４つの親はへテロ接合性であり、そしてカナマイシンおよび１００ １５抵抗性の実生の逆比例を示す。こうして、異種遺伝子を有する実生の成長は 、１００１５を含有する培地上で成長させるとき、阻止されたが、その遺伝子を 含有しない実生の成長は影響を受けなかった。したがって、Ｐ　４５０　Ｓ　Ｕ 　１遺伝子を発現する実生は陰性的に選択することができる。 植物組織の選択的破壊は、１００１５を含有する培地上で成長する実生中で示さ れた。Ｐ４５０ＳＵ１遺伝子の発現は、植物の緑の組織の中で発現されるｃａｂ 遺伝子からの組織特異的プロモーターによりコントロールされた。５ｐｐｂの１ ００１５上で成長したＴ３実生は、前述したように、根の成長を示したが、シュ ートの成長は阻害された。こうして、Ｐ４５０ＳＵ１を発現するシュートのみは 、１００１５の適用により破壊された。 種々の濃度上の１００１５についてのホモ接合性種子の発芽アッセイは、３つの 異なるプロモーターによりおよび独立の形質転換体の藺で産生される１００１． ５に対する相対的感受性をアッセイするために実施した。種子を、前述したよう に、滅菌し、０，０．５，１．２．５．１０および２０ｐｐｂの１００１５を有 するＧＭ培地上にまき、インキュベーションし、そしてスコアを付けた。さらに 、実生を成長量について１〜３の目盛りで等級づけた。結果を表２７Ａに示す。 これらの結果が示すように、独立の形質転換体は１００１５に対して異なる感受 性を示す。 チトクロムＰ４５０ＳＵ１解読領域を含有しない実生あるいは遺伝子産生物のよ り低い活性を示す実生を選択することができるかどうかを試験するために、野生 型種子を１００ｐｐｂの１００１５を含有するＧＭ培地上の特定した区域に配置 した。Ｐ４５０ＳＵｌ解読領域に対してホモ接合性である５００を越える種子を 同一プレート上にまいた。前述したように、プレートをシールし、冷時処理し、 そしてインキュベーションした。プレートを観測して、野生型の種子および１０ ０１５の活性化を示す種子の間に差が存在するかどうかを決定した。野生型の実 生を形質転換された実生を乾燥することによって影響を受けなかった。さらに、 ホモ接合性Ｃａｂ−５ＵＩＩＩ植物の１０．０００より大きい数の種子を、前述 したように、１０ｐｐｂの１００１５を有するＧＭ培地上にまき、冷時処理し、 そしてインキュベーションし、１８の実生は１００１５に対して抵抗性であり、 そして付近の実生により影響を受けなかった。 解読配列の組み込みは、カナマイシン抵抗性および１００１５感受性を示す選択 した子孫のサザンブロット分析により確証する。サムプルツクは、サムプルツク （Ｓａｍｂｒｏｏｋ）ら、分子クローニング：実験室の７　ニュアル（Ｍｏｌｅ ｃｕｌａｒ　Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ａ　Ｌａｂ。 ｒａｔｏｒｙ　Ｍａｎｕａｌ）第２版（コールド・スプリング・）（−バー・ラ ボラトリ−、ニューヨーク州、１９８９、ここに引用によって加えるコに記載さ れているように実施する。植物のＤＮＡは導入されたＤＮＡからのＤＮＡ配列を 含をするＤＮＡ断片の産生に適当な酵素で消化し、そして適当なプローブを使用 してこの断片を検出する。 表２５ 培地の組成 バクト酵母エキス　１０．　０ｇ 寒天（任意）　１．５．０ｇ スクロースを含まないｌｐｋｇのムラシゲ（Ｍｕｒａｓｈｉｇｅ）およびスコソ グ（Ｓｋｏｏｇ）最小有機培地（Ｇｉｂｃｏ　＃５１０−３１１８またはＳｉｇ ｍａ　＃　Ｍ６８９９）１０ｍｌのビタミンの補充 ０．０５％のＭＥＳ ０１８％の寒天 １０ｍｇ／ｌのチアミン゛ ５０ｍｇ／ｌのピリドキシン ５０ｍｇ／Ｉのニコチン酸 ＧＭ＝発芽培地 基本的培地 １％のスクロース ＭＳＫｉｇ−カルス誘導培地 基本的培地 ２％のグルコース ０．５ｍｇ／ｌの２．４−Ｄ ０．３ｍｇ／Ｉのカイネチン ５ｍｇ／ＩのＩＡＡ ■旦匿＝シュート誘導培地 基本的培地 ２％のグルコース　２０ｇ／１ １２ｍｇ／ＩのＩＢＡ　５Ｂ、８μモル領　１ｍｇ／Ｉのカイネチン　Ｑ、４６ ｍｇ／ｌ＃Ｒ’　＃Ｓｂ　％Ｒ”　＃ｌ？“　＃Ｓｂ　％Ｒ゛１２−１　ｐＣａ ｂ−３ＵＩＩ１．　１１　６　６５　３　１０　２３１２−２　ｐＣａｂ−３Ｕ ＩＩＩ　０　１２　０　１３　０　１００１２−４　ｐＣａｂ−３ＵＩＩＩ　１ ３　１８　４２　１２　８　６０１２−５　［）Ｃａｂ−３ＵＩＩＩ　０　２０ 　０　１５　０　１００１２−６　ｐＣａｂ−３ＵＩＩＩ　１．５　９　６２　 ５　９　３６１２−７　ｐＣａｂ−５ＵＩＩＩ　２１　７　７５　９　１３　４ ０１２−８　ｐＣａｂ−３ＵＩＩ１．　６　５　５５　１　７　１．３１２−９ 　ｐＣａｂ−３ＵＩＩ１．　１３　３　８１　３　９　２５１２−１．ＯｐＣａ ｂ−３ＵＩＩＩ　０　２１　０　９　０　１００特表千５−５００００２　（４ ７） １２−１１　ｐＣａｂ−３ＵＩＩ１．　０　９　０　４　０　１００ａ−抵抗性 実生の数 ｂ−感受性実生の数 Ｃ−抵抗性である実生の百分率 カナマイシン　１００１５ ＩＤ　プラスミド　（５０ｍｇ／ｌ）　（５ｐｐｂ）＃Ｒ’　＃Ｓｂ％Ｒｅ＃Ｒ ”　＃Ｓｈ％Ｒ’１２−１−１　ｐＣａｂ−３ＬＩＩＩＩ　１８４　０　１００ 　０　１９６　０１２−１．−２ｐＣａｂ−５Ｕ１１１　１９１　０　１００　 ０　１９１　０１２−１−３ｐＣａｂ−３ｌｌ１１．　１３６　４１　７７　４ ２　９０　３２１２−］、−４ｐＣａｂ−３ＵＩＩＩ　９８　３９　７２　８０ 　１２９　３７１２−１−５　ｐＣａｂ−ＳＵＬＩＩ　１６１　５６　７４　９ ９　１７７　３６１２−１−６　ｐＣａｂ−３ＵＩＩＩ　２５４　７５　７７　 ８３　１５２　３５１１１Ｔ　Ｏ７７０５８５９２ ａ−抵抗性実生の数 ｂ＝感受性実生の数 Ｃ＝抵抗性である実生の百分率 表２７Ａ 実生の視的阻害の等級＊ Ｗｉｌｄｔｙｐｅ　１　ｒ　１　１　１　１１２．２０．５　Ｃａｂ−３ＵＩＩ Ｉ　１　１　２　３　４　４１２．１．Ｉ　Ｃａｂ−３ＵＩＩＩ　ｌ　］、］　 ２　４　４１２．１６．２　Ｃａｂ−ＳＵＩｌｌ　１　１　１　１　１．　１１ ７．７４．４　５ＳＵ−３ＵＩＩＩ　］、］１１　２　３　３１３．４．６　５ ＳＵ−５ＵＩＩＩ　１　１　１　３　４　４１７゜９２，３　ＳＳＩ］”５Ｕ１ １１　１　１　１　１　］、１１７．１？、３　Ｓ［１１１１ｉ　１　１　−　 １　２　４１３．３．Ｉ　５Ｕ１８　１　１　１　２　４　４１７．１．１０　 ５Ｕ１８　１．　１　１　３　４　４＊１〜４の目盛り、４一完全な阻害、モし て１−阻害なし。 ル尿素の最適な代謝を生ずる、チトクロムＰ４５０ＳＵｌと他のタンパク質との 組み合わせを明らかにすることであった。これらの実験において、精製されたチ トクロムＰ４５０Ｓｕ１により仲介される、１００１５から１００１．４への代 謝速度を試験して、最良の直接の電子供与体としてのＦｅＳタンパク質の機能を 見いだした。 アッセイは、表２８に示すように、０１モルのＭＯＰＳ−ＮａＯＨ（ｐＨ７，０ ）　、０．２モルのＮａＣｌ、領　２ミリモルの１００１５．２μモルの精製し たチトクロムＰ４５０ＳＵｌ、ホウレンソウのフェレドキシン　ＮＡＤＰオキシ ドレダクターゼ（ＦＮＲ）　、表２８に示すように種々のＦｅＳタンパク質、お よび５ミリモルのグルコース−６−ホスフェート、および５ユニット／ｍｌのロ イコノストク・メセンテロイデス（Ｌｅｕｃｏｎｏｓｔｏｃ　ｍｅｓｅｎｔｅｒ ｏｉｄｅｓ）グルコース−６−ホスフェートデヒドロゲナーゼから成るＮＡＤＰ Ｈ再生系を含有する０、０２５ｍ１の緩衝液中で実施した。この反応はＮＡＤＰ Ｈを００３ミリモルの最終濃度に添加することによって開始した。１５分後、こ の反応を０．２５ｍ１のＨ２０ニアセトニトリル：　Ｈ３ＰＯ４（８０：１９・ １）の添加により停止した。この混合物を０．２μｍのフィルターを通して濾過 後、形成した代謝物の量をＨＰＬＣにより分析した。 ４ミリモルのＦｅ５−Ｂ　Ｏ，２０，３４ミリモルのＦｅ５−Ｂ　２．０　０． ３２０ミリモルのＦｅ５−Ｂ　２．０　０．４４ミリモルのＦｅ５−八　〇、　 ２　１．０４ミリモルのＦｅ５−＾　２．０　２．６２０ミリモルのＦｅ５−＾ 　２．０　５．１４ミリモルの ホウレンソウＦｄ　２．０　０．２ ２０ミリモルの ホウレンソウＦｄ　２．０　０．４ なし　０．２　＜０．０３ なし　２．　ＯＯ，０に れらの結果が実証するように、Ｆｅ５−Ａ、Ｆｅ５−Ｂおよびホウレンソウのフ ェレドキシン（ＦｅＳタンパク質）は１００１５の代謝の間にＰ４５０ＳＵｌの 直接の還元剤として機能した。ＦＮＲ濃度の１０倍の増加はＦｅ５−Ｂまたはホ ウレンソウのフェレドキシンで代謝速度を増加しなかったので、ＦＮＲはそれら の反応の速度を制限しないことが明らかであり、そして代謝の全体の速度をＰ２ Ｓ５のＦｅＳ還元により決定した。２μモルのＦＮＲにおいて、速度はＦＮＲに より多少制限されたが、４μモルのＦｅ５−Ａが存在するとき、代謝速度は同一 濃度のＦｅ５−Ｂを使用するときよりなお少なくとも８倍速かった。 スルホニル尿素の代謝を支持する２つのＳ、ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ　ＦｅＳタンパ ク質の能力のこの差が精製の間に起こるＦｅ５−Ｈに対スる何らかの損傷であっ たかどうか、あるいは同一の能力の差が内因性リダクターゼタンパク質を使用し て生体内で起こるかどうかはわからｔい。 それにもかかわらず、これらの試験管内の結果が示唆するように、Ｐ４５０ＳＵ １およびＦｅ５−Ａは最大ｐ４５０ｓＵ１代謝活性のために最適な組み合わせで あり、そしてこれらの２つのタンパク質の共同した発現を生ずるＤＮＡの組み合 わせを好ましい構成体としての請求の範囲を支持する。 実施例２８ チトクロムＰ４５０ＳＵ１解読配列をタバコ植物の朽組織の中で特別ニ発現した 。タバコの薊のタペータム組織においてのみ天然に発現される遺伝子である、タ バコＴＡ２９遺伝子から誘導されたプロモーター領域を使用した。タバコＴＡ２ ９遺伝子は、ゴールドバーブ（Ｇｏｌｄｂｅｒｇ）、サイエンス（Ｓｃ　１ｅｎ ｃｅ）２４０、ｐｐ、１４６０−１４６７　（１９８８）および欧州特許出願（ ＥＰＡ）第８９−３４４０２９号に記載された。ＴＡ２９プロモーター断片は、 ＴＡ２９遺伝子のクローンから１５００ｂｐのＣ１ａＩ−ＨｉｎｄＩＩＩ断片を 分離し、その間にＣＩａＩ末端はフィルインされ、そしてこれをＭ１３ｍｐ１９ のＨｉｎｃｌＩ（平滑）およびＨｉｎｄＩ１１部位の中にクローニングすること によって、調製した。翻訳開始ＡＴＧを取り囲むＤＮＡの配列は、サンガー（Ｓ ａｎｇｅｒ）ら、ブロン−ディンゲス・オフ・ナショナル・アカデミ−・オフ・ サイエンシズ（Ｐｒｏｃ、Ｎａｔ　１．Ａｃａｄ、Ｓｃ　ｉ、）ＵＳＡ、７４　 ：５４６３−５４６７　（１９７７）（７）方法に従い、Ｕ、Ｓ、バイオケミカ ル・コーポレーション・シークエナーゼ（Ｂｉ。 ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　５ｅｑｕｅｎａｓｅ）ＤＮＡ配列 決定キットを使用しそして製造業者のプロトコルに従い決定した。次いで、ビイ タネン（Ｖｉｉｔａｎｅｎ）ら、ジャーナル・オフ・バイオロジカル・ケミスト リー（Ｊ、Ｂｉｏｌ、Ｃｈｅｍ、）２ｇ３：１５０００−１５００７　（１９８ ８）に記載されているように、部位特異的突然変異誘発により、それを変更して このＡＴＧにＮｃｏＩ部位をつくった。突然変異誘発は、アプライド・バイオシ ステムス（Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ）ＤＮＡ合成装置および製造 業者の手順に従い合成した配列ＡＧＡＡＡＴＴＡＧＣＴＡＣＣＡＴＧＧＴＡＧＣ ＴＣＣＡＡＡＡＴのオリゴヌクレオチドを使用して実施した。次いで、新しいＮ ｃｏ１部位を含有するＴＡ２９プロモーター断片をＳｍａｌ−ＨｉｎｄｌＩＩ断 片として除去し、Ｓｍａ　ｒ部位をＭ１３ｍｐ１９ポリリンカーから誘導し、Ｓ ｍａ　ＩおよびＨｉｎｄｌｌｌ消化したｐＴｚ１９（Ｐｈ　ａ　ｒｍａ　ｃ　ｉ 　ａ）の中に入れてｐＴＺＡＬを作った。 ＴＡ−２９プロモーターおよびＳＵＩ解読領域、引き続いて非翻訳のペチュニア のルビスコ（Ｒｕｂｉｓｃｏ）の小さいサブユニット遺伝子２つのキメラ遺伝子 およびポリアデニル化領域（ｒｓｓＵ３０１　３’　Ｊ）を含有する、２つのキ メラ遺伝子を構成した。一方のキメラ遺伝子は、また、ルビスコの小さいサブユ ニットの葉緑体トランシット配列を含有し、そして他方は含有しなかった。これ らのキメラ遺伝子を、それぞれ、Ａ−Ｔ−８ＵＩおよびＡ−３ＵＩと呼んだ。Ａ −３ＵＩを構成するために、ＳｃａＩ−ＢａｍＨＩ断片を分離し、この断片はＡ ＴＣＣに受託されそして受け入れ番号６７９９５を有するクローンｐｓＵ１７の 中に存在するのと同一のＳＵＩ解読領域およびｒｓｓＵ３０１Ｊポリアデニル化 領域を含有する。断片のＳｃａ　Ｉ末端をＴＡ２９プロモーターの３′末端にフ ィルインされたＮｃｏＩ部位に接合した。ＴＡ２９プロモーター断片を含有する プラスミドを、また、ＢａｍＨＩで消化してＳＵＩ断だ。 Ａ−Ｔ−３ＵＩの構成において、トランシット配列に隣接するＳＵＩ解読配列源 は、ＡＴＣＣにｐＳＳＵ−８Ｕ１．１として受託されそして受け入れ番号６７９ ９４を有する５Ｓｕ−８ＵＩ　１であった。トランシット配列およびＳＵＩの５ °末端を含有するＮｃｏｌ断片ならびにＳＵＩの３′領域および５ＳＵ３０１遺 伝子からの多少のポリアデニル化領域を含有するＮｃｏ　ｌ−Ｈｌｎｄ　Ｉ　Ｉ 　Ｉ断片を精製した。ＮｃｏＩ−Ｈ４ｎｄ１１１３’断片を、まず、前述のＮｃ ｏＩおよびＨｉｎｄｌｌｌ切断ｐＴＺＡＬと結合した。次に、Ｎｃｏｌ断片を生 ずるプラスミドのＮｃｏ■部位の中に結合し、そして正しい向きにこの断片を含 有するクローンはｓｐｈ　Ｉで消化することによって同定された。生ずるクロー ンから、ＴＡ２９プロモーター、トランシット配列、およびＳＵＩ解読配列の一 部分を含有するＳｍａＴ−Ｄｒａ’ｌ断片を、Ｓｍａ　ｒおよびＤｒａＩ消化し たｐＴＺＡ−８ＵＩの中にクローニングし、両者の中のＳｍａｒ部位はｐＴＺｌ 、９ポリリンカーの中に存在した。この工程を実施してプロモーター、トランシ ット、および５’　ＳＵＩの配列を完全な５ＳＵ３０１ポリアデニル化領域に隣 接して配置した。生ずるプラスミドをｐＴＺＡ−Ｔ−８ＵＩと呼んだ。 ＳＵＩキメラ遺伝子の各々をＡｓｐ７１８−ＢａｍＨＩ断片として分離し、Ａｓ ｐ７１８はｐＴＺｌ、９のポリリンカーから来た。それらをＡｓｐ７１８および ＢａｍＩＩＩ消化したｐＺＳ９６の中に結合した。ｐＺＳ９６実施例１９に記載 するように調製した。ｐＺＳ９６ブラスミドの中に存在するＡ−８ＵＩキメラ遺 伝子をもつ生ずるプラスミドはｐＺ６　Ａ、−３Ｕ　１であり、そして第２５Ａ 図に示す。ｐＺＳ９６ブラスミドの中に存在するＡ−Ｔ−８ＵＩキメラ遺伝子を ｐＺ６Ａ−８ＵＩと呼び、そして第２５Ｂ図に示す。 ｐＺ６Ａ−８ＵＩおよびｐＺ６Ａ−Ｔ−３ＵＩの各々をアグロバクテリウム・ツ メファシェンス（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ　ｔａｍｅｒａｃｉｅｎｓ）株Ｌ ＢＡ４４０４の中に、植物の分子生物学のマニュアル（Ｐｌａｎｔ　Ｍｏ１ｅｃ ｕｌａｒ　Ｂｉｏｌｏｇｙ　Ｍｎｕａｌ）、ＳＢゲルビン（Ｇｅｌｖｉｎ）ら編 、クルワー・アカデミツク・プレス（Ｋｌｕｗｅｒ　Ａｃａｄｅｍｉｃ　Ｐｒｅ ｓｓ）ＰＭＡＮ−Ａ３／７．１９８８、ここに引用によって加える、に記載され ている手順に従い、直接のＤＮＡの吸収により形質転換した。１００μｇ／ｍｌ のカナマイシンおよび１００μｇ／ｍｌのカルベニシリンを含有し、スクロース を含むミニＡ培地上で選択したアグロバクテリウム（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕ ｍ）のコロニー中の各完全なベクターの存在を、ミニプレプＤＮＡの制限酵素の 消化により評価した。Ｎｔｃｏｔｉａｎａ　ｔａｂａｃｕｍ　ｃｖ、Ｘａｎｔｈ ｉの葉のディスクを、構成したプラスミドを有するアグロバクテリウム（Ａｇｒ ｏｂａｃ　ｔｅ　ｒ　ｉ　ｕｍ）で接種し、そしてカナマイシン抵抗性の植物を 前述したようにして得た。 Ａ−Ｔ−３ＵＩ遺伝子で形質転換した２１の植物およびＡ−３ＵＩ遺伝子で形質 転換した１５の植物を成熟まで成長させた。各植物から、花弁がまだ分離してい ない早期の発育段階の蕾の５つから朽を切除し、そして液体窒素の中で凍結させ た。ベルウエード（Ｖｅ　ｒｗｏ　ｅ　ｒ　ｄ）ら、核酸の研究（Ｎｕｃｌｅｉ ｃ　Ａｃ１ｄｓ　Ｒｅｓ、）１７：２３６２．１９８９の手順に従いＲＮＡを調 製し、そして植物の中に導入されたキメラＳＵＩ遺伝子により産生されたメツセ ンジャーＲＮＡ　（ｍＲＮＡ）の存在についてノザンプロット上で分析した。ノ ザンプロットはレイプ（Ｒａｖｅ）ら、核酸の研究（Ｎｕｃｌｅｉｃ　Ａｃ１ｄ ｓ　Ｒｅｓ、）６　：　３５５９−３５６９．１９７９、ここに引用によって加 える、に従い調製し、そしてマニアチス（Ｍａｎｉａｔｉｓ）ら、分子クローニ ング：実験室のマニュアル（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｃｌｏｎｉｎｇ＋ＡＬａｂｏ ｒａｔｏｒｙ　Ｍａｎｕａｌ）、コールド・スプリング＋　）Ｓ　−バー、ニュ ーヨーク州、ここに引用によって加える、に記載されているようにしてブロービ ングした。使用したプローブの断片は、トランシット配列の一部分およびＳＵＩ 解読配列を含有する５ＳＵ−３Ｕ１１４から分離したＰｓｔＴ断片であった。こ のプローブは、６．−３ＵＩおよびＡ−Ｔ−３ｕｌ　ｍＲＮＡならびにルビスコ の小さいサブユニットのｍＲＮＡを検出した（トランシット配列との相同性のた めに）。 いくつかの植物において、ＳＵｌ、ｍＲＮＡは朽の中に検出されず、そしてこれ らの植物はそれ以上分析しなかった。朽中のＳＵＩ　ｍＲＮＡの発現を示す植物 をさらに分析して、ＳＵＩ　ｍＲＮＡの発現が朽特異的かどうかを決定した。葉 のＤＮＡを各植物から調製し、そして同一植物から分離した朽のＤＮＡとノザン プロット上で比較した。各植物からの葉の中のＳＵＩ　ｍＲＮＡおよび朽のＲＮ Ａ試料のレベルを比較して、朽のＳＵＩ　ｍＲＮＡが葉のＳＵＩ　ｍＲＮＡより 大きい頻度で存在する植物を区別した。ｒ朽特異的」は、ここで使用するとき、 朽特異的プロモーターにより調節される遺伝子の発現が主として所望の朽の組織 の中であることを意味する。朽の中でＡ−Ｔ−３ＵＩ　ｍＲＮＡを発現する１４ 植物のうちで、７１％は朽特異的発現を示した。「朽」は物理学的に花粉を含有 する花の部分を呼ぶ。発育のすべての段階に蔦る、花粉の粒子は朽の一部分であ ると考える。簡素化を目的として、この用語は配偶子を同様に包含する。「配偶 子」とは、他の配偶子との融合により新しい個体を形成することができる成熟ゲ ルン（ｇｅｒｎ）細胞を意味する。朽の中でＡ−８ＵＩ　ｍＲＮＡを発現する１ ２植物のうちで、４２％は朽特異性を示した。こうして、ＴＡ２９プロモーター により調節されるＳＵＩ解読領域を受け取る植物の間でいくつかの変動性が存在 したが、Ｐ４５０ＳＵｌ遺伝子の朽特異的発現を有する植物がつくられた。 生ずるデータは次の通りであった： Ａは朽を意味し、Ｌは葉を意味する。 Ａ−Ｔ−３ＵＩ植物＋Ａ＞＞Ｌ：１７Ａ、３３Ａ、４１Ａ、４３Ａ、５６ＡＡ＞ Ｌ：　１３Ａ、２４Ａ、２８Ａ、３１Ｂ、３８ＡＡ＝Ｌ：　６’ＬＡ、６３Ａ、 ６４Ｂ Ａ＜Ｌ＋　５２Ｂ ｎｏ　Ａ：　７Ａ、１２Ａ、２３Ａ、３７Ａ、５９Ａ。 ２Ｂ 植物６５Ａは蕾を産生しなかった ＾−５ＵＩ植物・　Ａ＞＞Ｌ・１９Ａ、３１Ａ、３４ＡＡＬＬ：　２６Ａ、５６ Ａ Ａ＝Ｌ・　３６Ｃ，５２Ａ、５９Ａ Ａ＜Ｌ：　ＩＩＢ、３２Ａ、４０Ａ、６４Ｂｎｏ　Ａ：　３Ａ、８Ａ 植物１４Ａは蕾を産生じなかった 化合物１００１５の適用は次の通りであった。朽の芽胞嚢細胞は発育する花粉を 取り囲み、そして成熟花粉の発育を支持に役立つ。こうして、芽胞嚢細胞の中の 毒素の産生は正常の成熟花粉の発育を崩壊することが期待された。無毒の化合物 １００１５を、Ｐ４５０ＳＵ１　ｍＲＮＡの朽特異的発現を有する、構成するト ランスジェニック植物上に噴霧した。 植物は、１４〜２５ｍ１の５．３〜９５μｇ／ｍｌの１００１５から成る、４〜 １２８ｇ／ヘクタールの割合で手で噴霧した。１００１．５を、まず、Ｑ　８ｍ ｌまでの０．０１．Ｎの水酸化アンモニウムの中に溶解し、次いでＡＧＷＴ　（ ９０，２％のアセトン・４８％のグリセロール　４゜８％の水：０２４％のツイ ーン２０．容量）の中に希釈した。３２ｇ／ｈａより低い割合を適用したとき、 効果はほとんど見られなかった。 ３２ｇ／ｈａまたはそれ以上において、試験管内で発芽する花粉の能力について 効果が見られた。新しく開いた蕾を、噴霧後１時間〜２３日の間の時間間隔で集 めた。朽を除去し、そして花粉をプレウベイカー・アンド・クワク（Ｂｒｅｗｂ ａｋｅｒ　ａｎｄ　Ｋｗａｋ）培地（１５％のスクロース、２００ｐｐｍのクエ ン酸カルシウム、１１００ｐｐのホウ酸）の中にプランで入れた。花粉から管の 成長は、発芽を示し、４時間インキュベーション後に顕微鏡観察により評価した 。 １００１５の適用後に集めたトランスジェニック植物のい（つかからの花粉は、 試験管内発芽する能力の減少を示した。Ａ−Ｔ−８ＵＩ遺伝子の朽特異的発現を 有する２つの植物（４１Ａおよび５６Ａ）からの植物の発芽は、３２ｇ／ｈａの １００１５　（２０ｍｌ中の０．５９ｍｇ）の適用後７〜１１日に０％に減少し た。発芽はこれらの植物の１つについて１８日を通じて、そして他の植物につい て１３日を通じて０．１％より小に停止した。これらの他の植物（３１Ｂ、４３ Ｂ、２４Ａ）’は、また、数日〜１週の期間の間に０〜２％の間で変化する花粉 発芽速度の減少を有した。１００１５の同一適用を受けた対照の非形質転換植物 からの花粉は、この時間の期間にわたって５０％〜９０％（蕾の間で変化する） の速度で発芽した。１００ｇ／ｈａ　（２４ｍｌ中の１．８５ｍｇ）を噴霧した ２つの他のトランスジェニック植物は大きく影響を受けた。 一方（植物２８Ａ）は処理後７〜１４日に花粉の発芽をもたず、そして２１日に ０．　１％より小さい発芽を有し、他方（植物３８Ａ）は７〜１１日に花粉の発 芽もたなかったが、１４日に１〜２５％（蕾の間で変化する）に増加した。こう して、Ａ−Ｔ−５ＵＩの朽特異的発現を有する１０植物のうちで７植物は、１０ ０１５の適用後試験管内の花粉の生活可能性を減少し、そして３植物は１週また はそれ以上の間花粉の生活可能性のほとんど完全な不存在を示した。 Ａ−８ＵＩを発現するトランスジェニック植物は１００１５の適用により影響を 受けなかった・２植物は花粉の生活可能性のほんのわずかの減少を示しただけで あった。 こうして、試験管内の花粉の発芽のアッセイにより、ＴＡ２９プロモーターから のｐ４５０ｓＵ１遺伝子を発現し、そしてＩ）４５０ＳＵ１ｍＲＮＡの朽特異的 発現を示すトランスジェニック植物に１００１５を適用すると、花粉の生活可能 性は実質的に減少することが実証された。 処理した植物からの花粉の生体内で機能する能力は、それを使用して、対照の未 処理植物の除雄した花を交雑受精することによって試験している。処理した植物 の雌受精は、未処理対照植物からの花粉でこれらの植物の除雄した花を交雑受精 することによって試験している。前述の１００１５の適用により最も影響を受け た３植物は、試験管内の花粉の発芽が最低であるときの時間期間の間、雄不稔の 、雌受精植物として挙動することが期待される。 実施例２９ ｐ４５０ｓＵ１の遺伝子を含有するバクテリアによる非スルホニル尿素の除草剤 の代謝 この実験は、実施例１７におけるように、次の変化を用いて実施した。 Ｓ、ｌ１ｖｉｄａｎｓ　Ｃ３７、ｐｃＡＯ２００ｓＵ１−ＦｅＳ−Ｂ１０で形質 転換したＳ、１ｉｖｉｄａｎｓ、またはＳ、ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ　ＡＴＣＣ１１ ７９６とインキュベーションした別々の培養物（５０ｍｌ）を、胞子形成ブロス の中で１８時間３０℃において農産しながら培養した。次いで、各培養物を２５ ｍ１の新鮮な胞子形成ブロスの中に再懸濁し、そして３．０ｍｇの除草剤を添加 した。各培養物を１８時間再インキュベーションし、次いで培地アリコートを抜 き出し、モしてＨＰＬＣにより分析した。除草剤の転化率を決定した。 除草剤の転化率を表２９に表す。表２９の中のデータが示すように、構成的に発 現したＰ４５０ＳＵ１を含有するバクテリアは非スルボニル尿素除草剤１００３ ３．１００３４．１００３５および１００３６を代謝した。 株　１００３３　１００３４　１００３５　１００３６Ｓ、ｑｒｉｓｅｏｌｕｓ 　１００　１３　２１　１００＾ＴＣＣ１１７９６ ＳＵＩ−ＦｅＳ−Ｂ１０ ＦＩＧ、２Ａ ＦＩＧ、３Ａ ｋｄ　１２３４５６７ ２００□ ９４□ ６８□ ４３−−−−　−−−−Ｐ４５０ｓＵ１ｋｄ　１　２３４５６７８９ ２０ｏ□ ９４□ ６８□ ｋｄ　１２３４ ２００□ ９４□ ６８□ ＦＩＧ、１１ Ｈ 目盛り 目盛り ｒＴＱ　１久八 ＦＩＧ、１８Ｂ ＣａｌＪＶ　３５Ｓｐ ＣａｌＡ／　３５Ｓｐ ＦＩＧ、２０Ｂ ＦＩＧ、２０Ｃ ＦＩＧ、２３Ａ ＦＩＧ、２３Ｂ ＸｈｏＩ ＦＩＧ、２５Ａ ＳＬＪＩ　Ｎｃｏｉ／５ｃａｌ ＦＩＧ、２５Ｂ ＳＳＵ　ｔｒａｎｓｉｔ ｒｅｐρＶＳ１ 補正音の写しく翻訳文）提出口　（特許法第１８４条の８）平成４年３月１１日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、バクテリアまたは植物の中に形質転換したとき、除草剤化合物の代謝を引き 起こす、チトクロムＰ４５０酵素Ｐ４５０ＳＵ１をエンコードするＤＮＡ配列か らなるＤＮＡ断片。 ２、バクテリアまたは植物の中に形質転換したとき、除草剤化合物の代謝を引き 起こす、チトクロムＰ４５０酵素Ｐ４５０ＳＵ２をエンコードするＤＮＡ配列か らなるＤＮＡ断片。 ３、酵素Ｐ４５０ＳＵ１をエンコードするＤＮＡの２．４ｋｂのＢａｍＨＩ断片 およびストレブトミセス、グリセオルス（Ｓ．ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ）から単離さ れた鉄硫黄タンパク質ＦｅＳ−Ｂからなる請求の範囲第１項記載のＤＮＡ断片。 ４、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション（ｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎ ＴｙｐｅＣｕｌｔｕｒｅＣｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）に受託番号６７７８０で受託さ れたプラスミドｐＵＣ１８−ＳＵ１−ＢａｍＨＩの中の請求の範囲第３項記載の ＤＮＡ断片。 ５、酵素Ｐ４５０ＳＵ１をエンコードする２．０ｋｂのＳａｃＩ−ＢａｍＨＩ断 片および請求の範囲第３項記載の断片から単離された鉄硫黄タンパク質ＦｅＳ− ＢからなるＤＮＡ断片。 ６、１２２６塩基対のチトクロムＰ４５０酵素Ｐ４５０ＳＵ１をエンコードする １．８ｋｂのＤＮＡ配列からなる請求の範囲第３項記載のＤＮＡ断片。 ７、塩基位置１３６９から１５７８への下流方向に走る鉄硫黄タンパク質ＦｅＳ −Ｂをエンコードする配列からなる請求の範囲第３項記載のＤＮＡ断片。 ８、酵素Ｐ４５０ＳＵ２をエンコードする２．０ｋｂのＢａｍＨＩ断片およびス トレブトミセス・グリセオルス（Ｓ．ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ）から単離された鉄硫 黄タンパク質ＦｅＳ−Ａからなる請求の範囲第２項記載のＤＮＡ断片。 ９、塩基位置１５９から塩基位置１４０６への下流方向に走るをチトクロムＰ４ ５０酵素Ｐ４５０ＳＵ２エンコードするＤＮＡ配列からなる請求の範囲第８項記 載のＤＮＡ断片。 １０、塩基位置１４５２から１６４６への下流方向に走る鉄硫黄タンパク質Ｆｅ Ｓ−Ａをエンコードする配列からなる請求の範囲第８項記載のＤＮＡ断片。 １１、１）請求の範囲第６および１０項記載または２）請求の範囲第７および９ 項記載のＤＮＡ配列の組み合わせ。 １２、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション（ｔｈｅＡｍｅｒｉｃａ ｎＴｙｐｅＣｕｌｔｕｒｅＣｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）に受託番号６７７８１で受託 されたプラスミドｐＵＣ１９−ＳＵ２−８の中の請求の範囲第８項記載のＤＮＡ 断片。 １３、 【配列があります】および前記配列の突然変異体または誘導体からなる請求の範 囲第１項記載のチトクロムＰ４５０酵素Ｐ４５０ＳＵ１および鉄硫黄タンパク質 ＦｅＳ−ＢをエンコードするＤＮＡ配列。 １４、 【配列があります】および前記配列の突然変異体または誘導体からなる請求の範 囲第１項記載のチトクロムＰ４５０酵素Ｐ４５０ＳＵ１をエンコードするＤＮＡ 配列。 １５、 【配列があります】および前記配列の突然変異体または誘導体からなる請求の範 囲第２項記載のチトクロムＰ４５０酸素Ｐ４５０ＳＵ２および鉄硫黄タンパク質 ＦｅＳ−ＡをエンコードするＤＮＡ配列。 １６、 【配列があります】および前記配列の突然変異体または誘導体からなる請求の範 囲第２項記載のチトクロムＰ４５０酵素Ｐ４５０ＳＵ２をエンコードするＤＮＡ 配列。 １７、請求の範囲第３、５、６または８項記載のＤＮＡ断片および、ストレブト ミセス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ）属のバクテリアを形質転換してチトクロム Ｐ４５０酵素Ｐ４５０ＳＵ１を連続的に発現する前記断片に操作可能に連鎖した ストレブトミセス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ）属またはストレブトミセス・グ リセオルス（Ｓ．ｇｒｉｓｅｏｌｕｓ）からの選択したプロモーターおよび転写 シグナルからなる組み換えプラスミド。 １８、Ａ）請求の範囲第３、５、６、７、８、９、１０または１１項記載のＤＮ Ａ断片の１または２以上のセグメント、Ｂ）前記断片に操作可能に連鎖した、上 流の植物プロモーターのＤＮＡ配列の１または２以上のセグメント、Ｃ）前記断 片に操作可能に連鎖した上流のリボソーム結合部位を含む１または２以上の５′ −未翻訳配列、およびＤ）プラスミドから転写されたｍＲＮＡをその３′末端上 でポリアデニル化させうる３′−未翻訳配列の前記断片に操作可能に連鎖した下 流の、１または２以上の下流のＤＮＡ配列からなる組み換えプラスミド。 １９、プロモーターおよび５′−未翻訳配列は、カリフラワーのモザイク病ウイ ルスからの３５Ｓプロモーター、ペチュニアからのＳＳＵ３０１遺伝子からのプ ロモーター、またはペチュニアからのＣａｂ２２Ｌ遺伝子からのプロモーターの ものであり、そして３′−未翻訳配列はペチュニアからのＳＳＵ３０１遺伝子、 またはアグロバクテリウム・ツメファシエンス（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｊｕｍｔ ｕｍｅｆａｃｉｅｎｓ）から誘導されたノパリンシンセターゼの遺伝子のもので ある請求の範囲第１８項記載のプラスミド。 ２０、プロモーターが植物組織特異的プロモーターである請求の範囲第１８項記 載のプラスミド。 ２１、Ａ）請求の範囲第３、５、６、７、８、９、１０または１１項記載のＤＮ Ａ断片の１または２以上のセグメント、Ｂ）上流位置において前記断片に操作可 能に連鎖した植物プロモーターのＤＮＡ配列の１または２以上のセグメント、Ｃ ）上流位置において前記断片に操作可能に連鎖したリボソーム結合部位を含む１ または２以上の５′−未翻訳配列、Ｄ）プラスミドから転写されたｍＲＮＡをそ の３′末端上でポリアデニル化させうる３′−未翻訳配列の下流位置において前 記断片に操作可能に連鎖した、１または２以上の下流におけるＤＮＡ配列、およ びＥ）１または２以上のトランシットペプチドの解読配列およびトランシットペ プチドをエンコードする配列および、植物の葉緑体の中に通常移入されるタンパ ク質をエンコードし、チトクロムＰ４５０のアミノ末端をエンコードするＤＮＡ に操作可能に連鎖するか、あるいはチトクロムＰ４５０およびＦｅＳタンパク質 のアミノ末端をエンコードするＤＮＡに操作可能に連鎖し、そしてプロモーター およびリボソーム結合部位から下流に存在する核遺伝子の追加の成熟解読配列、 からなる組み換えプラスミド。 ２２、プロモーターが植物組織特異的プロモーターである請求の範囲第２１項記 載のプラスミド。 ２３、プロモーターおよび５′−未翻訳配列は、カリフラワーのモザイク病ウイ ルスからの３５Ｓプロモーター、ペチュニアからのＳＳＵ３０１遺伝子からのプ ロモーター、またはペチュニアからのＣａｂ２２Ｌ遺伝子からのプロモーターの ものであり、３′−未翻訳配列はペチュニアからのＳＳＵ３０１遺伝子またはア グロバクテリウム・ツメファシエンス（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｔｕｍｅｆ ａｃｉｅｎｓ）から誘導されたノパリンシンセターゼの遺伝子のものであり、そ してトランシットペプチドの解読配列は、ペチュニアのリプロースビスホスフェ ートカルボキシラーゼ遺伝子またはペチュニアのクロロフィルａ／ｂ結合タンパ ク質遺伝子からのものである請求の範囲第２１項記載のプラスミド。 ２４、次の組み合わせ：１）植物細胞を形質転換して細胞質の中でチトクロムＰ ４５０酵素Ｐ４５０ＳＵ１を発現することができる、プラスミドｐＳＵ１７およ びプラスミドｐＡＧＳ１３５、２）植物細胞を形質転換して、葉緑体をターゲッ ティングするチトクロムＰ４５０酵素Ｐ４５０ＳＵ１を発現することができる、 プラスミドｐＳＳＵ−ＳＵ１１およびｐＡＧＳ１３５、３）植物細胞を形質転換 して、葉緑体をターゲッティングするチトクロムＰ４５０酵素Ｐ４５０ＳＵ１を 発現することができる、プラスミドｐＳＳＵ−ＳＵ１２およびｐＡＧＳ１３５、 ４）植物細胞を形質転換して、葉緑体をターゲッティングするチトクロムＰ４５ ０酵素Ｐ４５０ＳＵ１を発現することができる、プラスミドｐＴａｂ−ＳＵ１１ およびｐＡＧＳ１３５、５）植物細胞を形質転換して、葉緑体をターゲッティン グするチトクロムＰ４５０酵素Ｐ４５０ＳＵ１を発現することができる、プラス ミドｐＴａｂ−ＳＵ１２およびｐＡＧＳ１３５、または６）植物細胞を形質転換 して、葉緑体をターゲッティングするチトクロムＰ４５０酵素Ｐ４５０ＳＵ１を 発現することができる、プラスミドｐＴａｂ−ＳＵ１３およびｐＡＧＳ１３５、 の１つからなるプラスミドｐＳＵ１８。 ２５、植物細胞を形質転換して細胞質の中でチトクロムＰ４５０酵素Ｐ４５０Ｓ Ｕ１およびＦｅＳ−Ｂタンパク質を発現することができる、プラスミドｐＳＵＦ ｅ１およびプラスミドｐＡＧＳ５０２の組み合わせからなるプラスミドｐＳｕＦ ｅ１１。 ２６、植物細胞を形質転換して細胞質の中でチトクロムＰ４５０酵素Ｐ４５０Ｓ Ｕ１および葉緑体をターゲッティングするＦｅＳ−Ｂタンパク質を発現すること ができる、プラスミドｐＳＵＦｅ２およびプラスミドｐＡＧＳ５０１の組み合わ せからなるプラスミドｐＳｕＦｅ２１。 ２７、次の組み合わせ：１）植物細胞を形質転換して、チトクロムＰ４５０酵素 Ｐ４５０ＳＵ１および葉緑体をターゲッティングするＦｅＳ−Ｂタンパク質を発 現する、プラスミドｐＳＵＦｅ３およびｐＺＳ９６、または２）植物細胞を形質 転換して、チトクロムＰ４５０酵素Ｐ４５０ＳＵ１および葉緑体をターゲッティ ングするＦｅＳ−Ｂタンパク質を発現する、プラスミドｐＳＵＦｅ４およびｐＺ Ｓ９６、の１つからなるプラスミド。 ２８、請求の範囲第３、５、６、７、８、９、１０または１１項記載のＤＮＡ断 片を含有するストレブトミセス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ）属の形質転換され たバクテリア。 ２９、請求の範囲第１７項記載のプラスミドを含有するストレブトミセス（Ｓｔ ｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ）属の形質転換されたバクテリア。 ３０、請求の範囲第３、５、６、７、８、９、１０または１１項記載のＤＮＡ断 片を含有する形質転換されたバクテリアで被覆された種子。 ３１、請求の範囲第１７項記載のプラスミドを含有する形質転換されたバクテリ アで被覆された種子。 ３２、請求の範囲第３、５、６、７、８、９、１０、１１、１４または１６項記 載のＤＮＡ断片を含有する形質転換された植物。 ３３、請求の範囲第１８、２０、２１または２２項記載の形質転換された植物。 ３４、請求の範囲第３２または３３項記載の植物からの種子または子孫。 ３５、除草剤化合物を請求の範囲第２８または２９項記載の形質転換されたバク テリアとインキュベーションするからなる、除草剤化合物の代謝物を調製する方 法。 ３６、植物の実生を、除草剤化合物を含有する土に植える前に請求の範囲第２８ または２９項記載の形質転換されたバクテリアの中でソーキングすることからな る、除草剤化合物を含有する土の中の植物を保護する方法。 ３７、請求の範囲第１８または２１項記載のプラスミドを植物の中に導入するこ とからなる、除草剤化合物を代謝するように植物を形質転換する方法。 ３８、Ａ）バクテリアのチトクロムＰ４５０遺伝子を獲得し、Ｂ）要素（ａ）チ トクロムＰ４５０酵素のＤＮＡ断片の１または２以上のセグメント、（ｂ）上流 位置において前記断片に操作可能に連鎖した植物プロモーターのＤＮＡ配列の１ または２以上のセグメント、（ｃ）上流位置において前記断片に操作可能に連鎖 したリボソーム結合部位を含む１または２以上の５′−未翻訳配列、（ｄ）プラ スミドから転写されたｍＲＮＡをその３′末端上でポリアデニル化させうる３′ −未翻訳配列の下流位置において前記断片に操作可能に連鎖した、１または２以 上の下流位置におけるＤＮＡ配列、からなるプラスミドを形成し、そして Ｃ）前記プラスミドを植物の中に導入する、ことからなる、ＦｅＳタンパク質を 含むかあるいは含まないチトクロムＰ４５０を植物の中に導入する方法。 ３９、Ａ）バクテリアのチトクロムＰ４５０遺伝子を獲得し、Ｂ）要素（ａ）チ トクロムＰ４５０酵素のＤＮＡ断片の１または２以上のセグメント、（ｂ）上流 位置において前記断片に操作可能に連鎖した植物プロモーターのＤＮＡ配列の１ または２以上のセグメント、（ｃ）上流位置において前記断片に操作可能に連鎖 したリボソーム結合部位を含む１または２以上の５′−未翻訳配列、（ｄ）プラ スミドから転写されたｍＲＮＡをその３′末端上でポリアデニル化させうる３′ −未翻訳配列の下流位置において前記断片に操作可能に連鎖した、１または２以 上の下流位置におけるＤＮＡ配列、（ｅ）１または２以上のトランシットペプチ ドの解読配列およびトランシットペプチドをエンコードする配列および、植物の 葉緑体の中に通常移入されるタンパク質をエンコードし、チトクロムＰ４５０の アミノ末端をエンコードするＤＮＡに操作可能に連鎖するか、あるいはチトクロ ムＰ４５０およびＦｅＳタンパク質のアミノ末端をエンコードするＤＮＡに操作 可能に連鎖し、そしてプロモーターおよびリボソーム結合部位から下流に存在す る、核遺伝子の追加の成熟解読配列、からなるプラスミドを形成し、そしてＣ） 前記プラスミドを植物の中に導入する、ことからなる、ＦｅＳタンパク質を含む かあるいは含まないチトクロムＰ４５０を植物の中に導入する方法。 ４０、トランシットをエンコードする配列が、ペチュニアのリプロースビスホス フェートカルボキシラーゼまたはペチュニアのクロロフィルａ／ｂ結合タンパク 質からのものである請求の範囲第３９項記載の方法。 ４１、プロモーターが５′上流組織特異的プロモーターである請求の範囲第１８ または２１項記載のプラスミドを含有する形質転換された植物をスルホニル尿素 化合物と接触させることからなり、次いで前記化合物は酵素Ｐ４５０ＳＵ１によ り明確な植物毒性化合物に代謝され、次いで前記植物毒性化合物は酵素Ｐ４５０ ＳＵ１を含有する組織を破壊する、植物組織を選択的に破壊する方法。 ４２、組織は植物の他の細胞である請求の範囲第４１項記載の方法。 ４３、プロモーターが５′上流の他の組織特異的プロモーターである請求の範囲 第２１項記載のプラスミドを含有する形質転換された植物をスルホニル尿素化合 物と接触させることからなる、非発芽性花粉を有する植物を産生する方法。 ４４、請求の範囲第４１または４３項記載の方法に従い調製された非発芽性花粉 を有する形質転換された植物。 ４５、プロモーターが５′上流の他の組織特異的プロモーターである請求の範囲 第２１項記載のプラスミドを含有する形質転換された植物をスルホニル尿素化合 物と接触させることからなる、植物の中に雄性不稔を生成する方法。 ４６、請求の範囲第４５項記載の方法に従い調製された雄性不稔である形質転換 された植物。 ４７、親植物を請求の範囲第１８または２１項記載のプラスミドで形質転換して 、除草剤化合物を代謝するＰ４５０ＳＵ１酵素を発現する子孫の植物を産生する ことからなる、植物、子孫、および種子の中の除草剤の残留を減少する方法。 ４８、除草剤に対して抵抗性である請求の範囲第７、１０、１４または１６項記 載の１または２以上のＤＮＡ配列を含有する形質転換された植物。 ４９、請求の範囲第１８または２１項記載のプラスミドで形質転換された植物ま たはその細胞を選択したスルホニル尿素化合物と接触させることからなる、完全 なチトクロムＰ４５０解読配列を発現または含有しない植物または細胞を請求の 範囲第１８または２１項記載のプラスミドで形質転換された植物またはその細胞 の群から選択する方法。 ５０、請求の範囲第１８または２１項記載のプラスミドで形質転換された植物ま たはその細胞を選択したスルホニル尿素化合物と接触させることからなる、導入 されたチトクロムＰ４５０解読配列を発現または含有しない植物または細胞を損 傷しないで請求の範囲第１８または２１項記載のプラスミドを含有しそして導入 されたチトクロムＰ４５０解読配列を発現または含有する植物またはその細胞を 殺すかあるいはその成長を阻止する方法。