JPH06169778A - Structural protein gene specific to adventitious embryo of carrot with high-glycine cell wall - Google Patents

Structural protein gene specific to adventitious embryo of carrot with high-glycine cell wall

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JPH06169778A
JPH06169778A JP4325010A JP32501092A JPH06169778A JP H06169778 A JPH06169778 A JP H06169778A JP 4325010 A JP4325010 A JP 4325010A JP 32501092 A JP32501092 A JP 32501092A JP H06169778 A JPH06169778 A JP H06169778A
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JP
Japan
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cell wall
gene
carrot
plant
wall structure
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JP4325010A
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Japanese (ja)
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Shigeru Sato
茂 佐藤
Furetsudo Uitsuteia Robaato
フレッド ウィッティア ロバート
Atsushi Komamine
穆 駒嶺
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MITSUI GIYOUSAI SHOKUBUTSU BIO
MITSUI GIYOUSAI SHOKUBUTSU BIO KENKYUSHO KK
Original Assignee
MITSUI GIYOUSAI SHOKUBUTSU BIO
MITSUI GIYOUSAI SHOKUBUTSU BIO KENKYUSHO KK
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To isolate and utilize a gene specific to adventitious embryogenesis. CONSTITUTION:A gene specific to adventitious embryogenesis is obtained by isolating an RNA from carrot cells of an adventitious embryogenetic stage, establishing a cDNA library based on the RNA and hybridizing cDNA of the library with a probe specific to adventitious embryogenesis, wherein the probe is purified by subtraction method. The obtained gene or its anti-sense gene is transduced into a plant and the gene is differentiated to shift the content of the cell wall structural protein. By using a signal peptide segment of the gene, a genetic product is transferred to the cell wall.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、不定胚形成特異的ニン
ジン高グリシン細胞壁構造タンパク遺伝子及びこれを用
いた不定胚形成の誘導方法と細胞壁成分を改変する方法
に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a somatic embryogenesis-specific carrot high glycine cell wall structural protein gene, a method for inducing somatic embryogenesis using the same, and a method for modifying cell wall components.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、バイオテクノロジー技術が発達
し、植物においても細胞工学的技術を応用し、学術的研
究のみでなく性質の改良や物質生産等も行われるように
なってきた。
2. Description of the Related Art In recent years, biotechnology has been developed, and cell engineering is applied to plants to improve not only academic research but also property improvement and substance production.

【0003】このような植物バイオテクノロジーの根幹
をなすのは、植物の持つ分化全能性であり、この性質無
しでは植物バイオテクノロジーは成り立たないといって
も過言ではない。すなわち、1個の細胞から完全な植物
体を再生する能力を有するが故に、細胞工学的技術を植
物体にまで広げることができるのである。
It is no exaggeration to say that the basis of such plant biotechnology is the totipotency of plants, and that plant biotechnology cannot be established without this property. That is, since it has the ability to regenerate a complete plant from a single cell, it is possible to extend cell engineering technology to the plant.

【0004】ところで、不定胚形成とは、分化した体細
胞または未分化な培養細胞が、受精卵と類似した胚発生
の過程を経て完全な植物体を再生するものであり、植物
細胞の持つ分化全能性のモデルとなっている。さらに、
不定胚は人工種子生産に利用できる最も優れた材料であ
る。それゆえ、不定胚形成に関する研究は、植物バイオ
テクノロジーにおける重要な研究課題の1つであるが、
この不定胚形成に関連する遺伝子群又はそれを調節する
遺伝子群の単離・解析、あるいはその発生メカニズムは
ほとんど解明されておらず、不定胚の誘導技術も未だ確
立されていない。
Adventitious embryogenesis means that differentiated somatic cells or undifferentiated cultured cells reproduce a complete plant body through a process of embryonic development similar to that of a fertilized egg. It is a model of omnipotence. further,
Somatic embryos are the best materials available for artificial seed production. Therefore, research on somatic embryogenesis is one of the important research topics in plant biotechnology.
The isolation / analysis of the gene group related to somatic embryogenesis or the gene group that regulates the somatic embryogenesis, or the mechanism of its development has not been clarified, and the technique for inducing somatic embryos has not yet been established.

【0005】植物では分化した細胞から未分化な培養細
胞を誘導することは比較的容易であるが、植物体に再分
化させることは非常に困難であり、再分化を誘導できな
い植物種は非常に多い。現在、約300種程度の植物で
不定胚形成が報告されているが、再現性良く高頻度かつ
同調的に不定胚形成可能な植物種は非常に少なく、また
新たな植物種で再生系をつくる際は、ホルモン濃度等の
培養条件の検討をやり直さなければならない。
In plants, it is relatively easy to induce undifferentiated cultured cells from differentiated cells, but it is very difficult to redifferentiate them into plant bodies, and plant species that cannot induce redifferentiation are very difficult. Many. Currently, somatic embryogenesis has been reported in about 300 plants, but very few plant species are capable of adventitious embryogenesis with high reproducibility and high frequency, and a regenerative system is created with new plant species. In that case, the culture conditions such as hormone concentration must be reconsidered.

【0006】これらの現状が、商業的な規模での植物バ
イオテクノロジー(人工種子、大量繁殖、分子育種、成
長制御など)の進展を困難にしている。しかし、不定胚
形成のメカニズムやこれに関連する遺伝子群に関する研
究、あるいは発現調節機構についての研究はあまり進ん
でいない。
[0006] These present circumstances make it difficult to make progress in plant biotechnology (artificial seeds, mass breeding, molecular breeding, growth control, etc.) on a commercial scale. However, research on the mechanism of somatic embryogenesis and related genes, or research on the mechanism of expression regulation has not progressed so much.

【0007】植物は、我々にとって重要な食糧であり、
かつ生態系の維持など地球環境保全のために重要であ
る。近年、遺伝子操作技術による新規植物の作出すなわ
ち分子育種が盛んに行なわれているが、人工種子などの
工業的な大量生産に利用可能とする有効な植物体再分化
技術は未だ確立されていない。したがって、不定胚への
分化誘導技術の確立は、植物バイオテクノロジー上の主
要な目標となっている。この目標を達成するために、不
定胚形成に関わる遺伝子を単離することが必要である。
したがって、植物の不定胚への分化誘導技術の確立に利
用でき植物バイオテクノロジーに寄与する不定胚形成関
連の遺伝子の単離が待たれていた。
Plants are an important food for us,
It is also important for global environmental protection such as maintenance of ecosystem. In recent years, production of new plants by gene manipulation techniques, that is, molecular breeding has been actively carried out, but an effective plant redifferentiation technique that can be used for industrial mass production of artificial seeds has not yet been established. Therefore, establishment of a technique for inducing differentiation into somatic embryos has become a major goal in plant biotechnology. To achieve this goal, it is necessary to isolate genes involved in somatic embryogenesis.
Therefore, the isolation of genes related to somatic embryogenesis that can be used to establish a technique for inducing differentiation of plants into somatic embryos and contribute to plant biotechnology has been awaited.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記観点か
らなされたものであり、植物バイオテクノロジーの産業
的利用を可能にするために必要な不定胚への分化誘導技
術の確立を目指し、これに利用できる不定胚形成関連遺
伝子の1つであるニンジン不定胚形成関連遺伝子を単
離、クローニングし、これを利用することを課題とす
る。
The present invention has been made from the above viewpoints, and aims to establish a technique for inducing differentiation into somatic embryos, which is necessary to enable industrial use of plant biotechnology. It is an object of the present invention to isolate and clone a carrot somatic embryogenesis-related gene which is one of the somatic embryogenesis-related genes that can be used for

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために鋭意研究を行った結果、クローニングの
際にサブトラクション法を用いることにより、不定胚形
成関連遺伝子の1つであるニンジン高グリシン細胞壁構
造タンパク遺伝子(以下、「高グリシン細胞壁構造タン
パク遺伝子」という。)を単離し、本発明に至った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that carrot, which is one of the somatic embryogenesis-related genes, can be obtained by using the subtraction method during cloning. The high glycine cell wall structure protein gene (hereinafter referred to as "high glycine cell wall structure protein gene") was isolated, and the present invention was accomplished.

【0010】すなわち本発明は、配列番号1に示す1〜
162番のアミノ酸配列を有する高グリシン細胞壁構造
タンパク前駆体をコードするDNA配列、配列番号1に
示す1〜20番のアミノ酸配列を有する高グリシン細胞
壁構造タンパクのシグナルペプチドをコードするDNA
配列、及び配列番号1に示す21〜162番のアミノ酸
配列を有する高グリシン細胞壁構造タンパク成熟体をコ
ードするDNA配列である。
That is, the present invention relates to 1 to 1 shown in SEQ ID NO: 1.
DNA sequence encoding the high glycine cell wall structure protein precursor having the 162nd amino acid sequence, DNA encoding the signal peptide of the high glycine cell wall structure protein having the 1st to 20th amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 1.
It is a DNA sequence encoding the sequence and the mature form of the high glycine cell wall structure protein having the amino acid sequence of Nos. 21 to 162 shown in SEQ ID NO: 1.

【0011】また、本発明は、前記高グリシン細胞壁構
造タンパクをコードするDNA配列を植物懸濁培養細胞
に導入することによって、不定胚形成を誘導する方法あ
るいは細胞壁構造タンパク含量を増大させる方法、高グ
リシン細胞壁構造タンパクのシグナルペプチドをコード
するDNA配列の上流に他の遺伝子を連結したものを植
物細胞に導入することによって、その遺伝子産物を細胞
壁に効率的に移行させる方法、さらには、高グリシン細
胞壁構造タンパクをコードするDNA配列の全部あるい
は一部を植物細胞内で発現可能なプロモーターの下流
に、プロモーターに対して順方向あるいは逆方向に連結
したものを植物細胞内に導入することによって細胞壁成
分を改変する方法を提供する。
The present invention also provides a method for inducing somatic embryogenesis or increasing the cell wall structure protein content by introducing a DNA sequence encoding the high glycine cell wall structure protein into plant suspension culture cells. A method for efficiently transferring the gene product to the cell wall by introducing into a plant cell a gene in which another gene is linked upstream of the DNA sequence encoding the signal peptide of the glycine cell wall structural protein, and further to a high glycine cell wall By introducing all or part of the DNA sequence encoding the structural protein into a plant cell downstream of a promoter that can be expressed in the plant cell and ligating in the forward or reverse direction with respect to the promoter, the cell wall component is introduced. A method of modifying is provided.

【0012】尚、本発明においては、シグナルペプチド
を含めた高グリシン細胞壁構造タンパクを「高グリシン
細胞壁構造タンパク前駆体」といい、シグナルペプチド
を含まない高グリシン細胞壁構造タンパクを「高グリシ
ン細胞壁構造タンパク成熟体」という。以下、本発明を
詳細に説明する。
In the present invention, a high glycine cell wall structure protein containing a signal peptide is referred to as a "high glycine cell wall structure protein precursor", and a high glycine cell wall structure protein containing no signal peptide is referred to as a "high glycine cell wall structure protein". "Mature body". Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0013】<1>高グリシン細胞壁構造タンパク遺伝
子 不定胚形成過程で発現する遺伝子のほとんどは、不定胚
や未分化的増殖をしている細胞でも発現しており、少数
の遺伝子のみが不定胚の形成にともなって発現している
(Sung Z. R. and Okimoto R., Proc. Natl. Acad. Sc
i. U.S.A. 78, 3683-3687 (1981), Sung and Okimoto
R., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 80,2661-2665 (19
83), Fujimura T. and Komamine A., In Fujimura A.(e
d) PlantTissue & Cell Culture. Maruzen Tokyo pp.10
5-106 (1982))。
<1> High Glycine Cell Wall Structure Protein Genes Most of the genes expressed in the somatic embryogenesis process are also expressed in somatic embryos and cells undergoing undifferentiated growth, and only a few genes of somatic embryos are expressed. It is expressed during formation (Sung ZR and Okimoto R., Proc. Natl. Acad. Sc
i. USA 78, 3683-3687 (1981), Sung and Okimoto
R., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80,2661-2665 (19
83), Fujimura T. and Komamine A., In Fujimura A. (e
d) PlantTissue & Cell Culture. Maruzen Tokyo pp.10
5-106 (1982)).

【0014】すなわち、不定胚形成に特異的でない遺伝
子がそのほとんどを占めているため、不定胚形成に関連
する特異的な遺伝子のクローニングは非常に困難であ
る。そこで、各方面から鋭意検討した結果、本発明者ら
はサブトラクション法を用い、ニンジンのプロエンブリ
オ ステート2(Proembryo“State 2”)から抽出した
ポリ(A)+RNAから調製したcDNAライブラリーより不定胚
形成に関連した高グリシン細胞壁構造タンパクのcDNAの
単離に成功した。
That is, since most of the genes are not specific to somatic embryogenesis, it is very difficult to clone a specific gene related to somatic embryogenesis. Therefore, as a result of diligent studies from various directions, the present inventors used the subtraction method to determine indeterminately from a cDNA library prepared from poly (A) + RNA extracted from carrot proembryo state 2 (Proembryo “State 2”). We have successfully isolated the cDNA of a high glycine cell wall structural protein associated with embryogenesis.

【0015】以下に単離法を説明する。The isolation method will be described below.

【0016】(1)ニンジン・プロエンブリオ ステー
ト2 cDNAライブラリーの構築 ニンジンカルスから不定胚を誘導し、この不定胚からm
RNAを抽出し、逆転写酵素を用いてcDNAを合成し、ポ
リメラーゼ反応によって2本鎖化したものをベクターに
挿入し、大腸菌等に形質転換することにより、ニンジン
・プロエンブリオ ステート2のcDNAライブラリー
を作製することができる。
(1) Construction of a carrot proembryostate 2 cDNA library Adventitious embryos were induced from carrot callus and m
A cDNA library for carrot proembryostate 2 was obtained by extracting RNA, synthesizing cDNA using reverse transcriptase, inserting the double-stranded product by polymerase reaction into a vector, and transforming into Escherichia coli or the like. Can be produced.

【0017】mRNAの単離、cDNAの合成は、cD
NAクローニングキットが市販されているのでこれらを
使用してもよい。また、ライブラリーの作製に用いるベ
クターは、多数種市販されており、これらを使用するこ
とができる。
For isolation of mRNA and synthesis of cDNA, cD
Since NA cloning kits are commercially available, these may be used. In addition, a large number of vectors used for preparing the library are commercially available, and these can be used.

【0018】(2)ライブラリーからのプロエンブリオ
ステート2特異的cDNAのスクリーニング 上記ライブラリーからプロエンブリオ ステート2特異
的、すなわち不定胚形成に特異的であって、未分化状態
では発現しない遺伝子を取得するためには、サブトラク
ション法により精製したプローブを用いたプラークハイ
ブリダイゼーション、あるいはディファレンシャルハイ
ブリダイゼーションを行うことが好ましい。
(2) Screening of cDNA specific to proembryostate 2 from library Obtained from the above library is a gene specific to proembryostate 2 that is specific to adventitious embryo formation but not expressed in undifferentiated state In order to do so, it is preferable to perform plaque hybridization or differential hybridization using a probe purified by the subtraction method.

【0019】本発明におけるサブトラクション法は、不
定胚形成時の細胞から調製したcDNAと、未分化状態
の細胞から調製した過剰量のRNAを混合し、RNAに
ハイブリダイズしないcDNAを分離することにより、
不定胚形成時に特異的なcDNAを単離する方法であ
る。
The subtraction method in the present invention comprises mixing cDNA prepared from cells at the time of adventitious embryo formation with an excess amount of RNA prepared from undifferentiated cells, and separating cDNA that does not hybridize with RNA.
This is a method of isolating a specific cDNA during somatic embryogenesis.

【0020】例えば、未分化状態の細胞から調製したR
NAをビオチン化し、これと不定胚形成時の細胞から調
製したcDNA溶液を混合すると、cDNAのうち未分
化状態でも発現している遺伝子由来のものはRNAとハ
イブリダイズする。これにアビジンやストレプトアビジ
ンを加えると、ビオチン化されたRNA上のビオチンに
結合する。さらにフェノールを加えると、アビジンある
いはストレプトアビジンが変性するために、未分化状態
で発現している遺伝子由来のRNAとcDNAとのハイ
ブリッドは、ストレプトアビジンと共に沈澱する。した
がって、沈澱を排除することによって、不定胚特異的c
DNAのみが溶液中に残存する。
For example, R prepared from undifferentiated cells
When NA is biotinylated and this is mixed with a cDNA solution prepared from cells at the time of somatic embryogenesis, cDNA derived from a gene that is expressed even in an undifferentiated state hybridizes with RNA. When avidin or streptavidin is added to this, it binds to biotin on biotinylated RNA. When phenol is further added, avidin or streptavidin is denatured, so that the RNA-cDNA hybrid derived from the gene expressed in an undifferentiated state is precipitated together with streptavidin. Therefore, by eliminating the precipitate, the somatic embryo-specific c
Only DNA remains in solution.

【0021】ディファレンシャルハイブリダーゼーショ
ンは、プレート上のファージプラークからレプリカした
2枚のフィルターに、不定胚形成時の細胞から調製した
cDNAと、未分化状態の細胞から調製したcDNAを
各々プローブとしてハイブリダイズさせ、不定胚形成時
cDNAのみ陽性となるシグナルを検出することによ
り、不定胚形成時特異的なcDNAクローンを選択する
ことができる。
In the differential hybridization, two filters replicating from a phage plaque on a plate are hybridized with cDNA prepared from cells during somatic embryogenesis and cDNA prepared from undifferentiated cells as probes. Then, by detecting a signal that makes only the cDNA positive during somatic embryogenesis, a cDNA clone specific for somatic embryogenesis can be selected.

【0022】本発明においては、はじめにサブトラクシ
ョン法より精製したプローブを用いたプラークハイブリ
ダイゼーションにより1次スクリーニングを行い、さら
にディファレンシャルハイブリダイゼーションにより確
認することが好ましい。
In the present invention, it is preferable to first carry out a primary screening by plaque hybridization using a probe purified by the subtraction method, and further confirm by differential hybridization.

【0023】RNAの単離、cDNAの調製、DNAの
切断、連結、形質転換、ハイブリダイゼーション等一般
の遺伝子組換えに必要な方法は、各操作に使用する市販
の酵素等に添付されている説明書や、Molecular clonin
g (Maniatis T. et al. ColdSpring Harbor Laboratory
Press)、あるいはCurrent Protocols in MolecularBio
logy (F. M. Ausubelら編集、John Wiley & Sons, In
c., 1987)に記載されている。
The methods necessary for general gene recombination such as RNA isolation, cDNA preparation, DNA cleavage, ligation, transformation and hybridization are attached to commercially available enzymes used for each operation. Calligraphy, Molecular clonin
g (Maniatis T. et al . ColdSpring Harbor Laboratory
Press), or Current Protocols in Molecular Bio
logy (Edited by FM Ausubel et al., John Wiley & Sons, In
c., 1987).

【0024】クローン化されたcDNAの塩基配列の決
定は、Maxam-Gilbert法あるいは、ダイデオキシ法(上
掲書に記載されている)により行う。ダイデオキシ法に
よる塩基配列の決定は、市販されているキットを用いて
行うことができ、配列決定を自動的に行うオートシーク
エンサーを使用してもよい。
The nucleotide sequence of the cloned cDNA is determined by the Maxam-Gilbert method or the dideoxy method (described above). The nucleotide sequence can be determined by the dideoxy method using a commercially available kit, and an autosequencer for automatically performing the sequence determination may be used.

【0025】以上のようにして、ニンジンから得られた
高グリシン細胞壁構造タンパク遺伝子の塩基配列及びこ
の配列から推定されるアミノ酸配列を配列表の配列番号
1に示す。尚、この遺伝子には、細胞壁にニンジン高グ
リシン細胞壁構造タンパクを効率的に移行する能力を有
するシグナルペプチドをコードする配列(配列番号1
中、66〜125番目のヌクレオチドからなる塩基配
列)も包含されている。
The nucleotide sequence of the high glycine cell wall structure protein gene obtained from carrot and the amino acid sequence deduced from this sequence are shown in SEQ ID NO: 1 of the Sequence Listing. It should be noted that this gene has a sequence (SEQ ID NO: 1) encoding a signal peptide having the ability to efficiently transfer carrot high glycine cell wall structural protein to the cell wall.
Among them, a nucleotide sequence consisting of the 66th to 125th nucleotides) is also included.

【0026】<2>本発明の高グリシン細胞壁構造タン
パク遺伝子の利用 本発明により、高グリシン細胞壁構造タンパク遺伝子が
取得されたので、ニンジン又はニンジン以外の植物にお
いて、高グリシン細胞壁構造タンパクの大量生産に利用
することができる。さらに、シグナルペプチドをコード
するDNA配列も得られているので、これらを利用し
て、細胞壁での各種タンパクの発現による細胞壁成分の
改変が可能となり、耐病性等を付与した新規植物の育種
にも応用できる。
<2> Utilization of high glycine cell wall structure protein gene of the present invention Since the high glycine cell wall structure protein gene was obtained by the present invention, it can be used for mass production of high glycine cell wall structure protein in carrots or plants other than carrots. Can be used. Furthermore, since DNA sequences encoding signal peptides have been obtained, it is possible to utilize these to modify cell wall components by expressing various proteins in the cell wall, and to breed new plants with disease resistance and the like. It can be applied.

【0027】例えば、高グリシン細胞壁構造タンパク遺
伝子を適当なプロモーターに接続して、ニンジンあるい
は他の植物に導入すると、高グリシン細胞壁構造タンパ
クの含量を増大させることができる。これに対し、前記
遺伝子のマイナス鎖(コード配列に相補的な配列)の少
なくとも一部を逆向きにプロモーターに接続したものを
植物に導入し、いわゆるアンチセンスRNAを発現させ
ると、高グリシン細胞壁構造タンパクの含量を低下させ
ることができる。
For example, when the high glycine cell wall structure protein gene is connected to an appropriate promoter and introduced into carrot or other plants, the content of the high glycine cell wall structure protein can be increased. On the other hand, when at least a part of the minus strand (a sequence complementary to the coding sequence) of the gene is connected to the promoter in the reverse direction and introduced into a plant to express a so-called antisense RNA, a high glycine cell wall structure is obtained. The protein content can be reduced.

【0028】また、シグナルペプチドをコードするDN
A配列に他の遺伝子を接続したものを植物に導入する
と、その遺伝子産物を細胞壁に効率よく移行させること
ができる。
Further, DN encoding a signal peptide
When a gene to which another gene is connected to the A sequence is introduced into a plant, the gene product can be efficiently transferred to the cell wall.

【0029】植物の形質転換は、エレクトロポレーショ
ン(電気的穿孔法)あるいはアグロバクテリウムのTi
プラスミドを利用する方法などによって、プロトプラス
トにDNAを導入することによって行うことができる。
Transformation of plants can be carried out by electroporation or Ti of Agrobacterium.
It can be performed by introducing DNA into protoplasts by a method using a plasmid or the like.

【0030】以下に、ニンジンにおける、プロトプラス
トの調製、エレクトロポレーションによるプロトプラス
トへのDNAの導入、及び形質転換細胞の植物体への再
生法を例示する。
The following is an example of a method for preparing protoplasts in carrot, introducing DNA into protoplasts by electroporation, and regenerating transformed cells into plants.

【0031】ニンジンのプロトプラストの調製は、例え
ば以下のようにして行う。不定胚形成能を持つ細胞塊ス
テート1を、1%マセロザイム(Macerozyme)R10、4
%セルラーゼRS(以上、(株)近畿ヤクルト製)、0.
5%CaCl2・2H2O、0.5%デキストラン硫酸カリウム、
0.4Mマンニトールを含む酵素溶液(pH5.5)と混合
し、3時間静置後40μmのナイロンメッシュでプロト
プラスト懸濁液を濾過しプロトプラストを得る。
The carrot protoplasts are prepared, for example, as follows. Cell mass State 1, which has somatic embryogenesis ability, was added to 1% Macerozyme R10, 4
% Cellulase RS (above, Kinki Yakult Co., Ltd.),
5% CaCl 2 .2H 2 O, 0.5% potassium dextran sulfate,
After mixing with an enzyme solution (pH 5.5) containing 0.4 M mannitol, the mixture was left standing for 3 hours, and the protoplast suspension was filtered through a 40 μm nylon mesh to obtain protoplasts.

【0032】このようにして得られるプロトプラスト
へ、エレクトロポレーションによりDNAを導入する方
法(Tada, Y. et al. Theor. Appl. Genet. 80, 475 (1
990))を説明する。
A method for introducing DNA into the thus obtained protoplasts by electroporation (Tada, Y. et al . Theor. Appl. Genet. 80 , 475 (1
990)) is explained.

【0033】プロトプラストを、エレクトロポレーショ
ン緩衝液(70mM KCl、5mM CaCl2、5mM 2-[モルフォリノ]エタンスル
ホン酸(MES)、0.4M マンニトール)に、2×106個/m
lとなるように懸濁し、0〜20μgのDNAを加え
る。DNAとしては、導入するDNA(澱粉枝付け酵素
遺伝子を含むDNA)の他にハイグロマイシン耐性遺伝
子を発現するプラスミドを加える。ハイグロマイシン耐
性遺伝子を発現するプラスミドが導入されたプロトプラ
ストには、導入しようとするDNAも同時にco-transfo
rmationされる確率が高いので、ハイグロマイシンを用
いた選択により、効率よく形質転換細胞を選択すること
ができる。
2 × 10 6 protoplasts / m in electroporation buffer (70 mM KCl, 5 mM CaCl 2 , 5 mM 2- [morpholino] ethanesulfonic acid (MES), 0.4 M mannitol)
Suspend to 1 and add 0-20 μg of DNA. As the DNA, a plasmid expressing the hygromycin resistance gene is added in addition to the introduced DNA (DNA containing the starch branching enzyme gene). In the protoplasts into which the plasmid expressing the hygromycin resistance gene has been introduced, the DNA to be introduced is also co-transfo
Since the probability of rmation is high, transformed cells can be efficiently selected by selection using hygromycin.

【0034】プロトプラストとDNAの混合液を0℃で
20分間放置した後、氷冷したエレクトロポレーション
・チャンバに移し、電気パルスを与える。電気パルス
は、例えば、初期電界475V/cm、時間減衰係数T
1/2が30.0ミリ秒となるように与える。エレクトロ
ポレーションには、装置が市販されているのでこれを使
用すればよい。電気パルスは、例えば、初期電界475
V/cm、時間減衰係数T1/2が30.0ミリ秒となる
ように与える。
The protoplast / DNA mixture was allowed to stand at 0 ° C. for 20 minutes, then transferred to an ice-cooled electroporation chamber, and an electric pulse was applied thereto. The electric pulse has, for example, an initial electric field of 475 V / cm and a time attenuation coefficient T.
Give 1/2 to be 30.0 milliseconds. Since a device is commercially available for electroporation, this may be used. The electric pulse is, for example, the initial electric field 475.
V / cm and a time attenuation coefficient T 1/2 of 30.0 milliseconds are applied.

【0035】次に、上記のようにして得られた形質転換
細胞の植物体への再生法(Fujimura, T. et al. Plant
Tissue Culture Lett. 2, 74(1985))を説明する。エレ
クトロポレーションを行ったプロトプラストを、遠心分
離(50×g、5分)により、R2無機塩、0.4Mグ
ルコースを含む洗滌培地で4回洗滌した後、5×10-7
Mの2,4−D、2%スクロースを添加したLin M. and
Staba J.;Lloydia 24:139-145(1961)の改変培地(Fuji
mura T. and Komamine A,; PlantSci. Lett. 5:359-364
(1975))(以下、「LS改変培地」という)に懸濁し、
細胞数を104個/mlに調整して25℃、暗下で培養
する。
Next, a method for regenerating the transformed cells obtained as described above into a plant (Fujimura, T. et al . Plant
Tissue Culture Lett. 2 , 74 (1985)). The electroporated protoplasts were washed 4 times with a washing medium containing R2 inorganic salt and 0.4 M glucose by centrifugation (50 × g, 5 minutes), and then 5 × 10 −7.
Lin M. and M supplemented with 2,4-D, 2% sucrose.
Staba J.; Lloydia 24: 139-145 (1961) modified medium (Fuji
mura T. and Komamine A ,; PlantSci. Lett. 5: 359-364
(1975)) (hereinafter referred to as "LS modified medium"),
The cell number is adjusted to 10 4 cells / ml and the cells are cultured at 25 ° C. in the dark.

【0036】培養14日目に、培地にハイグロマイシン
を50μg/ml添加し、さらに2週間培養し、コロニ
ーを同濃度のハイグロマシンを含む新鮮な培地に移す。
コロニーが直径2mmまで生育したら、ハイグロマイシ
ンを含まないLS改変培地(ホルモンフリー)に移し、
蛍光灯照射下(3000ルクス)で培養して分化させ
る。試験管内で高さが約10cmに生長した苗を、順化
させた後に温室内のポットに移し、植物体まで再生させ
る。
On the 14th day of culture, hygromycin is added to the medium at 50 μg / ml, the culture is continued for 2 weeks, and the colonies are transferred to a fresh medium containing hygromycin at the same concentration.
When the colony grows to a diameter of 2 mm, it is transferred to LS modified medium (hormone-free) containing no hygromycin,
Cultivate under fluorescent light irradiation (3000 lux) to differentiate. The seedlings that have grown to a height of about 10 cm in a test tube are acclimated and then transferred to a pot in a greenhouse to regenerate the plant.

【0037】高グリシン細胞壁構造タンパク遺伝子が含
まれているクローンの選択は、カルスあるいは植物体の
細胞を採り、サザンハイブリダイゼーション等の方法で
確認することにより行えばよい。また、再生後に、植物
体の抽出液等のタンパク中の酵素量をウエスタン解析等
により調べる一方、高グリシン細胞壁構造タンパク遺伝
子が導入されていることをサザン解析等により確認する
ことが好ましい。
The selection of clones containing the high glycine cell wall structure protein gene may be carried out by collecting callus or plant cells and confirming them by a method such as Southern hybridization. After regeneration, it is preferable to check the amount of enzyme in the protein in the extract of the plant body by Western analysis or the like, while confirming that the high glycine cell wall structure protein gene has been introduced by Southern analysis or the like.

【0038】また、高グリシン細胞壁構造タンパク遺伝
子は、ニンジン不定胚形成過程で特異的に発現し不定胚
形成に関与するため、この塩基配列を不定胚による再分
化のマーカーとして利用し不定胚形成のメカニズムの解
明およびそれを調節する遺伝子の単離を可能にするもの
である。
Since the high glycine cell wall structural protein gene is specifically expressed during carrot somatic embryogenesis and is involved in somatic embryogenesis, this nucleotide sequence is used as a marker for redifferentiation by somatic embryos. It enables elucidation of the mechanism and isolation of the gene that regulates it.

【0039】したがって、本発明は不定胚形成のマーカ
ーであり不定胚形成に必要であるニンジン高グリシン細
胞壁構造タンパクを用い、未分化な植物懸濁培養細胞か
ら不定胚形成を誘導する技術の確立及び不定胚形成のメ
カニズムの解明およびそれを調節する遺伝子の単離に利
用することができ、植物育種上の再分化の技術分野にお
いてきわめて有用である。
Therefore, the present invention establishes a technique for inducing somatic embryogenesis from undifferentiated plant suspension culture cells using a carrot high glycine cell wall structural protein which is a marker for somatic embryogenesis and is required for somatic embryogenesis. It can be used for elucidation of the mechanism of somatic embryogenesis and isolation of genes that regulate it, and is extremely useful in the technical field of regeneration for plant breeding.

【0040】また、構築された人工遺伝子をニンジン、
アラビドプシスなどの植物の培養細胞に電気的穿孔法あ
るいはパーティクルガン法などによって導入することが
可能であり、その結果、再分化しない植物培養細胞でも
得られた形質転換培養細胞から不定胚形成を誘導し再分
化させることができる。
Further, the constructed artificial gene is carrot,
It can be introduced into cultured cells of plants such as Arabidopsis by electroporation or particle gun method, and as a result, somatic embryogenesis is induced from transformed cultured cells obtained even in plant cultured cells that do not redifferentiate. Can be redifferentiated.

【0041】さらに、不定胚形成に特異的な高グリシン
細胞壁構造タンパクをコードしている塩基配列は、イン
ビトロの転写系などの人工的な手法、あるいは大腸菌な
どの微生物を用いて遺伝子の発現を行なうことによっ
て、不定胚形成に関連する高グリシン細胞壁構造タンパ
クを大量に、かつ純粋な形で得ることができる。得られ
た高グリシン細胞壁構造タンパクは不定胚形成に必要な
細胞壁構造タンパクであることから、再分化できない植
物培養細胞での不定胚形成の誘導や再分化系の開発を行
なう際に有効である。またシグナルペプチドを利用し細
胞壁組成の変換処理を行なうことで、耐病性等に関係す
る細胞壁成分の質的改変を図ることが可能となった。
Further, the nucleotide sequence encoding a high glycine cell wall structure protein specific to somatic embryogenesis is expressed by an artificial method such as an in vitro transcription system or a microorganism such as Escherichia coli. Thus, a high-glycine cell wall structural protein associated with somatic embryogenesis can be obtained in a large amount and in a pure form. Since the obtained high glycine cell wall structural protein is a cell wall structural protein required for adventitious embryogenesis, it is effective for inducing adventitious embryogenesis in plant cells that cannot be redifferentiated or for developing a redifferentiation system. Moreover, it became possible to qualitatively modify the cell wall components related to disease resistance and the like by performing the conversion treatment of the cell wall composition using the signal peptide.

【0042】本発明のcDNAの塩基配列を用いて、部位特
異的置換あるいはPCR法などの手法を用いてを用いてこ
の塩基配列の一部を特異的に変異せしめ、細胞壁構造タ
ンパクの質的向上を求める研究に用いることができる。
Using the nucleotide sequence of the cDNA of the present invention, a part of this nucleotide sequence is specifically mutated by using a site-specific substitution or a technique such as PCR method to improve the quality of the cell wall structure protein. Can be used for research seeking.

【0043】また、配列番号1に示すニンジン高グリシ
ン細胞壁構造タンパク遺伝子は、不定胚形成過程で特異
的に発現しており、この遺伝子を植物の不定胚形成のマ
ーカー遺伝子に使用することができる。その結果として
不定胚形成の有無を早期に診断する事を可能にする。ま
た、不定胚形成のメカニズムの解明および不定胚形成を
調節する遺伝子の単離を可能にし、再分化系の開発や人
工種子生産技術の開発に大きく寄与することができる。
The carrot high glycine cell wall structure protein gene shown in SEQ ID NO: 1 is specifically expressed in the somatic embryogenesis process, and this gene can be used as a marker gene for somatic embryogenesis in plants. As a result, it becomes possible to early diagnose the presence or absence of somatic embryogenesis. In addition, the mechanism of somatic embryogenesis can be elucidated and the gene that regulates somatic embryogenesis can be isolated, which can greatly contribute to the development of a regeneration system and the development of artificial seed production technology.

【0044】本発明のニンジン高グリシン細胞壁構造タ
ンパク遺伝子の遺伝子産物である細胞壁構造タンパクは
ニンジンの不定胚形成過程において大量に生産され、不
定胚形成に大きく関与している。そのためこの遺伝子は
ニンジンの不定胚形成において特異的に大量に発現す
る。この遺伝子は不定胚形成において特異的な強い発現
がみられるので、この時期に特異的に発現するプロモー
ターとして、ニンジン高グリシン細胞壁構造タンパク遺
伝子のプロモーター領域は非常に優れている。それゆ
え、このプロモーターを用いて任意の遺伝子と結合する
ことによって、不定胚形成(胚発生)に特異的に発現す
る人工遺伝子を作製することが可能になるものと考えら
れる。すなわち、その塩基配列の全部、あるいは形質発
現に重要とされる塩基配列を、任意の遺伝子と結合する
ことによってその遺伝子を不定胚形成(胚発生)におい
て特異的に大量に発現させることができる。その結果、
胚芽を構成するタンパクの組成を変化させることや、特
定の糖類、アミノ酸類などの含量を増やすなどの植物の
栄養成分の改変を行なうことが可能となるものと考えら
れる。
The cell wall structure protein, which is a gene product of the carrot high glycine cell wall structure protein gene of the present invention, is produced in large amounts during the carrot somatic embryogenesis process and is greatly involved in somatic embryogenesis. Therefore, this gene is specifically expressed in large amounts in carrot somatic embryogenesis. Since this gene is specifically and strongly expressed in somatic embryogenesis, the promoter region of the carrot high glycine cell wall structure protein gene is very excellent as a promoter that is specifically expressed at this time. Therefore, it is considered that it becomes possible to produce an artificial gene that is specifically expressed in somatic embryogenesis (embryonic development) by binding to any gene using this promoter. That is, by binding the entire base sequence or the base sequence important for phenotype expression to an arbitrary gene, the gene can be specifically expressed in large amounts in somatic embryogenesis (embryonic development). as a result,
It is considered that it becomes possible to change the composition of the protein that constitutes the embryo and to modify the nutritional components of the plant such as increasing the contents of specific sugars and amino acids.

【0045】[0045]

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

【0046】<1>プロエンブリオ ステート2由来の
cDNAライブラリーの構築 (1)ニンジンカルス懸濁培養細胞の培養 ニンジンの栽培品種“黒田五寸”(Daucus carota L. c
v.“Kurodagosun”)の芽生えの下胚軸から、カルス懸
濁培養細胞を誘導した。芽生えを無菌的に播種した後7
日目に、下胚軸を1cmの長さに切り出し、オーキシンと
して2,4-Dを5×10-7M含むLS改変培地に入れ、カル
ス懸濁培養細胞を誘導した。
<1> Construction of cDNA Library Derived from Proembryo State 2 (1) Culture of Carrot Callus Suspension Culture Cells Carrot cultivar "Kuroda Gosun" (Daucus carota L. c)
Callus suspension culture cells were derived from the hypocotyl of seedlings of v. "Kurodagosun"). 7 after aseptically sowing seedlings
On the day, the hypocotyl was cut into a length of 1 cm and placed in an LS modified medium containing 5 × 10 −7 M of 2,4-D as an auxin to induce callus suspension culture cells.

【0047】得られたカルス懸濁培養細胞は、27℃の
暗所にて往復振盪培養機(90 strokes/min. 50mm)を用
いて培養し、7日毎に2,4-Dを5×10-7M含む新鮮なL
S改変培地に移植することにより継代維持した。
The callus suspension-cultured cells thus obtained were cultivated in the dark at 27 ° C. using a reciprocal shaking culture machine (90 strokes / min. 50 mm), and 5 × 10 2,4-D was added every 7 days. -7 M fresh L
Subculture was maintained by transplanting to S-modified medium.

【0048】(2)プロエンブリオ ステート2の誘導 上記カルス懸濁培養細胞からの不定胚の誘導は、Fujimu
ra T. and Komamine A.の方法(Plant Physiol, 64, 16
2-164 (1979))にしたがった。
(2) Induction of pro-embryostate 2 The induction of adventitious embryos from the above callus suspension culture cells was carried out by Fujimu.
ra T. and Komamine A. Method (Plant Physiol, 64, 16
2-164 (1979)).

【0049】植え継ぎ後7日目のニンジンカルス懸濁培
養細胞を50μmメッシュの分画ロートで濾過し、濾液を3
2μmメッシュでさらに濾過した。この32μmメッシュ上
に残った細胞を、2,4-Dを含まないLS改変培地でよく
洗い、2%ショ糖を含む16%フィコール400溶液上に
重層し、界面を乱した後遠心分離(150g 5分間)した。
続いて2,4-Dを含まないLS改変培地を用いて低速遠心
で数回洗い、細胞質に富む10個前後の細胞からなる不定
胚形成能を持つ細胞塊ステート1(State 1)を得た。
The carrot callus suspension culture cells on the 7th day after subculture were filtered through a 50 μm mesh fractionating funnel, and the filtrate was mixed with 3
Further filtered through a 2 μm mesh. The cells remaining on the 32 μm mesh were washed thoroughly with 2,4-D-free LS modified medium, overlaid on a 16% Ficoll 400 solution containing 2% sucrose, and the interface was disturbed, followed by centrifugation (150 g). 5 minutes).
Subsequently, it was washed several times by low-speed centrifugation using LS-modified medium containing no 2,4-D to obtain a cell mass State 1 (State 1) having about 10 cells rich in cytoplasm and having somatic embryogenesis. .

【0050】これを500mlのフラスコ中の2,4-Dを含まな
いLS改変培地200mlに5×102個細胞塊/mlの密度で
懸濁し、3日間27℃暗所で振盪培養(90 strokes/min.
50mm)し、プロエンブリオ ステート2を得た。
This was suspended in 200 ml of 2,4-D-free LS modified medium in a 500 ml flask at a density of 5 × 10 2 cell clusters / ml, and shake culture (90 strokes) at 27 ° C. in the dark for 3 days. / min.
50 mm) to obtain Pro Embryo State 2.

【0051】(3)cDNAライブラリーの構築 上記で得られたプロエンブリオ ステート2(7g)を
材料として、フェノール−SDS法に準じて全RNAを
調製した。さらに、オリゴ(dT)セルロースカラムクロマ
トグラフィーにより、mRNAを含むポリ(A)+RNAを
単離し、これを鋳型としてオリゴ(dT)プライマーと逆
転写酵素を用いてcDNAを合成した。ポリ(A)+RNAを鋳
型としたcDNAの合成は、Gubler U. and Hoffman B.
J.の方法(Gene, 25, 263-269 (1983))に従った。
(3) Construction of cDNA Library Using the proembryostate 2 (7 g) obtained above as a material, total RNA was prepared according to the phenol-SDS method. Furthermore, poly (A) + RNA containing mRNA was isolated by oligo (dT) cellulose column chromatography, and using this as a template, cDNA was synthesized using an oligo (dT) primer and reverse transcriptase. Synthesis of cDNA using poly (A) + RNA as a template is described in Gubler U. and Hoffman B.
The method of J. (Gene, 25, 263-269 (1983)) was followed.

【0052】得られたcDNAの両末端にEcoRIアダプ
ター(内部にBamHIとKpnIサイトを持つ)を連結し、そ
れをλファージベクター、λZAPIIアーム(Stratagene
社製、λZAPII/EcoRIクローニングキット)のEcoRI部位
に連結後、インビトロ パッケージングキット(Stratag
ene社製、GIGAPACK Gold)を用い、パッケージングを行
ない、大腸菌XL1-Blue株に感染させることにより多数の
組換えλファージを得た(図1、上、中段)。これをニ
ンジンプロエンブリオ ステート2のcDNAライブラ
リーとした。このライブラリーの大きさは1.0×106であ
った。
An EcoRI adapter (having BamHI and KpnI sites inside) was ligated to both ends of the obtained cDNA, and the lambda phage vector and λZAPII arm (Stratagene
After ligation to the EcoRI site of λZAPII / EcoRI Cloning Kit, manufactured by Incorporated, in vitro packaging kit (Stratag
Using ene, GIGAPACK Gold), packaging was performed, and a large number of recombinant λ phages were obtained by infecting E. coli XL1-Blue strain (FIG. 1, upper, middle). This was used as a carrot proembryo state 2 cDNA library. The size of this library was 1.0 × 10 6 .

【0053】<2>プロエンブリオ ステート2特異的
プローブの作製 (1)カルス懸濁培養細胞由来ポリ(A)+RNAのビオチ
ン化 カルス懸濁培養細胞のポリ(A)+RNAを、後述のサブト
ラクション法に用いるためにビオチン化を行った。この
ビオチン化には、サブトラクションキット(Invitrogen
社製、The SubtractorTM I Kit)を用い、キットに添付
されたマニュアル記載の方法にしたがった。
[0053] <2> professional Embryo state 2 specific preparation of probes (1) Poly (A) + RNA callus suspension culture cells derived from poly (A) + RNA of biotinylated callus suspension culture cells, the later subtraction Biotinylated for use in the method. For this biotinylation, subtraction kit (Invitrogen
The Subtractor I Kit manufactured by the company) was used, and the method described in the manual attached to the kit was followed.

【0054】植え継ぎ後5日目のニンジンカルス懸濁培
養細胞から、フェノール−SDS法とオリゴ(dT)セルロ
ースカラムクロマトグラフィーによりポリ(A)+RNA
(〜10μg)を調製し、このポリ(A)+RNAをフォトビ
オチン溶液(1mg/ml)と混ぜて氷中に立て、300W
リフレクターランプ(東芝製)を用いて上方10cmの距離
から光を30分間照射した。
From the carrot callus suspension culture cells 5 days after subculture, poly (A) + RNA was analyzed by the phenol-SDS method and oligo (dT) cellulose column chromatography.
(~ 10μg), and mix this poly (A) + RNA with photobiotin solution (1mg / ml) and stand in ice, 300W
Using a reflector lamp (manufactured by Toshiba), light was irradiated for 30 minutes from a distance of 10 cm above.

【0055】照射後、0.1M Trisと2−ブタノールを加
え、撹拌してから遠心分離(15,000×rpm 3分間)し
た。未結合フォトビオチンを除くためにブタノール抽出
を4回行った後、エタノール共沈澱によりポリ(A)+RN
Aを沈澱させ、30μlの蒸留水に溶解した。引続き、も
う1度上記と同様にしてビオチン化処理を繰り返し、ビ
オチン化ポリ(A)+RNAを得た。
After irradiation, 0.1M Tris and 2-butanol were added, and the mixture was stirred and then centrifuged (15,000 × rpm for 3 minutes). After extraction with butanol four times to remove unbound photobiotin, co-precipitation with ethanol gave poly (A) + RN.
A was precipitated and dissolved in 30 μl of distilled water. Subsequently, the biotinylation treatment was repeated once again in the same manner as above to obtain biotinylated poly (A) + RNA.

【0056】(2)プローブの作製 プラークハイブリダイゼーションに用いるプローブを、
サブトラクション法により精製した。このサブトラクシ
ョン法によるプローブの精製は、サブトラクションキッ
ト(Invitrogen社製、The SubtractorTM I Kit)の方法
にしたがった。
(2) Preparation of probe The probe used for plaque hybridization was
Purified by the subtraction method. The probe was purified by this subtraction method according to the method of a subtraction kit (The Subtractor I Kit manufactured by Invitrogen).

【0057】プロエンブリオ ステート2から調製した
ポリ(A)+RNAを鋳型として、32P標識ヌクレオチド存
在下で逆転写反応を行い、32P標識された1本鎖cDN
Aプローブを合成した。これに上記で得られたビオチン
化ポリ(A)+RNAを加えハイブリダイズさせた。これに
ストレプトアビジンを加えた後、さらにフェノールを加
えて撹拌後、水相とフェノール層を分離し、水層からエ
タノール沈澱によりcDNAを回収し、プロエンブリオ
ステート2特異的プローブを得た。
[0057] The pro-embryogenic was prepared from the state 2 poly (A) + RNA as a template, 32 subjected to reverse transcription reaction with P-labeled nucleotides presence, 32 P-labeled single strand cDN was
A probe was synthesized. The biotinylated poly (A) + RNA obtained above was added to this and hybridized. After adding streptavidin to this, and further adding phenol and stirring, the aqueous phase and the phenol layer were separated, and cDNA was recovered from the aqueous layer by ethanol precipitation to obtain a pro-embryostate 2-specific probe.

【0058】<3>高グリシン細胞壁構造タンパクcD
NAのスクリーニング 前記プロエンブリオ ステート2のcDNAライブラリ
ーの中のおよそ150,000個の独立したファージクローン
のスクリーニングを、上記サブトラクション法により精
製したプローブを用いたプラークハイブリダーゼーショ
ンにより行なった。
<3> High Glycine Cell Wall Structural Protein cD
Screening of NA Screening of approximately 150,000 independent phage clones in the pro-embryostate 2 cDNA library was performed by plaque hybridization using a probe purified by the subtraction method.

【0059】その結果、69個の陽性を示すクローンが
得られた。さらにこれらに対し、プロエンブリオ ステ
ート2由来のcDNAと、植え継ぎ後5日目の細胞塊由
来のcDNAをプローブにしてディファレンシャルスク
リーニングを行なった結果、CEM6と命名したクロー
ンを得た。
As a result, 69 positive clones were obtained. Further, differential screening was carried out on these with cDNA derived from proembryostate 2 and cDNA derived from cell clusters 5 days after subculture as a result, and a clone designated as CEM6 was obtained.

【0060】さらに、不定胚形成の各過程と、未分化的
増殖をしている細胞で行なったノ−ザン解析により、前
記CEM6は不定胚形成特異的なクローンであることが
確認された。尚、アラビドプシス(シロイヌナズナ)に
おいて染色体DNAのサザンハイブリダイゼーションを
行なったところ、アラビドプシスにも同様の配列が存在
することが確認された。
Further, by each process of somatic embryogenesis and Northern analysis performed on cells that were proliferating undifferentiatedly, it was confirmed that the CEM6 was a clone specific to somatic embryogenesis. When Southern hybridization of chromosomal DNA was carried out in Arabidopsis (Arabidopsis thaliana), it was confirmed that a similar sequence was also present in Arabidopsis.

【0061】CEM6のファージDNAから、インビボ
・エクシジョン法によりcDNAインサートを持つプラ
スミドクローンpCEM6を調製した。インビボ・エク
シジョン法は、Stratagene社製λZAPII/EcoRIクローニ
ングキットの方法にしたがった。
A plasmid clone pCEM6 having a cDNA insert was prepared from the phage DNA of CEM6 by the in vivo excision method. The in vivo excision method was according to the method of λZAPII / EcoRI cloning kit manufactured by Stratagene.

【0062】CEM6を含むファージ液 200μl、大腸
菌XL1-Blue懸濁液200μl、ヘルパーファージVCSM13懸濁
液1μlを混ぜ37℃で15分間静置した後、5mlの
2×YT培地を加え37℃で3時間振盪培養し、70℃
で20分間処理し、遠心分離(4000rpm、5分間)して
上清を回収した。100倍希釈した上清20μlと大腸菌X
L1-Blue懸濁液200μlを混ぜ、37℃で15分間静置し
た後、アンピシリンを50ppm含むLB培地に1μl植菌し
一晩培養した。コロニーを形成した大腸菌は、cDNA
インサートを持つプラスミドクローンpCEM6を含ん
でいる(図1、中、下段)。
200 μl of phage solution containing CEM6, 200 μl of E. coli XL1-Blue suspension, and 1 μl of suspension of helper phage VCSM13 were mixed and allowed to stand at 37 ° C. for 15 minutes, and then 5 ml of 2 × YT medium was added to the mixture at 37 ° C. Shake culture for 70 hours
For 20 minutes and centrifuged (4000 rpm, 5 minutes) to collect the supernatant. 20 μl of 100-fold diluted supernatant and E. coli X
After 200 μl of the L1-Blue suspension was mixed and allowed to stand at 37 ° C. for 15 minutes, 1 μl of the LB medium containing 50 ppm of ampicillin was inoculated and cultured overnight. The colonized E. coli is cDNA
It contains the plasmid clone pCEM6 having an insert (FIG. 1, middle, lower row).

【0063】このプラスミドpCEM6中の挿入配列の
塩基配列決定を、ダイデオキシ法(Messing, Methods i
n Enzymol., 101, 20-78 (1983))により行った。得ら
れた塩基配列、及びこの配列から推定されるアミノ酸配
列を配列番号1に示す。この配列は、不定胚形成特異的
なニンジン高グリシン細胞壁構造タンパクのcDNAの
塩基配列、及びニンジン高グリシン細胞壁構造タンパク
のアミノ酸配列を示すものである。尚、アミノ酸配列の
中で、シグナルペプチドに対応する配列は、アミノ酸番
号1〜20であり、相当するDNA配列はヌクレオチド
番号66〜125である。
The nucleotide sequence of the inserted sequence in this plasmid pCEM6 was determined by the dideoxy method (Messing, Methods i).
n Enzymol., 101, 20-78 (1983)). The obtained nucleotide sequence and the amino acid sequence deduced from this sequence are shown in SEQ ID NO: 1. This sequence shows the base sequence of cDNA of carrot high glycine cell wall structure protein specific to somatic embryogenesis and the amino acid sequence of carrot high glycine cell wall structure protein. In the amino acid sequence, the sequence corresponding to the signal peptide has amino acid numbers 1 to 20, and the corresponding DNA sequence has nucleotide numbers 66 to 125.

【0064】<4>高グリシン細胞壁構造タンパクのア
ンチセンス遺伝子のニンジン懸濁培養細胞での発現
<4> Expression of antisense gene of high glycine cell wall structure protein in carrot suspension culture cells

【0065】(1)高グリシン細胞壁構造タンパクのア
ンチセンス遺伝子の構築 pCEM6をEcoRIで限定分解し、全長の高グリシン細
胞壁構造タンパクcDNAを調製した。次に、この切断
末端をT4 DNAポリメラーゼ(宝酒造製、DNA blunting k
it)を用いて平滑化した。この断片と、SmaIによる切断
後T4 DNAポリメラーゼを用いて末端を平滑化したpBI221
(カリフラワーモザイクウイルス(CaMV)の35Sプロモー
ターを有するプラスミド:Jefferson et al., EMBO J.,
6, 3901(198)の断片との結合を行なった(図2)。pB
I221は、Clontech社より入手した。
(1) Construction of antisense gene of high glycine cell wall structure protein pCEM6 was digested with EcoRI to prepare full-length high glycine cell wall structure protein cDNA. Next, the cleaved end was cloned into T4 DNA polymerase (DNA blunting k
It) was used for smoothing. This fragment and pBI221 whose ends were blunted with T4 DNA polymerase after digestion with SmaI
(Plasmid having 35S promoter of cauliflower mosaic virus (CaMV): Jefferson et al., EMBO J.,
6,3901 (198) fragment was ligated (FIG. 2). pB
I221 was obtained from Clontech.

【0066】得られたプラスミドの集合体から、35Sプ
ロモーターの下流に高グリシン細胞壁構造タンパクのcD
NAが逆向きにつながったプラスミドを、制限酵素切断地
図の違いにより選択した。このプラスミドは、アンチセ
ンス高グリシン細胞壁構造タンパク遺伝子を有してお
り、pCEM601と名付けた。
From the obtained assembly of plasmids, the high glycine cell wall structural protein cD was located downstream of the 35S promoter.
A plasmid in which NA was linked in the opposite direction was selected based on the difference in restriction enzyme cleavage maps. This plasmid has the antisense high glycine cell wall structural protein gene and was named pCEM601.

【0067】(2)高グリシン細胞壁構造タンパク遺伝
子のアンチセンス遺伝子のニンジン懸濁培養細胞への導
入 pCEM601プラスミドDNAを、多田らの方法(Ta
da et al.; Theor.Appl.Genet. (1990))に従い、ニン
ジンの懸濁培養細胞にエレクトロポーレーション法によ
って導入した。
(2) Introduction of antisense gene of high glycine cell wall structure protein gene into carrot suspension-cultured cells pCEM601 plasmid DNA was prepared according to the method of Tada et al.
Da et al .; Theor. Appl. Genet. (1990)), the cells were introduced into suspension-cultured cells of carrot by electroporation.

【0068】不定胚形成能を持つ細胞塊ステート1約1
gを、1%マセロザイム(Macerozyme)R10、4%セル
ラーゼRS(以上、(株)近畿ヤクルト製)、0.5%CaC
l2・2H2O、0.5%デキストラン硫酸カリウム、0.4M
マンニトールを含む10mlの酵素溶液(pH5.5)と混
合し、3時間静置後40μmのナイロンメッシュでプロ
トプラスト懸濁液を濾過しプロトプラストを得た。
Cell mass state 1 with adventitious embryogenesis capacity: about 1
g is 1% Macerozyme R10, 4% cellulase RS (above, Kinki Yakult Co., Ltd.), 0.5% CaC
l 2 · 2H 2 O, potassium 0.5% dextran sulfate, 0.4 M
After mixing with 10 ml of enzyme solution (pH 5.5) containing mannitol, the mixture was allowed to stand for 3 hours, and the protoplast suspension was filtered with a nylon mesh of 40 μm to obtain protoplasts.

【0069】得られたプロトプラストをエレクトロポー
レーション緩衝液(70mM KCl、 5mMCaCl2、5mM 2-[モルフォ
リノ]エタンスルホン酸(MES)、0.4M マンニトール)に、2×10
6個/mlになるように懸濁し、0〜20μgのDNA
(pCEM601とハイグロマイシン耐性遺伝子を発現
するプラスミド)を加えた。この混合液を0℃で20分
間放置した後、電気パルス(初期電界475V/cm、
時間減衰係数T1/2=30.0m秒)を与えて細胞に導入
した。導入後、ハイグロマイシンを用いて形質転換細胞
を選択し、ニンジン形質転換懸濁培養細胞を得た。
The obtained protoplasts were added to electroporation buffer (70 mM KCl, 5 mM CaCl 2 , 5 mM 2- [morpholino] ethanesulfonic acid (MES), 0.4 M mannitol) at 2 × 10 5.
Suspend at 6 cells / ml and 0-20 μg DNA
(Plasmid expressing pCEM601 and hygromycin resistance gene) was added. After leaving this mixed solution at 0 ° C. for 20 minutes, an electric pulse (initial electric field 475 V / cm,
The cells were introduced into cells by giving a time decay coefficient T 1/2 = 30.0 ms). After the introduction, the transformed cells were selected using hygromycin to obtain carrot transformed suspension culture cells.

【0070】形質転換培養細胞よりDNAを抽出し、サ
ザンハイブリダイザーションを行なったところ、8系統
にpCEM601に由来するDNA断片が存在してい
た。これらの形質転換培養細胞を、不定胚を形成する条
件である2,4-Dを含まないLS改変培地へ移植したとこ
ろ、不定胚形成率が対照としたニンジン懸濁培養細胞に
比べ20%から40%に下がり、平均値で28%になっ
た。このことから、高グリシン細胞壁構造タンパク遺伝
子が、不定胚形成において重要な機能を持った遺伝子で
あることが示された。
When DNA was extracted from the transformed cultured cells and subjected to Southern hybridization, a DNA fragment derived from pCEM601 was present in 8 strains. When these transformed cultured cells were transplanted to an LS modified medium that does not contain 2,4-D, which is a condition for forming somatic embryos, the adventitious embryo formation rate was 20% compared with the carrot suspension cultured cells used as a control. It fell to 40% and reached 28% on average. From this, it was shown that the high glycine cell wall structure protein gene is a gene having an important function in somatic embryogenesis.

【0071】<5>ニンジン高グリシン細胞壁構造タン
パク遺伝子の植物細胞への導入 pCEM6をBamHIで限定分解することによって、ニン
ジン高グリシン細胞壁構造タンパク遺伝子の全領域を含
む断片を調製した。この断片を、プラスミドpBI221のBa
mHI部位にクローニングし、プラスミドpBI6を得た
(図3)。pBI6のプラスミドDNAを、上記と同様
に、ニンジンのプロトプラスト細胞にエレクトロポーレ
ーション法によって導入した。得られた細胞を、2,4-D
を含むLS改変培地で培養したところ、不定胚形成をし
ない条件であるにも関わらず10%から30%、平均値
で21%が不定胚を形成した。一部の不定胚を植物体に
再生させ、DNAを抽出し、サザンハイブリダイゼーショ
ンを行なったところ、5株にpBI6に由来すると思わ
れるDNA断片が存在していた。
<5> Introduction of Carrot High Glycine Cell Wall Structure Protein Gene into Plant Cells A fragment containing the entire region of carrot high glycine cell wall structure protein gene was prepared by subjecting pCEM6 to limited digestion with BamHI. This fragment was cloned into plasmid pBI221
Cloning into the mHI site yielded plasmid pBI6 (FIG. 3). The plasmid DNA of pBI6 was introduced into carrot protoplast cells by the electroporation method as described above. The resulting cells are 2,4-D
When cultured in an LS-modified medium containing a somatic embryo, 10% to 30%, and an average value of 21% formed an adventitious embryo despite the condition that adventitious embryo formation was not performed. When a part of the somatic embryo was regenerated into a plant, DNA was extracted, and Southern hybridization was carried out. As a result, 5 strains contained a DNA fragment that was considered to be derived from pBI6.

【0072】これらの結果から、本発明の高グリシン細
胞壁構造タンパク遺伝子を導入することにより、不定胚
の非誘導条件下でも形質転換培養細胞の不定胚形成の誘
導が可能であることが示された。
From these results, it was shown that by introducing the high glycine cell wall structure protein gene of the present invention, it is possible to induce somatic embryogenesis in transformed cultured cells even under non-induced somatic embryo induction conditions. .

【0073】また、前述したように、アラビドプシスの
染色体DNAサザンハイブリダイゼーションにより、ニ
ンジン以外の植物にも同様の配列が存在することが明か
であることから、再分化能力のない植物種の懸濁培養細
胞での不定胚形成による再分化誘導が可能となることが
示唆された。
Further, as described above, it is clear from Arabidopsis chromosomal DNA Southern hybridization that similar sequences are present in plants other than carrots. Therefore, suspension culture of plant species having no redifferentiation ability is possible. It was suggested that redifferentiation can be induced by somatic embryogenesis in cells.

【0074】<6>シグナルペプチドをコードする配列
の単離とサブクローニング CEM6には、シグナルペプチドをコードする領域のす
ぐ下流に制限酵素PmlIの切断部位が存在する。従ってこ
の領域はPmlIとベクターに存在するEcoRI部位を利用し
て取り出すことができる。そこで、pCEM6を制限酵
素PmlIとEcoRI(東洋紡績より購入)で切断し、0.15kb
と0.6kbの2つの断片を得た。
<6> Isolation and Subcloning of Sequence Encoding Signal Peptide CEM6 has a cleavage site for the restriction enzyme PmlI immediately downstream of the region encoding the signal peptide. Therefore, this region can be extracted using PmlI and the EcoRI site present in the vector. Therefore, pCEM6 was digested with restriction enzymes PmlI and EcoRI (purchased from Toyobo) to obtain 0.15 kb.
And two fragments of 0.6 kb were obtained.

【0075】次に、T4 DNAポリメラーゼ(宝酒造製、DN
A blunting kit)を用いて末端を平滑化し、これらを同
様に末端を平滑化したBluescript II KS+のEcoRI部位に
導入した。この結果、2種類のプラスミドが得られた。
このうち0.15kbの断片を含むものが、シグナルペプチド
領域を含むものであり、pCEM6tと命名した(図
4)。このプラスミドはベクター由来のPstI部位等を用
いて異種の遺伝子を結合することに利用できる。
Next, T4 DNA polymerase (Takara Shuzo, DN
Ablunting kit) was used to blunt the ends, and these were introduced into the EcoRI site of similarly blunt-ended Bluescript II KS +. As a result, two types of plasmids were obtained.
Of these, the one containing the 0.15 kb fragment contained the signal peptide region and was designated pCEM6t (FIG. 4). This plasmid can be used to bind heterologous genes using the PstI site derived from the vector.

【0076】[0076]

【発明の効果】本発明によって、不定胚形成に関連する
ニンジン高グリシン細胞壁構造タンパク遺伝子が得られ
た。この遺伝子を植物中で発現させることにより、高グ
リシン細胞壁構造タンパクを大量に発現させることがで
きる。同様に、この遺伝子のアンチセンス遺伝子を発現
させることにより、高グリシン細胞壁構造タンパクの発
現量を低下させることができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a carrot high glycine cell wall structural protein gene associated with somatic embryogenesis was obtained. By expressing this gene in plants, a large amount of high glycine cell wall structure protein can be expressed. Similarly, by expressing an antisense gene of this gene, the expression level of the high glycine cell wall structure protein can be reduced.

【0077】また、ニンジン高グリシン細胞壁構造タン
パク遺伝子は、シグナルペプチドをコードするDNA配
列を有しているので、このシグナルペプチドを利用する
ことにより、他の遺伝子産物を細胞壁に効率よく移行さ
せることができる。
Since the carrot high glycine cell wall structure protein gene has a DNA sequence encoding a signal peptide, it is possible to efficiently transfer other gene products to the cell wall by utilizing this signal peptide. it can.

【0078】さらに、高グリシン細胞壁構造タンパク遺
伝子は、ニンジン不定胚形成過程で特異的に発現し不定
胚形成に関与するため、この塩基配列を不定胚による再
分化のマーカーとして利用し、不定胚形成のメカニズム
の解明およびそれを調節する遺伝子の単離を可能にす
る。
Furthermore, since the high glycine cell wall structural protein gene is specifically expressed during carrot somatic embryogenesis and is involved in somatic embryogenesis, this nucleotide sequence is used as a marker for redifferentiation by somatic embryos. Enables the elucidation of the mechanism of and the isolation of the gene that regulates it.

【0079】また、本発明の高グリシン細胞壁構造タン
パク遺伝子を導入することにより、不定胚の非誘導条件
下でも形質転換培養細胞の不定胚形成の誘導が可能であ
る。さらに、再分化能力のない植物種の懸濁培養細胞で
の不定胚形成による再分化誘導が可能となることが示唆
される。
Further, by introducing the high glycine cell wall structure protein gene of the present invention, it is possible to induce somatic embryogenesis of transformed cultured cells even under non-inducing conditions of somatic embryos. Furthermore, it is suggested that it is possible to induce regeneration by somatic embryogenesis in suspension-cultured cells of plant species that have no ability to redifferentiate.

【0080】[0080]

【配列表】[Sequence list]

【0081】配列番号:1 配列の長さ:747 配列の型:核酸 鎖の数:2本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:cDNA to mRNA 起源: 生物名:ダウカス カロータ(Daucus carota L. cv.
“Kurodagosun”) 組織の種類:プロエンブリオ ステート2(Proembryo
“State 2”) 直接の起源 ライブラリー名:ニンジン プロエンブリオ ステート
2 cDNAライブラリー クローン名:CEM6 配列の特徴 特徴を示す記号:5'UTR 存在位置:1..65 特徴を決定した方法:P 特徴を示す記号:mRNA 存在位置:1..747 特徴を決定した方法:P 特徴を示す記号:transit peptide coding region 存在位置:66..125 特徴を決定した方法:S 特徴を示す記号:mature peptide coding region 存在位置:126..551 特徴を決定した方法:S 特徴を示す記号:3'UTR 存在位置:552..747 特徴を決定した方法:P 配列 CTCAAAGCAA TATATAAATT TAGCCATTTA GGGTTTGTCT GTGTGTGTGT AAAAGTGTGT 60 GAGGA ATG GCG AAG TTG TAC GTA GTG CTT GTA CTT TCA CTA GTC CTT GTG 110 Met Ala Lys Leu Tyr Val Val Leu Val Leu Ser Leu Val Leu Val 1 5 10 15 CAT GCA ATG GCG GCA CGT GAC ATT CCT ACT GAA AAA CAT GAC ACG GAG 158 His Ala Met Ala Ala Arg Asp Ile Pro Thr Glu Lys His Asp Thr Glu 20 25 30 ACG GTG GTT GTC GCT ACC ACC ACT AAT GGT GGC GGC AAA GCC GTT AAG 206 Thr Val Val Val Ala Thr Thr Thr Asn Gly Gly Gly Lys Ala Val Lys 35 40 45 GAC AAG AAG TGC GCT GTT GGA TTT GTC GGC GTT GGC GGT GCG GTT GGC 254 Asp Lys Lys Cys Ala Val Gly Phe Val Gly Val Gly Gly Ala Val Gly 50 55 60 GGT GTG GCT GGT GTT GTT CCA CTT GGC GGC ATT GGC GGC GTT GGG GGA 302 Gly Val Ala Gly Val Val Pro Leu Gly Gly Ile Gly Gly Val Gly Gly 65 70 75 GCT GGT GGA GTT GGT GGT GCT GGT GGA CTT GGC GGC GCA GGT GGG CTA 350 Ala Gly Gly Val Gly Gly Ala Gly Gly Leu Gly Gly Ala Gly Gly Leu 80 85 90 95 GGA GGT CTT GGT GGA CTT GGA GGT GCA AGT GGG CTT GGT GGG CTC GGA 398 Gly Gly Leu Gly Gly Leu Gly Gly Ala Ser Gly Leu Gly Gly Leu Gly 100 105 110 GGT GCA AGT GGG CTT GGT GGA CTA GGA GGT GCA AGT GGG CTT GGG GGG 446 Gly Ala Ser Gly Leu Gly Gly Leu Gly Gly Ala Ser Gly Leu Gly Gly 115 120 125 CTC GGA GGT GCA GGT GCA GGT GGA CTA GGT GGG CTA GGT GGC GTT GGA 494 Leu Gly Gly Ala Gly Ala Gly Gly Leu Gly Gly Leu Gly Gly Val Gly 130 135 140 GGT GGC GTT GGG GGA GGT GCT GGT GGT GCC GGT GGA GTT GGT GGT GGT 542 Gly Gly Val Gly Gly Gly Ala Gly Gly Ala Gly Gly Val Gly Gly Gly 145 150 155 GTT TTA CCT TGAAATGATT AAGAACAAAG ATGCATGCAA CATTCACTAG 591 Val Leu Pro 160 TATTGCATAA TTTTTCGTAT ATTAGTACGG AGGAGCTGGT GGATCTGTTC TACTTCTAGG 651 GTTTAATTAA GTTGGCATTT GGTTTCAACA AGTATTATTG TATTATTCGA TTACGTAACT 711 ATGTTTTGTT TTCCTTAAAA AAAAAAAAAA AAAAAA 747
SEQ ID NO: 1 Sequence length: 747 Sequence type: Nucleic acid Number of strands: Double strand Topology: Linear Sequence type: cDNA to mRNA Origin: Organism name: Daucus carota L. cv .
“Kurodagosun”) Organization type: Proembryo State 2 (Proembryo)
"State 2") Direct origin Library name: Carrot proembryo state 2 cDNA library Clone name: CEM6 Sequence features Characteristic symbols: 5'UTR Location: 1..65 Method of determining features: P features Symbol indicating: mRNA Location: 1..747 Method by which the characteristic was determined: P Characteristic symbol: transit peptide coding region Location: 66..125 Method by which the characteristic was determined: S Characteristic symbol: mature peptide coding region Location: 126..551 Feature determining method: S Feature symbol: 3'UTR Location: 552..747 Feature determining method: P Sequence CTCAAAGCAA TATATAAATT TAGCCATTTA GGGTTTGTCT GTGTGTGTGT AAAAGTGTGT 60 GAGGA ATG GCG AAG TTG TAC GTA GTG CTT GTA CTT TCA CTA GTC CTT GTG 110 Met Ala Lys Leu Tyr Val Val Leu Val Leu Ser Leu Val Leu Val 1 5 10 15 CAT GCA ATG GCG GCA CGT GAC ATT CCT ACT GAA AAA CAT GAC ACG GAG 158 His Ala Met Ala Ala Arg Asp Ile Pro Thr Glu Lys His Asp Thr Glu 20 2 5 30 ACG GTG GTT GTC GCT ACC ACC ACT AAT GGT GGC GGC AAA GCC GTT AAG 206 Thr Val Val Val Ala Thr Thr Thr Asn Gly Gly Gly Lys Ala Val Lys 35 40 45 GAC AAG AAG TGC GCT GTT GGA TTT GTC GGC GTT GGC GGT GCG GTT GGC 254 Asp Lys Lys Cys Ala Val Gly Phe Val Gly Val Gly Gly Ala Val Gly 50 55 60 GGT GTG GCT GGT GTT GTT CCA CTT GGC GGC ATT GGC GGC GTT GGG GGA 302 Gly Val Ala Gly Val Val Pro Leu Gly Gly Ile Gly Gly Val Gly Gly 65 70 75 GCT GGT GGA GTT GGT GGT GCT GGT GGA CTT GGC GGC GCA GGT GGG CTA 350 Ala Gly Gly Val Gly Gly Ala Gly Gly Leu Gly Gly Ala Gly Gly Leu 80 85 90 95 GGA GGT CTT GGT GGA CTT GGA GGT GCA AGT GGG CTT GGT GGG CTC GGA 398 Gly Gly Leu Gly Gly Leu Gly Gly Ala Ser Gly Leu Gly Gly Leu Gly 100 105 110 GGT GCA AGT GGG CTT GGT GGA CTA GGA GGT GCA AGT GGG CTT GGG GGG 446 Gly Ala Ser Gly Leu Gly Gly Leu Gly Gly Ala Ser Gly Leu Gly Gly 115 120 125 CTC GGA GGT GCA GGT GCA GGT GGA CTA GGT GGG CTA GGT GGC GTT GGA 494 Leu Gly Gly Ala Gly Ala Gly Gly Leu Gly Gly Leu Gly Gly Val Gly 130 135 140 GGT GGC GTT GGG GGA GGT GCT GGT GGT GCC GGT GGA GTT GGT GGT GGT 542 Gly Gly Val Gly Gly Gly Ala Gly Gly Ala Gly Gly Val Gly Gly Gly 145 150 155 GTT TTA CCT TGAAATGATT AAGAACAAAG ATGCATGCAA CATTCA LeCATU TTTTTCGTAT ATTAGTACGG AGGAGCTGGT GGATCTGTTC TACTTCTAGG 651 GTTTAATTAA GTTGGCATTT GGTTTCAACA AGTATTATTG TATTATTCGA TTACGTAACT 711 ATGTTTTGTT TTCCTTAAAA AAAAAAAAAA AAAAAA 747

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 プラスミドpCEM6の作製スキームを示す
図。
FIG. 1 is a diagram showing a production scheme of a plasmid pCEM6.

【図2】 プラスミドpCEM601の作製スキームを
示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a production scheme of plasmid pCEM601.

【図3】 プラスミドpBI6の作製スキームを示す
図。
FIG. 3 is a diagram showing a production scheme of plasmid pBI6.

【図4】 プラスミドpCEM6tの作製スキームを示
す図。
FIG. 4 is a diagram showing a production scheme of plasmid pCEM6t.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C12N 15/87 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location // C12N 15/87

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 配列番号1に示す1〜162番のアミノ
酸配列を有するニンジン高グリシン細胞壁構造タンパク
前駆体をコードするDNA配列。
1. A DNA sequence encoding a carrot high glycine cell wall structure protein precursor having the amino acid sequence of Nos. 1 to 162 shown in SEQ ID NO: 1.
【請求項2】 配列番号1に示す1〜20番のアミノ酸
配列を有するニンジン高グリシン細胞壁構造タンパクの
シグナルペプチドをコードするDNA配列。
2. A DNA sequence encoding a signal peptide of carrot high glycine cell wall structure protein having the amino acid sequence of 1 to 20 shown in SEQ ID NO: 1.
【請求項3】 配列番号1に示す21〜162番のアミ
ノ酸配列を有するニンジン高グリシン細胞壁構造タンパ
ク成熟体をコードするDNA配列。
3. A DNA sequence coding for a matured carrot high glycine cell wall structure protein having the amino acid sequence of Nos. 21 to 162 shown in SEQ ID NO: 1.
【請求項4】 請求項1又は3記載のDNA配列を植物
懸濁培養細胞に導入することによって、不定胚形成を誘
導する方法。
4. A method for inducing somatic embryogenesis by introducing the DNA sequence according to claim 1 or 3 into plant suspension culture cells.
【請求項5】 請求項1又は3記載のDNA配列を植物
細胞に導入することによって細胞壁構造タンパク含量を
増大させる方法。
5. A method for increasing the cell wall structural protein content by introducing the DNA sequence according to claim 1 or 3 into a plant cell.
【請求項6】 請求項2記載のDNA配列の上流に他の
遺伝子を連結したものを植物細胞に導入することによっ
て、その遺伝子産物を細胞壁に効率的に移行させる方
法。
6. A method for efficiently transferring the gene product to the cell wall by introducing into a plant cell a DNA sequence in which another gene is linked upstream of the DNA sequence according to claim 2.
【請求項7】 請求項1又は3記載のDNA配列の全部
あるいは一部を植物細胞内で発現可能なプロモーターの
下流に、プロモーターに対して順方向あるいは逆方向に
連結したものを植物細胞内に導入することによって細胞
壁成分を改変する方法。
7. A plant in which all or part of the DNA sequence according to claim 1 or 3 is ligated downstream of a promoter capable of being expressed in a plant cell and in a forward or reverse direction with respect to the promoter, in a plant cell. A method of modifying a cell wall component by introducing it.
JP4325010A 1992-12-04 1992-12-04 Structural protein gene specific to adventitious embryo of carrot with high-glycine cell wall Pending JPH06169778A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998008961A3 (en) * 1996-08-30 1998-06-18 Odd-Arne Olsen Endosperm and nucellus specific genes, promoters and uses thereof

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