JPH06217763A - アグロバクテリウム・リゾゲネス maff03−01724株の形質転換用菌の調整法 - Google Patents

アグロバクテリウム・リゾゲネス maff03−01724株の形質転換用菌の調整法

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JPH06217763A
JPH06217763A JP5013389A JP1338993A JPH06217763A JP H06217763 A JPH06217763 A JP H06217763A JP 5013389 A JP5013389 A JP 5013389A JP 1338993 A JP1338993 A JP 1338993A JP H06217763 A JPH06217763 A JP H06217763A
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JP
Japan
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strain
bacterium
dna
agrobacterium rhizogenes
agrobacterium
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JP5013389A
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Inventor
Nobukazu Tanaka
伸和 田中
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Daicel Corp
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Daicel Chemical Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 アグロバクテリウム・リゾゲネス MAFF
03−1724株に外来DNAを導入する効率をあげる
為の形質転換用菌の調製法を改善する。 【構成】 エレクトロポレーション法によって、国内産
アグロバクテリウム・リゾゲネス MAFF03−17
24株に外来DNAを導入し、形質転換するために必要
な菌の調製工程において、該菌株を2〜10個のバッフ
ル付きのフラスコを用いて培養し、更に該菌株培養物を
10%グリセロール液で洗浄時に、10mlの駒込ピペ
ットで10〜100回入念に吸引・排出を繰り返して培
養物中の凝集塊を分散することによって、外来DNAの
導入効率が高い形質転換用菌を調製することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、植物に毛状根を誘発す
る細菌アグロバクテリウム・リゾゲネス MAFF03
−01724株に、外来の有用遺伝子のDNAを導入す
る効率をあげるための形質転換用菌の調製法に関する。
【0002】
【従来の技術】アグロバクテリウム・リゾゲネスは、双
子葉植物に毛状根を誘発する植物病原土壌細菌で、菌体
内に毛状根を誘発する巨大プラスミド(Riプラスミ
ド)を保有していることが知られている。Riプラスミ
ド上には、植物細胞に移行して染色体DNAに安定して
挿入される断片(T−DNA)が存在し、ここには、根
の誘導に関係する幾つかの遺伝子及び誘発した毛状根で
オパインと呼ばれる非タンパク態アミノ酸誘導体を生産
させる遺伝子がコードされている[White,et
al.,”Plant DNA Infection
Agents (Hohn and Schell,e
ds.)”,Springer−Verlag,New
York,pp.149−177,1987]。
【0003】アグロバクテリウム・リゾゲネスによって
誘発された毛状根は、植物ホルモンを含まない植物組織
培養培地で旺盛に増殖するため、有用物質生産植物にア
グロバクテリウム・リゾゲネスを接種し、得られた毛状
根を培養して有用物質を生産する試験例が報告されてい
る(Matsumoto and Tanaka.”A
gric.Biol.Chem.”,55:1019−
1025,1991)。
【0004】また、毛状根から再生した植物体は、器官
の小型化や形態変異、節間の短縮による矯化、頂芽優勢
の消失、根の生育の向上による根部比率の上昇、開花期
の変動といった、いわゆる「毛状根症候群」を示すこと
が知られ(Tepfer,”Cell”,37:959
−967,1984)、これらの形質を利用して植物の
改良を行う試みもなされている。(特開平4−1971
17、特開平4−197118)。
【0005】一方、毛状根から比較的容易に植物体が再
生するため、最近では、アグロバクテリウム・ツメファ
シエンスよりもアグロバクテリウム・リゾゲネスを植物
形質転換用ベクターの宿主として用いる事例が増加して
いる(Shahin,etal.,”Theor.Ap
pl.Genet”,72:770−777,198
6)。
【0006】アグロバクテリウム・リゾゲネス MAF
F03−01724株は、千葉県のメロン温室内で発生
したメロン毛根病の病原菌で、数少い国内産アグロバク
テリウム・リゾゲネスである(農林水産省生物資源研究
所遺伝資源センター寄託細菌;塩見等、「日植病報」、
53:454−459,1988)。本菌株についての
解析や変異株の取得等が行われてきており、本菌が保有
するRiプラスミドの解析(特開平3−67593)、
毛状根誘発遺伝子の塩基配列決定(特願平4−1305
8)、カナマイシン感受性菌株の取得(特願平4−68
199)等が行われている。これらの解析によって、本
菌株の改良のための遺伝子や植物形質転換ベクター等の
DNAの導入が可能となった。
【0007】アグロバクテリウム属細菌にDNAを導入
し、形質転換する方法としては、移行可能なプラスミド
に遺伝子を連結して、菌から菌へメイティングを利用し
て導入する方法がよく用いられている。特に最近では、
トリペアレンタル・メイティング法によって、バイナリ
ー・ベクターを大腸菌からアグロバクテリウム属細菌へ
送り込む方法が、簡単で確実な方法として定着している
(Lichtenstein and Draper,
DNA cloning volume II(ed.
by Glover),IRL press,Oxfo
rd,Washington DC,pp.67−11
9,1985)。しかしながら、本法を用いる場合、導
入したい遺伝子を一旦移行可能なプラスミドに連結して
おく必要があり、又、供与菌と受容菌及び移行ヘルパー
プラスミドを保有する菌を同時に培養する必要があると
ともに、これら3種の菌から目的のベクターを受容した
菌のみが生育する選択培地上で選択する必要があり、手
順と日数を要する。
【0008】一方、DNAをアグロバクテリウム・リゾ
ゲネス属細菌に直接導入し、形質転換する方法がある。
この場合、大腸菌のようなコンピテント細胞を作製する
方法は確立されておらず専ら、凍結・融解の繰り返しに
よって膜を暖め、DNAを導入する方法が用いられてき
た(Lichtehstein and Drape
r,DNA cloning volume II
(ed.by Glover),IRL press,
Oxford,Washington DC,pp.6
7−119,1985)。本法は、簡便な方法である
が、導入効率が低いため、効率良くDNAを導入し形質
転換する方法が求められている。
【0009】しかし、最近、次々とエレクトロポレーシ
ョン法によって効率良くアグロバクテリウム属細菌にD
NAを導入し、形質転換できることが報告されている
(Mattanovich,et al.,Nucl.
Acids Res.,17:6747.1989;W
en−jun and Forde,Nucl.Aci
ds Res.17:8385.1989;Merse
reau,et al.,Gene,90:149−1
51,1990)。本分では、アグロバクテリウム属細
菌の高濃度懸濁液にDNAを添加し、高電圧を瞬時に与
え膜に穴をあけることによって、液中に存在するDNA
を菌体内に直接導入するものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】前述のようなアグロバ
クテリウム・リゾゲネスの殆どが外国産の菌株で、この
ような菌株を輸入する際は、管理や使用場所、管理責任
者及び実験内容等を明記した「輸入禁止品輸入許可申請
書」を農林水産大臣に提出し、その許可が必要である。
また、使用期間中は、毎年「輸入禁止品管理利用状況報
告書」を農林水産大臣に提出し、植物防疫官による立ち
入り検査が義務づけられている。更に、管理・使用場所
や管理責任者の変更の際には、「輸入禁止品輸入許可条
件の一部変更願」等の書類提出と許可が必要で、使用終
了時には「輸入禁止品管理終了報告書」を提出するとと
もに、植物防疫官立ち会いの下で輸入菌の死滅作業を行
う必要がある。
【0011】一方、アグロバクテリウム・リゾゲネス
MAFF03−01724株を始めとする国内産菌株
は、上述のような外国産菌株における節約を一切受けな
いばかりでなく、土壌への散布による自然条件下におけ
る毛根誘発実験も周辺に対する汚染の心配がなければ、
制約を受けない等の利点を併せ持っている。
【0012】以上のような点から、アグロバクテリウム
・リゾゲネス MAFF03−01724株を始めとす
る国内産菌株は非常に有用であり、その利用も年々増加
しつつある。しかしながら、これらの菌株は毛根病の発
病部位もしくは発病地域の土壌から分離された野生株で
あるため、より使い易い菌として利用するには、有用遺
伝子や植物形質転換ベクタ−等の外来DNAの導入が必
要となってくる。
【0013】アグロバクテリウム・リゾゲネス MAF
F03−01724株に外来DNAを導入する方法とし
ては、前述のようなトリペアレンタル・メイティング
法、凍結・融解法、エレクトロポレーション法等があ
る。前述の通り、トリペアレンタル・メイティング法は
手順と日数を要するため、簡便な凍結・融解法もしくは
エレクトロポレーション法が適している。ところで、該
菌株は、培養時に該菌株が生産する高粘性ポリサッカラ
イドが菌体外に分泌され、直径1〜2mmからそれ以上
の大きさの凝集塊を作りながら増殖する。発明者らがこ
のような培養物を形質転換用菌として用いた時、凍結・
融解法でが外来DNAを導入し、形質転換することが全
くできなかった。また、エレクトロポレーション法で
も、その形質転換頻度は他の菌株に比較して著しく低
く、2.1×10コロニー/μgDNA程度であっ
た。従って、該菌株にエレクトロポレーションによって
効率良くDNAを導入し形質転換するためには、該菌株
の形質転換用菌の調製法の改善が必要である。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課題
に鑑みて発明されたものであり、その要旨とするところ
は、アグロバクテリウム・リゾゲネス MAFF03−
01724株(以下、1724株と称する)にエレクト
ロポレーションによって、効率良く外来DNAを導入
し、形質転換するための形質転換用菌の調製法である。
【0015】1724株の菌の培養物の凝集塊をできる
だけ細かく分散し、効率良くDNAを導入して、形質転
換頻度を上昇するには、 ポリサッカライドを分解する酵素で菌の培養物を処理
し、ポリサッカライドを消化する生物的方法 界面活性剤や塩化ナトリウム溶液で菌の培養物を洗浄
し、ポリサッカライドを除去する化学的手法 バッフル付きのフラスコによる培養や入念なピペッテ
ィングによって菌の培養物の凝集塊を細かくする物理的
手法 等が考えられる。しかしながら、はアグロバクテリウ
ム属細菌の菌体外ポリサッカライドを分解する酵素を見
付け出すこと、酵素の反応条件を設定することを等、解
決すべき項目が多く実用的ではない。については、こ
れらの試薬によって菌が損傷を受け、かえって形質頻度
が下がる可能性がある。従って、最も簡便なの手法が
実用的である。
【0016】具体的には、初めに1724株をバッフル
付きのフラスコで培養する。フラスコの容量は、液体培
地量を考慮して選ぶ必要があるが、50ml〜10l程
度まで使用できる。バッフルの数は2〜10個程度であ
ればよいが、3〜5個が好ましい。液体培地量、フラス
コの容量の1/50〜1/2程度が好ましい。培地とし
ては、アグロバクテリウム・リゾゲネスが増殖するもの
ならばどのようなものでも構わないが、菌体外ポリサッ
カライドの生成が多い培地、例えばポテト・デキストロ
ース培地等は避ける方がよい。1724株を培養する培
地としては、LB培地、YEB培地、ニュートリエント
・ブロス培地、AB培地、SM培地、MG培地、LBM
G培地等が使用できる。次に、菌の培養物を遠心分離と
10%グリセロール液で洗浄する際、入念なピペッティ
ングを行う。ピペッティングには、できるだけ口の細か
い10ml程度のピペットを用い、菌の懸濁液を吸引・
排出する動作を液を泡立てないようにゆっくりと行う。
ピペッティングの回数は10〜100回程度行うが、5
0回程度が好ましい。以下、実施例に基づいて本発明を
より詳細に説明する。
【0017】
【実施例1】 エレクトロポレーション用のアグロバクテリウム・リゾ
ゲネス 1724株の調製 −70℃で冷凍保存したアグロバクテリウム・リゾゲネ
ス 1724株、アグロバクテリウム・ツメファシエン
スC58C1もしくはLBA4404株を1.5%寒天
で固定したLB固形培地に接種し、30℃で二晩培養し
た。この菌を10mlのLB培地に接種し30℃で16
時間振盪培養後、その1mlを2lのフラスコもしくは
3つのバッフルがついた2lのフラスコに入れた300
mlのLB培地に接種し、30℃で16時間振盪培養す
ることによって、OD600=0.5−0.7まで増殖
させた。この培養液を10分間氷冷後、4℃、6,00
0rpm、10分間の遠心分離を行い集菌した。0.2
%ラウロイルサルコシンナトリウム(サルコシル)もし
くは1.0M NaClでの前処理については、この段
階で各々50mlの溶液に菌を懸濁し、5分間室温で振
盪(150rpm)することによって行い、4℃、6,
000rpm、10分間の遠心分離を行った。菌体は、
300ml、150ml、6mlの冷10%(v/v)
グリセロールへの懸濁と上記の遠心分離を繰り返すこと
によって洗浄した。ピペッティングは、10%グリセロ
ールへの懸濁の際に行い、10mlの駒込ピペットを用
いて菌液を吸入・排出する操作を行った。最後の遠心分
離後、沈殿を3mlの冷10%グリセロールに懸濁しエ
レクトロポレーション用の菌として使用した。これらの
操作は全て氷上で行った。尚、調製菌の保存は、ドライ
アイス−エタノールバス中で急速冷凍後、−70℃で行
った。
【0018】
【実施例2】 エレクトロポレーションによるDNAの導入 導入DNAとしてバイナリーベクターpBINI19
(Bevan,Nucl.Acids Res.,1
2:8711−8721,1984)を使用した。エレ
クトロポレーションは、バイオ・ラッド社のジーン・パ
ルサーTMを使用した。40μlの調製菌液に少量(5
μl以下)の滅菌水に溶解した40ngのpBIN19
を添加し、よく混合して氷上に置いた。これを、氷冷し
たサンプルキュベット(電極間距離0.2cm)に移
し、12.5kv/cm、25μF、600Ω(10m
sec)でエレクトロポレーションを行った。これに、
0.8mlのSOC培地を加え、30℃で1時間振盪培
養し、50μg/mlとなるようカナマイシンを添加し
たLB固形培地に塗布接種して、30℃で36時間培養
し、形質転換コロニーを出現させた。
【0019】
【表1】 表1に示されるようにアグロバクテリウム・リゾゲネス
1724株のエレクトロポレーション用菌の調製の
際、何ら処理を施さなかった時は、形質転換頻度が2.
1×10/μgDNAで、アグロバクテリウム・ツメ
ファシエンスLBA4404株の場合の3.0×10
/μgDNA株の場合の8.0×10/μgDNAに
比較してかなり低かった。バッフル付きフラスコでの培
養及びピペッティングを行った時、形質転換頻度が8.
6×10/μgDNAに上昇した(〜線表示)。これ
は、無操作に比較して4倍以上の頻度上昇である。一
方、ラウロイルサルコシンナトリウムによる前処理では
4.7×10/μgDNA、NaClでの処理では
6.7×10/μgDNAで、形質転換頻度が下降
し、利用できないことが示された。
【0020】
【発明のこ効果】本発明によって、植物の形質転換や毛
状根の誘発に有用なアグロバクテリウム・リゾゲネス
MAFF03−01724株に効率良く外来のDNAを
導入できる。また、本発明の方法を用いて、他の同様な
性質を持つアグロバクテリウム属細菌に効率良く外来D
NAも導入できる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 1/20 C12R 1:01)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アグロバクテリウム・リゾゲネス MA
    FF03−01724株をバッフル付きフラスコで培養
    し、培養物洗浄時に入念なピペッティングを繰り返して
    行い、培養物中の凝集塊を細かく分散することによって
    外来DNA導入効率を高める形質転換用菌の調製法。
  2. 【請求項2】 前記形質転換法が、エレクトロポレーシ
    ョン法である請求項1に記載の形質転換用菌の調製法。
JP5013389A 1993-01-29 1993-01-29 アグロバクテリウム・リゾゲネス maff03−01724株の形質転換用菌の調整法 Pending JPH06217763A (ja)

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JP5013389A JPH06217763A (ja) 1993-01-29 1993-01-29 アグロバクテリウム・リゾゲネス maff03−01724株の形質転換用菌の調整法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0391632A2 (en) * 1989-04-03 1990-10-10 Sharp Kabushiki Kaisha Sheet feeding device for facsimile apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0391632A2 (en) * 1989-04-03 1990-10-10 Sharp Kabushiki Kaisha Sheet feeding device for facsimile apparatus
US5072306A (en) * 1989-04-03 1991-12-10 Sharp Kabushiki Kaisha Sheet feeding device for facsmile apparatus

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