JPH0630780A - Method for transducing adventitious gene to plant - Google Patents

Method for transducing adventitious gene to plant

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JPH0630780A
JPH0630780A JP4213327A JP21332792A JPH0630780A JP H0630780 A JPH0630780 A JP H0630780A JP 4213327 A JP4213327 A JP 4213327A JP 21332792 A JP21332792 A JP 21332792A JP H0630780 A JPH0630780 A JP H0630780A
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JP
Japan
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plant
virus
foreign gene
gene
vector
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JP4213327A
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Japanese (ja)
Inventor
Noriaki Nakagawa
典昭 中川
Noriyuki Nakanishi
規之 中西
Hiroshi Hamamoto
宏 濱本
Hideji Hashida
英児 橋田
Yoshinobu Sugiyama
義宣 杉山
Yuji Matsunaga
祐士 松永
Yoshimi Okada
吉美 岡田
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Kanebo Ltd
Original Assignee
Kanebo Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To manifest the whole plant of an adventitious gene by inoculating a plant virus vector integrated with an adventitious gene and a specific plant virus into a plant. CONSTITUTION:A plant virus vector integrated with an adventitious gene and a plant virus capable of producing a wild type coat protein, having low particle formation ability, are inoculated into a plant. The plant virus vector is transferred to the whole plant and the adventitious gene can be manifested in the whole plant.

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、外来遺伝子の植物への
導入と、植物の性質の改良並びに植物全体における有用
タンパク質の製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for introducing a foreign gene into a plant, improving the properties of the plant, and producing a useful protein in the whole plant.

【0002】[0002]

【従来の技術】トバモウイルス等に代表されるある種の
植物ウイルスは、植物に感染すると、その植物内で増殖
し、外被タンパク質と呼ばれるタンパク質を大量に作り
ながら、植物体内で急速に拡がっていくことが知られて
いる。
2. Description of the Related Art When a plant virus is infected with a plant, a certain plant virus, such as tobamovirus, proliferates in the plant and rapidly spreads in the plant while producing a large amount of a protein called coat protein. It is known.

【0003】すでに、これらの植物ウイルスを用いた遺
伝子操作系が幾つか構築されており、この系を用いて外
来遺伝子を植物体内へ導入する試みがなされている。例
えば外被タンパク質遺伝子と外来遺伝子を置換する方法
(特開昭63−14693号公報)、或いは外被タンパ
ク質遺伝子と外来遺伝子を直結して融合タンパク質を作
らせる方法(特開平2−49591号公報)等である。
Several gene manipulation systems using these plant viruses have already been constructed, and attempts have been made to introduce foreign genes into plants using this system. For example, a method of substituting a coat protein gene with a foreign gene (JP-A-63-14693) or a method of directly connecting the coat protein gene and a foreign gene to produce a fusion protein (JP-A-2-49591). Etc.

【0004】しかし、これら公知の方法で用いられるウ
イルスベクターはいずれも、植物全体に拡がる能力(全
身感染性)を持たないという、大きな欠点を有してお
り、植物全体に有用な性質を導入したり、植物全体で有
用タンパク質を生産することは、不可能であった。
[0004] However, all of the viral vectors used in these known methods have a major drawback that they do not have the ability to spread throughout the plant (systemic infectivity), and they introduce useful properties into the entire plant. Alternatively, it was impossible to produce useful proteins in the whole plant.

【0005】植物ウイルスが全身感染性を持つ為には、
外被タンパク質による粒子形成が必要である(T.Saito
et al.:Virology, 176号,329頁,1990 年)。既存のウイ
ルスベクターは、外被タンパク質が産生されなかったり
(置換型ベクター)、外被タンパク質が融合タンパク質
となっており、その性質が大きく変化してしまったり
(直結型ベクター)する為、粒子形成をすることができ
ず、全身感染性を持たなかったと考えられる。
In order for the plant virus to have systemic infectivity,
Particle formation by coat protein is required (T.Saito
et al .: Virology, 176, p. 329, 1990). The existing viral vector does not produce the coat protein (substitution type vector), or the coat protein is a fusion protein, and its properties change significantly (direct type vector). It is probable that he did not have systemic infectivity.

【0006】本発明者らは、植物ウイルスベクターに野
生型外被タンパク質を供給するために、植物ウイルスベ
クターと共に野生型植物ウイルス或いは弱毒型植物ウイ
ルスを植物に接種した。しかしどちらの場合も植物ウイ
ルスベクターが植物全体に広がることはなかった。これ
は、野生型外被タンパク質が植物ウイルスベクターでは
なく、野生型あるいは弱毒型植物ウイルスの粒子形成に
使われてしまったためと考えられる。
The present inventors inoculated plants with a wild-type plant virus or an attenuated plant virus together with the plant virus vector in order to supply the wild-type coat protein to the plant virus vector. However, in neither case did the plant virus vector spread throughout the plant. This is probably because the wild-type coat protein was used for particle formation of the wild-type or attenuated plant virus, not the plant virus vector.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的と
するところは、外来遺伝子を植物全体で発現させる方法
を確立するにある。
Therefore, an object of the present invention is to establish a method for expressing a foreign gene in a whole plant.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上述の目的は、外来遺伝
子を組込んだ植物ウイルスベクターを植物体に感染させ
る方法において、該植物ウイルスベクターを野生型外被
タンパク質産生能を持ちかつ粒子形成能の低い植物ウイ
ルスと共に植物に接種することを特徴とする植物体に外
来遺伝子を導入する方法によって達成される。
[Means for Solving the Problems] The above-mentioned object is to provide a method of infecting a plant with a plant virus vector incorporating a foreign gene, wherein the plant virus vector has a wild-type coat protein producing ability and a particle forming ability. A plant gene is inoculated with a plant virus having a low virus content.

【0009】以下本発明について詳細に説明するがそれ
に先立って、本明細書中に用いる用語について説明す
る。
The present invention will be described in detail below, but prior to that, the terms used in the present specification will be explained.

【0010】全身感染:ウイルスが接種した葉から、接
種していない葉へと移行すること。
Systemic infection: The transfer from a leaf inoculated with virus to a leaf not inoculated.

【0011】粒子形成:ウイルスゲノムが外被タンパク
質により覆われ、ウイルス粒子となること。
Particle formation: The viral genome is covered by the coat protein to become viral particles.

【0012】本発明に用いられる植物ウイルスとして
は、カリモウイルス等のDNAウイルスに属するグルー
プ、トバモウイルスやブロモウイルス等のRNAウイル
スに属するグループが挙げられる。具体的なウイルス種
としては、カリモウイルスに属するカリフラワーモザイ
クウイルス、トバモウイルスに属するタバコモザイクウ
イルス、ブロモウイルスに属するブロムモザイクウイル
ス等が挙げられる。
Examples of the plant virus used in the present invention include a group belonging to DNA viruses such as calimovirus and a group belonging to RNA viruses such as tobamovirus and bromovirus. Specific virus species include cauliflower mosaic virus belonging to calimovirus, tobacco mosaic virus belonging to tobamovirus, brom mosaic virus belonging to bromovirus, and the like.

【0013】本発明に用いられる外来遺伝子を組込んだ
植物ウイルスベクターとは、複製可能な組換えウイルス
であって、例えば外被タンパク質遺伝子の下流に外来遺
伝子を結合したもの、或いは外被タンパク質遺伝子の一
部又は全部を外来遺伝子で置換したものなどが挙げられ
る。
The plant virus vector incorporating a foreign gene used in the present invention is a replicable recombinant virus, for example, one in which a foreign gene is linked downstream of a coat protein gene, or a coat protein gene. And some of which are replaced with foreign genes.

【0014】本発明に用いられる野生型外被タンパク質
産生能を持ち粒子形成能の低い植物ウイルスとは、複製
可能な植物ウイルスであって、例えば粒子形成開始部位
が欠失或いは変異したウイルス等が挙げられ、具体例と
しては、トバモウイルスグループに属するタバコモザイ
クウイルスの30Kタンパク質遺伝子の一部を欠失させ
た変異株(QAD株,Tetsuo Meshi et al.:The EMBO J
ournal 第6巻,第2557-2563 頁,1987年)や、30K
タンパク質遺伝子中に存在するヘアピン構造(粒子形成
開始部位と考えられている)に30Kタンパク質のアミ
ノ酸配列を変えないように変異を導入し、粒子形成率を
低下させた変異株(FAD 株,Saito et al.:Virology, 1
76号 ,329 頁,1990 年)等が挙げられる。以下、野生型
外被タンパク質産生能を持ち粒子形成能の低い植物ウイ
ルスをヘルパーウイルスと記載する。
The plant virus capable of producing a wild type coat protein and having a low particle forming ability used in the present invention is a replicable plant virus, for example, a virus in which the particle formation initiation site is deleted or mutated. As a specific example, a mutant strain (QAD strain, Tetsuo Meshi et al .: The EMBO J in which a part of the 30K protein gene of tobacco mosaic virus belonging to the Tobamovirus group is deleted.
ournal vol.6, pages 2557-2563, 1987) and 30K
A mutant strain (FAD strain, Saito et al.) In which a hairpin structure (which is considered to be a particle formation initiation site) existing in the protein gene was introduced with a mutation so as not to change the amino acid sequence of the 30K protein to reduce the particle formation rate. al.:Virology, 1
76, p. 329, 1990). Hereinafter, a plant virus having a wild-type coat protein-producing ability and a low particle-forming ability is referred to as a helper virus.

【0015】本発明に用いられる外来遺伝子としては、
薬理、生理活性を有するタンパク質及びペプチド遺伝子
や、植物にストレス耐性、病害虫耐性を与えるタンパク
質遺伝子、植物の形態や花色を変化させるタンパク質遺
伝子等があり、具体的には、エンケファリン、カルシト
ニン、コルチコトロピン、ヒト上皮細胞成長因子(EG
F)や、表1に示されるようなアンジオテンシン転換酵
素阻害(ACEI)ペプチド等をコードする遺伝子等が
挙げられる。
The foreign gene used in the present invention includes
There are protein and peptide genes having pharmacology and physiological activity, protein genes that impart stress resistance to plants and pest resistance, protein genes that change plant morphology and flower color, and specifically, enkephalin, calcitonin, corticotropin, and human. Epidermal growth factor (EG
F) and genes encoding the angiotensin converting enzyme inhibitory (ACEI) peptides as shown in Table 1 and the like.

【0016】[0016]

【表1】 [Table 1]

【0017】これらの遺伝子は、生物のゲノムDNAや
cDNA、或いはプラスミドDNA等から得ることがで
きるが、DNA合成機等を用いて合成することもでき
る。
These genes can be obtained from genomic DNA or cDNA of organisms, plasmid DNA, or the like, but can also be synthesized using a DNA synthesizer or the like.

【0018】本発明の方法は、例えば次のようにして行
うことができる。
The method of the present invention can be carried out, for example, as follows.

【0019】植物ウイルスがRNAウイルスの場合、R
NAから作成したcDNAを試験管内転写用プロモータ
ーを有するプラスミドのプロモーター下流に組込む。次
に通常用いる遺伝子操作方法に従い、このプラスミドの
外被タンパク質遺伝子の下流に外来遺伝子を組込むか或
いは外被タンパク質遺伝子の一部又は全部を外来遺伝子
で置換することによって植物ウイルスベクターをコード
するプラスミドを構築する。
When the plant virus is an RNA virus, R
The cDNA prepared from NA is incorporated into the downstream of the promoter of the plasmid having the promoter for in vitro transcription. Then, according to a commonly used gene manipulation method, a plasmid encoding a plant virus vector is constructed by incorporating a foreign gene into the downstream of the coat protein gene of this plasmid or by replacing a part or all of the coat protein gene with the foreign gene. To construct.

【0020】次に通常用いる遺伝子操作方法に従い、ウ
イルスのcDNAを組込んだプラスミドのウイルス粒子
形成開始部位を欠失させるか粒子形成開始部位に変異を
導入することにより、ヘルパーウイルスをコードするプ
ラスミドを構築する。
Next, according to a commonly used gene manipulation method, a plasmid encoding a helper virus is obtained by deleting the viral particle formation initiation site of the plasmid incorporating the viral cDNA or introducing a mutation into the particle formation initiation site. To construct.

【0021】構築した上記2種のプラスミドから試験管
内転写反応によって本発明に用いる2種のRNAを作成
する。植物ウイルスベクター及びヘルパーウイルスはど
ちらもRNAの形で使用することができるが、植物ウイ
ルスベクターは粒子形成させて用いてもよい。
Two types of RNA used in the present invention are prepared from the above constructed two types of plasmids by an in vitro transcription reaction. Both the plant virus vector and the helper virus can be used in the form of RNA, but the plant virus vector may be used in the form of particles.

【0022】作成したRNAは、例えばカーボランダム
と共に植物の葉に擦り込む等の方法で植物に接種し感染
させることができる。
The RNA thus prepared can be inoculated into a plant by inoculating it with a method such as rubbing the leaves of the plant together with carborundum.

【0023】植物ウイルスがDNAウイルスの場合は、
DNAウイルスを直接プラスミドに組込み、遺伝子操作
を行う。遺伝子操作を行ったプラスミドからDNAウイ
ルス部分を切り出す方法等によって植物ウイルスベクタ
ー及びヘルパーウイルスを作成し、これらをRNAウイ
ルスの場合と同様の方法で植物に接種し感染させること
ができる。
When the plant virus is a DNA virus,
The DNA virus is directly integrated into the plasmid and genetic manipulation is performed. A plant virus vector and a helper virus can be prepared by a method of cutting out a DNA virus portion from a genetically engineered plasmid, and these can be inoculated and infected in a plant by the same method as in the case of RNA virus.

【0024】[0024]

【作用】本発明の方法により植物ウイルスベクターは、
植物全体に移行できるため外来遺伝子を植物全体で発現
することができる。これは、植物ウイルスベクターがヘ
ルパーウイルスから供給される野生型外被タンパク質に
より粒子形成するためと考えられる。
The plant virus vector according to the method of the present invention is
Since it can be transferred to the whole plant, the foreign gene can be expressed in the whole plant. It is considered that this is because the plant virus vector forms particles by the wild-type coat protein supplied from the helper virus.

【0025】[0025]

【実施例】以下実施例によって本発明を更に詳細に説明
する。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

【0026】実施例1、比較例1 1.ACEI配列を組込んだ植物ウイルスベクター転写
用プラスミドの作成
Example 1, Comparative Example 1 1. Construction of Plant Virus Vector Transcription Plasmid Incorporating ACEI Sequence

【0027】1)ACEI配列を有する合成DNAの作
成 ABI社380A型合成DNA機を用いて、0.2 μmol
スケールで、図1に示す2本の合成DNAを作成した。
1) Preparation of synthetic DNA having ACEI sequence 0.2 μmol using 380A synthetic DNA machine manufactured by ABI
On the scale, two synthetic DNAs shown in FIG. 1 were prepared.

【0028】今回構築するベクターは、発現した融合タ
ンパク質から、トリプシン消化によってACEIペプチ
ドが単離できるように、ACEI配列の5´側にアルギ
ニンをコードする配列を付してある。合成したDNA
は、ABI社OPCカートリッジによって精製した。
The vector constructed this time has a sequence coding for arginine on the 5'side of the ACEI sequence so that the ACEI peptide can be isolated from the expressed fusion protein by digestion with trypsin. Synthesized DNA
Was purified by ABI OPC cartridge.

【0029】2)合成DNAのリン酸化とアニール 1)で合成した2本のDNAを0.1 μg/μl の濃度に調
製し、0.2mM のATPによってリン酸化し、フェノール
処理とエーテル洗浄によって精製した。精製した2本の
DNAを0.02μg/μl に調製し、混合して65℃で5分
間処理した。処理後、室温となるまでゆっくりと冷却す
ることによってアニールを行った。
2) Phosphorylation and Annealing of Synthetic DNA The two DNAs synthesized in 1) were prepared at a concentration of 0.1 μg / μl, phosphorylated with 0.2 mM ATP, and purified by phenol treatment and ether washing. Two purified DNAs were prepared at 0.02 μg / μl, mixed and treated at 65 ° C. for 5 minutes. After the treatment, annealing was performed by slowly cooling to room temperature.

【0030】3)プラスミド構築の為の断片調製 T7ファージプロモーターの後にタバコモザイクウイル
スL株の完全長cDNAを繋いだ公知のプラスミドpTLW
3 (渡辺ら、平成4年3月11日国立遺伝研究所研究集
会、特願平4−108628)を、表2に示す制限酵素
の組合わせにて消化し、各大きさの断片を調製した。
尚、pTLW3 中での各断片の位置関係を図2−aに示す。
3) Preparation of fragment for plasmid construction Known plasmid pTLW in which full-length cDNA of tobacco mosaic virus L strain was connected after T7 phage promoter.
3 (Watanabe et al., National Institute of Genetics Research Meeting, Japanese Patent Application No. 4-108628, March 11, 1992) was digested with the combination of restriction enzymes shown in Table 2 to prepare fragments of each size. .
The positional relationship of each fragment in pTLW3 is shown in Fig. 2-a.

【0031】[0031]

【表2】 [Table 2]

【0032】各断片の調製は、アガロース電気泳動によ
る分離の後、GENE CLEANキット(BIO 101社製)
を用い、添付説明書に従って行った。
The respective fragments are prepared by separation by agarose gel electrophoresis, followed by GENE CLEAN kit (manufactured by BIO 101).
Was used according to the attached instructions.

【0033】上記断片のうち、KpnIとMluIの7.1kbp断片
については、アルカリフォスファターゼ処理を行い、末
端のリン酸を除いて、以下の反応に用いた。
Of the above fragments, the 7.1 kbp fragment of KpnI and MluI was treated with alkaline phosphatase to remove the terminal phosphate, and used in the following reaction.

【0034】4)プラスミドの構築と調製 2)で作成した、アニールした合成DNA溶液と3)で
作成したpTLW3 に由来する4つのDNA断片溶液を、表
3の組成にて、15℃で15時間反応させることによっ
て各々結合させ、プラスミドを作成した。得られたプラ
スミドを図3−aに示す。
4) Construction and preparation of plasmid The annealed synthetic DNA solution prepared in 2) and the four DNA fragment solutions derived from pTLW3 prepared in 3) were prepared at the composition shown in Table 3 at 15 ° C. for 15 hours. By reacting each other, they were ligated to each other to prepare a plasmid. The resulting plasmid is shown in Figure 3-a.

【0035】[0035]

【表3】 [Table 3]

【0036】尚、×10結合反応用バッファーの組成
を、表4に示す。
Table 4 shows the composition of the buffer for the x10 binding reaction.

【0037】[0037]

【表4】 [Table 4]

【0038】反応液をそのまま用いてE.coli・H
B101コンピテントセル〔宝酒造(株)製〕を形質転
換し、カルベニシリン耐性のコロニーを選抜した。選抜
したコロニーの大腸菌から、目的とするプラスミドを抽
出、精製した。
The reaction solution was used as it was for E. coli ・ H
B101 competent cells (Takara Shuzo Co., Ltd.) were transformed, and carbenicillin-resistant colonies were selected. The target plasmid was extracted and purified from the selected colonies of Escherichia coli.

【0039】2.ヘルパーウイルス転写用プラスミドの
作成
2. Construction of plasmid for helper virus transcription

【0040】1)プラスミド構築の為の断片調製 図2で表される公知のプラスミドpTLW3 とタバコモザイ
クウイルスL株の粒子形成開始部位に30Kタンパク質
のアミノ酸配列を変えずに変異を導入したウイルスのc
DNAをコードしている公知のプラスミドpLFAD (Sait
o et al.:Virology,76号,329-336頁,1990 年)を表5に
示す制限酵素の組合わせで消化し、各大きさの断片を調
製した。尚、pTLW3 中での断片の位置を図2−aに、pL
FAD 中での断片の位置を図2−bに示す。
1) Preparation of Fragment for Plasmid Construction Known plasmid pTLW3 shown in FIG. 2 and virus c in which mutation was introduced at the particle formation initiation site of tobacco mosaic virus L strain without changing the amino acid sequence of 30K protein.
A known plasmid pLFAD (Sait
o et al .: Virology, 76, 329-336, 1990) was digested with a combination of restriction enzymes shown in Table 5 to prepare fragments of each size. The position of the fragment in pTLW3 is shown in Figure 2-a.
The position of the fragment in the FAD is shown in Figure 2-b.

【0041】[0041]

【表5】 [Table 5]

【0042】各断片の調製は、アガロース電気泳動によ
る分離の後、GENECLEAN キット(BIO 101社製)
を用い、添付説明書に従って行った。
Each fragment was prepared by separation by agarose electrophoresis and then GENECLEAN kit (manufactured by BIO 101).
Was used according to the attached instructions.

【0043】上記断片のうち、KpnIとMluIの7.1kbp断片
については、アルカリフォスファターゼ処理を行い、末
端のリン酸を除いて、以下の反応に用いた。
Of the above fragments, the 7.1 kbp fragment of KpnI and MluI was treated with alkaline phosphatase to remove the terminal phosphate and used in the following reaction.

【0044】2)プラスミドの構築と調製 1)で作成したpTLW3 、pLFAD に由来するDNA断片溶
液をDNA LigationKit〔宝酒造(株)
製〕を用い、添付説明書に従ってプラスミドを合成し
た。
2) Construction and preparation of plasmid The DNA fragment solution derived from pTLW3 and pLFAD prepared in 1) was treated with DNA Ligation Kit [Takara Shuzo Co., Ltd.].
Was manufactured according to the attached instruction manual.

【0045】反応液をそのまま用いてE.coli・H
B101コンピテントセル〔宝酒造(株)製〕を形質転
換し、カルベニシリン耐性のコロニーを選抜した。選抜
したコロニーの大腸菌から、目的とするプラスミドを抽
出、精製した。尚、得られたプラスミドを図3−bに示
す。
The reaction solution was used as it was for E. coli ・ H
B101 competent cells (Takara Shuzo Co., Ltd.) were transformed, and carbenicillin-resistant colonies were selected. The target plasmid was extracted and purified from the selected colonies of Escherichia coli. The obtained plasmid is shown in Fig. 3-b.

【0046】3.試験管内転写反応による植物ウイルス
ベクター及びヘルパーウイルスの作成
3. Construction of plant virus vector and helper virus by in vitro transcription reaction

【0047】上記1及び2で作成した2種のプラスミド
を、制限酵素MluIで消化した後、フェノール処理と
エタノール沈殿で精製し、鋳型DNAとした。この鋳型
DNAを用い、表6に示す反応系で、37℃、2時間、
試験管内転写反応を行い、植物ウイルスベクター及びヘ
ルパーウイルス(RNA)を作成した。作成した植物ウ
イルスベクター及びヘルパーウイルス(RNA)は、フ
ェノール処理とエタノール沈殿により精製した。
The two types of plasmids prepared in 1 and 2 above were digested with the restriction enzyme MluI and then purified by phenol treatment and ethanol precipitation to obtain template DNA. Using this template DNA in the reaction system shown in Table 6, at 37 ° C. for 2 hours,
In vitro transcription reaction was performed to prepare a plant virus vector and a helper virus (RNA). The prepared plant virus vector and helper virus (RNA) were purified by phenol treatment and ethanol precipitation.

【0048】[0048]

【表6】 [Table 6]

【0049】4.植物ウイルスベクター及びヘルパーウ
イルスの接種による植物への外来遺伝子の導入
4. Introduction of foreign gene into plants by inoculation of plant virus vector and helper virus

【0050】3.で作成した植物ウイルスベクター及び
ヘルパーウイルスを用い表7に示すような組成でウイル
ス混合液を調製した。このウイルス混合液又は、植物ウ
イルスベクターを播種後5週令のサムソン種タバコ(Ni
cotiana tabacum cv.Samusun)の葉に各々30μlずつ
塗擦接種した。
3. Using the plant virus vector and the helper virus prepared in the above, a virus mixture was prepared with the composition shown in Table 7. Samsung seed tobacco (Ni) 5 weeks after seeding with this virus mixture or plant virus vector
(Cottiana tabacum cv. Samusun) leaves were inoculated with 30 μl each.

【0051】[0051]

【表7】 [Table 7]

【0052】5.植物ウイルスベクター及びヘルパーウ
イルスの複製と上葉への移行の確認
5. Confirmation of replication and transfer to upper leaf of plant virus vector and helper virus

【0053】1)サンプルの調製 表6の溶液を接種してから10日後に、同一個体内の接
種葉及び非接種葉各々から2mg の切片を切り取った。表
8に示す組成のSDSサンプリングバッファー25μl を
加え、ホモジナイズした後、100℃で3分間処理し
た。冷却した後、12,000rpm で5分間、遠心分離を行
い、上清をSDS化タンパク質サンプルとした。
1) Preparation of sample 10 days after inoculation with the solution of Table 6, 2 mg sections were cut from each of the inoculated leaf and the non-inoculated leaf in the same individual. After adding 25 μl of SDS sampling buffer having the composition shown in Table 8 and homogenizing, the mixture was treated at 100 ° C. for 3 minutes. After cooling, centrifugation was carried out at 12,000 rpm for 5 minutes, and the supernatant was used as an SDS protein sample.

【0054】[0054]

【表8】 [Table 8]

【0055】2)各サンプル中の植物ウイルスベクター
及びヘルパーウイルスの検出 植物ウイルスベクター及びヘルパーウイルスの存否は、
ウイルス外被タンパク質及び融合タンパク質の有無によ
って判断した。1)で調製したSDS化タンパク質サン
プル1 μl を、SDS−PAGE(12.5%ポリアク
リルアミド)にかけ、タンパク質を分離した。分離した
タンパク質をゲルから電気式ブロッティングによりPV
DF膜へと転写した。次に、抗TMVウサギ血清をTB
S緩衝液(Tris-HCl(pH=7.6)20mM及びNaCl,137mM)で6
4,000倍希釈したものを一次抗体染色液とし、ウサギ抗
体用ブロッティング検出キット(アマシャム社製)を用
いて、添付説明書に従い、抗体染色を行った。結果を図
4に示す。
2) Detection of plant virus vector and helper virus in each sample
It was judged by the presence or absence of virus coat protein and fusion protein. 1 μl of the SDS-modified protein sample prepared in 1) was subjected to SDS-PAGE (12.5% polyacrylamide) to separate the protein. Separated protein is separated from gel by PV
Transferred to DF film. Next, anti-TMV rabbit serum was added to TB.
6 with S buffer (Tris-HCl (pH = 7.6) 20 mM and NaCl, 137 mM)
The 4,000-fold diluted solution was used as a primary antibody staining solution, and antibody staining was performed using a blotting detection kit for rabbit antibody (manufactured by Amersham) according to the attached instruction. The results are shown in Fig. 4.

【0056】図4の1、2から明らかなように、植物ウ
イルスベクターのみを接種した植物では、接種葉中で植
物ウイルスベクターは検出されたが、非接種葉への移行
は認められなかった(比較例1)。
As is clear from FIGS. 1 and 2, the plant virus vector was detected in the inoculated leaves of the plants inoculated with only the plant virus vector, but transfer to non-inoculated leaves was not observed ( Comparative example 1).

【0057】一方図4の3、4から分かるように、植物
ウイルスベクター及びヘルパーウイルスの両方を接種し
た植物では、植物ウイルスベクター及びヘルパーウイル
ス共に接種葉と非接種葉の両方において検出され、葉か
ら葉へと移行している(全身感染している)ことが確認
された(実施例1)。
On the other hand, as can be seen from 3 and 4 in FIG. 4, in plants inoculated with both plant virus vector and helper virus, both plant virus vector and helper virus were detected in both inoculated leaves and non-inoculated leaves. It was confirmed that the leaves were transferred (systemic infection) (Example 1).

【0058】6.植物におけるACEIの産生の確認6. Confirmation of ACEI production in plants

【0059】5.と同じサンプルを用いて、同様に電気
泳動、膜への転写を行い、抗ACEIウサギ血清をTB
S緩衝液で128,000 倍希釈したものを一次抗体染色液と
し、5.と同様に抗体染色を行った。結果を図5に示
す。
5. Using the same sample as above, perform electrophoresis and transfer to the membrane in the same manner, and add anti-ACEI rabbit serum to TB.
4. Diluted 128,000 times with S buffer as primary antibody staining solution. Antibody staining was performed in the same manner as in. Results are shown in FIG.

【0060】植物ウイルスベクターのみを接種した植物
では接種葉のみに(図5の1、2)、植物ウイルスベク
ター及びヘルパーウイルス両方を接種した植物では接種
葉、非接種葉の両方において(図5の3、4)融合タン
パク質の形でACEIを産生していることが確認され
た。
Plants inoculated with only the plant virus vector had only inoculated leaves (1, 2 in FIG. 5), and plants inoculated with both the plant virus vector and helper virus had both inoculated leaves and non-inoculated leaves (see FIG. 5). 3, 4) It was confirmed that ACEI was produced in the form of fusion protein.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上のように、本発明の方法により植物
ウイルスベクターの植物での全身感染が可能となり、植
物全体での外来遺伝子の発現、性質の改良された植物の
作成及び植物での有用タンパク質の生産等が可能となっ
た。
INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the method of the present invention enables systemic infection of a plant virus vector in a plant, expression of a foreign gene in the whole plant, preparation of a plant having improved properties, and usefulness in the plant. It became possible to produce proteins.

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

【図1】実施例において、植物ウイルスベクターを作成
する際に使用した合成DNAの塩基配列を表す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing the base sequence of synthetic DNA used in preparing plant virus vectors in Examples.

【図2】実施例においてプラスミド構築に用いたDNA
断片の、プラスミドpTLW3(a)及びpLFAD(b)中における位
置関係を示す図である。
FIG. 2 DNA used for plasmid construction in Examples
It is a figure which shows the positional relationship in a plasmid pTLW3 (a) and pLFAD (b) of a fragment.

【図3】(a) は植物ウイルスベクターの転写用プラスミ
ド、(b) はヘルパーウイルスの転写用プラスミドを表す
図である。
FIG. 3 (a) is a diagram showing a plasmid for transcription of a plant virus vector, and FIG. 3 (b) is a diagram showing a plasmid for transcription of a helper virus.

【図4】実施例で行った植物への感染実験において、接
種葉及び非接種葉中の植物ウイルスベクター、ヘルパー
ウイルスの有無を調べた図である。
FIG. 4 is a diagram showing the presence or absence of a plant virus vector and a helper virus in inoculated leaves and non-inoculated leaves in the plant infection experiment conducted in the example.

【図5】実施例で行った植物への感染実験において、接
種葉及び非接種葉中のACEIの有無を調べた図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing the presence or absence of ACEI in inoculated leaves and non-inoculated leaves in the plant infection experiment conducted in the example.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松永 祐士 神奈川県南足柄市岩原171番地 (72)発明者 岡田 吉美 千葉県松戸市常盤平2丁目6番14号 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Yuji Matsunaga 171 Iwahara, Minamiashigara City, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Yoshimi Okada 2-6-14 Tokiwadaira, Matsudo City, Chiba Prefecture

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外来遺伝子を組込んだ植物ウイルスベク
ターを植物体に感染させる方法において、該植物ウイル
スベクターを野生型外被タンパク質産生能を持ちかつ粒
子形成能の低い植物ウイルスと共に植物に接種すること
を特徴とする植物体に外来遺伝子を導入する方法。
1. A method for infecting a plant with a plant virus vector incorporating a foreign gene, wherein the plant virus vector is inoculated into a plant together with a plant virus having a wild-type coat protein-producing ability and a low particle-forming ability. A method for introducing a foreign gene into a plant, which is characterized in that
【請求項2】 植物ウイルスがいずれもRNAウイルス
である請求項1記載の植物体に外来遺伝子を導入する方
法。
2. The method for introducing a foreign gene into a plant according to claim 1, wherein each of the plant viruses is an RNA virus.
【請求項3】 植物ウイルスがいずれもトバモウイルス
である請求項1記載の植物体に外来遺伝子を導入する方
法。
3. The method for introducing a foreign gene into a plant according to claim 1, wherein the plant viruses are all tobamoviruses.
【請求項4】 植物ウイルスがいずれも同じウイルス種
である請求項1乃至3項記載の植物体に外来遺伝子を導
入する方法。
4. The method for introducing a foreign gene into a plant according to claim 1, wherein the plant viruses are the same virus species.
【請求項5】 外来遺伝子を組込んだ植物ウイルスベク
ターが植物ウイルスゲノムの外被タンパク質遺伝子下流
に外来遺伝子を結合したもの或いは外被タンパク質領域
の一部又は全部を外来遺伝子で置換することにより構築
したベクターである請求項1及至4項記載の植物体に外
来遺伝子を導入する方法。
5. A plant virus vector in which a foreign gene is incorporated is constructed by substituting a foreign gene downstream of the coat protein gene of the plant virus genome or by replacing a part or all of the coat protein region with the foreign gene. 5. The method for introducing an exogenous gene into a plant according to claim 1, wherein the vector is a vector.
【請求項6】 粒子形成能の低い植物ウイルスが、ゲノ
ムRNAの粒子形成開始部位が欠失或いは変異したもの
である請求項1及至5項記載の植物体に外来遺伝子を導
入する方法。
6. The method for introducing a foreign gene into a plant according to any one of claims 1 to 5, wherein the plant virus having a low particle forming ability is one in which the particle formation initiation site of genomic RNA is deleted or mutated.
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