JPH07108227B2 - Photosynthesis related gene and its promoter - Google Patents

Photosynthesis related gene and its promoter

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JPH07108227B2
JPH07108227B2 JP2075774A JP7577490A JPH07108227B2 JP H07108227 B2 JPH07108227 B2 JP H07108227B2 JP 2075774 A JP2075774 A JP 2075774A JP 7577490 A JP7577490 A JP 7577490A JP H07108227 B2 JPH07108227 B2 JP H07108227B2
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達人 藤村
信 松岡
宗明 鮫島
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三井東圧化学株式会社
農林水産省農業生物資源研究所長
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、植物の光合成に関する集光性クロロフィルa/
b結合タンパク質の遺伝子及びそのプロモーターに関す
るものであり、遺伝子組替えを利用した植物の新品種の
開発や代謝産物を生産させる培養細胞の改変に利用され
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a light-harvesting chlorophyll a / for plant photosynthesis.
The present invention relates to a gene for a b-binding protein and its promoter, and is used for the development of new plant varieties using genetic recombination and the modification of cultured cells for producing metabolites.

[従来の技術] 近年、植物でも遺伝子組み換え技術の利用が可能にな
り、特に双子葉植物での研究が活発に行なわれている。
中でも土壌細菌アグロバクテリウム・トゥメファシエン
スのT1プラスミドを利用したベクター系がいくつか作製
され、植物の形質転換実験に用いられてきた(Hoekema
ら(1985)Plant Molecular Biology 5:85−89。Velten
ら(1984)The EMBO Journal 3:2723−2730他)。しか
しながら、アグロバクテリウム属は双子葉植物と単子葉
植物の極く限られた一部にしか感染しないため、イネを
始めとする主要穀物では殆ど形質転換実験は不可能であ
った。この問題を解決した技術がエレクトロポレーショ
ン法である(Frommら(1986)Nature 319:791−793
他)。この方法は単離したプロトプラストに電気的刺激
を与えることにより、細胞表面に極く小さな穴を開け、
そこから遺伝子を取り込ませて形質転換を行う技術であ
る。この方法が開発されたことにより、イネを始めとす
る主要穀物においても形質転換実験が可能となり、現在
盛んに行なわれている。
[Prior Art] In recent years, it has become possible to use gene recombination technology even in plants, and researches on dicotyledons are being actively conducted.
In particular, several vector systems using the T1 plasmid of the soil bacterium Agrobacterium tumefaciens have been constructed and used for plant transformation experiments (Hoekema
(1985) Plant Molecular Biology 5: 85-89. Velten
(1984) The EMBO Journal 3: 2723-2730 et al.). However, since the genus Agrobacterium infects only a very limited part of dicotyledonous plants and monocotyledonous plants, it was almost impossible to carry out transformation experiments on major crops such as rice. The technique that solved this problem is the electroporation method (Fromm et al. (1986) Nature 319: 791-793.
other). This method creates an extremely small hole in the cell surface by applying an electrical stimulus to the isolated protoplasts,
This is a technique for transforming by incorporating a gene from there. With the development of this method, it has become possible to carry out transformation experiments on major grains such as rice, and it is now being actively conducted.

従来用いられてきたベクター系におけるプロモーターは
アグロバクテリウム・トゥメファシエンスのTiプラスミ
ドの遺伝子由来のプロモーターであるか、あるいはカリ
フルワーモザイクウイルス(CaMV)の遺伝子由来のプロ
モーターが殆どである。これらのプローモーターは、遺
伝子を植物内で効率よく発現させるためのプロモーター
として使用されてきた。しかしながら、これらのプロモ
ーターは遺伝子導入後の植物を生育時期や植物部位に関
係なく常に遺伝子を発現させるものであり、制御するこ
とが不可能なプロモーターであった。
The promoter in the vector system that has been conventionally used is mostly the promoter derived from the gene of Ti plasmid of Agrobacterium tumefaciens, or the promoter derived from the gene of cauliflower mosaic virus (CaMV). These promoters have been used as promoters for efficiently expressing genes in plants. However, these promoters always express the gene in the plant after gene transfer regardless of the growing season and plant parts, and were promoters that cannot be controlled.

[発明が解決しようとする課題] 現在、植物細胞に効率よく遺伝子を挿入する技術は完成
されており、遺伝子を発現させるための強力なプローモ
ーターが使用されている。しかしながら、実際の植物育
種にあたっては常に遺伝子を発現させているプロモータ
ーでは不都合な面もある。そこで、生育時期特異的にあ
るいは器官特異的に発現させることのできるプロモータ
ーや人為的に制御が可能なプロモーターが望まれる。
[Problems to be Solved by the Invention] At present, a technique for efficiently inserting a gene into a plant cell has been completed, and a strong promoter for expressing the gene is used. However, in actual plant breeding, there is an inconvenience in a promoter that constantly expresses a gene. Therefore, a promoter that can be expressed in a growth stage-specific manner or an organ-specific manner or a promoter that can be artificially controlled is desired.

[課題を解決するための手段] 植物の葉緑体のチラコイド膜に存在している集光性クロ
ロフェイルa/b結合タンパク質(以下、LHCP IIと略すこ
とがある)は光合成系IIの集光性クロロフィルを結合し
た複合タンパク質であり、光合成において重要な役割を
果している。その遺伝子は核DNAにコードされており、
光によって誘導がかかり葉緑体中で発現することが知ら
れている。
[Means for Solving the Problems] The light-harvesting chlorofail a / b binding protein (hereinafter sometimes abbreviated as LHCP II) present in the thylakoid membrane of plant chloroplasts is light-harvesting in photosynthetic system II. It is a complex protein that binds sex chlorophyll and plays an important role in photosynthesis. The gene is encoded in nuclear DNA,
It is known that it is induced by light and is expressed in chloroplasts.

本発明者らは、このLHCP II遺伝子のプロモーターを利
用することにより、光によって遺伝子発現の誘導を岡な
えるのではないか、すなわち、人為的に遺伝子発現を誘
導できるのではないかと考えLHCP IIの遺伝子をクロー
ニングし、プロモーター部分の解析を行なった。そして
このプロモーター部分を切り出し大腸菌由来のβ−グル
クロニダーゼ遺伝子に接続し、このキメラ遺伝子を植物
相貌に導入した。遺伝子導入を行なった細胞を培養した
カルス(細胞塊)やそれより再分化した植物体では光を
照射することによってβ−グルクロニダーゼ遺伝子が発
現することが確認できた。従ってLHCP II遺伝子のプロ
モーターは光によって誘導がかけられることを確認し、
本発明を完成するに至った。
The inventors of the present invention believe that by utilizing this LHCP II gene promoter, it may be possible to induce gene expression by light, that is, to artificially induce gene expression. The gene was cloned and the promoter portion was analyzed. Then, this promoter portion was cut out and connected to the β-glucuronidase gene derived from Escherichia coli, and this chimeric gene was introduced into the plant face. It was confirmed that the β-glucuronidase gene was expressed by irradiating with light in callus (cell mass) obtained by culturing cells into which the gene had been introduced, or a plant body redifferentiated therefrom. Therefore, we confirmed that the LHCP II gene promoter can be induced by light,
The present invention has been completed.

すなわち、本発明は、下記の塩基配列を有するDNA断片
又はプロモーター活性を有するその一部から成るDNA断
片を提供する。
That is, the present invention provides a DNA fragment having the following nucleotide sequence or a DNA fragment comprising a part thereof having promoter activity.

さらにまた、本発明は、上記本発明のDNA断片を含む植
物細胞用ベクターを提供する。
Furthermore, the present invention provides a plant cell vector containing the DNA fragment of the present invention.

[発明の効果] 本発明により、光照射によって発現を制御できるプロモ
ーターを含む新規なDNA断片及びこれを含む新規な植物
細胞用ベクターが提供された。本発明により開発された
ベクターを用いることにより導入遺伝子を光を照射する
ことにより発現させることが可能となった。また、葉で
最も発現量が認められることから、遺伝子を発現させる
部位に特異性を持たせられる可能性も示唆された。従っ
て、本発明は、植物の遺伝子工学に大いに貢献するもの
と考えられる。
[Effect of the Invention] The present invention provides a novel DNA fragment containing a promoter whose expression can be controlled by light irradiation, and a novel plant cell vector containing the same. By using the vector developed by the present invention, it became possible to express the transgene by irradiating it with light. In addition, since the highest expression level was observed in leaves, it was suggested that the gene expression site may have specificity. Therefore, the present invention is considered to greatly contribute to the genetic engineering of plants.

[発明の具体的説明] 上述のように、本発明のDNA断片は、LHCP II遺伝子のプ
ロモーターを含む。該プロモーターの由来は特に限定さ
れないが、下記実施例においてはプロモーター部分を含
む、イネのLHCP II遺伝子が単離されている。下記実施
例において単離されたLHCP II遺伝子の全構造及びプロ
モーター領域のDNA塩基配列が図1に示されている。枠
で囲んだ部分がLHCP II遺伝子の構造部分を示す。+1
はLHCP II遺伝子の転写開始点を、また+60のATGは成熟
LHCP IIのタンパク質の第1番目のアミノ酸をコードす
る塩基配列を表わす。遺伝子の転写に必要な要素である
CATボックスとTATAボックスはそれぞれ−91と−29に認
められる。また、−64には最近Grobらによって報告され
た光感受性ボックスが存在する(Grobら(1988)Nuclei
c Acids Resaerch 23:9953−9973)。下記実施例におい
ては、図1に示される塩基配列の第−785番目から+59
番目の塩基配列を有するDNA断片をベクターに組み込ん
で該DNA断片の下流に存在する外来遺伝子の発現に成功
しているので、プロモーター配列は少なくともこのDNA
断片中に完全に含まれていることは明らかである。
[Detailed Description of the Invention] As described above, the DNA fragment of the present invention contains the promoter of the LHCP II gene. Although the origin of the promoter is not particularly limited, the rice LHCP II gene containing the promoter portion has been isolated in the following examples. The entire structure of the LHCP II gene isolated in the Examples below and the DNA base sequence of the promoter region are shown in FIG. The framed portion shows the structural portion of the LHCP II gene. +1
Is the transcription start point of the LHCP II gene, and ATG at +60 is mature
The nucleotide sequence encoding the first amino acid of the LHCP II protein is shown. It is a necessary element for gene transcription
CAT and TATA boxes are found at -91 and -29, respectively. There is also a light-sensitive box recently reported by Grob et al. At −64 (Grob et al. (1988) Nuclei
c Acids Resaerch 23: 9953-9973). In the following examples, the nucleotide sequence shown in FIG.
Since a DNA fragment having the th base sequence has been incorporated into a vector and expression of a foreign gene existing downstream of the DNA fragment has been successful, the promoter sequence is at least this DNA fragment.
It is clear that it is completely contained in the fragment.

一般に、特定の機能を有するDNA配列において、少数の
ヌクレオチドが置換し、欠失し又は付加された場合であ
っても実質的に同一の機能を発揮し得る場合があること
は当業者に広く認識されているところである。従って、
図1に示されるDNA断片中に含まれるプロモーターのDNA
配列のうち、少数のヌクレオチドが置換し、欠失し又は
付加された配列を有するDNA断片であっても、その配列
がプロモーターとして機能するのであれば、その配列は
本願特許請求の範囲にいう「プロモーター」に含まれる
ものとし、このような配列を含むDNA断片は本発明の範
囲に含まれるものと解釈するものとする。
Generally, it is widely recognized by those skilled in the art that, in a DNA sequence having a specific function, there are cases in which even if a small number of nucleotides are substituted, deleted or added, the same function may be exerted. It is being done. Therefore,
Promoter DNA contained in the DNA fragment shown in FIG.
Of the sequence, a small number of nucleotides are substituted, even if it is a DNA fragment having a deleted or added sequence, if the sequence functions as a promoter, the sequence is referred to in the claims of the present application. A DNA fragment containing such a sequence shall be construed to be included in the scope of the present invention.

本発明はさらに、上記本発明のDNA断片を含む植物細胞
用ベクターを提供する。本発明のベクターは、宿主細胞
内で自律的に複製するための複製開始点と、好ましくは
例えば薬剤耐性のような適当な選択マーカーを有するプ
ラスミドに上記本発明のDNA断片を組み込むことによっ
て得ることができる。このようなプラスミドとしては、
植物細胞用のベクターとして公知のもの、例えばpBI101
(クローンテック社製)を用いることができ、このよう
な公知のベクターのクローニング部位に本発明のDNA断
片を常法により組み込むことによって本発明のベクター
を得ることができる。下記実施例においては、図1に示
す配列の−785番目の+59番目の塩基配列を有する断片
を上記pBI101のXbaI−BamHI消化物中に組み込むことに
よって本発明のベクターを構築した。本発明のベクター
においては、上記本発明のDNA断片の下流に所望のタン
パク質をコードする構造遺伝子が組み込まれる。下記実
施例においては、構造遺伝子としてβ−グルクロニダー
ゼ遺伝子が挿入されたベクターpLH/GUSが得られてい
る。
The present invention further provides a plant cell vector containing the above DNA fragment of the present invention. The vector of the present invention can be obtained by incorporating the above-mentioned DNA fragment of the present invention into a plasmid having a replication origin for autonomously replicating in a host cell and preferably an appropriate selection marker such as drug resistance. You can Such plasmids include:
Known vectors for plant cells, for example pBI101
(Manufactured by Clontech) can be used, and the vector of the present invention can be obtained by incorporating the DNA fragment of the present invention into the cloning site of such a known vector by a conventional method. In the following examples, the vector of the present invention was constructed by incorporating a fragment having the nucleotide sequence of −785th to + 59th of the sequence shown in FIG. 1 into the digested product of pBI101 with Xba I- Bam HI. In the vector of the present invention, a structural gene encoding a desired protein is incorporated downstream of the DNA fragment of the present invention. In the following examples, the vector pLH / GUS having the β-glucuronidase gene inserted as a structural gene was obtained.

次に、上記本発明のDNA断片及びベクターの調製方法を
イネを例にとって説明する。なお、本発明のDNA断片の
調製方法は下記のものに限定されるものではない。
Next, the method for preparing the above-mentioned DNA fragment and vector of the present invention will be described by taking rice as an example. The method for preparing the DNA fragment of the present invention is not limited to the following.

先ず、イネのcDNAライブラリーを作製する。イネの場
合、例えば発芽後約2週間経過した芽生えより全RNAを
抽出することが好ましい。全RNAよりmRNAのみを単離
し、市販のキット等を用いた常法によりcDNAを合成す
る。合成したcDNAを例えば大腸菌用のクローニングベク
ターに接続しcDNAライブラリーを完成させる。
First, a rice cDNA library is prepared. In the case of rice, for example, it is preferable to extract total RNA from the seedlings that have been about 2 weeks after germination. Only mRNA is isolated from total RNA, and cDNA is synthesized by a conventional method using a commercially available kit or the like. The synthesized cDNA is connected to a cloning vector for E. coli, for example, to complete a cDNA library.

LHCP II遺伝子に特異的な配列をプローブとして合成
し、コロニーハイブリダイゼーションによってスクリー
ニングしLHCP II遺伝子のcDNAを得ることができる。
The LHCP II gene-specific sequence can be synthesized as a probe and screened by colony hybridization to obtain the LHCP II gene cDNA.

次に暗所発芽させたイネよりCTAB法(Plant Molecular
Biology(1985)5:69)によってDNAを抽出し、大腸菌の
クローニング用のベクターに接続し、イネのゲノミック
ライブラリーを作製することができる。
Next, from the rice germinated in the dark, the CTAB method (Plant Molecular
DNA can be extracted by Biology (1985) 5:69) and ligated to a vector for cloning Escherichia coli to prepare a rice genomic library.

LHCP II遺伝子のcDNAをプローブとしてゲノミックライ
ブラリーをスクリーニングし、イネのLHCP II遺伝子を
単離することができる。
LHCP II gene of rice can be isolated by screening genomic library using cDNA of LHCP II gene as a probe.

プロモーターとしての活性についての検討は次のように
実験を行なえばよい。例えば、プロモーター活性を持つ
と考えられる部分をβ−グルクロニダーゼ(GUS)遺伝
子の5′側上流に接続する。β−グルクロニダーゼは本
来植物には存在せず、4−メチルウンベリフェロン(4
−MU)にグルクロン酸が結合した4−MUGを基質として
反応し、その反応生成物4−MUが強い蛍光を発すること
により定量できる(Richardら(1986)The EMBO Journa
l 6:3901−3907)。LHCP II遺伝子のプロモーターとGUS
遺伝子を植物細胞用ベクターに組み込んだ組換えプラス
ミドを植物のプロトプラストにエレクトロポレーション
法により導入する。導入した植物細胞は培養後、ベクタ
ーの選択マーカーに従って選抜する。例えば、本発明の
プロモーター含有DNA断片を、GUS遺伝子を有するpBI101
に組み込んだ場合には、pBI101のカナマイシン耐性に基
づいて選抜することができる。すなわち、pBI101にはNP
T II遺伝子も含まれており、この酵素が合成されるとカ
ナマイシンに対して耐性となる。従って、カナマイシン
存在下で生き残る細胞はLHCP IIプロモーターとGUS遺伝
子のキメラ遺伝子を持つ可能性が高くなる。
The examination of the activity as a promoter may be carried out as follows. For example, a part that is considered to have promoter activity is connected to the 5'-upstream side of the β-glucuronidase (GUS) gene. β-glucuronidase originally does not exist in plants, and 4-methylumbelliferone (4
-MU) with glucuronic acid bound 4-MUG as a substrate and the reaction product 4-MU emits strong fluorescence (Richard et al. (1986) The EMBO Journa
l 6: 3901-3907). LHCP II gene promoter and GUS
A recombinant plasmid in which a gene is incorporated into a plant cell vector is introduced into plant protoplasts by electroporation. After the introduced plant cells are cultured, they are selected according to the selection marker of the vector. For example, the promoter-containing DNA fragment of the present invention can be used as pBI101 having a GUS gene.
, It can be selected based on kanamycin resistance of pBI101. That is, pBI101 has NP
It also contains the T II gene, which makes it resistant to kanamycin when it is synthesized. Therefore, cells that survive in the presence of kanamycin are more likely to have a chimeric gene for the LHCP II promoter and GUS gene.

このようにして外来遺伝子を有すると考えられるカルス
(細胞塊)より常法に基づき植物体を再分化させる。再
分化した植物体を光条件下で遺伝子を発現させ、その植
物体を葉、茎、花弁及び根の各器官ごとにGUS活性を測
定することにより、いずれの植物体においても葉で最も
大きな発現量が確認される。従って、LHCP IIプロモー
ターは光存在下において遺伝子を発現させることが可能
であり、その発現する場所も葉等の光合成開器官の存在
する部位に発現しやすいことが確認される。
In this way, a plant is redifferentiated from a callus (cell mass) that is considered to have a foreign gene according to a conventional method. Gene expression of redifferentiated plants under light conditions and measurement of GUS activity in each plant of leaves, stems, petals and roots showed the greatest expression in leaves of any plant. The quantity is confirmed. Therefore, it is confirmed that the LHCP II promoter is capable of expressing a gene in the presence of light, and that its expression site is also likely to be expressed in a site where a photosynthetic open organ such as a leaf is present.

従って、本発明によるLHCP II遺伝子のプロモーターを
利用することにより、光によって遺伝子が発現誘導でき
る。また、葉等の光合成器官を有する部位に発現しやす
いことから器官特異的に遺伝子を発現させることができ
る可能性も示唆された。
Therefore, by using the LHCP II gene promoter according to the present invention, gene expression can be induced by light. It was also suggested that the gene may be expressed in an organ-specific manner because it is easily expressed in a part having a photosynthetic organ such as a leaf.

なお、下記実施例において得られたLHCP IIプロモータ
ーはイネを始めとする単子葉のみでなく、タバコ等の双
子葉植物においても発現可能なプロモーターであった。
The LHCP II promoter obtained in the following examples was a promoter that can be expressed not only in monocots such as rice, but also in dicots such as tobacco.

[実施例] 本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明の実
施例はこれらに限られれものではない。なお、下記実施
例において特に断わらない限り、各操作は、Maniatisら
Molecular Cloning,Cold Spring Harbor Lab.に記載さ
れた方法に基づいて行なった。
[Examples] The present invention will be specifically described by way of examples, but the examples of the present invention are not limited thereto. In addition, unless otherwise specified in the following examples, each operation is performed by Maniatis et al.
It was performed based on the method described in Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Lab.

先ず、芽生えより以下の方法によりcDNAライブラリーを
作製した。すなわち、芽生え後2週間経過した芽生え30
gよりグアニジンチオシアネート法により全RNAを抽出し
た。抽出した全RNAよりオリゴdTセルロースカラムによ
りmRNAを単離した。mRNAは全RNAのほぼ1.5%の収量であ
った。mRNAよりcDNAの合成は市販の合成キット(アマシ
ャム社製)を使用した。合成したcDNAは市販の大腸菌用
クローニングベクターであるpUC8のEcoRI部位に接続
し、大腸菌を形質転換することによりcDNAライブラリー
を得た。
First, a cDNA library was prepared from seedlings by the following method. That is, seedlings 2 weeks after seedlings 30
Total RNA was extracted from g by the guanidine thiocyanate method. MRNA was isolated from the extracted total RNA by an oligo dT cellulose column. The yield of mRNA was almost 1.5% of total RNA. For the synthesis of cDNA from mRNA, a commercially available synthesis kit (manufactured by Amersham) was used. The synthesized cDNA was ligated to the Eco RI site of pUC8, a commercially available cloning vector for E. coli, and E. coli was transformed to obtain a cDNA library.

次に、既知のLHCP II遺伝子の構造部分より17塩基の合
成プローブ(塩基配列:GCCCATCTGCAGTGGAT)を作製し、
コロニーハイブリダイゼーション法によってポジティブ
クローンを得た。これを解析したところ既知のLHCP II
遺伝子の構造と類似しており、イネのLHCP II遺伝子と
断定した。
Next, a synthetic probe of 17 bases (base sequence: GCCCATCTGCAGTGGAT) was prepared from the structural part of the known LHCP II gene,
Positive clones were obtained by the colony hybridization method. When this is analyzed, the known LHCP II
It was similar to the gene structure and was determined to be the rice LHCP II gene.

次に、ゲノミックライブラリーを作製した。すなわち、
暗所で発芽させて1週間経過したイネの芽生え30gよりC
TAB法(Plant Molecular Biology(1985)5:69)によっ
てDNAを抽出した。DNA10μgを制限酵素Sau3AI(宝酒造
社製)によって部分分解した。これをベクターEMBL3
(ストラータジーン社製)のBamHI部位に接続し、大腸
菌に感染させてゲノミックライブラリーを作製した。
Next, a genomic library was prepared. That is,
One week after germination in the dark, rice seedlings 30g C
DNA was extracted by the TAB method (Plant Molecular Biology (1985) 5:69). 10 μg of DNA was partially digested with the restriction enzyme Sau 3 AI (Takara Shuzo). This is the vector EMBL3
Connect to Bam HI site of (Stratagene, Inc.), were allowed to infect E. coli to prepare a genomic library.

cDNAの一部(5′側非翻訳領域から成熟タンパク質のN
末端まで含む約260塩基)をプローブとして用いて、ゲ
ノミックライブラリーのスクリーニングを行ない、4つ
のポリティブクローンを得た。これらの塩基配列をディ
デオキシ法に従って決定したところ、いずれも同じ配列
を有するLHCP II遺伝子であると確認できた。図1に示
したものがそのLHCP II遺伝子及びそのプロモーター領
域の塩基配列である。
Part of cDNA (from 5'untranslated region to mature protein N
The genomic library was screened using about 260 bases up to the end) as a probe to obtain four polyclonal clones. When these nucleotide sequences were determined by the dideoxy method, it was confirmed that they were all LHCP II genes having the same sequence. What is shown in FIG. 1 is the nucleotide sequence of the LHCP II gene and its promoter region.

次に、LHCP II遺伝子のプロモーターの活性を検討する
ためにLHCP II遺伝子のプロモーター部位を切り出し、G
US遺伝子に接続した。すなわち、図1に示す配列の−78
5番目から+59番目までの部分をPCR法(Saikiら、(198
8),Science 239;482−491)によって増幅し、−785側
には制限酵素XbaIのリンカーを、+59側には制限酵素B
amHIのリンカーを接続した。次に、pBI101のXbaI部位
BamHI部位をそれぞれ制限酵素で切断し、この部分にL
HCP II遺伝子の上記プロモーター含有断片(LHCP−pr
o)を接続した(プラスミドpLH/GUS)。得られたプラス
ミドpLH/GUSの部分遺伝子地図を図2に示す。このプラ
スミドpLH/GUSを用いて次の形質転換実験を行ない形質
転換植物のGUS活性を検定した。
Next, in order to examine the activity of the LHCP II gene promoter, the LHCP II gene promoter site was excised and G
Connected to US gene. That is, -78 of the sequence shown in FIG.
The PCR method (Saiki et al., (198
8), Science 239 ; 482-491), a linker of restriction enzyme Xba I on the −785 side and a restriction enzyme B on the +59 side.
Am HI linker was connected. Next, the Xba I site and the Bam HI site of pBI101 were cleaved with restriction enzymes, and L
The above promoter-containing fragment of the HCP II gene (LHCP-pr
o) was ligated (plasmid pLH / GUS). The partial gene map of the obtained plasmid pLH / GUS is shown in FIG. Using this plasmid pLH / GUS, the following transformation experiments were carried out to test the GUS activity of the transformed plants.

タバコの葉より常法に基づきプロトプラストを調製し
た。プロトプラストを精製した後に2×105個/mlの濃度
に緩衝液に懸濁した。この溶液に図2に示す構造を持つ
pLH/GUSプラスミドDNAを20μg/mlの濃度で加えた。この
懸濁液をエレクトロポレーション用の容器に移し電気刺
激を与えた後、プロトプラストを回収しMS培地で培養し
た。培養開始後1週間してカナマイシンを50μg/mlの濃
度で培地に添加し、さらに細胞を増殖させた。カルスが
径5〜10mmになった時点で植物ホルモンフリーの培地に
移植し再分化させた。このようにして再分化した植物体
の葉、茎、花弁、根についてRichardらの方法に従ってG
US遺伝子の発現量を測定した。具体的にはGUS遺伝子の
産物である酵素が4MUGを分解した産物の4MUの蛍光を測
定することになる。
Protoplasts were prepared from tobacco leaves by a conventional method. The protoplasts were purified and then suspended in a buffer solution at a concentration of 2 × 10 5 cells / ml. This solution has the structure shown in Figure 2.
pLH / GUS plasmid DNA was added at a concentration of 20 μg / ml. After this suspension was transferred to a container for electroporation and subjected to electrical stimulation, protoplasts were collected and cultured in MS medium. One week after the start of the culture, kanamycin was added to the medium at a concentration of 50 μg / ml to further grow the cells. When the callus had a diameter of 5 to 10 mm, the callus was transplanted to a plant hormone-free medium for regeneration. The leaves, stems, petals, and roots of the plant thus redifferentiated according to the method of Richard et al.
The expression level of the US gene was measured. Specifically, the enzyme that is the product of the GUS gene measures the fluorescence of 4MU of the product obtained by degrading 4MUG.

結果を表1に示す。表1にも明らかなように、各固体に
よる差があるものの、いずれにおいても葉においてGUS
遺伝子の発現が最も多かった。
The results are shown in Table 1. As is clear from Table 1, although there was a difference depending on each individual, GUS was found in the leaves in each case.
Gene expression was highest.

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

図1は、イネのLHCP II遺伝子の全構造と5′側(プロ
モーター部分)のDNA配列を示す。 図2は、図1に示したLHCP II遺伝子のプロモーター部
分を切り出し、植物ベクターであるpBI101に含まれるβ
−グルクロニダーゼ(GUS)遺伝子の上流に接続するこ
とにより構築したプラスミドpLH/GUSの遺伝子地図を示
す。
FIG. 1 shows the entire structure of the rice LHCP II gene and the DNA sequence on the 5'side (promoter part). FIG. 2 shows β contained in pBI101, which is a plant vector, which is obtained by cutting out the promoter portion of the LHCP II gene shown in FIG.
-Shows a genetic map of the plasmid pLH / GUS constructed by connecting upstream of the glucuronidase (GUS) gene.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鮫島 宗明 茨城県つくば市松代5―242―1―545―2 (56)参考文献 Annual Meeting of the American Societ y of Plant Physiolo gists,(July,1987),P.19 −23 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Muneaki Samejima 5-242-1, 545-2, Matsushiro Tsukuba, Ibaraki Prefecture (56) References Annual Meeting of the American Social of Plant Physiologistics, 1987 (1987) , P .; 19-23

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下記の塩基配列を有するDNA断片又はプロ
モーター活性を有するその一部から成るDNA断片。
1. A DNA fragment having the following nucleotide sequence or a DNA fragment comprising a part thereof having promoter activity.
【請求項2】イネ由来のものである請求項1記載のDNA
断片。
2. The DNA according to claim 1, which is derived from rice.
fragment.
【請求項3】請求項1又は2のいずれか1項に記載のDN
A断片を含む植物細胞用ベクター。
3. The DN according to claim 1 or 2.
A plant cell vector containing an A fragment.
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