JPH08501214A - バチルス・チュリンゲンシスの新菌株及び殺虫作用をもつそのタンパク質 - Google Patents

バチルス・チュリンゲンシスの新菌株及び殺虫作用をもつそのタンパク質

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Abstract

(57)【要約】 受託番号LMG P−12592、LMG P−12593、LMG P−12594及びLMGP −13493としてBCCM−LMGに寄託された4つの新規なバチルス・チュリンゲンシス菌株は、鱗翅目、より特定的にはSpodoptera種及びAgrotisipsilonのようなヤガ科、Ostrinia nubilalisのようなメイガ科及びPlutella xylostellaのようなスガ科に対する毒性をもち、しかも新規の遺伝子によりコードされる新しい結晶タンパク質を胞子形成中に産生する。この結晶タンパク質は、トリプシン消化産物としてトキシンを生成することのできるプロトキシンを含んでいる。いずれか1つの菌株に由来し、それぞれのトキシンをコードするDNA配列で形質転換されたゲノムを有する植物は、鱗翅目に対して耐性をもつ。各々の菌株自体、又はその結晶、結晶タンパク質、プロトキシン又はトキシンは、鱗翅目を撲滅するため、殺虫性組成物中の有効成分として使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】バチルス・チュリンゲンシスの新菌株及び殺虫作用をもつそのタンパク質 本発明は、バチルス・チュリンゲンシス(Bacillusthuringiensis)の4つの 新しい菌株(「BTS02617A菌株」、「BTS02618A菌株」、「B TS02654B菌株」及び「BTS02652E菌株」)に関し、それらは胞 子形成中に、結晶(それぞれ「BTS02617A結晶」、「BTS02618 A結晶」、「BTS02654B結晶」及び「BTS02652E結晶」)の中 に包まれている、結晶化されたタンパク質(それぞれ「BTS02617A結晶 タンパク質」、「BTS02618A結晶タンパク質」、「BTS02654B 結晶タンパク質」及び「BTS02652E結晶タンパク質」)を各々産生する 。BTS02617A、BTS02618A、BTS02654B及びBTS0 2652E菌株は、ベルギー微生物調和収集物(Collection Laboratorium voor Microbiologie Belgium (「BCCM-LMG」), R.U.G., K. Ledeganckstraat 35,B-900 0 Gent)に、ブタペスト条約の規定要件に基づいて寄託されている。 本発明はさらに、鱗翅目に対して活性をもち、しかも有効成分としてBTS0 2617A、BTS02618A、BTS02654B又はBTS02652E 菌株、又は好ましくはBTS02617A、BTS02618A、BTS026 54B又はBTS02652E結晶、その結晶タンパク質又は有効構成要素を含 有する殺虫作用をもつ組成物にも関する。 本発明はさらに、BTS02617A、BTS02618A、BTS0265 4B及びBTS02652E菌株のゲノムの中に存在し、BTS02617A、 BTS02618A、BTS02654B及びBTS02652E結晶の中に見 い出される殺虫作用のあるタンパク質(「BTS02618Aプロトキシン」) をコードする遺伝子(bTS02618A遺伝子」)にも関する。BTS026 18Aプロトキシンは、そのぞれぞれのBTS02617A、BTS02618 A、BTS02654B及びBTS02652E結晶中に包まれる前にBTS0 2617A、BTS02618A、BTS02654B及びBTS02652E 菌株によって産生されるタンパク質である。 本発明はさらに、BTS02618Aプロトキシンから(例えばトリプシン消 化によって)得ることのできるトキシン(「BTS02618Aトキシン」)に も関する。BTS02618Aトキシンは、それぞれBTS02617A菌株、 BTS02618A菌株、BTS02654B菌株及びBTS02652E菌株 によって産生されるBTS02617A結晶、BTS02618A結晶、BTS 02654B結晶及びBTS02652E結晶から遊離されうる、殺虫剤として 活性なタンパク質である。このトキシン及びそのプロトキシンは、広範囲の鱗翅 目昆虫、特にヤガ科、特にSpodoptera及びAgrotis種に対してのみならず、メイ ガ科、特にヨーロッパコーン穿孔虫、Ostrinia nubilalis、及びPlutellaxylost ella のようなスガ科といったその他の重要な鱗翅目の毘虫に対しても、高い活性 を有する。BTS02618Aプロトキシン 及びトキシン(「(プロ)トキシン」と呼ぶ)のもつこの新しい特徴、すなわち 、ヤガ科、スガ科及びメイガ科のような経済的に重要なさまざまな鱗翅目昆虫に 対する活性の組合せにより、この(プロ)トキシンは、これらの昆虫と接触させ ること、例えば植物関連細菌又は植物内でbTS02618A遺伝子を発現させ るか又は噴霧することによって広範な害虫を撲滅するために理想的に適した化合 物である。BTS02618Aトキシンは、鱗翅目に対して殺虫剤として有効で あるBTS02618Aプロトキシンの最小部分を表わすと考えられている。 本発明はさらに、以下の作働可能な形で連結されたDNAフラグメントを含む 、植物細胞を形質転換するのに使用できるキメラ遺伝子にも関する: 1)BTS02618Aプロトキシンの殺虫剤として有効な部分をコードするbTS02618A 遺伝子の一部分(「殺虫剤として有効なbTS02618A 遺伝子部分」)、好ましくは、BTS02618Aトキシンだけをコードする TS02618A 遺伝子の短縮部分(「短縮bTS02618A遺伝子」); 2)殺虫剤として有効なbTS02618A遺伝子部分の植物細胞内での転写 に適したプロモーター;及び 3)殺虫剤として有効なbTS02618A遺伝子部分を植物細胞中で発現さ せるための適当な3′末端の転写物形成及びポリアデニル化シグナル。 このキメラ遺伝子を、以下一般に「bTS02618Aキメラ遺伝子」と呼ぶ 。 本発明は同様に、以下のものに関する: 1)殺虫剤として有効なbTS02618A遺伝子部分、好ましくはbTS0 2618A キメラ遺伝子で形質転換されたゲノムを有するトウモロコシ又は綿の ような植物の細胞(「形質転換された植物細胞」);及び 2)殺虫剤として有効なbTS02618A遺伝子部分、好ましくはbTS0 2618A キメラ遺伝子を含むゲノムを有し、鱗翅目に対して耐性をもつ、形質 転換された植物細胞から再生されるか、又はこのようにして再生された植物及び その種子から産生される植物(「形質転換された植物」)。 本発明はさらに又、以下のものにも関する: 1)bTS02618A遺伝子の全部又は一部で形質転換されたゲノムを有す る、B.thuringiensis又はPseudomonas種のような微生物;及び、 2)bTS02618A遺伝子の全部又は一部で形質転換されたゲノムを含む 微生物胞子。発明の背景 B.thuringiensis(「Bt」)は、胞子形成時点で内包性結晶を産生するグラ ム陽性菌である。これらの結晶は昆虫の幼虫に対して特異的に有毒なタンパク質 で構成されている。これらの結晶タンパク質及び対応する遺伝子は、その構造及 び殺虫スペクトルに基づい ラスとしては、鱗翅目特異性遺伝子(cryI)、鱗翅目及び双翅目特異性遺伝 子(cryII)、鞘翅目特異性遺伝子(cryIII)及 び双翅目特異性遺伝子(cryIV)がある。 大規模にBt胞子を産生するのに、従来の液内発酵技術を使用することができ るという事実により、Bt菌は、殺虫組成物の供給源として商業的に魅力あるも のとなっている。 これまで、殺虫作用あるタンパク質をコードするいくつかのBt菌株からの遺 伝子フラグメントが同定され、植物に昆虫耐性を付与するため植物ゲノム内に組 込まれてきた。しかしながら、植物の中でかかるBt遺伝子フラグメントの発現 を得ることは、簡単な方法ではない。植物細胞内で殺虫タンパク質の最適な発現 を達成するためには、その標的昆虫に対する実質的な毒性を保持するBtプロト キシンの一部分をコードするように、特異的な方法で各々のBt遺伝子フラグメ ントを工学処理することが必要であるということが発見されてきた(欧州特許出 願(「EPA」)86/300,291.1及び88/402,115.5号; 米国特許出願821,582号、1986年1月22日提出)。発明の要約 本発明に従うと、BTS02617A、BTS02618A、BTS0265 4B及びBTS02652E菌株という4つの新しいBt菌株が提供される。胞 子形成中に該菌株により産生されるBTS02617A、BTS02618A、 BTS02654B及びBTS02652E結晶及び結晶タンパク質、BTS0 2618Aプロトキシン及びトキシン、及びBTS02618Aプロトキシンの 殺虫剤として有効な部分、ならびにこれらの結晶、結晶タンパク質、プロトキシ ン、トキシン及び殺虫剤として有効なプロトキシ ン部分の等価物は、各々殺虫活性を有し、従って一般的に鱗翅目、特にヤガ科、 例えば、Agrotis種(Agrotis ipsilonのようなヨトウムシ)、Mamestra種(例え ばMamestra brassicaのようなコナガ)及びSpodoptera種(Spodoptera exiquaSpodoptera frugiperdaSpodoptera littoralis及びSpodoptera lituraのよう なアワヨトウ)、メイガ科(例えばヨーロッパコーン穿孔虫、Ostrinianubilali s )及びスガ科(例えばPlutella xylostella)のような、トウモロコシ、綿など の経済的に重要なさまざまな作物及びアブラナ属などの多くの野菜の主要な害虫 に対する殺虫組成物の形態に処方することが可能である。 同様に、本発明に従うと、植物細胞ゲノムは、殺虫剤として有効なbTS02 618A 遺伝子部分、好ましくは短縮bTS02618A遺伝子、又は修正され た合成bTS02618A遺伝子のようなその等価物で形質転換される。結果と して得られる形質転換された植物細胞は、基本的に形質転換された植物細胞から 成る形質転換された植物、その種子及びその植物細胞培養を生産するために使用 できる。形質転換された植物の一部又は全ての組織の中の形質転換された細胞は 、1)そのゲノム内に安定したインサートとして殺虫剤として有効なbTS02 618A 遺伝子部分を含んでおり、2)そのBTS02618Aプロトキシンの 殺虫剤として有効な部分、好ましくはそのBTS02618Aトキシンを産生す ることによって殺虫剤として有効なbTS02618A遺伝子部分を発現し、か くして植物に鱗翅目に対する耐性を付与する。本発明の形質転換された植物細胞 は同様に、回収目的でこのような殺虫作用 があるBtタンパク質を産生させるためにも使用することができる。 さらに本発明に従うと、殺虫剤として有効なbTS02618A遺伝子部分、 好ましくは短縮bTS02618A遺伝子又はその等価物で、植物細胞ゲノムを 形質転換することにより、植物に鱗翅目耐性を付与するための方法も提供される 。これに関しては、植物細胞をbTS02618Aキメラ遺伝子で形質転換する ことが好ましい。 さらに本発明に従うと、BTS02618Aプロトキシン、かかるプロトキシ ンの殺虫剤として有効な部分及びBTS02618Aトキシン、ならびにBTS 02618Aトキシンの機能的部分ならびにbTS02618A遺伝子、殺虫剤 として有効なbTS02618A遺伝子部分、短縮bTS02618A遺伝子及 びキメラbTS02618A遺伝子ならびにその等価物が提供される。 同様に、本発明に従うと、BTS02618Aプロトキシン又は殺虫剤として 有効な部分、例えばトキシン、をコードする天然又は人工のDNA配列が提供さ れる。 同様に本発明に従うと、鱗翅目、特にヤガ科、メイガ科及びスガ科に対する殺 虫組成物、及びかかる殺虫組成物を用いて、鱗翅目、特にヤガ科、メイガ科及び スガ科を防除する方法も提供され、かかる殺虫組成物には、BTS02617A 、BTS02618A、BTS02654B又はBTS02652E菌株、結晶 及び/又は結晶タンパク質又はBTS02618Aプロトキシン、トキシン及び /又は殺虫剤として有効なプロトキシン部分又はその等価物が提 供される。発明の詳細な説明 本発明のBTS02618Aプロトキシンは、受託番号LMG P−1259 2としてBCCM−LMGに1992年7月2日に寄託されたBTS02617 A菌株、受託番号LMG P−12593としてBCCM−LMGに1992年 7月2日に寄託されたBTS02618A菌株、受託番号LMG P−1259 4としてBCCM−LMGに1992年7月2日に寄託されたBTS02654 B菌株、又は受託番号LMG P−13493としてBCCM−LMGに199 3年3月1日に寄託されたBTS02652E菌株から、通常の方法で分離する ことができる。例えば、BTS02617A、BTS02618A、BTS02 654B又はBTS02652E結晶は、それぞれの菌株の胞子形成させた培養 から分離することができ(Mahillon及びDelcour, (1986)の方法によって結晶から分離することができる。プロトキ 的なモノクローナル又はポリクローナル抗体を調製するために使用することがで きる。BTS02618Aトキシンは、BTS02618Aプロトキシンのプロ テアーゼ(例えば、トリプシン)消化によって得ることができる。 bTS02618A遺伝子は、通常の方法で分離できる。bTS02618A 遺伝子は、1986年1月22日に提出された米国特許出願821,582号及 びEPA86/300,291.1号及 び88/402,115.5号(これらは本書に参考として内包される)に記述 された手順を用い、BTS02617A、BTS02618A、BTS0265 4B又はBTS02652E菌株中に同定することができる。bTS02618 遺伝子は、制限酵素で上述の菌株の1つからの全DNAを消化し、こうして産 生されたDNAフラグメントを5〜10KbのDNA分画にサイズ分画し、これら の分画をクローニングベクターに連結し、そのクローニングべクターで形質転換 されたEcoliを、cryIG遺伝子のある領域から構築されたDNAプローブ を用いてスクリーニングすることによって同定された(Smulevitch et al., 199 1; Gleave et al.,1992) 。 本書で用いる「bTS02618A遺伝子」という語には、BTS02618 Aプロトキシン又はトキシンをコードするDNA配列又は機能的に等価であるそ の変異体も含まれている。実際、遺伝コードの縮重のため、いくつかのアミノ酸 コドンを、タンパク質のアミノ酸配列を変更することなく、その他のコドンと置 換することが可能である。その上、タンパク質の殺虫活性を著しく変更すること なく、いくつかのアミノ酸をその他の等価アミノ酸と置換することもできる。同 様に、結合及び毒性に関連する領域以外の分子の領域内のアミノ酸組成の変化が 、タンパク質の殺虫活性の差異をひき起こす可能性は比較的少ない。遺伝子のか かる等価物としては、配列番号4のBTS02618Aトキシン又はプロトキシ ンのDNA配列に対しハイブリッド形成し、しかも本発明のBTS02618A (プロ)トキシンと同じ殺虫特性をもつタンパク質を コードするDNA配列が含まれる。ここで、「ハイブリダイゼーション」という 語は、通常のハイブリダイゼーション条件、最も好ましくはストリンジェントな ハイブリダイゼーション条件のことを指す。 本書で用いられる「BTS02618Aトキシンの機能的部分」という語は、 BTS02618Aトキシンの少なくとも1つの機能的特性(例えば結合及び/ 又は毒性特性)をもつ新しいハイブリッドタンパク質を提供するため、別の(B t)タンパク質に移行されうる特異的構造を有するトキシンのあらゆる部分又は ドメインを意昧する(Ge et al., 1991) 。このような部分は、BTS0261 8Aタンパク質の結合及び/又は毒性特性をもつハイブリッドBtタンパク質の 必須な構成を形成することができる。かかるハイブリッドタンパク質は、拡大し た宿主範囲、改善された毒性を有する可能性があり、そして又は、昆虫の耐性増 大を防ぐ1つの方法として使用できる(欧州特許公報(「EP」)408403 ;Visser etal., 1993)。 代替的には、BTS02617A又はBTS02618A又はBTS0265 4B又はBTS02652E菌株の全DNAから調製された5〜10Kbのフラグ メントを、適当な発現ベクターに連結させ、Ecoliを形質転換させることがで き、次にクローンを、BTS02618Aトキシンに対して生じさせたモノクロ ーナル又はポリクローナル抗体を用いて、トキシンの発現に関して通常のコロニ ー免疫プローブ方法(French et al., 1986)によりスクリーニングすることが できる。 同様に、BTS02617A又はBTS02618A又はBTS02654B 又はBTS02652E菌株の全DNAから調製された5〜10Kbのフラグメン トを、適当なBtシャトルベクター(Lereclus et al., 1992)に連結させ、結 晶を産生しない〔結晶(−)〕Bt突然変異体を形質転換させることもできる。 その後、クローンを、結晶(顕微鏡により検出される)又は結晶タンパク質(S DS−PAGEにより検出される)の生産に関してスクリーニングする。 このように同定されたbTS02618A遺伝子は、DNA配列を得るため、 通常の方法(Maxam及びGilbert, 1980)で配列決定された。サザンブロット法で のハイブリダイゼーション及び配列比較により、この遺伝子が以前に記述された 鱗翅目に対する活性をもつプ 1989)とは異なるものであることがわかった。 bTS02618A遺伝子の殺虫剤として有効な部分(そのプロトキシンの殺 虫剤として有効な部分をコードする)、及びこの遺伝子の短縮部分(そのトキシ ンのみをコードする)は、遺伝子の配列分析の後、通常の方法で作ることができ る。BTS02618Aプロトキシン及びトキシンのアミノ酸配列は、bTS0 2618A 遺伝子及び短縮bTS02618A遺伝子のDNA配列から決定され た。bTS02618A遺伝子の「殺虫剤として有効な部分」又は「部分」とい うのは、BTS02618Aプロトキシンより少ないアミノ酸しか持たないが、 まだ鱗翅目に対して毒性をもつポリペプチドをコードするDNA配列のことを意 味する。 Ecoli、他のBt菌株及び植物の中でbTS02618A遺伝子又は等価遺 伝子の全部又は殺虫剤として有効な部分を発現させるため、各遺伝子又は遺伝子 部分と隣接して適切な制限部位を導入することができる。これは、周知の手順( Stanssens et al., 1989;White et al,1989)を用いて、部位特異的突然変異誘 発によって行うことができる。植物内での改善された発現をうるためには、PC T公報W091/16432及びW093/9218;EP 0,358,96 2及びEP 0,359,472に従って、等価の、修正された又は人工的な遺 伝子又は遺伝子部分を形成するため、bTS02618A遺伝子又は殺虫剤とし て有効なbTS02618A遺伝子部分のコドン利用を修正することが好ましい 場合もある。トウモロコシのような単子葉植物内での発現を増強するために、 TS02618A キメラ遺伝子に対して単子葉植物イントロンを付加することも でき、また、bTS02618A遺伝子部分のDNA配列を翻訳的にニュートラ ルな方法でさらに変更して、部位特異的イントロン挿入の方法を用いて、及び/ 又はコドン利用を特定の植物に最も好ましいものに適合させる(Murray etal, 1 989)といった、コドン利用に対する変更を導入することによって、コードされ たアミノ酸配列を大幅に変えることなく、その遺伝子部分内に存在し、かつ阻害 性を持ちうるDNA配列を修正することができる。 BTS02618Aプロトキシンの殺虫剤として有効な部分をコードする、殺 虫剤として有効なbTS02618A遺伝子部分又はその等価物、好ましくは TS02618A キメラ遺伝子は、単 一植物細胞の核ゲノムの中に通常の要領で安定した形で挿入することができ、昆 虫耐性のある形質転換された植物を生産するため、このように形質転換された植 物細胞を通常の方法で使用することができる。この点において、植物細胞を形質 転換するために、Agrobacterium tumefaciens内の、殺虫剤として有効なbTS 02618A 遺伝子部分を含む無害化されたTi−プラスミドを使用することが でき、その後、例えばEP 0,116,718、EP 0,270,822、 PCT公報WO84/02,913及び欧州特許出願(「EPA」)87/40 0,544.0(これらも同様に本書に参考として内包される)及びGould et a l.(1991)の中で記述されている手順を用いて、形質転換された植物細胞から形 質転換された植物を再生することができる。好ましいTi−プラスミドベクター は各々、そのT−DNAの境界配列の間、又は少なくともその右側境界配列の左 側に位置した状態で、殺虫剤として有効なbTS02618A遺伝子部分を含ん でいる。当然のことながら、直接遺伝子トランスファー(例えばEP 0,23 3,247に記述されているもの)、花粉媒介形質転換(例えばEP 0,27 0,356、PCT公報WO85/01856及び米国特許4,684,611 に記されているもの)、植物RNAウイルス媒介形質転換(例えばEP 0,0 67,553及び米国特許4,407,956に記されているもの)、リポゾー ム媒介形質転換(例えば米国特許4,536,475号に記されているもの)の ような手順、及び最近記述されたトウモロコシの或る種の系統を形質転換するた めの方 法(Fromm et al, 1990; Gordon-Kamm et al., 1990)及びイネの或る種の系統 を形質転換するための方法(Shimamoto et al., 1989;Datta et al., 1990)及 び最近記述された単子葉植物全般を形質転換するための方法(PCT公報WO9 2/09696)のようなその他の方法を用いて植物細胞を形質転換するのに、 その他のタイプのベクターを使用することも可能である。 結果として得られる形質転換された植物は、同じ特徴をもつより多くの形質転 換された植物を生産するため、又は同じか又は関連する植物種のその他の品種に 殺虫剤として有効なbTS02618A遺伝子部分を導入するため、通常の植物 育種スキーマにおいて使用することができる。形質転換された植物から得られた 種子は、殺虫剤として有効なbTS02618A遺伝子部分を安定したゲノミッ クインサートとして含んでいる。形質転換された植物の細胞は、通常の方法で培 養して、BTS02618Aプロトキシンの殺虫剤として有効な部分、好ましく はBTS02618Aトキシンを産生させることができ、それを通常の鱗翅目に 対する殺虫剤組成物中で使用するため回収することができる(米国特許出願82 1,582;EPA86/300291.1)。 殺虫剤として有効なbTS02618A遺伝子部分、好ましくは短縮bTS0 2618A 遺伝子は、挿入された遺伝子が、植物細胞内で遺伝子部分の発現を誘 導することのできるプロモーターの下流(すなわち3′)で、このプロモーター の制御下にあるように植物細胞ゲノム中に挿入される。このことは、好ましくは 植物細胞ゲノム内にbTS02618Aキメラ遺伝子を挿入することによって達 成される。好ましいプロモーターとしては、分離株CM1841(Gardner et a l., 1981)、CabbB−S(Franck et al.,1980)及びCabbB−JI(Hu ll及びHowell, 1987)のカリフラワーモザイクウイルスの強い構成的35Sプ ロモーター(「35Sプロモーター」);及び、それぞれT−DNAの1’及び 2’遺伝子の発現を誘導するTR1′プロモーター及びTR2′プロモーター( それぞれ「TR1′プロモーター」及び「TR’2プロモーター」という)(Ve lten et al.,1984)が含まれる。代替的には、構成的ではなく、むしろその植物 の単数又は複数の組織又は器官(例えば葉及び/又は根)に対し特異的であり、 かくして挿入されたbTS02618A遺伝子部分が特定の組織又は器官の細胞 内でのみ発現されることになるようなプロモーターを利用することもできる。例 えば、米国特許出願821,582号及びEPA86/300,291.1号に 開示されているとおり、殺虫剤として有効な遺伝子部分を、その植物自体又はエ ンドウ豆のような別の植物のリブロース−1,5−ビスホスフェートカルボキシ ラーゼの小サブユニット遺伝子のプロモーターのような光誘導可能プロモーター の制御下に置くことによって、植物(例えばトウモロコシ、綿)の葉の中で、殺 虫剤として有効なbTS02618A遺伝子部分を選択的に発現させることがで きた。もう1つの代替案は、その発現を誘導することのできる(例えば、温度又 は化学因子によって)プロモーターを使用することである。 殺虫剤として有効なbTS02618A遺伝子部分は、挿入された遺伝子部分 が適当な3′末端転写調節シグナル(すなわち、転写 物形成及びポリアデニル化シグナル)の上流(すなわち、5′)にくるように、 植物ゲノム内に挿入されている。このことは、好ましくは、植物細胞ゲノム内にbTS02618A キメラ遺伝子を挿入することにより達成される。好ましいポ リアデニル化及び転写物形成シグナルとしては、形質転換された植物細胞中で3 ′−非翻訳DNA配列として作用するオクトピンシンターゼ遺伝子(Gielenet a l., 1984)及びT−DNA遺伝子7(Velten及びSchell,1985)のシグナルが挙 げられる。 殺虫剤として有効なbTS02618A遺伝子部分は、場合によっては、植物 が融合タンパク質を発現するように、カナマイシン耐性をコードするneo遺伝 子(EP 0,242,236)のような選択性マーカー遺伝子と同じプロモー ターの制御下のハイブリッド遺伝子として植物ゲノム内に挿入されうる(EPA 86/300,291.1:Vaeck et al,1987)。 抗鱗翅目タンパク質をコードするbTS02618A遺伝子の全部又は部分は 、鱗翅目又は鞘翅目に対する殺虫活性をもつB. thuringiensisのようなその他の 細菌を形質転換するためにも使用可能である。かくして広範囲の鱗翅目及び鞘翅 目害虫を撲滅するため、又はさらなる鱗翅目害虫を撲滅するために有用な、形質 転換されたBt菌株を生産することができる。適当なクローニング媒体(ベヒク ル)中に取り込まれたbTS02618A遺伝子の全部又は部分をもった細菌の 形質転換は、通常の方法で、好ましくはMahillon et al.(1989)及びPCT公 報WO90/06999に記述されているとおりの通常の電気穿孔技術を用いて 行うことができ る。 BTS02617A、BTS02618A、BTS02654B又はBTS0 2652E菌株は同様に、bt18遺伝子(EP 0,358,557)又は抗 鱗翅目タンパク質をコードする別のBt遺伝子;及び抗鞘翅目タンパク質をコー ドするbt109P遺伝子(PCT公報WO91/16433)のような1つ又 は複数の外来性Bt遺伝子の全部又は殺虫剤として有効な部分で形質転換するこ ともできる。かくして、さらに一層多様な害虫(例えば鞘翅目及び/又はさらな る鱗翅目)を撲滅するために有用な形質転換されたBt菌株を生産することがで きる。 通常のクローニングベクターの中に取込まれた外来性Bt遺伝子の全部又は一 部を用いたBTS02617A、BTS02618A、BTS02654B又は BTS02652E菌株の形質転換は、周知の方法で、好ましくは通常の電気穿 孔技術(Chassy etal.,1988)、又は例えばLereclus et al.(1992)により記述 されているとおりのその他の方法を用いて実施することができる。 BTS02617A、 BTS02618A、BTS02654B及びBTS 02652E菌株の各々は、高い細胞収量を得るべく、通常の方法(Dulmage 19 81; Bernhard及びUtz, 1993)により発酵させることができる。充分に理解され ている適切な条件下で(Dulmage,1981)、BTS02617A、BTS0261 8A、BTS02654B及びBTS02652E菌株は、各々胞子形成して、 BTS02618Aプロトキシンを含む結晶タンパク質を高い収量で産生する。 本発明の殺虫性の、特に抗鱗翅目性の組成物は、適切な担体、希釈剤、乳化剤 及び/又は分散剤(例えばBernhard及びUtz, 1993により記述されているもの) と共に、有効成分として、BTS02617A、BTS02618A、BTS0 2654B又はBTS02652E菌株、又は好ましくはそのそれぞれの結晶、 結晶タンパク質又はBTS02618Aプロトキシン、トキシン又は殺虫剤とし て有効なプロトキシン部分を使用して、通常の方法で製剤化することができる。 この殺虫剤組成物は、水和剤、ペレット、粒剤又は粉剤として、或いはフォーム 、ゲル、懸濁液、濃縮物などとして水性又は非水性溶剤を伴う液体製剤として製 剤化することができる。かかる組成物の中のBTS02617A、BTS026 18A、 BTS02654B及びBTS02652E菌株、結晶、結晶タンパ ク質又はBTS02618Aプロトキシン、トキシン又は殺虫剤として有効なプ ロトキシン部分の濃度は、製剤の性質及び意図されているその使用態様によって 異なる。一般に本発明の殺虫剤組成物は、各回の適用で2〜4週間にわたり、畑 を鱗翅目害虫から保護するために使用することができる。さらに拡大した保護( 例えば生育期全体)のためには、付加的な量の組成物を定期的に適用すべきであ る。 昆虫、特に鱗翅目を防除するための本発明に従った方法は、好ましくは、殺虫 作用のある量のBTS02617A、BTS02618A、BTS02654B 又はBTS02652E菌株、胞子、結晶、結晶タンパク質、又はBTS026 18Aプロトキシン、トキシン、又は殺虫剤として有効なプロトキシン部分、好 まし くはBTS02618Aトキシンを、保護すべき場所(地域)に適用する(例え ば噴霧する)ことを含んでいる。保護すべき場所としては、例えば害虫の生息場 所又は生育中の植生又は植生を生育させるべき地域を含むことができる。 BTS02618Aプロトキシン又はトキシンを得るためには、BTS026 17A、BTS02618A、BTS02654B又はBTS02652E菌株 の細胞を、通常の方法で適当な培地上で成長させ、次に酵素分解又は洗浄剤など のような通常の手法を用いて溶解させることができる。次にプロトキシンを、ク ロマトグラフィ、抽出、電気泳動などの標準的技術により分離し、精製すること ができる。その後、プロトキシンのトリプシン消化により、トキシンを得ること ができる。 同様に、BTS02617A、BTS02618A、BTS02654B又は BTS02652E細胞を採取し、保護すべき場所に生きた状態又は死んだ状態 、好ましくは乾燥した形でそのまま適用することができる。この点に関して、精 製されたBTS02617A、BTS02618A、BTS02654B又はB TS02652E菌株(生菌又は死菌のいずれも)、特に、BTS02617A 、BTS02618A、 BTS02654B又はBTS02652E菌株が9 0.0〜99.9%である細胞質量のものを使用することが好ましい。 BTS02617A、BTS02618A、BTS02654B又はBTS0 2652E細胞、結晶又は結晶タンパク質又はBTS02618Aプロトキシン 、トキシン又は殺虫剤として有効なプロ トキシン部分は、特定の用途に応じて湿潤な又は乾燥したいくつかの通常の添加 剤を用いて、さまざまな方法で殺虫剤組成物に製剤化することができる。添加剤 としては、湿潤剤、洗浄剤、安定剤、付着剤、展着剤及び増量剤が挙げられる。 かかる組成物の例としては、ペースト、粉剤、水和剤、粒剤、餌剤及びエアゾル スプレーがある。さらなる利点又は恩恵を得るべく、BTS02617A、BT S02618A、BTS02654B又はBTS02652E細胞、結晶又は結 晶タンパク質又はBTS02618プロトキシン、トキシン又は殺虫剤として有 効なプロトキシン部分と共に、その他のBt細胞、結晶、結晶タンパク質、プロ トキシン、トキシン及び殺虫剤として有効なプロトキシン部分及びその他の殺虫 剤ならびに殺菌剤、殺生物剤、除草剤及び肥料を用いることができる。かかる殺 虫剤組成物は、通常の方法で調製でき、利用されるBTS02617A、BTS 02618A、BTS02654B又はBTS02652E細胞、結晶又は結晶 タンパク質又はBTS02618Aプロトキシン、トキシン又は殺虫剤として有 効なプロトキシンの量は、標的となる害虫、使用される組成物、組成物を適用す べき地域のタイプ及び優勢な気候条件のようなさまざまな要因によって左右され る。一般に、BTS02618Aプロトキシン、殺虫剤として有効なプロトキシ ン部分又はトキシンの濃度は、少なくとも製剤の約0.1重量%から約100重 量%であり、より頻繁には約0.15重量%〜約0.8重量%である。 実際には、防除地域内すなわちBTS02618Aプロトキシン、トキシン及 び/又は殺虫剤として有効なプロトキシン部分が適 用された地域内で、若干の昆虫がこれらを餌とする可能性がある。代替的には、 若干の毘虫がBTS02617A、BTS02618A、BTS02654B又 はBTS02652E菌株又はその形質転換体の生きた細胞そのままを餌とする ことができ、かくして、昆虫が菌株のプロトキシンの一部を摂取し、死又は損傷 をこうむることになる。 以下の例は、本発明を説明するものである。例中で参照指示されている図及び 配列リストは以下のとおりである:図1 cryIGプローブ(配列番号1)を含む、cryI結晶タンパク質遺伝子の ためのDNA−プローブの混合物を使用した、Bt菌株HD127(レーン1) 、BTS02618A菌株( レーン2 )、Bt菌株BTS02459( cry IA(c)81kcryIC及びcryIEを含む、レーン3)及びBt菌 株BTS02480E(HD−127と同じ遺伝子を含む、レーン4)のAlu I消化された全DNAのサザンブロット分析。各々のバンドは特定の結晶タンパ ク質遺伝子に対応する。これらのプローブを用いて、BTS02618A菌株がcryIA(b) 遺伝子、及び配列番号1のcryIGプローブとハイブリッド 形成する約530bpのAluIフラグメントによって同定されたbTS0261 8A 遺伝子である新規の遺伝子を含んでいることがわかる。認識されたcryI 遺伝子の名称ならびにいくつかのフラグメントのサイズが示されている。bTS 02618A 遺伝子は3つの星印で表わされている;「?」は未知の遺伝子フラ グメントを表わしている。配列リスト 配列番号1−bTS02618A遺伝子を分離するために用いられたDNAプ ローブのヌクレオチド配列。このプローブは、cryIG DNA配列の一部分 から誘導され、Smulevitch et al.(1991)により記述されているDNA配列の ヌクレオチド2732〜2750と相補性をもつ。 配列番号2−ヌクレオチド位置195〜197の推定上の翻訳開始コドンを含 む、bTS02618A遺伝子の5’部分ヌクレオチド配列。 配列番号3−ヌクレオチド位置1146〜1148の推定上の翻訳停止コドン を含む、bTS02618A遺伝子の3′部分ヌクレオチド配列(N:未知のヌ クレオチド)。 配列番号4−bTS02618A遺伝子のヌクレオチド配列及びBTS026 18Aプロトキシンの翻訳されたアミノ酸配列。プロトキシンの読み取り枠はヌ クレオチド668〜ヌクレオチド4141に達する。翻訳開始コドンはヌクレオ チド位置668〜670にあり、翻訳停止コドンはヌクレオチド位置4139〜 4141にある。 例中に相反する記述が無いかぎり、組換え型DNAを作り操作するための全て の手順は、Sambrook et al., 「分子クローニング−実験室マニユアル(Molecul ar Cloning-A Laboratoy Mannual)、第2版」、Cold Spring Harbor Laborator y Press,NY(1989)に記述されている標準化された手順によって実施される。例1:BTS02617A、BTS02618A、BTS 02654B及びBTS02652E菌株の特徴づけ BTS02617A、BTS02618A及びBTS02654B菌株は、フ ィリピンのBicol地方Cadlanにおいてサンプリングされた穀粒粉末から分離され 、それぞれLMG P−12592、LMG P−12593及びLMG P− 12594という受託番号で1992年7月2日にBCCM−LMGに寄託され た。菌株BTS02652Eも同様に、フィリピンの穀粒粉末から分離され、1 993年3月1日LMG P−13493という受託番号でBCCM−LMGに 寄託された。 各々の菌株を、好ましくは28℃で通常の標準培地、好ましくはT3培地(ト リプトン3g/l、トリプトース2g/l、酵母エキス1.5g/l、5mgのM nCl2、0.05MのNa2PO4、pH6.8及び1.5%の寒天)上で培養す ることができる。長期貯蔵のためには、等しい体積の50%のグリセロールと等 しい体積の胞子−結晶懸濁液を混合し、これを−70℃で貯蔵するか胞子−結晶 懸濁液を凍結乾燥することが好ましい。胞子形成のためには、28℃で48時間 T3培地上で成長させ、次に4℃で貯蔵することが好ましい。この生長段階(veg etative phase)の間、各々の菌株は同様に任意の嫌気性条件下でも成長できる が、胞子形成は好気性条件下でのみ生じる。 各菌株の滅菌は、120℃で20分間(1バールの圧力)のオートクレーブ処 理によって行われる。かかる処理は、胞子、及びBTS02617A、BTS0 2618A、BTS02654B及びBTS02652Eプロトキシンを完全に 不活性化する。UV線 (254nm)も同様に胞子を不活性化する。 栄養寒天培地(「NA」、Difco Laboratories, Detroit,MI,USA)上で1日培 養した後、BTS02617A、BTS02618A、BTS02654B及び BTS02652E菌株の各々のコロニーは、不規則な縁部をもつ不透明な白色 コロニーを形成する。各菌株の細胞(1.7〜2.4×5.6〜7.7μmのグ ラム陽性桿状体)は、T3寒天上で28℃で48時間培養した後、胞子形成する 。胞子形成中に産生された結晶タンパク質は、BTS02617A、BTS02 618A、BTS02654B及びBTS02652E菌株の結晶内に包含され る。 きわめて驚くべきことに、結晶は、胞子形成後、胞子に付着した状態にとどま る。 BTS02617A、BTS02618A、BTS02654B及びBTS0 2652E菌株のBt血清型(セロタイプ)は、昆虫病原性Bacillus(桿菌)に ついてWHO協カセンターによって行われたような従来の血清型決定方法によっ て決定され、これら全ての菌株の血清型はtolworthi H9であることが確認され た。例2:ヤガ科、スガ科及びメイガ科に対するBTS02617A、BTS026 18A、BTS02654B及びBTS02652E菌株及びBTS02618 Aプロトキシンの殺虫活性 毒性検定は、BTS02617A、BTS02618A、BTS02654B 及びBTS02652E菌株又はBTS02618Aプロトキシン又はトキシン の1つからの胞子−結晶混合物を重層さ れた人工的食餌での給餌を受けた新生幼虫(Plutella xylostellaについては、 第3虫齢の幼虫を使用した)について実施した。人工的食餌はCostar24ウエル 平板のウエルの中に送り出された。食餌からホルムアルデヒドを除外した。食餌 の表面上に50μlの試料希釈液を塗布し、空気層流内で乾燥させた。LC50の 検定については、PBS−BSA緩衝液中で希釈を行い、5回希釈液を塗布した 。各ウエル中に2匹の幼虫を入れ、試料希釈液1つあたり24匹の幼虫を用いた 。5日目に、死んだ及び生きているM. brassica, S. frugiperda, H. virescens , O. nubilalis, Plutella xylostella及びS. exigua幼虫を計数し、6日目に死 んだ及び生きているA. ipsilon及びS. littoralis幼虫を計数した。プロビット 法(Finney, 1971)を用いてLC50及びLC95値(1cm2あたりの胞子−結晶 数又は(プロ)トキシンng数で表わされた、試験対象の昆虫のそれぞれ50%又 は95%を殺すのに必要とされる濃度)を計算し、以下にその結果を記した。Spodoptera Littoralis 精製されたBTS02618Aプロトキシンを用いた実験は、S.littoralis幼 虫に対するこのプロトキシンの重要な毒性をも示している。Spodoptera exigua 1.結晶/胞子混合物 2.トキシン/プロトキシン検定 Mamestra brassica 1.結晶/胞子混合物 2.プロトキシン検定 Agrotis ipsilon 1.結晶/胞子混合物 2.トキシン/プロトキシン検定 MacIntosh et al (1990)がA.ipsilonに対するCryIAcトキシンの幾分 かの活性について記述していたことから、比較のため、この昆虫について精製C ryIAcトキシンをテストしたが、A.ipsilonの有意な死亡率は全くひき起こ されなかった。Heliothis virescens 1.結晶/胞子混台物 2.トキシン/プロトキシン検定 Ostrinia nubilalis 1.結晶/胞子混合物 2.精製プロトキシン検定 精製BTS02618Aプロトキシン同様に、Ostriniaに対して最も活性であ るCryIトキシンと比較して、Ostrinianubilalis幼虫に対して有意な毒性を 示した。Pulutella xylostlla Pulutella xylostella幼虫も同様に、複数の実験においてその人工的食餌に対 し精製BTS02618Aトキシンを適用した後、有 意な死亡率を示した。Spodoptera frugiperda bTS02618A遺伝子で形質転換された結晶(−)Bt菌株の結晶/胞子 混合物は同様に、昆虫給餌試験において、S.frugiperda幼虫の幼虫成長を著しく 阻害するものであることがわかった。 結論としては、本発明の菌株及び本発明のBTS02617Aタンパク質は、 現在入手可能などの単一のBtタンパク質にも影響されない広範囲の昆虫に対し 強い殺虫活性を有し、少なくとも3つのSpodoptera種、及びA. ipsilonM. bra ssica 及びH. virescensのようなその他のヤガ科、ならびにO. nubilalisのよう なメイガ科及びPlutella xylostellaのようなスガ科に対して活性を有する。こ れらの結果を、BTS02618Aタンパク質の影響を受けやすい独特の昆虫範 囲を示す表1中に、要約して、その他のcryI遺伝子(Van Frankenhuyzen, 1 993)についての結果と比較して示す。例3:bTS02618A遺伝子の同定 bTS02618A遺伝子を、DNAプローブとして配列番号1のcryIG 遺伝子(Gleave et al., 1992)のDNA配列を用い、標準的ハイブリダイゼー ション条件を用いて、AluI消化されたBTS02618A菌株の全DNAの サザンブロット分析(図1)によりその菌株中で同定した。その5′及び3′末 端部分を示すbTS02618A遺伝子の部分的DNA配列は、それぞれ配列番 号2及び3に示されており、bTS02618A遺伝子の全DNA配 列及びBTS02618Aタンパク質の全アミノ酸配列は、配列番号4に示され ている。 配列番号2及び3の部分的配列により、bTS02618A遺伝子をBTS0 2617A、BTS02654B及びBTS02652E菌株内で認識すること が可能であり、これら及びその他のBt菌株における全遺伝子配列を同定し分離 するためのプローブの構築が可能である。bTS02618A遺伝子の翻訳開始 コドンは、配列番号2のヌクレオチド位置195〜197に同定され、これは配 列番号4のヌクレオチド位置668〜670に対応する。翻訳停止コドンは、配 列番号3のヌクレオチド位置1146〜1148に同定され、これは配列番号4 のヌクレオチド位置4139〜4141に対応する。 bTS02618A遺伝子はまた、プローブとして配列番号1のDNA配列を 、cryI遺伝子内の保存されたDNAフラグメントのその他のDNAプローブ と同様用いて、BTS02617A、BTS02654B及びBTS02652 E菌株内で同定された。 全長bTS02618A遺伝子は、129.9kDのプロトキシンをコードする ことがわかった。そのアミノ酸配列をその他の既知のCryIタンパク質と比較 すると、C−末端部分(保存された配列ブロック5のC−末端)がCryIGと 相同であることがわかった(88%)。N−末端部分(トキシン)についての最 高の相同性はCryIBトキシンを用いて見い出されたが、これは50%未満で あることがわかった(相同性は、最長のフラグメントのアミノ酸の 数で完全に一致するものの数を除したものとして表わされる)。 最小の殺虫タンパク質は、配列番号4のアミノ酸番号44からアミノ酸番号6 58まで広がる69kD(615アミノ酸)のタンパク質であると考えられている 。配列番号4でアミノ酸番号165からアミノ酸番号658までの、さらに小さ い55kD(494アミノ酸)のトリプシンフラグメントは、なおS. exiguaに対 する殺虫活性を有するが、この活性は著しく低減している。従って、短縮bTS 02618A 遺伝子又は等価の短縮遺伝子は、好ましくは、上述のとおり配列番 号4のBTS02618Aプロトキシンの69kDタンパク質をコードする。例4:bTS02618A遺伝子のクローニング及び発現 bTS02618A遺伝子を分離するために、BTS02618A菌株からの 全DNAを調製し、Sau3Aで部分的に消化した。消化したDNAをショ糖勾 配上でサイズ分画し、7Kb〜10Kbの範囲のフラグメントを、BamH1で消化 しBAP処理したクローニングベクターpUC19に連結した(Yannisch Perro n et al.,1985)。ベクターを含む組換え型E. coliクローンを、次に、bTS0 2618A 遺伝子を含むクローンを同定するべく、例3に記されている配列番号 1のcryIG DNAプローブを用いてスクリーニングした。 その後、このように同定されたDNAフラグメントをMaxam及びGilbert(1980 )に従って配列決定した。配列番号2及び3にbTS02618A遺伝子の部分 的配列が示され、bTS02618A遺伝子及びBTS02618Aタンパク質 の全配列は配列番号4に示 されている。DNA配列分析に基づいて、BTS02618Aトキシンをコード する短縮bTS02618A遺伝子を与えるように、適切な制限酵素を用いて遺 伝子を切断した。E. coliにおける遺伝子の発現は、標準的手順を用いて誘導し た(Sambrook et al,1989, 前出)。 bTS02618A遺伝子も同様に、日常的手順により、BtプラスミドPG I2又はPGI3を用いて、結晶(−)Bt菌株内へ導入されている(Mahillon 及びSeurinck 1988; Mahillon et al.,1988)。例5:E. coli内へのbTS02618A遺伝子及び短縮bTS02618A遺 伝子の挿入及び植物内への短縮bTS02618A遺伝子の挿入 E. coli及び植物内で例4のbTS02618A遺伝子及び短縮bTS026 18A 遺伝子を発現させるために、EPA86/300291.1及びEPA8 8/402115.5に記述されている手順に従って、E. coli中に異なる遺伝 子カセットを作る。 植物内での有意な発現を可能にするため、a)短縮遺伝子又はb)i)短縮遺 伝子とii)neo遺伝子の融合したものであるハイブリッド遺伝子を含むカセッ トを、各々、EPA(6/300291.1に記述されているとおり中間体(in ter-mediate)植物発現ベクターのT−DNA境界配列の間に挿入し;植物発現 ベクター内の転写物形成及びポリアデニル化シグナルに融合させ;35S3転写 物を制御するカリフラワーモザイクウイル スからの構成的プロモーター(Hull及びHowell, 1987)又はオクトピンTi−プ ラスミドのTR−DNAからの2′プロモーター(Velten et al., 1984)の制 御下に置き;オクトピンシンターゼ遺伝子の3′末端転写物形成及びポリアデニ ル化シグナルに融合させる(Gielen et al., 1984)。 標準的手順(Deblaere et al., 1985)を用いて、短縮bTS02618A遺 伝子を含む中間体植物発現ベクターを、無害化したTi−プラスミドpGV22 60(Vaeck et al., 1987)を担持するAgrobacterium菌株C58C1RifR( 米国特許出願821,582;EPA86/300,291.1)中にトランス ファーする。スペクチノマイシン耐性について選択することにより、pGV22 60及びそれぞれの中間体植物発現ベクターから成る同時組込みされたプラスミ ドが生じる。これらの組換え型Agrobacterium菌株の各々を、次に、短縮bTS 02618A 遺伝子が異なる植物細胞内に含有され、これらの細胞により発現さ れるように、異なる綿植物を形質転換するのに用いられる。例6:植物中での短縮bTS02618A遺伝子の発現 例5の形質転換された植物細胞から生成された、形質転換された植物の葉にお ける短縮bTS02618A遺伝子の発現産物の鱗翅目に対する殺虫活性は、こ れらの葉を給餌されたAgrotis及びSpodoptera種の幼虫の成長速度及び死亡率を 記録することにより評価される。これらの結果は、形質転換されていない植物の 葉を給餌された幼虫の成長速度と比較される。Agrotis及びSpodoptera種に対す る毒性検定は、EP 0,358,557号、米国特許出願 821,582号及びEPA86/300,291.1号に記述されているとお りに行う。形質転換されていない植物の葉を給餌された幼虫と比べ、短縮bTS 02618A 遺伝子及び短縮bTS02618Aneoハイブリッド遺伝子を 含む形質転換された植物の葉を給餌された幼虫では、著しく高い死亡率が得られ ている。形質転換された植物は、BTS02618Aタンパク質を発現すること により、Ostrinia nubilalisMamestra brassicaHeliothis virescens及びPl utella xylostella の攻撃に耐えることもわかっている。 言うまでもないことであるが、本発明は、BTS02617A菌株(BCCM −LMG P−12592)、BTS02618A菌株(BCCM−LMG P −12593)、BTS02654B菌株(BCCM−LMG P−12594 )、及びBTS02652E菌株(BCCM−LMG P−13493)に制限 されるものではない。むしろ、本発明は同様に、それぞれのBTS02617A 、BTS02618A、BTS02654BもしくはBTS02652Eの結晶 又は結晶タンパク質あるいはBTS02618Aプロトキシン又はトキシンと実 質的に同じ特性、特に抗鱗翅目特性、かなり特定的には抗ヤガ科、抗スガ科及び 抗メイガ科特性、特に抗Spodoptera、抗Plutella、抗Ostrinia、抗Mamestra、抗Heliothis 及び抗Agrotis特性を有する結晶、結晶タンパク質、プロトキシン又は トキシンを産生する、BTS02617A、BTS02618AN BTS02 654B及びBTS02652E菌株のあらゆる突然変異体又は変異体をも含ん でいる。本発明は同様に、bTS02618A 遺伝子、及び短縮bTS02618A遺伝子のような、その 遺伝子の殺虫剤として有効なあらゆる部分をも含む。この点において、本書で使 用されている「bTS02618A遺伝子」という語は、BTS02617A、 BTS02618A、BTS02654B又はBTS02652E菌株から分離 され、しかも配列番号1のヌクレオチド配列に対しハイブリッド形成する遺伝子 、及びBTS02618Aプロトキシンと実質的に同じアミノ酸配列及び殺虫活 性を有するプロトキシンをコードし、好ましくは配列番号2及び3に示されてい る部分的ヌクレオチド配列又は配列番号4に示されている全配列を含むあらゆる 等価の遺伝子を意味する。 本発明は同様に、短縮bTS02618A遺伝子で形質転換された綿植物に制 限されるものではない。本発明には、bTS02618A遺伝子又は等価の遺伝 子の殺虫剤として有効な部分で形質転換された、トマト、タバコ、ナタネ、アル ファルファ、ヒマワリ、レタス、ジャガイモ、トウモロコシ、コメ、ダイズ、ア ブラナ属(Brassica)、テンサイ及びその他のマメ科植物及び野菜のようなあら ゆる植物が含まれる。 さらに、本発明は、殺虫剤として有効なbTS02618A遺伝子部分で植物 細胞を形質転換するためのAgrobacteriumtumefaciens Ti−プラスミドの使用 に制限されるものではない。リポソーム、電気穿孔法、及び植物ウイルス又は花 粉に基づくベクターシステムを用いるような植物細胞形質転換のためのその他の 既知の技術も、かかる遺伝子部分で単子葉植物及び双子葉植物を形質 転換するために使用することができる。 さらに、BTS02617A、BTS02618A、BTS02654B及び BTS02652E菌株に天然に存在し、BTS02618Aプロトキシン及び トキシンをコードするもの以外のDNA配列を、植物及び細菌の形質転換のため に使用することができる。この点において、これらの遺伝子の天然のDNA配列 は、修正によってコードされているBTS02618Aプロトキシンの殺虫剤と して有効な部分(例えばトキシン)の特性、特に殺虫特性、特に抗鱗翅目特性が 実質的に変更されないことを条件として、1)同じ又は異なる、好ましくは同じ アミノ酸をコードする他のコドンでいくつかのコドンを置換することによって; 2)いくつかのコドンを欠失させるか又は付加することによって;及び/又は3 )Ge et al. (1991)により記述されているとおりの相互組換え(reciprocal r ecombination)によつて、修正可能である。例えば、或る種の状況下では、植物 を形質転換するための本発明のbTS02618Aキメラ遺伝子の中の、天然で かつ殺虫剤として有効なbTS02618A遺伝子部分の代りに、コドン利用が 修正されている上述のとおりの本発明の人工的bTS02618A遺伝子又は遺 伝子部分を使用することができる。 同じく、その他の外来性DNA、特にE. coli以外の微生物及び植物を形質転 換するのに適したベクターのDNAと関連させたbTS02618A遺伝子の全 部又は一部を含むその他のDNA組換え体も、本発明の中に包含されている。こ の点において、本発明は、以上で記述したbTS02618A遺伝子又はその部 分を含む 特定のプラスミドに制限されるものではなく、むしろ本発明は、その等価物であ るDNA配列を含むあらゆるDNA組換え体をも包含している。さらに、本発明 は、bTS02618A遺伝子の全部又は一部を含むDNA組換え体であって、 しかもその遺伝子の全部又は一部の発現及び微生物からの回収又は植物細胞への トランスファーを可能にする条件下で、微生物(例えば他のBacillusthuringien sis 菌株、Bacillus subtilisPseudomonas、及びXanthomonasのような植物関連 細菌又は酵母、例えばStreptomycescerevisiae)を形質転換するのに適している 全てのDNA組換え体に関するものである。表1. いくつかの鱗翅目害虫に対するCryIタンパク質の活性:+及び−は殺虫活 性の存在又は欠如を表わし、+/−は低活性を表わし(Van Frankenhuyzen(199 3)に従う)、NAはデータが入手できないことを意昧し、タンパク質BTS0 2618Aは2618Aと略されている(Van Frankenhuyzen(1993)及び本発 明(A. ipsilon及び2618Aについて)のデータ)。 参考文献 −Bernard, K. 及びUtz. 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(B)街路名:Plateaustraat 22 (C)都市名:ゲント (E)国名:ベルギー (F)郵便番号(ZIP):9000 (G)電話番号:32 9 2358454 (H)ファクシミリ番号:32 9 224 06 94 (I)テレックス番号:11.361 Pgsgen (ii)発明の名称:バチルス・チュリンゲンシスの新菌株及び殺虫 作用をもつそのタンパク質 (iii)配列の数:4 (iv)コンピュータ読取り可能書式 (A)媒体タイプ:フロッピーディスク (B)コンピュータ:IBM PCコンパティブル (C)演算システム:PC−DOS/MS−DOS (D)ソフトウェア:パテントイン(PatentIn) リリース#1. 0、ヴァージョン#1.25(EPO) (2)配列番号1についての情報 (i)配列の特徴: (A)配列の長さ:19ヌクレオチド (B)配列の型:核酸プローブ (C)鎖の数:1本鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類(分子タイプ):合成DNA (ix)特徴:プローブは、Smulevitch et al.(1991)により記述さ れているcryIG遺伝子のコーディングDNA鎖の一部分 である。 (x)特性:このプローブは、bTS02618A遺伝子をその 含有菌株から分離するために用いられる。 (xi)配列:配列番号1 (3)配列番号2についての情報 (i)配列の特徴: (A)配列の長さ:1561塩基対 (B)配列の型:核酸 (C)鎖の数:2本鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:DNA(ゲノミック) (iii)ハイポセティカル:No (iii)アンチセンス:No (vi)起源: (A)生物名:Bacillus thuringiensis (B)株名:BTS02618A (ix)特徴: (A)特徴を表す記号(名称/キー):misc_feature (D)他の情報:/function=「bTS02618A遺伝子の 翻訳開始コドンを含む」 (xi)配列:配列番号2 (4)配列番号3についての情報 (i)配列の特徴: (A)配列の長さ:1554塩基対 (B)配列の型:核酸 (C)鎖の数:2本鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:DNA(ゲノミック) (iii)ハイポセティカル:No (iii)アンチセンス:No (vi)起源: (A)生物名:Bacillus thuringiensis (B)株名:BTS02618A (ix)特徴: (A)特徴を表す記号(名称/キー):misc_feature (B)存在位置:1146..1148 (D)他の情報:/function=「bTS02618A遺伝子の 推定上の翻訳停止コドン」 (xi)配列:配列番号3 (2)配列番号4についての情報 (i)配列の特徴: (A)配列の長さ:4344塩基対 (B)配列の型:核酸 (C)鎖の数:2本鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)配列の種類:DNA(ゲノミック) (iii)ハイポセティカル:No (iii)アンチセンス:No (ix)特徴: (A)特徴を表す記号:CDS (B)存在位置:668..4141 (D)他の情報:配列番号2の全配列、すなわち配列番号4内の ヌクレオチド位置474〜2034を包含し;同様に配列 番号3の配列の一部分、すなわち配列番号4内のヌクレオ チド位置2994からヌクレオチド位置4344までをも 包含し;配列番号3は配列番号4に示されている配列から 下流(3′)にある付加的なヌクレオチドを示す(配列番 号3内のヌクレオチド位置1352からヌクレオチド位置 1554)。 (xi)配列:配列番号4
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI A01N 63/00 F 9155−4H A 9155−4H 63/02 E 9155−4H C12N 5/10 15/09 ZNA //(C12N 1/20 C12R 1:07) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AU,BB,BG,BR,CA,CZ, FI,HU,JP,KP,KR,LK,MG,MN,M W,NO,NZ,PL,RO,RU,SD,SK,UA ,US,VN (72)発明者 ファン・アウデンホーフェ,カトリエン ベルギー国、ベー―9000 ヘント、カプレ イケストラート 29 (72)発明者 ペフェロエン,マルニクス ベルギー国、ベー―9000 ヘント、ベルナ ルド・スパエラーン 97

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.BTS02617A、BTS02618A、 BTS02654B又はBT S02652E菌株、又はその等価物。 2.BTS02617A、 BTS02618A、 BTS02654B又はB TS02652E結晶又は結晶タンパク質、又はその等価物。 3.BTS02618Aプロトキシン及び殺虫剤として有効なプロトキシン部分 、特にトキシン、又はその等価物。 4.特にbTS02618A遺伝子が、BTS02617A、BTS02618 A、BTS02654B又はBTS02652E菌株から誘導され、配列番号1 のDNAプローブとハイブリッド形成し、特にbTS02618A遺伝子が配列 番号2及び3に示されているヌクレオチド配列、より特定的には配列番号4の TS02618A 遺伝子を含んでいる、bTS02618A遺伝子、殺虫剤とし て有効なbTS02618A遺伝子部分、短縮bTS02618A遺伝子、bT S02618A キメラ遺伝子、又はそれらの等価物、又はneo遺伝子のような 選択可能なマーカー遺伝子とのそのハイブリッド。 5.配列番号4のBTS02618AプロトキシンをコードするDNA配列、好 ましくは殺虫剤として有効なBTS02618Aプロトキシン部分、特にBTS 02618Aトキシン。 6.鱗翅目、特にヤガ科、特にAgrotis種、Spodoptera種、Plutella種、Mamestr a 種、Heliothis種及びOstrinia種に対する殺虫剤組成物であって、BTS026 17A、BTS 02618A、BTS02654B及びBTS02652E菌株、結晶及び結晶 タンパク質、BTS02618Aプロトキシン及び殺虫剤として有効なBTS0 2618Aプロトキシン部分、特にBTS02618Aトキシン、及びそれらの 等価物より成るグループの中から選択された有効成分を含有する殺虫剤組成物。 7.請求の範囲第4項のbTS02618A遺伝子、遺伝子部分、短縮遺伝子、 キメラ遺伝子又はハイブリッドを特徴とする、形質転換された微生物、特にB. t huringiensis 。 8.殺虫剤として有効なbTS02618A遺伝子部分、短縮bTS02618 遺伝子、bTS02618Aキメラ遺伝子、又はneo遺伝子のような選択可 能なマーカー遺伝子とのそのハイブリッドを特徴とする、形質転換された植物細 胞。 9.請求の範囲第8項に記載の複数の植物細胞を含む植物又はその種子。 10.請求の範囲第8項に記載のbTS02618A遺伝子部分、短縮遺伝子、キ メラ遺伝子又はハイブリッドを、中に組み込まれた形で含んでいる植物ゲノム。 11.その細胞が請求の範囲第10項に記載の植物ゲノムを有する植物組織。 12.鱗翅目、特にSpodoptera種及び Agrotis種のようなヤガ科、0. nubilalisの ようなメイガ科及びPlutella xylostellaのようなスガ科に対する耐性を植物に 付与するための方法であって、請求の範囲第10項の植物ゲノムを植物に提供す ることを特徴と する方法。 13.植物ゲノム内に安定な形で組込まれ、かつ昆虫にとって有毒なタンパク質の 形態でその植物において発現されうる異種遺伝物質を含む植物及びこの植物の種 子のような生殖物質を生産する方法であって、非生物学的工程である、a)前記 タンパク質を発現しない出発植物細胞又は植物組織から前記異種遺伝物質を含む 形質転換された植物細胞又は植物組織を生産する工程、b)前記異種遺伝物質を 含む前記形質転換された植物細胞又は植物組織から再生された植物又はその植物 の生殖物質又はその両方を生産する工程、及びc)場合により、前記再生された 植物又は生殖物質又はその両方を生物学的に複製する工程を含むことを特徴とし 、前記異種遺伝物質を含む前記形質転換された植物細胞又は植物組織を生産する 前記工程が、請求の範囲第8項に記載のbTS02618A遺伝子部分、短縮遺 伝子又はハイブリッド、ならびに前記植物細胞又は植物組織における前記遺伝子 部分、短縮遺伝子又はハイブリッドの発現を可能にすることができる調節要素で 前記出発植物細胞又は植物組織を形質転換して、形質転換された植物細胞又は植 物組織において、ならびに世代を通してそれらから産生される前記植物及び生殖 物質において、前記遺伝子部分、短縮遺伝子又はハイブリッドの安定な組込みを ひき起こすことを特徴とする、方法。 14. 害虫、特に鱗翅目、特にヤガ科、メイガ科及びスガ科、より特定的にはSpo doptera 種、Mamestra種、Heliothis種、Ostrinia種、Plutella種及びAgrotis種 、きわめて特定的にはAgrotis ipsilonSpodoptera exiguaSpodoptera litoralisSpodoptera fru giperdaMamestra brassicaHeliothisvirescensOstrinia nubilalis及びPl utella xylostella を防除するための方法であって、前記害虫を、BTS026 18Aプロトキシン又はBTS02618Aトキシン、好ましくは請求の範囲第 6項に記載の殺虫剤組成物と接触させる工程を特徴とする方法。
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