KR20000029948A - Peptide with inhibitory activity towards plant pathogenic fungi - Google Patents

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페르누이요바르나르두스테오도루스마리아
클레어데브라아우드
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한스 루돌프 하우스;헨리테 브룬너;베아트리체 귄터
노파르티스 아게
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Abstract

PURPOSE: Provided is a method of controlling plant pathogens by a peptide which is provided by genetically modifying the plant to produce the peptide, and to genes and plants useful in that method. In particular, a lactoferricin and its use in controlling plant pathogens are provided. CONSTITUTION: Lactoferricin has been found to have antifungal activity against plant pathogens. Genetic constructs comprising a synthetic gene for bovine lactoferricin are prepared and used to provide transgenic disease-resistant plants. A method of transforming plants to express lactoferricin which is expressed in plants to provide disease resistance to those plants is also provided.

Description

식물 병원성 진균에 대해 억제 활성을 갖는 펩타이드{Peptide with inhibitory activity towards plant pathogenic fungi}Peptide with inhibitory activity towards plant pathogenic fungi

본 발명은 특정 펩타이드를 생산하도록 식물을 유전공학적으로 변형시킴으로써 제공된 펩타이드에 의해 식물 병원체를 방제하는 방법, 및 이러한 방법에 유용한 유전자 및 식물에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 락토페리신 및 식물 병원체를 방제하기 위한 이의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to methods for controlling plant pathogens by peptides provided by genetically modifying plants to produce specific peptides, and genes and plants useful in such methods. In particular, the present invention relates to lactoferricin and its use for controlling plant pathogens.

다수의 진균과 세균은 경제적으로 중요한 농작물에 심각한 피해를 주는 해충이다. 식물에서의 질병을 방제하기 위해 여러 가지 방법이 사용되었으며 그 성공 여부와 정도는 다양하다. 그중 한 가지 방법은 항미생물성 화학물질을 농작물에 적용하는 것이다. 이러한 방법은 당해 분야에 인정된 다수의 문제점을 가진다. 또한, 보다 최근의 방법은 해충 유기체의 천연 경쟁자 또는 억제자인 생물학적 방제 유기체("바이오컨트롤(biocontrol)")를 사용하고 있다. 그러나, 바이오컨트롤을 방대한 지역에 적용하는 것은 어려운 일이며 게다가 이와 같이 살아있는 유기체를 장기간에 걸쳐 처리된 지역내에서만 남아 있도록 하는 것은 더욱 어려운 일이다. 더욱 최근에는, 재조합 DNA 기술로 인해, 항미생물성 화합물을 발현시키는 클로닝된 유전자를 식물 세포에 삽입시킬 수 있었다. 그러나, 이러한 기술은 미생물이 익히 공지된 천연의 항미생물성 물질에 대해 언젠가는 내성을 지닐 수도 있다는 우려를 야기한다. 따라서, 단일 유전자를 직접적으로 해독함으로써 식물 세포에 의해 형성될 수 있는 천연의 항미생물성 화합물을 동정하고자 하는 열망이 지속적으로 대두되고 있다.Many fungi and bacteria are pests that seriously damage economically important crops. Various methods have been used to control diseases in plants, and their success and degree vary. One way is to apply antimicrobial chemicals to crops. This method has a number of problems recognized in the art. More recent methods also use biological control organisms ("biocontrols") that are natural competitors or inhibitors of pest organisms. However, it is difficult to apply biocontrol to large areas, and it is even more difficult to keep these living organisms only in the treated areas for a long time. More recently, recombinant DNA technology has allowed the insertion of cloned genes expressing antimicrobial compounds into plant cells. However, this technique raises the concern that microorganisms may someday be resistant to well-known natural antimicrobial substances. Thus, there is a continuing desire to identify natural antimicrobial compounds that can be formed by plant cells by directly deciphering a single gene.

항병원성 및 항미생물성 활성을 갖는 펩타이드가 이미 당해 분야에 공지되어 있기 때문에, 새로운 펩타이드 및 이러한 펩타이드를 암호화하는 DNA 서열을 동정하는 것에 특히 관심이 집중되고 있다. 예를 들면, 포유동물의 디펜신, 세크로핀, 티오닌, 멜리틴, 곤충 디펜신 등을 포함한 동물, 식물, 곤충 및 미생물 공급원으로부터 기원되는, 소위 용해성 펩타이드라 불리는 수많은 펩타이드가 있다.Since peptides with antipathogenic and antimicrobial activity are already known in the art, particular attention has been paid to identifying new peptides and DNA sequences encoding such peptides. For example, there are a number of peptides called soluble peptides that are derived from animal, plant, insect, and microbial sources, including mammalian defensins, cecropins, thionines, melittins, insect defensins, and the like.

항병원성 활성을 갖는 또 다른 부류의 펩타이드는 진균 성장을 방제하는 것으로 공지되어 있는 키티나제 및 β-1,3-글루카나제와 같은 가수분해성 효소이다[참조: Schlumbaum, et al., 1986; Mauch, et al., 1988].Another class of peptides with antipathogenic activity are hydrolytic enzymes such as chitinase and β-1,3-glucanase, which are known to control fungal growth. See Schlumbaum, et al., 1986; Mauch, et al., 1988.

유즙 단백질 락토페린의 효소적 가수분해물이 또한 항미생물 활성을 갖는 것으로 밝혀졌다. 락토페린은 유즙, 눈물 및 점액성 분비물을 포함한, 포유동물에게서 분비되는 대부분의 생물학적 유체에 존재하는 철 결합성 당단백질이다[참조: Brock, J., Arch. Dis. Child. 55:417(1980); Bullen, J. Rev. Infect. Dis. 3:1127(1981)]. 락토페린은 시험관내에서의 세포 성장 촉진, 조혈 작용 조절, 미생물 감염으로부터의 보호 및 면역 조절 특성과 관련되어 왔다. 그러나, 생체내에서의 락토페린의 기능에 대해서는 거의 밝혀진 바가 없다. 세포외 락토페린이 항세균성 및 항바이러스성 활성을 갖는 것으로 보고되었다. 소의 락토페린을 이용한 연구 결과, 돼지의 펩신을 이용한 분해에 의해 생성된 효소적 가수분해물의 항미생물성 활성이 에스케리치아 콜라이(Escherichia coli) 용해물에 대한 완전한 단백질의 활성보다 더 강력한 것으로 밝혀졌다[참조: Tomita, et al., J. Dairy Sci. 74:4137-4142(1991)].Enzymatic hydrolysates of the milk protein lactoferrin have also been found to have antimicrobial activity. Lactoferrin is an iron-binding glycoprotein present in most biological fluids secreted from mammals, including milk, tears, and mucus secretions. Brock, J., Arch. Dis. Child. 55: 417 (1980); Bullen, J. Rev. Infect. Dis. 3: 1127 (1981). Lactoferrin has been associated with promoting cell growth in vitro, regulating hematopoietic action, protection from microbial infections and immunomodulatory properties. However, little is known about the function of lactoferrin in vivo. Extracellular lactoferrin has been reported to have antibacterial and antiviral activity. Studies with bovine lactoferrin have shown that the antimicrobial activity of enzymatic hydrolysates produced by digestion with porcine pepsin is more potent than the activity of complete protein against Escherichia coli lysates [ See Tomita, et al., J. Dairy Sci. 74: 4137-4142 (1991).

락토페린의 항진균성 활성은 또한 사람에게서도 입증되었다. 락토페리신 B에 의한 억제 및 불활성화에 대한 칸디다 알비칸스(Candida albicans)의 감수성을 다음 문헌에서 조사해보았다[참조: Bellamy et al., Med. Microbiol. Immunolog. 182: 97-105(1993)]. 이의 효과는 치사적이어서, 콜로니 형성 능력이 신속하게 상실되는데, 이는 락토페린의 활성 펩타이드가 씨. 알비칸스에 대한 숙주 방어에 강력하게 영향을 미칠 수 있다는 것을 제시해준다.The antifungal activity of lactoferrin has also been demonstrated in humans. The susceptibility of Candida albicans to inhibition and inactivation by lactoferricin B has been investigated in Bellamy et al., Med. Microbiol. Immunolog. 182: 97-105 (1993). Its effect is lethal, so it quickly loses its ability to form colonies, which is the active peptide of lactoferrin. Suggests a strong influence on host defense against albicans.

최근에 식물에서의 락토페린의 항세균성 활성을 시험하기 위하여 사람 락토페린 cDNA를 담배 현탁 세포에서 발현시켰다. 형질전환성(transgenic) 칼루스는 완전한 길이의 락토페린 단백질보다 상당히 더 작은 48kD의 단일 펩타이드를 생산하였다. 형질전환성 담배 칼루스로부터 만든 총 단백질 추출물의 항세균성 활성은 세균의 네 가지 식물병원성 종으로 시험하였을 때 콜로니 형성 단위 감소로 측정한 결과, 시판되고 있는 정제된 락토페린의 항세균성 활성보다 훨씬 더 높은 것으로 나타났다. 형질전환성 칼루스에서는 완전한 길이의 락토페린이 결코 검출되지 않았는데, 이는 락토페린 유전자 생성물이 해독 후 프로세싱을 진행하였다는 것을 암시해준다. 사람 락토페린 유전자가 다량의 완전한 길이의 락토페린을 생산하면서 아스퍼질러스 니둘란스(Aspergillus nidulans)에서 발현되었기 때문에, 완전한 길이의 식물-생산된 락토페린은 적절한 폴딩을 진행하지 않으며 폴딩되지 않은 부분이 분해된다는 학설이 있다. 이와 같이 칼루스에서 항세균성 활성을 나타내는 절단된 단백질이 이의 아미노 또는 카복시-말단인 것으로 동정되었다.Recently, to test the antibacterial activity of lactoferrin in plants, human lactoferrin cDNA was expressed in tobacco suspension cells. Transgenic callus produced a 48kD single peptide significantly smaller than the full length lactoferrin protein. The antibacterial activity of total protein extracts made from transgenic tobacco callus was determined to be in terms of reduced colony forming units when tested with four phytopathogenic species of bacteria, which was much higher than the antibacterial activity of commercially available purified lactoferrin. . In transgenic callus, full-length lactoferrin was never detected, suggesting that the lactoferrin gene product has undergone post-translational processing. Since the human lactoferrin gene was expressed in Aspergillus nidulans while producing large amounts of full-length lactoferrin, the full-length plant-produced lactoferrin does not undergo proper folding and the unfolded portion is degraded. There is this. Thus, a truncated protein that exhibited antibacterial activity in callus was identified as its amino or carboxy-terminus.

본 발명은 질병 내성을 제공하기 위해 식물에서 안전하게 발현될 수 있는 락토페린의 효소적 가수분해물을 제공한다. 락토페린에 대한 합성용 유전자를 포함하는 유전적 작제물을 제조하고 이를 사용하여 형질전환성 질병-내성 식물을 제공한다. 이들 식물에게 질병 내성을 제공하기 위해 상기 식물에서 발현되는 락토페리신을 발현시켜 상기 식물을 형질전환시키는 방법이 또한 기재되어 있다.The present invention provides enzymatic hydrolysates of lactoferrin that can be safely expressed in plants to provide disease resistance. Genetic constructs comprising genes for synthesis of lactoferrin are prepared and used to provide transgenic disease-resistant plants. Also described are methods for transforming such plants by expressing lactoferricin expressed in the plants to provide disease resistance to these plants.

도 1: 우비퀴틴(ubiquitin) 프로모터(15-1995)와 nos 터미네이터(2079-2339)의 조절하에 락토페리신 B 유전자(1995-2079 위치로부터)를 함유하는 플라스미드 pCIB7703.1: Plasmid pCIB7703 containing the lactoferricin B gene (from positions 1995-7979) under the control of the ubiquitin promoter (15-1995) and the nos terminator (2079-2339).

도 2: ubi-SynPat-nos 선별 카셋트(15-2845 위치로부터)를 갖는, pCIB7703과 유사한 플라스미드 pCIB7704.Figure 2: Plasmid pCIB7704, similar to pCIB7703, with the ubi-SynPat-nos selection cassette (from positions 15-2845).

도 3: NptII 함유 플라스미드에 ubi-SynPat-nos--ubi-락토페리신 B-nos 단편을 함유하는 플라스미드 7705.Figure 3: Plasmid 7705 containing ubi-SynPat-nos--ubi-lactoferricin B-nos fragment in an NptII containing plasmid.

도 4: NptII 함유 플라스미드에 ubi-락토페리신 B-nos 단편을 함유하는 플라스미드 7706.4: Plasmid 7706 containing ubi-lactoferricin B-nos fragment in an NptII containing plasmid.

본 발명은 항병원성 활성을 가지고 락토페린의 N-말단 부위에 상응하는 락토페린의 효소적 가수분해물인 락토페리신을 이용하고 있다. 락토페린은 종마다 정확한 아미노산 서열상에는 약간의 차이가 있긴 하지만 상이한 종들 중에서도 구조성 및 작용성 상동성를 갖는 포유동물의 유즙에서 생산되는 단백질이다. 본 발명에서 사용하는데 바람직한 락토페리신으로는 락토페리신 B(소의 락토페리신) 또는 락토페리신 H(사람 락토페리신)가 있다. 락토페리신이 농업 경제적으로 중요한 수많은 병원체의 성장을 억제하고 식물에서 발현될 수 있음으로써 질병 내성을 부여하는 것으로 본 발명에 의해 밝혀졌다. 락토페리신 B(또는 소의 락토페리신)는 완전한 소의 락토페린 서열의 N-말단과 정확한 상동성을 갖는 25개 아미노산 길이의 펩타이드이다:The present invention utilizes lactoferricin, which is an enzymatic hydrolyzate of lactoferrin that has antipathogenic activity and corresponds to the N-terminal portion of lactoferrin. Lactoferrin is a protein produced in the milk of mammals that has structural and functional homology among different species, although there are some differences in exact amino acid sequences from species to species. Preferred lactoferricins for use in the present invention are lactoferricin B (bovine lactoferricin) or lactoferricin H (human lactoferricin). It has been found by the present invention that lactoferricin confers disease resistance by inhibiting the growth of a number of pathogens of agricultural economic importance and by being able to be expressed in plants. Lactoferricin B (or bovine lactoferricin) is a 25 amino acid long peptide with precise homology with the N-terminus of the complete bovine lactoferrin sequence:

Phe-Lys-Cys-Arg-Arg-Trp-Gln-Trp-Arg-Met-Lys-Lys-Leu-Gly-Ala-Pro-Ser-Ile-Thr-Cys-Val-Arg-Arg-Ala-Phe(서열 1)Phe-Lys-Cys-Arg-Arg-Trp-Gln-Trp-Arg-Met-Lys-Lys-Leu-Gly-Ala-Pro-Ser-Ile-Thr-Cys-Val-Arg-Arg-Ala-Phe ( SEQ ID NO: 1

락토페리신 H(또는 사람 락토페리신)는 사람 락토페린의 아미노산 1 내지 33번에 상응하므로 다음과 같은 33개 아미노산 길이의 펩타이드이다:Lactoferricin H (or human lactoferricin) corresponds to amino acids 1-33 of human lactoferrin and is therefore a peptide of 33 amino acids length as follows:

G R R R R S V Q W C A V S Q P E A T K C F Q W Q R N M R K V R G P(서열 2)G R R R R S V Q W C A V S Q P E A T K C F Q W Q R N M R K V R G P (SEQ ID NO: 2)

발현될 경우, 이들 펩타이드는 출발 코돈에 상응하는 N-말단 메티오닌 잔기를 포함할 수 있다.When expressed, these peptides may comprise an N-terminal methionine residue corresponding to the start codon.

이러한 단백질 서열을 바탕으로 하여, 락토페리신 유전자가 식물에서 발현되도록 고안한다. 이러한 합성 유전자의 코돈 사용법은 옥수수 발현된 유전자에서 가장 자주 사용되고 있는 각각의 아미노산에 대한 코돈을 사용함으로서, 단자엽 식물에서의 발현에 가장 효과적으로 사용되도록 한다. 옥수수 코돈 사용 목록이 문헌[참조: Murray, Lotzer 및 Eberle, Nucl. Acids Res. 17, 477-498, 1989]에 기재되어 있다. 또한, 상기 합성 유전자의 코돈 사용법은 EP-A-359 472에 기재된 것과 같은 상이한 방법에 따라서 가장 효과적으로 최적화시킬 수 있다.Based on this protein sequence, the lactoferricin gene is designed to be expressed in plants. The codon usage of these synthetic genes uses codons for each of the amino acids most frequently used in corn expressed genes, making them most effective for expression in monocotyledonous plants. A list of corn codon usage is described in Murray, Lotzer and Eberle, Nucl. Acids Res. 17, 477-498, 1989. In addition, the codon usage of the synthetic gene can be most effectively optimized according to different methods such as those described in EP-A-359 472.

식물 최적화된 락토페리신 B 유전자에 대해 고안된 서열은 다음 암호화 서열을 포함한다:Sequences designed for the plant optimized lactoferricin B gene include the following coding sequences:

5'-TTC-AAG-TGC-CGC-CGC-TGG-CAG-TGG-CGC-ATG-AAG-AAG-CTG-GGC-GCC-CCC-AGC-ATC-ACC-TGC-GTG-CGC-AGG-GCC-TTC-3'(서열 3)5'-TTC-AAG-TGC-CGC-CGC-TGG-CAG-TGG-CGC-ATG-AAG-AAG-CTG-GGC-GCC-CCC-AGC-ATC-ACC-TGC-GTG-CGC-AGG-GCC -TTC-3 '(SEQ ID NO: 3)

정지 코돈(TAA)을 3' 말단에 가할 경우, 상기 서열은 다음과 같다:When a stop codon (TAA) is added at the 3 'end, the sequence is as follows:

5'-TTC-AAG-TGC-CGC-CGC-TGG-CAG-TGG-CGC-ATG-AAG-AAG-CTG-GGC-GCC-CCC-AGC-ATC-ACC-TGC-GTG-CGC-AGG-GCC-TTC-TAA-3'(서열 4)5'-TTC-AAG-TGC-CGC-CGC-TGG-CAG-TGG-CGC-ATG-AAG-AAG-CTG-GGC-GCC-CCC-AGC-ATC-ACC-TGC-GTG-CGC-AGG-GCC -TTC-TAA-3 '(SEQ ID NO: 4)

락토페리신 H 유전자에 대한 식물 최적화된 서열은 다음과 같다:The plant optimized sequence for the lactoferricin H gene is as follows:

5'-GGC-CGC-CGC-CGC-CGC-AGC-GTG-CAG-TGG-TGC-GCC-GTG-AGC-CAG-CCC-GAG-GCC-ACC-AAG-TGC-TTC-CAG-TGG-CAG-CGC-AAC-ATG-CGC-AAG-GTG-CGC-GGC-CCC-5'(서열 5)5'-GGC-CGC-CGC-CGC-CGC-AGC-GTG-CAG-TGG-TGC-GCC-GTG-AGC-CAG-CCC-GAG-GCC-ACC-AAG-TGC-TTC-CAG-TGG-CAG -CGC-AAC-ATG-CGC-AAG-GTG-CGC-GGC-CCC-5 '(SEQ ID NO: 5)

바람직하게는, 메티오닌 출발 코돈과 정지 코돈(TAG)을 가한다. 또한, 코작 컨센서스(Kozak Consensus) 서열로부터의 ACC 서열을 가하여 효율적인 해독이 이루어질 가능성을 증진시킨다. 이로써 다음에 제시된 Met-락토페리신 H 유전자 서열이 생성되며 출발 코돈과 정지 코돈은 밑줄쳐 있다:Preferably, methionine start codon and stop codon (TAG) are added. In addition, ACC sequences from Kozak Consensus sequences are added to enhance the likelihood of efficient translation. This produces the Met-lactoferricin H gene sequence shown below, with the start codon and stop codon underlined:

5'-ACC-ATG-GGC-CGC-CGC-CGC-CGC-AGC-GTG-CAG-TGG-TGC-GCC-GTG-AGC-CAG-CCC-GAG-GCC-ACC-AAG-TGC-TTC-CAG-TGG-CAG-CGC-AAC-ATG-CGC-AAG-GTG-CGC-GGC-CCC-TAG-3'(서열 6)5'-ACC-ATG-GGC-CGC-CGC-CGC-CGC-AGC-GTG-CAG-TGG-TGC-GCC-GTG-AGC-CAG-CCC-GAG-GCC-ACC-AAG-TGC-TTC-CAG -TGG-CAG-CGC-AAC-ATG-CGC-AAG-GTG-CGC-GGC-CCC-TAG-3 '(SEQ ID NO: 6)

락토페리신을 암호화하는 구조성 암호화 서열은, 전사된 RNA의 폴리아데닐화를 유발시키면서 3' 비-해독된 영역과 RNA 서열을 생성시키도록 식물 세포에서 작용할 수 있는 프로모터의 조절하에 식물 세포에서 발현시킨다. 식물이나 식물 세포에서 작용할 수 있는 프로모터, 즉 식물 세포에서 락토페리신과 같이 결합된 구조성 유전자의 발현을 구동시킬 수 있는 프로모터의 예로는 꽃양배추 모자이크 바이러스(CaMV) 19S 또는 35S 프로모터 및 CaMV 이중 프로모터; 노팔린 신타제 프로모터; 병원체-관련된(PR) 단백질 프로모터; 리불로즈 비스포스페이트 카복실라제의 소 아단위(ssuRUBISCO) 프로모터 등이 있다. 벼 악틴 프로모터[참조: McElroy et al., Mol. Gen. Genet. 231:150(1991)], 옥수수 우비퀴틴 프로모터와 같은 우비퀴틴 프로모터[참조: EP 0 342 926; Taylor et al., Plant Cell Rep. 12:491(1993)] 및 담배, 아라비도프시스(Arabidopsis) 또는 옥수수로부터의 Pr-1 프로모터가 바람직하다. 또한, 상기 35S 프로모터 및 문헌[참조: Kay et al., Science 236:1299-1302(1987)]에 기재된 것과 같은 증진된 또는 이중 35S 프로모터, 및 ATCC 40587로서 기탁된 pCGN2113에 클로닝된 이중 35S 프로모터가 바람직하다. 당해 분야에 공지된 방법에 따라, 프로모터 자체를 변형시켜 락토페리신 발현을 증가시키도록 프로모터 세기를 조작할 수 있다.Structural coding sequences encoding lactoferricin are expressed in plant cells under the control of promoters that can act on plant cells to generate 3 'non-translated regions and RNA sequences while inducing polyadenylation of the transcribed RNA. . Examples of promoters capable of acting on plants or plant cells, ie promoters capable of driving the expression of bound structural genes such as lactoferricin in plant cells, include cauliflower mosaic virus (CaMV) 19S or 35S promoters and CaMV dual promoters; Nopaline synthase promoter; Pathogen-associated (PR) protein promoters; SsuRUBISCO promoter of Rebulose bisphosphate carboxylase. Rice actin promoter [McElroy et al., Mol. Gen. Genet. 231: 150 (1991)], ubiquitin promoters such as the corn ubiquitin promoter (see EP 0 342 926; Taylor et al., Plant Cell Rep. 12: 491 (1993) and Pr-1 promoters from tobacco, Arabidopsis or corn. In addition, the 35S promoter and an enhanced or dual 35S promoter as described in Kay et al., Science 236: 1299-1302 (1987), and a double 35S promoter cloned into pCGN2113 deposited as ATCC 40587, desirable. According to methods known in the art, promoter strength can be manipulated to modify the promoter itself to increase lactoferricin expression.

시그날 또는 트랜시트(transit) 펩타이드를 본 발명의 키메라성 DNA 작제물에서 락토페리신 암호화 서열에 융합시켜 발현된 락토페리신 펩타이드가 목적하는 작용 부위로 수송되는 것을 지시할 수 있다. 시그날 펩타이드의 예에는 식물 병원체-관련된 단백질, 예를 들면, PR-1, PR-2 등에 천연적으로 연결된 펩타이드가 포함된다[참조: Payne et al., Plant Mol. Biol. 11:89-94(1988)]. 트랜시트 펩타이드의 예에는 문헌[참조: Von Heijne et al., Plant Mol. Biol. Rep. 9:104-126(1991); Mazur et al., Plant Physiol. 85:1110(1987); Vorst et al., Gene 65:59(1988)]에 기재된 바와 같은 엽록체 트랜시트 펩타이드, 및 문헌[참조: Boutry et al., Nature 328:340-342(1987)]에 기재된 바와 같은 미토콘드리아의 트랜시트 펩타이드가 포함된다. 이들 문헌의 관련 내용 전문이 본원에 참조문헌으로 삽입되어 있다. 세포질성 발현의 경우에는 메티오닌 출발 코돈을 가한다.Signal or transit peptides can be fused to the lactoferricin coding sequence in the chimeric DNA constructs of the invention to direct that the expressed lactoferricin peptide is transported to the site of action of interest. Examples of signal peptides include peptides that are naturally linked to plant pathogen-associated proteins such as PR-1, PR-2, and the like. See Payne et al., Plant Mol. Biol. 11: 89-94 (1988). Examples of transcit peptides are described in Von Heijne et al., Plant Mol. Biol. Rep. 9: 104-126 (1991); Mazur et al., Plant Physiol. 85: 1110 (1987); Chloroplast Transcript Peptides as described in Vorst et al., Gene 65:59 (1988), and mitochondria as described in Boutry et al., Nature 328: 340-342 (1987). Peptides are included. The full text of these documents is incorporated herein by reference. For cytoplasmic expression, methionine start codon is added.

본 발명의 키메라성 DNA 작제물(들)은 프로모터의 다중 복사물이나 락토페리신 구조 유전자의 다중 복사물을 함유할 수 있다. 또한, 이러한 작제물(들)은 마커에 대한 암호화 서열과 시그날 또는 트랜시트 펩타이드와 같은 기타 펩타이드에 대한 암호화 서열을 포함할 수 있는데, 이들 각각은 DNA 분자에서 다른 작용성 요소들과 함께 적당한 판독 프레임내에 있다. 이러한 작제물의 제조는 당업자에게는 통상적인 수준이다.The chimeric DNA construct (s) of the invention may contain multiple copies of the promoter or multiple copies of the lactoferricin structural genes. In addition, such construct (s) may include coding sequences for markers and coding sequences for other peptides, such as signal or transpeptide peptides, each of which may be combined with other functional elements in the DNA molecule in a suitable reading frame. Is in. Preparation of such constructs is routine to those skilled in the art.

유용한 마커에는 제초제, 항생제 또는 약물 내성, 예를 들면, 하이그로마이신, 카나마이신, G418, 젠타마이신, 린코마이신, 메토트렉세이트, 글리포세이트, 포스피노트리신 등에 대한 내성을 제공하는 펩타이드가 있다. 이들 마커를 사용하여 형질전환되지 않은 세포로부터 본 발명의 키메라성 DNA 작제물로 형질전환된 세포를 선별할 수 있다. 기타 유용한 마커는 가시적 반응, 예를 들면, 색 반응에 의해 용이하게 검출할 수 있는 펩타이드성 효소, 예를 들면, 루시퍼라제, β-글루쿠로니다제 또는 β-갈락토시다제이다.Useful markers include peptides that provide resistance to herbicides, antibiotics or drug resistance, such as hygromycin, kanamycin, G418, gentamicin, lincomycin, methotrexate, glyphosate, phosphinothricin, and the like. These markers can be used to select cells transformed with the chimeric DNA constructs of the invention from untransformed cells. Other useful markers are peptidic enzymes, such as luciferase, β-glucuronidase or β-galactosidase, which can be easily detected by visual reactions such as color reactions.

형질전환성 식물은,Transgenic plants,

(a) 본 발명에 따르는 재조합 DNA 분자를 식물 세포의 게놈에 삽입시키고;(a) inserting a recombinant DNA molecule according to the invention into the genome of a plant cell;

(b) 형질전환된 식물 세포를 수득하고;(b) obtaining transformed plant cells;

(c) 이로부터, 질병으로부터의 손상을 감소시키는데 유효한 양의 락토페리신을 발현시키는 형질전환성 식물을 재생시킴으로써 수득한다.(c) therefrom obtained by regenerating a transgenic plant that expresses an amount of lactoferricin effective to reduce damage from disease.

재조합 DNA 분자를 익히 공지된 수많은 방법으로 식물 세포에 도입할 수 있다. 당해 분야의 숙련인은 형질전환시키고자 하는 식물의 유형, 즉 단자엽 식물인지 쌍자엽 식물인지에 따라서 이러한 도입 방법을 선택할 수 있다는 사실을 인지할 것이다. 식물 세포를 형질전환시키는데 적합한 방법으로는 현미주사법[참조: Crossway et al., Bio Techniques 4:320-334(1986)], 전기천공법[참조: Riggs et al., Proc. Natl. Sci. USA 83:5602-5606(1986)], 아그로박테륨(Agrobacterium) 매개 형질전환법[참조: Hinchee et al., Biotechnology 6:915-921(1988)], 직접적인 유전자 전달법[참조: Paszkowski et al., EMBO J. 3:2717-2722(1984)], 및 아그라세투스, 인코포레이티드(Agracetus, Inc., Madison, Wisconsin) 및 듀퐁, 인코포레이티드(Dupont, Inc., Wilmington, Delaware)로부터 시판되고 있는 장치를 사용한 탄도(ballistic) 입자 가속법[참조: Sanford et al., 미국 특허 제4,945,050호; 및 McCabe et al., Biotechnology 6:923-926(1988)]이 있다. 또한, 문헌[Weissinger et al., Annual Rev. Genet. 22:421-477(1988); Sanford et al., Particulate Science and Technology 5:27-37(1987)(양파); Christou et al., Plant Physiol. 87:671-674(1988)(대두); McCabe et al., Bio/Technology 6:923-926(1988)(대두); Datta et al., Bio/Technology 8:736-740(1990)(벼); Klein et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 85:4305-4309(1988)(옥수수); Klein et al., Bio/Technology 6:559-563(1988)(옥수수); Klein et al., Plant Physiol. 91:440-444(1988)(옥수수); Fromm et al., Bio/Technology 8:833-839(1990); 및 Grodon-Kamm et al., Plant Cell 2:603-618(1990)(옥수수)]을 참조할 수 있다.Recombinant DNA molecules can be introduced into plant cells in a number of well known ways. Those skilled in the art will recognize that this method of introduction can be selected according to the type of plant to be transformed, i.e. monocot or dicotyledonous plant. Suitable methods for transforming plant cells include microscopy (Crossway et al., Bio Techniques 4: 320-334 (1986)), electroporation (Riggs et al., Proc. Natl. Sci. USA 83: 5602-5606 (1986)], Agrobacterium mediated transformation methods (Hinchee et al., Biotechnology 6: 915-921 (1988)), direct gene transfer methods [Paszkowski et al. , EMBO J. 3: 2717-2722 (1984), and Agratus, Inc., Madison, Wisconsin and Dupont, Inc., Wilmington, Delaware Ballistic particle acceleration using a device commercially available from Sanford et al., US Pat. No. 4,945,050; And McCabe et al., Biotechnology 6: 923-926 (1988). In addition, Weissinger et al., Annual Rev. Genet. 22: 421-477 (1988); Sanford et al., Particulate Science and Technology 5: 27-37 (1987) (onion); Christou et al., Plant Physiol. 87: 671-674 (1988) (soybeans); McCabe et al., Bio / Technology 6: 923-926 (1988) (soy); Datta et al., Bio / Technology 8: 736-740 (1990) (rice); Klein et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 85: 4305-4309 (1988) (corn); Klein et al., Bio / Technology 6: 559-563 (1988) (corn); Klein et al., Plant Physiol. 91: 440-444 (1988) (corn); Fromm et al., Bio / Technology 8: 833-839 (1990); And Grodon-Kamm et al., Plant Cell 2: 603-618 (1990) (corn).

발현 카셋트에 사용된 프로모터의 선별은 형질전환성 식물에서의 형질전환 유전자(transgene)의 공간적 및 시간적 발현 양상을 결정할 것이다. 선별된 프로모터는 특정한 세포 유형(예: 잎 상피 세포, 엽육 세포, 근 피질 세포) 또는 특정한 조직 또는 기관(예를 들면, 뿌리, 잎 또는 꽃)에서 형질전환 유전자를 발현할 것이며 이러한 선별은 형질전환 유전자의 목적하는 발현 위치를 반영할 것이다. 또한, 상기 선별된 프로모터가 광-유도되거나 시간적으로 조절된 기타 프로모터하에서 상기 유전자의 발현을 구동시킬 수 있다. 추가의 대안은 선별된 프로모터가 화학적으로 조절된다는 것이다. 이로써, 목적하는 경우 및 화학적 유도인자로의 처리에 의해 야기된 경우에만 상기 형질전환 유전자의 발현을 유도할 수 있게 해준다.Selection of the promoter used in the expression cassette will determine the spatial and temporal expression profile of the transgene in the transgenic plant. Selected promoters will express the transgene in a specific cell type (e.g. leaf epithelial cells, lobe cells, myocortical cells) or in a particular tissue or organ (e.g. root, leaf or flower) and this selection will result in the transformation It will reflect the desired expression site of the gene. In addition, the selected promoter can drive the expression of the gene under other promoters that are photo-induced or temporally regulated. A further alternative is that the selected promoter is chemically regulated. This makes it possible to induce the expression of the transgene only when desired and when caused by treatment with chemical inducers.

각종 전사 터미네이터를 발현 카셋트에 사용할 수 있다. 이들은 형질전환 유전자를 벗어난 전사의 종결과 이의 정확한 폴리아데닐화와 관련이 있다. 식물에서 작용하는 것으로 공지되어 있는 적당한 전사 터미네이터로는 CaMV 35S 터미네이터, tml 터미네이터, 노팔린 신타제 터미네이터, pea rbcS E9 터미네이터가 있다. 이들은 단자엽식물강과 쌍자엽식물강 모두에 사용할 수 있다.Various transcription terminators can be used in the expression cassette. These are associated with the termination of transcription beyond the transgene and its precise polyadenylation. Suitable transcriptional terminators known to function in plants include the CaMV 35S terminator, the tml terminator, the nopaline synthase terminator, and the pea rbcS E9 terminator. They can be used for both monocotyledonous and dicotyledonous steels.

전사 단위내로부터의 유전자 발현을 증진시키는 수많은 서열이 밝혀졌으며 이들 서열을 본 발명의 유전자와 연계하여 사용하여 형질전환성 식물에서의 이들의 발현을 증가시킬 수 있다.Numerous sequences have been found that enhance gene expression from within a transcription unit and these sequences can be used in conjunction with the genes of the invention to increase their expression in transgenic plants.

각종 인트론 서열은 특히 단자엽식물강 세포에서 발현을 증진시키는 것으로 밝혀졌다. 예를 들면, 옥수수 Adh1 유전자의 인트론은 옥수수 세포로의 도입시 상기 야생형 유전자와 동종의 프로모터하에서 상기 야생형 유전자의 발현을 상당히 증진시키는 것으로 밝혀졌다. 인트론 1이 특히 효과적이고 클로람페니콜 아세틸트랜스퍼라제 유전자와의 융합 작제물에서의 발현을 증진시키는 것으로 밝혀졌다[참조: Callis et al., Genes Develop. 1:1183-1200(1987)]. 동일한 실험 시스템에서는, 옥수수 bronze 1 유전자로부터의 인트론이 발현을 증진시키는데 있어서 유사한 효과를 가지고 있다[Callis et al., 상기 참조]. 인트론 서열을 전형적으로 비-해독된 리더내에서 식물 형질전환용 벡터에 통상적으로 삽입하였다.Various intron sequences have been found to enhance expression, particularly in monocotyledonous cells. For example, introns of maize Adh1 gene have been found to significantly enhance the expression of the wild type genes under promoters homologous to the wild type genes upon introduction into maize cells. Intron 1 has been shown to be particularly effective and enhance expression in fusion constructs with the chloramphenicol acetyltransferase gene. See Callis et al., Genes Develop. 1: 1183-1200 (1987). In the same experimental system, introns from the corn bronze 1 gene have similar effects in enhancing expression (Callis et al., Supra). Intron sequences are typically inserted into plant transformation vectors, typically in a non-translated leader.

바이러스로부터 유래된 수많은 비-해독된 리더 서열이 또한 발현을 증진시키는 것으로 공지되어 있으며 이들은 쌍자엽식물강 세포에 특히 유효하다. 구체적으로, 담배 모자이크 바이러스(TMV, "W-서열"), 옥수수 반엽성 반상 바이러스(MCMV) 및 알팔파 모자이크 바이러스(AMV)가 발현 증진에 효과적인 것으로 밝혀졌다[참조: 예를 들면, Gallie et al., Nucl. Acids Res. 15:8693-8711(1987); Skuzeski et al., Plant Molec. Biol. 15:65-79(1990)].Numerous non-translated leader sequences derived from viruses are also known to enhance expression and are particularly effective for dicotyledonous cells. Specifically, tobacco mosaic virus (TMV, "W-sequence"), maize haploid virus (MCMV) and alfalfa mosaic virus (AMV) have been shown to be effective in enhancing expression. See, for example, Gallie et al. , Nucl. Acids Res. 15: 8693-8711 (1987); Skuzeski et al., Plant Molec. Biol. 15: 65-79 (1990).

유전자 생성물을 표적화하기 위한 각종 기전이 식물에 존재하는 것으로 공지되어 있으며 이들 기전의 작용을 조절하는 서열이 어느 정도 상세하게 확인되었다. 예를 들면, 유전자 생성물을 엽록체에 대해 표적화하는 것은 각종 단백질의 아미노 말단에 발견되고 엽록체 도입 동안에 성숙한 단백질을 생성시키면서 절단되는 시그날 서열에 의해 조절된다[참조: Comai et al., J. Biol. Chem. 263:15104-15109(1988)]. 이들 시그날 서열을 이종 유전자 생성물에 융합시켜 이종 생성물이 엽록체에 도입되도록 할 수 있다[참조: van den Broeck et al., Nature 313:358-363(1985)]. 적당한 시그날 서열을 암호화하는 DNA를 RUBISCO 단백질, CAB 단백질, EPSP 신타제 효소, GS2 단백질 및 엽록체 국재화되는 것으로 공지된 기타 많은 단백질을 암호화하는 cDNA의 5' 말단으로부터 분리시킬 수 있다.Various mechanisms for targeting gene products are known to exist in plants and sequences that regulate the action of these mechanisms have been identified in some detail. For example, targeting gene products to chloroplasts is regulated by signal sequences that are found at the amino terminus of various proteins and are cleaved during generation of chloroplasts to produce mature proteins. Comai et al., J. Biol. Chem. 263: 15104-15109 (1988). These signal sequences can be fused to the heterologous gene product to allow the heterologous product to be introduced into the chloroplasts (van den Broeck et al., Nature 313: 358-363 (1985)). DNA encoding the appropriate signal sequence can be isolated from the 5 'end of the cDNA encoding RUBISCO protein, CAB protein, EPSP synthase enzyme, GS2 protein and many other proteins known to be chloroplast localized.

기타 유전자 생성물을 미토콘드리아 및 페록시솜과 같은 기타 소기관에 국재화시킨다[참조: Unger et al., Plant Molec. Biol. 13:411-418(1989)]. 이들 생성물을 암호화하는 cDNA를 조작하여 이종 유전자 생성물이 이들 소기관에 대해 표적화하도록 할 수 있다. 이러한 서열의 예는 미토콘드리아에 대한 핵-암호화된 ATP아제 및 특정한 아스파르테이트 아미노 트랜스퍼라제 이소포름이다. 세포내 단백질 체에 대한 표적화가 문헌[참조: Rogers et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82:6512-6516(1985)]에 기재되어 있다.Other gene products are localized to other organelles such as mitochondria and peroxysomes. See Unger et al., Plant Molec. Biol. 13: 411-418 (1989). CDNAs encoding these products can be engineered to allow heterologous gene products to target these organelles. Examples of such sequences are nuclear-encoded ATPases for mitochondria and specific aspartate amino transferase isoforms. Targeting to intracellular protein bodies is described by Rogers et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82: 6512-6516 (1985).

또한, 유전자 생성물이 다른 세포 구획에 대해 표적화하도록 하는 서열이 확인되었다. 아미노 말단 서열이 ER, 아포플라스트(apoplast), 및 알류론 세포로부터의 세포외 분비물에 대한 표적화에 관여하고 있다[참조: Koehler & Ho. Plant Cell 2:769-783(1990)]. 부가적으로, 아미노 말단 서열은 카복시 말단 서열과 연계해서 유전자 생성물의 액포성 표적화에 관여하고 있다[참조: Shinshi et al., Plant Molec. Biol. 14:357-368(1990)].In addition, sequences have been identified that allow gene products to target different cell compartments. The amino terminal sequence is involved in targeting to extracellular secretions from ER, apoplasts, and alleron cells. Koehler & Ho. Plant Cell 2: 769-783 (1990). In addition, amino terminal sequences are involved in the vacumetric targeting of gene products in conjunction with carboxy terminal sequences. Shinshi et al., Plant Molec. Biol. 14: 357-368 (1990).

상기 언급된 적당한 표적화 서열을 관심있는 형질전환 유전자 서열에 융합시킴으로써, 형질전환 유전자 생성물을 어떠한 소기관 또는 세포 구획으로 지시하는 것도 가능하다. 엽록체 표적화의 경우에는, 예를 들면, RUBISCO 유전자, CAB 유전자, EPSP 신타제 유전자 또는 GS2 유전자로부터의 엽록체 시그날 서열을 동일한 프레임에서 형질전환 유전자의 아미노 말단 ATG에 융합시킨다. 이와 같이 선별된 시그날 서열은 공지된 절단 부위를 포함해야 하고 작제된 융합물은 절단에 필요한 절단 부위 다음에 존재하는 어떠한 아미노산도 고려해야 한다. 몇몇 경우에 있어서, 이러한 요구 사항은 소수의 아미노산을 절단 부위와 형질전환 유전자 ATG 사이에 부가시키거나 형질전환 유전자 서열내의 몇몇 아미노산을 대체시킴으로써 충족시킬 수 있다. 엽록체 도입을 위해 작제된 융합물을 대상으로 하여, 시험관내 전사된 작제물의 시험관내 해독에 의한 엽록체 흡수 효능에 대해 시험한 다음, 문헌[참조: Bartlett et al., In: Edelmann et al.(Eds.) Methods in Chloroplast Molecular Biology, Elsevier. pp 1081-1091(1982); Wasmann et al., Mol. Gen. Genet. 205:446-453(1986)]에 기재된 기술을 이용하여 시험관내 엽록체 흡수 효능에 대해 시험할 수 있다. 이들 작제 기술은 당해 분야에 익히 공지되어 있고 미토콘드리아와 페록시솜에도 동등하게 적용할 수 있다. 형질전환 유전자의 발현에 요구될 수 있는 표적화의 선택은 소정의 경로에 대한 출발 지점으로서 요구된 전구체의 세포내 위치 설정에 따라 좌우될 것이다. 이는 통상적으로 세포질성 또는 엽록체성일 것이지만, 몇몇 경우에서는 미토콘드리아성 또는 페록시솜성일 수 있다. 형질전환 유전자 발현 생성물은 통상적으로 ER, 아포플라스트 또는 액포에 대한 표적화를 필요로 하지 않을 것이다.By fusing the appropriate targeting sequence mentioned above to the transgene sequence of interest, it is also possible to direct the transgene product to any organelle or cell compartment. In the case of chloroplast targeting, for example, chloroplast signal sequences from the RUBISCO gene, CAB gene, EPSP synthase gene or GS2 gene are fused to the amino terminal ATG of the transgene in the same frame. The signal sequence thus selected should comprise a known cleavage site and the constructed fusion should take into account any amino acids present after the cleavage site necessary for cleavage. In some cases, this requirement can be met by adding a few amino acids between the cleavage site and the transgene ATG or replacing some amino acids in the transgene sequence. Fusions constructed for chloroplast introduction were tested for the efficacy of chloroplast uptake by in vitro detoxification of in vitro transcribed constructs, followed by Bartlett et al., In: Edelmann et al. Eds.) Methods in Chloroplast Molecular Biology, Elsevier. pp 1081-1091 (1982); Wasmann et al., Mol. Gen. Genet. 205: 446-453 (1986), can be used to test for in vitro chloroplast uptake efficacy. These construction techniques are well known in the art and are equally applicable to mitochondria and peroxysomes. The choice of targeting that may be required for the expression of the transgene will depend on the intracellular positioning of the required precursor as a starting point for a given pathway. It will typically be cytoplasmic or chloroplast, but in some cases may be mitochondrial or peroxysomal. Transgene expression products will typically not require targeting for ER, apoplasts or vacuoles.

상기 언급된 세포내 표적화에 대한 기전을 이들의 동종의 프로모터와 연계할 뿐 아니라 이종 프로모터와도 연계하여 활용하여, 표적화 시그날을 구동시키는 프로모터의 발현 양상과 상이한 발현 양상을 나타내는 프로모터의 전사적 조절하에서 특정한 세포 표적화 목적을 달성할 수 있다.The above-mentioned mechanisms for intracellular targeting are utilized not only in connection with their homologous promoters, but also in conjunction with heterologous promoters, under specific transcriptional control of promoters that exhibit different expression patterns than those of the promoter driving the targeting signal. Cell targeting purposes can be achieved.

쌍자엽 식물강에 대한 형질전환 기술은 당해 분야에 익히 공지되어 있고 이의 예로는 아그로박테륨을 요구하지 않는 아그로박테륨-기재 기술이 있다. 비-아그로박테륨 기술은 외인성 유전적 물질을 원형질체 또는 세포에 의해 직접적으로 흡수시키는 것을 포함한다. 이는 PEG 또는 전기천공법 매개된 흡수, 입자 충격-매개된 운반 또는 현미 주사법에 의해 수행할 수 있다. 이들 기술의 예가 문헌[참조: Paszkowski et al., EMBO J. 3:2717-2722(1984); Portykus et al., Mol. Gen. Genet. 199:169-177(1985); Reich et al., Biotechnology 4:1001-1004(1986) 및 Klein et al., Nature 327:70-73(1987)]에 기재되어 있다. 각 경우에 있어서, 형질전환된 세포를 당해 분야에 공지된 표준 기술을 이용하여 완전한 식물로 재생시킬 수 있다.Transformation techniques for dicotyledonous plant ganglia are well known in the art and examples thereof are Agrobacterium-based techniques that do not require Agrobacterium. Non-Agrobacterium technology involves the direct uptake of exogenous genetic material by protoplasts or cells. This can be done by PEG or electroporation mediated absorption, particle impact-mediated delivery or microscopic injection. Examples of these techniques are described in Paszkowski et al., EMBO J. 3: 2717-2722 (1984); Portykus et al., Mol. Gen. Genet. 199: 169-177 (1985); Reich et al., Biotechnology 4: 1001-1004 (1986) and Klein et al., Nature 327: 70-73 (1987). In each case, the transformed cells can be regenerated into complete plants using standard techniques known in the art.

아그로박테륨 매개된 형질전환법이 쌍자엽 식물강을 형질전환시키는데 바람직한 기술인데, 이는 상기 방법이 고도의 형질전환 효율을 나타내며 상이한 많은 종에서 광범위하게 사용되기 때문이다. 아그로박테륨에 의해 통상 형질전환될 수 있는 많은 농작물 종에는 담배, 토마토, 해바라기, 면, 평지종자유, 감자, 대두, 알팔파 및 포플라가 포함된다[참조: EP 0 317 511(면); EP 0 249 432(토마토; Calgene); WO 87/07299(유채; Calgene); 미국 특허 제4,795,855호(포플라)]. 아그로박테륨 형질전환법은 전형적으로 관심있는 외래 DNA를 수반하는 2원성 벡터를, 공존하는 Ti 플라스미드상에서 또는 염색체의 숙주 아그로박테륨 균주[예를 들면, pCIB200 및 pCIB2001에 대한 균주 CIB542(참조: Uknes et al., Plant Cell 5:159-169(1993)]에 의해 수반된 vir 유전자의 보체에 의존적일 수 있는 적당한 아그로박테륨 균주에 전이시키는 것을 포함한다. 재조합 2원성 벡터를 아그로박테륨에 전이시키는 것은 이러한 재조합 2원성 벡터를 수반하는 이. 콜라이, 즉 pRK2013과 같은 플라스미드를 수반하고 재조합 2원성 벡터를 표적 아그로박테륨 균주에 고정화시킬 수 있는 헬퍼 이. 콜라이 균주를 사용하여 3쌍 부모 교배법에 의해 수행한다. 또 다른 방법으로는, 상기 재조합 2원성 벡터를 DNA 형질전환에 의해 아그로박테륨에 전이시킬 수 있다[참조: Hofgen & Willmitzer, Nucl. Acids Res. 16:9877(1988)].Agrobacterium mediated transformation is the preferred technique for transforming dicotyledonous plant cavities because it exhibits high transformation efficiency and is widely used in many different species. Many crop species that can normally be transformed with Agrobacterium include tobacco, tomatoes, sunflower, cotton, rapeseed oil, potatoes, soybeans, alfalfa and poplars (see EP 0 317 511 (cotton)); EP 0 249 432 (tomato; Calgene); WO 87/07299 (rapeseed; Calgene); US Patent No. 4,795,855 (Poplar). Agrobacterium transformation typically involves a binary vector carrying the foreign DNA of interest, either on coexisting Ti plasmids or strain CIB542 against host Agrobacterium strains of the chromosome [eg, pCIB200 and pCIB2001 (see Uknes). et al., Plant Cell 5: 159-169 (1993)] to transfer to a suitable Agrobacterium strain that may be dependent on the complement of the vir gene. Three-pair parental hybridization using a helper E. coli strain carrying an E. coli carrying this recombinant binary vector, ie a plasmid such as pRK2013 and immobilizing the recombinant binary vector to the target Agrobacterium strain Alternatively, the recombinant binary vector can be transferred to Agrobacterium by DNA transformation. Hofgen & Wil lmitzer, Nucl.Acids Res. 16: 9877 (1988).

재조합 아그로박테륨에 의해 표적 식물 종을 형질전환시키는 것은 통상적으로 아그로박테륨을 식물로부터의 체외이식물과 함께 공동 배양하는 것을 포함하며 당해 분야에 익히 공지된 프로토콜을 수행한다. 형질전환된 조직을 2원성 플라스미드 T-DNA 경계 사이에 존재하는 항생제 또는 제초제 내성 마커를 수반하는 선별 가능한 배지 상에서 재생시킨다.Transformation of the target plant species by recombinant Agrobacterium typically involves co-culturing Agrobacterium with explants from the plant and performs protocols well known in the art. Transformed tissue is regenerated on selectable media with antibiotic or herbicide resistance markers present between the binary plasmid T-DNA boundaries.

대부분의 단자엽식물강 종의 형질전환 역시 본 발명에서는 통상적인 것이다. 바람직한 기술로는 PEG 또는 전기천공 기술을 이용하고 칼루스 조직에 입자 충격을 가함으로써 유전자를 원형질체에 직접적으로 전이시키는 기술이 있다. 단일 DNA 종 또는 다수의 DNA 종(즉, 공동-형질전환)을 이용하여 형질전환을 진행시킬 수 있는데, 이들 기술 모두가 본 발명에서 사용하기에 적합하다. 공동-형질전환은 복잡한 벡터 작제를 피할 수 있게 해 주고 관심있는 유전자와 선별 가능한 마커에 대한 연결되지 않은 부위를 갖는 형질전환성 식물을 발생시키는 이점을 지닐 수 있는데, 이러한 선별 가능한 마커는 다음 세대에서 제거될 수 있으며 이는 바람직한 것으로 간주되어야 한다. 그러나, 공동-형질전환의 단점은 별개의 DNA 종을 게놈내로 통합시키는 빈도가 100% 미만이라는 것이다[참조: Schocher et al. Biotechnology 4:1093-1096(1986)].Transformation of most monocotyledonous species is also common in the present invention. Preferred techniques include the direct transfer of genes to protoplasts using PEG or electroporation techniques and impact particles on callus tissue. Transformation can be carried out using a single DNA species or multiple DNA species (ie, co-transformation), all of which techniques are suitable for use in the present invention. Co-transformation can have the advantage of avoiding complex vector construction and generating transgenic plants with unlinked sites for the genes of interest and selectable markers, which can be removed in the next generation. It should be considered as desirable. However, a disadvantage of co-transformation is that the frequency of integrating distinct DNA species into the genome is less than 100%. Schocher et al. Biotechnology 4: 1093-1096 (1986).

특허 출원 EP 0 292 435, EP 0 392 225 및 WO 93/07278에는 옥수수의 엘리트 동계교배된 세포주로부터 칼루스 및 원형질체를 제조하는 기술, PEG 또는 전기천공을 이용하여 원형질체를 형질전환시키는 기술, 및 형질전환된 원형질체로부터 옥수수 식물을 재생시키는 기술이 기재되어 있다. 문헌[참조: Gordon-Kamm et al., Plant Cell 2:603-618(1990) 및 Fromm et al., Biotechnology 8:833-839(1990)]에는 입자 충격을 이용하여 A188-유래된 옥수수 주를 형질전환시키는 기술이 보고되었다. 더욱이, 문헌[참조: WO 93/07278 및 Koziel et al., Biotechnology 11:194-200(1993)]에는 입자 충격에 의해 옥수수의 엘리트 동계교배된 세포주를 형질전환시키는 기술이 기재되어 있다. 이러한 기술은 수분시킨지 14일 내지 15일 후에 옥수수 열매로부터 절단된 1.5 내지 2.5mm 길이의 미성숙 옥수수 배아와 충격용 PDS-1000He 바이오리스틱스(Biolistics) 장치를 이용하고 있다.Patent applications EP 0 292 435, EP 0 392 225 and WO 93/07278 describe the preparation of callus and protoplasts from elite co-crossed cell lines of corn, the technique of transforming protoplasts using PEG or electroporation, and transformation Techniques for regenerating corn plants from isolated protoplasts have been described. Gordon-Kamm et al., Plant Cell 2: 603-618 (1990) and Fromm et al., Biotechnology 8: 833-839 (1990) describe the use of particle bombardment to identify A188-derived corn strains. Transformation techniques have been reported. Furthermore, WO 93/07278 and Koziel et al., Biotechnology 11: 194-200 (1993) describe techniques for transforming elite co-crossed cell lines of maize by particle bombardment. The technique uses 1.5-2.5 mm long immature corn embryos cut from corn fruit 14-14 days after pollination and a PDS-1000He Bioolistics device for impact.

벼의 형질전환은 원형질체 또는 입자 충격을 이용하는 직접적인 유전자 전이 기술에 의해 수행할 수도 있다. 원형질체-매개된 형질전환법은 자포니카(Japonica)-유형과 인디카(Indica)-유형에 대해 기재되어 있다[참조: Zhang et al., Plant Cell Rep 7:379-384(1988); Shimamoto et al., Nature 338:274-277(1989); Datta et al., Biotechnology 8:736-740(1990)]. 양 유형은 또한 입자 충격을 이용하여 통상적으로 형질전환시킬 수 있다[참조: Christou et al., Biotechnology 9:957-962(1991)].Transformation of rice can also be performed by direct gene transfer techniques using protoplasts or particle bombardment. Protoplast-mediated transformation methods are described for the Japonica-type and the Indica-type (Zhang et al., Plant Cell Rep 7: 379-384 (1988); Shimamoto et al., Nature 338: 274-277 (1989); Datta et al., Biotechnology 8: 736-740 (1990). Both types can also be conventionally transformed using particle bombardment (Christou et al., Biotechnology 9: 957-962 (1991)).

특허원 EP 0 332 581에는 포이데애(Pooideae) 원형질체의 발생, 형질전환 및 재생에 대한 기술이 기재되어 있다. 이들 기술은 닥틸리스(Dactylis) 및 밀과 같은 포이데애의 형질전환을 가능케 해준다. 또한, 유형 C 장기간 재생 가능한 칼루스의 세포내로 입자 충격을 사용하는 밀 형질전환법이 문헌[참조: Vasil et al., Biotechnology 10:667-674(1992)]에 기재되어 있고 또한 미성숙 배아와 미성숙 배아 유도된 칼루스의 입자 충격을 사용하는 밀 형질전환법이 문헌[참조; Vasil et al., Biotechnology 11:1553-1558(1993) 및 Weeks et al., Plant Physiol. 102:1077-1084(1993)]에 기재되어 있다. 그러나, 밀 형질전환에 바람직한 기술은 미성숙 배아의 입자 충격에 의해 밀을 형질전환시키는 것과 연관이 있으며 유전자 운반에 앞서 고 슈크로즈 또는 고 말토즈 단계를 포함한다. 충격에 앞서, 어떠한 수의 배아(0.75 내지 1mm 길이)도 암실에서 진행되도록 하는 체세포 배아를 유도하기 위해서 3mg/ℓ 2,4-D 및 3% 슈크로즈를 갖는 MS 배지[참조: Murashige & Skoog, Physiologia Plantarum 15:473-497(1962)] 상에 도말한다. 충격일을 선택하여 배아를 상기 유도용 배지로부터 꺼내고 이를 오스모티쿰(osmoticum: 즉, 목적하는 농도, 전형적으로는 15%로 가해진 슈크로즈 또는 말토즈를 갖는 유도용 배지) 상에 도말한다. 상기 배아를 2 내지 3시간 동안 원형질 용해시킨 다음 충격을 가한다. 표적 플레이트당 20개의 배아가 전형적이긴 하지만, 결정적인 것은 아니다. 적당한 유전자-운반 플라스미드(예: pCIB3064 또는 pSG35)를 표준 공정을 사용하여 미세역가 사이즈 골드 입자 상으로 침전시킨다. 각각의 배아 플레이트를 표준 80메쉬 스크린을 사용하여 대략 1000psi의 폭발 압력을 이용하는 듀퐁 바이오리스틱스 헬륨 장치를 사용하여 싹이 나도록 한다. 충격을 가한 후, 상기 배아를 암실에 다시 갖다 놓고 약 24시간 동안 복구시킨다(오스모티쿰 상에서 지속적으로 수행함). 24시간 후, 상기 배아를 오스모티쿰으로부터 꺼내고 이를 유도용 배지에 다시 갖다 놓고 재생시키기 전에 약 1개월 동안 둔다. 대략 1개월 후에, 배형성 칼루스가 발생된 배아 조직 배양물을, 적절한 선별제(pCIB3064의 경우에는 10mg/ℓ 바스타 및 pSOG35의 경우에는 2mg/ℓ 메토트렉세이트)를 추가로 함유하는 재생 배지(MS + 1mg/ℓ NAA, 5mg/ℓ GA)에 옮긴다. 대략 1개월 후에, 발생된 어린 가지를 절반 농도의 MS, 2% 슈크로즈 및 동일한 농도의 선별제를 함유한 "GA7s"로서 공지된 보다 큰 멸균 용기에 옮긴다.Patent application EP 0 332 581 describes a technique for the generation, transformation and regeneration of Poidee protoplasts. These techniques allow the transformation of poideae such as Dactylis and wheat. In addition, wheat transformation using particle bombardment into cells of type C prolonged regenerative callus is described in Vasil et al., Biotechnology 10: 667-674 (1992), and also in immature and immature embryos. Wheat transformation methods using particle bombardment of induced callus are described in the literature; Vasil et al., Biotechnology 11: 1553-1558 (1993) and Weeks et al., Plant Physiol. 102: 1077-1084 (1993). However, a preferred technique for wheat transformation involves the transformation of wheat by particle bombardment of immature embryos and includes a high sucrose or high maltose step prior to gene transfer. Prior to impact, MS medium with 3 mg / L 2,4-D and 3% sucrose to induce somatic embryos, allowing any number of embryos (0.75-1 mm long) to proceed in the dark [Murashige & Skoog, Physiologia Plantarum 15: 473-497 (1962). The impact days are selected and the embryos are removed from the induction medium and plated onto osmoticum (ie, induction medium with sucrose or maltose added at the desired concentration, typically 15%). The embryos are plasma dissolved for 2-3 hours and then shocked. Twenty embryos per target plate are typical, but not critical. Suitable gene-carrying plasmids (eg pCIB3064 or pSG35) are precipitated onto microtiter size gold particles using standard procedures. Each embryo plate is sprouted using a DuPont Bioistics helium device using an explosion pressure of approximately 1000 psi using a standard 80 mesh screen. After the impact, the embryo is placed back in the dark and restored for about 24 hours (performed continuously on Osmoticum). After 24 hours, the embryos are removed from Osmotichum and placed back in the induction medium and left for about one month before regeneration. After approximately one month, embryonic tissue cultures in which embryogenic callus were generated were regenerated medium (MS + 1 mg) additionally containing appropriate selection agents (10 mg / L basta for pCIB3064 and 2 mg / L methotrexate for pSOG35). / l NAA, 5 mg / l GA). After approximately one month, the resulting young eggplants are transferred to a larger sterile container known as "GA7s" containing half the concentration of MS, 2% sucrose and the same concentration of the selection agent.

락토페리신이 식물에서 발현되는 경우에 이는 바이러스성, 세균성 및 진균성 식물 병원체를 포함한 광범위한 스펙트럼의 식물 병원체를 방제한다. 식물에서 락토페리신을 발현시킴으로써 방제하기에 적합한 상업적으로 중요한 식물 질병으로는 다음과 같은 것들이 있다.When lactoferricin is expressed in plants, it controls a broad spectrum of plant pathogens, including viral, bacterial and fungal plant pathogens. Commercially important plant diseases suitable for control by expressing lactoferricin in plants include the following.

콘(corn) 병원체Corn pathogens

진균성: 지베렐라 제애(Gibberella zeae)Fungal: Gibberella zeae

아스퍼질러스 플라부스(Aspergillus flavus)Aspergillus flavus

에이. 파라시티쿠스(A. parasiticus)a. A. parasiticus

푸사륨 모닐리포르메(Fusarium moniliforme)Fusarium moniliforme

디플로디아 마이디스(Diplodia maydis)Diplodia maydis

콜레토트리큠 그라미니콜라(Colletotrichum graminicola)Colletotrichum graminicola

세팔로스포륨 아크레모늄(Cephalosporium acremonium)Cephalosporium acremonium

마크로포미나 파세올리나(Macrophomina phaseolina)Macrophomina phaseolina

세르코스포라 제애-마이디스(Cercospora zeae-maydis)Sercospora zeae-maydis

엑스세로힐륨 투르시쿰(Exserohilum turcicum)Exserohilum turcicum

비폴라리스 마이디스(Bipolaris maydis)Bipolaris maydis

카바티엘라 제애(Kabatiella zeae)Kabatatiella zeae

푸치니아 소르기(Puccinia sorghi)Puccinia sorghi

푸치니아 폴리소라(Puccinia polysora)Puccinia polysora

스파셀로테카 레일리아나(Sphacelotheca reiliana)Spacelotheca reiliana

우스틸라고 마이디스(Ustilago maydis)Ustilago maydis

콜레토틀큠 그라미니콜라(Colletotrichum graminicola)Colletotlehum graminicola

헬민토스포륨 카르보눔(Helminthosporium carbonum)Helminthosporium carbonum

페로노스클레로스포라 소르기(Peronosclerospora sorghi)Peronosclerospora sorghi

스클레로프토라 라이시애(Sclerophthora rayssiae)Sclerophthora rayssiae

페로노스클레로스포라 사카리(Peronosclerospora sacchari)Peronosclerospora sacchari

페로노스클레르. 필립피넨시스(Peronoscler. philippinensis)Feronoscler. Phillippines (Peronoscler. Philippinensis)

페로노스클레로스포라 마이디스(Peronosclerospora maydis)Peronosclerospora maydis

페로노스클레로스포라 스폰타내(Peronosclerospora spontanea)Peronosclerospora spontanea

페로노스클레로스포라 헤테로포고니(Peronosclerospora heteropogoni)Peronosclerospora heteropogoni

스클레로스포라 그라미니콜라(Sclerospora graminicola)Sclerospora graminicola

세균성: 에르위니아 스테와르티이(Erwinia stewartii)Bacterial: Erwinia stewartii

코리네박테륨 네브라스켄세(Corynebacterium nebraskense)Corynebacterium nebraskense

바이러스성: 옥수수 왜성 모자이크 바이러스(Maize dwarf mosaic virus)Viral: Maize dwarf mosaic virus

옥수수 자연 왜성(옥수수 리오 쿠아르토) 바이러스Corn Natural Dwarf (Corn Rio Cuarto) Virus

(Maize rough dwarf(Maize rio cuarto) virus)(Maize rough dwarf (Maize rio cuarto) virus)

옥수수 스트리크 바이러스(Maize streak virus)Maize streak virus

옥수수 반엽성 왜성 바이러스(Maize chlorotic dwarf virus)Maize chlorotic dwarf virus

옥수수 반엽성 반상 바이러스(Maize chlorotic mottle virus)Maize chlorotic mottle virus

보리 옐로우 왜성 바이러스(Barley yellow dwarf virus)Barley yellow dwarf virus

옥수수 치사 괴사증 바이러스(Corn lethal necrosis virus)Corn lethal necrosis virus

고지대 바이러스(High plains virus)High plains virus

옥수수 스트라이프 바이러스(Maize stripe virus)Maize stripe virus

스위트 콘 병원체:Sweet Cone Pathogens:

A. 세균성 질병A. Bacterial Disease

에르위니아 스테와르티이Erwinia Stewarti

슈도모나스 아베내(Pseudomonas avenae)Pseudomonas avenae

에르위니아 크리산테미(Erwinia chrysanthemi)Erwinia chrysanthemi

B. 진균성 질병B. Fungal Diseases

비폴라리스 마이디스Bipolaris Mydis

엑세로힐륨 트루시큠(Exserohilum turcicum)Exerohilum turcicum

콜렉토트리큠 그라미니콜라(Colletotrichum graminicola)Collettotrichum graminicola

필로스틱타 마이디스(Phyllosticta maydis)Phyllosticta maydis

카바티엘라 제애Cabatiela Zea

세르코스포라 제애-마이디스Sercosphora Zeae-Midis

스클레로프토라 종(Sclerophthora spp.)Sclerophthora spp.

페로노스클레로스포라 종(Peronosclerospora spp.)Peronosclerospora spp.

우스틸라고 마이디스Ustilago Midis

스파셀로테카 레일리아나Spaceloteca Laliana

푸치니아 소르기Puchnia Sorgi

푸치니아 폴리소라Puccinia Polysora

피소펠라 제애(Physopella zeae)Physopella zeae

푸사륨 모닐리포르메Fusarium Moniliforme

피튬 종(Pythium spp.)Pythium spp.

페니실륨 옥살리큠(Penicillium oxalicum)Penicillium oxalicum

푸사륨 종(Fusarium spp.)Fusarium spp.

디플로디아 마이디스Diplodia Madis

지베렐라 제애Giberella Zea

C. 바이러스성 질병C. Viral Diseases

슈가르카네 모자이크(Sugarcane Mosaic)Sugarcarne Mosaic

옥수수 왜성 모자이크Corn Dwarf Mosaic

옥수수 반엽성 왜성Corn Halves Dwarf

고지대 바이러스Highland virus

옥수수 반엽성 반상Corn Halves

밀 스트리크 모자이크(Wheat Streak Mosaic)Wheat Streak Mosaic

보리 옐로우 왜성(Barley Yellow Dwarf)Barley Yellow Dwarf

밀 병원체:Wheat pathogens:

진균성 병원체:Fungal Pathogens:

푸치니아 그라미니스 f.sp. 트리티시(Puccinia graminis f.sp. tritici)Puccinia Graminis f.sp. Tritici (Puccinia graminis f.sp.tritici)

푸치니아 레콘디타 f.sp. 트리티시(Puccinia recondita f.sp. tritici)Puccinia Recondita f.sp. Tritici (Puccinia recondita f.sp.tritici)

푸치니아 스트리이포르미스(Puccinia striiformis)Puccinia striiformis

틸레티아 트리티시(Tilletia tritici)Tilletia tritici

틸레티아 콘트로베르사(Tilletia controversa)Tilletia controversa

틸레티아 인디카(Tilletia indica)Tilletia indica

우스틸라고 트리티시(Ustilago tritici)Ustilago tritici

우로사이스티스 트리티시(Urocystis tritici)Urocystis tritici

가에우만노마이세스 그라미니스(Gaeumannomyces graminis)Gaeumannomyces graminis

피튬 종Phytium species

푸사륨 쿨모룸(Fusarium culmorum)Fusarium culmorum

푸사륨 그라미내룸(Fusarium graminaerum)Fusarium graminaerum

푸사륨 아베나세움(Fusarium avenaceum)Fusarium avenaceum

드레크슬레레 트리티시-레펜티스(Drechslere tritici-repentis)Drechslere tritici-repentis

리족토니아 종(Rhizoctonia spp.)Rhizoctonia spp.

콜레토트리쿰 그라미니콜라(Colletotrichum graminicola)Colletotricum graminicola

헬민토스포륨 종(Helminthosporium spp.)Helminthosporium spp.

미크로도큠 니발레(Microdochium nivale)Microdochium nivale

슈도세르코스포렐라 헤르포트리코이데스Pseudosercosporella Herporticoides

(Pseudocercosporella herpotrichoides)(Pseudocercosporella herpotrichoides)

에리시페 그라미니스 f.sp. 트리티시(Erysiphe graminis f.sp. tritici)Ericife graminis f.sp. Tritici (Erysiphe graminis f.sp.tritici)

스클레로프토라 마크로스포라(Sclerophthora macrospora)Sclerophthora macrospora

셉토리아 트리티시(Septoria tritici)Septoria tritici

셉토리아 노도룸(스타고노스포라 노도룸)(Septoria nodorum(Stagonospora nodorum))Septoria nodorum (Stagonospora nodorum)

비폴라리스 소로키니아나(Bipolaris sorokiniana)Bipolaris sorokiniana

푸사륨 로세움(Fusarium roseum)Fusarium roseum

세팔로스포륨 그라미네움(Cephalosporium gramineum)Cephalosporium gramineum

코클리오볼루스 사티부스(Cochliobolus sativus)Cochliobolus sativus

클라비셉스 푸르푸레아(Claviceps purpurea)Claviceps purpurea

세균성 병원체:Bacterial Pathogens:

슈도모나스 시린개 pv. 아트로파시엔스(Pseudomonas syringae pv.Pseudomonas Syringe pv. Atrofaciens (Pseudomonas syringae pv.

atrofaciens)atrofaciens)

슈도모나스 시린개 pv. 시린개(Pseudomonas syringae pv. syringae)Pseudomonas Syringe pv. Syringe (Pseudomonas syringae pv. Syringae)

크산토모나스 캄페스트리스 pv. 트란슬루센스(Xanthomonas campestris pv.Xanthomonas Campestris pv. Translucent (Xanthomonas campestris pv.

translucens)translucens)

바이러스성 병원체:Viral Pathogens:

보리 옐로우 왜성 바이러스(Barley Yellow Dwarf virus)Barley Yellow Dwarf virus

토양산 밀 모자이크 바이러스(Soilborne Wheat Mosaic virus)Soilborne Wheat Mosaic Virus

밀 스핀들 스트리크 모자이크 바이러스(Wheat Spindle Streak MosaicWheat Spindle Streak Mosaic Virus

virus)virus)

밀 옐로우 모자이크 바이러스(Wheat Yellow Mosaic virus)Wheat Yellow Mosaic Virus

대두 병원체:Soybean Pathogens:

1. 진균성1. Fungi

피토프토라 메가스페르마 변종 소재(Phytophthora megasperma var. sojae)Phytophthora megasperma var.sojae

콜레토트리쿰 트룬카툼(Colletotrichum truncatum)Colletotrichum truncatum

셉토리아 글리시네스(Septoria glycines)Septoria glycines

세르코스포라 키쿠치이(Cercospora kikuchii)Sercospora kikuchii

세르코스포라 소지나(Cercospora sojina)Sercospora sojina

페로노스포라 만수리카(Peronospora manshurica)Peronospora manshurica

미크로스패라 디푸사(Microsphaera diffusa)Microsphaera diffusa

리족토니아 솔라니(Rhizoctonia solani)Rhizoctonia solani

파코프소라 파키리지(Phakopsora pachyrhizi)Pakopsora pachyrhizi

코리네스포라 카시콜라(Corynespora cassicola)Corynespora cassicola

칼로넥트리아 크로탈라리애(Calonectria crotalariae)Calonectria crotalariae

푸사륨 솔라니(Fusarium solani)Fusarium solani

푸사륨 옥시스포룸(Fusarium oxysporum)Fusarium oxysporum

마크로포미나 파세올리나Macropomina Paseolina

디아포르테 파세올로룸 변종 카울리보라 & 메리디오날리스Diaforte Paseoolo Room Kaulibora & Meridionalis

(Diaporthe phaseolorum var caulivora & meridionalis)(Diaporthe phaseolorum var caulivora & meridionalis)

디아포르테 파세올로룸 변종 소재(Diaporthe phaseolorum var. sojae)Diaporthe phaseolorum var.sojae

피알로포라 그레가타(Phialophora gregata)Pialophora gregata

피튬 종Phytium species

스클레로티니아 스클레로티오룸(Sclerotinia sclerotiorum)Sclerotinia sclerotiorum

스클레로튬 롤프시이(Sclerotium rolfsii)Sclerotium rolfsii

티엘라비오프시스 바시콜라(Thielaviopsis basicola)Thielaviopsis basicola

2. 세균성2. Bacterial

슈도모나스 시린개 pv. 글리시네아(Pseudomonas syringae pv. glycinea)Pseudomonas Syringe pv. Glycinea (Pseudomonas syringae pv. Glycinea)

크산토모나스 캄페스트리스 pv. 파세올리(Xanthomonas campestris pv.Xanthomonas Campestris pv. Paseoli (Xanthomonas campestris pv.

phaseoli)phaseoli)

3. 바이러스성3. Viral

대두 모자이크(Soybean mosaic)Soybean mosaic

콩 꼬투리 반상(Bean pod mottle)Bean pod mottle

봉오리 고조병(Bud blight)Bud blight

피넛 반상(Peanut mottle)Peanut mottle

광저기 반엽성 반상(Cowpea Chlorotic Mottle)Copepea Chlorotic Mottle

옐로우 모자이크Yellow mosaic

완두 병원체Pea pathogen

Ⅰ. 종자 & 파종 질병I. Seed & Sowing Disease

피튬 울티뭄(Pythium ultimum)Pythium ultimum

리족토니아 솔라니Lizhatonia Solani

Ⅱ. 세균에 의해 유발된 질병II. A disease caused by bacteria

슈도모나스 시린개 pv. 피시(Pseudomonas syringae pv. pisi)Pseudomonas Syringe pv. Fish (Pseudomonas syringae pv. Pisi)

슈도모나스 시린개 pv. 시린개(Pseudomonas syringae pv. syringae)Pseudomonas Syringe pv. Syringe (Pseudomonas syringae pv. Syringae)

Ⅲ. 진균에 의해 유발된 잎의 질병III. Leaf diseases caused by fungi

아스코키타 피시(Ascochyta pisi)Ascochyta pisi

마이코스패렐라 피노데스(Mycosphaerella pinodes)Mycosphaerella pinodes

아스코키타 피노델라(Ascochyta pinodella)Ascochyta pinodella

스크렐로티니아 스크렐로티오룸(Sclerotinia sclerotiorum)Sclerotinia sclerotiorum

페로노스포라 피시(Peronospora pisi)Peronospora pisi

에리시페 피시(Erysiphe pisi)Erysiphe pisi

콜레토트리쿰 피시(Colletotrichum pisi)Colletotrichum pisi

알테르나리아 알테르나타(Alternaria alternata)Alternaria alternata

보트리티스 시네레아(Botrytis cinerea)Botrytis cinerea

Ⅳ. 진균에 의해 유발된 뿌리 질병Ⅳ. Root disease caused by fungi

푸사륨 옥시스포룸 f.sp. 피시(Fusarium oxysporum f.sp. pisi)Fusarium oxysporum f.sp. Fish (Fusarium oxysporum f.sp.pisi)

아파노마이세스 에우테이케스 f.sp. 피시(Aphanomyces euteiches f.sp. pisi)Apanomyces euteces f.sp. Fish (Aphanomyces euteiches f.sp.pisi)

피튬 울티뭄Phytium Ultimum

푸사륨 솔라니 f.sp. 피시(Fusarium solani f.sp. pisi)Fusarium Solani f.sp. Fish (Fusarium solani f.sp.pisi)

티엘라비오프시스 바시콜라Tielaviopsis Bashi Cola

Ⅴ. 바이러스에 의해 유발된 질병Ⅴ. A disease caused by a virus

완두 에나티온 모자이크(Pea Enation Mosaic)Pea Enation Mosaic

콩(완두) 잎 롤(Bean(Pea) Leaf Roll)Bean (Pea) Leaf Roll

완두 시드본 모자이크(Pea Seedborne Mosaic)Pea Seedborne Mosaic

완두 스트리크(Pea Streak)Pea Streak

완두 모자이크(Pea Masaic)Pea Mosaic

오이 모자이크(Cucumber Mosaic)Cucumber Mosaic

완두 초기 갈색화 바이러스(Pea Early Browning Virus)Pea Early Browning Virus

레드 클로버 베인 모자이크(Red Clover Vein Mosaic)Red Clover Vein Mosaic

콩 병원체Soybean pathogen

Ⅰ. 뿌리 질병I. Root disease

아파노마이세스 에우테이체스 f.sp. 파세올리(Aphanomyces euteichesApanomyces eutices f.sp. Paseooli (Aphanomyces euteiches

f.sp. phaseoli)f.sp. phaseoli)

피튬 울티뭄Phytium Ultimum

리족토니아 솔라니Lizhatonia Solani

푸사륨 솔라니 f.sp. 파세올리(Fusarium solani f.sp. phaseoli)Fusarium Solani f.sp. Paseoli (Fusarium solani f.sp.phaseoli)

티엘라비오프시스 바시콜라Tielaviopsis Bashi Cola

스클레로튬 롤프시이Sclerotium Rolfsey

Ⅱ. 호기성 지역의 진균성 질병II. Fungal diseases in aerobic areas

콜레토트리쿰 린데무티아눔(Colletotrichum lindemuthianum)Colletotricum lindemuthianum

우로마이세스 아펜디쿨라투스(Uromyces appendiculatus)Uromyces appendiculatus

스클레로티니아 스클레로니오룸Sclerotinia scleronium

푸사륨 옥시스포룸 f.sp. 파세올리(Fusarium oxysporum f.sp. phaseoli)Fusarium oxysporum f.sp. Paseoli (Fusarium oxysporum f.sp.phaseoli)

포마 엑시구아 변종 엑시구아(Phoma exigua var exigua)Phoma exigua var exigua

세르코스포라 카네센스(Cercospora canescens)Sercospora canescens

카에토셉토리아 웰마니이(Chaetoseptoria wellmanii)Caetoseptoria wellmanii

피토프토라 니코티아내(Phytophthora nicotianae)Phytophthora nicotianae

에리시페 폴리고니(Erysiphe polygoni)Erysiphe polygoni

피튬 울티뭄 & 데바리아눔(Pythium ultimum & debaryanum)Pythium ultimum & debaryanum

알테르나리아 알테르나타, 각종 종(Alternaria alternata, various species)Alternaria alternata, various species

패오이사리오프시스 그리세올라(Phaeoisariopsis griseola)Phaeoisariopsis griseola

마크로포미나 파세올리나Macropomina Paseolina

보트리티스 시네레아Botrytis Cinerea

리족토니아 솔라니Lizhatonia Solani

Ⅲ. 세균에 의해 유발된 질병III. A disease caused by bacteria

슈도모나스 시린개 pv. 파세올리콜라(Pseudomonas syringae pv. phaseolicola)Pseudomonas Syringe pv. Paseolicola (Pseudomonas syringae pv. Phaseolicola)

슈도모나스 시린개 pv. 시린개(Pseudomonas syringae pv. syringae)Pseudomonas Syringe pv. Syringe (Pseudomonas syringae pv. Syringae)

크산토모나스 파세올리(Xanthomonas phaseoli)Xanthomonas phaseoli

Ⅳ. 선충에 의해 유발된 질병Ⅳ. Diseases caused by nematodes

멜로이도기네 인코그니타(Meloidogyne incognita)Meloidogyne incognita

프라틸렌쿠스 종(Pratylenchus species)Pratylenkus species

Ⅴ. 바이러스에 의해 유발된 질병Ⅴ. A disease caused by a virus

콩 커먼 모자이크(Bean Common Mosaic)Bean Common Mosaic

콩 골든 모자이크(Bean Golden Mosaic)Bean Golden Mosaic

커리 탑(Curly Top)Curly Top

콩 커리 왜성 모자이크(Bean Curly Dwarf Mosaic)Bean Curly Dwarf Mosaic

콩 꼬투리 반상(Bean Pod mottle)Bean Pod mottle

클로버 옐로우 베인(Clover Yellow Vein)Clover Yellow Vein

레드 노드(Red Node)Red Node

오이 모자이크(Cucumber Mosaic)Cucumber Mosaic

피넛 스턴트(Peanut Stunt)Peanut Stunt

사탕 무우 병원체Beet Pathogen

1. 진균성:1. Fungus:

세르코스포라 베티콜라 - 잎 반점 질병(Cercospora beticola - leaf spot disease)Cercospora beticola-leaf spot disease

아파노마이세스 코클리오이데스(Aphanomyces cochlioides)Aphanomyces cochlioides

리족토니아 솔라니 - 뿌리가 썩음Lizhatonia Solani-Rotting Root

에리시페 베태 - 흰가루병 병균(Erysiphe betae - powdery mildew)Erysiphe betae-powdery mildew

리족토니아 비올라새(헬리코바시듐 푸르푸레움)Lithuanian viola bird (Helicobacidium purpurium)

(Rhizoctonia violacea(Helicobasidium purpureum))(Rhizoctonia violacea (Helicobasidium purpureum))

라물라리아 베티콜라(Ramularia beticola)Ramularia beticola

피튬 종Phytium species

포마 베태(Phoma betae)Phoma betae

우로마이세스 베태(Uromyces betae)Uromyces betae

페로노스포라 파리노사(Peronospora farinosa)Peronospora farinosa

알테르나리아 테누이스(Alternaria tenuis)Alteraria tenuis

푸사륨 옥시스포륨Fusarium Oxysporium

베르티실륨 다흘리애(Verticillium dahliae)Verticillium dahliae

스클레로튬 롤프시이(Sclerotium rolfsii)Sclerotium rolfsii

에리시페 폴리고니 - 흰가루병 병균Erythrope polygony-powdery mildew germ

폴리마익사 베태(Polymyxa betae)Polymyxa betae

2. 세균성2. Bacterial

슈도모나스 시린개(Pseudomonas syringae)Pseudomonas syringae

에르위니아 카로토보라 - 에르위니아 뿌리 부패(Erwinia carotovora - ErwiniaErwinia carotovora-erwinia

root rot)root rot)

3. 바이러스성3. Viral

리조마니아 무우 괴사성 옐로우 베인 바이러스(Rhizomania Beet necrotic yellow vein virus(BNYVV))Rhizomania Beet necrotic yellow vein virus (BNYVV)

무우 마일드 황색화 바이러스(Beet mild yellowing virus(BMYV))Beet mild yellowing virus (BMYV)

무우 옐로우즈 바이러스(Beet yellows virus(BYV))Beet yellows virus (BYV)

무우 커리 탑 바이러스(Beet curly top virus)Beet curly top virus

무우 모자이크 바이러스(Beet mosaic virus)Beet mosaic virus

본 발명은 발아 및 배양될 때 락토페리신을 발현시키는 식물 및 종자를 제공한다. 바람직하게는, 락토페리신은 게놈내로 안정하게 통합된 재조합 DNA로부터 발현된다. 형질전환성 식물 또는 종자는 단자엽 식물강이거나 쌍자엽 식물강이며, 바람직하게는 옥수수, 벼, 밀, 보리, 수수, 호밀, 귀리, 기장, 면, 대두, 완두, 콩, 해바라기, 포아풀과 식물 및 평지종자유로 이루어진 그룹 중에서 선택된다. 형질전환성 종자를 바람직하게는 식물 병원체를 방제하는 용도가 지시되어 있는 라벨을 함유하는 백에 포장할 수 있다.The present invention provides plants and seeds that express lactoferricin when germinated and cultured. Preferably, lactoferricin is expressed from recombinant DNA that is stably integrated into the genome. The transgenic plant or seed is monocotyledonous or dicotyledonous, preferably corn, rice, wheat, barley, sorghum, rye, oats, millet, cotton, soybeans, peas, soybeans, sunflowers, poultry plants and rape seed oil It is selected from the group consisting of. The transgenic seed can preferably be packaged in a bag containing a label indicating the use for controlling plant pathogens.

상기 언급된 형질전환성 종자 및 식물에 공학적으로 처리된 유전적 성질은 유성 생식이나 식물성 성장에 의해 반복되어 나타나기 때문에 자손 식물에서도 이러한 성질이 보존되어 증식된다. 일반적으로 이러한 보존 및 증식은 경작, 씨 뿌리기 또는 수확과 같은 특정 용도에 적합하도록 개발된 공지된 농작법에 이용할 수 있다. 수경 재배나 온실 재배와 같은 특수 공정에도 적용할 수 있다. 자라고 있는 농작물은 해충이나 전염병에 의해 야기된 손상 및 공격을 받기 쉬울 뿐 아니라 잡초와 경쟁하기 때문에, 잡초, 식물 질병, 해충, 선충 및 기타 해로운 조건을 방제하여 생산량을 증대시키는 조처가 취해진다. 이러한 조처에는 토양을 갈거나 잡초와 전염된 식물을 제거하는 등의 기계적 조처 뿐 아니라 제초제, 살진균제, 생식자 박멸제, 살선충제, 성장 조절제, 숙성제 및 살충제 등의 농업용 화학물질을 살포하는 것이 포함된다.The genetically engineered genetic properties of the above-mentioned transgenic seeds and plants are repeatedly shown by sexual reproduction or plant growth, so these properties are preserved and propagated in progeny plants. In general, such preservation and propagation can be used in known farming methods developed for specific uses such as cultivation, seeding or harvesting. It can also be applied to special processes such as hydroponics and greenhouse cultivation. Growing crops are not only susceptible to damage and attack caused by pests or infectious diseases, but also compete with weeds, so measures are taken to control yields by controlling weeds, plant diseases, pests, nematodes and other harmful conditions. These measures include the application of agricultural chemicals such as herbicides, fungicides, germ killers, nematicides, growth regulators, aging agents and insecticides, as well as mechanical measures such as plowing soil or removing weeds and contagious plants. It is included.

본 발명에 따르는 형질전환성 식물 및 종자의 유리한 유전적 성질은 해충, 제초제 또는 스트레스에 대한 내성, 개선된 영양가, 생산량 증대 또는 하적이나 탈곡으로부터의 손실을 적게 하는 구조 개선과 같은 개선된 성질을 갖는 식물 개발을 목표로 하고 있는 식물 품종 개량에 활용할 수 있다. 다양한 품종 개량 단계는 교배할 식물주를 선별하거나, 부모 식물주의 수분을 지시하거나 또는 적당한 자손 식물을 선별하는 등의 지금까지 잘 정립된 기술을 어떻게 적용하는냐에 따라서 결정된다. 목적하는 성질에 따라서 상이한 품종 개량 조처가 취해진다. 관련 기술이 당해 분야에 익히 공지되어 있으며 이의 예로는 하이브리드화, 동종교배, 역교배 품종개량, 다중주 품종개량, 변종 블렌드, 종간 특이적 하이브리드화, 이수배수체성 기술 등이 있지만 이에 제한되지는 않는다. 하이브리드화 기술에는 또한, 기계적, 화학적 또는 생화학적 수단에 의해 자웅 번식 불능(female or male sterile) 식물을 생산하도록 식물을 불임시키는 것이 포함된다. 상이한 주의 꽃가루를 이용하여 웅성 번식 불능 식물을 교배 수분시킨 결과, 자성 번식 불능 식물이 아닌 웅성 번식 불능 식물이 양 부모 주의 성질은 균등하게 수득할 것이라는 것을 확신시켜 준다. 따라서, 본 발명에 따르는 형질전환성 종자 및 식물을, 예를 들면, 제초제나 살충제를 살포하는 등의 통상적인 방법의 효능을 증진시키거나 이들의 변형된 유전적 성질로 인해 이러한 방법을 필요로 하지 않게 하는 개선된 식물의 품종개량에 사용할 수 있다. 또한, 이들의 최적화된 유전적 "능력"으로 인해 상당히 해로운 발생적 상황에 견딜 수 없는 생성물보다 양질의 생성물을 수확시키는, 스트레스 내성이 개선된 새로운 농작물을 수득할 수 있다.The beneficial genetic properties of the transgenic plants and seeds according to the invention are those with improved properties such as resistance to pests, herbicides or stress, improved nutritional value, increased yields or structural improvements that reduce losses from loading or threshing. It can be used to improve plant varieties aimed at development. The various breeding stages are determined by how well-established techniques are applied, such as selecting plant lines to mate, indicating the pollination of the parent plant line or selecting suitable offspring plants. Different varieties improvement measures are taken according to the desired properties. Related arts are well known in the art and examples include, but are not limited to, hybridization, homocrossing, backcross breeding, multi-week breeding, variant blends, cross-specific hybridization, diploidity, and the like. . Hybridization techniques also include infertile plants to produce male or male sterile plants by mechanical, chemical or biochemical means. The cross pollination of male non-breed plants using different pollen results assures that the male non-breed plants, which are not magnetically incapable plants, will equally obtain the properties of both parental strains. Thus, the transgenic seeds and plants according to the present invention enhance the efficacy of conventional methods such as, for example, spraying herbicides or pesticides, or do not require such methods due to their modified genetic properties. It can be used for breeding improved plants. In addition, their optimized genetic "capacity" can result in new crops with improved stress tolerance, which yield higher quality products than those that cannot tolerate significantly harmful developmental situations.

종자 생산에 있어서는 발아 질과 종자 균일성이 필수적인 생산물 특징이 되는 반면, 발아 질과 종자 균일성이 수확하고 판매하는 농부에게는 중요하지 않다. 다른 농작물과 잡초가 없도록 농작물을 재배하고, 종자로 인한 질병을 방제하고 발아가 우수한 종자를 생산하는 것이 어려운 일이기 때문에, 순수한 종자를 생장시키고, 생장 조건을 맞추며 이를 판매하는 분야에 종사하는 종자 생산자에 의해 상당히 집중적이고도 절 정립된 종자 생산 기술이 개발되었다. 따라서, 농부가 자신의 농작물에서 수확된 종자를 사용하는 것 대신 특정한 질을 충족시키는 인증된 종자를 사는 것은 통상적인 일이다. 종자로서 사용될 증식용 물질은 통상적으로, 제초제, 살충제, 살진균제, 살균제, 살선충제, 살연충제, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 보호용 피복물로 처리한다. 통상적으로 사용되는 보호용 피복물은 캅탄, 카복신, 티람(TMTDR), 메탈락실(ApronR) 및 피리미포스-메틸(ActellicR) 등의 화합물을 포함한다. 경우에 따라, 이들 화합물을 세균성, 진균성 또는 동물 해충에 의해 유발된 손상에 대한 보호를 제공하기 위해 제형 업계에서 통상적으로 사용된, 담체, 계면활성제 또는 투여 증진 보조제와 함께 제형화시킨다. 이러한 보호용 피복물는 증식용 물질을 액체 제형으로 함침시키거나 조합된 습식 또는 건식 제형으로 피복시킴으로써 적용할 수 있다. 봉오리나 열매에 직접적으로 처리하는 것과 같은 다른 적용 방법도 가능하다.Germination and seed uniformity are essential product characteristics in seed production, while germination and seed uniformity are not important for farmers who harvest and sell. Seed producers working in the field of growing pure seeds, meeting growing conditions and selling them, because growing crops so that they are free of other crops and weeds, controlling disease caused by seeds and producing seeds with good germination is difficult. A highly concentrated and well-established seed production technology has been developed. Therefore, it is common for farmers to buy certified seeds that meet certain qualities instead of using seeds harvested from their crops. Propagation materials to be used as seeds are usually treated with a protective coating comprising herbicides, insecticides, fungicides, fungicides, nematicides, fungicides, or mixtures thereof. Commonly used protective coatings include compounds such as captan, carboxycin, tiram (TMTD R ), metallaxyl (Apron R ) and pyrimifos-methyl (Actellic R ). If desired, these compounds are formulated with carriers, surfactants or dosage enhancing aids commonly used in the formulation art to provide protection against damage caused by bacterial, fungal or animal pests. Such protective coatings may be applied by impregnating the proliferative material with a liquid formulation or by coating the combined wet or dry formulation. Other application methods are also possible, such as processing directly on buds or berries.

본 발명의 추가의 국면은 식물 질병에 대한 방제를 제공하기 위해 본 발명에 따르는 형질전환성 식물, 형질전환성 식물 물질 또는 형질전환성 종자를 사용하는 것을 특징으로 하는, 상기 예시된 방법과 같은 새로운 농업 방법을 제공하는 것이다.A further aspect of the present invention provides a new agricultural method, such as the method exemplified above, which uses the transgenic plant, the transgenic plant material or the transgenic seed according to the invention to provide control against plant diseases. To provide.

본 발명의 방법에 따라서 형질전환된 식물로부터 자손을 번식시키기 위해서, 다음과 같은 방법을 사용할 수 있다: 다음 실시예에 기재된 바와 같이 생산된 식물을 당해 분야에 공지된 바와 같이 온실 속의 화분이나 토양에서 생장시켜 꽃을 피우게 한다. 꽃가루를 수득하여 이를 동일한 식물, 자손 식물 또는 목적하는 모든 식물에 수분시킨다. 유사하게, 이와 같이 형질전환된 식물을 동일한 식물, 자손 식물 또는 목적하는 어떠한 옥수수 식물로부터 수득된 꽃가루에 의해 수분시킬 수 있다. 이러한 방법에 의해 수득된 형질전환된 자손은 유전자(들) 도입 여부 및/또는 수반되는 DNA(유전자형) 또는 수여된 표현형에 의해서 형질전환되지 않은 자손과 구별될 수 있다. 이와 같이 형질전환된 자손도 자가 번식하거나 바람직한 형질을 수반하고 있는 모든 식물에서 통상적으로 수행되는 바와 같이 다른 식물과 교배시킬 수 있다. 유사하게, 이러한 방법에 의해 생산된 기타 형질전환된 식물도 자가 번식하거나 목적하는 형질을 갖는 자손을 생산하기 위하여 당해 분야에 공지된 바와 같이 교배시킬 수 있다.In order to breed offspring from plants transformed according to the method of the present invention, the following methods can be used: Plants produced as described in the following examples can be grown in pots or soil in greenhouses as known in the art. Let it grow and blossom. Pollen is obtained and pollinated to the same plant, progeny plant or all desired plants. Similarly, such transformed plants can be pollinated with pollen obtained from the same plant, progeny plant or any desired corn plant. Transformed progeny obtained by this method can be distinguished from untransformed progeny by the introduction of gene (s) and / or by the concomitant DNA (genotype) or awarded phenotype. Such transformed offspring can also be hybridized with other plants, as is commonly done in all plants that autologize or carry the desired traits. Similarly, other transformed plants produced by this method can also be bred as known in the art for self propagation or production of progeny with the desired traits.

따라서, 본 발명은 제1 양태에 있어서,Therefore, in the first aspect of the present invention,

1. (a) RNA 서열을 생산하도록 식물 세포에서 작용하는 프로모터, 예를 들면, 앞서 기재된 바와 같은 프로모터, 예를 들어, 옥수수 우비퀴틴 프로모터;1. (a) a promoter that acts on a plant cell to produce an RNA sequence, eg, a promoter as described above, eg, a corn ubiquitin promoter;

(b) 락토페리신, 예를 들면, 락토페리신 B 또는 락토페리신 H의 생산을 암호화하는 구조성 암호화 서열, 예를 들면, N-말단 메티오닌을 임의로 갖는 서열 1 또는 2의 펩타이드; 바람직하게는 식물 최적화된 암호화 서열, 예를 들면, 서열 3, 4, 5 또는 6의 펩타이드; 및(b) the peptide of SEQ ID NO: 1 or 2 optionally having a structural coding sequence encoding the production of lactoferricin, eg, lactoferricin B or lactoferricin H, for example, N-terminal methionine; Preferably a plant optimized coding sequence, eg, a peptide of SEQ ID NO: 3, 4, 5 or 6; And

(c) 상기 RNA 서열의 3' 말단에 폴리아데닐레이트 뉴클레오티드를 부가하도록 식물 세포에서 작용하는 3' 비-해독된 영역, 예를 들면, 상기 언급된 바와 같은 전사 터미네이터, 예를 들어, 아그로박테륨 투미파시엔스로부터의 노팔린 신타제 전사 터미네이터를 포함하고,(c) a 3 'non-translated region that acts on plant cells to add a polyadenylate nucleotide to the 3' end of the RNA sequence, e.g., a transcription terminator as mentioned above, e.g. Agrobacterium Including a nopaline synthase transcriptional terminator from tumifaciens,

임의로, 본원에 기재된 바와 같은 하나 이상의 인핸서(enhancer) 또는 표적화 서열을 추가로 포함하는 재조합 DNA 분자를 제공한다.Optionally, recombinant DNA molecules further comprising one or more enhancers or targeting sequences as described herein.

제2 양태에 있어서, 본 발명은,In a second aspect, the present invention,

2. (a) 예를 들면, (ⅰ) RNA 서열을 생산하도록 식물 세포에서 작용하는 프로모터; (ⅱ) 락토페리신의 생산을 암호화하는 구조성 암호화 서열; 및 (ⅲ) 상기 RNA 서열의 3' 말단에 폴리아데닐레이트 뉴클레오티드를 부가하도록 식물 세포에서 작용하는 3' 비-해독된 영역을 포함하는 상기 언급된 바와 같은 재조합 DNA 분자를 식물 세포의 게놈에 삽입하는 단계;2. (a) a promoter that acts in a plant cell to produce, for example, (i) an RNA sequence; (Ii) a structural coding sequence encoding the production of lactoferricin; And (iii) inserting a recombinant DNA molecule as mentioned above into the genome of the plant cell comprising a 3 'non-translated region that acts on the plant cell to add a polyadenylate nucleotide to the 3' end of the RNA sequence. step;

(b) 형질전환된 식물 세포를 수득하는 단계; 및(b) obtaining transformed plant cells; And

(c) 이와 같이 형질전환된 식물 세포로부터, 병원체에 의한 감염으로부터의 손상을 감소시키기에 유효한 양의 락토페리신을 발현시키는 유전적으로 형질전환된 식물을 재생시키는 단계를 포함하여, 질병 내성인 형질전환성 식물, 예를 들면, 상기 언급된 바와 같은 식물(예: 락토페리신을 발현시킬 수 있는 옥수수 또는 밀 식물)을 생산하는 방법을 제공한다.(c) regenerating from the transfected plant cells a genetically transformed plant that expresses an effective amount of lactoferricin that is effective to reduce damage from infection by the pathogen. Provided are methods for producing plants, for example plants as mentioned above (eg corn or wheat plants capable of expressing lactoferricin).

제3 양태에 있어서, 본 발명은,In a third aspect, the present invention,

3. 락토페리신을 발현시키는 세포로 구성된 식물(예: 옥수수, 밀 또는 사탕무우 식물), 예를 들면,3. Plants composed of cells expressing lactoferricin (eg corn, wheat or beet plants), eg

(a) RNA 서열을 생산하도록 식물 세포에서 작용하는 프로모터;(a) a promoter that acts on plant cells to produce RNA sequences;

(b) 락토페리신의 생산을 암호화하는 구조성 암호화 서열; 및(b) a structural coding sequence encoding the production of lactoferricin; And

(c) 상기 RNA 서열의 3' 말단에 폴리아데닐레이트 뉴클레오티드를 부가하도록 식물 세포에서 작용하는 3' 비-해독된 영역을 작동 서열에 포함하는 재조합 DNA가 이의 게놈에 안정적으로 통합되고, 발생적 및 형태학적으로 정상인 식물을 제공한다.(c) Recombinant DNA comprising a 3 'non-translated region in the working sequence that acts on a plant cell to add a polyadenylate nucleotide to the 3' end of the RNA sequence is stably integrated into its genome, developmental and morphological Provide plants that are academically normal.

제4 양태에 있어서, 본 발명은,In a fourth aspect, the present invention,

4. 발아 및 배양될 때 락토페리신을 발현시키는 세포로 구성된 식물, 예를 들면, 상기 언급된 식물을 생산시키는, 임의로 피복(예를 들면, 중합체, 살진균제, 살충제, 염료 또는 기타 종자 피복물로 피복)되고/되거나 백 또는 이외의 판매용 또는 수송용 용기에 포장된 종자를 제공한다.4. Optionally coating (eg, polymer, fungicide, insecticide, dye or other seed coating) to produce a plant consisting of cells expressing lactoferricin when germinated and cultured, for example the aforementioned plants. And / or seeds in bags or other packaging for sale or transport.

제5 양태에 있어서, 본 발명은,In a fifth aspect, the present invention,

5. 식물 병원체, 예를 들면, 상기 언급된 바와 같은 식물 세균성, 진균성 또는 바이러스성 병원체를 방제하기 위한 락토페리신의 용도; 및 이러한 병원체를 락토페리신을 발현시키는 식물에 노출시키는 것을 포함하여 상기 언급된 바와 같은 식물 병원체를 방제하는 방법을 제공한다.5. Use of lactoferricin to control plant pathogens, eg, plant bacterial, fungal or viral pathogens as mentioned above; And exposing such pathogens to plants expressing lactoferricin.

다음 기재 내용은 본 발명의 방법 및 조성물을 추가로 예시하기 위한 것이다. 그러나, 당업자에 의해 공지된 기타 방법이 동등하게 본 발명에서 사용될 수 있다는 것은 인지해야 한다.The following description is intended to further illustrate the methods and compositions of the present invention. However, it should be appreciated that other methods known by those skilled in the art can equally be used in the present invention.

실시예 1: 식물 병원성 진균 및 기타 미생물에 대한 락토페리신 B의 항미생물성 활성Example 1 Antimicrobial Activity of Lactoferricin B on Plant Pathogenic Fungi and Other Microorganisms

a. 포자 발아 억제a. Spore Germination Suppression

디플로디아 마이디스 및 콜레토트리쿰 그라미니콜라 포자를 사용하여 포자 발아 억제 분석에서 락토페리신 B의 활성을 시험한다. 로랄 카스터(Loral Castor, CIBA-GEIGY, Illinois)로부터 진균성 균주를 구입한다. 락토페리신 B 펩타이드와 락토페린은 다음 회사로부터 수득한다(Morinaga Milk Industry Co., LTD, Tokyo, Japan). 감자 덱스트로즈 한천(PDA, Difco) 플레이트 상에서 성장시킨 포자형성용 배양물로부터 진균성 포자를 수거한다. 디. 마이디스 포자를 신선하게 사용하거나 25% 글리세롤 중에서 -80℃하에 저장한다. 씨. 그라미니콜라 포자를 신선하게 사용한다.The activity of lactoferricin B is tested in the spore germination inhibition assay using Diplodia mydis and choletotricum graminicola spores. Fungal strains are purchased from Loral Castor (CIBA-GEIGY, Illinois). Lactoferricin B peptide and lactoferrin are obtained from the following companies (Morinaga Milk Industry Co., LTD, Tokyo, Japan). Fungal spores are harvested from spore-forming cultures grown on potato dextrose agar (PDA, Difco) plates. D. Mydis spores are freshly used or stored at -80 ° C in 25% glycerol. Seed. Use Graminicola Spores freshly.

본 분석을 위해, 10ml의 용융된 배지(8% 캐롯 추출물을 함유하는, 1.5% 한천)을 약 50℃로 냉각시킨다. 10마이크로리터의 스트렙토마이신(250mg/ml)을 가한 다음, 디. 마이디스 또는 씨. 그라미니콜라 포자 10마이크로리터를 약 106/ml(디. 마이디스) 및 107/ml(씨. 그라미니콜라)의 농도로 가한다. 이 용액을 온화하게 와동시킴으로써 혼합하고 멸균성 페트리디쉬에 따라 붓는다. 배지가 고형화된 후, 1/4 인치 직경의 멸균성 필터 디스크를 상기 배재의 상단에 두고 시험 용액을 이러한 디스크 상에 피펫팅한다. 시험 용액은 락토페린(10마이크로그램), 락토페리신 B(10마이크로그램), 푸로티오닌(0, 5, 10 및 20마이크로그램의 양성 대조군; Calbiochem으로부터 구입) 및 완충액(20mM 트리스 pH 7.5)이다. 실온에서 2 내지 5일 동안 배양한 후, 진균 성장이 푸로티오닌 및 락토페리신 B을 함유하는 필터 디스크 주변을 제외하고는 상기 플레이트 상에서 명백하게 가시적이었다. 억제 영역의 크기를 1로 나타낸다. 디. 마이디스 실험에서는, 10마이크로그램의 락토페리신 B를 갖는 필터 디스크는 4.95mm의 억제 영역을 나타내는 반면, 20마이크로그램의 푸로티오닌은 4.5mm의 억제 영역을 나타내었다. 씨. 그라미니콜라 실험에서는, 락토페리신 B가 1.7mm의 억제 영역을 생성시킨 반면, 푸로티오닌은 2.1mm의 억제 영역을 생성시켰다. 락토페린은 진균성 발아와 성장에 어떠한 억제도 발생하지 않았다.For this assay, 10 ml of molten medium (1.5% agar, containing 8% carrot extract) is cooled to about 50 ° C. 10 microliters of streptomycin (250 mg / ml) was added, followed by di. Midis or Mr. 10 microliters of Graminicola spores are added at a concentration of about 10 6 / ml (D. mydis) and 10 7 / ml (C. graminicola). The solution is mixed by gently vortexing and poured into sterile petri dishes. After the medium has solidified, a 1/4 inch diameter sterile filter disc is placed on top of the exclusion and pipet the test solution onto this disc. Test solutions are lactoferrin (10 micrograms), lactoferricin B (10 micrograms), furothionine (positive controls of 0, 5, 10 and 20 micrograms; purchased from Calbiochem) and buffer (20 mM Tris pH 7.5) . After incubation at room temperature for 2-5 days, fungal growth was clearly visible on the plate except around the filter disc containing furothionine and lactoferricin B. The size of the inhibitory region is represented by one. D. In Mydis experiments, a filter disk with 10 micrograms of lactoferricin B exhibited an inhibitory region of 4.95 mm, whereas 20 micrograms of furothionine showed an inhibitory region of 4.5 mm. Seed. In the graminicola experiments, lactoferricin B produced an inhibitory region of 1.7 mm, whereas furothionine produced an inhibitory region of 2.1 mm. Lactoferrin did not produce any inhibition on fungal germination and growth.

에르위니아 스테와르티이를 또한 본 시스템에서 시험한 결과, 락토페리신 B가 상기 세균의 성장을 억제하는 것으로 나타났다.Erwinia stewarti was also tested in this system and it was found that lactoferricin B inhibited the growth of the bacteria.

락토페리신 B에 의한 포자 발아의 억제Inhibition of Spore Germination by Lactoferricin B 억제 영역Suppression zone 진균Fungus 완충액Buffer 푸로티오닌20㎍Furotionine 20µg 락토페리신 B10㎍Lactoferricin B10µg 디. 마이디스D. Mydis 0mm0 mm 4.5mm4.5mm 4.95mm4.95mm 씨. 그라미니콜라Seed. Graminicola 0mm0 mm 2.1mm2.1mm 1.7mm1.7mm

b. 균사체의 성장 억제b. Inhibition of growth of mycelium

항진균성 활성을 평가하는데 사용된 두 번째 방법은 균사체의 성장 억제를 측정하는 것을 포함한다. 이러한 분석에서는, 4% 캐롯 추출물을 함유하는 1.5% 아가로즈 플레이트의 시야계에서 파스퇴르 피펫의 넓은 말단을 사용하여 웰의 구멍을 뚫는다. 용융된 아가로즈 용액 1방울을 이용하여 웰의 바닥을 밀봉시킨다. 비폴라리스 마이디스, 푸사륨 모노리포르메, 지베렐라 제애, 피튬 아파니데르마툼 또는 리족토니아 솔라니의 마스터 플레이트로부터 개개의 진균성 플러그를 취하고 각 시험 플레이트의 중앙에 둔다. 웰에 놓여진 시험 용액(40마이크로리터)은 락토페리신 B(100마이크로그램), 락토페린(100마이크로그램) 또는 완충액(20mM 트리스 pH 7.5)이다. 진균이 접종된 플러그로부터 상기 웰로 성장되는데 필요한 시간 동안 실온에서 배양한 후, 진균 성장 억제를 점수로 매긴다. 모든 진균은 락토페리신 B을 함유하는 웰 근처에서 성장을 억제하는 것으로 나타났지만, 락토페린이나 완충액 대조군 웰 근처에서는 억제를 나타내지 않았다. 그 결과는 표 2에 제시한다.The second method used to assess antifungal activity involves measuring growth inhibition of mycelium. In this assay, the wells are drilled using the wide end of the Pasteur pipette in the field of view of a 1.5% agarose plate containing 4% Carrot extract. Seal the bottom of the well with one drop of molten agarose solution. Individual fungal plugs are taken from the master plates of Bipolaris Mydis, Fusarium Monoliforme, Giberella Zea, Pitanium Apanidermatum or Lizatonia Solani and placed in the center of each test plate. The test solution (40 microliters) placed in the wells is lactoferricin B (100 micrograms), lactoferrin (100 micrograms) or buffer (20 mM Tris pH 7.5). After incubation at room temperature for the time required for fungi to grow from the inoculated plug into the wells, fungal growth inhibition is scored. All fungi have been shown to inhibit growth near wells containing lactoferricin B, but no inhibition near lactoferrin or buffer control wells. The results are shown in Table 2.

락토페리신 B에 의한 진균성 성장 억제Inhibition of fungal growth by lactoferricin B 성장 억제(mm)Growth inhibition (mm) 진균Fungus 완충액Buffer 락토페리신 B(100㎍)Lactoferricin B (100 μg) 비폴라리스 마이디스Bipolaris Mydis 00 88 푸사륨 모노리포르메Fusarium Monoliforme 00 9.79.7 지베렐라 제애Giberella Zea 00 9.89.8 피튬 아파니데르마툼Phytium Aparnidermathum 00 20.920.9 리족토니아 솔라니Lizhatonia Solani 00 1.61.6

c. 액체 배양액에서의 최소 억제 농도c. Minimum inhibitory concentration in liquid culture

푸사륨 쿨모룸 및 셉토리아 노도룸에 대한 락토페리신 B 및 2가지 유도체의 활성을 액체 억제 분석에서 시험한다. 펩타이드는 락토페리신 B(상기 언급된 바와 같음), Met-락토페리신 B(부가적인 N-말단 메티오닌을 갖는 락토페리신 B) 및 Gln-락토페리신 B(부가적인 N-말단 글루타민을 갖는 락토페리신 B)이다. 모든 펩타이드는 다음 회사로부터 구입한다(W.M. Keck Biotechnology Resource Center, New Haven, CT). 펩타이드를 이중 증류된 멸균수에 1.5mg/ml로 용해시킨다.The activity of lactoferricin B and two derivatives against Fusarium Kummorum and Septoria nodorum is tested in the liquid inhibition assay. Peptides include lactoferricin B (as mentioned above), Met-lactoferricin B (lactoferricin B with additional N-terminal methionine) and Gln-lactoferricin B (with additional N-terminal glutamine Lactoferricin B). All peptides are purchased from W.M. Keck Biotechnology Resource Center, New Haven, CT. Peptides are dissolved at 1.5 mg / ml in double distilled sterile water.

상기 언급된 바와 같은 감자 덱스트로즈 한천(PDA, Difco) 플레이트 상에서 성장시키고 1/2 농도 PDA에 15,000/ml로 희석시킨 포자 형성용 배양물로부터 진균성 포자를 수거한다. 전체 96웰 플레이트 중에서 일련으로 희석된 펩타이드 250마이크로리터를 50마이크로리터의 포자에 가한다. 상기 웰을 혼합시킨 후, 590nm에서의 OD를 측정한다(진균 성장에 관한 측정치). 이어서, 상기 플레이트를 28℃에서 배양하고 그 다음 2일 간에 걸쳐 일정한 간격으로 590nm에서의 OD를 측정한다. 성장을 완전히 억제하는 락토페리신 B 펩타이드의 최소 농도를 최소 억제 농도(MIC)로서 나타낸다. 이들 값은 표 3에 제시한다.Fungal spores are harvested from spore-forming cultures grown on potato dextrose agar (PDA, Difco) plates as mentioned above and diluted to 15,000 / ml in 1/2 concentration PDA. 250 microliters of peptide serially diluted in the entire 96 well plate is added to 50 microliters of spores. After mixing the wells, the OD at 590 nm is measured (measured on fungal growth). The plates are then incubated at 28 ° C. and the OD at 590 nm is measured at regular intervals over the next two days. The minimum concentration of lactoferricin B peptide that completely inhibits growth is indicated as the minimum inhibitory concentration (MIC). These values are shown in Table 3.

피치아 파스토리스를 YPD 플레이트 상에서 성장시키고 슈도모나스 시린개 BL882 및 이. 콜라이 DH5α는 L 브로쓰에서 성장시킨다. 소량의 피. 파스토리스 세포를 YPD에서 재현탁시키고, 세포 농도를 계수한 다음 YPD를 이용하여 30,000세포수/ml로 조정한다. DH5α 및 BL882의 배양물의 600nm에서의 OD를 측정한다. 109세포수/ml에 상응하는 DH5α 및 5×10세포수/ml에 상응하는 BL882에 대한 600nm에서의 OD를 1이라고 가정하여, 세포 농도를 L 브로쓰에서 30,000세포수/ml로 조정시킨다.Peachia pastoris are grown on YPD plates and Pseudomonas Syringe BL882 and E. coli. E. coli DH5α is grown in L broth. A small amount of blood. Pastoris cells are resuspended in YPD, the cell concentration is counted and then adjusted to 30,000 cells / ml using YPD. The OD at 600 nm of the cultures of DH5α and BL882 is measured. The cell concentration is adjusted to 30,000 cell counts / ml in L broth, assuming OD at 600 nm for BL882 corresponding to DH5α corresponding to 109 cell counts / ml and BL × 2 corresponding to 5 × 10 cell counts / ml.

전체 96웰 플레이트 중에서 일련으로 희석된 락토페리신 B 펩타이드 20마이크로리터를 80마이크로리터의 세포에 가한다. 이어서, 이러한 플레이트의 590nm에서의 OD를 판독한 다음, 상기 플레이트를 28℃에서 배양한다. 그 다음 2일 간에 걸쳐 일정한 간격을 두고 590nm에서의 OD를 판독한다. 성장을 완전히 억제하는 락토페리신 B 펩타이드의 최소 농도를 최소 억제 농도(MIC)로서 나타내었다. 이들 값은 표 3에 제시한다.20 microliters of lactoferricin B peptide serially diluted in total 96 well plates is added to 80 microliters of cells. The OD at 590 nm of this plate is then read and then the plate is incubated at 28 ° C. The OD is then read at 590 nm at regular intervals over two days. The minimum concentration of lactoferricin B peptide that completely inhibits growth is expressed as the minimum inhibitory concentration (MIC). These values are shown in Table 3.

락토페리신 B의 최소 억제 농도Minimum inhibitory concentration of lactoferricin B 유기체organism 펩타이드Peptide 락토페리신 BLactoferricin B Met-락토페리신 BMet-lactoferricin B Gln-락토페리신 BGln-lactoferricin B 에프. 쿨모룸F. Kulmorum 2020 2020 2020 에스. 노도룸s. Nodo Room 100100 100100 100100 씨. 그라미니콜라Seed. Graminicola 100100 100100 100100 피. 시린개 BL882blood. Syringe BL882 2020 2020 2020 이. 콜라이 DH5αthis. E. coli DH5α 100100 100100 100100 피치아 파스토리스Peachia Pastoris 300300 300300 300300

실시예 2: 식물 세포외 유체에서의 Gln-락토페리신 B 펩타이드의 안정성Example 2: Stability of Gln-lactoferricin B peptide in plant extracellular fluid

락토페리신 B 펩타이드를 몇가지 상이한 아세포성 위치로 지시하는 대조군 서열을 사용하여 상기 락토페리신 B 펩타이드를 식물에서 발현시킨다(다음 실시예 3 내지 6에 보다 상세히 기재되어 있음). 세포외 발현의 경우에는, 락토페리신 B의 암호화 서열을, 상기 펩타이드를 세포외 공간으로 분비시켜 주는 옥수수 PR-1 유전자의 리더 서열에 융합시킨다. 이러한 목적으로 사용된 리더 서열은 분비된 성숙한 PR-1 단백질의 개시 서열에 글루타민 잔기를 포함하기 때문에, 부가의 N-말단 글루타민 잔기를 갖는 락토페리신 B 펩타이드(Gln-락토페리신 B)가 분비된다. 합성 Gln-락토페리신 B 펩타이드를 대상으로 하여, 밀, 옥수수 및 담배의 세포외 세척액에서의 이의 안정성에 대해 시험한다.The lactoferricin B peptide is expressed in plants using control sequences that direct the lactoferricin B peptide to several different subcellular locations (described in more detail in Examples 3-6 below). In the case of extracellular expression, the coding sequence of lactoferricin B is fused to the leader sequence of the maize PR-1 gene which secretes the peptide into the extracellular space. Since the leader sequence used for this purpose contains a glutamine residue in the starting sequence of the secreted mature PR-1 protein, lactoferricin B peptide (Gln-lactoferricin B) with an additional N-terminal glutamine residue is secreted. do. Synthetic Gln-lactoferricin B peptides are tested for their stability in extracellular washings of wheat, corn and tobacco.

잎 조직을 멸균성의 이중 증류수로 침윤시킴으로써 세포외 세척액(ECF)을 수득하고, 이와 같이 침윤된 조직을 원심분리시켜 회수한다. 밀의 경우에는 UC703 식물의 잎을 사용하고, 옥수수의 경우에는 6N615 식물의 잎을 사용한다. 이들 잎들을 작은 조각으로 절단하고 바닥에 코튼울이 함유된 20ml용 주사기 통에 넣는다. 절단물을 물로 세척하여 절단 표면으로부터 세포성 분비물을 제거한다. 이어서, 물을 가하고 피스톤을 주사기 통에 넣는다. 이 주사기를 동결건조기 용기에 거꾸로 둔 다음 동결건조기에 연결시킨다. 30 내지 40초 동안 약간의 진공을 적용한 후에, 진공을 해제한다. 이를 1회 더 반복한다. 이어서, 상기 잎 조각을 10ml 주사기 통에 넣어 이를 원심분리용 튜브에 둔다. 이를 임상용 원심분리기에서 1000 내지 2000rpm으로 방사하여 세포외 세척액을 회수한 다음 동결시킨다.Extracellular wash (ECF) is obtained by infiltrating leaf tissue with sterile double distilled water, and the tissue thus infiltrated is recovered by centrifugation. For wheat, the leaves of the UC703 plant are used, and for corn, the leaves of the 6N615 plant. These leaves are cut into small pieces and placed in a 20 ml syringe barrel containing cotton wool at the bottom. The cleavage is washed with water to remove cellular secretions from the cleavage surface. Water is then added and the piston is placed in a syringe barrel. The syringe is placed upside down in a freeze dryer container and then connected to the freeze dryer. After applying a slight vacuum for 30-40 seconds, the vacuum is released. Repeat this one more time. The leaf pieces are then placed in a 10 ml syringe pail and placed in a centrifuge tube. It is spun at 1000 to 2000 rpm in a clinical centrifuge to recover the extracellular wash and then frozen.

담배(컬티바르 크산티, nc)의 경우에는, 10ml 주사기를 이용하여 잎에 물을 주사한다. 이어서, 잎을 식물로부터 떼내고, 드라이 블롯팅하며, 감아올린 다음 짧은 실린더로 절단하여 10ml 주사기 통에 넣는다. 이 주사기를 원심분리용 튜브에 둔 다음 임상적 원심분리기에서 1000rpm으로 방사한다. 이 튜브에 수집된 세척액을 수집하고 동결시킨다.For tobacco (Cultivar xanthi, nc), water is injected into the leaves using a 10 ml syringe. The leaves are then removed from the plant, dry blotted, rolled up, cut into short cylinders and placed in a 10 ml syringe pail. The syringe is placed in a centrifuge tube and spun at 1000 rpm in a clinical centrifuge. The wash solution collected in this tube is collected and frozen.

분취량의 ECF를 제조업자의 지시(Novex)에 따라서 10% 트리신 겔 상에서 수행한다. 각 식물 ECF에 대해 상대적인 단백질 농도 평가 기준을 만든다. 이를 사용하여 연속적인 배양에서 대략 동일한 양의 총 ECF 단백질을 가지도록 수집된 각 액으로부터 필요로 하는 ECF의 양에 대한 평가치를 만든다. 따라서, 밀로부터의 18.5마이크로리터 ECF, 옥수수로부터의 31마이크로리터 ECF 및 담배로부터의 60마이크로리터 ECF를 각각, 10mM 트리스 pH 7.5, 50mM NaCl, 2.5mM MgCl2및 2.5mM CaCl2를 함유하는 총 75마이크로리터 용적에서 11.25마이크로그램 Gln-락토페리신 B 펩타이드와 함께 배양한다. 이 반응물을 37℃에서 배양하고 10마이크로리터 분취량을 0, 15, 30, 60, 90, 120 및 180분에 취한다. 이들 샘플을 즉시 동결시킨다.Aliquots of ECF are performed on 10% Tricine gel according to manufacturer's instructions (Novex). Relative protein concentration criteria are made for each plant ECF. This is used to make an estimate of the amount of ECF needed from each solution collected to have approximately the same amount of total ECF protein in successive cultures. Thus, 18.5 microliter ECF from wheat, 31 microliter ECF from corn and 60 microliter ECF from tobacco were total 75 containing 10 mM Tris pH 7.5, 50 mM NaCl, 2.5 mM MgCl 2 and 2.5 mM CaCl 2 , respectively. Incubate with 11.25 micrograms Gln-lactoferricin B peptide in microliter volume. The reaction is incubated at 37 ° C. and 10 microliter aliquots are taken at 0, 15, 30, 60, 90, 120 and 180 minutes. These samples are frozen immediately.

이 샘플을 대상으로 하여, 열 불활성화 및 알킬화시킨 후에 겔 전기영동에 의해 Gln-락토페리신 B의 존재 여부에 대해 분석한다. 100℃에서 배양한지 10분 후에, 상기 샘플을 냉각시키고 에펜도르프 원심분리기에서 신속하게 방사시킨다. 각 샘플의 알킬화 반응은 먼저 상기 샘플을 N2대기에서 100℃하에 10분 동안 2마이크로리터 1mM DTT로 환원시킴으로써 수행한다. 이어서, 요오도아세트아미드(10mM 2마이크로리터) 및 1.4마이크로리터 1M 트리스(pH 8.5)를 가하여 용액이 보다 염기성이 되도록 한다. 이 튜브를 N2으로 플러싱한 후, 상기 샘플을 50℃하의 암실에서 50분 동안 배양한다. 대조군 펩타이드 샘플(완충액 또는 ECF를 가하지 않은 Gln-락토페리신 B 펩타이드)을 동일한 방식으로 알킬화한다. 이 샘플을 겔 전기영동에 의해 분석될 때까지 동결 저장한다.This sample is subjected to heat inactivation and alkylation and then analyzed for the presence of Gln-lactoferricin B by gel electrophoresis. After 10 minutes of incubation at 100 ° C., the sample is cooled and rapidly spun in an Eppendorf centrifuge. The alkylation reaction of each sample is first performed by reducing the sample with 2 microliters 1 mM DTT for 10 minutes at 100 ° C. in N 2 atmosphere. Iodoacetamide (10 mM 2 microliters) and 1.4 microliters 1M Tris (pH 8.5) are then added to make the solution more basic. After flushing the tube with N 2 , the sample is incubated in the dark at 50 ° C. for 50 minutes. Control peptide samples (Gln-lactoferricin B peptide without buffer or ECF) are alkylated in the same manner. The sample is stored frozen until analyzed by gel electrophoresis.

각 샘플에, 등가량의 2×트리신/SDS 샘플 완충액를 가한 후(Novex), 이들을 100℃에서 5분 동안 배양한다. 이어서, 이 샘플을 제조업자의 지시에 따라서 10 내지 20% 트리신/SDS 겔(Novex) 상에서 수행한다. 이 겔을 쿠마시(Pharmacia)로 염색하고 펩타이드 밴드를 가시화하기 위하여 탈색시킨다.To each sample, an equivalent amount of 2 × Tricine / SDS sample buffer is added (Novex), and then they are incubated at 100 ° C. for 5 minutes. This sample is then run on a 10-20% Tricine / SDS gel (Novex) according to the manufacturer's instructions. This gel is stained with Pharmacia and bleached to visualize the peptide bands.

Gln-락토페리신 B 펩타이드는 밀 ECF에서 매우 안정적이다. 3시간 배양한 후에도 상당한 양의 펩타이드가 여전히 존재하는데, 이는 이러한 펩타이드의 분해가 상기 ECF에서는 비교적 느리다는 것을 지시한다. 옥수수 및 담배 ECF에서는, Gln-락토페리신 B 펩타이드가 감소된 수준이긴 하지만 3시간 배양 후에도 여전히 존재한다.Gln-lactoferricin B peptide is very stable in wheat ECF. A significant amount of peptide still exists after 3 hours of incubation, indicating that degradation of this peptide is relatively slow in the ECF. In corn and tobacco ECF, Gln-lactoferricin B peptides are reduced but still exist after 3 hours of incubation.

결과는 Gln-락토페리신 B 펩타이드가 이들 3가지 식물 종의 ECF에서 단지 서서히 분해된다는 것을 지시한다. 이러한 펩타이드의 ECF 중에서의 분해는 상기 조건하에서 3시간 이상이 소요된다.The results indicate that Gln-lactoferricin B peptides only slowly degrade in the ECF of these three plant species. Degradation of these peptides in ECF takes more than 3 hours under these conditions.

실시예 3: 식물에서의 락토페리신 B의 세포질성 발현용 유전자의 작제Example 3: Construction of a Gene for Cytoplasmic Expression of Lactoferricin B in Plants

세포질적으로 발현된 합성 락토페리신 B 유전자에 대한 암호화 및 비-암호화 DNA 서열은 2개의 부분적으로 상보적인 올리고뉴클레오티드를 합성함으로써 수득한다. 이러한 올리고뉴클레오티드는 (암호화 쇄 상의 5'부터 3'까지) BamHI 제한 효소 말단, 메티오닌 출발 코돈을 포함한 코작 컨센서스 부위, 락토페리신 B 펩타이드의 아미노산 서열을 암호화하는 75개 염기쌍, 정지 코돈, 및 NotI 제한 효소 말단을 암호화한다.Coding and non-coding DNA sequences for the cytoplasmically expressed synthetic lactoferricin B gene are obtained by synthesizing two partially complementary oligonucleotides. These oligonucleotides (from 5 'to 3' on the coding chain) terminate the BamHI restriction enzyme, the Kozak consensus site including the methionine start codon, the 75 base pairs encoding the amino acid sequence of the lactoferricin B peptide, the stop codon, and the NotI restriction. Encode the end of the enzyme.

올리고의 뉴클레오티드는 다음과 같다:The nucleotides of the oligos are as follows:

올리고 1(서열 7):Oligo 1 (SEQ ID NO: 7):

5'-GATCCACCATGTTCAAGTGCCGCCGCTGGCAGTGGCGCATGAAGAAGCTGGGCGCCCCCAGCATCACCTGCGT5'-GATCCACCATGTTCAAGTGCCGCCGCTGGCAGTGGCGCATGAAGAAGCTGGGCGCCCCCAGCATCACCTGCGT

GCGCAGGGCCTTCTAAGC-3'GCGCAGGGCCTTCTAAGC-3 '

올리고 2(서열 8):Oligo 2 (SEQ ID NO: 8):

5'-GGCCGCTTAGAAGGCCCTGCGCACGCAGGTGATGCTGGGGGCGCCCAGCTTCTTCATGCGCCACTGCCAGCGG5'-GGCCGCTTAGAAGGCCCTGCGCACGCAGGTGATGCTGGGGGCGCCCAGCTTCTTCATGCGCCACTGCCAGCGG

CGGCACTTGAACATGGTG-3'CGGCACTTGAACATGGTG-3 '

이들 합성 올리고뉴클레오티드를 구입하고 10% 우레아/폴리아크릴아미드 겔 상에서 전기영동시키며 완전한 길이의 올리고뉴클레오티드를 함유하는 밴드를 절단한다. 이 올리고뉴클레오티드를 용출시키고, 어닐링한 다음, 올리고 1-1 및 2-1을 사용하여 PCR 증폭에 사용한다.These synthetic oligonucleotides are purchased and electrophoresed on 10% urea / polyacrylamide gels and the bands containing the full length oligonucleotides are cleaved. This oligonucleotide is eluted, annealed and used for PCR amplification using oligos 1-1 and 2-1.

올리고 1-1(서열 9):Oligo 1-1 (SEQ ID NO: 9):

5'-AGTAGGATCCACCATGTTCAAGTGCC-3'5'-AGTAGGATCCACCATGTTCAAGTGCC-3 '

올리고 2-1(서열 10):Oligo 2-1 (SEQ ID NO: 10):

5'-TACTGCGGCCGCTTAGAAGGCCCTGCGC-3'5'-TACTGCGGCCGCTTAGAAGGCCCTGCGC-3 '

이 PCR 생성물을 pCRII에 연결시키고, 이러한 삽입체를 함유하는 클론을 동정한 다음 삽입체를 서열화하여 돌연변이 도입 부재를 확인한다. 정확한 서열을 갖는 클론의 BamHI-NotI 삽입체를 BamHI 및 NotI 예비분해된 블루스크립트에 클로닝한다. 우비퀴틴 프로모터를 함유하는 2kb HindIII-BamHI 단편(참조: Toki et al., Plant Physiol. 100:1503)을 상기 클론의 HindIII-BamHI 부위에 클로닝한다. nos 터미네이터를 NotI-SacI 부위에 연결시켜 pCIB7703(도 1에 도시됨), 즉 우비퀴틴-락토페리신 B-nos 유전자 카셋트를 갖는 플라스미드를 생성시킨다. ubi-SynPAT-nos를 함유하는 DNA 단편을 상기 플라스미드의 HindIII 부위에 클로닝한다. 이로써 생성된 플라스미드 pCIB7704(도 2에 도시됨)는 ubi-SynPAT-nos 및 ubi-lacto-nos 유전자 카셋트를 함유한다. 이 플라스미드는 식물에서 선별하기 위한 SynPAT 유전자를 함유하고 옥수수 우비퀴틴 프로모터의 조절하에서 락토페리신 B 유전자로 식물을 형질전환시키는데 유용하다.This PCR product is linked to pCRII, clones containing such inserts are identified and the inserts are sequenced to confirm the absence of mutation introduction. The BamHI-NotI insert of the clone with the correct sequence is cloned into BamHI and NotI predigested bluescripts. A 2 kb HindIII-BamHI fragment containing the ubiquitin promoter (Toki et al., Plant Physiol. 100: 1503) is cloned into the HindIII-BamHI site of the clone. The nos terminator was linked to the NotI-SacI site to generate a plasmid with pCIB7703 (shown in FIG. 1), ie the ubiquitin-lactoferricin B-nos gene cassette. DNA fragments containing ubi-SynPAT-nos are cloned into the HindIII site of the plasmid. The resulting plasmid pCIB7704 (shown in FIG. 2) contains the ubi-SynPAT-nos and ubi-lacto-nos gene cassettes. This plasmid contains the SynPAT gene for selection in plants and is useful for transforming plants with lactoferricin B gene under the control of a corn ubiquitin promoter.

플라스미드 pCIB7704를 KpnI 및 SacI로 절단하여 ubi-SynPAT-nos--ubi-lacto-nos 유전자 융합체를 함유하는 단편을 방출시킨다. 이 단편을 KpnI, SacI 분해된 pCIB6848에 클로닝하여 pCIB7705(도 3에 도시됨)를 형성시킨다. 플라스미드 pCIB7705는 세균에서 선별하기 위한 NPTII(카나마이신 내성) 유전자와 식물에서 선별하기 위한 SynPAT 유전자를 함유하고 옥수수 우비퀴틴 프로모터의 조절하에서 락토페리신 B 유전자로 식물을 형질전환시키는데 유용하다.Plasmid pCIB7704 was cleaved with KpnI and SacI to release fragments containing the ubi-SynPAT-nos--ubi-lacto-nos gene fusion. This fragment was cloned into KpnI, SacI digested pCIB6848 to form pCIB7705 (shown in FIG. 3). Plasmid pCIB7705 contains the NPTII (kanamycin resistance) gene for selection in bacteria and the SynPAT gene for selection in plants and is useful for transforming plants with lactoferricin B gene under the control of a corn ubiquitin promoter.

ubi-lacto-nos 작제물을 함유하는, pCIB7703으로부터의 KpnI-SacI 단편을 플라스미드 pCIB6848에 클로닝하여 pCIB7706(도 4에 도시됨)을 생성시킨다. 이로써 ubi-lacto-nos 유전자 작제물이 카나마이신 내성 유전자 함유 플라스미드에 위치한다.KpnI-SacI fragments from pCIB7703, containing the ubi-lacto-nos construct, are cloned into plasmid pCIB6848 to generate pCIB7706 (shown in FIG. 4). This places the ubi-lacto-nos gene construct in the plasmid containing the kanamycin resistance gene.

실시예 4: 식물에서의 락토페리신 B의 세포외 발현용 합성 유전자의 작제Example 4 Construction of Synthetic Gene for Extracellular Expression of Lactoferricin B in Plants

락토페리신 B의 세포외 발현을 위하여, 리더 서열을 락토페리신 B 유전자의 5' 말단에 위치시킨다. 리더 서열은 옥수수 cDNA 라이브러리로부터 클로닝하고(보리 PR-1 유전자 프로브를 사용함) 서열화된 옥수수 PR1 cDNA(PR-1mz)로부터 유래한 다(특허공개공보 WO 95/19443). 합성 올리고뉴클레오티드 및 PCR 증폭 기술을 사용하여 상기 유전자 작제물을 2 단계로 제조한다. 올리고뉴클레오티드 3은 PR-1 리더 및 락토페리신 B 암호화 서열의 출발 서열과 동일한데, 단, (잠재적인 2차적 구조상의 문제를 방지하기 위하여) 단일의 무징후성 뉴클레오티드 변화는 제외로 한다. 올리고 4는 락토페리신 B 암호화 서열(이의 고안은 상세한 설명에 기재되어 있다), 및 PR-1 리더 서열의 3' 말단에 상보적이다. 올리고 3-1은 PR-1 암호화 서열의 5' 말단과 동일하다.For extracellular expression of lactoferricin B, the leader sequence is located at the 5 'end of the lactoferricin B gene. Leader sequences are cloned from the maize cDNA library (using the barley PR-1 gene probe) and derived from the sequenced maize PR1 cDNA (PR-1mz) (Patent Publication WO 95/19443). The gene construct is prepared in two steps using synthetic oligonucleotide and PCR amplification techniques. Oligonucleotide 3 is identical to the starting sequence of the PR-1 leader and lactoferricin B coding sequence, except for a single asymptomatic nucleotide change (to prevent potential secondary structural problems). Oligo 4 is complementary to the lactoferricin B coding sequence (the design of which is described in the detailed description), and the 3 'end of the PR-1 leader sequence. Oligo 3-1 is identical to the 5 'end of the PR-1 coding sequence.

합성 올리고뉴클레오티드의 뉴클레오티드 서열은 다음과 같다:The nucleotide sequence of the synthetic oligonucleotide is as follows:

올리고 3(서열 11):Oligo 3 (SEQ ID NO: 11):

5'-GATCCACCATGGCACCGAGGCTAGCGTGCCTCCTAGCTCTGGCCATGGCAGCCATCGTCGTGGCGCCATGCACG5'-GATCCACCATGGCACCGAGGCTAGCGTGCCTCCTAGCTCTGGCCATGGCAGCCATCGTCGTGGCGCCATGCACG

GCCTTCAAGTGCCG-3'GCCTTCAAGTGCCG-3 '

올리고 4(서열 12):Oligo 4 (SEQ ID NO: 12):

5'-GGCCGCTTAGAAGGCCCTGCGCACGCAGGTGATGCTGGGGGCGCCCAGCTTCTTCATGCGCCACTGCCAGCGGC5'-GGCCGCTTAGAAGGCCCTGCGCACGCAGGTGATGCTGGGGGCGCCCAGCTTCTTCATGCGCCACTGCCAGCGGC

GGCACTTGAAGGCC-3'GGCACTTGAAGGCC-3 '

올리고 3-1(서열 13)Oligo 3-1 (SEQ ID NO: 13)

5'-AGTAGGATCCACCATGGCACCGAGGCTAG-3'5'-AGTAGGATCCACCATGGCACCGAGGCTAG-3 '

올리고 5(서열 14):Oligo 5 (SEQ ID NO: 14):

5'-AGTACCATCGTCGTGGCGCCATGCACGGCCCAGTTCAAG-3'5'-AGTACCATCGTCGTGGCGCCATGCACGGCCCAGTTCAAG-3 '

먼저, 올리고 3-1 및 4를 사용하여 옥수수 PR1 리더 서열을 PCR 증폭시키는데, 이때 옥수수 PR-1 cDNA 클론을 주형으로서 사용한다. 이로써, 본래의 BamHI 제한 부위, RP-1 리더, 락토페리신 B 및 NotI 제한 부위의 일부를 함유하는 PCR 단편이 생성된다. 프라이머로서 올리고 2-1(상기 실시예 3에 기재됨) 및 올리고 3을 사용하여, 락토페리신 B 주형을 PCR 반응에 사용한다. 이어서, 이들 2가지 PCR 단편을 혼합하고, 94℃에서 변성시킨 다음, 72℃에서 5분 동안 Taq DNA 폴리머라제로 확장시킨다. 이어서, 상기 반응물을 올리고 2-1 및 3-1을 사용하여 10주기 동안 PCR 증폭시킨다. 이러한 PCR 단편을 PCRII에 클로닝시킨다. 상기 삽입체를 함유하는 클론을 동정하고 이 삽입체를 서열화하여 돌연변이 도입 부재를 확인한다. 리더 서열에 하나의 돌연변이가 발생된 삽입체를 함유하는 플라스미드 #10을 분리한다(12번째 아미노산이 GCC에서 GAC로 변함). 상기 실험을 반복하여, 락토페리신 B 유전자 서열에 하나의 돌연변이가 발생된 플라스미드 #11을 분리하였다(15번째 아미노산이 GCC에서 ACC로 변함). 각각 상이한 돌연변이가 발생된 이들 두 플라스미드를 사용하여 교정된 서열을 만든다. BamHI-NotI 삽입체를 BamHI-NotI 삽입체로서 pBluescript에 클로닝한다. 상기 돌연변이를 함유하는 BstXI 단편을 삽입체 #11를 함유하는 블루스크립트 플라스미드로부터 제거하고 삽입체 #10을 함유하는 블루스크립트 플라스미드로부터의 상응하는 BstXI 단편으로 대체한다. 우비퀴틴 프로모터를 함유하는 2kb HindIII-BamHI 단편[참조: Toki et al., Plant Physiol. 100:1503]을 상기 클론의 HindIII-BamHI 부위에 클로닝시키고 nos 터미네이트를 NotI-SacI 부위에 연결시킨다. 이로써 생성된 플라스미드를 p#10/11로 지칭한다. 프라이머로서 올리고 5 및 올리고 2-1을 사용하는 PCR 반응에서 이러한 교정된 플라스미드를 주형으로서 사용한다. 올리고 5는 락토페리신 B의 첫 번째 아미노산 앞에 하나의 아미노산, 즉 글루타민을 부가한다. 이를 수행하여 PR-1 리더와 락토페리신 B 서열의 연결부에 본래의 리더 절단 부위를 발생시킨다. 이로써, 식물 세포 중에서의 PR1 리더의 제거로 인해, 부가된 N-말단 글루타민을 갖는 락토페리신 B 펩타이드가 생성되는 것으로 예상된다.First, oligo 3-1 and 4 are used to PCR amplify the maize PR1 leader sequence, using maize PR-1 cDNA clone as a template. This produces a PCR fragment containing a portion of the original BamHI restriction site, RP-1 leader, lactoferricin B and NotI restriction site. Using oligo 2-1 (described in Example 3 above) and oligo 3 as primers, the lactoferricin B template is used for the PCR reaction. These two PCR fragments are then mixed, denatured at 94 ° C. and then expanded with Taq DNA polymerase at 72 ° C. for 5 minutes. The reaction is then raised and PCR amplified for 10 cycles using 2-1 and 3-1. This PCR fragment is cloned into PCRII. Clones containing the inserts are identified and the inserts are sequenced to confirm the absence of mutation introduction. Isolate plasmid # 10 containing the insert with one mutation in the leader sequence (12th amino acid changed from GCC to GAC). The experiment was repeated to isolate plasmid # 11 with one mutation in the lactoferricin B gene sequence (15th amino acid changed from GCC to ACC). These two plasmids, each with different mutations generated, are used to make corrected sequences. The BamHI-NotI insert is cloned into pBluescript as the BamHI-NotI insert. The BstXI fragment containing the mutation is removed from the BlueScript plasmid containing Insert # 11 and replaced with the corresponding BstXI fragment from the BlueScript plasmid containing Insert # 10. 2kb HindIII-BamHI fragment containing the ubiquitin promoter [Toki et al., Plant Physiol. 100: 1503] is cloned into the HindIII-BamHI site of the clone and the nos termination is linked to the NotI-SacI site. The resulting plasmid is referred to as p # 10/11. This calibrated plasmid is used as template in PCR reactions using oligo 5 and oligo 2-1 as primers. Oligo 5 adds one amino acid, glutamine, before the first amino acid of lactoferricin B. This produces the original leader cleavage site at the junction of the PR-1 leader and lactoferricin B sequence. This is expected to result in the removal of the PR1 leader in plant cells, resulting in lactoferricin B peptides with added N-terminal glutamine.

이로써 생성된 PCR 단편을 pCRII에 클로닝하고 클론을 서열화한다. 정확한 서열을 갖는 BstXI-NotI 삽입체(부가의 글루타민을 함유함)을 분리시킨 다음 BstXI, NotI 분해된 p#10/11에 클로닝시켜 pCIB7707을 생성시킨다. 이로써 옥수수 PR1 리더-락토페리신 B 암호화 서열이 우비퀴틴 프로모터 및 nos 터미네이터(ubi-PR1-락토페리신 B-nos)의 조절하에 위치한다. ubi-SynPAT-nos를 함유하는 DNA 단편을 상기 플라스미드의 HindIII 부위에 클로닝시키면, SynPAT 및 PR1-락토페리신 B 유전자 카셋트를 함유하는 플라스미드 pCIB7708이 생성된다.The resulting PCR fragment is cloned into pCRII and the clone is sequenced. BstXI-NotI inserts with the correct sequence (containing additional glutamine) are isolated and then cloned into BstXI, NotI digested p # 10/11 to generate pCIB7707. Thus the maize PR1 leader-lactoferricin B coding sequence is located under the control of the ubiquitin promoter and the nos terminator (ubi-PR1-lactoferricin B-nos). Cloning the DNA fragment containing ubi-SynPAT-nos to the HindIII site of the plasmid yields plasmid pCIB7708 containing SynPAT and PR1-lactoferricin B gene cassette.

상기 플라스미드를 KpnI 및 SacI로 절단하여 ubi-SynPAT-nos--ubi-PR1-lacto-nos 유전자 융합물을 함유하는 삽입체를 방출시킨다. 이 단편을 KpnI, SacI 분해된 pCIB6848에 클로닝하여 pCIB7709를 형성시킨다. 이 플라스미드는 세균에서 선별하기 위한 NPTII(카나마이신 내성) 유전자와 식물에서 선별하기 위한 SynPAT 유전자를 함유하고 옥수수 우비퀴틴 프로모터의 조절하에서 락토페리신 B 유전자로 식물을 형질전환시키는데 유용하다.The plasmid was cleaved with KpnI and SacI to release the insert containing the ubi-SynPAT-nos--ubi-PR1-lacto-nos gene fusion. This fragment is cloned into KpnI, SacI digested pCIB6848 to form pCIB7709. This plasmid contains the NPTII (kanamycin resistance) gene for selection in bacteria and the SynPAT gene for selection in plants and is useful for transforming plants with the lactoferricin B gene under the control of a corn ubiquitin promoter.

ubi-lacto-nos 카셋트를 함유하는, pCIB7707로부터의 KpnI-SacI 단편을 플라스미드 pCIB6848에 클로닝하여 pCIB7710을 생성시킨다. 이로써 ubi-lacto-nos 유전자 작제물이 카나마이신 내성 유전자 함유 플라스미드에 위치한다.KpnI-SacI fragment from pCIB7707, containing the ubi-lacto-nos cassette, is cloned into plasmid pCIB6848 to generate pCIB7710. This places the ubi-lacto-nos gene construct in the plasmid containing the kanamycin resistance gene.

실시예 5: 식물에서의 락토페리신 B의 액포성 발현용 유전자의 작제Example 5: Construction of genes for vacuole expression of lactoferricin B in plants

락토페리신 B의 액포성 발현을 위하여, 액포성 표적화하기 위한 서열을 상기 실시예 4(식물에서 락토페리신 B의 세포외 발현을 위한 합성 유전자의 작제)에 기재된 PR1 리더-락토페리신 B 유전자 카셋트의 3' 말단에 가한다. 이러한 부가의 18개 염기쌍 서열은 C-말단 Val-Phe-Ala-Glu-Ala-Ile 액포 표적화 서열[참조: Dombrowski et al., Plant Cell 5, 587-596, 1993], 이어서 정지 코돈을 암호화한다. 또한, 제한 말단을 상기 합성 유전자의 5' 말단 및 3' 말단에 삽입시켜 클로닝을 촉진시킨다.For vesicular expression of lactoferricin B, the PR1 leader-lactoferric B gene described in Example 4 above (construction of synthetic gene for extracellular expression of lactoferricin B in plants) To the 3 'end of the cassette. This additional 18 base pair sequence encodes the C-terminal Val-Phe-Ala-Glu-Ala-Ile vacuole targeting sequence (Dombrowski et al., Plant Cell 5, 587-596, 1993), followed by a stop codon. . Restriction ends are also inserted at the 5 'and 3' ends of the synthetic gene to facilitate cloning.

2개의 올리고뉴클레오티드를 사용하여 상기 합성 유전자를 작제한다. 올리고 3-1의 서열이 상기 실시예 4에 기재되어 있다. 올리고 6의 서열은 락토페리신 B 암호화 서열의 3' 말단의 보체, 액포 표적화 서열에 대한 코돈, 정지 코돈 및 NotI 제한 효소 부위를 함유한다. 이의 서열은 다음과 같다:Two oligonucleotides are used to construct the synthetic gene. The sequence of oligo 3-1 is described in Example 4 above. The sequence of oligo 6 contains the complement of the 3 'end of the lactoferricin B coding sequence, the codons for vacuole targeting sequence, the stop codon and the NotI restriction enzyme site. Its sequence is as follows:

올리고 6(서열 15):Oligo 6 (SEQ ID NO: 15):

5'-AGTAGCGGCCGC-TTA-GATGGCCTCGGCGAACAC-GAAGGCCCTGCGCACGCA-3'5'-AGTAGCGGCCGC-TTA-GATGGCCTCGGCGAACAC-GAAGGCCCTGCGCACGCA-3 '

올리고 3-1 및 올리고 6을 사용하여 상기 실시예 4에 기재된 플라스미드 pCIB7707 중의 PR1 리더-락토페리신 B 유전자 작제물을 PCR 증폭시킨다. 이러한 PCR 단편을 pCRII에 클로닝시키고 삽입체를 갖는 클론을 선별한다. 이 삽입체를 서열화하고 정확한 서열을 갖는 클론을 사용하여 BamHI-NotI 단편을 절단한다. 이 단편을 블루스크립트에 클로닝하고 우비퀴틴 프로모터를 함유하는 2kb HindIII-BamHI 단편[참조: Toki et al., Plant Physiol. 100:1503]을 상기 클론의 HindIII-BamHI 부위에 클로닝하며 nos 터미네이터를 NotI-SacI 부위에 연결시킨다. 이로써 pCIB7712가 생성된다. 이로써, 옥수수 PR1 리더-락토페리신 B-액포 표적 서열이 우비퀴틴 프로모터와 nos 터미네이터의 조절하에 위치한다(ubi-PR1-lactoB-vac-nos). ubi-SynPAT-nos로 구성된 DNA 단편을 상기 플라스미드의 HindIII 부위에 연결시키면, 플라스미드 pCIB7713이 생성된다.Oligo 3-1 and oligo 6 are used to PCR amplify the PR1 leader-lactoferricin B gene construct in plasmid pCIB7707 described in Example 4 above. These PCR fragments are cloned into pCRII and clones with inserts are selected. This insert is sequenced and the BamHI-NotI fragment is cleaved using a clone with the correct sequence. This fragment was cloned into BlueScript and contained a 2 kb HindIII-BamHI fragment containing the ubiquitin promoter [Toki et al., Plant Physiol. 100: 1503] is cloned into the HindIII-BamHI site of the clone and the nos terminator is linked to the NotI-SacI site. This produces pCIB7712. As such, the maize PR1 leader-lactoferricin B-vesicle target sequence is located under the control of the ubiquitin promoter and the nos terminator (ubi-PR1-lactoB-vac-nos). Linking a DNA fragment consisting of ubi-SynPAT-nos to the HindIII site of the plasmid produces plasmid pCIB7713.

플라스미드 pCIB7713을 KpnI 및 SacI로 절단하여 ubi-SynPAT-nos--ubi-PR1-lacto-nos 유전자 융합물을 함유하는 단편을 방출시킨다. 이 단편을 KpnI, SacI 분해된 pCIB6848에 클로닝하여 pCIB7714를 형성시킨다. 이 플라스미드는 세균에서 선별하기 위한 NPTII(카나마이신 내성) 유전자와 식물에서 선별하기 위한 SynPAT 유전자를 함유하고 옥수수 우비퀴틴 프로모터의 조절하에서 락토페리신 B 유전자로 식물을 형질전환시키는데 유용하다.Plasmid pCIB7713 was digested with KpnI and SacI to release fragments containing the ubi-SynPAT-nos--ubi-PR1-lacto-nos gene fusion. This fragment is cloned into KpnI, SacI digested pCIB6848 to form pCIB7714. This plasmid contains the NPTII (kanamycin resistance) gene for selection in bacteria and the SynPAT gene for selection in plants and is useful for transforming plants with the lactoferricin B gene under the control of a corn ubiquitin promoter.

ubi-lacto-nos 카셋트를 함유하는, pCIB7712로부터의 KpnI-SacI 단편을 플라스미드 pCIB6848에 클로닝하여 pCIB771015를 생성시킨다. 이로써 ubi-lacto-nos 유전자 작제물이 카나마이신 내성 유전자 함유 플라스미드에 위치되었다.KpnI-SacI fragments from pCIB7712, containing the ubi-lacto-nos cassette, are cloned into plasmid pCIB6848 to generate pCIB771015. This placed the ubi-lacto-nos gene construct in a plasmid containing kanamycin resistance gene.

실시예 6: 식물에서의 락토페리신 B의 유색체 발현용 유전자의 작제Example 6: Construction of a gene for chromosome expression of lactoferricin B in plants

락토페리신 B의 유색체 발현을 위하여, 리불로즈-1,5-비포스페이트 카복실라제 소 아단위(ssu) 유전자의 엽록체 표적 서열을 클로닝하고 락토페리신 B 유전자 서열에 대해 5'로 위치시킨다. 이러한 트랜시트 펩타이드 서열은 소 아단위 단백질을 엽록체로 지시하는데, 여기서 이를 절단시켜 성숙한 단백질을 방출시킨다. 고안된 트랜시트 펩타이드-락토페리신 B 유전자 작제물은 (5'에서 3' 방향으로) BamHI 제한 부위, 메티오닌 출발 코돈을 포함한 코작 컨센서스 부위, 락토페리신 B 펩타이드 암호화 서열에 융합된 엽록체 표적 서열, 정지 코돈 및 NotI 제한 효소 부위를 함유하고 있다. 아라비도프시스(ats1A; Wong et al., Plant Mol. Biol. 20, 81-93, 1992) 및 옥수수(Matsuoka et al., J. Biochem. 102, 673-676, 1987)로부터의 ssu 유전자의 엽록체 표적 서열을 갖는 락토페리신 B 유전자 작제물을 만든다. 이들 ssu 유전자의 트랜시트 펩타이드의 암호화 서열[참조: Wong et al., Plant Mol. Biol. 20, 81-93, 1992]을 게놈 DNA, cDNA 또는 cDNA 라이브러리로부터 PCR 증폭에 의해 클로닝한다. 3가지 트랜시트 펩타이드 서열 시리즈(TP1, TP2 및 TP3)를, 문헌[참조: Wong et al., Plant Mol. Biol. 20, 81-93, 1993]의 고안에 따라서 아라비도프시스 및 옥수수 ssu 유전자 모두로부터 작제한다. 따라서, TP1은 트랜시스 펩타이드만의 암호화 서열(절단 부위까지)을 함유하는 반면, TP2 및 3은 이중 절단 부위를 갖는, 트랜시트 펩타이드에 대한 완전한 암호화 서열 및 성숙한 ssu 단백질의 암호화 서열 일부를 갖는다. TP2는 이중 절단 부위를 통과하는 부가의 2개 아미노산 코돈을 갖는다. TP3은 이중 절단 부위에서 정확히 종결된다.For chromosomal expression of lactoferricin B, the chloroplast target sequence of the ribulose-1,5-biphosphate carboxylase subunit (ssu) gene is cloned and placed 5 'to the lactoferricin B gene sequence. This transpeptide peptide sequence directs the bovine unit protein to the chloroplast, which cleaves it to release the mature protein. Designed transcit peptide-lactoferricin B gene constructs (from 5 'to 3') include BamHI restriction sites, Kozak consensus sites including methionine start codons, chloroplast target sequences fused to lactoferricin B peptide coding sequence, and quiescence Codon and NotI restriction enzyme sites. Chloroplasts of the ssu gene from Arabidopsis (ats1A; Wong et al., Plant Mol. Biol. 20, 81-93, 1992) and corn (Matsuoka et al., J. Biochem. 102, 673-676, 1987) A lactoferricin B gene construct with the target sequence is made. Coding sequences of the transit peptides of these ssu genes (Wang et al., Plant Mol. Biol. 20, 81-93, 1992] are cloned by PCR amplification from genomic DNA, cDNA or cDNA libraries. Three series of transit peptide sequences (TP1, TP2 and TP3) are described in Wong et al., Plant Mol. Biol. 20, 81-93, 1993] are constructed from both arabidopsis and maize ssu genes. Thus, TP1 contains the coding sequence of the transpeptide peptide alone (up to the cleavage site), while TP2 and 3 have the complete coding sequence for the transpeptide peptide and a portion of the coding sequence of the mature ssu protein, having a double cleavage site. TP2 has an additional two amino acid codons that pass through the double cleavage site. TP3 terminates exactly at the double cleavage site.

a. 아라비도프시스 엽록체 표적 서열-락토페리신 B 유전자 작제물a. Arabidopsis chloroplast target sequence-lactoferricin B gene construct

증폭시키기 위한 올리고뉴클레오티드 ATP-5' 및 ATP1-3'를 사용하여 첫 번째 트랜시트 펩타이드 서열을 클로닝한다. 이들 올리고뉴클레오티드에 대한 서열은 다음과 같다:The first transcit peptide sequence is cloned using oligonucleotides ATP-5 'and ATP1-3' for amplification. The sequences for these oligonucleotides are as follows:

ATP-5'(서열 16):ATP-5 '(SEQ ID NO: 16):

5'-AGTAGGATCCACCATGGCTTCCTCTATGCTC-3'5'-AGTAGGATCCACCATGGCTTCCTCTATGCTC-3 '

ATP1-3'(서열 17):ATP1-3 '(SEQ ID NO: 17):

5'-GCAGTTAACTCTTCCGCCGTT-3'5'-GCAGTTAACTCTTCCGCCGTT-3 '

ATP-5' 올리고뉴클레오티드는 클로닝을 촉진시키기 위한 BamHI 제한 부위, 개시 코돈에 대한 5' 방향의 코작 컨센서스 서열, 및 ats1A 유전자의 암호화 서열의 첫 번째 18개 뉴클레오티드를 함유한다. 게놈 DNA를 주형으로서 사용한다. 증폭된 생성물을 pCR-Script(SK+)에 클로닝시키고 클론을 서열화하여, 상기 삽입체가 +1에서 +165bp로 확장되면서 ats1A 트랜시트 펩타이드 암호화 서열의 165bp를 함유한다는 것을 확인한다.. 정확한 서열을 갖는 클론을 pATP1로 지칭한다.The ATP-5 'oligonucleotide contains a BamHI restriction site for facilitating cloning, a Kozak consensus sequence in the 5' direction to the start codon, and the first 18 nucleotides of the coding sequence of the ats1A gene. Genomic DNA is used as a template. The amplified product was cloned into pCR-Script (SK +) and the clones were sequenced to confirm that the insert contained 165 bp of the ats1A transcit peptide coding sequence, expanding from +1 to +165 bp. Is referred to as pATP1.

락토페리신 B에 상기 트랜시트 펩타이드 서열을 융합시키는 것은 다음 4가지 프라이머: ATP1 증폭 생성물의 5' 말단으로부터의 서열, ATP-LF 5'(서열 18): 5'-GTAGGATCCACCATGGCT-3'; 상기 실시예 3에 기재된 올리고 2-1과 동일한 서열, ATP-LF 3'; 및 ats1A/락토페리신 B 융합물에 걸쳐져 있고 ATP1의 3' 말단에 18개의 뉴클레오티드와 락토페리신 B 암호화 서열의 5' 말단에 18개의 뉴클레오티드로 구성되는 2개 브릿지 프라이머를 사용하여 PCR에 의해 수행한다. 5' 브릿지 프라이머의 서열은 다음과 같다:Fusing the transcit peptide sequence to lactoferricin B comprises four primers: a sequence from the 5 'end of the ATP1 amplification product, ATP-LF 5' (SEQ ID NO: 18): 5'-GTAGGATCCACCATGGCT-3 '; The same sequence as Oligo 2-1 described in Example 3, ATP-LF 3 '; And two bridge primers spanning the ats1A / lactoferricin B fusion and consisting of 18 nucleotides at the 3 'end of ATP1 and 18 nucleotides at the 5' end of the lactoferricin B coding sequence. do. The sequence of the 5 'bridge primer is as follows:

ATP-LFB 5'(서열 19):ATP-LFB 5 '(SEQ ID NO: 19):

5'-GGCGGAAGAGTTAACTGCTTCAAGTGCCGCCGCTGG-3'5'-GGCGGAAGAGTTAACTGCTTCAAGTGCCGCCGCTGG-3 '

3' 브릿지 프라이머의 서열은 다음과 같다:The sequence of the 3 'bridge primer is as follows:

ATP-LFB 3'(서열 20):ATP-LFB 3 '(SEQ ID NO: 20):

5'-CCAGCGGCGGCACTTGAAGCAGTTAACTCTTCCGCC-3'5'-CCAGCGGCGGCACTTGAAGCAGTTAACTCTTCCGCC-3 '

각 트랜시트 융합 작제물의 경우, 2개의 라운드의 증폭 공정을 수행한다. 첫 번째 라운드는 두 셋트의 반응을 포함한다. 반응 1은 짧은 락토페리신 B 서열 연장물을 갖는 특이적 ATP1 PCR 단편을 발생시킨다. 이러한 반응물에는 프라이머 ATP-LF 5'와 APT-LFB 3' 및 플라스미드 pATP1 DNA가 포함되어 있다. 반응 2는 짧은 5' ATP1 서열 연장물을 갖는 락토페리신 B PCR 단편을 발생시킨다. 이러한 반응물에는 프라이머 ATP-LF 3' 및 주형으로서 클로닝된 락토페리신 B를 사용하는 어느 하나의 ATP1-LFB 5'가 포함되어 있다. 증폭 공정의 두 번째 라운드는 반응 1과 2의 생성물을 동등한 용적으로 혼합하고, 94℃에서 1분 동안 변성시킨 다음, 어닐링된 생성물을 Taq DNA 폴리머라제 및 뉴클레오티드의 존재하에서 72℃에서 5분 동안 연장시켜 "완전한 길이"의 주형을 형성시킴으로써 수행한다. 이어서, 프라이머 ATP-LF 5'와 ATP-LF 3'를 부가하고 PCR 증폭을 수행한다. 이로써 ATP1-락토페리신 B 유전자 융합물이 생성된다. 이러한 PCR 생성물을 PCRII 벡터에 클로닝시킨다. 클론을 분리하고 서열화한다. 정확한 서열을 갖는 플라스미드를 BamHI 및 NotI로 분해하고 삽입체를 BamHI, NotI 예비분해된 블루스크립트에 클로닝시킨다. 우비퀴틴 프로모터를 함유하는 2kb HindIII-BamHI 단편(참조: Toki et al., Plant Physiol. 100:1503)을 상기 클론의 HindIII-BamHI 부위에 클로닝시키며 nos 터미네이터를 NotI-SacI 부위에 연결시킨다. 이로써 생성된 플라스미드는 락토페리신 B 암호화 서열의 상부에 ATP1 엽록체 표적 서열을 함유한다. 이러한 유전자 작제물을 우비퀴틴 프로모터와 nos 터미네이터 사이에 위치시킨다. ubi-SynPAT-nos 유전자 작제물을 함유하는 DNA 단편을 상기 플라스미드의 HindIII 부위에 클로닝시켜 플라스미드 pCIB7721을 생성시킨다. 이로써 생성된 플라스미드를 KpnI 및 SacI로 절단하여 ubi-SynPAT-nos--ubi-ATP1/2/3-lacto-nos 유전자 융합물을 함유하는 삽입체를 방출시킨다. 이 단편을 KpnI, SacI 분해된 pCIB6848에 클로닝하여 pCIB7722를 형성시킨다. 이 플라스미드는 세균에서 선별하기 위한 NPTII(카나마이신 내성) 유전자와 식물에서 선별하기 위한 SynPAT 유전자를 함유하고 옥수수 우비퀴틴 프로모터의 조절하에서 락토페리신 B 유전자로 식물을 형질전환시키는데 유용하다. ubi-ATP1-lacto-nos 유전자 융합물을 함유하는, pCIB7720으로부터의 KpnI-SacI 단편을 플라스미드 pCIB6848에 클로닝하여 pCIB7723을 생성시킨다. 이로써 ubi-ATP1-lacto-nos 유전자 융합물이 카나마이신 내성 유전자 함유 플라스미드에 위치한다.For each transfusion fusion construct, two rounds of amplification process are performed. The first round involves two sets of responses. Reaction 1 generates specific ATP1 PCR fragments with short lactoferricin B sequence extensions. These reactions included primers ATP-LF 5 'and APT-LFB 3' and plasmid pATP1 DNA. Reaction 2 results in a lactoferricin B PCR fragment with a short 5 ′ ATP1 sequence extension. These reactions included either ATP1-LFB 5 ′ using primer ATP-LF 3 ′ and cloned lactoferricin B as template. The second round of the amplification process mixes the products of reactions 1 and 2 in equal volumes, denatures at 94 ° C. for 1 minute, then extends the annealed product at 72 ° C. for 5 minutes in the presence of Taq DNA polymerase and nucleotides. By forming a “complete length” mold. Subsequently, primers ATP-LF 5 'and ATP-LF 3' are added and PCR amplification is performed. This produces the ATP1-lactoferricin B gene fusion. This PCR product is cloned into a PCRII vector. Clones are isolated and sequenced. Plasmids with the correct sequence are digested with BamHI and NotI and the insert is cloned into BamHI, NotI predigested Bluescript. A 2 kb HindIII-BamHI fragment containing the ubiquitin promoter (Toki et al., Plant Physiol. 100: 1503) is cloned into the HindIII-BamHI site of the clone and the nos terminator is linked to the NotI-SacI site. The resulting plasmid contains the ATP1 chloroplast target sequence on top of the lactoferricin B coding sequence. This gene construct is placed between the ubiquitin promoter and the nos terminator. DNA fragments containing the ubi-SynPAT-nos gene construct are cloned into the HindIII site of the plasmid to generate plasmid pCIB7721. The resulting plasmid was cleaved with KpnI and SacI to release an insert containing the ubi-SynPAT-nos--ubi-ATP1 / 2 / 3-lacto-nos gene fusion. This fragment is cloned into KpnI, SacI digested pCIB6848 to form pCIB7722. This plasmid contains the NPTII (kanamycin resistance) gene for selection in bacteria and the SynPAT gene for selection in plants and is useful for transforming plants with the lactoferricin B gene under the control of a corn ubiquitin promoter. KpnI-SacI fragment from pCIB7720, containing the ubi-ATP1-lacto-nos gene fusion, is cloned into plasmid pCIB6848 to generate pCIB7723. This places the ubi-ATP1-lacto-nos gene fusion in the kanamycin resistance gene containing plasmid.

제2 트랜시트 펩타이드 암호화 서열인 ATP2를, 올리고뉴클레오티드 ATP-5' 및 ATP2-3'를 사용하고 주형으로서 게놈 DNA 또는 올리고 dT-프라임된 역전사된 RNA를 사용하여 ATP1과 동일한 방식으로 클로닝시킨다.The second transpeptide peptide coding sequence, ATP2, is cloned in the same manner as ATP1 using oligonucleotides ATP-5 'and ATP2-3' and using genomic DNA or oligo dT-primed reverse-transcribed RNA as a template.

올리고 ATP2-3' 서열(서열 21):Oligo ATP2-3 'Sequence (SEQ ID NO: 21):

5'-CTGCATGCAGTTGACGCGACCACCGGAATCGGTAAGGTCAGG-3'5'-CTGCATGCAGTTGACGCGACCACCGGAATCGGTAAGGTCAGG-3 '

PCR 생성물을 클로닝시키고 삽입체를 갖는 클론을 서열화하여 상기 클론이 +1로부터 +261로 연장되는 ats1A 트랜시트 펩타이드 암호화 서열 261bp를 함유함을 확인한다. 정확한 서열을 갖는 클론을 플라스미드 pATP2로 지칭한다. 제3 트랜시트 펩타이드 암호화 서열인 ATP3을 올리고뉴클레오티드 ATP-5' 및 ATP3-3'를 사용하여 ATP2와 동일한 방식으로 클로닝시킨다.Cloning the PCR product and sequencing the clone with the insert confirms that the clone contains 261 bp of ats1A transit peptide coding sequence extending from +1 to +261. Clones with the correct sequence are referred to as plasmid pATP2. A third transcit peptide coding sequence, ATP3, is cloned in the same manner as ATP2 using oligonucleotides ATP-5 'and ATP3-3'.

올리고 ATP3-3' 서열(서열 22):Oligo ATP3-3 'Sequence (SEQ ID NO: 22):

5'-GCAGTTGACGCGACCACCGGAATCGGTAAGGTCAGG-3'5'-GCAGTTGACGCGACCACCGGAATCGGTAAGGTCAGG-3 '

PCR 생성물을 클로닝시키고 +1로부터 +255로 연장되는 ats1A 트랜시트 펩타이드 암호화 서열 255bp를 함유하는, 정확한 서열을 갖는 클론을 플라스미드 pATP3으로 지칭한다.Clones with the correct sequence, which clone the PCR product and contain ats1A transcit peptide coding sequence 255bp extending from +1 to +255, are referred to as plasmid pATP3.

이들 트랜시트 펩타이드 서열을 상기 ATP1에 대해 기재된 바와 같이 락토페리신 B 유전자 서열에 융합시킨다. 5' 브릿지 프라이머 셋트의 서열을 다음과 같다:These transpeptide peptide sequences are fused to the lactoferricin B gene sequence as described for ATP1 above. The sequence of the 5 'bridge primer set is as follows:

ATP2-LFB 5'(서열 23):ATP2-LFB 5 '(SEQ ID NO: 23):

5'-CGCGTCAACTGCATGCAGTTCAAGTGCCGCCGCTGG-3'5'-CGCGTCAACTGCATGCAGTTCAAGTGCCGCCGCTGG-3 '

ATP3-LFB 5'(서열 24):ATP3-LFB 5 '(SEQ ID NO: 24):

5'-GGTGGTCGCGTCAACTGCTTCAAGTGCCGCCGCTGG-3'5'-GGTGGTCGCGTCAACTGCTTCAAGTGCCGCCGCTGG-3 '

3' 브릿지 프라이머(5' 브릿지 프라이머의 보체) 셋트의 서열은 다음과 같다:The sequence of the 3 'bridge primer (complement of 5' bridge primer) set is as follows:

ATP2-LFB 3'(서열 25):ATP2-LFB 3 '(SEQ ID NO: 25):

5'-CCAGCGGCGGCACTTGAACTGCATGCAGTTGACGCG-3'5'-CCAGCGGCGGCACTTGAACTGCATGCAGTTGACGCG-3 '

ATP3-LFB 3'(서열 26):ATP3-LFB 3 '(SEQ ID NO: 26):

5'-CCAGCGGCGGCACTTGAAGCAGTTGACGCGACCACC-3'5'-CCAGCGGCGGCACTTGAAGCAGTTGACGCGACCACC-3 '

이로써 생성된 PCR 융합 생성물을 클로닝시킨다. 정확한 서열을 갖는 클론은 ATP2-락토페리신 B와 ATP3-락토페리신 B 유전자 융합물을 갖는다. 이들 단편을 블루스크립트에 클로닝시키고 우비퀴틴 프로모터와 nos 터미네이터를 상기 언급된 바와 같이 가하여 pCIB7730 및 pCIB7740을 생성시킨다. ATP1/2/3-락토페리신 B 유전자 작제물을 우비퀴틴 프로모터와 nos 터미네이터 사이에 위치시킨다. 우비퀴틴-SynPAT-nos 단편을 갖는 신규 작제물을 pCIB7720에 대해 기재된 바와 같이 생성시키면, 플라스미드 pCIB7731 및 pCIB7741이 만들어진다.The resulting PCR fusion product is cloned. Clones with the correct sequence have ATP2-lactoferricin B and ATP3-lactoferricin B gene fusions. These fragments are cloned into BlueScript and the ubiquitin promoter and nos terminator are added as mentioned above to generate pCIB7730 and pCIB7740. ATP1 / 2 / 3-lactoferricin B gene construct is located between the ubiquitin promoter and the nos terminator. New constructs with the ubiquitin-SynPAT-nos fragment were generated as described for pCIB7720, resulting in plasmids pCIB7731 and pCIB7741.

b. 옥수수 엽록체 표적 서열-락토페리신 B 유전자 작제물b. Corn Chloroplast Target Sequence-Lactoferricin B Gene Construct

아라비도프시스 ssu 트랜시트 펩타이드-락토페리신 B 유전자 작제물에 대해 기재된 바와 유사한 방식으로 옥수수 ssu 유전자[참조: Matsuoka et al., J. Biochem. 102, 673-676, 1987]의 트랜시트 펩타이드 서열을 사용하여 부가의 트랜시트 펩타이드-락토페리신 B 융합 작제물을 합성한다. 유일한 차이는 트랜시트 펩타이드를 생성시키기 위한 주형 DNA의 공급원과 올리고뉴클레오티드 서열이다. 옥수수 ssu 트랜시트 펩타이드 서열을 PCR 증폭시키기 위한 주형 DNA는 옥수수 게놈 DNA, cDNA 또는 cDNA 라이브러리이다. 올리고뉴클레오티드 서열(5'에서 3')은 다음과 같다:The corn ssu gene in a similar manner as described for the arabidopsis ssu transpeptide peptide-lactoferricin B gene construct [Matsuoka et al., J. Biochem. 102, 673-676, 1987] is used to synthesize additional transcit peptide-lactoferricin B fusion constructs. The only difference is the source of the template DNA and the oligonucleotide sequence for producing the transit peptide. Template DNA for PCR amplifying the maize ssu transit peptide sequence is maize genomic DNA, cDNA or cDNA library. Oligonucleotide sequences (5 'to 3') are as follows:

MTP-5'(서열 27):MTP-5 '(SEQ ID NO: 27):

5'-AGTAGGATCCACCATGGCGCCCACCGTGATG-3'5'-AGTAGGATCCACCATGGCGCCCACCGTGATG-3 '

MTP1-3'(서열 28):MTP1-3 '(SEQ ID NO: 28):

5'-GCACCGGATTCTTCCGCCGTT-3'5'-GCACCGGATTCTTCCGCCGTT-3 '

MTP2-3'(서열 29):MTP2-3 '(SEQ ID NO: 29):

5'-CTGCATGCACCGTATGCGACCACCGTCCGTCGACAGCGGCGG-3'5'-CTGCATGCACCGTATGCGACCACCGTCCGTCGACAGCGGCGG-3 '

MTP3-3'(서열 30):MTP3-3 '(SEQ ID NO: 30):

5'-GCACCGTATGCGACCACCGTCCGTCGACAGCGGCGG-3'5'-GCACCGTATGCGACCACCGTCCGTCGACAGCGGCGG-3 '

MTP-LF 5'(서열 31):MTP-LF 5 '(SEQ ID NO: 31):

5'-GTAGGATCCACCATGGCG-3'5'-GTAGGATCCACCATGGCG-3 '

MTP-LF 3'(서열 32):MTP-LF 3 '(SEQ ID NO: 32):

5'-GCGGCCGCTTAGAAGGC-3'5'-GCGGCCGCTTAGAAGGC-3 '

MTP1-LFB 5'(서열 33):MTP1-LFB 5 '(SEQ ID NO: 33):

5'-GGCGGAAGAATCCGGTGCTTCAAGTGCCGCCGCTGG-3'5'-GGCGGAAGAATCCGGTGCTTCAAGTGCCGCCGCTGG-3 '

MTP2-LFB 5'(서열 34):MTP2-LFB 5 '(SEQ ID NO: 34):

5'-CGCATACGGTGCATGCAGTTCAAGTGCCGCCGCTGG-3'5'-CGCATACGGTGCATGCAGTTCAAGTGCCGCCGCTGG-3 '

MTP3-LFB 5'(서열 35):MTP3-LFB 5 '(SEQ ID NO: 35):

5'-GGTGGTCGCATACGGTGCTTCAAGTGCCGCCGCTGG-3'5'-GGTGGTCGCATACGGTGCTTCAAGTGCCGCCGCTGG-3 '

MTF1-LFB 3'(서열 36):MTF1-LFB 3 '(SEQ ID NO: 36):

5'-CCAGCGGCGGCACTTGAAGCACCGGATTCTTCCGCC-3'5'-CCAGCGGCGGCACTTGAAGCACCGGATTCTTCCGCC-3 '

MTF2-LFB 3'(서열 37):MTF2-LFB 3 '(SEQ ID NO: 37):

5'-CCAGCGGCGGCACTTGAACTGCATGCACCGTATGCG-3'5'-CCAGCGGCGGCACTTGAACTGCATGCACCGTATGCG-3 '

MTF3-LFB 3'(서열 38):MTF3-LFB 3 '(SEQ ID NO: 38):

5'-CCAGCGGCGGCACTTGAAGCACCGTATGCGACCACC-3'5'-CCAGCGGCGGCACTTGAAGCACCGTATGCGACCACC-3 '

생성된 플라스미드는 락토페리신 B 암호화 서열에 융합된 옥수수 트랜시트 펩타이드 서열(MTP1, 2 및 3)을 함유한다.The resulting plasmid contains the corn transit peptide sequences (MTP1, 2 and 3) fused to the lactoferricin B coding sequence.

실시예 7: 옥수수 원형질체에서의 락토페리신 B 유전자 발현Example 7: Lactoferricin B Gene Expression in Corn Protoplasts

일시적인 발현을 허용하는 것으로 공지된 원형질체를 락토페리신 B 함유 플라스미드의 일시적인 발현에 사용한다. 원형질체를 문헌[참조: Shillitto et al., 미국 특허 제5,350,689호: Zea mays plants and trangenic zea mays plants regenerated from protoplasts or protoplast derived cells, 1989]에 기재된 바와 같이 현탁 배양된 세포로부터 분리하고 20×106/ml의 농도로 0.5M 만니톨/15mM MgCl2에서 재현탁시킨다. 형질전환에 사용된 플라스미드 DNA는 다음과 같다: 우비퀴틴 프로모터 + 제1 엑손 및 인트론, bar 유전자 및 nos 터미네이터를 함유하는 pUbi-bar; 우비퀴틴 프로모터 + 제1 엑손 및 인트론, GUS 유전자 및 nos 터미네이터를 함유하는 pUbi-GUS; 및 pCIB7703. 플라스미드 DNA를 다음과 같이 PEG 침전[참조: Kramer et al., Planta 190, 454-458, 1993]에 의해 원형질체에 도입한다: 원형질체를 45℃ 수욕에서 튜브를 4분 동안 온화하게 진탕시킴으로써 열-쇼크시킨다. 천만개의 원형질체를 함유하는 500마이크로리터 분취량을 멸균성 튜브에 옮기고 각 튜브에 각 플라스미드 25 내지 50㎍과 40% PEG 450마이크로리터를 가한다. PEG는 0.4M 만니톨 및 0.1M Ca(NO3)2·4H2O의 용액에 용해된 PEG 8000(Sigma Chemical Co., St. Louis, MO)로부터 준비하고 이의 pH를 8.0으로 조정한다. 튜브를 간헐적으로 온화하게 와동시키면서 20분 동안 정치시켜둔 다음, 5분 간격으로 1ml, 2ml 및 5ml 용적의 W6 용액(5mM KCl, 61mM CaCl2·H2O, 154mM NaCl, 51mM 글루코즈, 0.1% 2-(N-모르폴리노)에탄설폰산, pH 6.0)으로 희석시킨다. 최종 희석시킨 후, 원형질체를 60 내지 100g으로 10분 동안 원심분리시키고 대부분의 상등액을 제거하면, 원형질체 전반에 걸쳐 약 0.5ml의 액체가 잔존하게 된다. 원형질체를 온화하게 진탕시킴으로써 잔여 용액에 재현탁시킨다. 원형질체를 FW 배지에서 2×106/ml의 밀도로 재현탁시키고, RNA 분석 및 단백질 발현을 위해 DNA를 도입한 후 18시간 동안 암실에서 실온하에 배양한다. 이어지는 GUS 활성 측정에 사용하기 위하여 단백질 추출물을 제조업자의 지시(Tropix)에 따라서 분취량의 모든 형질전환체로부터 제조한다. 그 결과는 pCIB7703과 ubi-GUS의 조합물로 형질전환된 세포가 ubi-bar 및 ubi-GUS로 형질전환된 세포의 GUS 활성(10×106계수/min/1×106원형질체)에 필적하는 풍부한 GUS 활성(10×106계수/min/1×106원형질체)을 갖는 것으로 나타난다. 이는 락토페리신 B 유전자 작제물의 발현이 일시적으로 발현되는 세포에서의 GUS 유전자 발현에 어떠한 영향도 미치지 않는다는 것, 즉 세포 독성이 전혀 나타나지 않는다는 것을 지시해준다. ubi-bar 및 pCIB7703으로 형질전환된 세포는 GUS 활성의 백그라운드 수준만을 나타내었다(5000 계수/min/1×106원형질체).Protoplasts known to allow transient expression are used for transient expression of lactoferricin B containing plasmids. Protoplasts were isolated from suspension cultured cells and described as 20 × 10 6 as described in Shillitto et al., US Pat. No. 5,350,689: Zea mays plants and trangenic zea mays plants regenerated from protoplasts or protoplast derived cells, 1989. Resuspend in 0.5 M mannitol / 15 mM MgCl 2 at a concentration of / ml. Plasmid DNA used for transformation was as follows: pUbi-bar containing ubiquitin promoter plus first exon and intron, bar gene and nos terminator; PUbi-GUS containing ubiquitin promoter plus first exon and intron, GUS gene and nos terminator; And pCIB7703. Plasmid DNA is introduced into the protoplasts by PEG precipitation (Kramer et al., Planta 190, 454-458, 1993) as follows: heat-shock the protoplasts by gently shaking the tubes for 4 minutes in a 45 ° C. water bath. Let's do it. An aliquot of 500 microliters containing 10 million protoplasts is transferred to sterile tubes and 25 to 50 μg of each plasmid and 450 microliters of 40% PEG are added to each tube. PEG is prepared from PEG 8000 (Sigma Chemical Co., St. Louis, Mo.) dissolved in a solution of 0.4 M mannitol and 0.1 M Ca (NO 3 ) 2 .4H 2 O and its pH adjusted to 8.0. Allow the tube to stand for 20 minutes with gentle vortex intermittently and then, at 5 minute intervals, remove 1 ml, 2 ml and 5 ml volumes of W6 solution (5 mM KCl, 61 mM CaCl 2 H 2 O, 154 mM NaCl, 51 mM glucose, 0.1% 2 -(N-morpholino) ethanesulfonic acid, pH 6.0). After final dilution, centrifugation of the protoplasts at 60-100 g for 10 minutes and removal of most of the supernatant leaves approximately 0.5 ml of liquid throughout the protoplasts. The protoplasts are resuspended in the remaining solution by gentle shaking. Protoplasts are resuspended at a density of 2 × 10 6 / ml in FW medium and incubated at room temperature in the dark for 18 hours after introduction of DNA for RNA analysis and protein expression. Protein extracts are prepared from all transformants in aliquots according to the manufacturer's instructions (Tropix) for use in subsequent GUS activity measurements. The results show that cells transformed with the combination of pCIB7703 and ubi-GUS are comparable to the GUS activity (10 × 10 6 counts / min / 1 × 10 6 protoplasts) of cells transformed with ubi-bar and ubi-GUS. It appears to have abundant GUS activity (10 × 10 6 counts / min / 1 × 10 6 protoplasts). This indicates that the expression of the lactoferricin B gene construct has no effect on GUS gene expression in transiently expressed cells, ie no cytotoxicity is shown. Cells transformed with ubi-bar and pCIB7703 showed only background levels of GUS activity (5000 counts / min / 1 × 10 6 protoplasts).

RNA 샘플을 역전사-PCR(RT-PCR) 분석용으로 제조하여 락토페리신 B mRNA의 존재 여부를 평가한다. 이를 위하여, 총 및 폴리(A) RNA를 형질감염된 원형질체로부터 분리시킨다. 제조업자의 지시에 따라서 시판용 키트(Stratagene)를 사용하여 RT-PCR을 수행한다. ubi-락토페리신 B-nos cDNA를 검출하기 위하여, nos 터미네이터의 폴리아데닐화 시그날 및 우비퀴틴 프로모터에서의 제1 엑손에 대해 5'에 바로 인접한 서열에 상보적인 PCR 프라이머를 사용한다. pCIB7703 작제물에서 상기 엑손과 락토페리신 B 암호화 서열/nos 터미네이터 사이에 인트론이 존재하기 때문에, 생성된 PCR 밴드가 이의 크기를 기초로 하여 RNA로부터 유도되어진 것으로 확인할 수 있다. RT-PCR 반응의 경우, 총 RNA 1㎕를 50㎕ 반응 용적에서 제조업자의 지시에 따라서 역전사시킨다. 이중에서, 1㎕를 프라이머 176(서열 39: 5'-TTCCCCAACCTCGTGTTGTTC-3') 및 179(서열 40: 5'-CCAAATGTTTGAACGATCGCG-3'), 또는 프라이머 177(서열 41: 5'-CACAACCAGATCTCCCCCAAA-3') 및 180(서열 42: 5'-AAATTCGCGGCCGCTTAGAAG-3')을 사용하여 PCR 증폭에 사용한다. 반응 조건은 다음과 같다: 94℃에서 45초, 60℃에서 45초 및 72℃에서 2분, 43주기. 샘플을 아가로즈 겔 상에서 크기별로 분리시킨다. 프라이머 176과 179는, 주형 DNA가 pCIB7703 플라스미드로 형질전환시킨 세포로부터 유도된 cDNA라고 예상된 바와 같이, 약 220bp의 PCR 단편을 생성시킨다. 플라스미드로부터 유도된 PCR 밴드는 크기가 1.3kb인 것으로 예상된다.RNA samples are prepared for reverse transcription-PCR (RT-PCR) analysis to assess the presence of lactoferricin B mRNA. To this end, total and poly (A) RNA are isolated from the transfected protoplasts. RT-PCR is performed using a commercial kit (Stratagene) according to the manufacturer's instructions. To detect ubi-lactoferricin B-nos cDNA, PCR primers are used that are complementary to the sequence directly adjacent to 5 'for the first exon in the polyadenylation signal of the nos terminator and the ubiquitin promoter. Since there is an intron between the exon and the lactoferricin B coding sequence / nos terminator in the pCIB7703 construct, it can be seen that the generated PCR band was derived from RNA based on its size. For RT-PCR reactions, 1 μl total RNA is reverse transcribed in 50 μl reaction volume according to manufacturer's instructions. Of these, 1 μl was added to primers 176 (SEQ ID NO: 39'5'-TTCCCCAACCTCGTGTTGTTC-3 ') and 179 (SEQ ID NO: 40'5'-CCAAATGTTTGAACGATCGCG-3'), or primer 177 (SEQ ID NO: 41'5'-CACAACCAGATCTCCCCCAAA-3 '). And 180 (SEQ ID NO: 42: 5'-AAATTCGCGGCCGCTTAGAAG-3 ') for PCR amplification. The reaction conditions were as follows: 45 seconds at 94 ° C., 45 seconds at 60 ° C. and 2 minutes at 72 ° C., 43 cycles. Samples are separated by size on agarose gel. Primers 176 and 179 produce a PCR fragment of about 220 bp, as expected with template DNA derived from cells transformed with the pCIB7703 plasmid. PCR bands derived from plasmids are expected to be 1.3 kb in size.

노던 분석의 경우에는, RNA 샘플을 아가로즈 겔 상에서 크기별로 분리시키고 나일론 막 상에 블롯팅한다. 이러한 블롯은 연속적으로 락토페리신 B 유전자 작제물 서열을 함유하는 방사성 프로브에 하이브리드화시킨다.For northern analysis, RNA samples are sized on agarose gels and blotted onto nylon membranes. This blot subsequently hybridizes to a radioactive probe containing the lactoferricin B gene construct sequence.

적당한 완충액에서 원형질체 현탁액을 제조함으로써 면역블롯팅용 단백질 추출물을 제조한다. 이러한 현탁액을 5분 동안 미소원심분리시키고 상등액과 펠릿을 램믈리(Laemmli) 샘플 완충액에 현탁시키고 램믈리 SDS 겔 전기영동시킨다. 단백질에 대한 락토페리신 B 펩타이드의 디설파이드 결합이 문제가 있을 수 있기 때문에, 전기영동시키기 전에 DTT 또는 2-ME로 환원시킨 다음, 추출물 중의 단백질-SH 그룹을 요오도아세트아미드 차단시키는 것이 요구될 수 있다. 전기영동된 겔을 항-락토페리신 B 항혈청을 사용하여, 웨스턴 분석을 위해 니트로셀룰로즈에 전기블롯팅시킨다.Protein extracts for immunoblotting are prepared by preparing protoplast suspensions in suitable buffers. This suspension is centrifuged for 5 minutes and the supernatant and pellets are suspended in Laemmli sample buffer and Rammelli SDS gel electrophoresis. Since the disulfide binding of lactoferricin B peptides to proteins may be problematic, it may be required to reduce the protein-SH group in the extract and then block the iodoacetamide in the extract before electrophoresis. have. Electrophoresis gels are electroblotted to nitrocellulose for western analysis using anti-lactoferricin B antiserum.

원형질체 현탁액을 완충액 중에서 격렬하게 와동시킴으로써 질량 분광분석용 단백질 추출물을 제조하고, 이를 10분 동안 2회 미소원심분리시킨 후, 상등액을 매회 수집한다. 펩타이드 분석을 위한 표준 프로토콜을 사용하여, 적당한 희석물을 MALDI-MS(Voyager, Perceptive Biosystems)로 분석한다. 샘플을 추가로 정제시킬 필요가 있는 경우에는, 추출물을 C18 컬럼 상에서 분별시킨다. 이어서, 분획을 대상으로 하여, MALDI-MS에 의해 락토페리신 B 펩타이드의 존재 여부를 분석한다.Protein extracts for mass spectrometry are prepared by vortexing protoplast suspensions vigorously in buffer, which is microcentrifuged twice for 10 minutes, and then the supernatant is collected every time. Using standard protocols for peptide analysis, appropriate dilutions are analyzed by MALDI-MS (Voyager, Perceptive Biosystems). If the sample needs to be further purified, the extract is fractionated on a C18 column. The fractions are then analyzed for the presence of lactoferricin B peptide by MALDI-MS.

항진균성 활성 평가를 위해 단백질 추출물을 제조한다. 이러한 경우, 원형질체를 1.5% PVPP, 5mM DTT, 및 10μM AEBSF(4-(2-아미노에틸)-벤젠설포닐 플루오라이드, 하이드로클로라이드)를 함유하는 20mM 트리스 완충액(pH 7.5)에서 균질화시킨다. 상기 실시예 1에 기재된 바와 같이 시험관내 진균성 억제 분석을 기초로 하여 항진균성 활성을 알아보기 위하여 상기 추출물을 평가한다.Protein extracts are prepared for antifungal activity evaluation. In this case, the protoplasts are homogenized in 20 mM Tris buffer (pH 7.5) containing 1.5% PVPP, 5 mM DTT, and 10 μM AEBSF (4- (2-aminoethyl) -benzenesulfonyl fluoride, hydrochloride). The extracts are evaluated for antifungal activity based on in vitro fungal inhibition assays as described in Example 1 above.

본 실시예에 기재된 방법을 사용하여 기타 락토페리신 B 유전자 함유 작제물의 일시적인 발현 분석을 수행한다.Transient expression analysis of other lactoferricin B gene containing constructs is performed using the methods described in this example.

실시예 8: 식물 형질전환, 선별 및 재생Example 8: Plant Transformation, Selection and Regeneration

a. 플라스미드 및 선별 가능한 마커의 설명a. Description of Plasmids and Selectable Markers

락토페리신 B 유전자 작제물을 우비퀴틴 프로모터와 nos 터미네이터의 조절하에 둔다. 콘 형질전환의 경우에는, 선별 가능한 마커를 옥수수 우비퀴틴 프로모터와 nos 터미네이터(ubi-SynPAT-nos)의 조절하에서 합성 포스피노트리신 아세틸트랜스퍼라제 유전자(SynPAT로 명명됨)로 이루어진 이들 플라스미드에 클로닝시킨다. SynPAT는 식물에서의 발현에 최적화시킨, 스트렙토마이세스 균주[참조: Thompson et al., EMBO 6:2519-2523, 1987]로부터의 bar 유전자의 합성 버젼이다[참조: 미국 특허 제5,276,268호; 포스피노트리신-내성 유전자 및 이의 용도]. ubi-SynPAT-nos 카셋트를 함유하는 플라스미드(pUBIAc)를 훽스트 아크티엔게젤샤프트(Hoechst Aktiengesellschaft, Frankfurt, Germany)로부터 수득한다. ubi-락토페리신 B-nos 및 ubi-SynPAT-nos 카셋트를 함유하는 플라스미드를 사용하여 콘을 형질전환시킨다. SynPAT 유전자 카셋트의 존재로 인해, 제초제 BASTA를 이용한 형질전환된 식물의 분비가 가능하다. 밀 형질전환의 경우에는, ubi-lacto-nos 유전자 카셋트를 함유하는 플라스미드를 우비퀴틴 프로모터와 nos 터미네이터의 조절하에서 bar 선별 가능한 마거 유전자를 함유하는 플라스미드(pUBA 또는 pUBA/kan)로 함께 충격을 가한다[참조: Toki et al., 1992 Plant Physiol. 100:1503-1506]. bar 유전자 카셋트의 존재로 인해, 제조체 BASTA를 이용한 형질전환된 식물의 분비가 가능하다. pUBA 플라스미드는 ubi-bar-nos와 이. 콜라이에서 선별하기 위한 앰피실린 내성 유전자를 함유하고 있다. 플라스미드 pUBA/kan은 이. 콜라이에서 선별하기 위한 앰피실린 내성 유전자 대신 카나마이신 내성 유전자를 함유한다.The lactoferricin B gene construct is placed under the control of the ubiquitin promoter and the nos terminator. For cone transformation, selectable markers are cloned into these plasmids consisting of the synthetic phosphinothricin acetyltransferase gene (named SynPAT) under the control of the corn ubiquitin promoter and the nos terminator (ubi-SynPAT-nos). . SynPAT is a synthetic version of the bar gene from Streptomyces strains optimized for expression in plants (Thomson et al., EMBO 6: 2519-2523, 1987) (US Pat. No. 5,276,268; Phosphinothricin-resistant genes and uses thereof. Plasmids containing the ubi-SynPAT-nos cassette (pUBIAc) are obtained from Hoechst Aktiengesellschaft, Frankfurt, Germany. Cones are transformed using plasmids containing the ubi-lactoferricin B-nos and ubi-SynPAT-nos cassettes. The presence of the SynPAT gene cassette allows for the secretion of transformed plants using herbicide BASTA. In the case of wheat transformation, the plasmid containing the ubi-lacto-nos gene cassette is bombarded together with the plasmid (pUBA or pUBA / kan) containing the mar selectable gene under the control of the ubiquitin promoter and the nos terminator. [Toki et al., 1992 Plant Physiol. 100: 1503-1506. Due to the presence of the bar gene cassette, it is possible to secrete transformed plants using the producer BASTA. pUBA plasmids are ubi-bar-nos and E. coli. It contains an ampicillin resistance gene for selection in E. coli. Plasmid pUBA / kan is E. coli. It contains kanamycin resistance gene instead of ampicillin resistance gene for selection in E. coli.

이. 콜라이로부터의 하이그로마이신 유전자[참조: Gritz and Davies, Gene 25, 179-188, 1983]를 분리하고, BglII 링커를 말단 상에 연결한 다음 이 단편을 벡터 pCIB710의 BamHI 부위에 클로닝시켜 pCIB712를 생성시킨다. 2개의 올리고뉴클레오티드 5'-AGTAGGATCCATGAAAAAGCCTGAACTC-3'(서열 43) 및 5'-TACTGGATCCCTATTCCTTTGCCCTC-3'(서열 44)를 사용하여, pCIB712로부터의 유전자를 PCR 증폭시킨다. PCR 단편을 BamHI로 분해시키고 pPEH3의 BamHI 부위에 클로닝시킨다. 삽입체를 갖는 클론을 서열화하고 정확한 서열과 유전자의 정확한 방향을 갖는 클론을 pCIB7613으로 명명한다. 이 플라스미드는 우비퀴틴 프로모터와 nos 터미네이터의 조절하의 하이드로마이신 내성 유전자를 함유한다.. 이러한 플라스미드로 식물에 충격을 가한 후, 선별제로서 하이그로마이신을 사용하여 형질전환된 식물을 선별할 수 있다.this. The hygromycin gene from E. coli (Gritz and Davies, Gene 25, 179-188, 1983) was isolated, the BglII linker was linked on the end, and the fragment was cloned into the BamHI site of vector pCIB710 to generate pCIB712. Let's do it. The gene from pCIB712 is PCR amplified using two oligonucleotides 5'-AGTAGGATCCATGAAAAAGCCTGAACTC-3 '(SEQ ID NO: 43) and 5'-TACTGGATCCCTATTCCTTTGCCCTC-3' (SEQ ID NO: 44). PCR fragments are digested with BamHI and cloned into the BamHI site of pPEH3. Clones with inserts are sequenced and clones with the correct sequence and the correct orientation of the gene are named pCIB7613. This plasmid contains the hydromycin resistance genes under the control of the ubiquitin promoter and the nos terminator. After impacting the plants with these plasmids, the transformed plants can be selected using hygromycin as the selection agent.

프로브로서 아라비도프시스 유전자를 사용하여, 설포닐우레아(Beacon) 내성 옥수수 조직으로부터 유도된 람다-Zap 게놈 라이브러리로부터 아세토하이드록시산 신타제(AHAS) 유전자를 클로닝시킨다[참조: K. Sathasivan et al., Nucl. Acid Res. 18, 2188]. 적당한 단일 염기 변화를 나타내는 1개의 올리고뉴클레오티드를 사용하여 PCR 증폭에 의해 상기 유전자의 1862번 위치에 G 염기로부터의 A 염기로의 전이를 도입한다. 이러한 뉴클레오티드 변화로 인해, Ser이 Asn으로 변하게 된다. 이 유전자를 특정 벡터에 클로닝시켜 플라스미드 pCIB4247을 생성시킨다. pCIB4247에서 옥수수 AHAS 유전자의 개시 및 말단에 특이적인 2개의 올리고뉴클레오티드[5'-TATCTCTCTCTATAAGGATCCATGGTCACC-3'(서열 45) 및 5'-TACTGGATCCTCAGTACACAGTCCTGCC-3'(서열 46)]를 사용하여 PCR 증폭시키면, pCRII에 클로닝된 단편이 생성된다. 삽입체를 서열화하여 돌연변이의 부재를 확인하고 정확한 삽입체를 갖는 플라스미드를 사용하여 AHAS 서열을 갖는 BamHI 단편을 분리시킨다. 이 단편을 pPEH3의 BamHI 위치에 클로닝시켜 pCIB7612를 생성시킨다. 이 플라스미드는 옥수수 우비퀴틴 프로모터와 nos 터미네이터의 조절하의 돌연변이된 옥수수 AHAS 유전자를 함유한다. 이러한 유전자는 식물내로 형질전환될 때 이미다졸리논(이마자퀸/셉터)에 대한 내성을 부여해준다.Using the arabidopsis gene as a probe, the acetohydroxy acid synthase (AHAS) gene is cloned from a lambda-Zap genomic library derived from sulfonylurea resistant corn tissues. See K. Sathasivan et al. , Nucl. Acid Res. 18, 2188. Transition from G base to A base is introduced at position 1862 of the gene by PCR amplification using one oligonucleotide that exhibits a suitable single base change. This nucleotide change causes Ser to turn into Asn. This gene is cloned into a specific vector to generate plasmid pCIB4247. PCR amplification using two oligonucleotides [5'-TATCTCTCTCTATAAGGATCCATGGTCACC-3 '(SEQ ID NO: 45) and 5'-TACTGGATCCTCAGTACACAGTCCTGCC-3' (SEQ ID NO: 46)] specific for the beginning and end of the maize AHAS gene in pCIB4247. Cloned fragments are generated. Inserts are sequenced to confirm the absence of mutations and plasmids with the correct inserts are used to isolate BamHI fragments with AHAS sequences. This fragment is cloned into the BamHI position of pPEH3 to generate pCIB7612. This plasmid contains the mutated maize AHAS gene under the control of the maize ubiquitin promoter and the nos terminator. These genes confer resistance to imidazolinone (imazaquin / ceptor) when transformed into plants.

아라비도프시스 및 옥수수로부터의 프로토포르피리노겐 옥시다제(protox) cDNA와 아라비도프시스로부터의 protox 유전자 프로모터를 분리시킨다. 아라비도프시스 및 옥수수로부터의 protox cDNA를 protox 결여된 이. 콜라이 균주의 상보성에 의해 클로닝시킨다. protox 억제성 제초제에 대한 내성을 증가시키는 돌연변이체 아라비도프시스 및 옥수수 protox 유전자를 선별한다. 제초제 내성 아라비도프시스 protox cDNA를 이중 35S 프로모터와 tmI 터미네이터 사이에서 플라스미드내로 클로닝시킨다.Protoporpyrinogen oxidase (cDNA) from Arabidopsis and maize is isolated from the protox gene promoter from Arabidopsis. Arabidopsis and protox cDNA from maize. Cloned by the complementarity of E. coli strains. Mutant Arabidopsis and maize protox genes are selected that increase resistance to protox inhibitory herbicides. The herbicide-resistant Arabidopsis protox cDNA is cloned into the plasmid between the dual 35S promoter and the tmI terminator.

프로브로서 아라비도프시스 protox cDNA의 5' 말단으로부터의 단편을 사용하여, 게놈 라이브러리로부터 아라비도프시스 protox 프로모터를 분리시킨다. 이러한 프로모터를 갖는 플라스미드를 NcoI 및 BamHI로 분해시키면, 벡터에 부착된 상기 프로모터가 남게 되지만, 하부 서열은 제거된다. 제초제 내성 protox cDNA 및 tmI 터미네이터를 함유하는 NcoI-BamHI 단편을 상기에 클로닝시킨다. 이로써 아라비도프시스 protox 프로모터, 제초제 내성 Arab protox 유전자 및 tmI 터미네이트의 약 600개 뉴클레오티드를 갖는 플라스미드가 생성된다. 이러한 플라스미드로 형질전환된 식물을 상기 제초제를 함유하는 배지 상에서 선별할 수 있다.Using the fragment from the 5 'end of the Arabidopsis protox cDNA as a probe, the Arabidopsis protox promoter is isolated from the genomic library. Digestion of the plasmid with such promoter with NcoI and BamHI leaves the promoter attached to the vector, but removes the underlying sequence. NcoI-BamHI fragments containing herbicide resistant protox cDNA and tmI terminator are cloned above. This produces a plasmid with about 600 nucleotides of the arabidopsis protox promoter, herbicide resistant Arab protox gene and tmI terminator. Plants transformed with such plasmids can be selected on media containing the herbicide.

b. 락토페리신 B 유전자 작제물의 옥수수로의 형질전환b. Transformation of Lactoferricin B Gene Constructs into Corn

미성숙 배아 세포에 입자 충격을 이용하는, 옥수수 형질전환에 사용된 방법이 문헌[참조: Koziel et al., Biotechnology 11, 194-200, 1993]에 기재되어 있다. 옥수수 동계교배된 CGA00526의 미성숙 배아를 수분시킨지 약 10일 후에 무균적으로 분리하고 변형된 던칸의 "D" 배지[참조:Duncan et al., Planta 165, 322-332, 1985] 측면 상의 배반(scutellum)에 도말한다. 이 배지에 디캄바 대신 클로람벤(5mg/L)을 보충시킨다. 약 2주 후에, 상기 배아로부터 칼루스를 분리하고 클로람벤 대신 2,4-디클로로페녹시 아세트산(5mg/L)이 보충된 배지 상에 도말한 다음, 연속적으로 10 내지 14일 간격으로 아배양한다. 형질전환시키기 4 내지 6시간 전에, 1 내지 4개월된 칼루스를 오스모티쿰으로서 12% 슈크로스를 함유하는 신선한 배지에 옮긴다. 플라스미드 DNA 또는 분리된 단편 DNA를 듀퐁 바이오리스틱 매뉴얼에 기재된 바와 같이 금 입자 상으로 침전시킨다. 각 조직 플레이트에 듀퐁 바이올리스틱스 헬륨 장치를 2회 발사한다. 600 내지 1100psi의 파열 압력과 표준 80 내지 100㎛ 메쉬 스크린을 사용한다. 충격 후, 상기 조직을 암실에 12 내지 24시간 동안 둔다. 이 시간이 경과한 후, 조직을 선별제 BASTA가 최소 20mg/L으로 첨가된 변형된 던칸의 "D" 배지에 다시 옮기고 암실에서 성장시킨다. 이러한 변형된 던칸의 "D" 배지는 글루타민과 아스파라긴이 완전히 생략되었다는 것을 제외하고는 변형된 코아의 아미노산 보충물[참조: K.W.Kao and M.R.Michayluk, Planta 126, 105-110, 1975]로 대체된 아미노산 보충물을 갖는다. 상기 조직을 BASTA를 20mg/L의 최소 농도로 함유하는 신선한 배지에 60 내지 80일 동안 14일 이상 간격으로 옮긴다. 이러한 아배양 기간 동안, 비-배아성 칼루스가 제거된다.The method used for maize transformation, using particle bombardment to immature embryonic cells, is described in Koziel et al., Biotechnology 11, 194-200, 1993. About 10 days after pollination of immature embryos of maize-cross-bred CGA00526, aseptically isolated and transformed blastane on the side of modified Duncan's "D" medium (Duncan et al., Planta 165, 322-332, 1985) smear on scutellum). This medium is supplemented with chloramben (5 mg / L) instead of dicamba. After about two weeks, callus is isolated from the embryos and plated on medium supplemented with 2,4-dichlorophenoxy acetic acid (5 mg / L) instead of chlorambene and then subcultured every 10-14 days in succession. 4-6 hours before transformation, 1-4 months old callus is transferred to fresh medium containing 12% sucrose as osmoticum. Plasmid DNA or isolated fragment DNA is precipitated onto the gold particles as described in the DuPont Bioistic Sticky Manual. The DuPont Violinious Helium Device is fired twice on each tissue plate. A burst pressure of 600 to 1100 psi and a standard 80 to 100 μm mesh screen are used. After the impact, the tissue is placed in the dark for 12 to 24 hours. After this time, the tissue is transferred back to the modified Duncan's "D" medium with the selection agent BASTA added at least 20 mg / L and grown in the dark. This modified Duncan “D” medium is an amino acid replaced with an amino acid supplement of modified cores (KWKao and MRMichayluk, Planta 126, 105-110, 1975), except that glutamine and asparagine are completely omitted. Have supplements. The tissues are transferred to fresh medium containing BASTA at a minimum concentration of 20 mg / L at intervals of at least 14 days for 60 to 80 days. During this subculture, non-embryonic callus is removed.

이러한 암실에서의 선별 기간 후, 상기 조직을 체세포 배아의 발아와 발생을 유도하기 위해 다음 호르몬을 함유하는 MS계 배지[참조: Murashige 및 Skoog, Physiol. Plant 15, 473-439, 1962]에 옮긴다: 안시미돌(0.25mg/L), 키네틴(0.5mg/L), 나프탈린 아세트산(1mg/L) 및 BASTA(최소 5mg/L). 상기 조직을 이러한 배지에서 10 내지 14일 동안 16시간 광 섭생으로 배양한 다음, 상기 식물 호르몬이 결여된 BASTA(3mg/L)을 갖는 MS계 배지에 아배양시켜 모종을 발생시킨다. 모종이 자라남에 따라, 이들을 3/4 농도 MS 배지에 옮기고 뿌리가 자라게 한다. 뿌리가 자란 식물을 토양에 옮기고 온실에서 성장시킨다.After a screening period in this dark room, the tissues contain MS-based media containing the following hormones to induce germination and development of somatic embryos (Murashige and Skoog, Physiol. Plant 15, 473-439, 1962: ancimidol (0.25 mg / L), kinetin (0.5 mg / L), naphthalin acetic acid (1 mg / L) and BASTA (minimum 5 mg / L). Seedlings are generated by incubating the tissues in this medium for 16 hours in a light regimen for 10-14 days and then incubating in MS-based medium with BASTA (3 mg / L) lacking the plant hormones. As seedlings grow, transfer them to 3/4 concentration MS medium and allow roots to grow. The rooted plants are transferred to the soil and grown in greenhouses.

c. 락토페리신 B 유전자 작제물의 밀로의 형질전환c. Transformation of Lactoferricin B Gene Constructs into Wheat

입자 충격을 이용하여 미성숙 배아 및 미성숙 배아 유도된 칼루스를 형질전환시키는 것이 문헌[참조:Vasil et al., Biotechnology 11:1553-1558, 1993 및 Weeks et al., Plant Physiology 102:1077-1084, 1993]에 기재되어 있다. 봄 또는 겨울 밀의 미성숙 배아를 수분시킨지 대략 2주 후에 무균적으로 분리시키고 칼루스 유도를 위해 2,4-D(디클로로페녹시 아세트산), 글루타민 및 아스파라긴으로 보충된 MS계 배지[참조: Murashige 및 Skoog, 1962 Physiol. Plant 15:473-439] 가장 위에서 배반을 6 내지 10일 동안 배양한다. 형질전환시키기 4 내지 6시간 전에, 배아를 배형성 반응을 위해 선별하고 오스모티쿰으로서 15% 말토즈를 함유하는 신선한 배지에 옮긴다. 형질전환에 사용된 작제물은 BASTA로의 형질전환된 조직의 선별을 허용하는 ubi-bar-nos 카셋트를 함유하는 플라스미드(pUBA 또는 pUBA/kan)를 포함한다. 또한, 기타 제초제(예를 들면, 설포닐우레아, 아미다졸리논) 또는 항생제(예: 하이그로마이신)에 대한 내성을 부여하는 유전자를 함유하는 작제물을 사용할 수 있다. 이러한 작제물을 pCIB7706, pCIB7710, pCIB7715, pCIB7723, pCIB7733 및 pCIB7743을 포함하는, 상기 실시예 2 내지 6에 기재된 락토페리신 B 함유 유전자 작제물 중의 하나로 공동 형질전환시킨다. 이를 위하여, 플라스미드 DNA를 듀퐁 바이오리스틱 매뉴얼에 기재된 바와 같이 금 입자 상으로 침전시킨다. 각 배아 플레이트에 1100psi의 파열 압력과 표준 80메쉬 스크린을 이용하는 듀퐁 PDS1000 헬륨 장치를 발사한다. 24시간 후, 상기 배아를 오스모티쿰으로부터 꺼내어 유도용 배지에 다시 둔다. 대략 1개월 후에, 배형성 칼루스가 성장하고 있는 배아 체외이식물을 1mg/L BASTA를 함유하는 재생 배지(MS + 1mg/L 나프탈린 아세트산 및 5mg/L 지베렐산)에 2주 동안 옮긴 다음, 새싹이 자라날 때까지 호르몬을 함유하지 않고 3mg/L BASTA를 함유하는 재생 배지에 2 내지 6주 동안 옮겨놓는다. 새싹이 자라난 배아를 뿌리가 자라날 때까지 0.5mg/L NAA 및 3mg/L BASTA를 갖는 절반 농도의 MS에 옮기는데, 뿌리가 자라나게 되면 모종을 토양에 옮겨 성숙하게 자라게 한다. 분석을 위해 식물 조직을 수확하고(실시예 10에 기재됨) 종자 생산을 위하여 식물을 자가수분시킨다.Transformation of immature embryos and immature embryo derived callus using particle bombardment has been described by Vasil et al., Biotechnology 11: 1553-1558, 1993 and Weeks et al., Plant Physiology 102: 1077-1084, 1993 ]. Approximately 2 weeks after pollination of immature embryos of spring or winter wheat, MS-based media supplemented with sterile induction and supplemented with 2,4-D (dichlorophenoxy acetic acid), glutamine and asparagine for induction of callus (Murashige and Skoog) , 1962 Physiol. Plant 15: 473-439] The blastocyst is incubated for 6-10 days at the top. 4-6 hours prior to transformation, embryos are selected for embryogenic reactions and transferred to fresh medium containing 15% maltose as osmoticum. Constructs used for transformation include plasmids (pUBA or pUBA / kan) containing ubi-bar-nos cassettes that allow selection of transformed tissue with BASTA. It is also possible to use constructs containing genes that confer resistance to other herbicides (eg sulfonylureas, amidazolinones) or antibiotics (eg hygromycin). This construct is co-transformed into one of the lactoferricin B containing gene constructs described in Examples 2-6, including pCIB7706, pCIB7710, pCIB7715, pCIB7723, pCIB7733 and pCIB7743. For this purpose, plasmid DNA is precipitated onto the gold particles as described in the DuPont Bioistic Manual. Launch a DuPont PDS1000 helium device using a burst pressure of 1100 psi and a standard 80 mesh screen on each embryo plate. After 24 hours, the embryos are removed from Osmotichum and placed back into the induction medium. After approximately one month, embryonic explants in which embryogenic callus are growing are transferred to regeneration medium containing 1 mg / L BASTA (MS + 1 mg / L naphthalin acetic acid and 5 mg / L gibberellic acid) for 2 weeks, and then sprouts Transfer to regeneration medium containing 3 mg / L BASTA for 2-6 weeks without hormones until grown. The sprouted embryos are transferred to half the concentration of MS with 0.5 mg / L NAA and 3 mg / L BASTA until the roots grow, and when the roots grow, the seedlings are transferred to the soil to mature. Plant tissue is harvested for analysis (described in Example 10) and the plants are self-pollinated for seed production.

d. 락토페리신 B 유전자 작제물의 사탕 무우로의 형질전환d. Transformation of Lactobacillin B Gene Constructs into Beet

문헌[참조: Hall et al., Nature Biotechnology, vol.14, pages 1133-1138, 1996]에 기재된 바와 같이, 잎의 주맥이 없는 사탕무우 잎 절편으로부터 공변 세포를 분리한다. 이러한 잎 절편을 얼음 상에 유지시키면서 50ml 피콜 배지(100g/ℓ 피콜, 735mg/ℓ 염화칼슘·2H2O 및 1g/ℓ PVP40) 중에서 블렌더(23,000rpm; 60초)로 균질화시킨다. 나일론 메쉬(300마이크로미터)를 통하여 여과시킨 후, 균질물을 냉수 500ml로 세척하고 3.8%(w/v) 염화칼슘·2H2O를 함유하는 10ml CPW9M에 옮긴다. 이어서, 표피를 원심분리시켜 회수하고 세포벽 분해성 효소(0.5% 셀룰라제 및 3% 마세로자임, Yakult Honsha, Japan)로 16시간 동안 분해하여 개개의 세포를 방출시킨다. 55마이크로미터 필터를 통하여 여과시킨 후, 현탁액을 15% 슈크로즈를 함유하는 등가 용적의 피콜과 혼합한다. 튜브에, 1ml CPW15S를 원형질체 현탁액, 이어서 0.5ml 9% 만니톨/1mM 염화칼슘의 상단에 층을 이루게 한다. 55g에서 10분 방사한 후에 상층으로부터 공변 세포를 회수하고 동일한 방식으로 다시 한번 재분리시킨다. DNA(세포 1백만개 당 500마이크로그램)를 0.75ml 9% 만니톨/1mM 염화칼슘(만니톨 용액)에 재현탁된 공변 세포에 가한 다음, 0.75ml 40% PEG 6000을 가한다. 실온에서 30분 후에, F 배지의 2ml 분취량을 총 4 분취량에 대해 매 5분마다 가한다. 원형질체를 상기 만니톨 용액으로 세척한 다음 Ca 알기네이트에 봉매시킨다. 이들을 변형된 K8P 배지에서 배양하고 1주 후에 200마이크로그램/리터에서 비알라포스로의 선별을 시작한다. 11일 후에, 작은 알기네이트 절편을 아가로즈에 봉매시키고 250마이크로그램 비알라포스/리터를 갖는 PG1B 배지에서 배양한다. 발생되는 칼루스를 비알로포스를 갖는 신선한 플레이트에 옮기고 2주 동안 배양한다. 이 후, 이들을 25℃에서 선별하지 않고 빛/어둠 섭생(16시간/8시간)을 사용하여 배양한다. 매 2주마다 아배양을 수행하고 모종을 4주내에 재생시킨다. 이들을 토양에 뿌리 박게하여 심는다.As described in Hall et al., Nature Biotechnology, vol. 14, pages 1133-1138, 1996, coarse cells are isolated from leafless beet leaf segments. These leaf sections are homogenized with a blender (23,000 rpm; 60 seconds) in 50 ml Ficoll medium (100 g / l picol, 735 mg / l calcium chloride.2H 2 O and 1 g / l PVP40) while keeping on ice. After filtration through nylon mesh (300 micrometers), the homogenate is washed with 500 ml of cold water and transferred to 10 ml CPW9M containing 3.8% (w / v) calcium chloride.2H 2 O. The epidermis is then recovered by centrifugation and digested with cell wall degrading enzymes (0.5% cellulase and 3% maserozyme, Yakult Honsha, Japan) for 16 hours to release individual cells. After filtration through a 55 micrometer filter, the suspension is mixed with an equivalent volume of picol containing 15% sucrose. In the tube, 1 ml CPW15S is layered on top of the protoplast suspension, followed by 0.5 ml 9% mannitol / 1 mM calcium chloride. After spinning for 10 minutes at 55 g, the covariate cells are recovered from the upper layer and re-separated again in the same manner. DNA (500 micrograms per million cells) is added to covariate cells resuspended in 0.75 ml 9% mannitol / 1 mM calcium chloride (mannitol solution) followed by 0.75 ml 40% PEG 6000. After 30 minutes at room temperature, 2 ml aliquots of F medium are added every 5 minutes for a total of 4 aliquots. Protoplasts are washed with the mannitol solution and then embedded in Ca alginate. They are incubated in modified K8P medium and one week afterwards selection starts with Bialaphos at 200 micrograms / liter. After 11 days, small alginate sections are embedded in agarose and incubated in PG1B medium with 250 microgram bialaphos / liter. The resulting callus is transferred to a fresh plate with nonalophos and incubated for 2 weeks. Thereafter, they are incubated using light / dark regimen (16 hours / 8 hours) without selection at 25 ° C. Subcultures are performed every two weeks and seedlings are regenerated within four weeks. Plant them by rooting them in the soil.

실시예 9: 락토페리신 B를 발현하는 형질전환성 식물의 분석Example 9 Analysis of Transgenic Plants Expressing Lactoferricin B

선별 과정(실시예 8)을 극복한 형질전환된 식물로부터의 조직을 대상으로 하여, 락토페리신 B 유전자 작제물의 존재(PCR), 이러한 형질전환 유전자로부터 유도된 RNA(노던 블롯 하이브리드화, RT-PCR) 및 형질전환 유전자로부터 유도된 단백질(웨스턴)에 대해 분석한다.For tissues from transformed plants that overcome the selection process (Example 8), the presence of lactoferricin B gene construct (PCR), RNA derived from such transgenes (Northern blot hybridization, RT) -PCR) and proteins derived from the transgene (Western).

a. PCR 분석a. PCR analysis

키트에 제시된 지시에 따라서 이소퀵(IsoQuick) 핵산 추출용 키트(ORCA Research Inc.)를 사용하여 형질전환된 식물 조직으로부터 DNA를 추출한다. 표준 프로토콜에 따라서 PCR 분석을 수행한다. 락토페리신 B 유전자 작제물의 증폭에 사용된 프라이머는 형질전환 유전자 작제물의 공지된 서열로부터 고안한다.DNA is extracted from the transformed plant tissue using an IsoQuick nucleic acid extraction kit (ORCA Research Inc.) according to the instructions given in the kit. PCR analysis is performed according to standard protocols. Primers used for amplification of the lactoferricin B gene construct are designed from known sequences of the transgene construct.

b. 노던 분석b. Northern analysis

형질전환된 식물을 대상으로 하여 노던 블롯 하이브리드화에 의해 RNA의 존재 여부에 대해 분석한다. 노던 블롯 분석의 경우, RNA를 잎 조직으로부터 추출한다. 동결된 조직을 연마한 후, 추출 완충액(0.1M LiCl, 100mM 트리스 pH 8, 10mM EDTA, 1% SDS)을 가하고 등가 용적의 물-포화된 페놀 및 클로로포름을 가한다. RNA를 나트륨 아세테이트/에탄올로 수성 상으로부터 침전시키고 포름알데히드 함유 아가로즈 겔 상에서 크기별로 분류한다. 상기 겔을 진스크린 플러스 나일론(GeneScreen Plus nylon)에 블롯팅하고, 이를 락토페리신 B 유전자로부터 유도된 프로브에 하이브리드화시킨다. 밤새 하이브리드화한 후, 상기 블롯을 고도로 엄격하게(65℃) 세척하고 X-레이 필름에 노출시킨다.Transformed plants are analyzed for the presence of RNA by northern blot hybridization. For northern blot analysis, RNA is extracted from the leaf tissue. After grinding frozen tissue, extraction buffer (0.1 M LiCl, 100 mM Tris pH 8, 10 mM EDTA, 1% SDS) is added and equivalent volumes of water-saturated phenol and chloroform are added. RNA is precipitated from the aqueous phase with sodium acetate / ethanol and sorted by size on formaldehyde containing agarose gel. The gel is blotted onto GeneScreen Plus nylon and hybridized to a probe derived from the lactoferricin B gene. After hybridization overnight, the blot is washed with high rigor (65 ° C.) and exposed to X-ray film.

c. RT-PCR 분석c. RT-PCR Analysis

락토페리신 B RNA의 존재 여부를 알아보기 위하여 RNA 샘플을 상기 실시예 7에 기재된 바와 같이 RT-PCR에 의해 분석한다.RNA samples are analyzed by RT-PCR as described in Example 7 above to determine the presence of lactoferricin B RNA.

d. 웨스턴 분석d. Western analysis

형질전환된 식물을 대상으로 하여, 형질전환 유전자에 의해 암호화된 락토페리신 B 또는 락토페리신 B-유도체 단백질의 존재 여부에 대해 시험한다. 웨스턴 분석의 경우에는, 신선한 잎들을 액체 질소에서 살짝 동결시키고 미세한 분말로 분쇄한다. 이어서, 상기 샘플을 -20℃에서 아세톤 중의 냉 10% 트리클로로아세트산으로 1시간 동안 처리하고, 아래로 방사하며, 냉 아세톤으로 세척한 다음, 공기 건조시킨다. 이어서, 이와 같이 건조된 샘플을 얼음 상에서 1시간 동안 0.05M 황산(3ml/새로운 중량 g)과 배양한다. 추출물을 0.01N 수산화나트륨으로 중화시킨 다음 건조시킨다. 샘플을 제조업자의 지시에 따라서 10 내지 20% 트리신 SDS 겔(Novex) 상에서 수행한다. 단백질을 젖은 셀에서 3시간 동안 200mA의 일정한 전류하에 니트로셀룰로즈에 옮긴 다음, 폰슈 레드(Ponceau Red)로 염색시켜 막-결합된 단백질을 가시화한다. 니트로셀룰로즈에 옮긴 단백질을 면역-친화성 정제된 염소 항-락토페리신 B 항체로 프로브시킨 다음, 2차적 및 알칼린 포스파타제-접합된 3차 항체로 프로브시킨다. 니트로 블루 테트라졸륨/브로모-클로로-인돌릴 포스페이트 기질 용액을 가한 후에 항-락토페리신 B 반응성 밴드를 검출한다.Transgenic plants are tested for the presence of lactoferricin B or lactoferricin B-derived protein encoded by the transgene. For Western analysis, fresh leaves are slightly frozen in liquid nitrogen and ground to a fine powder. The sample is then treated with cold 10% trichloroacetic acid in acetone at −20 ° C. for 1 hour, spun down, washed with cold acetone and then air dried. This dried sample is then incubated with 0.05 M sulfuric acid (3 ml / fresh weight g) on ice for 1 hour. The extract is neutralized with 0.01 N sodium hydroxide and then dried. Samples are performed on 10-20% Tricine SDS gel (Novex) according to the manufacturer's instructions. The protein is transferred to nitrocellulose under constant current of 200 mA for 3 hours in a wet cell and then stained with Ponceau Red to visualize the membrane-bound protein. Proteins transferred to nitrocellulose are probed with immuno-affinity purified goat anti-lactoferricin B antibodies, followed by secondary and alkaline phosphatase-conjugated tertiary antibodies. The anti-lactoferricin B reactive band is detected after addition of the nitro blue tetrazolium / bromo-chloro-indolyl phosphate substrate solution.

e. 질량 분광분석법e. Mass spectrometry

형질전환된 식물로부터 제조된 단백질 추출물을 대상으로 하여, 상기 실시예 7에 기재된 바와 같이 MALDI-MS를 사용하여 락토페리신 B 펩타이드의 존재 여부에 대해 분석한다.Protein extracts prepared from transformed plants are analyzed for the presence of lactoferricin B peptides using MALDI-MS as described in Example 7 above.

f. 락토페리신 B 형질전환성 식물 추출물에서 항미생물성 활성의 평가f. Evaluation of Antimicrobial Activity in Lactoferricin B Transgenic Plant Extracts

1.5% PVPP, 5mM DTT 및 10μM AEBSF(4-(2-아미노에틸)-벤젠설포닐 플루오라이드, 하이드로클로라이드)를 함유하는 20mM 트리스 완충액(pH 7.5)에서 조직을 균질화시킴으로써 락토페리신 B 형질전환성 식물로부터 단백질 추출물을 제조한다. 단백질 추출물을 정립된 프로토콜, 예를 들면, 황산암모늄 침전, HPLC 크로마토그래피, 및 항-락토페리신 B 항혈청을 이용한 면역 정제에 의해 추가로 젱제시킨다. 각 추출물에서의 단백질 농도를 결정하고 분취량을 항진균성 분석에 사용한다.Lactoferricin B transgenic plant by homogenizing tissue in 20 mM Tris buffer (pH 7.5) containing 1.5% PVPP, 5 mM DTT and 10 μM AEBSF (4- (2-aminoethyl) -benzenesulfonyl fluoride, hydrochloride) Protein extracts are prepared from. Protein extracts are further subtracted by established protocols such as ammonium sulfate precipitation, HPLC chromatography, and immunopurification using anti-lactoferricin B antiserum. Protein concentration in each extract is determined and aliquots are used for antifungal analysis.

상기 실시예 1에 기재된 3가지 분석을 사용하여 불완전하게 및 부분적으로 정제된 단백질 추출물에 항미생물성 활성이 존재하는지를 평가한다. 항미생물성 활성이 존재하는지를 시험하기 위해 사용된 유기체에는 실시예 1에 열거된 것 뿐만 아니라 콘 및 밀의 기타 중요한 진균성 병원체 및 락토페리신 B 민감성 세균성 실험용 균주, 예를 들면, 이. 콜라이 및 스타필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus)가 포함된다[참조: W. Bellamy et al., J. Appl. Bacteriol. 73, 472-479, 1992].Three assays described in Example 1 above were used to assess the presence of antimicrobial activity in incompletely and partially purified protein extracts. The organisms used to test for the presence of antimicrobial activity include those listed in Example 1 as well as other important fungal pathogens of corn and wheat and lactoferricin B sensitive bacterial laboratory strains such as E. coli. E. coli and Staphylococcus aureus are included. See, eg, W. Bellamy et al., J. Appl. Bacteriol. 73, 472-479, 1992].

실시예 10: 질병 내성 증가를 알아보기 위해 락토페리신 B 형질전환성 식물의 시험Example 10 Test of Lactoferricin B Transgenic Plants for Increased Disease Tolerance

a. 형질전환성 옥수수 식물 시험a. Transgenic Corn Plant Test

1. 서던 콘 잎 고조병(SCLB) 분석1. Southern Cone Leaf Mortar (SCLB) Analysis

SCLB는 이전에는 코클리오볼루스 헤테로스트로푸스(Cochliobolus heterostrophus) 및 헬민토스포륨 마이디스(Helminthosporium maydis)로 불리운 비폴라리스 마이디스에 의해 유발된다. 비. 마이디스 배양물을 포자형성을 유도하기 위하여 자외선 근처 빛을 지속적으로 조사하면서 PDA(감자 덱스트로즈 한천) 상에서 성장시킨다. 1% 트윈-20 중의 유리 막대를 이용하여 플레이트를 조심스럽게 긁어냄으로써 포자를 수거한다. 용액을 수집하고 이중 증류된 멸균수를 이용하여 포자 농도를 500 내지 1000포자/ml로 조정한다. 형질전환성 식물과 야생형 대조군 식물을 온실에서 3 내지 5주생이 될 때까지 자라게 한다. 에어로졸 분무기를 이용하여 각 잎에 포자 현탁액의 미세한 연무를 살포함으로써, 완전히 커진 위의 3개 잎에 포자 현탁액을 분무한다. 이어서, 상기 식물을 밀폐된 방에 두고 다습한 환경하에서 연무실(mist chamber)에서 밤새(16 내지 20시간) 배양한다. 상기 식물을 연무실로부터 생장실에 옮긴다. 접종한지 약 1주 후에, 발생되는 병변을 계수하고 대표적인 병변 10 내지 15개의 크기를 측정하여 대조군 식물과 형질전환성 식물을 비교한다. 접종 후 14일에 걸쳐 3 내지 4일 간격으로 식물의 질병 진행 정도를 가시적으로 평가한다.SCLB is caused by Bipolaris mydis, previously called Cochliobolus heterostrophus and Helminthosporium maydis. ratio. Mydis cultures are grown on PDA (potato dextrose agar) with continuous irradiation of light near ultraviolet light to induce sporulation. Spores are collected by carefully scraping off the plate using a glass rod in 1% Tween-20. The solution is collected and the spore concentration is adjusted to 500-1000 spores / ml using double distilled sterile water. Transgenic plants and wild-type control plants are allowed to grow in the greenhouse until they are 3-5 years old. The spore suspension is sprayed onto the three leaves of the enlarged stomach by spraying a fine mist of spore suspension onto each leaf using an aerosol sprayer. The plant is then placed in a closed room and incubated overnight (16-20 hours) in a mist chamber in a humid environment. The plant is transferred from the mist room to the growth room. About one week after inoculation, the resulting lesions are counted and the size of 10-15 representative lesions is measured to compare the control plants with the transgenic plants. The disease progression of the plants is visually assessed at intervals of 3 to 4 days over 14 days after inoculation.

Met-락토페리신 B mRNA를 발현시킨 T1 주 B10b로부터의 식물은 형질전환성 대조준과 야생형 대조군 것보다 덜한 질병 증후를 나타냈기 때문에 질병 내성이 증가된 것으로 밝혀졌다.Plants from Tl week B10b expressing Met-lactoferricin B mRNA were found to have increased disease resistance because they showed less disease symptoms than the transgenic control and wild type controls.

2. 탄저 잎 고조병2. anthracnose leaf granules

콜렉토트리쿰 그라미니콜라가 탄저 잎 고조병의 원인균이다. 이는 감염된 잎을 괴사시킨다. 질병 검정을 위해, 비. 마이디스에 대해 기재된 바와 같이 포자형성 한천 플레이트로부터 포자를 수집한다. 3 내지 5주생 식물 잎에 포자 현탁액을 대략 106포자/ml 농도로 분무시킨다. 이와 같이 접종된 식물을 연무실에서 밤새 배양한 후, 이들을 비. 마이디스 감염된 식물에 대해 기재된 바와 같이 생장실에 옮긴다. 2주간에 걸쳐 3 내지 4일 간격으로 괴사된 잎 면적 비율을 측정하여 형질전환성 대조군과 비-형질전환성 대조군을 비교한다.Collector Tricum Graminicola is the causative agent of anthrax leaf anemia. This necrosis the infected leaves. For disease testing, non. Spores are collected from spore forming agar plates as described for Mydis. Spore suspensions are sprayed at 3 to 5 perennial plant leaves at a concentration of approximately 10 6 spores / ml. The inoculated plants were incubated overnight in the mist room and then rained. Transfer to the growth chamber as described for Mydis infected plants. Necrotic leaf area ratios are measured at 3-4 day intervals over 2 weeks to compare the transgenic and non-transgenic controls.

3. 카르보눔 잎 반점 검정3. Carbonum Leaf Spot Test

헬리토스포륨 카르보눔이 옥수수 카르보눔 잎 반점의 원인균이다. 질병 검정을 위해, 비. 마이디스에 대해 기재된 바와 같이 포자형성 배양액으로부터 포자를 수집한다. 3 내지 5주생 콘 식물 잎에 포자 현탁액을 2.5 내지 10×104포자/ml 농도로 분무시킨 다음 상기 식물을 연무실에서 밤새 배양한다. 이어서, 이들 식물을 생장실에서 약 14일 동안 생장시킨다. 탄저 잎 고조병에 대해 기재된 바와 같이 질병 진행이 수반된다.Heliosporium carnum is the causative agent of maize carbonum leaf spots. For disease testing, non. Spores are collected from the sporulation culture as described for Mydis. Spore suspensions are sprayed at a concentration of 2.5 to 10 × 10 4 spores / ml on the leaves of 3-5 main corn plants and then the plants are incubated overnight in the mist room. These plants are then grown in the growth room for about 14 days. Disease progression is involved, as described for anthrax leaf granules.

Met-락토페리신 B에 대한 RNA를 발현한 T1 주 B10b로부터의 식물은 질병 내성이 증가된 것으로 밝혀졌다. 발현 식물에서는, 카르보눔 잎 반점 접종을 수행한 후에 형질전환성 대조군과 야생형 대조군에 비해 감소된 질병 징후를 나타내었다.Plants from Tl week B10b that expressed RNA for Met-lactoferricin B were found to have increased disease resistance. In expressing plants, after carbonum leaf spot inoculation, reduced disease signs were shown as compared to the transgenic and wild type controls.

4. 푸사륨 뿌리 검정4. Fusarium Root Black

푸사륨 모닐리포르메가 콘 열매에 대해 푸사륨 열매 곰팡이를 유발시킨다. 에프. 모닐리포르메를 PDA 플레이트 상에서 생장시키고 비. 마이디스에 대해 기재된 바와 같이 상기 플레이트로부터 포자를 수거한다. 천공된 필터지를 접어 파우치에 두고 표면 멸균시킨 콘 종자를 접은 자리에 두어, 뿌리가 뚫린 구멍으로부터 파우치의 바닥으로 자라나도록 한다. 에프. 모닐리포르메 12ml 포자 현탁액을 파우치의 바닥에 두고 이 파우치를 25 내지 30℃의 생장실에서 배양한다. 7 내지 14일 후에 진균성 감염으로 인한 뿌리 성장 억제와 뿌리 괴사를 검정하고 형질전환성 대조군과 비-형질전환성 대조군을 비교한다.Fusarium Moniliformega Induces Fusarium fungus against cone fruit. F. Moniliforme was grown on PDA plates and b. Spores are harvested from the plate as described for MIDIS. Fold the perforated filter paper into the pouch and place the surface-sterilized cone seeds in the fold so that they grow from the drilled hole to the bottom of the pouch. F. A 12 ml of monoliforme spore suspension is placed at the bottom of the pouch and incubated in the growth chamber at 25-30 ° C. After 7 to 14 days, root growth inhibition and root necrosis due to fungal infections are assayed and the transgenic and non-transgenic controls compared.

5. 피튬 뿌리 검정5. titanium root black

피튬 알피나데르마툼(Pythium aphinadermatum)은 옥수수 줄기 부패증과 뿌리 부패증과 연관된 유발 유기체 중의 하나이다. 질병 검정을 위해, 에프. 이노쿨룸에 대해 기재된 바와 같이 유주자 또는 마이셀륨으로부터 제조된 파우치 포맷을 사용한다. 유주자 형성을 위해, 마이셀리아를 키가 큰 김의털 풀(fescue grass)의 잎 조각과 접촉시켜 두고, 지속적인 형광성 빛하에 배양한 다음, 발생되는 유주자를 수거한다. 또한, 감자 덱스트로즈 배지에 피튬 PDA 플레이트로부터의 마이셀륨성 플러그를 접종시키고 2 내지 3주 동안 생장시킨다. 이러한 마이셀륨을 상기 배양물로부터 제거하고 멸균성 이중 증류수에서 블렌더를 사용하여 분산시킨다.Pythium aphinadermatum is one of the causative organisms associated with corn stem rot and root rot. For the disease test, f. Pouch formats made from dwellers or mycelium are used as described for Innocoolum. For ciliary formation, mycelia is contacted with leaf fragments of tall fescue grass, incubated under constant fluorescent light, and the resulting ciliary is harvested. In addition, potato dextrose medium is inoculated with myselium plugs from the lithium PDA plate and grown for 2-3 weeks. This mycelium is removed from the culture and dispersed using a blender in sterile double distilled water.

콘 종자를 기재된 바와 같이 필터지 접은 자리에 두고 접종물(적절한 농도의 유주자 또는 분산된 마이셀륨)을 파우치 바닥에 가한다. 에프. 모닐리포르메에 대해 기재된 바와 같이, 1 내지 2주 동안 배양한 후, 뿌리 길이와 괴사 여부를 검정하고 형질전환성 대조군과 비-형질전환성 대조군을 비교한다.The cone seed is placed in the fold of the filter paper as described and an inoculum (appropriate concentration of dwellers or dispersed mycelium) is added to the pouch bottom. F. As described for the monoliforme, after incubation for 1-2 weeks, root length and necrosis are assayed and the transgenic and non-transgenic controls compared.

6. 스테와르트의 세균성 조고증(Stewart's bacterial wilt)6. Stewart's bacterial wilt

에르위니아 스테와르티가 콘 식물에 대해 스테와르트 조고증을 유발시킨다. 질병 검정을 위해, 세균을 영양 배지에서 고밀도로 생장시키고 약 107세균/ml로 희석시킨다. 콘 식물 잎을 세균성 현탁액에 침지시킨 바늘을 이용하여 찌름으로써 상기 잎을 상기 세균에 감염시킨다. 접종한지 1, 2 및 3주 후에 병변을 측정한다.Erwinia stewarti causes stewart hypertosis on corn plants. For disease assays, bacteria are grown at high density in nutrient medium and diluted to about 10 7 bacteria / ml. The leaves are infected with the bacteria by stabbing the cone plant leaves with a needle immersed in a bacterial suspension. Lesions are measured 1, 2 and 3 weeks after inoculation.

7. 잎 디스크 검정7. Blade disk black

상기 기재된 완전한-식물 질병 검정을 습윤 페트리디쉬에 놓여진 잎 디스크 상에서 수행할 수도 있다.The complete-plant disease assay described above may be performed on leaf discs placed in wet Petri dishes.

b. 형질전환성 밀 식물 시험b. Transgenic Wheat Plant Test

1. 슈도모나스 질병 검정1. Pseudomonas Disease Assay

슈도모나스 시린개 pv. 시린개 반 할은 밀의 세균성 잎 고조병을 유발시킨다. 가시적 질병 징후를 득점으로 매긴 질병 검정을 위해, 상기 세균(균주 BL882)을 L-브로쓰 한천 플레이트 상에서 밤새 성장시킨다. 이쑤시개를 이용하여 짧은 세포 한줄을 상기 플레이트로부터 긁어내고 이를 10mM MgCl2의 용액에 재현탁시킨다. 상기 현탁액에서의 세균의 농도를 결정하기 위하여 600nm에서의 현탁액의 흡광도를 취하고, 이를 0.1의 OD600 당 1×108cfu로서 산정한다. 상기 배양물을 1×107세균/ml로 희석시키고 1ml 플라스틱 파스퇴르 피펫에 흡인시킴으로써 소량을 빼낸다. 세균 대략 50㎕를 3주생 밀 식물의 잎에 주입한다. 접종된 면적 크기를 검정색 펠트펜을 이용하여 살짝 표시해둔다. 상기 식물을 통상의 정원용 분무기를 사용하여 식물에 물을 많이 살포함으로써 내부 환경을 습하게 만든 플라스틱 박스에 둔다. 이 박스를 단단히 밀봉하고 18 내지 20℃에서 페르시발 챔버(Percival chamber)에 두고 매일 빛을 16시간 동안 조사한다. 5일 후, 접종된 영역내에서 발생되는, 박층의 반엽으로 둘러싸인 어두운 괴사성 패치에 의해 입증된 바와 같은, 병변된 영역의 비율(%)을 산정함으로써 질병의 중증도를 기록한다.Pseudomonas Syringe pv. Half of the dogs cause bacterial leaf blight in wheat. For disease assays scoring scoring disease signs, the bacteria (strain BL882) are grown overnight on L-broth agar plates. One tooth line is scraped from the plate using a toothpick and resuspended in a solution of 10 mM MgCl 2 . To determine the concentration of bacteria in the suspension, the absorbance of the suspension at 600 nm is taken and calculated as 1 × 10 8 cfu per OD 600 of 0.1. Dilute the culture to 1 × 10 7 bacteria / ml and withdraw a small amount by aspiration in a 1 ml plastic Pasteur pipette. Approximately 50 [mu] l of bacteria are injected into the leaves of three-weekly wheat plants. The size of the inoculated area is marked with a black felt pen. The plants are placed in a plastic box that moistens the internal environment by spraying a lot of water on the plants using a conventional garden sprayer. The box is tightly sealed and placed in a Percival chamber at 18-20 ° C. with daily light for 16 hours. After 5 days, the severity of the disease is recorded by estimating the percentage of lesioned area, as evidenced by the dark necrotic patch enclosed by a thin layered lobe, occurring in the inoculated area.

질병 발생 정도를 보다 정확하게 정량화하기 위하여, 세균을 1×107cfu/ml의 농도로 침윤시킴으로써, 카나마이신 내성 유전자를 갖는 플라스미드를 함유하는 BL882를 잎들에게 균등하게 접종한다. 침윤 당일 및 다음 날에, 주입된 영역에서의 세균 역가치를 측정한다. 이는 1cm 공간을 집합적으로 덮고 있는 침윤된 면적으로부터의 잎 펀치들을 결합시키고, 이들을 10mM MgCl2에서 연마시킨 다음, 50마이크로그램/ml 카나마이신으로 보충된(상기 BL882 분리물은 카나마이신 내성 유전자로 형질전환되었다) LB 플레이트 상에서 상기 추출물의 희석물을 살포시킴으로써 수행한다. 생장시킨지 3일 후에, 잎으로부터의 단일 세균이 용이하게 계수되는 콜로니로 자라나게 된다. 이러한 방식으로, 형질전환된 식물에서의 세균의 성장율을 정량화하고 대조군, 즉 형질전환시키지 않은 식물의 것과 비교한다.To more accurately quantify disease incidence, BL882 containing plasmids with kanamycin resistance gene is inoculated evenly to leaves by infiltrating bacteria at a concentration of 1 × 10 7 cfu / ml. On the day of infiltration and on the next day, the bacterial titer in the injected area is measured. This combined the leaf punches from the infiltrated area collectively covering the 1 cm space, polished them at 10 mM MgCl 2 and supplemented with 50 micrograms / ml kanamycin (the BL882 isolate was transformed with a kanamycin resistance gene). By diluting the dilution of the extract onto an LB plate. Three days after growth, single bacteria from the leaves grow into colonies that are easily counted. In this way, the growth rate of bacteria in the transformed plants is quantified and compared to that of the control, i.e., plants not transformed.

2. 셉토리아 노도룸 검정2. Septoria Nodorum Black

에스. 노도룸은 밀 잎에 대하여 잎 반점과 밀 열매에 대하여 영포 반점(glume blotch)을 유발시킨다. 질병 검정을 위하여, 포자형성 플레이트나 액체 배양액으로부터 포자를 수집하고 적절한 농도로 2주생 식물의 잎에 분무한다. 이와 같이 접종된 식물을 다습한 연무실에 2 내지 3일 동안 둔 다음 생장실에 옮긴다. 다음 3주 간은 질병이 발생된 잎의 면적율(%)을 측정하고 분포자기(pycnidium)의 존재 또는 부재를 인지한다.s. Nordorum causes leaf spots on wheat leaves and gum blotch on wheat berries. For disease assay, spores are collected from a sporulation plate or liquid culture and sprayed onto the leaves of the perennial plant at appropriate concentrations. The plants so inoculated are placed in a humid room for 2 to 3 days and then transferred to a growing room. In the next three weeks, the area percentage of the diseased leaves is measured and the presence or absence of pycnidium is recognized.

3. 셉토리아 트리티시 검정3. Septoria Tritici Test

에스. 트리티시는 밀에 대하여 잎 반점 질병을 유발시킨다. 질병 검정을 위하여, 포자형성 플레이트나 액체 배양액으로부터 포자를 분리시키고 적절한 농도로 1 내지 2주생 밀 식물의 잎에 분무한다. 이와 같이 접종된 식물을 다습한 연무실에 3일 동안 둔 다음 생장실에 옮긴다. 접종시킨지 2 내지 3주 후에 질병이 발생된 잎의 면적율(%)을 측정하고 분포자기의 존재 또는 부재 여부를 인지한다.s. Tritices cause leaf spot disease against wheat. For disease assay, spores are isolated from spore forming plates or liquid cultures and sprayed on leaves of 1-2 weekly wheat plants at appropriate concentrations. The inoculated plants are placed in a humid room for 3 days and then transferred to a growing room. Two to three weeks after inoculation, the percent area of diseased leaves is measured and the presence or absence of distributed magnetism is determined.

4. 잎 디스크 검정4. Blade disk black

상기 기재된 완전한-식물 질병 검정을 습윤 페트리디쉬에 놓여진 잎 디스크 상에서 수행할 수도 있다.The complete-plant disease assay described above may be performed on leaf discs placed in wet Petri dishes.

5. 푸사륨 파우치 검정5. Fusarium Pouch Black

이 검정은 상기 기재된 옥수수에 대한 에프. 모닐리포르메 및 피. 아피나데르마타 검정과 유사하다. 에프. 쿨모룸으로부터의 포자를 비. 마이디스에 대해 기재된 바와 같이 플레이트로부터 수거한다. 천공된 필터지를 접어 파우치에 두고 표면 멸균시킨 밀 종자를 접은 자리에 두어, 뿌리가 뚫린 구멍으로부터 파우치의 바닥으로 자라나도록 한다. 헤위트 배지(Hewitt's medium)(밀 종자가 발아되어 자라나게 하는 영양 배지) 중에서의 에프. 쿨모룸 12ml 포자 현탁액을 파우치의 바닥에 두고 이 파우치를 10 내지 15℃의 생장실에서 1주 동안 배양한 후, 이러한 배양을 15 내지 18℃에서 지속시킨다. 약 4일 후에 뿌리 길이와 뿌리 갈색화를 기록한다.This assay was performed on F. coli for the corn described above. Monoliforme and p. Similar to the Apinadermata test. F. Rain spores from Kulmorum. Collected from the plate as described for mydis. Fold the perforated filter paper into the pouch and place the surface sterilized wheat seeds in the fold so that they grow from the rooted hole to the bottom of the pouch. F in Hewitt's medium (nutritional medium that allows wheat seeds to germinate and grow). A 12 ml spore suspension of Kulmorum is placed at the bottom of the pouch and incubated for 1 week in a growth chamber at 10-15 ° C., followed by continued at 15-18 ° C. Record root length and root browning after about 4 days.

6. 흰가루병 병균 잎 검정6. Powdery mildew germ leaf black

에피시페 그라미니스 f.sp. 트리티시가 밀 잎에 대하여 흰가루병 병균을 유발시킨다. 이는 편성 바이오트로프(obligate biotroph)이기 때문에 접종물을 밀 잎 상에 유지시킨다. 질병 시험용 식물을 12 내지 14주생으로 생장시키고, 이러한 잎들로부터 2.5cm 절편을 절단하고 50mg/ml 벤즈이미다졸을 함유하는 한천 플레이트 상에 둔다. 감염된 잎으로부터 수집된 포자를 사용하여 이를 적절한 농도로 한천 플레이트 상의 잎 조작에 접종시킨다. 이어서, 상기 플레이트를 빛을 약하게 조사하면서 17℃하에서 배양한다. 접종한지 대략 10일 후에, 잎 조각에 나타난 질병 징후를 평가한다.Epicipa graminis f.sp. Tritice causes powdery mildew germ against wheat leaves. Since it is an obligate biotroph, the inoculum is kept on wheat leaves. Disease test plants are grown between 12 and 14 weeks old and 2.5 cm sections are cut from these leaves and placed on agar plates containing 50 mg / ml benzimidazole. Spores collected from infected leaves are used to inoculate them in leaf manipulation on agar plates at appropriate concentrations. The plate is then incubated at 17 ° C. with light irradiation. Approximately 10 days after the inoculation, the signs of disease on leaf fragments are evaluated.

실시예 11: 사람 락토페리신(lacto H)Example 11: Human Lactoferricin (lacto H)

락토페리신 H로서 지칭된 항세균성 및 항진균성 펩타이드를 사람 락토페린으로부터 분리하였다. 이러한 펩타이드는 성숙한 단백질의 아미노산 1 내지 33에 상응한다. 락토페리신 H 펩타이드(서열 2)를 암호화하는, 옥수수에서의 발현에 최적화된 코돈을 갖는(서열 5) 합성 유전자를 생성시킨다:Antibacterial and antifungal peptides, referred to as lactoferricin H, were isolated from human lactoferrin. Such peptides correspond to amino acids 1 to 33 of the mature protein. A synthetic gene with a codon optimized for expression in corn (SEQ ID NO: 5), encoding the lactoferricin H peptide (SEQ ID NO: 2) is generated:

G R R R R S V Q W C AG R R R R S V Q W C A

GGC-CGC-CGC-CGC-CGC-AGC-GTG-CAG-TGG-TGC-GCC-GGC-CGC-CGC-CGC-CGC-AGC-GTG-CAG-TGG-TGC-GCC-

V S Q P E A T K C F QV S Q P E A T K C F Q

GTG-AGC-CAG-CCC-GAG-GCC-ACC-AAG-TGC-TTC-CAG-GTG-AGC-CAG-CCC-GAG-GCC-ACC-AAG-TGC-TTC-CAG-

W Q R N M R K V R G PW Q R N M R K V R G P

TGG-CAG-CGC-AAC-ATG-CGC-AAG-GTG-CGC-GGC-CCCTGG-CAG-CGC-AAC-ATG-CGC-AAG-GTG-CGC-GGC-CCC

상기 유전자 서열을 전사 및 해독하기 위하여, 메티오닌 출발 코돈과 정지 코돈을 가한다. 또한, 코작 컨센서스 서열로부터의 ACC 서열을 서열 시작부에 가하여 효율적인 해독 가능성을 증진시킨다. 이로써 다음에 제시된 바와 같은 Met-락토페리신 H 유전자 서열이 생성되는데, 출발 코돈과 정지 코돈이 밑줄쳐 있다:To transcription and translation of the gene sequence, methionine start codon and stop codon are added. In addition, ACC sequences from the Kozak consensus sequence are added at the beginning of the sequence to enhance the efficiency of translation. This produces the Met-lactoferricin H gene sequence as shown below, underlined by the start and stop codons:

5'-ACCATGGGCCGCCGCCGCCGCAGCGTGCAGTGGTGCGCCGTGAGCCAGCCCGAGGCCACCAAGTGCTTCCAGTG5'-ACCATGGGCCGCCGCCGCCGCAGCGTGCAGTGGTGCGCCGTGAGCCAGCCCGAGGCCACCAAGTGCTTCCAGTG

GCAGCGCAACATGCGCAAGGTGCGCGGCCCCTAG-3'(서열 6)GCAGCGCAACATGCGCAAGGTGCGCGGCCCCTAG-3 '(SEQ ID NO: 6)

이러한 유전자 서열을 락토페리신 B에 대한 앞서의 실시예에서 기재된 것과 유사한 방법을 사용하여 적당한 프로모터의 조절하에서 식물 세포에서 발현시킨다.Such gene sequences are expressed in plant cells under the control of appropriate promoters using methods similar to those described in the previous examples for lactoferricin B.

Claims (16)

작동 서열에,In the working sequence, (a) RNA 서열을 생산하도록 식물 세포에서 작용하는 프로모터;(a) a promoter that acts on plant cells to produce RNA sequences; (b) 락토페리신의 생산을 암호화하는 구조성 암호화 서열; 및(b) a structural coding sequence encoding the production of lactoferricin; And (c) 상기 RNA 서열의 3' 말단에 폴리아데닐레이트 뉴클레오티드를 부가하도록 식물 세포에서 작용하는 3' 비-해독된 영역을 포함하는 재조합 DNA 분자.(c) a recombinant DNA molecule comprising a 3 'non-translated region that acts in a plant cell to add a polyadenylate nucleotide to the 3' end of the RNA sequence. 제1항에 있어서, 프로모터가 우비퀴틴(ubiquitin) 프로모터이고 3' 비-해독된 영역이 아그로박테륨 투미파시엔스(Agrobacterium tumifaciens)로부터의 노팔린 신타제 전사 터미네이터인 DNA 분자.The DNA molecule of claim 1, wherein the promoter is a ubiquitin promoter and the 3 ′ non-detox region is a nopaline synthase transcriptional terminator from Agrobacterium tumifaciens. 제1항 또는 제2항에 있어서, 락토페리신이 락토페리신 B인 DNA 분자.3. The DNA molecule of claim 1, wherein the lactoferricin is lactoferricin B. 4. (a) 제1항에 따르는 재조합 DNA 분자를 식물 세포의 게놈에 삽입시키고;(a) inserting the recombinant DNA molecule according to claim 1 into the genome of a plant cell; (b) 형질전환된 식물 세포를 수득하고;(b) obtaining transformed plant cells; (c) 이와 같이 형질전환된 식물 세포로부터, 질병으로부터의 손상을 감소시키기에 유효한 양의 락토페리신을 발현시키는 형질전환성 식물(transgenic plant)을 재생시킴을 포함하여, 형질전환성, 질병 내성 식물을 생산하는 방법.(c) producing transgenic, disease resistant plants from such transformed plant cells, including regenerating a transgenic plant expressing an amount of lactoferricin effective to reduce damage from disease. How to. 제4항에 있어서, 상기 식물이 옥수수, 밀 및 사탕 무우 중에서 선택되는 방법.The method of claim 4, wherein the plant is selected from corn, wheat and beet. 제4항 또는 제5항에 있어서, 락토페리신이 락토페리신 B인 방법.The method of claim 4 or 5, wherein the lactoferricin is lactoferricin B. 7. 락토페리신을 발현시키는 세포를 포함하는 식물.A plant comprising a cell expressing lactoferricin. 제7항에 있어서, 게놈에 안정하게 통합된 제1항에 따르는 재조합 DNA를 갖는 식물.8. The plant of claim 7, having the recombinant DNA according to claim 1 stably integrated into the genome. 제7항 또는 제8항에 있어서, 옥수수, 밀 및 사탕 무우 중에서 선택되는 식물.The plant of claim 7 or 8, wherein the plant is selected from corn, wheat and beet. 발아되고 배양될 때 제7항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 따르는 식물을 생산하는 종자.A seed which, when germinated and cultured, produces a plant according to any one of claims 7 to 9. 제10항에 있어서, 포장되거나 피복된 종자.The seed of claim 10 packaged or coated. 제7항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 락토페리신이 락토페리신 B인 식물 또는 종자.The plant or seed according to any one of claims 7 to 11, wherein the lactoferricin is lactoferricin B. 식물 병원체를 방제하는데 있어서의 락토페리신의 용도.Use of lactoferricin in controlling plant pathogens. 식물 병원체를 제7항에 따르는 식물에 노출시킴을 포함하여, 식물 병원체를 방제하는 방법.A method for controlling plant pathogens, comprising exposing the plant pathogens to plants according to claim 7. 제7항에 따르는 형질전환성 식물 또는 이의 자손을 사용하여 식물 병원체를 방제함을 포함하는 농작법.A cropping method comprising controlling plant pathogens using the transgenic plant of claim 7 or a progeny thereof. 제10항에 따르는 종자를 함유하는 시판용 백(bag).A commercial bag containing the seed according to claim 10.
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